Технологический эскиз
|
Анализируемые размеры
|
Т
|
Eб
|
Eз
|
Eу
|
Примечание
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
125h14
|
0,19
|
0,039
|
0,14
|
0,145
|
---
|
|
Ø20F7
|
0,09
|
0
|
0
|
0
|
Размер обеспечивается
инструментом
|
Точность обеспечивается, если выполняется условие:
T≥Eу;
,19≥0,145-условие выполняется;
,09≥0-условие выполняется;
.4 РАСЧЁТ УСИЛИЯ ЗАЖИМА ЗАГОТОВКИ В ПРИСПОСОБЛЕНИИ
Исходя из схемы действия сил определяем силу зажима W заготовки.
Рисунок 1.4.1- Схема действия сил резания и зажима
W=
Н;(1.4.1)
W==1769 Н;
Где
Мкр-крутящий момент, Н*мм;
f1=-коэффициент трения с установочными элементами;
f2=0,12-коэффициент трения с зажимными элементами;
K=0,12-коэффициент
запаса
К=K0* K1*K2* K3+ K4*K5*K6;(1.4.2)
К =1,5*1*1,1*1,2*1,3*1*1,5=3,86
0=1,5-гарантированный
коэффициент запаса для всех случаев;
K1=1-для черновой поверхности
заготовки;
K2=1,1-для фрезерования дисковой фрезой
из твёрдой стали;
K3=1,2-при фрезеровании;
K4=1,3-при использовании пневмоцилиндра
двойного действия;
K5=1-при удобном расположении и малом
угле поворота рукоятки;
K6=1-при установке заготовки на
элементы с большой поверхностью контакта (в призму);
Согласно приведённой схеме зажимное устройство предотвращает
проворачивание заготовки от действия крутящего момента Мкр:
Мкр =10*0,09*12*0,120,8*0,66=0,11
Н*м=110 Н*мм;
Kp=KMp;(1.4.4)
Kp =()2=0,66;
1.5 РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАЖИМНОГО МЕХАНИЗМА
Проанализировав исходные данные:
W=1769
Н и тип производства-крупносерийное, используется два механизма-усилителя
рычажный и винтовой.
Необходимо определить силу затяжки болта Q, в данном случае она будет равна усилию зажима.
=W=1769 Н
Закрепление заготовок в приспособлении осуществляется затяжкой гайки
позиция 40. При этом рабочий создаёт момент на гаечном ключе.
Определяем номинальный диаметр резьбы винта d:
d=C мм;
(1.5.1)
d= 1,4*=27,5 мм
где
C-коэффициент для основной метрической резьбы;
С=1,4;
Q-потребная сила
зажима;
Q=1769 Н;
[б]-допускаемое
напряжение растяжения, для винтов из стали 45 с учётом износа резьбы;
[б]=90
мПа;
Полученное
значение d округляем до ближайшего большего стандартного
значения.
Принимаем
стандартное значение резьбы M28.
Определяем
момент M, который нужно развить на винте(гайке) для
обеспечения заданной зажимной силы Q:
=rср*Q*tg(α+ϕ)+Mтр Н*мм;
(1.5.2)
Где
rcp-средний радиус(принимаем rcp=0,3d);
α-угол подъёма резьбы (принимаем 2°3´);
Мтр-момент трения на опорном торце гайки или в месте контакта
торца зажимного винта. При средних значениях можно
пользоваться приближённым расчётом М для гаек:
М=0,2*d*Q, Н*мм;(1.5.3)
При d=16 и Q=1769 Н момент, развиваемый на гайке:
М=0,2*28*1769=9906 Н*мм;
Момент открепления винтового зажимного устройства:
´=0,25*d*Q, Н*мм;
M´=0,25*28*1769=12383 Н*мм; (1.5.4)
Затем длина рукоятки ключа по заданной силе воздействия из условия
равновесия гайки(винта):
=12*d,
мм; (1.5.5)
=12*28=336
мм;
Принимаем
длину рукоятки(ключа) =336 мм;
1.6
ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЁТЫ ДЕТАЛИЕЙ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Наиболее
нагруженными элементами приспособления можно считать:
Болт
(позиция 3), работающий на сжатие;
Штифт
(позиция 34), работающий на срез.
