Технологическая оснастка: использование станочного приспособления "Кондуктор для сверления контровочных отверстий"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Технологическая оснастка: Использование станочного приспособления “Кондуктор для сверления контровочных отверстий”

Введение

Технологическая оснастка предназначена для базирования и закрепления детали в процессе её изготовления. Применение технологической оснастки позволяет: повысить точность обработки, организовать станочное обслуживание, снизить себестоимость продукции, облегчить условия работы, сократить число рабочих.

В технологическую оснастку включаются: станочные приспособления, которые состоят из базирующих элементов (патрон, цанга, центра, болты, упоры и т.д.) и закрепляющих механизмов (ручные, механизированные и автоматизированные зажимные механизмы); режущий, вспомогательный и мерительный инструменты.

В процессе механической обработки изделий станочные приспособления применяются для установки и закрепления этих изделий, обрабатываемых на металлорежущих станках; режущий инструмент предназначен для непосредственной обработки изделий; вспомогательный - для того, чтобы установить и закрепить режущий инструмент; а мерительный - для измерения выполненных размеров.

Анализ технических требований к конструкции обрабатываемой детали обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса.

Для проектируемого технологического процесса необходимо выбрать штампованную заготовку, т.к. в ней КИМ, по расчётам, получился больше, чем КИМ в заимствованном технологическом процессе, где заготовкой является пруток.

Используемое технологическое оборудование необходимо для более быстрого изготовления деталей “переходник” и для выполнения необходимых размеров.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Конструкторско-технологическая характеристика детали и технологической операции с применением проектируемого приспособления

Деталь “переходник” применяется в коммуникациях, трубопроводных шкафах датчиков, системы контроля параметров, электроустановке авиа двигателя. Деталь имеет цилиндрическую форму длиной 66,5 мм. с шестигранником посередине, габаритные размеры его 30х34,6 мм., ширина 7 мм. На шестиграннике есть два контровочных отверстия диаметром 2 мм. С левого торца у детали есть фаска 3,9х37є. Дальше от фаски начинается метрическая резьба М12х1 мм. длиной 25,5 мм. Деталь имеет наименьшее сквозное отверстие диаметром 3,7+0,12 мм. Вдоль оси отверстия (справа) имеется глухое ступенчатое отверстие с резьбой М16х1,5 мм. и длиной 15,5 мм., с фаской от правого торца 1х45є. У детали есть две лыски от правого торца длиной 10 мм. и шириной 2 мм., они выдерживаются на фрезерной операции двумя взаимно расположенными, на расстоянии 22 мм. друг от друга, цилиндрическими фрезами. Далее от лысок вплоть до шестигранника деталь имеет цилиндрическую форму диаметром 26 мм. У детали “Переходник” все поверхности параллельны и перпендикулярны между собой и лежат в одной плоскости. На детали нет труднодоступных мест, но есть сложнообрабатываемые поверхности: фаска от левого торца с углом 37є, внутренняя резьба, фаска от правого торца с углом 30є. На детали не все фаски стандартны. На детали нет глубоких и косых отверстий, но есть глухое отверстие из которого сложно выводить стружку. Термообработка производится путём закалки и отпуском детали. Твёрдость 34…41 HRC.

Химический состав стали 13Х11Н2В2МФ-Ш: 0,13% углерода, 11% хрома, 2% никеля, 2% вольфрама, 2% молибдена; сталь жаростойкая (выдержка при нагреве до 950ОС), низколуглеродистая обыкновенного качества.

На технологической операции, настольно-сверлильная, выполняются два контровочных отверстия ў2мм. в шестиграннике детали, проходящие через симметрично расположенные грани. Для обеспечения этих размеров применяется групповой кондуктор для сверления контровочных отверстий. С его помощью я смогу установить и надёжно закрепить деталь для последующей её обработки. Деталь базируется по одной из граней шестигранника на опору, по другой грани деталь упирается в планку, на которая установлена втулка, через которую проходит сверло. Деталь дополнительно базируется по торцу на упор, чтобы лешить её перемещения по координате X. Благодаря такой схеме базирования деталь принимает устойчивое положение. Закрепляется она с помощью призмы, которая в свою очередь соединена со штоком пневмоцилиндра двухстороннего действия, т.е. в пневмоцилиндр подаётся воздух в бесштоковую полость, благодаря чему шток толкает призму и тем самым закрепляет деталь. Открепление производится путём подачи воздуха в штоковую полость и прзма перемещается в обратном направлении и открепляет деталь. Благодаря такой системе базирования и закрепления деталь надёжно установлена и закреплена для последующей её обработки.

