Разработка приспособления для шпоночно-фрезерного станка для фрезерования закрытого паза

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Техническое задание на проектирование приспособления

2. Разработка схемы установки заготовки

3. Разработка эскизных вариантов приспособлений

4. Расчет экономической эффективности выбранной конструкции приспособления

5. Расчет производительности и пропускной способности приспособлений

6. Расчёт зажимного усилия

7. Расчёт основных характеристик силового механизма и выбор силового привода

8. Расчёт на точность выполняемого размера

9. Описание работы приспособления

Заключение

Список используемых источников литературы



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

Исходные данные

Спроектировать приспособление для фрезеровки в детали типа «Планшайба» паза глубиной Н=35 и шириной В=22мм. Материал детали Сталь 20 ГОСТ 1050-88. Так как глубина паза велика, и его не возможно обработать на шпоночно-фрезерном станке так как максимальная глубина паза, обрабатываемая на данном типе станков 30мм. Исходя из этого принимаем вертикально фрезерный станок модели 6Р12.

Годовая программа выпуска - 5000 шт.

Режим работы цеха 2-х. сменный.

Инструмент - Для обработки двух закрытых пазов фреза шпоночная O22 ГОСТ 9140-78 №02234-0385. Материал режущей части Р6М5.

Рассчитаем режимы резания для 035 фрезерной операции.

Определение режимов резания

Глубина резания: t=2мм;

Подача: При фрезеровании принимаем подачу =0,06мм/зуб; [3,c.284,табл.35]

Скорость резания при фрезеровании

где: C_v = 55,

q = 0.45,

x=0.3,

y = 0.2,

u=0.1;

p=0.1;

m=0.33, [3,c.287,табл.39]

Т = 120 мин - период стойкости фрезы [3, с.290, табл.40];

D = 22 мм - диаметр фрезы;

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий физические условия резания:

где -поправочный коэффициент.

= 1 [2, с.262, табл.2];

= 650 МПа (для стали 45);

= 0,9 [2, с.262, табл.2];

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания [3, с.263, табл.6];

; - коэффициент, учитывающий глубину резания [3, с.280, табл.31].

Частота вращения шпинделя:

об/мин.

По паспорту станка примем ближайшую большую подачу п =415 об/мин.

Сила резания:

Где С_р = 12,5;

х = 0,85;

q = 0,73;

w = -0,13;

u = 1,0;

у = 0,75; [3, с.291, табл.41].

К_мп - коэффициент учитывающий материал 0,98.

Находим мощность резания:

кВт.

Находим основное время на обслуживание рабочим одного станка:

[4,c.18]

где l=140мм;-длинна обрабатываемой поверхности;

=6мм; -величина врезания и перебега фрезы; [4,пр.1лист3,4]

l₂=85 мм. расстояние до второго паза.

k =5; число ходов фрезы;

Рассчитаем нормирование технологического процесса.

Вспомогательное время на операцию:

Для данного случая вспомогательное время определяем по формуле:

где - вспомогательное время на установку и снятие детали (в зависимости от приспособления),

время, связанное с переходом (на управление станком вкл. выкл.),

время на измерение размеров, для приспособление с ручным зажимом

время на зажатие детали[4,c 40к.7]

Т_уст2 = 0,26мин; время на закручивание центрирующего винта.

[4,с70к.18лист3]

-принимаем для измерения размера линейный шаблон[4,к86]

Оперативное время:

2,19=4,29мин.

Дополнительное время:

где на обслуживание рабочего места [4,к19]

[4,к88]

Норма штучного времени:

Норма подготовительно заключительного времени Т_пз по ОМК карта выбирается в зависимости от станка.

[4,c.110к33]

Норма штучно калькуляционного времени:

мин;

где n количество деталей в партии

для приспособление с пневматическим зажимом:

[4,c 40к.7]. Т_уст2 = 0,26мин; время на закручивание центрирующего винта.

