84426

Проектирование приспособления для механической обработки детали «корпус» изделия ПУ

Курсовая

Производство и промышленные технологии

В машиностроении широко применяется разнообразная технологическая оснастка. Затраты на её изготовление и эксплуатацию составляют до 15-20% от себестоимости продукции, а стоимость и сроки подготовки производства в основном определяются величиной затраты труда и времени на проектирование...

Русский

2015-03-19

98.64 KB

4 чел.

Министерство образования РБ

ГБПОУ Благовещенский многопрофильный профессиональный колледж

Специальность 151901 “Технология машиностроения”

Тема курсового проекта:

Проектирование приспособления для механической обработки детали  “корпус” изделия ПУ.

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине МДК “Реализация технологических процессов по изготовлению деталей машин”

КП151901 06 00 000 ПЗ

Группа ТМ-31

Ф.И.О

Подпись

Дата

Оценка

Выполнил

Ермаков А.А.

Проверил

Фролова Н.А.

Нормоконтроль

Маркина М.С.

г. Благовещенск, 2014 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Содержание………………………………………………………………………..4

Введение…………………………………………………………………………...5

1.Общая часть……………………………………………………………………..6

1.1 Назначение, устройство и принцип действия проектируемого приспособления…………………………………………………………………...7

1.2Проверка условия лишения возможности перемещения заготовки в приспособлении…………………………………………………………………...9

2. Расчетно-конструкторская часть…………………………………………….12

2.1Расчет приспособления на точность обработки……………………………12

2.1.1 Расчет погрешности базирования………………………………………...12

2.1.2 Расчет погрешности установки…………………………………………...12

2.1.3 Расчет погрешности закрепления………………………………………...14

2.1.4 Расчет погрешности положения…………………………………………..17

2.1.5 Расчеты допусков и посадок приспособления…………………………...20

2.2 Расчет усилий закрепления детали в приспособлении……………………22

2.3 Прочностной расчет ответственных деталей приспособления…………...24

Заключение……………………………………………………………………….26

Литература……………………………………………………………………….27

Приложение А …………………………………………………………………...28

Приложение Б …………………………………………………………………...30

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

04 00 000 ПЗ

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Введение

В машиностроении широко применяется разнообразная технологическая оснастка. Затраты на её изготовление и эксплуатацию составляют до 15-20% от себестоимости продукции , а стоимость и сроки подготовки производства в основном определяются величиной затраты труда и времени на проектирование и изготовление технологической оснастки. Наибольший удельный вес в общей массе оснастки имеют станочные приспособления, с помощью которых решаются три основные задачи:

  1.  Базирование обрабатываемых деталей на станках с выверкой по проверочным базам заменяются базированием без выверки , что ускоряет процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического получения точности на настроенных станках;
  2.  Повышает производительность и облегчает условия труда рабочих за счет механизации и автоматизации приспособлений, а также за счет применения многоместной, позиционной и непрерывной обработки;
  3.  Расширяются технологические возможности станков , что позволяет на обычных станках выполнять такую обработку или получать такую точность , для которых эти станки не предназначены.

Целью данного курсового проекта является разработка станочного приспособления для обработки детали “корпус” на сверлильной операции. Проект включает в себя описание назначение, устройство и принцип действия станочного приспособления , а также расчеты на точность и усилия закрепления

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

1 Общая часть

1.1Назначение, устройство и принцип работы проектируемого приспособления.

Станочные  приспособления расширяют технологические возможности металлорежущего оборудования, повышают производительность обработки заготовок, облегчают условия труда рабочих и повышают культуру производства на предприятия.

В процессе проектирования станочного приспособления необходимо соблюдать правила станочного приспособления необходимо соблюдать правила выбора баз. Стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента при обработке, удобство управления станком и приспособлением , а также условия , обеспечивающие безопасность работы и обслуживания.

В соответствии с картой эскизов для условий серийного производства спроектируем специализированное, переналаживаемое, механизированное приспособление для базирования  и закрепления обрабатываемой детали.

Приспособления,  служащие для обработки заготовок на сверлильных станках, имеющие кондукторные втулки для направления режущего инструмента, называют кондукторами (рис. 1). Иногда при обработке отверстий , расположенных на различных поверхностях заготовки , требуется изменять ее положение на станке относительно режущего инструмента. Для этого применяют кондукторы различных видов: накладные, стационарные, передвижные, поворотные.

