Пристосування для закріплення деталі "Розвантажувальний диск" на свердлувальній операції у масовому типі виробництва

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

В даному курсовому проекті проектується пристосування для закріплення деталі «Розвантажувальний диск» на свердлувальній операції у масовому типі виробництва.

Для розробки пристосування необхідно перш за все мати технологічний процес виготовлення деталі для визначення усіх необхідних параметрів пристосування через різноманітні параметри деталі, такі як маса деталі (заготовки), загальний вигляд деталі (форма та розміри деталі на операції, для якої проектується пристосування), вимоги до точності поверхонь, які будуть оброблятися, способу базування деталі в пристосуванні, що проектується та багато інших.

В залежності від типу виробництва обирається тип силового приводу пристосування.

Для одиничного виробництва, як правило, використовуються прості, стандартні пристосування з ручним або пневматичним чи гідравлічним приводом, які легко переналагоджуються на інший тип виробів.

Для серійного і масового виробництва, як правило, характерні складні автоматичні спеціальні пристосування з пневматичним або гідравлічним приводом однобічної (для малих деталей, які не потребують значного зусилля затиску), чи двобічної (для середніх та великих деталей, для яких необхідне значне зусилля затиску) дії, у яких застосовуються оригінальні елементи пристосування, які призначені лише для закріплення певної деталі у даному пристосуванні, яке не є переналагоджувальним.

Оскільки тип виробництва деталі - серійний, деталь має не велику масу (12,5 кг), то доцільно було б використати спеціальний затискний пристрій з пневмокамерою однобічної дії, для швидкого затиску і зменшення часу на обробку.



1. Загальні відомості про пристосування

1.1 Область застосування

Дане механізоване пристосування з пневматичним рушієм однобічної дії (тобто робочий хід якого виконується перетвореною енергією, а зворотній - дією пружини) перетворює енергію стисненого повітря у механічну енергію руху штока, який і затискає деталь. Дане пристосування є спеціальним, і призначене для затиснення деталі «Розвантажувальний диск» СумДУМКОТМБ.22.01.ДД (заводський номер креслення Н12.86.120.05) у багатосерійному і масовому виробництві на свердлувальному верстаті 2С132, який має такі технічні характеристики:

Найбільший діаметр свердління в сталі, мм 50

Діапазон нарізаної різьби M3-M33

Розмір робочої поверхні стола, мм 500х500

Кількість Т-подібних пазів і ширина направляючого пазу 3х18Н12

Найбільша відстань від торця шпинделя до столу, мм 750

Відстань від осі шпинделя до напрямних призматичної колони, мм 300

Підйом столу, мм 300

Конус шпинделя Морзе 4

Переміщення піноли шпинделя, мм 250

Кількість частот обертання шпинделя 12

Межі частот обертання шпинделя, об / хв 31,5-1400

Крутний момент не більше, Нм 400

Осьове зусилля на шпинделі, не більше, Н 15000

Кількість механічних подач пінолі шпинделя 9

Діапазон механічних подач пінолі шпинделя, мм/об 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6

Потужність двигуна головного руху, кВт 4

Установче переміщення свердлильної головки, мм 170

Найбільша маса заготовки на столі, кг 600

Найбільша висота заготовки на столі, мм 600

Маса свердлувального верстата, кг 1200

Габаритні розміри, мм 870x1110x2700

Дана деталь «Розвантажувальний диск» виготовляється за програмою випуску на рік N=10000 шт., що, враховуючи масу деталі 12,5 кг., відповідає серійному типу виробництва.

Пристосування застосовується на останній механічній операції технологічного процесу - вертикально свердлувальній (з номером 075), на якій отримані всі інші поверхні деталі і яка має наступний операційній ескіз:

На даній операції оброблюється отвір ?10Н7.

1.2 Переваги даного пристрою

Перевагами даного пристосування є:

1) Швидкий затиск і розтиск заготовки за рахунок використання спеціальних елементів і пневмодвигуна у даному пристосуванні.

2) Надійність і довговічність роботи.

3) Відсутність шкідливих та небезпечних для здоров'я людини відходів.

4) Простота конструкції.

5) Використане повітря виходить в атмосферу без допоміжних трубопроводів.

6) Використання стандартних елементів дозволяє набагато спростити їх заміну.

7) Ергономічність і зручність використання пристосування за рахунок будови корпусу.

При проектуванні даного затискного пристрою застосовуються як стандартні (різноманітні болти, гайки, шайби і т.д.) так і спеціальні (корпус, пневмокамера, коротка оправка і спеціальній шток) елементи.

Корпус і пневмокамера проектуються спеціально, для кожного конкретного випадку і компоновки пристосування для забезпечення необхідних параметрів затиску деталі (сила затиску деталі, крутний момент та ін.), розташування усіх елементів пристосування відносно корпусу (які приєднуються до нього, та розташовані поза ним) та кріплення корпусу пристосування безпосередньо до верстату.