[4,с70к.18лист3] -принимаем для измерения размера линейный шаблон[4,к86]

Оперативное время:

2,16=4,26мин.

Дополнительное время:

где на обслуживание рабочего места [4,к19]

[4,к88]

Норма штучного времени:

Норма подготовительно заключительного времени Т_пз по ОМК карта выбирается в зависимости от станка.

[4,c.110к33]

Норма штучно калькуляционного времени:

мин;

где n количество деталей в партии



2. Разработка схемы установки заготовки

Рисунок 1- эскиз детали с указанием размеров обработки.

Теоретическая схема базирования.

Для обеспечения точности расположения обрабатываемого отверстия применяем схему базирования, представленную на рисунке 2.

Рисунок 2 - схема базирования.

3. Разработка эскизных вариантов приспособления

Для принятой схемы базирования заготовки разрабатываем два варианта приспособлений:

вариант 1 - с ручным закреплением заготовки (рис. 3);

вариант 2 - с механизированным закреплением заготовки (рис. 4).



Рисунок 3 - приспособление с ручным зажимом.

Рисунок 4 - приспособление с механизированным зажимом.

4. Расчет экономической эффективности выбранной конструкции приспособления

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

Приведённые затраты на единицу продукции определяются по формуле:

[4,c.171]

где т - основная заработная плата производственных рабочих;

руб.

руб.

где Ч = 1200 руб. - часовая тарифная ставка рабочего 1-го разряда;

т = 1,73 - тарифный коэффициент 3-го разряда;

z = 300 % - накладные расходы на зарплату;

А= -стоимость приспособления,

z_n - количество деталей в приспособлении;

2-удельная себестоимость (себестоимость приспособления, приходящаяся на одну его деталь);

K_k =2835 - коэффициент коррекции цен;

N - годовая программа выпуска;

= 0,5 - коэффициент, учитывающий затраты на приспособление;

=0,25 - коэффициент, учитывающий затраты, связанные с эксплуатацией приспособления:

=3 года - срок окупаемости приспособления.

Для первого варианта приспособления технологическая себестоимость обработки одной детали (при t_шт. = 4,63 мин):

руб.

для второго варианта (при t шт. = 4,6 мин):

руб.

Годовая экономическая эффективность:

руб. (17)

Вариант приспособления с механизированным зажимом (пневматический) экономичнее, чем вариант с ручным зажимом.

5. Расчёт пропускной способности приспособлений

Пропускную способность приспособления определяем исходя из штучного времени:

Пропускная способность приспособления с ручным зажимом:

шт/год,

Пропускная способность приспособления с механизированным зажимом:

шт/год,

где ч - действительный годовой фонд времени работы оборудования при работе в две смены.

Пропускная способность приспособления больше программы выпуска.

Пропускная способность приспособления с ручным зажимом ниже пропускной способности приспособления с механизированным зажимом.



6. Расчет зажимного усилия

Рисунок 5 - Силы, действующие на деталь.

Для обеспечения надежности зажима силы обработки увеличивают, на коэффициент запаса К. С помощью этого коэффициента учитывается изменение условий в процессе обработки: прогрессирующее затупление инструмента и связанное с ним увеличение сил резания, неравномерность припусков, неоднородность свойств обрабатываемого материала, изменение условий установки заготовок. приспособление фрезерный станок привод

k - коэффициент запаса, который является произведением первичных коэффициентов:

, [4,c.116]

где: k₀=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

k₁=1,2 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

k₂=1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента ;

k₃=1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

k₄=1.2 - коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления;

k₅=1,2 - коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов;

k₆=1,5 - коэффициент, учитываемый при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь.

Тогда:

При механической обработке деталь должна находиться в равновесии вследствие действия сил как возникающих в процессе обработки, так и зажима и реакций опор.

f₁=0,16 - коэффициент трения с установочными элементами;

f₂=0,16 - коэффициент трения с зажимными элементами;

f_пр- приведенный коэффициент трения .