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Кондуктор состоит из восьми кондукторных втулок (материал втулок- сталь У10А) равнорасположенных по 185 мм кондукторной плиты (5). Основные размеры кондукторных втулок (2) 18,020-0033 мм – внутренний диаметр и 23 мм – наружный диаметр и длиной 25 мм. Устанавливается деталь на специальную подставку . Устанавливается деталь на специальную подставку. Базирование детали происходит по выточке фланца и пальцу, жестко закрепленном на специальной подставке. Зажим- кондукторной плитой непосредственно по обрабатываемой поверхности фланца. Кондукторная плита производит движение поднятия и опускания через ось-втулку. Втулка находится в нежестком соединении с вилкой (6), что позволяет свободно осуществлять движение кондукторной плиты. Зажим кондуктором осуществляется через пневматический привод станка.

1.2 Проверка условия лишения возможности перемещения заготовки в приспособлении.

Требуемая точность обработки обеспечивается определенным положением заготовки относительно режущего инструмента. Положение заготовки при обработке , как и любого твердого тела в пространстве, характеризуется шестью степенями свободы , определяющими возможность перемещения и поворота заготовки относительно трех координатных осей. При полном ориентировании заготовка лишается всех степеней свободы; при неполном – числа степеней свободы меньше шести. В зависимости от условий обработки осуществляют полную или не частичную ориентацию заготовки в пространстве относительно режущего инструмента. В первом случае заготовке придают точное положение в приспособлении, во втором – точная установка в определенных направлениях не требуется, допускается произвольное положение заготовки относительно какой- либо координатной оси (например: установка кольца в кулачки патрона при токарной обработке).

Установку заготовок выполняют, осуществляя плотный контакт базовых поверхностей с установочными элементами приспособления . жестко закрепленными в корпусе. Это обеспечивается приложением в заготовке соответствующих сил закрепления . Для полной ориентации заготовки число и расположение опор должно быть таким , чтобы при соблюдении условия неотрывности баз от опор ( т.е при сохранении плотного и неподвижного контакта между ними) заготовка не могла сдвигать и поворачиваться относительно координатных  осей. При выполнении условия неотрывности заготовка лишается всех степеней свободы.

Для того чтобы просверлить отверстия, необходимо закрепить (создать базы) так , чтобы не было скачков и передвижений в разные стороны. В проектируемом приспособлении деталь устанавливается на подставку. Сверху ее прижимают кондукторная плита.

На рисунке 2 посадочный палец специальной подставки и посадочный поясок подставки (1, 2 , 3 , 4) осуществляет лишения свободы по четырем степеням свободы (вращение вокруг двух осей, а также перемещение по двум осям). Зажим заготовки осуществляется между торцами кондукторной плиты и подставки (5,6). То есть обеспечивается , лишение свободы еще по двум степеням свободы ( перемещение заготовки вдоль вертикальной оси приспособления и вращения вокруг нее) . В рабочем положении в данном приспособлении обеспечивается полный контакт с базовыми поверхностями детали.

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

2 Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет приспособления на точность обработки

2.1.1 Расчет погрешности установки

Погрешность установки у есть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при установке в станочное приспособление (СП) от требуемого увозникает вследствие несовмещения измерительных и технологических баз , неоднородности качества поверхностей заготовок, неточности изготовления и износа опор СП , нестабильности сил закрепления и др.

у вычисляют по погрешностям: базирования , закрепления з и положения ℇ/ℇ является случайной погрешностью; у содержит как случайные составляющие погрешности , объединяемые в основную з б , так и закономерную изменяющуюся систематическую погрешность з , связанную с изменением формы поверхности контакта установочного элемента в результате его износа ; пр включает закономерно изменяющуюся систематическую погрешность , определяемую прогрессирующим изнашиванием установочных элементов, а также постоянные систематические погрешности определяемые погрешностями изготовления и сборки опор СП, и определяемые погрешностями установки и фиксации СП на станке.

Погрешность установки устанавливаем по таблице 3 (стр.7 [1]).

Погрешность установки , заготовка плоской поверхностью Так как корпус ПУ выполняют отливкой погрешность установки плоскими поверхностями.

 = 0,15мм.

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Рассмотрим специальное приспособление-кондуктор накидной, служащий для обработки крепежных отверстий в детали -корпус.

