Проектирование технологической оснастк

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

 

                Государственное 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……………………………………….17
3. Расчет элементов приспособления на прочность……………………20

Список используемых источников………………………………………..22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.- Характеристика обрабатываемого материала.

  

 

 
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.

1. 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.

1.1 Проектирование технологической операции

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

Операция является предварительной, поскольку далее, согласно технологическому процессу следует операция резьбонарезная.

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

                                       Таблица 2.- Техническая характеристика станка.

 

Наибольший диаметр  сверления, мм	35
Наибольшее усилие подачи, кг	1600
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
Приделы чисел оборотов в минуту	31.5-1400
Количество ступеней подач	9
Приделы подач шпинделя, мм\об	0.1-1.6
Размеры стола, мм	450*500
Мощность электродвигателя, кВт	4
Категория ремонтной  сложности	13

 

 

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 кобальтовое по металлу (нержавеющая сталь) цилиндрическое ГОСТ 10902-77, DIN 338 класс точности А 1 - средняя серия (см. рис.1).

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.2).

                                  

Рис.2- Общий вид режущего инструмента

         

Рис.3- 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 модели 2Н135 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.);

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.

  Для сверл диаметра меньше 10 мм, для обеспечения целостности инструмента, крутящий момент рекомендуется рассчитывать по формуле:

                                             

Приравняв и   можно вычислить максимально возможные подачи для сверл малого диаметра при сверлении заданного материала (таблица 4).

                              

 

                                                   Таблица 4.- Зависимость материала от подачи.

Для расчёта усилий зажима заготовки необходимо определить осевую силу при сверлении:

                                         Р = 10·С_р·D·S^Y·K_р, Н

                    

                   

             Рис.4- Эскиз сил резания возникающих в процессе работы.

 

               

 

Момент проворота заготовки в приспособлении:

                                 , где

l - Плечо проворота, м,

Ро - осевая сила, Н

                        ,

 

 

                       

 

                   Рис.5- Эскиз сил возникающих при сверлении.

    

 

4. Уточнение схемы установки и зажима детали

 

                                

 

Рис.6 - Технологический эскиз на операцию сверления отверстий в детали, установленной на цанговую оправку с приложением пневмозажима.

 

 

 

 

При выборе базовых поверхностей будем руководствоваться принципом единства конструкторских и технологических баз. В этом случае обеспечивается равенство допусков на чертёжный и операционный размер. Схема базирования – см. рис. 6. При данной схеме базирования в качестве установочной базы используется плоскость наибольшей протяжённости.

Выбор данной поверхности обусловлен необходимостью исполнения размера  3.2 мм.

    Учитывая малые силы резания и моменты в процессе выполнения технологической операции, зажим детали выполняется при помощи использования пневмозажима и цанговой оправки. В нашем приспособлении будем использовать пневмоцилиндр двустороннего действия как наиболее удобный при эксплуатации.

 

  2. Конструирование станочного приспособления

Определим установочные элементы и места их расположения. Стандартные установочные элементы выберем согласно рекомендациям МУ. При выборе установочных элементов будем руководствоваться следующими основными требованиями:

• Установка заготовок по чистовым плоским базовым поверхностям должна производиться на опорные пластины или опорные штыри с плоской головкой. При установке заготовок на опорные пластины погрешность базирования в два раза меньше, чем на штыри.
• Количество опор при базировании призматических заготовок по чистовым базам может быть любым.
• При установке заготовки по плоскости и двум перпендикулярным к ней отверстиям заготовка не должна опираться на буртики установочных (центрирующих) пальцев. Рабочая высота направляющей части пальца (активная высота пальца) во избежание заклинивания при снятии заготовки определяется согласно рекомендациям [1].
• Опоры следует располагать таким образом, чтобы уменьшить погрешность, связанную с неточностью их изготовления по высоте, т.е. на максимальном друг от друга расстоянии. Кроме того, силы закрепления должны равномерно распределяться между опорами, таким образом результирующая сила закрепления должна проходить через центр тяжести фигуры, образованной опорами.
• Если стандартные установочные элементы не удовлетворяют условиям выполнения операции, необходимо разрабатывать элементы новой конструкции.