Проект участка по изготовлению детали "Корпус" ЦФ 8.171.727 электронного микроскопа РЭМ-108

Выбор металлорежущего инструмента осуществляется в соответствии со следующими критериями:

- используемые технологические методы обработки заготовки;

- габаритные размеры рабочего пространства;

- мощность электродвигателей;

- тип производства;

- устанавливаемое количество инструментов.

В соответствии с тем, что деталь «Корпус» обрабатывается в условиях мелкосерийного производства при выборе предпочтение отдавалось оборудованию с ЧПК; это связано с широкой номенклатурой обрабатываемых деталей и малым периодом их производства.

Для токарных операций 010 и 025 выбираем станок 16К20Ф3, технические характеристики которого приведены ниже.

Станок токарно-винторезный 1К62. Техническая характеристика: 17

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
над станиной, мм	400
над нижней частью суппорта, мм	220
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм	45
Расстояние между центрами, мм	710,1000
Наибольшая длина обтачивания, мм	640,930
Число скоростей вращения шпинделя	23
Приделы чисел оборота шпинделя в минуту	12,5-2000
Приделы величин подач суппорта:
продольных, мм/об	0,070-4,16
поперечных, мм/об	0,035-2,08
Шаги нарезаемых резьб:
метрической, мм	1-192
дюймовой (число ниток на )	24-2
модульной, модуль, мм	0,5-48
питчевой в питчах	96-1
Скорость быстрого продольного перемещения суппорта, м/мин	3,4
Мощность главного электродвигателя, кВт	7,5 или 10

На производстве данная операция обработки заготовки производилась на станке 1К62, который в данный момент является устаревшим и не производительным. Требуемые операции обработки можно выполнять на более усовершенствованном станке 16К20Ф3 с ЧПУ. В мелкосерийном производстве предпочтение отдается станкам с ЧПУ, что является одним из главных критериев при выборе металлорежущего станка.

Станок токарный с ЧПУ 16К20Ф3. Техническая характеристика: 17

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:
над станиной	400
над суппортом	220
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм	53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	1000
Шаг нарезаемой резьбы:
метрической, мм	до 20
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5-2000
Число скоростей вращения шпинделя	22
Наибольшее перемещение суппорта:
продольное	900
поперечное	250
Подача суппорта, мм/мин:
продольная	3-1200
поперечная	1,5-600
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин:
продольного	4800
поперечного	2400
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры (без ЧПУ):
длина	3360
ширина	1710

На выбранном станке возможна многоинструментальная обработка заготовки без переустановов. При одинаковых обрабатываемых диаметрах и одной затрачиваемой мощности станок 16К20Ф3 имеет больше преимуществ: бесступенчатое регулирование подач, возможность установки большего количества инструментов, использование таких станков в мелкосерийном производстве, хотя и габариты выбранного станка больше чем станка 1К62.

Анализируя операцию 075 Сверлильно-фрезерно-расточную базового технологического процесса можно сказать, что при ее выполнении использовался станок с ЧПУ 2204ВМФ4. На данной операции выполняются высокоточные работы (получение 9-мого квалитета точности при растачивании отверстия 36Н9),которые возможно получить на данном станке.

Станок сверлильно-фрезерно-расточной 2204ВМФ4. Техническая характеристика: 17

Наибольшая масса обрабатываемой заготовки, кг	300
Наибольшее перемещение стола:
продольное	50
поперечное	500
Вместимость инструментального магазина, шт.	30
Число ступеней вращения шпинделя	19
Частота вращения шпинделя, об/мин	32-2000
Число рабочих подач	31
Рабочие подачи, мм/мин	2,5-2500
Наибольшая сила подачи стола, МН	10
Скорость быстрого перемещения (стола и шпиндельной бабки), мм/мин	10000
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	6,3
Габаритные размеры:
дина	3085
ширина	2000
высота	2475
Масса, кг	7000

При использовании данного станка производительность обработки повышается, вспомогательное время уменьшается, квалификация рабочего не высокая. Все это способствует уменьшению себестоимости детали. На выбранном станке возможна многоинструментальная обработка заготовки без переустановов.

В соответствии с тем, что деталь «Корпус» обрабатывается в условиях мелкосерийного производства при выборе предпочтение отдавалось оборудованию с ЧПК; это связано с широкой номенклатурой обрабатываемых деталей и малым периодом их производства.

7.7 Обоснование выбора станочных приспособлений, металлорежущего и измерительного инструментов

Операция 010 - Токарная с ЧПУ

Выбор оснастки будет производиться по операциям технологического процесса обработки детали.

При выборе оснастки предпочтение отдается стандартной и нормализованной, что связано с тем, что деталь выпускается в условиях мелкосерийного производства.

Выбор устройств и инструментов производится по справочникам с учетом:

- материала заготовки;

- формы обрабатываемой поверхности;

- этап, стадии обработки (черновой, чистовой);

- габариты металлорежущего оборудования;

- продолжительность выпуска продукции;

- тип производства;

- точность и трудоемкость измерений и т.д.

Переход 2, 5 - подрезка торца заготовки будет выполняться на станке с ЧПУ 16К20Ф3. Режущий инструмент - резец 2102-0185 ВК8 ГОСТ21151-75. Мерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ II-250-0,05 ГОСТ166-81. В качестве вспомогательного приспособления необходимо использовать самоцентрирующий патрон 7102-0024 ГОСТ 16682-71.

Переход 3, 7 - точить поверхность . Режущий инструмент - резец 2102-0295 ВК8 ГОСТ21151-75. Мерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ II-250-0,05 ГОСТ166-81, эталоны шероховатости ГОСТ 9378-75. Заготовка закрепляется в патроне трехкулачковом, ГОСТ8742-75.

Переход 6 - расточить отверстие на проход, выдержав диаметр мм, выполняется резцом 2141-0603 ВК8 ГОСТ 20874-75. Мерительный инструмент - штангенглубиномер ШГ-250 ТУ350х120х12 ГОСТ162-80 и эталоны шероховатости ГОСТ 9378-75. Станочное приспособление - патрон трехкулачковый 7102-0024 ГОСТ 16682-71.

С помощью таких приспособлений, мерительных и вспомогательных устройств будет достигнута нужная сила закрепления заготовки для ее обработки, а также необходимые для нормального функционирования детали требования к поверхностям.

Операция 025 - Токарная с ЧПУ

Заготовка на данной операции будет закрепляться в самоцентрирующем трехкулачковом патроне 7102-0024 ГОСТ 16682-71, что позволит обрабатывать максимальное число поверхностей с одной установки, что резко увеличит цикл обработки заготовки на одном станке.