В
качестве материала болта (позиция 3) можно принять сталь 45(179…207 HB).
Допускаемое напряжение (сжатия)
[б]=90
мПа;
Диаметр
резьбы болта определяется по формуле:
=, мм;
(1.6.1)
где W=1769 Н; [б]=90
мПа; тогда
d==25 мм;
Можно принять болт М25-8g×50.58.019 ГОСТ 7796-70.
В качестве материала штифта (позиция 34) принимаем сталь 45 (179…207 НВ). Допускаемое напряжение среза [Ʈср]=75 Мпа.
Определяем диаметр штифта:
d=, мм;
(1.6.2)
где W=1769 Н; [Ʈср]=75 Мпа;i=2.
d==13,55
мм;
Можно
принять штифт 14×60 ГОСТ 3128-70.
1.7
АНАЛИЗ ПРОЕКТИРУЕМОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ЕГО МЕТАЛЛОЕМКОСТИ
Анализируя
требования, предъявляемые к заготовке силы, возникающие при работе
приспособления (W=1769, Н), конфигурацию, позволяющую разместить
основные элементы приспособления, выбираем для проектируемого приспособления
сварной корпус из стали Ст 3. Сроки и стоимость изготовления таких корпусов
значительно ниже литых, и масса их уменьшается до 40%. Для снятия остаточных
напряжений после сварки корпус подвергают отжигу. В целях быстродействия
приспособления можно убрать стопор.
2.
КОНСТРУКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Приспособления,
как и любые механизмы, являются источниками повышенной опасности для
окружающих. При проектировании приспособлений большое внимание следует обращать
на соответствие конструктивных решений установленным требованиям и нормативам
по безопасности оборудования. В общем случае под безопасностью
производственного оборудования понимают свойство оборудования сохранять
безопасное состояние при выполнении заданных функций в определённых условиях в
течение установленного времени.
Безопасность
конструкции приспособлений и их элементов при проектировании обеспечивается
соблюдением условий, обеспечивающих удобную и безопасную работу при
использовании приспособления: выбором безопасных элементов конструкции,
выполнением эргономических требований к безопасности приспособлений в
конструкторскую документацию, в том числе эксплуатационную.
Требования
по технике безопасности заключаются в том, чтобы при использовании
приспособлений были созданы такие условия работы, которые исключили бы возможность
травмирования рабочего:
наружные
элементы приспособления не имеют острых кромок, неровных поверхностей,
представляющих собой источник опасности;
вращающиеся
устройства для закрепления изделий - патроны, планшайбы, хомутики - имеют
гладкие наружные поверхности. Шероховатость наружных поверхностей вращающихся
патронов, оправок, планшайб должна быть не грубее Ra=0,8 мкм;
винты,
крепящие установочные и другие элементы к корпусу приспособления, выполнены с
потайной головкой;
вручную
допускается устанавливать приспособление массой не более 16 кг. Приспособления
массой более 16 кг должны иметь устройства, обеспечивающие надёжный захват их
грузоподъёмными устройствами;
зажимные
механизмы обеспечивают надёжное крепление детали;
опорные
поверхности располагают против сил резания;
приспособления
для закрепления режущих частей не имеют выступающих концов;
стружка
убирается вручную или с помощью механизированных средств;
все
гайки, входящие в резьбовое соединение затянуты до отказа;
пусковые
кнопки зажимных приспособлений включаются до включения приводов станка;
расстояние
от неподвижной детали до вращающегося маховичка является не менее 30 мм.
3.
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Для
модернизации базовых поверхностей приспособления необходимо:
применение
многоместных приспособлений;
замена
ручных зажимных устройств на механизированные;
использовать
автоматические устройства смазки;
максимальное
использование стандартных деталей и узлов;
Приспособление
используется при сверлении отверстий и предназначено для базирования заготовки
внутренней цилиндрической поверхностью и для её закрепления равномерно
распределёнными силами, обеспечивающими центрирование заготовки по оси
базирования.