1.3 Матеріали деяких деталей

В загальному випадку вибір матеріалу для виготовлення будь яких деталей та елементів пристроїв проводиться таким чином, щоб забезпечити вимогам механічних навантажень, які будуть на них діяти та відсутності хімічних реакцій між цими елементами, середовищем та деталями.

В даному випадку:

Для короткої оправки і корпусу використати сталь 45 (або сталі 45Х, 50, 50Г2, які являються замінниками), згідно поставкам по ГОСТ 8479-70, ГОСТ 1131-71.



Хімічний склад сталі 45

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.42 - 0.5	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	до 0.25	до 0.04	до 0.035	до 0.25	до 0.25	до 0.08

Для штоку використати сталь 8Х3 (або сталь 7Х3) згідно поставкам по ГОСТ 5950-74, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 7831-78, для виготовлення деталей, що працюють під змінними навантаженнями.

Хімічний склад сталі 8Х3

C

Si

Mn

Ni

S

P

Cr

Mo

W

V

Ti

Cu

0.75 - 0.85

0.15 - 0.35

0.15 - 0.4

до 0.35

до 0.03

до 0.03

3.2 - 3.8

до 0.2

до 0.2

до 0.15

до 0.03

до 0.3

Для елементів пристосування, що є стандартними використати матеріал для їх виготовлення згідно з діючими стандартами.



2. Визначення похибки базування

Теоретична схема базування деталі «Шестерня» на свердлувальній операції має наступний вигляд:

Матриця зв'язків для даної схеми базування має вигляд:

База	Крапки	Ступені волі
Установча (УБ)	1,2,3	III, ІV, II
Подвійна опорна (ПОБ)	4,5	I, V
Опорна (ОБ)	6	VІ

Таблиця співвідношень для даної схеми базування має вигляд:

Pyx	X	Y	Z	База
L ?	+ 0	0 +	0 +	УБ
L ?	0 0	+ 0	+ 0	ПОБ
L ?	0 +	0 0	0 0	ОБ

Замінюю теоретичну схему базування деталі на елементи пристосування:

Коротка оправка - в даному випадку застосовується для забезпечення установчої бази (1,2,3) і подвійної опорної бази (4,5), забезпечує основне базування деталі (деталь насаджується на коротку оправку).

Спеціальний шток - за допомогою пневмокамери притискає деталь зрізаною шайбою до короткої оправки. Співвісність отворів забезпечується наявністю отворів на зрізаній шайбі, через які відбувається обробка отворів на деталі.



Ескізне компонування даного вузла має вигляд:

Специфікація вузла:

1. Гвинт М8 (2 шт.)

2. Оправка коротка спеціальна

3. Шток

4. Зрізана шайба

5. Опорна плита

Розрахунок похибки базування:

Для отвору ?10Н7 сума відхилень складає 0,012 мм (згідно квалітету Н7).

Оскільки базовими поверхнями є декілька поверхонь, то обираю в якості похибки точність радіального биття шпинделя , яка складає 0,005 мм.

Теоретична похибка базування:

(мм),

Де:

- сума відхилень для заданої поверхні

- сума відхилень базової поверхні

мм

Дійсна похибка базування:

(мм),

Де:

- допуск на базову поверхню

мм, оскільки деталь забазована за декілька поверхонь і позбавлена усіх ступенів свободи.

мм

Дійсна похибка базування менша за теоретичну, тобто умова виконується, отже при обробці отвору буде досягнута та точність обробки, яка вимагається.



3. Розрахунок сил закріплення заготовки

Система сил, що діють на заготовку:

За даними режимів різання на даній операції:

Крутний момент Мкр=170НхМ

Осьова сила подачі Fосьове=340Н

Складаю рівняння рівноваги для тих площин, у яких діють сили:

Рівняння моментів:

Рівняння проекцій сил, що діють на деталь:

З першого рівняння моментів

З першого рівняння проекцій сил:

Сила виникає лише у випадку, коли деталь притиснута до оправки, тобто коли сила W більша за силу тертя Fтер , і має дорівнювати принаймні 1Н (для виникнення установчої бази), отже

Прирівнюємо дані рівняння:

Звідки:

Розраховую коефіціент запасу:

1. Коефіціент гарантованого запасу

К0=1,5

2. Коефіціент збільшення сил різання

К1=1,2

3. Коефіціент збільшення сил різання при преривистому різанні

К2=1,0

4. Коефіціент постійності сили закріплення

К3=1,2

5. Коефіціент ергономіки ручних РІ

К4=1,0

6. Коефіціент дії моментів

К5=1,0

7. Коефіціент зусилля сил різання

К6=1,0

Коефіціент запасу К:

К=К1хК2хК3хК4хК5хК6хК7=2,15

З урахуванням коефіціенту запаса теоретична сила затиску W=47.42x2.14=101,48кг



4. Вибір та розрахунок силового приводу

свердління сталь силовий колона

Оскільки необхідна сила затиску не значна, то в якості силового приводу обираю діафрагмовий пневматичний двигун, однобічної дії (пневмокамеру).