Выбор инструментов производится по справочникам:

Переходы 2, 14: режущий инструмент - резец 2102-0185 ВК8 ГОСТ21151-75. Мерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-81.

Переход 3: режущий инструмент - резец 2102-0295 ВК8 ГОСТ 21151-75. Мерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ II-250-0,05 ГОСТ 166-81.

Переход 4, 6, 7, 8, 9, 10, 13, 15: режущий инструмент - резец 2141-0603 ВК8 ГОСТ 20874-75. Мерительный инструмент - штангенглубиномер ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80 и эталоны шероховатости ГОСТ 9378-75.

Переход 5: режущий - резец К.01.4154.000 ВК8 ТУ2 035-558-77. Контрольно-измерительный инструмент - штангенглубиномер ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80.

Переход 16: режущий инструмент - резец 2660-0581 ВК8 ГОСТ 22207-76. Мерительным инструментом будет штангенглубиномер ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80 и эталоны шероховатости ГОСТ 9378-75. Размер угла измерить универсальным угломером ГОСТ5378-66.

Переход 11: режущий - резьбовой резец 2662-0007 ВК8 ГОСТ 18885-73. Мерительный инструмент - калибр-пробка ПР-НЕ ГОСТ14810-69.

Использование таких инструментов поможет достичь необходимой точности обрабатываемых поверхностей для нормального функционирования детали.

Операция 075 - Сверлильно-фрезерно-расточная

Заготовка на данной операции будет закрепляться в проектируемом специальном универсально наладочном приспособлении, что позволит обрабатывать максимальное число поверхностей с одной установки, что резко увеличит цикл обработки заготовки на одном станке. Снизит себестоимость обработки заготовки.

Переход 2: режущий инструмент - фреза 035-2223-0108 ОСТ2 И62-2-75. Мерительным инструментом будет штангенглубиномер ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80 и эталоны шероховатости ГОСТ 9378-75.

Переход 3, 4, 5, 6: режущий инструмент - сверло 035-2300-1073 ОСТ2 И20-1-80; сверло 035-2301-1037 ОСТ2 И20-2-80; сверло 035-2301-1100 ОСТ2 И20-2-80; резец 2145-0553 ВК8 ГОСТ20874-75. Мерительный инструмент - штангенглубиномер ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80 и эталоны шероховатости ГОСТ 9378-75.

Переход 7, 8: режущий - сверло А Р6М5 ГОСТ 14952-75; сверло 035-2300-1207 ОСТ2 И20-1-80. Контроль производится с помощью штангенглубиномера ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80.

Переход 9, 12 - Фреза 035-2223-0102 ОСТ2 И62-2-75. В качестве мерительного инструмента - штангенциркуль ШЦ II-250-0,05 ГОСТ166-81.

Переход 10, 11: режущий - сверло А Р6М5 ГОСТ 14952-75; Сверло 035-2300-1217 ОСТ2 И20-1-80. Контролировать точность выполняемых поверхностей будем с помощью штангенглубиномера ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80.

Переход 13, 14: режущий - сверло А Р6М5 ГОСТ 14952-75; сверло 035-2300-1207 ОСТ2 И20-1-80. Контролировать точность выполняемых поверхностей будем с помощью штангенглубиномера ШГ250ТУ350х120х12 ГОСТ 162-80.

Использование таких инструментов поможет достичь необходимой точности обрабатываемых поверхностей для нормального функционирования детали.

7.8 Расчет режимов резания

7.8.1 Расчет режимов резания для операции 010 - Токарная с ЧПУ

Переход точение будет рассчитываться аналитическим способом.

1. Исходные данные: на токарно-винторезном станке 16К20Ф3 обрабатывается ступень вала. Обрабатываемый материал легированная Сталь 10880, _В - 270 МПа, заготовка - трубный прокат. Диаметр обрабатываемой поверхности 163мм, длина обрабатываемой поверхности - 223мм, обработка черновая, шероховатость Rz 25мкм.

Паспортные данные станка 16К20Ф3 (см. пункт 7.6):

Ряд частот вращения шпинделя: 12,5; 16; 20; 26; 33; 42; 53; 68; 86; 110; 140; 178; 227; 289; 368; 469; 597; 760; 968; 1233; 1570; 2000.

Продольная подача 3-1200 мм/об, регулирование бесступенчатое.

Мощность электродвигателя главного движения Nэл=10кВт, КПД станка =0.8.

Максимальная осевая сила допускаемая механизмом подачи Р = 18000Н.

2. Назначаем глубину резания. Припуск на сторону равен:

Исходя из требований (h14, Rz 25мкм), припуск снимаем за один проход.

t==1мм

3. Выбираем геометрические параметры резца. Для черновой обработки принимаем токарный проходной правый резец с механическим креплением твердосплавной пластины с углами в плане =95⁰, ₁=10⁰.2, материал пластины твердый сплав ВК8. Обозначение пластины 05124 - 190624 по ГОСТ 19056-80 толщина пластины S=6,35мм, радиус при вершине 2,4мм. 2. При ориентировочном значении черновой подачи для данных условий 1,1 - 1,8 мм/об 7,прил.4 и глубины резания 2мм для станка 16К20Ф3 принимаем сечение державки 20х25мм 7,прил. 5. Задний угол =8⁰, передний угол =10⁰, угол наклона режущей кромки =0⁰7,прил. 6. Способ крепления режущей пластины - клиновой 2.

4. Для одноинструментальной обработки назначаем период стойкости =40 мин 2.

5. Определяем подачу исходя из следующих ограничений:

А. Подача, допускаемая прочностью державки резца, определяется по формуле:

где Н=25мм, В=20мм, размеры державки;

, для закаленной державки из стали 40ХН;

, вылет резца;

Cpz=300, Xpz=1.0, Ypz=0.75, npz=-0.15, коэффициенты 2, Прил.8-15;

Kpz - поправочный коэффициент на изменение условий обработки,

Kpz=Kpz*Kpz*Kpz*Kkpz*Kmp;

где Kpz=0,89 - поправочный коэффициент на изменение условий обработки от угла ;

Kpz=1,0 - поправочный коэффициент на изменение условий обработки от угла ;

Kpz=1,0 - поправочный коэффициент на изменение условий обработки от угла ;

Kkzp=0,93;

Kmp - поправочный коэффициент на изменение условий обработки в зависимости от обрабатываемого материала, Kmp=(820/ 750)^0,75=1,07;

Kpz=0,89·1·1·0,93·1,07=0,85;

Cv=340, Xv=0.15, m=0.2 - поправочные коэффициенты;

Kv- поправочный коэффициент на изменения условий,

Kv=Kmv·Kиv·Knv,

где Kmv- обрабатываемого материала, Kmv=750/820=0,88;

Kиv - свойства инструментального материала, Kиv=0,65;

Knv - в зависимости от поверхности заготовки, Knv=0,8.