1.2 Технологическое назначение и краткое описание проектируемого приспособления

Кондуктор А7306-4033 предназначен для сверления контровочных отверстий. Называется он групповой потому, что состоит из множества деталей, основными из которых являются сам кондуктор, со всеми его составляющими, и пневматический привод. Пневмопривод состоит из 11 деталей, а кондуктор из 47 деталей (как они называются можно посмотреть в спецификации приспособления).

Приспособление применяется на сверлильной операции на настольно-сверлильном станке С-08 соответственно для того, для чего предназначено данное приспособление, т.е. для сверления контровочных отверстий.

На операции сверлится два контровочных отверстия диаметром 2мм. Расположение отверстий зависит от планки, с помощью которой базируется деталь. В конструкции этой планки есть втулка, на которой находится отверстие, через которое выполняется сверление. Это отверстие может быть разного диаметра в зависимости от технических требований выполняемой технологической операции. Базирование производится по двум упорам и планке, а закрепление - за счёт второй планки, которая присоединена к пневмоприводу. Всё приспособление, включая все его основные части, устанавливается и крепится на массивной плите, которая в свою очередь ставится на стал станка.

1.3 Характеристика используемого технологического оборудования

На операции применяется настольно-сверлильный станок С-08. Он предназначен для сверления отверстий до 8мм. Станок приводится в движение электромотором мощностью 0,6кв. Наибольшее число оборотов шпинделя 9000об/мин., а наименьшее - 850об/мин. Габаритные размеры станка: длина 740мм., ширина 350мм., высота 745мм. Размеры стола 250х250мм. Класс точности станка “H”.

1.4 Описание используемого режущего инструмента

На операции используется всего лишь один режущий инструмент: сверло 2мм., длиной 50мм. Оно предназначено для сверления сквозного отверстия в шестиграннике. Материал режущей части Р18. Стойкость сверла Т=8мин. Режимы обработки: частота вращения шпинделя n=5500об/мин., подача Sz=0,05мм/об., фактическая скорость резания Vфак=34,54м/мин., осевая сила Pz=15кг.

1.5 Описание используемой вспомогательной технологической оснастки

В качестве вспомогательной технологической оснастки используется сверлильный патрон на шпинделе станка. Этот патрон предназначен для установки и закрепления режущего инструмента сверла. Сверло ставится хвостовиком внутрь патрона, затем с помощью ключа патрон закручивают, лепестки, проходя по внутреннему конусу патрона, сжимаются и тем самым закрепляют сверло.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

деталь кондуктор базирование заготовка

2.1 Анализ конструкции приспособления и его функциональных элементов

Проектируемое приспособление принадлежит к классу специальных наладочных приспособлений. Это характерно тем, что оно включает в себя универсальные части, такие как: плиты, планки, стойки, пневмопривод и т.д.

Конструкция СНП состоит из плиты 1, на которую устанавливаются все остальные части приспособления. Плита 1 является основанием, на ней установлены: плита 2, стойка 36, колодка 38, планки 42 и планка 58.

Плита 2 крепится к плите 1 при помощи двух планок 42, в которых есть отверстия для базирования и закрепления этих планок. Их базирование происходит по четырём штифтам 41, а закрепление - шестью болтами 39. На плите 2 установлены следующие элементы: стойка 3, колодка 33 и колодка 26. Стойка 3 устанавливается на плиту 2 двумя штифтами 41 и закрепляется двумя болтами 39. К этой стойке прикреплён пневмопривод с помощью четырёх винтов 4. Пневмопривод состоит из: поршня 5, шайбы 6, гайки 7, крышки 8, прокладки 9, цилиндра 10, уплотнительного кольца 11, крышки 12, уплотнительного кольца 13 и штока 14. К нему подводятся 2 шланга 54, на каждом из которых установлена проволока 29, и, закрепляются они при помощи гаек 55. В цилиндр 10 вставляются крышки 8 и 12, между этих соединений накладываются прокладки 9. Колодка 33 устанавливается двумя штифтами 41 и крепится четырьмя винтами 35. На колодке 33 устанавливается призма 32, которая связана со штоком пневмопривода с помощью шплинта 15, шайбы 30 и оси 31. Призма крепится к колодке при помощи планки 17, которая соединена с колодкой тремя винтами 16. Колодка 26 устанавливает двумя штифтами 27 и крепится четырьмя винтами 34. В ней установлены опора 43, шайба 44, гайка 45 и винт 46. На опору 43 накручивается гайка 45, далее на гайку устанавливается шайба 44 и вся эта конструкция устанавливается в колодку 26. Чтобы опора не проворачивалась, её закрепляют винтом 46, который расположен в колодке 26 перпендикулярно оси опоры.