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Рисунок 1- Кондуктор накидной

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

2.1.2 Расчет погрешности базирования

Погрешность базирования б – есть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого. Определяется, как предельное поле рассеяния расстояний между технологической измерительной базами в направлении выдерживаемого размера. Приближенно б можно оценить разностью между наибольшим и наименьшим значениями указанного расстояния .Величина б зависит от принятой схемы базирования и точности выполнения баз заготовок (включая отклонения размера, формы и взаимного расположения баз, рис. 3). По таблице 1 выбираем схему базирования №11 – базирование внутренне цилиндрической поверхностью на жесткий цилиндрический палец с гарантированным зазором при одностороннем прижатии заготовки.

   

Внутренней цилиндрической поверхностью на жесткий цилиндрический палец с гарантированным зазором при обработке плоской поверхности или паза. Выдержанный размер Н1 , Н2. Погрешность базирования б= 0,5ITd+2c+ITD+ITdn+∆гар

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Где:

ITd - допуск на диаметр вала

ITD - допуск на диаметр детали

ITdn - допуск на диаметр оправки

гар - гарантированный зазор

б= 0,5×0,34+2×0,375+0,13+0,039+0,25=1,339мм

Где:  0,375- справочные данные

         0,039- табличные данные

0,25- табличные данные

По грешность базирования зависит от схемы заготовки и равна 1,339мм

2.1.3 Расчет погрешности закрепления

Погрешность закрепления з – это разность между наибольшей и наименьшей проекций смещения измерительной базы на направление выполняемого размера в результате приложения к заготовке силы закрепления (рис. 2). В основном возникает в связи с изменением контактных перемещений в стыке “заготовка - опоры приспособления”.

Контактные перемещения Yв стыке заготовка- опоры приспособления вычисляем по формуле для опоры с плоской головкой (таб. 9, стр. 15[1]);

Y=(4+Rmax з)[100Q/AC b∑)]1/(2+v)+0,13×Rв1/3(W×ϴ×Q/A)2/3                              (1)

Где: Rmax з=22,5мкм –наибольшая высота неровности профиля, мкм(см. табл. 13);

Q=2000 Н- сила действующая по нормали на опору;

А- номинальная площадь опоры, мм2

Для кольцевой опоры: А=(D2-d2)=π(1202-802)=8000мм2                          (2)

C=5,24мкм- безразмерный коэффициент стеснения, характеризующий степень упрочнения поверхностных слоев обработанных без заготовки (см. табл.13)

σ1- предел текучести материала заготовки МПа=250 МПа

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

bΣ- безразмерный приведенный параметр, кривой опорной поверхности характеризующий условия контакта базы заготовки с опорой

bΣ=0,24(0,4-0,1v3)b3(4-Rmaxз)2+v/Rmax×3=0,24(0,4-0,1×1,69)×(4-6,99)2+1,69/0,99=0,58                                                (3)

W и Rв – соответственно высота и длина волны поверхности, мкм ( указанные параметры характерны для волнистости поверхности, см. табл. 12,13)  W=3,5 мкм Rв=40 мкм

Упругая постоянная материалов контактирующих заготовки и опоры (1/ГПа)

ϴ=(1-µ20)/А0+(1-µ2с)/Ас

ϴ=(1-0,32)/210+(1-0,252)/140=0,011Гпа

Подставляя найденные значения в формулу (3) найдем контактные перемещения в стыке:

Y=(4+0,022)[100×2000/[8000×5,24×0,58]1/(2+2,2)+0.13×

×401/3(3,5×0,011×2000/8000)2/3=11,26 мкм

Определим минимальную жесткость стыка по формуле (стр.19[1]):

I=                                                                                      (5)

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

где:Q=2000 H- сила, действующая по нормали на опору;

Y- контактные перемещения в стыке.

I==1,78 H/м.

Определим погрешность закрепления до допустимого износа по формуле из таблицы 11.

=1/(3+v3)+0,91/3×}Q.