- фактичний діаметр мембрани, де

=101,48кг - теоретична необхідна сила затиску

=0,4МПа - тиск

=0,9 - коефіціент корисної дії

Дійсна сила затиску для пневмокамери розраховується за наступною формулою

, де

- радіус мембрани пневмокамери

- радіус місця кріплення штоку до мембрани (не може деформуватися)

q - сила опору пружини ?14мм І-го класу жорсткості, яка дорівнює 530Н, тобто 53кг.

Оскільки згідно ГОСТ 9887-70 «Механизмы исполнительные пневматические мембранные ГСП. Общие технические условия.» мінімальний діаметр мембрани рівний 70мм, приймаємо радіус мембрани 35мм.

Максимальна сила затиску даної пневмокамери:

Оскільки необхідна сила затиску 101,48кг, а максимальна сила затиску пневмокамери 587кг, то можна використати дану пневмокамеру для закріплення деталі.

Шток ?20мм при випробуванні на розтяг зразка зі сталі 8Х3 (виготовлення пуансонів, матриць, валів, які працюють при динамічних навантаженнях) згідно поставкам по ГОСТ 5950-74, ГОСТ 1133-71, ГОСТ 7831-78 зразок даної сталі з діаметром 6мм витримує навантаження 890кг без деформації і починає деформуватися при навантаженні 1270 кг, отже даний шток можна використати навіть при максимальній силі затиску для даної пневмокамери.



5. Розрахунок деталі на міцність

Для розрахунку на міцність приймається деталь - спеціальний шток d13. Для неї розрахунок на міцність проводиться при наявності слабкого місця у вигляді отвору D6,5 мм. Матеріал деталі - Сталь 8Х3. Для того, щоб шток не розірвало, необхідно виконання умови

Межа текучості для сталі 8Х3 ?т=1270 Мпа.

[?p]=0,7• ?т=889 МПа.

Розрахункова схема, ? (МПа)

,де

W - максимальна осьова сила, що діє на шток

Умова ?р?[?]p виконується (176,987<889), отже деталь шток d20 мм можна використовувати для затиску заготовки при обробці на свердлувальній операції.

Для різі М12:

Розрахунковий діаметр різьби визначається по формулі:

dp=d-0,94p , де:

d=12 мм, - зовнішній діаметр різьби;

р=1,5 мм, - крок різьби.

dp=12-0,94*1,5=10,59 мм.



6. Зборка та експлуатація пристосування

Зборка:

Розподільний кран 1 приєднується до плити 15. Коротка оправка 3 кріпиться да диску 2 за допомогою 4 гвинтів 20. Після цього до диску 2 за допомогою 4 гвинтів 16 кріпиться корпус пневмокамери 4 з ущільнюючими кільцями 13 та 14 і вставляється спеціальний шток 5, на який одягається шайба 6, мембрана 7, шайба 8 і притискається гайкою 12. На кінець штоку надягається пружина 9, після чого пневмокамера зачиняється кришкою 10 за допомогою гвинтів 16. Далі кришка пневмокамери 10 кріпиться до плити 15 за допомогою 4 гвинтів 21. Штуцер 18 зі шлангом 17 можна під'єднувати до розподільного крана 1 і зібраної пневмокамери у будь якому порядку, але лише після зборки пневмокамери. Після збирання пристосування закріпити на столі верстата.

Єксплуатація:

Перед зборкою пристосування перевірити діафрагму пневмокамери на дефекти, тріщини, при необхідності замінити. Перевірити наявність ущілюнювачів у корпусі пневмокамери. Після зборки пристосування випробувати при тиску в пневмомережі 0,6МПа. Періодично замінювати ущільнювачі за мірою необхідності. Забезпечити плавний хід штоку пристосування, без ривків, для чого періодично змащувати шток мастилом. Накопичення стружки між штоком та пневмокамерою може привести до зниження точності позиційного допуску оброблюваного отвору. Технічний огляд пристосування здійснювати згідно СТП підприємства.



Література

1. Довідник. Верстатні пристосування. У 2-х томах. М: “Машинобудування, 1984г., Т.2. під редакцією Б. Н. Вордашкина, А. А. Шатілова, 1984г.

2. Горошкін А. До., “Пристосування для металоріжучих верстатів, справочник- 7изд., перераб. і доп.- М: Машиностреніє, 1979г.

3. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання для нормування робіт, що виконуються на універсальних і багатоцільових верстатах з ЧПУ, ч.2, Москва, 1989г.

4. Н. Р. Куклін, Р. С. Кукліна, Деталі машин, М.: Вища школа, 1984г.

5. Довідник технолога машинобудівника. У 2-х томах. Т. 1. Під ред. А. Г. Косилової і Р. До. Мещерякова, 1985.- 656с., мул.

6. А. Л. Белоусов. Проектування верстатних пристосувань: навчальний посібник для технікумів, що вчаться, 3-і изд, перераб. і доп.- М.: Вища школа, 1980.- 240с., мул.

7. Ю. Е. Кирілюк. Допуски і посадки: справочник 2-е видавництво, перераб. і доп.- До: Віща школа. Головне вид-во 1989.- 135с., 3ил, 26 табл.

Размещено на Allbest.ru