Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Технология производства

Сверлильное приспособление

Выполнила: ____________

Факультет: ЭГ

Специальность: 080502.65

Курс: 5

2009 г.

Задание на проектирование

Следует разработать конструкцию сверлильного приспособления для обработки четырех отверстий Шмм в детали "Фланец", выдерживая размер Ш 40±0,2 мм и смещение его относительно базового отверстия А (равно 0,4 мм (см. рис. 1)).

Материал заготовки - сталь 45 (ГОСТ 1050-88). Станок - вертикально-сверлильный модели 2Н125. Режущий инструмент - сверло спиральное с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77. Материал режущей части сверла - быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-84. Диаметр сверла Ш 9 мм. Режимы резания: S = 0,15 мм/об; t = 4,5 мм. Годовая программа выпуска деталей - 12000 шт.

Рис. 1. Фланец (операционный эскиз).

Материал - сталь 45

Анализ технического задания на проектирование станочного приспособления

сверлильное приспособление фланец

Согласно заданию предлагается разработать конструкцию сверлильного приспособления для обработки четырех отверстий Ш 9 мм. Учитывая степень точности получаемого отверстия Ш 9Н12 (+0,15) и требуемую шероховатость обрабатываемой поверхности, можно утверждать, что обработку можно выполнить методом сверления.

Заготовка имеет удобные базовые поверхности: торец, установка по которому лишает заготовку трех степеней свободы и отверстие диаметром Ш20Н9 - установка по нему лишает заготовку еще двух степеней свободы (см. операционный эскиз). Такое упрощенное базирование достаточно для выполнения рассматриваемой операции, т.е. обеспечивает выполнение требуемых размеров и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

Обработка производится на универсальном вертикально-сверлильном станке модели 2Н125. Основные характеристики станка, необходимые при разработке конструкции приспособления, следующие [8]:

рабочая поверхность стола, мм 400 ґ 450;

наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 700.

Учитывая метод обработки (сверление) и сравнительно небольшую годовую программу выпуска детали, в данном случае целесообразно применить систему универсально-наладочных приспособлений (УНП), область применения которых охватывает все типы серийного производства.

Конструкция УНП состоит из двух частей: базового блока и сменных наладок к нему. Базовый блок, как правило, гостирован и включает в себя корпус, элементы механизации и элементы, позволяющие устанавливать сменные наладки. Наладки проектируются и наготавливаются с учетом конфигурации конкретной заготовки. Таким образом, при проектировании этого приспособления необходимо спроектировать наладку и выбрать для нее по ГОСТу базовый блок.

Применение такой системы станочного приспособления сокращает сроки подготовки производства, уменьшает себестоимость изготовления деталей и сокращает время переналадки технической системы обработки при смене объекта производства.

Выбор установочных элементов приспособления

Для реализации схемы базирования, указанной на операционном
эскизе, необходимо выбрать или спроектировать установочные элементы приспособления.

Для базирования заготовки, по диаметру Ш 20Н9 выбираем цилиндрический постоянный установочный палец 7030-09008 ГОСТ 12209-88 [7]. Конструкция пальца представлена на рис. 2. Материал пальца - сталь 20Х. Термообработка - поверхностная цементация на глубину 0,8... 1,2 мм и закалка до твердости HRC 56…61.

При базировании заготовки по торцевой поверхности для рассматриваемого случая необходимо спроектировать установочный элемент в виде кольца. При этом необходимо предусмотреть конструктивные элементы (канавки, прорези, пазы и т.д.), обеспечивающие выход режущего инструмента и свободное удаление стружки. В этот элемент по прессовой посадке должен устанавливаться цилиндрический палец.

Совокупность двух указанных установочных элементов для сверлильного приспособления системы УНП должна образовывать его наладочную часть, устанавливаемую на нижней кондукторной плите базового блока. Поэтому необходимо кольцевой установочный элемент выполнить таким образом, чтобы имелась возможность установки и закрепления его на базовом блоке. Общий вид конструкции наладочной части с указанными установочными элементами представлен на рис. 3.

Рис. 2. Палец 7030-0908 Ш20f9 ГОСТ 12209-88I

Кольцевой элемент наладочной части должен обладать высокой твердостью рабочих поверхностей. Поэтому эта часть наладки выполняется из стали 20Х с цементацией рабочих поверхностей на глубину 0,8...1,2 мм с последующей закалкой до твердости 56…61.

Габариты наладочной части, а также элементы, с помощью которых она базируется на базовом блоке (2 отв. Ш ДН7), будут в дальнейшем определены, исходя из его конструкции.

Рис. 3. Общий вид наладочной части

Выбор и расчет зажимного устройства

При проектировании приспособления системы УНП необходимо выбрать базовый блок, который обеспечит требуемую силу закрепления заготовки, а также позволит разместить в нем установочные элементы приспособления (наладочную часть). Базовые блоки сверлильных приспособлений выбранной системы имеют, как правило, подвижную часть (верхнюю кондукторную плиту), движение которой обеспечивается либо вручную, либо с помощью пневматики. В последнем случае в корпусе базового блока располагается пневмоцилиндр, шток которого обеспечивает перемещение по направляющим (скалкам) верхней кондукторной плиты. Перемещение осуществляется в вертикальном направлении.

