Технология машиностроения

3. Конструкторский раздел

3.1 Разработка конструкции приспособления

На основании технологического процесса выбираем многоцелевую операцию 015. Для механической обработки детали типа «Корпус» применяем специальное приспособление. Схема базирования показана на рис. 3.1.1.

Рис. 3.1.1 Схема базирования детали в приспособлении

Базирование заготовки осуществляется по отверстиям на полный постоянный палец, срезанный палец и по плоскости на опорные штыри. При установке на опорные штыри лишаем заготовку 3 степеней свободы (вращение вокруг оси х, вращение вокруг оси у и перемещение вдоль оси z), при установке на полный постоянный палец - 2 степени свободы (перемещение вдоль оси х, перемещение вдоль оси у), при установке на срезанный палец - 1 степень свободы (вращение вокруг оси z).

Подберём установочные элементы: палец полный специальный, палец срезанный специальный и опорные штыри по ГОСТ 13440-68.

В качестве зажимного механизма в проектируемом приспособлении выбираем комбинированный зажимной механизм, состоящий из рычага Архимеда и винтового зажимного механизма. Также, в конструкцию приспособления входят прихваты, шпильки, гайки, шайбы, регулируемые опоры, пружины.

Приспособление базируется на столе станка по отверстиям и закрепляется с помощью четырех винтов.

3.2 Расчет силы зажима заготовки

Рассмотрим все силы резания, действующие на заготовку при черновом фрезеровании отверстия Ш75,3

В общем случае на заготовку при фрезеровании действуют радиальная сила РY и тангенциальная PZ. Поскольку действие сил РY и PZ не определено, то приводим их к равнодействующей R, а её разлагаем на две простые силы: PH и PV. Сила PH стремится сдвинуть заготовку вдоль оси. Чтобы этого не произошло, необходимо, чтобы силы трения, возникающие в опорных элементах были в k раз больше силы PH , то есть

F = k· PH

F = Q1·(f1 + f2)

Q1·(f1 + f2) = k· PH

,

где k - коэффициент запаса

k = k0·k1·k2·k3·k4·k5·k6,

k0 - гарантированный коэффициент запаса К0=1,5

k1 - учитывает состояние технологической базы К1=1

k2 - учитывает затупление инструмента К2=1,2

k3 - учитывает ударную нагрузку К3=1

k4 - учитывает стабильность силового привода К4=1,3

k5 - учитывает удобство зажима К5=1

k6 - учитывает определенность базирования, при установке заготовки на плоскость К6=1

k = k0·k1·k2·k3·k4·k5·k6 = 1,5·1·1,2·1·1,3·1·1 = 2,34

f1 и f2 - коэффициенты трения (F1 = F2 = 0,16).

Сила PV стремится оторвать заготовку от опор, чтобы этого не произошло, необходимо, чтобы силы трения, возникающие в опорных элементах были в k раз больше силы PV , то есть

F = k· PV

F = Q2· (f1 + f2)

Q2· (f1 + f2) = k· PV ;

Для определения сил Q1 и Q2 рассчитаем силы резания PZ , PH , PV. Сила PZ рассчитана в пункте 2.5 (PZ = 3,356 кН), тогда

PH = (0,3…0,4)PZ PV = (0,85…0,95)PZ

PH = 0,35·3,356 = 1,17 кH PV = 0,9·3,356 = 3,02 кH.

Таким образом,

Определим суммарное воздействие сил Q1 и Q2.

Q = Q1 + Q2

Q = 8,5 + 22,1 = 30,6 кН

Необходимая сила зажима заготовки в приспособлении Q = 30,6 кН. Так как в приспособлении имеется два зажимных механизма, то сила закрепления, приходящаяся на один зажимной механизм, составляет 15,3 кН.

