97003

Проект приспособления для нарезания резьбы М8 в детали «рычаг»

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Для успешного решения вопросов научно-технического прогресса инженер должен знать теоретические основы создания приспособлений, их системы и типовые конструкции; уметь анализировать соответствующие конструкции приспособлений требованиям производства; обладать соответствующими навыками проектирования и расчёта различных приспособлений.

Русский

2015-10-13

690.5 KB

9 чел.

Введение

Машиностроение - ведущий комплекс отраслей в промышленности. Ведущую роль в машиностроении играет станкостроение, выпускающее технологическое оборудование, приспособления, инструменты.

Большое значение в совершенствовании производства имеют приспособления.

Затраты на технологическую оснастку достигают до 20% себестоимости изделия, особенно значительны они при создании сложной, дорогостоящей и ответственной её части - приспособлений.

Приспособление - это вспомогательное устройство, используемое при механической обработке, сборке и контроле изделий.

При внедрении переналаживаемых станочных приспособлений в 2..3 раза уменьшается трудоёмкость проектирования и в 3..4 раза - цикл изготовления станочных приспособлений.

Для успешного решения вопросов научно-технического прогресса инженер должен знать теоретические основы создания приспособлений, их системы и типовые конструкции; уметь анализировать соответствующие конструкции приспособлений требованиям производства; обладать соответствующими навыками проектирования и расчёта различных приспособлений.


1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

Спроектировать приспособление для нарезания резьбы М8  в детали “рычаг”.

Рисунок 1.1 – деталь «рычаг»

Исходные данные:

Годовая программа выпуска – 20000 шт;

Материал детали – Ст3  ГОСТ 380-94;

Масса детали –0,5 кг;

Содержание операции:

1) сверлить отверстия.

Выбор режущего инструмента.

В качестве режущего инструмента выбираем сверло  Ø 6.7 мм спиральное 2300-0691 ГОСТ 4010-77.

Выбор вспомогательного инструмента.

Для закрепления инструмента на станке выбираем патрон 1-40-4-90  ГОСТ 26539-85.

2) зенковать отверстие.

Выбор режущего инструмента.

В качестве режущего инструмента выбираем зенковку 2353-0111 ГОСТ 14953-80.

Для закрепления инструмента на станке выбираем патрон 1-40-4-90  ГОСТ 26539-85.

3) нарезать резьбу.

Выбор режущего инструмента.

В качестве режущего инструмента выбираем метчик 2621-1219 ГОСТ 3266-81.

Для закрепления инструмента на станке выбираем патрон 1-40-4-90  ГОСТ 26539-85.

Для выполнения данной операции выбираем вертикально-сверлильный станок с позиционной системой ЧПУ модели 2Р135Ф2-1. Данные станка:

Наибольший условный диаметр сверления в стали – 35 мм;

Рабочая поверхность стола - 400×710 мм;

Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола – 600 мм;

Вылет шпинделя – 450 мм;

Наибольшее вертикальное перемещение: револьверной головки – 560 мм;

Конус Морзе отверстия шпинделя – 4;

Число скоростей шпинделя – 12;

Частота вращения шпинделя – 45-2000 об/мин;

Число подач револьверной головки – 18;

Подача револьверной головки – 10-500 мм/мин;

Мощность электродвигателя привода главного движения – 3,7 кВт;

Габаритные размеры: длина – 1800 мм;  ширина – 2170 мм;  высота – 2700 мм;

Масса – 4700 кг.

Выполнение эскиза наладки.

Для выполнения чертежа наладки используются элементы эскиза детали, нормативно-техническая документация.

Рисунок 1.2 - эскиз наладки на обработку детали «рычаг»

1) Сверление.

Выбираем спиральное сверло 2300-0691 ГОСТ 4010-77. d=6,7 мм, L=66 мм, l=28 мм.

1.Глубина резания.

1.2 Подача.

