Проектування верстатного пристрою для встановлення та базування деталі

ВСТУП

 

Пристосування – це додаткове  технологічне оснащення, призначене для  встановлення або направлення предмета праці або інструмента при  виконанні технологічної операції. Використання пристосувань сприяє підвищенню точності, продуктивності обробки деталей  та швидкості виготовлення.

Пристосування і ріжучі інструменти  складають технологічну оснастку верстата. За ступенем спеціалізації пристосування  діляться на універсальні, спеціалізовані і спеціальні.

В загальному об’ємі засобів  технологічного оснащення приблизно 50% складаюсь верстатні пристрої.

Застосування верстатних пристроїв забезпечує:

• надійність базування і закріплення оброблюваної деталі з зберіганням її жорсткості в процесі обробки;
• високу якість оброблюваних деталей при мінімальній залежності якості від кваліфікації робітника;
• підвищення продуктивності і полегшення умов праці робітника в результаті механізації пристрою;
• розширення технологічних можливостей обладнання, що використовується.

Деталь, закріплена в пристосуванні, повинна бути позбавлена ​​такого числа ступенів свободи, яке забезпечує нерухомість деталі від початку  до кінця обробки. Необхідне положення  оброблюваної деталі в пристосуванні  і стабільність цього положення  в процесі обробки забезпечуються установчими і затискними елементами.

У даному курсовому проекті потрібно спроектувати верстатний пристрій для встановлення та базування деталі на агрегатному верстаті. Під час проектування пристосування використовувались типові максимально прості конструкції елементiв пристрою. Це сприяє високій продуктивності праці, точності та якості обробки.

1 АНАЛІЗ КРЕСЛЕННЯ  ДЕТАЛІ ТА ТЕХНІЧНІ ВИМОГИ  НА ОБРОБКУ

 

Згідно з завданням, необхідно  спроектувати пристосування для  установки і закріплення деталі при обробці на агрегатному верстаті.

Заготівка виготовлена ​​методом лиття з сірого чавуну 25. На даному етапі заготівка надійшла з обробленими поверхнями: А, Б.(рис.1.1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.1  "Підставка" (заготовка)

 

 

Після обробки на верстаті будуть отримані поверхні: А, Б, В, Г, Д (рис.1.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1.2. Деталь "Підставка"

 

 

 

 

 

 

 

2. Особливості  конструкції пристрою для обробки  даного типу деталей на агрегатному  верстаті

 

Гарантією якісного виконання  технологічних завдань є і  технологічне оснащення. Правильно  вибрана технологічна оснастка для  устаткування і верстатів значно розширює його технологічні можливості. Крім цього, такий підбір істотно  збільшує продуктивність праці, забезпечує якісну обробку деталей і покращує умови праці для працівників.

Пристосування для агрегатних верстатів і автоматичних ліній  є вузлами обладнання; вони подібні  звичайним верстатним пристосуванням, що забезпечують правильне розташування заготовок відносно інструменту  і їх затиск.

Оскільки ці пристосування  досить трудомісткі в проектуванні і виготовленні, то їх вартість в  деяких випадках доходить до 50% вартості самих верстатів. Пристосування  агрегатного верстата завжди певним чином взаємозалежно з іншими вузлами верстата: поворотним або  столом, що поступально переміщається, шпиндельною коробкою, інструментальним налагодженням, підвісними кондукторними плитами та ін. 

Цей зв'язок проявляється насамперед у тому, що габаритні розміри і  конфігурація пристосування й привода  затискного пристрою заготовки в  значній мірі визначаються наявністю  поворотного або поступально  переміщуваного столу, його габаритними  розмірами і принципом роботи.  

 У затискних пристосуваннях агрегатних верстатів знаходять застосування ручні, пневматичні, електромеханічні та гідравлічні приводи. Пристосування, встановлені на поворотних столах або барабанах агрегатних верстатів, відрізняються тим, що один центральний привід використовують на декількох затискних пристроях, розташованих на різних робочих позиціях.

Пристосування встановлюється в спеціальному секторі стола  агрегатного верстата. В даному курсовому  проекті будемо використовувати  пристрій зі збіжними упорами.