3.3 Расчет зажимного механизма и определение исходной силы

В качестве зажимного механизма в проектируемом приспособлении выбираем комбинированный зажимной механизм, состоящий из рычага Архимеда и винтового зажимного механизма, так как данный механизм имеет ряд достоинств: простота, удобство, большая сила зажима.

Рис.3.3.1 Схема комбинированного зажимного механизма

Рассчитаем рычажный механизм. Рассмотрим все силы действующие в данном механизме.

,

= 0,95 - КПД механизма.

Рассчитаем винтовой механизм.

Рис.3.3.2 Схема винтового механизма

Для расчёта силы зажима нам известны средний радиус резьбы rср = 2,5 мм, шаг резьбы Р = 1 мм и диаметр резьбы шпильки М6.

,

,

где Мтр - момент трения;

- угол подъёма резьбы,

- приведенный угол трения

= 200 - половина угла при вершине профиля резьбы.

f = 0,16 - коэффициент трения.

Момент трения равен:

Допустим, что сила W, приложенная к рукоятке при ручном приводе равна 150 Н, тогда определим минимальную длину рукоятки lmin:

Примем длину рукоятки l = 250 мм, тогда усилие, создаваемое винтовым механизмом для зажима заготовки:

Таким образом, сила W прикладываемая на рукоятке длиной l = 250 мм, равна 117,9 Н. При ручном приводе сила W должна быть меньше 150 Н, в данном случае это условие выполняется.

3.4 Выбор и расчет силового привода

В данном приспособлении мы не используем механизированный привод т.к. рассчитанная в пункте 3.3 исходная сила для зажима заготовки W = 117,9 Н не превышает 150 Н, значит можно использовать ручной зажим заготовки.

3.5 Описание конструкции и работы приспособления

Спроектированная конструкция состоит из угольника и двух комбинированных зажимных механизмов, состоящих из рычажного и винтового механизмов. Данная конструкция крепится к столу станка при помощи четырех винтов.

Деталь устанавливается на установочные пальцы (полный и срезанный) и опорные штыри. Прижатие заготовки к опорным штырям осуществляется прихватами, которые опираются на регулируемые опоры и зажимаются при помощи шпилек, гаек и шайб. Пружина обеспечивает удобное перемещение прихвата.

3.6 Выбор, расчёт и описание конструкции режущего инструмента

В настоящее время одним из способов обработки крупных отверстий является растачивание. Для обработки отверстия применяем расточную оправку оснащенную пластинами из твердого сплава CT5005(HT)-P05 с Т-образными пазами для более крепкого крепления. Рассчитаем и сконструируем расточную оправку оснащенную пластинами из твердого сплава CT5005(HT)-P05 для обработки отверстия заготовки из алюминия АЛ9 ГОСТ 977-88. Припуск на обработку h=0.2 мм. Обработку производим на многоцелевом станке ИР500МФ4.

Решение:

Размеры поперечного сечения державки Н:В=26:26 мм

Проверяем резец на изгиб:

Где: L- вылет резца (L=31 мм)

Т.к. , то спроектированный инструмент будет работать.

Заключение

В данном курсовом проекте при помощи знаний полученных по многим специальным дисциплинам был разработан технологический процесс для изготовления детали корпус. Был выбран наиболее оптимальный метод получения данной детали из большого числа возможных, исходя из данных технико-экономических ограничений, как по параметрам изготавливаемой детали, так и по условиям эксплуатации оборудования и инструмента. Определили тип производства, рассчитали расчётно-аналитическим способом припуски, на остальные поверхности припуски выбраны табличным методом. Составили технологический процесс изготовления детали с разработкой операций, установок и переходов. Рассчитали и выбрали режимы резания, произвели техническое нормирование. Разработали конструкцию станочного приспособления, рассчитали силу зажима заготовки, произвели расчет зажимного механизма и определили исходную силу зажима. Разработали инструмент и контрольно-измерительное приспособление. А так же разработали план участка по изготовлению корпусных деталей.

Размещено на Allbest.ru