 =∆Rmax з ;

=4,3×10-2  2/3×2/3×∆Rz3+21/3 ],

Где - погрешность закрепления из-за непостоянства силы закрепления;

- погрешность закрепления из-за неоднородности шероховатости базы заготовок;

- погрешность закрепления из-за неоднородности волнистости базы заготовок;

Исходя из условий: Q=2000H; ∆Q=600 H; Rmax=22,5 мкм; ∆Rmax=15 мкм; ∆W3=W3 при обработке на нескольких станках одной модели;

Определим погрешность закрепления:

=1/(3+2,2)+

+0,91/3×}600=4,71;

 =12=4,49 ;

=4,3×10-2  2/3×2/3×10+21/3 ]=10,39;

ℇ=2+2+=+10,39=17,22

2.1.4 Расчет погрешности положения

Погрешность положения пр заготовки возникает в результате погрешностей изготовления СП, погрешностей установки и фиксации СП на станке и износа опор СП.

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Погрешность изготовления приспособления ус зависит в основном от точности изготовления деталей СП. Точность изготовления опор и других стандартных деталей  СП обычно по 7-9 квалитету точности.

Составляющая ℇсвозникает в результате перемещений и перекосов корпуса приспособлений на столе, планшайбе или шпинделе станка. В массовом производстве при однократном неизменном закреплении СП на станке эту величину доводят до определенного минимума выверкой и считают постоянной в течении эксплуатации данного СП. При определенных условиях составляющая ℇс может быть устранена соответствующей настройкой станка. В серийном производстве, когда имеет место многократная периодическая смена СП на станках, ℇс превращается в некомпенсируемую случайную величину, изменяющуюся в определенных пределах.

На величину ℇс влияют износ и возможные повреждения поверхностей сопряжения в процессе регулярной смены СП.

При соблюдении рациональных условий смены СП и при правильном выборе зазоров в сопряжениях величину ℇс можно снизить до 0,01-0,02 мм.

Определим износостойкость опор по зависимости (стр.21):

С=m-m1П1-m2П2                                                                                                  (6)

Где С- износостойкость опор;

m,m1,m2 – коэффициенты, по таблице 15 (стр.22)

m=2248;

m1=1212;

m2=65497

П1- критерий износ стойкости с учетом материала заготовок и опор,

П1=0,97

(по таблице 18 , для опор из стали 40Х);

П2- критерий загруженности опор, определяем по формуле (стр. 22, табл. 16):

П2=;                                                                                                  (7)

Где Q- сила , действующую по нормали на опору, с учетом сил резания, закрепления , массы заготовки и т.п. Q= 2000 Н;

F- номинальная площадь касания с базой заготовки, F=3600 мм2(по табл.19)

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

HB- твердость рабочих поверхностей, HB (по табл. 17 при серийном производстве деталей по 8-12 квалитету).

П2==0,0012

Определим износостойкость опор по формуле (6):

C=2248-1212×0,97-65497×0,0012=993,77 установок/мкм.

Определим поправочный коэффициент по формуле (стр.22[1]):

К=Кt×KL×Ky;                                                                                                      (8)

Кt- коэффициент, учитывающий время неподвижного контакта заготовки с опорами(tм- машинное время обработки), Кt=0,97* tм

КL- коэффициент учитывающий влияние длины L скольжение заготовки по опорам СП в момент базирования, KL=1,51.

Ky- коэффициент, учитывающий условия обработки, Ку=0,94

tм= ;                                                                                                   (9)         

Где: L-длина обработки, L+l+l1+l2=19+9+2=30 мм;

       n-частота вращения шпинделя станка, об/мин;

       S-подача S=0,36-0,43мм/об;

n=1000×;                                                                                          (10)

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

Где: V-скорость обработки;

       D-диаметр обработки, B=18мм

V=×Kv;                                                                                                                                                          (11)

Cu=9,8;   m=0,2;

g=0,4;     y=0,5;

Kv- Поправочный коэффициент на скорость механической обработки.

Kv=Kmv×Kиv×Klv;

Где: Kmv- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, определяется по формуле:

KMv=Кr×mv=l-0,9=0,92;

Klv- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки=1

Kmv- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента=1

Кv=0,92×1×1=0,92;

Определим скорость: V=×0,92=24,3 м/мин;

Определим частоту вращения шпинделя: n==429 об/мин;

Корректируем по паспорту станка nд=355об/мин;

Действительная скорость главного движения резания:

V===20,1 м/мин;                                                                      (13)

Определим машинное время обработки: Тм==1,88 мин;

Определим поправочный коэффициент Кl:Kl=0,79×1,88=1,49;

Определим поправочный коэффициент К=1,49×1,51×0,94=2,11;

Определим фактическую износостойкость  по формуле (стр.22[1])

No===470,98 ;                                                                            (14)

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ

 

 

 

Изм.

