Проектирование технологической оснастк

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

«НОВОСИБИРСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине: «Технологическая оснастка»

на тему: «Проектирование технологической оснастки»

 

 

 

 

 

 

 

Автор проекта:        Солодянкин А.А,

                                                                                         _______________

(подпись, дата)  

 

Специальность (направление)      150001,технология

      машиностроения 

 

Группа          ТМ-803у

 

Проверил            Янпольский В.В.

 

_____________________     

     (подпись, дата)  

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск,2012

 

 

                                                   Содержание

Исходные данные для проектирования приспособления……………………3

Введение………………………………………………………………………….4

1. Проектирование технологической операции……………………………..5
1. Выбор модели станка…………………………………………………..5
2. Выбор режущего инструмента………………………………………..6
3. Расчет режимов резания………………………………………………..7
4. Уточнение схемы установки и зажима детали………………………10
2. Конструирование станочного приспособления…………………………11
3. Расчет приспособления…………………………………………………….14
1. Расчет усилия зажима………………………………………………..14
2. Расчет погрешности обработки……………………………………….19
3. Расчет элементов приспособления на прочность……………………21

Список используемых источников………………………………………..23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные для проектирования приспособления

Спроектировать специальное  приспособление для последовательной обработки двух отверстий Ø2.5 мм.

Вариант 10.

Деталь "Корпус"  предназначена для придания того взаимного расположения деталей узла, которое обеспечивает функционирование данного узла, исходя из его назначения, предусмотренного конструктором.

Материал детали: Сталь 40ХН. Характеристика представлена в табл.1

Классификация: Сталь конструкционная легированная, хромоникелевая.

                                                                                                   

  Таблица 1

Химический состав в  процентном содержании  и механические свойства материала 40ХН

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	1-1,4	До 0,035	До 0,035	0,45-0,75	До 0,3

Сортамент	Размер	Напр.	SB	ST	D5	Y		KCU	Термообработка
-	мм	-	МПа	МПа	%	%		кДж/м2	НВ
Пруток	Ø25		980	785	11	45		690	Закалка и отпуск
Твердость материала 40ХН после отжига							НВ 10-10=207 Мпа

 S_B – Предел кратковременной прочности, Мпа

 S_T – Предел текучести для остаточной деформации, Мпа

 D₅ – Относительное удлинение при разрыве, %

 Y – Относительное сужение, %

 KCU – Ударная вязкость, кДж/м²

 НВ – Твердость  по Бринеллю, Мпа.

 

Введение

Приспособлениями в  машиностроении называют вспомогательные  устройства, используемые при механической обработке; сборке и контроле изделий. Приспособления, рабочие и контрольные инструменты вместе взятые называют технологической оснасткой, причем приспособления являются наиболее сложной и трудоемкой ее частью. Наиболее значительную их долю (80 – 90%) составляют станочные приспособления, применяемые для установки и закрепления обрабатываемых заготовок.

Данный курсовой проект посвящен проектированию специального приспособления для последовательной обработки двух отверстий Ø2.5 мм. Он включает в себя пояснительную записку и сборочный чертеж (чертеж общего вида) приспособления.

В пояснительной записке  приведены необходимые расчеты  для проектирования приспособления. В ней рассмотрены следующие  вопросы: выбор схемы базирования; разработка установочных элементов; расчет сил, действующих на заготовку; расчет силы закрепления; расчет механизмов закрепления; вопросы точности приспособления; общие принципы конструирования. В качестве приложения в пояснительной записке приведена спецификация к сборочному чертежу.

Графическая часть проекта состоит из сборочного чертежа приспособления, определяющего его конструкцию.

 Цель задания:

Приобретение знаний и навыков по базированию деталей, проектированию приспособлений для  закрепления и обработки деталей  машин, умению пользования справочной литературой.

 

Рис.1. Общий вид детали

 

 

1. Проектирование технологической операции

Проектирование технологической  операции включает следующие этапы:

1. выбор структуры технологической операции (установление последовательности выполнения переходов);
2. выбор типоразмера технологического оборудования;
3. выбор режущего инструмента;

    4) расчет режимов обработки.

Приспособление  проектируется на конкретную операцию технологического процесса. Таким образом, заранее известна характеристика выполняемой операции. Для дальнейшего расчета необходимо выбрать модель металлорежущего станка.

