Технологическая оснастка

Федеральное агентство по образованию

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Оборудование и технологии машиностроительного производства»

Пояснительная записка

к курсовой работе

по предмету: «Технологическая оснастка»

Выполнил: студент группы ТМз-632

Путов В.Ю.

Проверил: преподаватель

Кучеров А.О.

Тольятти, 2009 г.

Содержание

Введение

. Исходные данные

. Расчет сил резания

. Выбор схемы закрепления заготовки и расчет усилия зажима

. Выбор конструкции и расчет зажимного механизма

. Выбор конструкции и расчет силового привода

. Разработка конструкции корпуса

. Описание работы приспособления

. Расчет погрешностей установки заготовки в приспособление

Заключение

Литература

Введение

Станочное приспособление - это вспомогательное орудие производства для установки заготовок с целью обработки на металлорежущих станках.

В зависимости от типа станка станочные приспособления подразделяются на токарные, сверлильные, фрезерные, расточные, шлифовальные и т.д. В общем объёме средств технологической оснастки 50% составляют станочные приспособления.

С помощью станочных приспособлений можно решить три основные задачи:

базирование обрабатываемых деталей на станках производится без выверки, что ускоряет процесс базирования и обеспечивает возможность автоматического получения размеров на настроенных станках;

повышается производительность и обеспечиваются условия труда рабочих за счёт применения многоместной, многопозиционной и непрерывной обработки;

- расширяются технологические возможности станков.

Приспособления различают в зависимости от типа производства. В массовом и крупносерийном производствах в основном применяют специальные приспособления предназначенные для выполнения определённых операций для заданных заготовок на конкретном станке. В условиях серийного производства применяют агрегатированные приспособления состоящие из базовой части и сменных насадок. В мелкосерийном производстве широко распространены универсальные и универсально-сборные приспособления.

Темой данной курсовой работы является разработка станочного приспособления для обработки детали «Втулка» на токарной операции.

1. Исходные данные

Операция: 010 токарная черновая

Вид и материал заготовки - штамповка, сталь δВ=850 МПа, НВ 180 - 220. Вид обработки - черновая.

Матерная и геометрия режущей части резца - резец сборный со сменной четырёхгранной неперетачиваемой пластиной из Т5К10: φ =45°, γ=-2°, λ=0°

Режимы резания: S = 0,20 мм/об; V = 300 м/мин; t = 0,75 мм; n = 1600 мин^-1.

Согласно исходным данным монтаж разработанного приспособления осуществляется на шпинделе токарно-револьверного полуавтомата модели 1П426ДФ3, размеры которого изображены на рис.1 [5, с.70].юж

Рис. 1 Шпиндель токарно-револьверного полуавтомата 1П426ДФ3

Установка приспособления происходит путём центрирования по конусу . Крепление происходит двенадцатью винтами с шестигранными углублениями под ключ.

В условиях серийного производства применяют агрегатированные приспособления, состоящие из базовой части и сменных наладок.

Тип приспособления - одноместное универсальное наладочное (УНП) со сменными кулачками.

Металлорежущий станок - 1П426ДФ3 наибольший диаметр патрона 400мм, внутренний конус шпинделя-Морзе 6 [5],основные размеры конусов шпинделя по ГОСТ 12595-72 (Приложение 2)

2. Расчет сил резания

Расчёт сил резания выполним по методике изложенной в [3, стр. 271] При наружном продольном и поперечном точении составляющие Pz, Ру силы резания рассчитываются по формуле:

Pzy = 10*Cp*t^x*s^y*vⁿ*Kp, H (2.1)

где: Ср ,X,Y ,n - постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки. При обработке стали резцом, оснащенным пластиной из твёрдого сплава, равны;

для расчёта Рz -Cpz=300, Хpz=1,0, Ypz=0,75, npz=-0,15

для Ру- Cру=243,Xpy=0,9,Ypy=0,6,nру=-0,3(Приложение 3)

Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания:

Кр=КмрКφKγPKλр (2.2)

где: -коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (n' = 0,75 для стали ) (Приложение 4).

Кφр - коэффициент, учитывающий влияние угла в плане резца на силы, равный при φ=45°для сил

Кφpz=1,0; Kφpy=1,0 (Приложение 5)

Кур - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца на силы - при у= -2° (принимаем по (Приложение 5) ближайшее у= -0°). Кφpz=1,0; Kφpy=l ,4.

Кλр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона режущей кромки: Kλрz=1,0, KλрY=1,0 (при λ=0).

Подставив исходные данные в формулы 2.1 и 2.2, получим:

Крz = 1,1*1,0*1,0*1,0 = 1,1

Крy= 1,1*1,0*1,4*1,0 = 1,54

Pz = 10*300*0,75^1,0*0,20^0,75*300^-0,15*1,1 = 311,85 H

Py = 10*243*0,75^0,9*0,20^0,6*300^-0,3*1,54 = 199,65 H

3. Выбор схемы закрепления заготовки и расчет усилия зажима

Установка - процесс базирования и закрепления заготовки в приспособлении.

Схема установки - изображение заготовки установленной на установочном элементе приспособления.