Лист

документа

Подпись

Дата

Лист

1

КП 151901 06 00 000 ПЗ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74321. Режимы нейтралей низковольтных ЭС 93.5 KB
  Выбор режима заземления нейтрали в сети 635 кВ или подругому способа заземления нейтрали является исключительно важным вопросом при проектировании и эксплуатации реконструкции. Режим заземления нейтрали в сети 635 кВ определяет: ток в месте повреждения и перенапряжения на неповрежденных фазах при однофазном замыкании; схему построения релейной защиты от замыканий на землю; уровень изоляции электрооборудования; выбор ОПН для защиты от перенапряжений; бесперебойность электроснабжения; допустимое сопротивление контура заземления...
74322. Электропередачи постоянного тока. Принципиальная схема, назначение, особенности, перспективы 39.5 KB
  Электропередачи постоянного тока. Производство электроэнергии технически возможно как генераторами переменного тока так и постоянного тока рабочее напряжение которых ограничено по конструктивным соображениям до 30 кВ. Непосредственная трансформация постоянного тока невозможна. Для передачи электроэнергии постоянным током сооружаются преобразовательные подстанции выпрямительная ВПС на питающем конце электропередачи преобразующая после трансформации на высокое напряжение переменный ток в постоянный с незначительными пульсациями с...
74323. Характеристика систем распределения ЭЭ 39 KB
  Две радиальные нерезервированные сети, питающиеся от одного центра, при развитии за счет подключения новых участков, удлиняющих магистрали (показано пунктиром), могут быть преобразованы в замкнутую сеть кольцевой конфигурации (петлевая схема) или в сеть с двумя источниками питания, что позволяет резервировать питание потребителей.
74324. Взаимосвязь (объединение) систем передачи и распределения ЭЭ 46.5 KB
  В качестве примера рассмотрим упрощенную принципиальную схему передачи и распределения электроэнергии в крупном промышленном районе показывающую взаимную связь между электростанциями центрами электропитания...
74325. Характеристика устройств автоматики и управления в системах передачи и распределения ЭЭ 32.5 KB
  Характеристика устройств автоматики и управления в системах передачи и распределения ЭЭ. Широко используются устройства режимной и противоаварийной автоматики которые наряду с быстродействующими защитами значительно повышают надежность работы всей системы передачи и распределения ЭЭ. Условия работы и возросшие масштабы современных систем передачи и распределения ЭЭ требуют применения автоматического регулирования взаимосвязанных и разобщенных объектов в составе автоматизированных систем диспетчерского и технологического управления АСДТУ...
74326. Провода и тросы ВЛ. Требования к ним, характеристики материалов, стандартный ряд сечений проводов 44 KB
  Провода и тросы ВЛ. Провода предназначены для передачи электроэнергии. С этой целью применяют провода из наиболее дешевых металлов алюминия стали специальных сплавов алюминия. Хотя медь обладает наибольшей проводимостью медные провода изза высокой стоимости и необходимости для других целей в новых линиях не используются.
74327. Изоляция ВЛ. Типы изоляторов. Номинальное напряжение и изоляция ВЛ 29 KB
  Изоляторы предназначены для изоляции и крепления проводов. По конструкции способу закрепления на опоре изоляторы разделяют на штыревые и подвесные. Штыревые изоляторы применяются для линий напряжением до 10 кВ и редко для малых сечений 35 кВ. Подвесные изоляторы используются на ВЛ напряжением 35 кВ и выше.
74328. Линейная арматура ВЛ 69 KB
  Поддерживающие зажимы применяют для подвески и закрепления проводов ВЛ на промежуточных опорах с ограниченной жесткостью заделки рис. На анкерных опорах для жесткого крепления проводов используют натяжные гирлянды и зажимы натяжные и клиновые рис. Поддерживающая гирлянда рис.
74329. Кабельные линии (КЛ) эл.передачи. типы кабелей, виды кабельной канализации 34 KB
  Кабельная линия КЛ линия для передачи электроэнергии состоящая из одного или нескольких параллельных кабелей выполненная каким-либо способом прокладки. При этом концы жил кабелей освобождают от изоляции и заделывают в соединительные зажимы. На концах кабелей применяют концевые муфты или концевые заделки.