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

13 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

69111. Основні концепції об’єктно-орієнтованої методології програмування. Базові поняття об’єктна-орієнтованого програмування. Класи і об’єкти в мові Pascal 79.5 KB
  Методологія об’єктно-орієнтованого програмування виникла як результат природної еволюції мов структурного програмування. 3 погляду цієї методології програма є сукупністю об’єктів, кожен об’єкт є екземпляром певного класу, а класи утворюють ієрархію успадкування
69112. Одномірні масиви. Поняття масиву та його властивості. Базові операції обробки одновимірних масивів 214.5 KB
  Характерною ознакою простих типів даних є те, що вони атомарні, тобто не містять як складові елементи дані інших типів. Типи даних, що не эадовольняють зазначеній властивості, називаються структурованими. У мові Раsсаl означено такі структуровані типии: масиви, рядки, множини, записи та файли.
69113. Багатовимірні масиви. Оголошення багатовимірних масивів. Доступ до елементів. Базові операції їх обробки двовимірних масивів. Двовимірні масиви в задачах 96.5 KB
  Як було зазначено вище, одновимірні масиви застосовуються для зберігання послідовностей. Проте для багатьох структур даних зображення у вигляді послідовності є неприйнятним. Наприклад, результати матчів футбольного чемпіонату найзручніше подавати у вигляді квадратної таблиці.
69114. Рядки. Поняття рядка та оголошення змінних рядкового типу. Операції над рядками та рядкові вирази. Процедури та функції обробки рядків 79 KB
  Один з різновидів одновимірних масивів — масив символів, або рядок, — посідає особливе місце у багатьох мовах програмування. І це не випадково, адже алгоритми перетворення рядків застосовуються для вирішення вкрай широкого кола задач: редагування та перекладу текстів, алгебричних перетворень формул...
69115. Записи. Запис та його оголошення. Доступ до компонентів та операцій над записами. Масиви записів. Записи з варіантами 100 KB
  Визначальною характеристикою масиву є однорідність, тобто однотипність його елементів. Проте реальний світ насичений неоднорідними структурами даних. Прикладами таких структур можуть стати: календарна дата, що скла-дається з номера дня, номера року та назви місяця...
69116. Множини. Поняття множин та множинного типу даних. Оголошення змінних множинного типу. Операції над множинами 96.5 KB
  Математичне поняття множини широко використовується в задачах, для яких існує ефективне програмне розв’язання. Так, у багатьох комбінаторних задач серед усіх підмножин деякої множини необхідно знайти ті, які задовольняють певну умову. При розв’язанні задач на графах користуються поняттями...
69117. Фізичний і логічний файли. Технологія роботи з файлами. Тинпи файлів і оголошення файлових змінних. Установка відповідності між фізичним і логічним файлами. Системні операції з файлами 141 KB
  Дані, що використовувались у задачах із попередніх розділів, існували протягом одного сеансу роботи певної програми. Такі дані зберігаються в оперативній пам’яті комп’ютера. Проте бльшість програм оперує із даними, що залишаються доступними як після завершення роботи програми, так і після перевантаження...
69118. Буферізація даних. Натипізовані файли 56 KB
  При зчитувані даних із файла зна чення його чергового компонента копіюється в поточний елемент буфера. У відповідь на цей запит операційна система виділяє буфер із буферного пула і в нього зчитується певна кількість блоків даних із фізичного файла.
69119. Динамічні змінні та динамічна пам’ять. Розподіл оперативної пам’яті. Поняття покажчика та його оголошення. Стандартні функції для роботи з адресами 93.5 KB
  Змінні величини, що розглядались у попередніх розділах, були статичними. Статичні змінні характеризуються тим, що їх значення зберігаютъся в ділянках оперативної пам’яті, які визначаються на етапі компіляції программ і не змінюються під час її виконання.