Kv=0,9·0,65·0,8=0,47.

.

Б. Подача, допускаемая жесткостью резца:

где fp - прогиб резца, для черновой обработки принимаем fp=0,1мм;

Ер - модуль упругости державки для стали 40ХН, Ер=2,1х10⁵ МПа;

.

В. Подача, допускаемая прочностью пластины:

где С - толщина пластины, С=6,35мм;

- угол в плане, =95⁰;

.

Г. Подача, допускаемая жесткостью детали:

где fд - допускаемая величина прогиба, fд=0,2мм;

µ - коэффициент, учитывающий схему закрепления заготовки, µ=550

J - момент инерции поперечного сечения заготовки, ;

L-длина обрабатываемой поверхности, L=230мм.

Д. Подача, допустимая прочностью механизма подачи.



где, Рм.п. - осевая сила, допускаемая механизмом подачи, Рм.п.=18000Н.

.

6. Определяем экономическое значение подачи в качестве, которой принимаем найденные из подач, допускаемых техническими ограничениями для данных условий.

Таковой является подача, допускаемая прочностью пластины, .

7. Определяем экономическое значение числа оборотов по формуле:

.

Значения коэффициентов и показателей выбираем для соответствующего диапазона подач 5,прил. 8. Так как , то .

.

Корректируем по станку и принимаем скорректированное значение n=53об/мин.

8. Проверяем экономическое значение подачи по мощности станка:

.

.

Б. Подача, допускаемая жесткостью резца:

где fp - прогиб резца, для черновой обработки принимаем fp=0,1мм;

Ер - модуль упругости державки для стали 40ХН, Ер=2,1х10⁵ МПа;

.

В. Подача, допускаемая прочностью пластины:

где С - толщина пластины, С=6,35мм;

- угол в плане, =95⁰;

.

Г. Подача, допускаемая жесткостью детали:

где fд - допускаемая величина прогиба, fд=0,2мм;

µ - коэффициент, учитывающий схему закрепления заготовки, µ=550

J - момент инерции поперечного сечения заготовки, , мм;

L-длина обрабатываемой поверхности, L=230мм.

Д. Подача, допустимая прочностью механизма подачи.

где, Рм.п. - осевая сила, допускаемая механизмом подачи, Рм.п.=18000Н.

.

6. Определяем экономическое значение подачи в качестве, которой принимаем найденные из подач, допускаемых техническими ограничениями для данных условий.



Таковой является подача, допускаемая прочностью пластины, .

7. Определяем экономическое значение числа оборотов по формуле:

.

Значения коэффициентов и показателей выбираем для соответствующего диапазона подач 5,прил. 8. Так как , то .

.

Корректируем по станку и принимаем скорректированное значение n=53об/мин.

8. Проверяем экономическое значение подачи по мощности станка:

.

Полученное значение подачи возможно выполнить на станке 16К20Ф3 так как выполняется условие 3мм/об<6мм/об>1200мм/об.

9. Определяем оптимальную скорость резания по формуле:

,

10. Находим силу резания по формуле:

,

12. Рассчитываем мощность резания по формуле:

,

13. Определяем коэффициент использования станка по мощности:

,

Поскольку К_N1, найденный режим резания можно реализовать на станке 16К20Ф3.

14. Производим расчет основного (технологического) времени по формуле:

,

где - величина врезания, - величина пробега, ;

.

Для остальных переходов режимы резания выбираем по таблицам 5.

1. По величине припуска на обработку 3,5мм (на сторону) с учетом необходимости оставления припуска на чистовую обработку 0,75мм устанавливаем глубину резания t=2,75мм для обработки торца по диаметру ; для обработки по внутреннему диаметру t=0,5мм.

2. По карте 1, 30 определяем подачу, величина которой для обработки стали с размером державки 20х25 при подрезании детали диаметром до 400мм с глубиной резания t=2,75мм рекомендуется в пределах 0,8-1,2мм/об; для растачивания отверстия резцом с размером державки 40х40мм с глубиной резания t=1мм рекомендуется 0,4-0,7мм/об.

3. По карте 6, 5 определяется скорость резания. Для обработки стали с t=2,75мм; S=1мм/об скорость резания для работы резцом с углом в плане составляет 115м/мин. Для работы резца с углом в плане при t=1мм, S=0,5мм/об - составит 105м/мин.

4. По установленной скорости резания определяется число оборотов шпинделя:

а) для второго перехода, при D=168мм

;

б) для третьего перехода, при D=168мм

.

Найденное число оборотов корректируем по паспорту станка:

для второго перехода - n=227об/мин, для третьего - n=178об/мин.

5. После корректировки находим фактическую скорость резания:

а) для второго перехода

;

б) для третьего перехода

.

6. Определяем основное (технологическое) время по формуле:

а) для второго перехода

;

б) для третьего перехода

.

Полученные параметры режимов резания сводим в таблицу 7.6 для удобного выбора нужного режима.

микроскоп деталь корпус участок

7.8.2 Расчет режимов резания для операции 025 - Токарная с ЧПУ

Переход точение будет рассчитываться аналитическим способом.

Произведем расчет режима резания на 3-й переход - проточить на длину .

1.Исходные данные: на токарно-винторезном станке 16К20Ф3 обрабатывается ступень вала. Обрабатываемый материал Сталь 10880, _В - 270 МПа, заготовка - трубный прокат. Диаметр обрабатываемой поверхности 160мм, длина обрабатываемой поверхности - 147мм, обработка черновая, шероховатость Rz 25мкм.

Паспортные данные станка 16К20Ф3 (см. пункт 7.6):

Ряд частот вращения шпинделя: 12,5; 16; 20; 26; 33; 42; 53; 68; 86; 110; 140; 178; 227; 289; 368; 469; 597; 760; 968; 1233; 1570; 2000.

Продольная подача 3-1200 мм/об, регулирование бесступенчатое.

Мощность электродвигателя главного движения Nэл=10кВт, КПД станка =0,8.

Максимальная осевая сила допускаемая механизмом подачи Р=18000Н.

2.Назначаем глубину резания. Припуск на сторону равен:

Исходя из требований (h14, Rz 25мкм), припуск снимаем за два прохода, t==6,25мм.