При сверлении отверстий используют максимально допустимую подачу.

S0=0,2 мм/об. [1, стр.381, таб. 35]

1.3 Скорость резания.

,

где  ; ; ; ;  мин. [1, стр.383, таб. 38]

       

  - коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

где ; [1, стр.359, таб. 2]

[1, стр.361, таб. 6] -  поправочный коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

[1, стр.385, таб. 41] -  поправочный коэффициент учитывающий глубину обрабатываемого отверстия.

[1, стр.385] - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания .

 

Выбираем частоту вращения шпинделя nст = 2000 мин-1.

1.4 Крутящий момент.

,

где ; ;  [1, стр.385 таб. 42]

  где .    

1.5 Сила резания.

где ; ; [1, стр.385 таб. 42]

1.6 Мощность резания.

2) Зенкование.

Выбираем зенковку  2353-0111 ГОСТ 14953-80.

2.1 Глубина резания

2.2 Подача.

S=0,5 мм/об.

2.3 Скорость резания.

,

где  ; ; ; ; мин.

где ;

 

Выбираем частоту вращения шпинделя nст = 1400 мин-1.

2.4Крутящий момент.

,

где ; ;  ;

  где .

2.5 Сила резания.

где ; ;

2.6 Мощность резания.

 

3) резьбонарезание.

Выбираем метчик 2621-1219  ГОСТ 3266-81, d = 8 мм, P=1.25.

3.1 Глубина резания t= P=1.25

3.2 Подачи S= P=1.25

3.3 Скорость резания

где  ; ; ; ; мин

 

где ; [1, стр.359, таб. 2]

Принимаем n=710 мин-1. Тогда

3.4 Крутящий момент

,    где, ; ;                       

3.5 Мощность

.


2. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УСТАНОВКИ ЗАГОТОВКИ

Рисунок 2.1. Теоретическая схема базирования.

1,2,3,4 – двойная-направляющая явная база;

5 – опорная явная база;

6-опорная скрытая база.

Рисунок 2.2.Схема базирования согласно ГОСТ 3.1107-81.


3. РАЗРАБОТКА ЭСКИЗНЫХ ВАРИАНТОВ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

Рисунок 3.1. Вариант 1. Приспособление с пневматическим зажимом заготовки.

Рисунок 3.2. Вариант 2. Приспособление с винтовым зажимом.


4. РАСЧЁТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ.

Цель  расчета  пропускной  способности  приспособления  -  проверить,  позволит  ли  предлагаемый  вариант  приспособления  обработать годовую  программу  выпуска  на  заданной  операции.  При  этом  количество  изготовленных приспособлений на данной операции  должно стремиться к  единице.

Пропускная способность приспособления:

шт/год,

где N – годовая программа выпуска, шт;

tшт – штучное время на операции, мин;

Fд = 4064 – действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

Пропускная способность приспособления с пневматическим зажимом.

Определяем tшт: ,

где ,  .

  1.  Определяем основное технологическое время для сверления:

мин, где

мм – длина рабочего хода, где   - размер обрабатываемой поверхности в направлении подачи, мм;  - величина врезания инструмента, мм[3, стр. 206];- величина перебега инструмента, мм[3,стр. 206];

мм/мин – минутная подача;

i=1 – количество проходов инструмента.

2. Для зенкования:

мм

мм/мин;   

мин.

3. Для резьбонарезания:

мм;

мм/мин;    

мин

Общее основное технологическое время:

мин.

Вспомогательное время:,

где мин – время на установку и снятие детали [3, стр. 43, карта 9];

мин – время, связанное с переходом [3];

мин.

мин;

[3, стр. 106, карта 30];

[3, стр. 203, карта 88];

мин;

Определяем штучное время:мин;

Определяем пропускную способность приспособления:

шт/год. – данное приспособление позволяет выполнить программу выпуска.

Пропускная способность приспособления с винтовым зажимом.