Расчёт из условия действия силы Ро:

Н

7. Расчет основных характеристик силового механизма и выбор силового привода

Механизация приводных устройств к приспособлениям позволяет повысить производительность станков и облегчить труд рабочих при возможности регулирования скорости и потребной силы для выполнения того или иного элемента операции технологического процесса. В настоящее время механизируют, а во многих случаях и автоматизируют, установку и закрепление обрабатываемых деталей, поворот приспособлений в процессе обработки, снятие обработанных деталей со станков, транспортировку их для последующей обработки и др.

Для этих целей в среднесерийном и серийном производстве широко используется сжатый воздух, жидкости под давлением, электроэнергия и др. Наиболее часто используется сжатый воздух (пневматика), так как пневматические устройства отличаются быстротой действия, простотой конструкции, легкостью управления, надежностью и стабильностью в работе. Благодаря таким преимуществам в качестве привода принимаем пневмоцилиндр одностороннего действия.

Определим диаметр поршня пневмоцилиндра:

где с - давление сжатого воздуха, МПа;(0,4…0,6);

з - КПД (0,85…0,95) чем больше D пневмоцилиндра тем больше КПД.

Исходя из конструкции приспособления принимаем диаметр пневмоцилинра 60 мм.

8. Расчет на точность выполняемого размера

Точность обработки напрямую зависит от точности изготовления приспособления:

[4,c.113]

где - допуск, выполняемого при обработке размера заготовки;

- допуск размера 22 на длину 70 по 14 квалитету (=0.74мм);

K_T - коэффициент, учитывающий отклонения рассеяния значений составляющих величин от значения нормального распределения;

K_T1 = 0,8 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенном станке;

- погрешность поверхностей установочных элементов в результате их изнашивания.

- коэффициент, учитывающий погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

- так как все необходимые базы совмещены;

- погрешность закрепления ( мкм); [3, с. 210, табл. 4]

мкм - погрешность установки приспособления.

Погрешность установки приспособления может возникнуть вследствие возникновения зазора между пазами станка и базирующими элементами приспособления.

, так как на этом приспособлении нет направляющих элементов;

Погрешность от изнашивания установочных элементов определяется по формуле для опор с развитой поверхностью контакта, где:

- постоянная зависящая от условий контакта;

N = 5000 - количество контактов в год.

п = 0.5 (0.4.. ..0.6) - коэффициент, учитывающий условия нагружения опор;

мм. \

Принимаем .

Определяем экономическую точность обработки. Заготовки из стали, размер 5; мм, мкм - экономическая точность.

мкм

Вывод: приспособление должно быть выполнено с погрешностью не больше 0,63 мм

9. Описание работы приспособления

Рисунок 6 - Общий вид приспособления.

Приспособление устанавливается на станок при помощи шпонок поз.5 после этого оно крепится двумя болтами с шайбами. После чего устанавливаем планшайба на корпус пневмоцилиндра. На планшайбу устанавливается прижим поз.3 который обеспечивает зажим детали по плоскости. После чего в рабочую полость пневмоцилиндра одностороннего действия подается воздух под давлением в следствие чего происходит зажим детали.



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы по курсу "Технологическая оснастка" мною было разработано приспособление для шпоночно-фрезерного станка для фрезерования закрытого паза. Были закреплены навыки по базированию заготовки, разработке вариантов приспособлений, расчёту пропускной способности, экономической эффективности и основных характеристик силового механизма.



Список используемых источников литературы

1. Н. А. Нефёдов, К. А. Осипов. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Москва, "Машиностроение", 1990.

2. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. Москва, "Машиностроение", 1986.

3. В. А Федоренко, А. И Шошин. Справочник по машиностроительному черчению. Ленинград, "Машиностроение", 1981.

4. В. А. Горохов. Проектирование и расчёт приспособлении. Минск, Вышэйшая школа", 1986.

5. В. С. Корсаков. Основы конструирования приспособлений. Москва, "Машиностроение", 1983

Размещено на Allbest.ru