3.Выбираем геометрические параметры резца. Для черновой обработки принимаем токарный проходной правый резец с механическим креплением твердосплавной пластины с углами в плане =95⁰, ₁=10⁰.2, материал пластины твердый сплав ВК8. Обозначение пластины 05124 - 190624 по ГОСТ 19056-80 толщина пластины S=6,35мм, радиус при вершине 2,4мм. 2.

При ориентировочном значении черновой подачи для данных условий 1,1 - 1,8 мм/об 7,прил.4 и глубины резания 6,25мм для станка 16К20Ф3 принимаем сечение державки 20х25мм 7,прил. 5. Задний угол =8⁰, передний угол =10⁰, угол наклона режущей кромки =0⁰7,прил. 6. Способ крепления режущей пластины - клиновой 2.

4.Для одноинструментальной обработки назначаем период стойкости =40 мин 2.

5.Определяем подачу исходя из следующих ограничений:

А. Подача, допускаемая прочностью державки резца, определяется по формуле:

где Н=25мм, В=20мм, размеры державки;

, для закаленной державки из стали 40ХН;

, вылет резца;

Cpz=300, Xpz=1,0, Ypz=0,75, npz=-0,15, коэффициенты 2, Прил.8-15;

Kpz - поправочный коэффициент на изменение условий обработки,

Kpz=Kpz·Kpz·Kpz·Kkpz·Kmp;

где Kpz=0,89 - поправочный коэффициент на изменение условий обработки от угла ;

Kpz=1,0 - поправочный коэффициент на изменение условий обработки от угла ;

Kpz=1,0 - поправочный коэффициент на изменение условий обработки от угла ;

Kzp=0,93;

Kmp - поправочный коэффициент на изменение условий обработки в зависимости от обрабатываемого материала, Kmp=(820/ 750)^0,75=1,07;

Kpz=0,89·1·1·0,93·1,07=0,85;

Cv=340, Xv=0,15, m=0,2 - поправочные коэффициенты;

Kv - поправочный коэффициент на изменения условий,

Kv=Kmv·Kиv·Knv,

где Kmv - обрабатываемого материала, Kmv=750/820=0,88;

Kиv - свойства инструментального материала, Kиv=0,65;

Knv - в зависимости от поверхности заготовки, Knv=0,8.

Kv=0,9·0,65·0,8=0,47.

.

Б. Подача, допускаемая жесткостью резца:

где fp - прогиб резца, для черновой обработки принимаем fp=0,1мм;

Ер - модуль упругости державки для стали 40ХН, Ер=2,1х10⁵ МПа;

.

В. Подача, допускаемая прочностью пластины:

где С - толщина пластины, С=6,35мм;

- угол в плане, =95⁰;

Г. Подача, допускаемая жесткостью детали:

где fд - допускаемая величина прогиба, fд=0,2мм;

µ - коэффициент, учитывающий схему закрепления заготовки, µ=550;

J - момент инерции поперечного сечения заготовки, ;

L-длина обрабатываемой поверхности, L=147мм.

Д. Подача, допустимая прочностью механизма подачи:

где, Рм.п. - осевая сила, допускаемая механизмом подачи, Рм.п.=18000Н.

.

6.Определяем экономическое значение подачи в качестве, которой принимаем найденные из подач, допускаемых техническими ограничениями для данных условий.



Таковой является подача, допускаемая прочностью пластины, .

7. Определяем экономическое значение числа оборотов по формуле:

.

Значения коэффициентов и показателей выбираем для соответствующего диапазона подач 5,прил. 8. Так как , то .

.

Корректируем по станку и принимаем скорректированное значение n=53об/мин.

8. Проверяем экономическое значение подачи по мощности станка:

.

Полученное значение подачи, возможно, выполнить на станке 16К20Ф3 так как выполняется условие 3мм/об<6мм/об>1200мм/об.

9. Определяем оптимальную скорость резания по формуле:

,

10. Находим силу резания по формуле:

,

12. Рассчитываем мощность резания по формуле:

,

13. Определяем коэффициент использования станка по мощности:

,

Поскольку К_N1, найденный режим резания можно реализовать на станке 16К20Ф3.

14. Производим расчет основного (технологического) времени по формуле:

,

где - величина врезания, - величина пробега, ,;

.

Полученные параметры режимов резания сводим в таблицу 7.7 для удобного выбора нужного режима.

7.8.3 Расчет режимов резания для 075 - Сверлильно-фрезерно-расточная

Произведем расчет режима резания на 4-й переход - сверление отверстия на глубину 9мм. Выполняться будет на станке 2204ВМФ4 с ЧПУ. Обрабатываемый материал Сталь 10880, _В - 270 МПа, НВ235, заготовка - трубный прокат.

Паспортные данные станка 2204ВМФ4 (см. пункт выше 7.6):

- ряд частот вращения шпинделя: 32; 42; 53; 68; 86; 110; 140; 178; 227; 289; 368; 469; 597; 760; 968; 1233; 1570; 2000.

- продольная подача 2,5-2500 мм/об, число рабочих подач - 31;

- мощность электродвигателя главного движения Nэл=6,3кВт;

- максимальная осевая сила допускаемая механизмом подачи Р=10000Н.

Глубина резания при сверлении определяется по формуле:

,

где D - диаметр сверла, D=15мм.

.

Подача при сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу, [16, табл. 25]: при НВ 235 и 15мм подача лежит в пределах 0,28-0,33 мм/об. Устанавливаем подачу 0,33 мм/об и уточняем по станку 0,33 мм/об.

Скорость резания при сверлении:

,

где - коэффициент, =34,2, [16, табл. 26];

q, m, y - показатели степеней, q=0,45, m=0,2, y=0,3, [16, табл. 26];

- общий поправочный коэффициент на скорость резания,

,

где - коэффициент на обрабатываемый материал,

,

где - коэффициент для материала инструмента, =1,0, [16, табл. 1];

- показатель степени, =1,0, [16, табл. 2].

;

- коэффициент на инструментальный материал, =0,83, [16, табл. 6]:

- коэффициент, учитывающий глубину сверления, =1,0, [16, табл. 31].

.

Т - период стойкости сверла, Т=20 мин.

.

Частота вращения шпинделя:

,

уточняем по станку n=2000об/мин, вычисляем значение скорости:

.

Крутящий момент рассчитываем по формуле:

,

где - коэффициент, =0,041, [16, табл. 32];

q, y, - показатели степеней, q=2,0, y=0,7, [16, табл. 32];

- коэффициент, учитывающий условия обработки,

,

где n - показатель степени, n=0,75/0,75=1.