В
приспособлении на цилиндрическую оправку(1), которая является продолжением
штока пневмоцилиндра(2), устанавливается заготовка, с другой стороны пожимается
гайкой(3) и поворачивается до упоры с призмой. Сверху подводится кондукторная
плита(4).
Рисунок
3.1-Модернизация приспособления
4.
РАСЧЁТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
конструирование приспособление режущий
инструмент
Проектируемое приспособление заменяет машинные тиски (себестоимость С1
= 100000 руб). Определяем технологическую
себестоимость обработки вилки при закреплении в машинных тисках:
Ст1=ЗП01(1+)+(,руб;
(4.1)
где
ЗПо1 - основная заработная плата рабочего, руб
ЗПо1=Тшт1*Счт1*Кт5=То*Qк*Счт1*Кт5 (4.2)
То
- основное (машинное) время обработки 1 детали;
То
= 9,6 мин = =
0,16час
φк -
коэффициент для определения Тшт ;
для
единичного и мелкосерийного производства φк = 1,84;
Счт1
- часовая тарифная ставка 1-го разряда, руб;
Счт1 = 930 руб;
Кт5 - тарифный коэффициент для 5-го разряда; Кт5 =
1,73
Тогда основная зарплата рабочего:
ЗПо1=0,16*1,84*930*1,73=473,66016,руб;
Отсюда технологическая себестоимость обработки детали по первому
варианту:
Ст1=
473,66016*(1+)+(=
1421,93048,руб;
Определяем
технологическую себестоимость обработки рычага при закреплении в проектируемом
приспособлении:
Ст2=ЗП02(1+)+(,руб;
(4.3)
ЗПо2=Тшт2*Счт2*Кт3
=То*Qк*Счт1*Кт3,руб;(4.4)
φк - коэффициент для определения Тшт; φк = 1,51;
Счт1 - часовая тарифная ставка 1-го разряда, руб; Счт1
=930 руб;
Кт3 - тарифный коэффициент для 3-го разряда; Кт3 =
1,35
Тогда основная зарплата рабочего:
ЗПо2=0,16*1,51*930*1,35=303,3288
С2=Zn*Cn,руб;(4.5)
С2=30*4000=120000,руб;
Отсюда технологическая себестоимость обработки детали по второму
варианту:
Ст2=303,3288*(1+)+(=1062,5508,руб;
Необходимо
найти соотношение Ст1/Ст2, позволяющее определить
выгодность применения проектируемого приспособления:
Ст1/Cт2 = 1421,93048/1062,5508= 1,34
Обработка
детали по 2-му варианту в 1,34 раза выгоднее.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для решения задач интенсификации производства, улучшения качества и
снижения себестоимости продукции машиностроительные предприятия располагают
разнообразными приспособлениями для станков.
Металлообрабатывающая промышленность ежегодно оснащает несколько
миллионов технологических операций, расходуя тысячи тонн металла. В области
проектирования и изготовления специальной технологической оснастки разового
применения занято большое количество человек. Эти процессы могут составлять до
80% трудоемкости и 90% длительности технологической подготовки
машиностроительного производства к выпуску новых изделий. Поэтому в условиях
резкого сокращения сроков выпуска изделий и быстрой смены объектов производства
одной из важнейших проблем современного машиностроения является создание
гибкого быстропереналаживаемого производства, позволяющего в сжатые сроки и с
минимальными затратами осваивать серийный выпуск новых моделей машин и
приборов.
Основное направление интенсификации машиностроения - механизация и
автоматизация производственных процессов. Поэтому необходимо создавать
приспособления с механизированными приводами зажимных устройств, автоматизированным
и автоматическим циклами работы.
В связи с постоянным расширением применения станков с ЧПУ и управлением
от ЭВМ необходимо расширять для этого оборудования номенклатуру приспособлений
без выступающих над обрабатываемыми поверхностями заготовок элементов,
затрудняющих перемещение по заданной траектории обрабатывающих инструментов.