Стойка 36 устанавливается на плиту 1 и крепится при помощи двух планок 42. Планки 42 устанавливаются по трём штифтам 41 и крепятся на плите 1 четырьмя ботами 39. В стойке 36 установлена втулка 50. В втулке 50 установлен стержень 49. В стержне 49 установлены упор 47 и винт 48. Винт 48 нужен для закрепления упора 47. К стержню 49 крепится, с помощью резьбового соединения, гайка 53. Гайка 53 дополнительно крепится к стойке 36 при помощи разрезного кольца 52. Разрезное кольцо устанавливается на стойку 36 при помощи двух штифтов 40 и крепится четырьмя винтами 51. Поворачивая гайку 53, стержень 49 перемещается вдоль оси. Для того чтобы втулка не проворачивалась, к ней подводится, в качестве закрепляющего элемента, винт 28. При помощи винта 37 стойка 36 перемещается в продольном направлении. Винт 37 установлен в колодке 38, которая в свою очередь установлена и закреплена с помощью двух болтов 39 на плите 1.

Планка 58 установлена на плите 1 при помощи двух штифтов 41 и закреплена четырьмя винтами 35. Внутри планки есть паз, в который установлен винт 24. Винт 24 закреплён гайкой 23. Такая конструкция позволяет перемещать планку 58 в продольном направлении, поворачивая гайку 23 гаечным ключом. На планке 58 установлена и закреплена планка 19. При помощи двух штырей 20 и двух втулок 21 планка 19 устанавливается на планку 58, а при помощи болта 22 она закрепляется. На планке 19 установлена кондукторная втулка 18, закрепляется она при поиощи винта 25.

Само приспособление устанавливается на столе станка при помощи двух кондукторных пальцев 56 и 57.

Наиболее нагруженные элементы в приспособлении: шток 14, так как он испытывает силу трения при возвратно-поступательном движении; уплотнительные кольца 11 и 13, которые работают возвратно поступательно под воздействием сил воздуха; ось 31, которая соединяет шток пневмопривода 14 с призмой 32; кондукторная втулка 18 и упор 43 испытывают высокие нагрузки под действием сил резания; гайки 55, которые закрепляют шланги 54, через которые проходит сжатый воздух.

Методы улучшения деталей могут быть разными. Свойства деталей начинают формироваться еще при отливке, обработке давлением, механической обработки. Важно не допустить в деталях внутренних пороков. Вся следующая обработка сводится к улучшению свойств деталей и материала. Для улучшения свойств применяют термические и термохимические обработки. Эти виды обработки позволяют достичь высокой степени износостойкости и прочности материалов. Например: нормализация позволяет получить мелкозернистую однородную структуру, повышает прочность и ударную вязкость; закалка улучшения твердости и прочности; термохимическая обработка повышает твердость и износостойкость в разы лучше термической обработки; метод поверхностной пластической деформаций для повышения усталостной прочности. Такие детали хорошо сопротивляются ударам, нагрузкам, мало изнашиваются и выдерживают высокое контактное напряжение.

Для штока 14 необходимо применение легированных высококачественных сталей такой как 12Х2Н4А которая применяется для особо ответственных детали в данном случаи для штока 14, к которым предъявляются требования высокой прочности, пластичности и вязкости сердцевины и поверхностной твердости равную HRC = 58…68 ед., работающие под действием ударных нагрузок и соответственно необходимо применение цементации для обеспечения выполнения всех требовании. Так же необходимо забывать про технические требования, а именно про шероховатость которая равна Ra 0,04 мкм.

К оси 31, кондукторной втулки 18, упора 43, гайкам 55 предъявляются такие же требования, как и ко штоку 14. Следовательно, более рационально изготавливать эти элементы приспособления из стали 12Х2Н4А.

2.2 Расчёт погрешности базирования заготовки в приспособлении

При сверлильной обработке отверстий, необходимо выполнить два, заданных чертежом, размера: 4±0,2мм. и 3,5±0,3мм.

Рассмотрим погрешность базирования для размера 4±0,2мм. Так как измерительной базой является угол шестигранника, а технологической базой является грань шестигранника, то погрешность базирования будет равна нулю:

?б=0;

так как измерительная база совмещена с технологической базой.

Теперь рассмотрим погрешность базирования для размера 3,5±0,3мм. Измерительная база не совмещена с технологической, следовательно погрешность базирования будет равна допуску на размер 32+0,2мм.:

?б=0,2мм.

