Проектирование приспособления для механической обработки детали

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Сарапульский политехнический  институт (филиал)

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Ижевский государственный  технический университет имени  М.Т. Калашникова»

Кафедра: «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты»

 

рег. №_______

Дата ________

Регистрация учебной  части ЗО

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине: «Технологическая оснастка»

 

 

 

 

 

 

 

 

     

Выполнил: студент гр.611 ЗДУ      Ефремов В.С.

                                                                                      

 

                

Проверил:           Сухих С.В.

 

 

 

 

 

 

                                                                    Сарапул 2012

 

Содержание

 

Введение            3

I Теоретическая часть

1.1 Описание назначения и технологичности детали     5

1.2 Описание выполняемой операции, операционный эскиз, схема      базирования           6

1.3 Метод получения  заготовки        7

1.4 Выбор баз           8

1.5 Описание назначения приспособления и его конструкции, схема ПР 10

1.6 Описание базирующих элементов и какие из них вносят погрешность базирования           10

II Расчетная часть

2.1 Расчет силы резания Рz, Рx, Рy        11

2.1.1 Назначение режимов резания        11

2.2 Расчет усилия зажима         13

2.2.1 Расчет основных размеров  приспособления     14

2.3 Расчет погрешности базирования       15

2.4 Расчет на прочность наиболее нагружаемой детали приспособления  15

Заключение           16

Список литературы          17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Машиностроение является ведущей отраслью народного хозяйства, которая производит орудия труда. В  связи с этим машиностроение должно находиться на высшем уровне по развитию на базе новейших достижений науки и техники.

Снижается удельная металлоемкость машин и оборудования за счет совершенствования конструкции машин, широкого применения металла повышенной прочности, фасонных профилей, проката высокой точности, конструктивных пластмасс, замены технологических прессов, основанных на резании металлов методами формообразования деталей.

  Развитие машиностроения и других отраслей народного хозяйства в значительной степени определяется темпами развития литейного производства – основной заготовительной базой. Получение заготовок литьем - преследует снижение припусков на механическую обработку, тонкостенность  заготовок, за счет чего значительно снижается общая масса отливок, достигается экономия металла.

Технический уровень  машиностроения в свете возрастающих требований народного хозяйства  характеризуется внедрением оборудования с ЧПУ. Появление станков с числовым программным управлением (ЧПУ) обеспечило, при их универсальности, высокую степень автоматизации обработки деталей, повышение производительности труда и качества изготавливаемых деталей, а так же позволило исключить изготовление большого количества оснастки.

Развитие и совершенствование  станков с ЧПУ привело к  появлению таких станков, которые  объединили в себе технологические  возможности многих станков обычного использования.

Несмотря на высокую  стоимость станков с ЧПУ, необходимость  разработки для каждой детали программы, их преимущества настолько очевидны, что в перспективе ожидается дальнейшее совершенствование и увеличение их выпуска.

На себестоимость продукции  существенное влияние оказывает научная организация труда.

В последнее время  успешно решаются вопросы, связанные  с разработкой автоматизированного проектирования технологической подготовки производства и развитие гибких автоматизированных систем.

 Перспективным является комплексное развитие инструментального производства на базе углубления отраслевой и межотраслевой специализации.  Расширение масштабов выпуска инструмента, концентрация его производства, создает предпосылки для освоения качественно новых прогрессивных технологических процессов.

  При совершенствовании технологического процесса преследуются цели:

- уменьшение затрат  на производство детали Корпус;

- внедрение станков  с ЧПУ;

- автоматизация зажимных  устройств.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Служебное назначение и технические характеристики

Фара посадочно-поисковая  предназначена для освещения  мест аварийно-спасательных и погрузочно-разгрузочных работ, производимых с вертолета, а  также для отыскания посадочной площадки и выполнения самой посадки вертолета при отсутствии наземных осветительных средств в ночное время и в ухудшенных метеорологических условиях.

Технические характеристики фары:

Напряжение питания  постоянного тока (В):

- электродвигателя (ПДЗ-8)            -  27±2,7

- лампы-фары (ЛФЛ28-2--+130-1) -  28±0,56

Ток, потребляемый электродвигателем  в нормальных условиях, должен быть не более 0,7А.

Масса фары – не более 3 кг.                                                                                                                                 Фара должна быть стойкой, прочной и устойчивой к внешним механическим воздействиям:

1. Вибрационные нагрузки в диапазоне частот – 10-200 Гц,

     с ускорением  – 14,7-39,2 м·с² и максимальной  амплитудой – 0,5 мм.

2. Ударные нагрузки (кратковременные) частотой – 40-100 ударов в мин.

Фара должна быть стойкой  и устойчивой к внешним климатическим  условиям:

1. температура окружающей среды: ±(60º±3º) С
2. высота над уровнем моря – до 2000м.
3. Относительная влажность при температуре +(20º±2º) С – до 98%.

 

 

 

1.2. Служебное назначение кронштейна.

 

Редуктор является широко распространенным механизмом, используемым в приводах современных машин. Редуктор предназначен для понижения частоты  вращения и соответственно повышения  крутящего момента. Корпус является основной базовой деталью, на которой базируются все остальные детали. Кронштейн представляет собой отливку из алюминиевого сплава АК7ч ГОСТ1583-93. Механизм редуктора центрируется на центральном отверстии, выполненном по 7 квалитету точности. В корпусе имеются резьбовые отверстия, причем, некоторые из них глухие, что затрудняет их обработку. Все перечисленные выше обстоятельства  требуют внимательного подхода к каждой операции, особенно при выборе режимов резания и зажимных приспособлений во избежание брака. К кронштейну предъявляются очень высокие требования по точности, жесткости, прочности и качеству изготовления.