.

.

Осевую силу рассчитываем по формуле:

,

где - коэффициент, =143, [16, табл. 32];

q, y, - показатели степеней, q=1,0, y=0,7, [16, табл. 32].

.

Допускаемая сила станка равна 10МН, что во много раз превышает расчетную осевую силу.

Рассчитываем мощность резания по формуле:

,

Определяем коэффициент использования станка по мощности:

,

Поскольку К_N1, найденный режим резания можно реализовать на станке 2204ВМФ4.

Расчет основного (технологического) времени:

а) для второго перехода:

;

б) для третьего перехода:

.

Полученные результаты по расчетам на всю операцию сводим в таблицу.

7.9 Техническое нормирование операции

7.9.1 Техническое нормирование операции 010 - Токарная с ЧПУ

1.Определение основного (технологического) времени.

Ранее в пункте 7.8.1 было определено основное время попереходно, их значения составляет:

- для второго перехода ;

- для третьего перехода ;

- для четвертого перехода .

Основное (технологическое) время на операцию равно:

.

2.Определение вспомогательного времени.

Вспомогательное время на установку и снятие детали :

Время на установку и снятие детали весом 9,8кг в самоцентрирующем патроне с пневматическим зажимом без выверки равно 1,2мин [Карта 2, 4].

Вспомогательное время, связанное с переходом :

Вспомогательное время, связанное с переходом, при обработке несколькими инструментами в операции для черновой обработки равно, [Карта 18, 4]:

- для обработки торца заготовки 0,23мин;

- для растачивания 0,13мин;

- для точения по наружной поверхности 0,13мин.

Также устанавливаем время на смену резца поворотом резцовой головки для всех переходов - 0,6мин; время на изменение величины подачи для переходов составит 0,07мин; время на изменение числа оборотов шпинделя для всех переходов, равное 0,08мин на один переход, [Карта 18, 35]

Вспомогательное время на контрольные измерения :

При измерении штангенциркулем поверхностей после обработки торца и наружного точения затраченное время составит 0,23мин на один замер; для измерения поверхности после растачивания понадобится 0,22минуты.

Для обрабатываемого размера свыше 200мм принимается коэффициент периодичности контролированных инструментов, равный 1,0.

Вспомогательное время на операцию составит:

.

Определяем поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от суммарной продолжительности обработки партии деталей по трудоемкости. При трудоемкости обработки партии в две смены этот коэффициент равен 0,87.

С учетом поправочного коэффициента вспомогательное время на операцию составит:

.

3. Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности. Время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое) для станков II группы с наибольшим диаметром изделия, устанавливаемого над станиной, 400мм составит 4,0% оперативного времени, [Карта 19, 4].

Время на отдых и личные надобности при работе на станке с механической подачей [Карта 88, 35] составляет 4%оперативного времени.

4. Определение нормы штучного времени.

Норма штучного времени определяется по формуле:

;

.

5. Определение подготовительно - заключительного времени.

При обработке детали в патроне с работой двумя режущими инструментами, участвующими в операции, подготовительно-заключительное время на партию деталей составит 16мин.

6. Определение нормы штучно-калькуляционного времени.

,

где n - количество технологических переходов, n=7.

.

Полученные результаты сводим в одну таблицу.

7.9.2 Техническое нормирование операции 025 - Токарная с ЧПУ

Определение основного (технологического) времени.

1.Основное (технологическое) время на операцию равно:

,

2.Определение вспомогательного времени.

Вспомогательное время на установку и снятие детали :

Время на установку и снятие детали весом 9,8кг в самоцентрирующем трехкулачковом патроне равно 2,5мин [Карта 2, 4] на каждый станок.

Итого на всю операцию время на установку и снятие детали составит 5 минут.

Вспомогательное время, связанное с переходом :

Вспомогательное время, связанное с переходом, при обработке несколькими инструментами в операции для черновой обработки равно, [Карта 18, 4]:

- для подрезки торца в размер мм - 0,22 мин;

- для проточки на длину с выполнением угла 45° - 0,12мин;

- для растачивания отверстия на глубину - 0,8мин;

- для прорезки канавки - 0,8мин;

- для растачивания мм - 0,8 мин;

- для растачивания отверстия мм - 0,8мин;

- для растачивания отверстия мм - 0,8 мин;

- для растачивания отверстия под резьбу - 0,8мин;

- для растачивания фаски на длине - 0,12 мин;

- для нарезки резьбы М105х1,5-7Н - 0,37 мин;

- для подрезки торца в размер - 0,22мин;

- для растачивания отверстия - 0,8 мин;

- для растачивания - 0,8мин;

- для растачивания конуса до - 0,8 мин.

Суммарное вспомогательное время, связанное с переходом на всю операцию составит 10,65 минуты.

Также устанавливаем время на смену инструмента для всех переходов - 0,6мин; время на изменение величины подачи для переходов составит 0,07мин; время на изменение числа оборотов шпинделя для всех переходов, равное 0,08мин на один переход, [Карта 18, 35].

Вспомогательное время на контрольные измерения

Вспомогательное время на контрольные измерения для каждого размера составит:

- для подрезки торца в размер - 0,17 мин;

- для проточки на длину с выполнением угла 45° - 0,16мин;

- для растачивания отверстия на глубину - 0,18мин;

- для прорезки канавки - 0,11мин;

- для растачивания - 0,18 мин;

- для растачивания отверстий , и - 0,11мин;

- для нарезки резьбы М105х1,5-7Н - 0,20 мин;

- для подрезки торца в размер - 0,17 мин;

- для растачивания отверстия - 0,12 мин;

- для растачивания конуса до - 0,23 мин.

Суммарное время на контрольные измерения на всю операцию составит 2,39 минуты.

Вспомогательное время на операцию составит:

.

Определяем поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от суммарной продолжительности обработки партии деталей по трудоемкости. При трудоемкости обработки партии в две смены этот коэффициент равен 0,87.

С учетом поправочного коэффициента вспомогательное время на операцию составит:

.

3. Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.

Время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое) для станков II группы с наибольшим диаметром изделия, устанавливаемого над станиной, 500мм составит 4,0% оперативного времени, [Карта 19, 4]. Время на отдых и личные надобности при работе на станке с механической подачей [Карта 88, 35] составляет 4%оперативного времени.

4. Определение нормы штучного времени.

Норма штучного времени определяется по формуле:

;

.

5. Определение подготовительно - заключительного времени.