В качестве установочных элементов принимаем сменные кулачки, размеры которых выбираются в зависимости от диаметра заготовки.

Рис.2 Схема установки

Крутящий момент от силы Р_Z ,

Момент от силы зажима,

 ,Н

где К - коэффициент запаса

где К₀ = 1,5 - коэффициент гарантированного запаса;

К₁ = 1,0 - коэффициент состояния поверхности заготовки;

К₂ = 1,0 - коэффициент затупления инструмента;

К₃ = 1,0 - коэффициент учитывающий возрастание сил резания при прерывистом резании;

К₄ = 1,0 - коэффициент механизации силового привода;

К₅ = 1,0 - коэффициент эргономичности ручных ЗМ;

К₆ = 1,0 - коэффициент учитывающий наличие крутящих моментов.

Кy=2,52

Величина усилия, прикладываемая к кулачкам, будет несколько больше усилия W за счет трения в направляющих.

 ,Н

где f=0,1 - коэффициент трения

В данном примере принимается Н_К = 78 мм; l_K = 65 мм

. Выбор конструкции и расчет зажимного механизма

Принимаем клиновой зажимной механизм.

Усилие на приводе

Q = W×tg(a+g), H

где a = 7⁰30^/ - угол клина;

g = 8⁰30^/ - при трении клина на двух поверхностях

Q = 7395,3×tg(7⁰30^/+8⁰30^/) = 2064,8 Н

5. Выбор конструкции и расчет силового привода

В данной курсовой работе выбираем пневматический привод по следующим параметрам:

Рабочий ход поршня пневмоцилиндра, исходя из техники безопасности, принимаем равным S_W = 5 мм

Диаметр поршня находим по следующей формуле:

,мм

где Р - рабочее давление в цилиндре, принимаем равным Р = 0,40 МПа

мм

Полученное значение округляем до стандартного D = 160 мм.

По таблице определяем диаметр штока d_шт = 40 мм

6. Разработка конструкции корпуса

Корпус является основной деталью приспособления и служит для размещения всех остальных элементов. Корпус выполняется из стали 40Х. Заготовка - штамповка на КГШП.

Рис. 3 Корпус патрона

. Описание работы приспособления

Приспособление «Патрон» предназначено для базирования и закрепления заготовки типа «Вал» на токарной операции.

Приспособление состоит из базовой части и сменных установочных элементов. Сменными элементами является оправка с кулачками. Базовая часть состоит из корпуса с прикрепляемым пневмоприводом.

Пневмопривод состоит из гильзы, штока, передней крышки, задней крышки, поршня.

Принцип работы приспособления: при подаче сжатого воздуха в поршневую полость поршень со штоком перемещается вправо, кулачки за счет пластинчатой пружины возвращаются в начальное состояние и заготовка раскрепляется. При подаче сжатого воздуха в штоковую полость поршень перемещается влево, шток давит на кулачки, кулачки расходятся в радиальном направлении и происходит зажим заготовки.

Данное приспособление позволяет закреплять заготовки различной конфигурации, различных размеров за счет сменных установочных элементов. Экономически выгодно применять в серийном и массовом производстве.

. Расчет погрешностей установки заготовки в приспособление

Базирование - придание заготовке требуемого положения относительно выбранной системы координат станка или инструмента.

Схема базирования заготовки приведена на рисунке 2, а лишаемые степени свободы в таблице 1.

Т.1,2,3,4 - двойная направляющая база; т.5,6 - опорная база.

Рисунок 2. - Схема базирования заготовки

Таблица 1 - Лишаемые степени свободы

Погрешность установки детали на станке определяется по формуле:

e_у = Ö e_б ²+ e_з ²+ e_пр ²

где e_б = 0 - погрешность базирования (т.к. приспособление самоцентрирующее),

e_з = 0 - погрешность закрепления (т.к. приспособление самоцентрирующее),

В самоцентрирующем приспособлении погрешность базирования и закрепления равна 0.

Погрешность установки возникает вследствие неточности изготовления элементов станочного приспособления.

e_у =

где D₁ - погрешность изготовления высоты клина кулачков;

D₂ - погрешность изготовления высоты клина центровика;

D₃ - погрешность угла клина кулачков;

D₄ - погрешность угла клина центровика;

D₅ - погрешность установки центровика в корпусе.

e_у =  = 0,195 мм

Заключение

В результате выполнения курсовой работы было разработано станочное приспособление «Патрон», предназначенное для базирования и закрепления детали «Вал» на токарной операции.

Данное приспособление позволяет закреплять заготовки различной конфигурации, различных размеров за счет сменных установочных элементов. Экономически выгодно применять в серийном и массовом производстве.

станочный приспособление заготовка погрешность

Литература

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985

2. Н.А.Нефедов, К.А.Осипов. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. М.:Машиностроение, 1983

3. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т./Т.1 /Под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова. М.: Машиностроение, 1984

4. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений. М.: Высш. школа, 1980

5. Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А.А. Панова. - М.: Машиностроение, 1988.

6. Методические указания к курсовой работе по дисциплине: «Технологическая оснастка», для студентов машиностроительных специальностей. Составил ст. преподаватель Кучеров А.О. Тольятти 2008