Практика эксплуатации станочной оснастки показала, что в машиностроении
недостаточно широко используются приспособления с магнитными, пневмо- и
механогидравлическими, электромеханическими приводами зажимных устройств. В
связи с этим снижаются возможности создания прогрессивных приспособлений для
различных условий обработки заготовок и сборки изделий. Обеспечение высокого качества выпускаемых машин и приборов
предполагает постоянное повышение точности их изготовления, обеспечение
соответствующего зажима обрабатываемых заготовок и собираемых деталей,
улучшение отделки рабочих поверхностей установочных и зажимных элементов.
Сказанное выше прежде всего относится к приспособлениям для установки нежестких
и неравножестких заготовок и деталей прецизионных соединений и изделий. В таких
приспособлениях следует предусматривать устройства, исключающие вибрации при
обработке заготовок. Для автоматизации загрузки заготовок в зону обработки необходимы
устройства, отключающие оборудование при неправильном положении заготовки.
В процессе проектирования приспособлений желательно в полной мере
использовать весь арсенал конструкционных материалов, включая черные, цветные
металлы и неметаллические материалы. Такой подход обеспечит создание
компактных, легких, достаточно надежных и дешевых приспособлений. Принимаемые при проектировании технические решения должны
обязательно подтверждаться и обосновываться соответствующими расчетами. Только
при полном расчете может быть обеспечена разработка конструкции,
соответствующей типу производства и оборудования, требованиям повышения
производительности труда, качества деталей и изделий, обеспечения простоты и
безопасности обслуживания и эксплуатации, долговечности работы приспособления.
Объективность принимаемых решений при создании новых приспособлений, их
механизации, автоматизации и модернизации всегда должна быть подтверждена
расчетом экономической эффективности использования прогрессивной оснастки,
главным показателем которой является снижение себестоимости выпускаемой
продукции.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Альбом по проектированию приспособлений. Учебн. пособие
для студентов машиностроительных специальностей вузов /Б.М. Базров, А.И.
Сорокин, В.А. Губарь и др. - М.: Машиностроение, 1991.
2 Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений.
Справ. пособие - Мн.: Беларусь, 1991.
Белоусов А.П. Проектирование станочных
приспособлений . - М.: В.Ш, 1980.
Гжиров В. И. Краткий справочник конструктора:
Справочник. - Л.: В.Ш, 1986.
Гжиров В. И., Серебреницкий П. П. Программирование
обработки на станках с ЧПУ. - Л. Машиностроение, 1990
Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование
по технологии машиностроения - Мн.: В. Ш, 1989.
Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений.
- Мн.: В. Ш, 1986.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих
станков. Справочник. - М.: Машгиз, 1962.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих
станков. Справочник. - М.: Машиностроение, 1979.
Данилевский В. В. Технология машиностроения -
М.:В.Ш, 1984.
Допуски и посадки. Справочник в 2-х т./ Под
ред.В.Л.Мягкова - Л.: Машиностроение, 1983.
Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений.
- М.: Машиностроение, 1983.
Серебреницкий П.П. Пособие для станочников (Вспомогательный
инструмент для металлорежущих станков): Лениздат,1978.
Справочник технолога машиностроителя в 2-х т. Т.2 /
Под ред. А.Н.Малова- М.: Машиностроение, 1986.
Станочные приспособления. Справочник в 2-х т. / Под
ред. Б.Н.Вардашкина, А.А. Шатилова. - М.: Машиностроение,1984.
Технологическая оснастка / М.Ф. Пашкевич, Ж.А.
Мрочек, Л.М. Кожуро, В.М. Пашкевич. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002.
ГОСТ 2.105 - 95. Общие требования к текстовым
документам
ГОСТ 2.106 - 96. Текстовые документы.
ГОСТ 3.1107 - 81 ЕСТД. Опоры, зажимы и установочные
устройства. Графические обозначения.
ГОСТ 21495 - 76. Базы и базирование в машиностроении
ГОСТ 24853 - 81. Калибры гладкие для размеров до 500
мм. Допуски