При обработке детали в патроне с работой четырьмя режущими инструментами, участвующими в операции, подготовительно-заключительное время на партию деталей составит 16мин.

6. Определение нормы штучно-калькуляционного времени:

,

где n - количество технологических переходов, n=16.

.

Полученные результаты сводим в одну таблицу.

7.9.3 Техническое нормирование операции 075 - Сверлильно-фрезерно-расточная

Определение основного (технологического) времени.

Основное (технологическое) время на операцию равно:

,

2.Определение вспомогательного времени.

Вспомогательное время на установку и снятие детали :

Время на установку и снятие детали весом 9,8кг в специальном приспособлении равно 1,5мин [Карта 2, 4].

Вспомогательное время, связанное с переходом :

Вспомогательное время, связанное с переходом, при обработке несколькими инструментами в операции для черновой обработки равно, [Карта 18, 4]:

- для фрезерования паза и растачивания отверстия - 0,23мин;

- для центрования отверстий 0,19мин;

- для сверления каждого из отверстий 0,21мин;

- для рассверливания 0,22мин;

- для фрезерования лыски 0,18мин.

Также устанавливаем время на смену инструмента для всех переходов - 0,6мин; время на изменение величины подачи для переходов составит 0,07мин; время на изменение числа оборотов шпинделя для всех переходов, равное 0,08мин на один переход, [Карта 18, 35].

Вспомогательное время на контрольные измерения :

При измерении штангенциркулем поверхностей после обработки затраченное время составит 0,23мин на один замер; для измерения поверхности после сверления понадобится 0,22минуты.

Вспомогательное время на операцию составит:

.

Определяем поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от суммарной продолжительности обработки партии деталей по трудоемкости. При трудоемкости обработки партии в две смены этот коэффициент равен 0,87.

С учетом поправочного коэффициента вспомогательное время на операцию составит: .

3. Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.

Время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое) для станков II группы с наибольшим диаметром изделия, устанавливаемого над станиной, 500мм составит 4,0% оперативного времени, [Карта 19, 4].

Время на отдых и личные надобности при работе на станке с механической подачей [Карта 88, 35] составляет 4%оперативного времени.

4. Определение нормы штучного времени.

Норма штучного времени определяется по формуле:

;

.

5. Определение подготовительно - заключительного времени.

При обработке детали в патроне с работой двумя режущими инструментами, участвующими в операции, подготовительно-заключительное время на партию деталей составит 16мин.

6. Определение нормы штучно-калькуляционного времени:

,

где n - количество технологических переходов, n=4.

.

Полученные результаты сводим в одну таблицу.

8. Проектирование станочного приспособления

8.1 Уточнение цели технологической операции

Заготовка для детали Корпус» обрабатывается на сверлильно-фрезерно-расточном станке с ЧПУ 2204ВМФ4 - операция 075.

Применение специального приспособления позволит:

- обрабатывать максимальное число поверхностей с одной установки, что резко увеличит цикл обработки заготовки на одном станке;

- устранить разметку заготовки перед обработкой и исключить их выверку на станке по разметке;

- сократить вспомогательное время, улучшить режимы резания, тем самым повысить точность обработки поверхностей заготовки и, в результате, производительность труда.

- облегчить труд рабочих станочников и использовать рабочих с более низкими квалификацией и разрядом;

- снизить себестоимость обработки заготовки.

Ориентировочно в заданных условиях следует признать наиболее рациональной систему универсально-наладочных приспособлений (УНП).

Выяснение количественных и качественных результатов выполнения операций:

Точность размеров.

На данной операции должны формироваться:

- три линейные размера: ;

- два диаметральных: ;

- скругление радиусом R2.

Наружный размер должен обрабатываться с точностью по 14-му квалитету JT14 с полем допуска , [ГОСТ 25346-82]. Размер должен обрабатываться с точностью по 14-му квалитету JT14 с допуском . Размер имеет допуск , что соответствует 14-му квалитету точности по JT.

Диаметральный размер имеет допуск , ему соответствует квалитет точности JT14. Размер имеет допуск , что соответствует точности по JT9.

Радиус R2 является свободным размером, поэтому будет обрабатываться по JT14 с допуском на размер .

Точность формы.

Искажение формы цилиндрической поверхности и круглой поверхности характеризуются отклонением от цилиндричности и круглости, и нормируется ГОСТ 24643-81.

На с значение допуска отклонения от цилиндричности составит 30%: , что соответствует 8-ой степени точности с допуском 20мкм. На с значение допуска отклонения от круглости составит 30%: , что составляет 13-ую степень точности с допуском 200мкм.

Допуск отклонения от плоскостности должен выдержаться в пределах 60% на размерах:

- с - это 15-ая степень точности, ;

- с - это 14-ая степень точности. .

Точность расположения поверхностей.

На чертеже детали «Корпус» на данные обрабатываемые поверхности не проставлены требования. Однако во время обработки необходимо выдержать перпендикулярность оси отверстия к оси детали с допуском 20мкм по 8-ой степени точности; перпендикулярность торца оси детали по 13-ой степени точности с допуском 100мкм. Также необходимо выдержать параллельность поверхности Л (размер ) оси заготовки с допуском 250мкм по 13-ой степени точности.

Степень шероховатости обрабатываемых поверхностей.

На обрабатываемую поверхность Л (размер ) шероховатость должна быть не хуже Rа1,25.

На остальные поверхности требования к шероховатости не проставлены, поэтому степень шероховатости необходимо выдержать не хуже Rа2,5.

Выяснение количественных и качественных данных по заготовке, поступающей на операцию.

На данную операцию заготовка поступает предварительно обработана на чисто по на длину .

Масса заготовки - 15,25кг. Материал - Сталь 10880, ГОСТ11036-75.

Заготовка представляет собой тело вращения, вполне жесткая, обрабатываемость ее удовлетворительна.

Имеются достаточно развитые поверхности, принимаемые за базовые, к которым можно отнести диаметры и торцы, прилагаемые к ним.

Точность размеров.

Диаметр отверстия обрабатывается с точностью по JT11, . Длина отверстия 83мм. Отношение , что говорит о принадлежности этой поверхности к двойной опорной базе.

Диаметр сделан по точности JT9 с полем допуска . Длина отверстия составляет 5мм. Отношение длины к диаметру - база двойная опорная.

Диаметр обрабатывается по точности JT12 с допуском . Длина поверхности 63мкм. Отношение , что может послужить двойной опорной базой.

Точность формы.