Алюминиевый сплав АК 7ч ГОСТ 1583-93, имеет хорошие прочностные  и технологические свойства, высокую  коррозионную стойкость, герметичность, малую плотность. Благодаря этим свойствам этот сплав нашел широкое применение в машиностроении – это изготовление корпусов крышек, оснований, щитов и других деталей общего назначения, а также вакуумно-плотных, герметичных и коррозионностойких деталей. Область применения этого сплава довольно широка. Он используется для изготовления мелких, средних, и крупных деталей любой ответственности и сложности, деталей, работающих под нагрузкой, но при небольших температурах.

Химический состав АК7ч  ГОСТ 1583-93:

                                основа – Al,

                                Si – 6-8 %;

                                Mg – 0,2-0,4 %;

                                примесь Fe не более 0,6 %.

Механические свойства:

- предел прочности при растяжении 20 МПа,

    - относительное удлинение 2 %, НВ 50.

Перечисленные механические свойства и химический состав алюминиевого сплава АК7ч полностью удовлетворяют техническим требованиям, предъявляемым к корпусу, а также эксплуатационным качествам готового изделия.

1.3. Метод получения заготовки

 

Заготовку для кронштейна получают способом литья под давлением. Литье – самый простой способ формообразования деталей. Количество способов получения отливок в машиностроении велико. Но из этих способов литья применяют лишь те, при которых получают дешевые и высокого качества механических свойств отливки. Этим требованиям отвечает литье под давлением. Кроме того, при этом способе отливка получается максимально приближенной к форме готовой детали с толщиной стенки 3 мм. Способ литья под давлением предназначен для изготовления  сложных тонкостенных отливок с глубокими полостями. Кроме того, значительно меньше требуется механической обработки, чем при других способах литья. Заготовки, получаемые литьем под давлением, обладают высокими механическими свойствами и имеют прекрасный внешний вид.  Точность размеров таких отливок соответствует 4-7 классам, отдельные размеры могут быть получены по 3-ему классу, точность межцентровых расстояний можно получить по 5 классу.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Выбор баз

 

При выборе технологических баз руководствуются рядом общих положений. При обработке заготовок, полученных методом литья или штамповкой, необрабатываемые поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции. У заготовок не подверженных полной обработке, в качестве технологических баз на первой операции используют поверхности, которые вообще не обрабатываются. Это обеспечивает наименьшее смещение обрабатываемых поверхностей относительно не обрабатываемых. При прочих равных условиях наибольшая точность достигается при использовании на всех операциях одних и тех же баз, то есть при соблюдении принципа единства баз. Желательно совмещать технологические базы с измерительными базами. При совмещении технологических и измерительных баз погрешность базирования равна нулю. Базы, которые используются на операциях окончательной обработки, должны отличатся наибольшей точностью по линейным и угловым  размерам, геометрической форме и параметру шероховатости. Выбранные технологические базы совместно с зажимными устройствами должны обеспечить правильное базирование и надежное крепление заготовки, гарантирующее неизменность ее положений во время обработки, а также простую конструкцию приспособления, удобство установки и снятия заготовки. Необходимо найти такую схему установки, при которой погрешность базирования по выдерживаемым размерам бала бы равна нулю. Если по тем или иным причинам это не удается, то схема установки считается приемлемой при условии, что погрешность базирования не превышает допуска на размер, выдерживаемый на выполняемом технологическом переходе.

 

 

 

На рис.1 показаны базы, которые используются в операции 060 Токарная

 

Рис. 1 Базы, применяемые  в операции 060 Токарная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5 Описание выполняемой операции, операционный эскиз схема базирования.

Производим токарную обработку О229Н11(+0,29), при помощи проходного резца на двух деталях одновременно. Фрезерование производится на станке      1К-62. Кронштейн устанавливается на приспособление базируясь на  диаметры    2; 3 и плоскость 1 см.рис.1; сверху кронштейн прижимается прижимом, а с боковой части шайбой.

 

Схема базирования

1.6 Описание базирующих элементов и какие из них вносят погрешность базирования

    При определении  технологического процесса выбираются  установочные базы обрабатываемых  деталей, от которых зависит  точность обработки деталей. Установка  обрабатываемой детали базовыми  поверхностями в приспособлении определяет ее положение относительно режущего инструмента.

    Погрешностью базирования называется разность предельных расстояний измерительной базы относительно установленного на размер инструмента.

Так как на нашем приспособлении конструкторская база совпадает с технологической, то погрешность базирования равна 0.

 

 

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Расчет силы резания Рz, Рx, Рy

Расчет режимов резания производим для фрезерования торцов блока цилиндров, на агрегатно-фрезерном станке производится чистовое фрезерование.

Блок цилиндров отлит  из специального чугуна CЧ - 24, с высокими механическими свойствами.

2.1.1 Назначаем режимы резания.

Расчет режимов резания  на фрезерование торцов блока цилиндров.

Фрезерование производится сборными торцевыми фрезами, оснащенными многогранными неперетачиваемыми пластинками из твердого сплава ВК8М.

 

Скорость резания: [Косилова А.Г. «Справочник технолога машиностроителя»]

, м/мин.            (2.1.1)

 

где, С_υ = 445; q = 0,2; m = 0,32; x = 0,15; y = 0,35; u = 0,2; p = 0; - показатели степени в формуле скорости резания для торцевого фрезерования серого чугуна фрезой из твердого сплава.

      D – диаметр фрезы, D = 750 мм.        

      Т –  стойкость фрезы, Т = 700 мин.         

      t – глубина фрезерования, t = 5 мм.    

      s_z – подача на один зуб фрезы, s_z =  0,4 мм/зуб.