1. Проектирование технологической операции

Для выполнения требуемой  операции был выбран,   как наиболее распространенный, вертикально сверлильный станок модели 2Н135.

 

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развёртывания отверстий в различных деталях в условиях индивидуального и серийного производства. Технические характеристики станка приведены в таблице 2.

 

 

 

 

Рис.2. Общий вид станка

 

                                     

                                                                                                    Таблица 2

Техническая характеристика станка.

 

Наибольший диаметр  сверления, мм	35
Расстояние от шпинделя до плиты, мм	700-1120
Расстояние от центра до вертикальных направляющих, мм	300
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола, мм	750
Конус Морзе отверстия шпинделя	4
Количество ступеней оборотов шпинделя	12
Пределы чисел оборотов в минуту	31.5-1400
Количество ступеней подач	9
Пределы подач шпинделя, мм\об	0.1-1.6
Размеры стола, мм	450*500
Установочный размер центрального Т-образного паза в  столе	18H9
Расстояние между двумя Т-образными пазами	100
Установочный размер крайних Т-образных пазов в столе	18H11

    

Стол станка имеет три Т- образных паза, размеры паза указаны на рисунке 3.

 

 

Рис. 3. Т-образный паз рабочего стола станка 
1.2 Выбор режущего инструмента

 

На основании технического задания выбираем необходимый режущий инструмент, учитывая особенности обрабатываемого материала, а также технические характеристики выбранного раннее станка.

При нарезании резьбы метчиками и плашками часть металла  не удаляется вместе со стружкой, а  выдавливается вдоль режущих  граней инструмента образуя профиль  резьбы на детали. С учетом этого  диаметры отверстий и стержней под резьбу должны изготавливаться не по номинальному диаметру резьбы, а несколько ниже него.

Согласно  ГОСТ 4010-77 выбираем сверло по металлу (нержавеющая сталь) цилиндрическое ГОСТ 10902-77, DIN 338 класс точности А 1 - средняя серия (см. рис.4).

Материал: быстрорежущая  сталь Р6М5К5/HSSCo, угол заточки при вершине 135 градусов, с параметрами: d – 2.5 мм; L – 57 мм; l – 30 мм.

В связи с тем, что  у отверстия шпинделя металлорежущего  станка имеет конус Морзе №4, необходимо выбрать вспомогательный инструмент для выполнения операции: патрон цанговый с хвостовиком конус Морзе№4 с набором цанг, позволяющих зажимать хвостовик инструмента от 2 мм (см. рис.5).

Рис.4. Общий вид режущего инструмента

Рис.5. Общий вид вспомогательного инструмента

 

1.3 Расчёт режимов резания

С целью сокращения машинного  времени, обработку необходимо производить  с возможно большей технологически допустимой подачей и соответствующей  ей скоростью резания. Процесс сверления  целесообразно выполнять за один проход.

Расчет режимов резания  выполняется в следующей последовательности:

• Выбор подачи: 0.06 мм/об

По паспорту станка принимаем S=0.1 мм\об.

• Определяем стойкость сверла: Т=50 мин               
• Находим скорость резания:

                                           

                                = Км · Кu · Кl = 1· 0.7· 0.9 = 0,63

                           Сυ = 9,8;  q = 0,4; x = 0;  y = 0,5; m =  0,2;            

              

• Определяем  глубину резания t :

                                          t = 1/2D = ½ × 2.5 = 1.25 мм

                            

 

• Выполняется расчет частоты вращения шпинделя или инструмента:

                                     

      По паспорту станка принимаем ng = 1400 об/мин.

    Действительная скорость резания:

•  Крутящий момент вычисляется по формуле:                

                                      , где

Мкр- крутящий момент, воспринимаемый сверлом  при резании, Н*м;

См, q, y- коэффициенты на крутящий момент при сверлении, зависящий  от условий резания (см. табл.3);

D- диаметр сверла, мм

S- подача, мм/об

                               

 

                                                            

Кмр- коэффициент на крутящий момент, зависящий от механических свойств материала (см. табл.3);

                                                  Таблица 3

Механические свойства материала

Обрабатываемый материал	См	q	y
Сталь конструкционная углеродистая, δ=750Мпа	0,0345	2,0	0,8
Серый чугун 190НВ	0,021	2,0	0,8
Медные сплавы	0,012	2,0	0,8
Алюминиевые сплавы	0,005	2,0	0,8