Время ,, остаются такие же, как и для расчета с пневматическим зажимом.

мин - время на установку и снятие детали [3, стр. 42, карта 8];

мин;

мин;

мин;

Определяем штучное время: мин;

Определяем пропускную способность приспособления:

шт/год.

Пропускная способность приспособления с пневматическим зажимом больше чем приспособления с винтовым зажимом.


5. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

В качестве критериев целесообразности варианта приспособления используют либо цеховую себестоимость изготовления деталей, либо годовую технологическую себестоимость выполнения операции.

Более простым и наглядным оказывается сравнение годовой технологической себестоимости операции. Причем в технологическую себестоимость включаются элементы, величина которых зависит от применяемого приспособления.

Экономическое сравнение вариантов конструкций проводим по годовой технологической себестоимости выполнения операции.

Приведённые затраты на единицу продукции определяются по формуле:

, где

─ основная заработная плата производственных рабочих, где

S1 =1470 руб─ часовая тарифная ставка рабочего 1-го разряда;

 m=1.35-тарифный коэффициент 3-го разряда;

% ─ накладные расходы на зарплату;

─ стоимость приспособления,

количество деталей в приспособлении;

Сn = 1.1 - удельная стоимость одной детали приспособления;

р ─ коэффициент коррекции цен (курс $);

N=5000 шт. ─ годовая программа выпуска;

─ коэффициент, учитывающий затраты на приспособление;

─ коэффициент, учитывающий затраты, связанные с эксплуатацией приспособления;

года ─ срок окупаемости приспособления.

Для первого варианта приспособления с винтовым зажимом технологическая себестоимость обработки одной детали (при ):

руб,

для второго варианта приспособления с пневматическим зажимом (при ч):

руб.

Годовая экономическая эффективность:

руб.

Вариант приспособления с пнемвоцилиндром экономичнее чем с ручным зажимом.


6. РАСЧЕТ ЗАЖИМНОГО УСИЛИЯ

Силы закрепления определяют из условия равновесия заготовки. В данном случае заготовка центрируется по внутреннему диаметру на оправку. Т.к. зажимное устройство достаточной жесткости в тангенциальном направлении и воспринимает M, то сила закрепления W определится как:

Рисунок 6.1 – Схема усилий

[2, с. 127]

k – коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, вводят при вычислении силы закрепления, для обеспечения надежного закрепления:

 [2, с. 119]

k0=1,5 – гарантированный коэффициент запаса;

k1=1,2 – учитывает увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки;

k2=1.2 – учитывает непостоянство припуска ;

k3=1,0 – учитывает увеличение сил резания при прерывистом резанием;

k4=1,2 – характеризует постоянство силы, развиваемой ЗМ;

k5=1,0 – характеризует эргономику немеханизированного ЗМ;

k6=1,5 – учитывает непостоянство положения сил на поверхности контакта установочных элементов с заготовкой.

M=2.65 Н∙м – момент;

r= 6.7/2 мм – радиус инструмента.

[2, с. 127]


7. ВЫБОР СИЛОВОГО ПРИВОДА.

Определим диаметр штока пневмоцилиндра:

где P=Q ─ требуемое усилие зажима, Н;

ρ ─ давление сжатого воздуха, Па (ρ =0.4×106 Па);

η ─ КПД пневмоцилиндра (η=0,9) [2, стр. 143].

м.

м.

Принимаем  мм,  мм. [4, стр. 555].


8. РАСЧЕТ НА ТОЧНОСТЬ ВЫПОЛНЯЕМОГО РАЗМЕРА.

Точность обработки напрямую зависит от точности изготовления приспособления.