При движении верхней кондукторной плиты вниз, заготовка, установленная в наладке, расположенной на нижней кондукторной плите, закрепляется. При движении верхней кондукторной плиты вверх заготовка открепляется и может быть произведена ее смена. На данном этапе проектирования целесообразно познакомиться с конструкциями базовых блоков [5,7].

Как сказано ранее, исходной величиной для выбора базового блока является требуемая величина силы закрепления.

Определим эту силу, для чего составим схему сил и моментов, действующих на заготовку при ее обработке (см. рис. 4).

Рис. 4. Силовая схема для расчета усилия закрепления

На заготовку действуют следующие силы: сила закрепления W, реакция опор со стороны установочного кольца приспособления N, а также осевая сила резания при сверлении Ро. Кроме того, на заготовку при сверлении действует крутящий момент Мкр .

Заготовка в процессе обработки должна находиться в состоянии неподвижности. Это обеспечивается лишь в том случае, когда в контакте заготовка - установочное кольцо будет возникать момент трения Мтр , величина которого будет не меньше величины крутящего момента, а алгебраическая сумма всех сил, действующих в одном направлении, равна нулю.

Осевую силу резания Ро в данном случае можно исключить из расчетов, так как направление ее действия совпадает с направлением действия силы закрепления, а ее величина изменяется по глубине сверления. Составим уравнения равновесия заготовки:

?Fy = 0; W - N = 0;

?МУ = 0; Мкр - Мтр = 0.

Момент трения определяется выражением

Мтр = f · N · R,

где f -коэффициент трения, значение которого принимаем равным f = 0,16 [3]; R - радиус трения, который может быть определен выражением [3,4,5]

где D и d - диаметры кольца контакта заготовки с установочным элементом; D = 58 мм (см. операционный эскиз), d = 25 мм (cм. рис. 21 и 22).

Тогда сила закрепления определится выражением

.

Момент кручения определяется по формуле [8]

где СМ, q, у - коэффициенты и показатели степени, определяемые
эмпирически, в данном случае СМ = 0,0345; q = 2,0; у = 0,8; D - диаметр сверла, D = 9 мм; s - величина подачи, s = 0,15 мм/об (см.задание на разработку); Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, который определяется выражением

Кр = Кмр= (бв/750)n,

где бв - предел прочности материала заготовки при растяжении, для стали 45 в улучшенном состоянии бв = 738 МПа [7]; n - показатель степени, n = 0,75.

Тогда момент кручения определится:

Mкр = 10 · 0, 0345 · 92 · 0,150,8 · (738/750)0,75 = 6,05 Н·м.

Сила закрепления будет равна:

Увеличиваем значение силы W на коэффициент запаса К [3, 4]. Принимаем К = 2,5.

Усилие закрепления, которое должно быть реализовано базовым блоком, составит:

W · К = 1736 · 2,5 = 4340 Н.

По этой величине производим выбор базового блока, в качестве которого может служить кондуктор скальчатый консольный с пневматическим зажимом, который имеет обозначение 7300-0283 ГОСТ 16889-89 [5, 7]. При этом целесообразно выбрать кондуктор 2-го исполнения, у которого на нижней кондукторной плите имеются два отверстия диаметром 20Н7, предназначенные для базирования и крепления наладочной части. Расстояние между центрами отверстий 200 ± 0,02 мм. Этот же размер соответствует размеру А в наладке (см. рис. 3).

Габариты базового блока 300?335?310 мм позволяют его установить на столе станка 2Н125. Для направления режущего инструмента в сверлильном приспособлении применяются кондукторные втулки. Для повышения ремонтоспособности проектируемого приспособления будем применять сменные кондукторные втулки, которые устанавливаются в корпусе приспособления (в верхней кондукторной плите) с помощью промежуточных втулок. Произведем выбор кондукторных втулок. Сменная кондукторная втулка 7051-2084/09000 ГОСТ 18431-84 представлена на рис. 5. Материал кондукторной втулки - сталь 9ХС, твердость не ниже HRC 61 [4, 7].

Рис. 5. Втулка кондукторная сменная

7051-2084/09000 ГОСТ 18431-84

Рис. 6. Втулка кондукторная промежуточная 7051-4144 ГОСТ 18433-84

Промежуточная кондукторная втулка 7051-4144 ГОСТ 18433-84 представлена на рис. 6. Материал втулки - сталь У10А, твердость не ниже HRC 61 [4, 7].

При проектировании приспособления системы УНП целесообразно компоновать кондукторные втулки в единый блок (наладочную часть верхней кондукторной плиты) с целью возможной его замены при смене объекта производства. Разработка этой наладочной части будет произведена на этапе конструирования приспособления.

Заключение

Произведен силовой расчёт приспособления, в результате чего был выбран соответствующий базовый блок. Приспособление проверено на точность получения диаметра 40 ± 0,2 мм на данной операции.

Список литературы

1 Косов, Н.П. Технологическая оснастка: вопросы и ответы: учеб. пособие для вузов / Н.П. Косов, А.Н. Исаев, А.Г. Схиртладзе. - М.: Машиностроение, 2007.

2. Корсаков, В.С. Основы конструирования приспособлений: учебник для вузов /В.С. Корсаков. - М.: Машиностроение, 1983.

3. Справочник технолога-машиностроителя: в 2-х томах / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 5-е изд. - М.: Машиностроение, 2001.

4. Станочные приспособления: справочник. В 2-х томах /Под ред. Б.Н.Вардашкина, А. А.Шатилова. - М.: Машиностроение, 1984.

Размещено на Allbest.ru