 

3 ПОСЛІДОВНІСТЬ ОБРОБКИ  ДЕТАЛІ

 

Деталь оброблюється за один установ.  Так як до певних отворів  пред’являються більш високі вимоги, деталь потребує додаткової операції – зенкування отвору Ø10мм.

 

Таблиця 3.1 – Послідовність  обробки поверхонь.

№  позиції	Технологічний перехід	Розмір отвору		Довжина обробки, мм	Точність обробки		Інструмент
		До обробки, мм	Після обробки, мм		Квалітет, IT	Шорсткість, Rz, мм
0	Завантаження-вивантаження	-	-		-	-	-
1	Свердління 4-х отворів	-	Ø 12	15	H14	12,5	Свердло Ø 12 ГОСТ 886-77
2	Цекування 4-х отворів		Ø 18	6	H14	12,5	Цеківка Ø18 ГОСТ 886-77
3	Розгортання отвору	Ø 16	Ø 20	60	H14	12,5	Розгортка Ø20 ГОСТ 886-77
4	Свердління	-	Ø10	15	H10	6,3	Свердло Ø10 ГОСТ 886-77
5	Зенкерування		Ø10	15	H10	6,3	Зенківка Ø10 ГОСТ 886-77

 

На рис. 3.1, 3.2, 3.3 та 3.4 зображена деталь після кожного переходу.

Рис. 3.1 – Схема деталі після першої позиції.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.2 – Схема деталі після другої позиції.

Рис. 3.3 – Схема деталі після третьої позиції.

Рис. 3.4 – Схема деталі після четвертої та п’ятої позицій.

 

4 ТЕХНОЛОГІЧНІ ПАРАМЕТРИ ОБРОБКИ

 

Проведемо розрахунок для  свердління 4-х отворів Ø12мм згідно з нормативами [5]. Використовуємо свердло спіральне Ø12мм ГОСТ 886-77.

Розрахунок довжини робочого ходу L_р.х, по формулі (4.1).

 

  ,                                        (4.1)

 

де  – довжина різання,

     у – довжина  підводу, врізання та перебігу  інструменту, у = 5 мм.

     – довжина додаткового ходу інструмента,

Підставивши значення отримаємо.

 

 

 

Призначення подачі на оберт  шпинделя верстату.

Згідно з [5] S_о=0,28 мм/об, корегуємо за паспортними даними верстату S_о=0,276 мм/об.

Визначення стійкості  інструмента за нормативами. Т_р=24 хв.

Розрахунок швидкості  різання υ в м/хв., по формулі

 

;                                          (4.2)

 

де  - табличне значення швидкості різання,

     к₁ – коефіцієнт, що залежить від оброблює мого матеріалу; к₁=1;

     к₂ – коефіцієнт, що залежить від стійкості інструменту; к₂=1,25;

     к₃ – коефіцієнт, що залежить від відношення довжини різання та діаметру; к₃=1.

.

Розрахунок числа обертів  шпинделя верстату по формулі 

 

                                                     (4.3)

 

 

 

Корегуємо за паспортними  даними верстату n=657 об/хв..

Уточнення швидкості різання  за прийнятим числом обертів шпинделя по                  формулі

                                      ;                                                           (4.4)

 

 

 

Розрахунок основного  часу обробки t_м, хв.. по формулі

 

;                                                     (4.5)

 

 

Визначаємо осьову силу різання  Р_о по формулі

 

                                                (4.6)

 

де Р_таб – табличне значення сили; Р_таб=465 кГ;

    к_р – коефіцієнт, що залежить від оброблює мого матеріалу; к_р=1.

 

 

 

Визначення потужності різання  N_різ в кВт, по формулі

 

                                         (4.7)

 

де N_таб – таблична потужність різання; N_таб=1.9 кВт;

     к_n – коефіцієнт, що залежить від оброблює мого матеріалу; к_n=1.

 

 

 

 

 

Перевірка сили різання по припустимому зусиллю верстату.

 

                                      h;                                       (4.8)

 

.