[2]

где: ─ допуск, выполняемого при обработке размера заготовки; =0.36 мм;

КТ=1,2 ─ коэффициент, учитывающий отклонения рассеяния значений составляющих величин от значения нормального распределения;

КТ1=0,85 ─ коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенном станке;

КТ2=0,6 ─ коэффициент, учитывающий погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

- погрешность базирования заготовки в приспособлении;

=0 ─ т.к. приспособление обеспечивает надежную фиксацию заготовки в приспособлении;

з ─ погрешность закрепления заготовки, возникающая в результате действия сил зажима;

з = 0.040 мкм; [2, с.210, табл. П3]

у=0мм ─ погрешность установки приспособления, т.к. осуществляется контакт установочной плоскости приспособления с плоскостью стола станка [2, с.106].

п – погрешность от перекоса (смещения) инструмента;

мм,

и - погрешность положения заготовки, возникающая в результате изнашивания элементов приспособления, определяется по формуле:

и=h=2N

где: 2=0,004 ─ постоянная зависящая от условий контакта;

N=20000 ─ количество контактов в год.

h=0,004·20000=0.080 мкм.

=0.36мкм ─ экономическая точность.

мкм.


9. ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ.

Рисунок 9.1.

Приспособление устанавливается на столе вертикально-сверлильного станка нижней плоскостью установочной плиты, фиксируется за счет шпонок   и закрепляется Т-образными болтами, проходящими в два паза  расположенных на торцах установочной плиты. В качестве силового привода используется пневмоцилиндр устанавливаемый на плиту  на 2 болта и 2 штифта.

Заготовка  устанавливается в цилиндрическую оправку с упором торцевой поверхности. В качестве направляющей используется вторая оправка. Нажимается кнопка включения пневмоцилиндра, после чего шток пневмоцилиндра перемещается в сторону заготовки и прижимает ее к опорам. Заготовка зажата. Далее следует операция сверления-зенкования-нарезания резьбы.

После окончания обработки нажимается кнопка отключения пневмоцилиндра, шток пневмоцилиндра перемещается в обратную сторону освобождая при этом заготовку. После этого заготовка легко извлекается из приспособления.


Заключение

В ходе выполнения курсового проекта по курсу “Технологическая оснастка”  было разработано приспособление для вертикально-сверлильного   станка, с ЧПУ модели 2Р135Ф2-1, для обработки отверстия. Была проведена комплексная работа по проектированию приспособления, что  помогло закреплению и углублению знаний по базированию заготовки, разработке вариантов приспособлений, расчёту пропускной способности, экономической эффективности и основных характеристик силового механизма, полученных в процессе обучения в университете.


Список литературы.

  1.  Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. Москва, “Машиностроение”, 1986.
  2.  В. А. Горохов. Проектирование и расчёт приспособлений. Минск, “ Вышэйшая школа”, 1986.
  3.  Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Справочник. Изд. 2-е. М.; Машиностроение, 1974 г.
  4.  Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. Т. 1. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: машиностроение, 2001.-920 с.:ил.

5. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Технологическая оснастка» для студентов специальности 1-36 01 01 «Технология машиностроения» по дисциплине «Оснастка технологического оборудования» для студентов специальности 1-36 01 03 «Технологическое оборудование машиностроительного производства»: учеб.-метод. указания; авт.-сост. Н. Н. Попок., А. В. Сидикевич – Новополоцк, 2013.– 40 с.


ПРИЛОЖЕНИЕ А. Техническое задание на проектируемое приспособление.

1.Наименование и область применения.

Приспособление для получения сквозного отверстия в заготовке «рычаг» на вертикально-сверлильном станке, с ЧПУ модели 2Р135Ф2-1 на операции №ХХХ – Вертикально-сверлильная с ЧПУ.

2.  Основание для разработки.

Операционная карта технологического процесса механической обработки детали «рычаг».

3. Цель и назначение приспособления.

Проектируемое приспособление должно обеспечить:

- точную установку и надежное закрепление заготовки, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента, с целью получения необходимой точности размеров.

- удобство установки, закрепления и снятия.

- время установки не должно превышать 0,3 мин.

- рост производительности труда.

- сокращение материалоемкости.