Поскольку допуски на отклонения от цилиндричности и круглости не оговорены в технических требованиях и на чертеже, то можем установить их в пределах 30% от допуска на размер:

- на размер с допуском составит , ей соответствует 11-ая степень точности, допуск 100мкм;

- на размер с это составит - 8-ая степень точности с допуском, равным 30мкм;

- на размер с допуск отклонения составит . Это 10-ая степень точности, допуск равен 80мкм.

Отклонение от плоскостности торца по диаметру необходимо выдержать в пределах 100мкм. На остальные торцы - в пределах допуска на линейный размер, что составляет 400мкм.

Точность расположения поверхностей.

Возможные погрешности по радиальному биению диаметров и биению торцов принимаем равными 60% от допуска на соответствующие размеры:

- для размера допуск составит , ему соответствует 11-ый квалитет точности, допуск равен 250мкм;

- для размера допуск равен , что соответствует 9-му квалитету точности с допуском 60мкм;

- для размера допускаемое отклонение составит , соответствует 9-му квалитету с допуском 120мкм;

- для торца размером 14мм это отклонение будет составлять 50мкм по 11-му квалитету точности, [ГОСТ 25346-82]. Так как ;

- для торца 12мм допуск биения составит , ему соответствует 14-ый квалитет с допуском 200мкм.

Степень шероховатости обрабатываемых поверхностей.

По диаметральным размерам и торцам шероховатость составляет Ra2,5, что соответствует точностным требованиям к базовым поверхностям.

Определение условий, в которых будет изготавливаться, эксплуатироваться проектируемое приспособление.

Годовая программа определена в 140 деталей в год. Такая программа с учётом трудоёмкости соответствует мелкосерийному производству. Таким образом в течение года приспособление должно осуществить 140 циклов, что говорит малой интенсивности использования приспособления.

Заготовка обрабатывается на сверлильно-фрезерно-расточном станке с ЧПУ 2204ВМФ4, имеющего следующие характеристики:

· поверхность стола 500Ч400;

· наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола 570 мм;

· наибольшая масса обрабатываемой заготовки - 300кг;

· наибольшее вертикальное перемещение головки 500 мм;

· наибольшее продольное перемещение стола 500 мм;

· число скоростей шпинделя 19;

· число оборотов шпинделя 32 - 2000 об/мин;

· мощность 6,3 кВт;

Обработка осуществляется центровочными сверлами, концевыми фрезами и , а также сверла , , , . Масса детали не превышает 10 кг, что говорит о возможности ручной её установки.

Составление перечня реализуемых функций:

0. Перемещение и предварительная ориентация заготовки;

1. Базирование заготовки;

2. Закрепление заготовки;

3. Базирование приспособления на станке;

4. Закрепление приспособления на станке;

5. Подвод и отвод энергоносителя;

6. Образование исходной силы для закрепления;

7. Управление энергоносителем;

8. Замена установочных элементов;

9. Объединение функциональных узлов;

10. Обработка отверстия М8-7Н;

11. Создание безопасных условий труда;

Исходя из условий реализации этих функций и требований к результатам их реализации, разработчик должен осуществить поиск прототипов из накопленного фонда технических решений. Предпочтение отдаётся стандартным техническим носителям функций. Разработка новых конструкций функциональных узлов требует специального обоснования.

8.2 Разработка и обоснование схемы базирования

Выбор главной базовой поверхности

В п.8.1 рассматривались поверхности, которые можно использовать как технологические базы. Рассмотрим возможные варианты базирования с помощью этих поверхностей.

Установочной базовой поверхностью послужит основание заготовки диаметром 160мм и длиной 63мм, так как эта поверхность наиболее развита, обработана по 12-му квалитету точности, что позволяет использовать ее в качестве базовой поверхности. Шероховатость ее составляет Ra2,5.

Применение этой поверхности в качестве базовой не препятствует доступу инструментов к обрабатываемым поверхностям. Посредством этой поверхности заготовка лишается трех степеней свободы: одного перемещения по и двух вращений по х и по у.

Выбор опорной базы

В качестве двойной опорной базы можно принять диаметр 128мм длиной 5мм. Это наиболее точно обработана поверхность - по 9-му квалитету с точностью до 100мкм. Шероховатость ее составляет Ra2,5. отношение длины к диаметру на много меньше 1-цы, что позволяет использовать эту поверхность лишь в качестве двойной опорной базы.

Применение этой базы лишает заготовку 2-х степеней свободы - перемещения по оси х в обоих направления, что позволит нам достичь требуемой точности в получении нужных размеров.

Сравним два способа базирования заготовки в приспособлении:

3) заготовка базируется по диаметру (установочная база) и по торцу этого ж отверстия (двойная опорная база). Таким образом, заготовка лишается 5-ти степеней свободы, (рис.8.1, а).

а

Рисунок 8.1, а - Схема базирования заготовки

При такой схеме погрешность базирования на точностные параметры (размер) составит больше размера допуска на выдерживаемый размер:

,

что будет больше на 100мкм чем погрешность базирования во втором варианте (см. рис. 8.1, б):

.

В этом случае заготовка базируется по основанию (установочная база) и торцу диаметра (опорная база), что позволит более точно обрабатывать заготовку.

Исходя из расчетов и технологических требований на деталь предпочтение отдаем варианту б, Рис.8.1.

б

Рисунок 8.1, б - схема базирования заготовки

Даная схема базирования не оказывает влияния на точность размеров , на диаметр , на обрабатываемые лыски размерами 3 и 1,5мм. Эти параметры при обработке определяются точностью настройки инструмента на размер. Таким образом, погрешность базирования обрабатываемых поверхностей равна нулю.

Окончательный анализ структуры связей произведем, построив таблицу односторонних связей (Табл. 8.1).

Таблица 8.1 - Анализ структуры связей

Индекс связи

Реакция

R

R

R

R

R

8.3 Расчет сил закрепления

Анализ структуры полей возмущающих сил (ПВС)

ПУС - система сил, стремящихся нарушить ранее установленное равновесие элементов Т-системы.

К этим силам относятся:

- силы резания;

- силы инерции;

- центробежные силы;

- силы внутренних напряжений;

- температурные силы и др.

Приведем схему полей возмущающих сил.



Рисунок 8.2 - Схема полей возмущающих сил

Анализ структуры полей уравновешивающих сил (ПУС)

ПУС - система сил, препятствующая изменению положения заготовки или других элементов Т-системы.

В основном это силы закрепления, но могут быть и др., если они противодействуют возмущающим.

Приведем схему полей уравновешивающих сил.