 

Умова виконана, обробка можлива.

Розрахунок крутного моменту, М_кр по формулі

 

                                                                      (4.9)

 

Розрахунок для цекування 4-х отворів Ø18. Використовуємо цековку Ø18 ГОСТ 26258-87.

Розрахунок довжини робочого ходу L_р.х. по (4.1):      

                

 

 

Призначення подачі на оберт  шпинделя верстату.

S_о=0,3 мм/об, корегуємо за паспортними даними верстату S_о=0,297 мм/об.

Визначення стійкості  інструмента за нормативами. Т_р=30 хв.

Розрахунок швидкості  різання υ в м/хв по (4.2).

 

.

 

Розрахунок числа обертів шпинделя верстату по (4.3)

 

 

 

Корегуємо за паспортними  даними верстату n=350 об/хв..

Уточнення швидкості різання  за прийнятим числом обертів шпинделя по (4.4)

 

 

 

Розрахунок основного  часу обробки t_м, хв. по (4.5)

 

 

 

Визначаємо осьову силу різання  Р_о в кГ по (4.6)

 

 

 

Визначимо потужність по (4.7)

 

 

 

Перевірка сили різання по припустимому зусиллю верстату по (4.8)

 

h;

 

.

 

Умова виконана обробка можлива.

Розрахунок крутного моменту, М_кр по (4.9)

 

 

 

Розрахунок режимів різання  розточування отвору Ø 16 до Ø 20.

Розрахунок довжини робочого ходу L_р.х. по (4.1)       

                

 

 

Призначення подачі на оберт  шпинделя верстату.

S_о=0,4 мм/об, корегуємо за паспортними даними верстату S_о=0,373 мм/об.

Визначення стійкості  інструмента за нормативами. Т_р=40 хв.

Розрахунок швидкості  різання υ в м/хв. по (4.2)

 

.

Розрахунок числа обертів шпинделя верстату по (4.3)

 

 

Корегуємо за паспортними  даними верстату n=350 об/хв..

Уточнення швидкості різання  за прийнятим числом обертів шпинделя по по (4.4)

 

 

 

Розрахунок основного  часу обробки t_м, хв по (4.5)

 

 

 

Визначаємо осьову силу різання  Р_о в кГ по (4.6)

 

 

 

Визначимо потужність по (4.7)

 

 

 

Перевірка сили різання по припустимому зусиллю верстату по (4.8)

h;

.

 

Умова виконана, обробка  можлива.

Розрахунок крутного моменту, М_кр по (4.9)

 

 

 

Розрахунок режимів різання  свердління отвору Ø10

Розрахунок довжини робочого ходу L_р.х. по (4.1)      

                 

 

 

Призначення подачі на оберт  шпинделя верстату.

S_о=0,25 мм/об, корегуємо за паспортними даними верстату S_о=0,238 мм/об.

Визначення стійкості  інструмента за нормативами. Т_р=20 хв.

Розрахунок швидкості  різання υ в м/хв по (4.2)

 

.

 

Розрахунок числа обертів шпинделя верстату по (4.3)

 

 

Корегуємо за паспортними  даними верстату n=657 об/хв..

Уточнення швидкості різання  за прийнятим числом обертів шпинделя по по (4.4)

 

 

 

Розрахунок основного  часу обробки t_м, хв. по (4.5)

 

.

 

Визначаємо осьову силу різання  Р_о в кГ по (4.6)

 

 

 

Визначимо потужність по (4.7)

 

 

 

Перевірка сили різання по припустимому зусиллю верстату. по (4.8)

 

h;

 

.

 

Умова виконана обробка можлива.

Розрахунок крутного моменту, М_кр по (4.9)

 

 

 

Розрахунок для зенкерування отвору Ø10. Використовуємо зенкер Ø10 ГОСТ 12489-71.

Розрахунок довжини робочого ходу L_р.х. по (4.1)         

              

 

 

Призначення подачі на оберт  шпинделя верстату.

S_о=0,5мм/об, корегуємо за паспортними даними верстату S_о=0,438 мм/об.