Сравниваем полученную погрешность базирования с допуском на размер 3,5±0,3мм., допуск равен:

б3,5=0,6мм.

б3,5> ?б

0,6мм.>0,2мм.

Вывод: погрешность базирования получилась меньше допусков на выполняемые размеры, следовательно данные технические требования по выполнению размеров может быть выполнено на всех деталях партии.

2.3 Расчёт усилия закрепления в приспособлении

Закрепление детали производится подвижной призмой, которая связана со штоком пневмоцилиндра.

Усилие закрепления создаётся пневмоцилиндром и передаётся на призму с помощью шплинта.

Для выбора размера пневмоцилиндра при проектировании приспособления необходимо определить усилие резания, возникающее в процессе обработки отверстий.

1. Определяю необходимое усилие закрепления:

Nз=2*Pz,

где Pz=15кг. - это усилие резания,

Nз=2*15=30кг.

2. Определяю усилие, создаваемое пневмоцилиндром:

Q=(Pb*р*(D2*dшт2)*з)/4,

где Pb=4кг/см2 - это давление сжатого воздуха,

D=56мм. - диаметр поршня пневмоцилиндра,

dшт=16мм. - диаметр штока пневмоцилиндра,

з=0,9 - КПД.

Q=(4*3,14*(5,52*1,62)*0,9)/4=78,2кг.

3. Сравниваю необходимое усилие закрепления с усилием закрепления, создаваемое пневмоцилиндром:

Nз ? Q

30кг. ? 78,2кг.

Вывод: необходимое усилие закрепления меньше создаваемого усилия закрепления почти в 3 раза, следовательно деталь надёжно закреплена в приспособлении.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсового проекта были достигнуты следующие цели:

- закрепление теоретических знаний, полученных при изучении предмета “Технологическая оснастка” и других специальных дисциплин;

- закрепление знаний, полученных во время практики в процессе получения первичных профессиональных навыков и практики по профилю специальности;

- получение необходимых практических навыков проектирования технологической оснастки для выполнения заданной технологической операции, оформления технического задания (заказа) на проектирование специальной технологической оснастки;

- умение читать чертежи чертежи технологической оснастки, проводить анализ технологического назначения, конструкции и принципа работы станочных приспособлений.

Использование станочного приспособления “Кондуктор для сверления контровочных отверстий” на операции 030 вертикально-сверлильная позволяет надёжно и быстро установить и закрепить деталь для последующей её обработки. Быстрая установка детали в приспособление достигается при помощи планки 19, упора 43 и упора 47. Надёжное закрепление производится благодаря пневмоприводу, который прикладывает силу закрепления в 3 раза больше необходимой силы. А самое главное, что при такой схеме базирования и закрепления снижается трудоёмкость и соответственно себестоимость детали, а также повышенное качество выпускаемой продукции, так как погрешность базирования для выполняемых размеров получилась намного меньше допусков на эти размеры.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Андреев Г.Н., Новиков В.Ю., Схиртладзе А.Г. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства. - М.: Высшая школа 2009.-416 с.

2. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету “Технология машиностроения”: Уч. пособие для техникумов. - М.: Маш., 2012-184 с.

3. Косов Н.П., Исаев А.Н., Схиртладзе А.Г. Технологическая оснастка: вопросы и ответы: Уч. пособие для вузов. - М.: Маш., 2007-303 с.

4. Станочные приспособления: Справочник/под ред. Б.Н.Вардашкина. - М.: Маш., 2014-1,2 т.

5. Схиртладзе А.Г. [и др.]. Станочные приспособления. - М.: Высшая школа, 2001-110с.

6. Худякова А.Г. [и др.]. Технологическая оснастка. - М.: Академия, 2010-368 с.

7. Черпаков Б.И. Технологическая оснастка. - М.: Академия, 2003-281 с.

8. Нефёдов Н.А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. - М.: Высшая школа, 2010-239 с.

9. Справочник технолога-машиностроителя/под ред. А.М.Дальского, А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова - М.: Высшая школа, 2001-1,2 т.

10. ГОСТ 3.1107-81 ЕСТД. Опоры, зажимы и установочные устройства.

11. ГОСТ 12209-66 Пальцы установочные цилиндрические постоянные. Конструкция.

12. ГОСТ 31.010.01-84 Приспособления станочные. Термины и определения.

13. ГОСТ 6540-68 Гидроцилиндры и пневмоцилиндры. Ряды основных параметров.

14. ГОСТ 3.1702-79 ЕСТД Правила записи операций и переходов. Обработка резанием.

Размещено на Allbest.ru