Рисунок 8.3 - Схема полей уравновешивающих сил

Расчет сил закрепления и основных параметров приспособления

Величину суммарного усилия закрепления необходимо считать из следующих условий:

· Условие непроворота от силы P_z:

W₁ RP_z R^I k;

· Условие сдвига заготовки под действием силы Р_x и P_y:

W₂ f (P_y +P_x) k;

где k - коэффициент запаса закрепления;

f - коэффициент трения;

R^I =R+r.

Схема сил действующих на заготовку показана на рисунке 8.4.

Рисунок 8.4 - Схема сил, действующих на заготовку

Силу закрепления определим как суммарную силу W₁ и W₂:

W=W₁W₂;

где W₁ - сила закрепления в зависимости от условия непроворота от силы P_z:

W₁=;

где =, формула будет иметь вид:

W₁=;

W₂ - сила закрепления в зависимости от условия сдвига заготовки под действием силы Р_x и P_y:

W₂=.

Определяем силы резания Р_y и Р_x, которые возникают при сверлении отверстия d36. Значение составляющей силы резания Р_y не значительное, поэтому им пренебрегаем.

Определяем силу Р_x по формуле [1, с. 265]:

где - D - диаметр обрабатываемого отверстия, 36мм;

S - подача, 0,54мм/об;

С_р=9,8;

q=1,0;

y=0,7;

К_р - поправочный коэффициент, учитывающий свойства материала,

;

.

Крутящий момент М_кр определяется по формуле [1, с. 265]:

,

где С_м=0,005; q=2,0; y=0,8;

К_м - поправочный коэффициент, К_м=К_рм=0,46.

Коэффициент запаса закрепления определяем по формуле [1, с. 85]:

К= К₀ К₁ К₂ К₃ К₄ К₅ К₆;

где К₀ - коэффициент гарантируемого запаса, К₀=1,5;

К₁ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях, К₁=1,2;

К₂ - коэффициент, характеризующий увеличение сил резания вследствие затопления режущего инструмента, К₂=1;

К₃ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании, К₃=1;

К₄ - коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления, К₀=1,3;

К₅ - коэффициент, характеризующий эргономику ручных зажимных механизмов, К₅=1;

К₆ - коэффициент, учитывающий наличие моментов стремящихся повернуть заготовку, К₆=1.

.

Коэффициент трения выбираем по [2, с. 85]: f=0,16.

Сила закрепления в зависимости от условия непроворота от силы P_z:

W₁=

Сила закрепления в зависимости от условия сдвига заготовки под действием силы Р_x:

W₂=

Сила закрепления будет равна:

W=15419+18,94=15438Н.

Расчет детали на прочность

Рассчитываю на прочность деталь шток.

Материал штока - Сталь 45, предел прочности []=16кН/см ².

Рисунок 8.5 - Шток, используемый в приспособлении

На шток действует растягивающая сила F=W=35770Н. Необходимо определить диаметр, который должен иметь шток, для того чтобы выдержать нагрузку. Для этого составляем уравнение сил, действующих на шток:

Z: N=F=35770кН.

Предел прочности на растяжение штока определяется по формуле:

где d - диаметр опасного сечения штока, d=16мм

Тогда

7,6кН/см ²<16кН/см ²,

следовательно, шток не будет деформироваться при действии на него силы равной 15438Н.

8.4 Расчет пневмоцилиндра

Основным назначением силового привода в приспособлении является создание исходной силы тяги, необходимой для зажима заготовки силой W.

Силовой агрегат привода представляет собой преобразователь исходной энергии в механическую, необходимую для работы зажимных механизмов. Исходной энергией в пневматических приводах является энергия сжатого воздуха. Пневмопривод широко используют в приспособлениях благодаря его быстродействию (скорость срабатывания доли секунды), простоте конструкции и простоте управления, надёжности и стабильности в работе.

Пневмопривод включает в себя следующие части: источник сжатого воздуха - обычно цеховая или заводская компрессорная установка; силовой агрегат - пневмодвигатель (пневмокамера), преобразующий энергию сжатого воздуха в силу на штоке.

В одну конструкцию с приспособлением скомпонован пневмодвигатель. Остальные устройства размещают вне приспособления, с помощью воздухопроводов соединяют с приспособлением.

По источнику энергии обратного хода - привод одностороннего действия, в котором рабочий ход производится сжатым воздухом, а холостой - усилием пружины. Приводы одностороннего действия применяют, когда не требуется большой ход штока; когда на обратном ходе не требуется большой силы для отвода зажимных элементов в исходное положение. Эскиз пневмокамеры показан на рисунке 8.6.

Рисунок 8.6 - Эскиз пневмокамеры

Диаметр пневмокамеры определяем из формулы [2, с.205]

W=0,196(D+d₁)² р-q;

D=;

где q - сопротивление возвратной пружины при конечном положении пружины, q=200Н.

р - давление воздуха в системе подводимой к пневмокамере, 0,4 МПа;

d₁ - диаметр опорной шайбы, 100 мм.

D=.

Выбор размеров пневмокамеры ведем согласно [3, с.450]:

· диаметр пневмокамеры D=320мм.

· диаметр штока d=32мм.

· диаметр опорной шайбы d_ш=0,7D=0,7 320=225мм.

Действительная сила зажима будет равна:

W_д=0,196(320+225)² 0,4-200=23087Н.

Данная сила превышает необходимую силу зажима заготовки, следовательно, приспособление обеспечивает фиксированное положение детали при обработке.

8.5 Схема приспособления

Схема подводки сжатого воздуха в пневматический цилиндр двухстороннего действия представлена на рис. 8.7.

Рисунок 8.7 - Схема подводки сжатого воздуха:

1 - вентиль; 2 - фильтр влагоотделитель; 3 - редукционный пневмоклапан; 4 - манометр; 5 - маслораспылитель; 6 - пневмоглушитель; 7 - пневмораспределитель; 8 - пневмокамера; 9 - обратный клапан

8.6 Разработка технических требований на изготовление приспособления

С информационной точки зрения расчеты допусков на изготовление элементов приспособления представляют собой преобразование информации о точности обработки поверхностей детали на данной операции в точностные требования к приспособлению.

Определим расчетные параметры, то есть те параметры, которые в большей мере влияют на достижение заданных допусков обрабатываемой детали. В нашем случае к расчетным параметрам следует отнести точность взаимного расположения технологических баз приспособления, а именно: допуск параллельности установочной базы, при базировании детали относительно поверхности, на которую устанавливается приспособление и допуск перпендикулярности той же установочной поверхности относительно оси цилиндрической оправки.