4. Технические требования.

- программа выпуска – 20000 шт.

-установочные и присоединительные размеры должны соответствовать рабочему пространству станка 2Р135Ф2-1.

- регулировка конструкции допускается.

-входные данные операции: смотреть  операционный эскиз операции №ХХХ.

- входные данные об механической обработке: режимы резания и время обработки.

- режимы резания: смотреть операционные карты операции №ХХХ.

- технические характеристики станка 2Р135Ф2-1:

габариты станка 1800 -2170 -2700  мм

мощность электродвигателя:  -  главного движения – 3.7кВт

- количество одновременно обрабатываемых деталей – 1 шт.

- тип привода – гидравлический.

- квалификация оператора – 3 разряд.

5. Экономические требования:

- уменьшение себестоимости операции.

- нормативный срок окупаемости -  2 года.

6. Стадии разработки.

- Эскизный проект

- Разработка схемы установки заготовки.

- Разработка эскизных вариантов приспособления.

- Расчет экономической эффективности конструкции приспособления.

- Расчет пропускной способности приспособления.

- Расчет зажимного усилия.

- Расчет основных характеристик силового механизма.

- Выбор силового привода.

- Расчет на точность выполняемого размера.

-Технический проект

- Описание работы приспособления.

6. Документация.

1. Единая система технологической подготовки производства.

2. Правила проектирования технологической оснастки (ГОСТ 14306).

3. Общие правила обеспечения технологичности конструкции изделия.

7. Документы, предъявляемые при разработке:

- пояснительная записка.

- чертеж общего вида.

- спецификация проектируемого приспособления.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52857. Вулиця, на якiй я живу 30 KB
  My name is Semen. I live with my family in a big town. I live in Rivna street. My street is long. There are many green trees and flowers in our street. You can see many big houses and new shops in our street. My school is in our street too. In Rivna street you can always see many trams,buses and cars. In our street there are many men,women and children. My street is clean and nice. I like it very much
52858. About myself. My Biographical time-line 48 KB
  Мета уроку:систематизація пройденого лексико–граматичного матеріалу; формування комунікативних навичок усного мовлення; формування навичок аудіювання через прослуховування тексту з метою виділення ключової інформації; - biography to be born ballet primary school secondary school university to cheer to clap
52859. Освіта в Англії 192 KB
  Great Britain does not have a written constitution, so there are no constitutional provisions for education. The system of education is determined by the National Education Acts. It has many different faces, but one goal. Its aim is to realize the potential of all, for the good of the individual and the country. It embraces two educational purposes: first it gives a general education to all children, and second, it selects the most able and gives them more advanced education.
52861. What do you do? 47.5 KB
  James is lazy. He doesn’t like going to school. He has a quick shower every morning. He puts on his clothes, watches a cartoon. He never does his morning exercises to the radio. He eats bread and honey for breakfast. He has tea or coffee with a bar of chocolate. He never cleans his teeth. He catches the bus to school. He arrives at school late.
52862. Формування ключових та предметних компетентностей молодших школярів у контексті викликів сьогодення 90 KB
  Велику роль у цьому відіграють навчальні ігри. Їх використання підвищує інтерес дітей до навчання, сприяє створенню сприятливого психологічного клімату на уроці та розвитку активності учнів, а також дозволяє сконцентрувати увагу на головному – опануванні мовленнєвими навичками
52864. Guidelines to training students for Independent Assessment 35.5 KB
  In terms of requirements to Independent Assessment in English we offer strategies on completing tests in reading and writing with comments on the order of their fulfilling which enables students to minimize time and increase efficiency.
52865. Креативне письмо на уроці іноземної мови 67.5 KB
  Мета даної статті – проаналізувати навчальний потенціал креативного письма в вивченні іноземної мови, дослідити переваги роботи з креативним письмом на уроці іноземної мови, визначити цінність написання креативного тексту для розвитку учня як особистості.