Конструкція затискного пристрою для обробки деталі

Ім'я файлу: Розрах.р. - Носаченко.docx
Розширення: docx
Розмір: 641кб.
Дата: 11.12.2022
скачати
Пов'язані файли:

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ-ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра Прикладної механіки

Розрахункова робота

З дисципліни

,,Технологічна оснастка”

На тему

,,Конструкція затискного пристрою для обробки деталі”

Виконав студент гр. ПМР-19

Носаченко Р. О.

Перевірила

Професор, доктор технічних наук

Калафатова Л. П.

Луцьк 2022

Розрахункова робота

Тема: Конструювання затискного пристрою для обробки деталі.

Мета роботи: сконструювати (на рівні схеми) затискне пристосування для обробки конкретної деталі для однієї операції технологічного процесу її обробки.

План виконання роботи

1. Ознайомитися з кресленням деталі. Звернути увагу на необхідність витримки допусків на розмір, точності і якості обробки тих чи інших поверхонь.

2. Розробити у спрощеному вигляді маршрутно-операційний технологічний процес (ТП) обробки деталі з переліком операцій і переходів у середині цих операцій.

3. Вибрати операцію з розробленого ТП, для якої буде спроектовано пристосування, і модель верстата для виконання цієї операції (тип виробництва – серійний).

4. Для вибраної операції вибрати різальний інструмент згідно з типом операції і характеристиками оброблюваного матеріалу; навести характеристики цього інструменту (з Довідника технолога).

5. Призначити параметри режиму обробки для цієї операції (з Довідника технолога).

6. Розрахувати складові сили різання (тангенціальну, радіальну, осьову) для цієї операції (використати формули з Довідника технолога).

7. Визначити силу закріплення заготовки в пристосуванні. Для цього:

- вибрати схему базування заготовки на верстаті із умов забезпечення заданою кресленням точності і забезпечення не порушення поверхонь, які оброблені на попередніх операціях; - вибрати точки прикладення і напрямок сил затиску;

- навести схему установки заготовки в пристосуванні з позначенням точок прикладення складових сил різання, зовнішніх сил, реакції опор, сил затиску;

- вибрати систему координат і її розташування на схемі; - виконати аналіз можливих обертів і зміщень заготовки під дією сил різання, визначити допущення і обмеження;

- скласти рівняння рівноваги із умов нерухомості заготовки відносно базуючих елементів пристосування, визначити сили затиску.

8. Вибрати схему силового механізму пристосування і виконати його розрахунок, знайшовши зусилля на штоку пневмо- або гідроциліндру приводу.

9. Вибрати варіант приводу

Хід роботи

1. Наведення креслення деталі та заготовки

Креслення деталі, для якої буде спроектовано затискний пристрій й креслення її заготовки – виливку наведено на рисунках 1 та 2 відповідно.

Деталь – кришка гнізда підшипника валу (Рис. 1), тип – диск, має масу 0,2925 кг, виготовляється з сірого чавуну СЧ15 ГОСТ 1412-85. Довжина деталі – 76 мм, висота також – 76 мм, а ширина – 16,5 мм. Поверхні, що контактують з поверхнями інших деталей мають шорсткість Ra 2,5, найбільш точна поверхня – фланець з шорсткістю Ra 1,6. Менш відповідальні поверхні мають шорсткість Ra 6,3 (зовнішній торець, стінки отворів для гвинтів), усі інші поверхні додатково не обробляються та мають шорсткість Ra 12,5. Точність відповідальних розмірів забезпечується 7-9 квалітетами. Для правого торця та фланця встановлен допуск перпендикулярності до вісі деталі ⊥ 0,016; для вісей радіальних отворів встановлен допуск паралельності до вісі деталі // 0,02. Деталь не навантажена та використовується для закриття гнізда підшипника вала. Деталь досить проста по конструкції і має технологічні базові поверхні для початкових операцій. Форма заготовки наближена до форми деталі. Є вільний доступ інструменту до оброблюваних поверхонь, наскрізні ступінчасті радіальні отвори також не визивають труднощів при свердлінні чи при їх обробці. Через це деталь можна вважати досить технологічною. Ніякі технології зміцнення не використовуються.

Так як деталь ненавантажена (кришка), невідповідальна, має досить велику серійність виробництва та потрібна для неї заготовка без перешкод створюється литтям, матеріал, обраний для виготовлення виливка – сірий чавун СЧ15, твердістю HB = 130 – 241 МПа. Після виливання заготовки виконується термообробка - нормалізація.

Рисунок 1 – Креслення деталі

Рисунок 2 – Креслення заготовки

2) Розробка спрощеного маршрутно-операційного технологічного процесу (ТП) обробки заготовки

- 005 Токарно-гвинторізна (токарно-гвинторізний верстат 16К20).

Установ А (базування за поверхнями 9 та 8):

1) Підрізати начорно торець 4 до l = 19,5 мм;

2) Розточувати отвір 2 начорно до діаметра Ø 43 мм;

3) Точити поверхню 1 остаточно до l = 7,5 мм;

4) Підрізати начорно торець 7 до l = 13 мм;

5) Точити начорно циліндричну поверхню 6 до діаметра Ø 56 мм.

Установ Б (базування за поверхнями 4 та 2):

1) Точити циліндричну поверхню 8 остаточно до Ø 76 мм;

2) Підрізати начорно торець 9 остаточно до l = 17,5 мм.

Установ В (базування за поверхнями 9 та 8):

1) Підрізати начисто торець 4 до l = 16,5 мм;

2) Розточувати отвір 2 начисто до діаметра Ø 45 мм;

3) Підрізати начисто торець 7 до l = 10 мм;

4) Точити начисто циліндричну поверхню 6 до діаметра Ø 54 мм;

5) Точити фаску 3 (1,00 х 45°) та фаску 5 (0,50 х 45°).

- 010 Радіально-свердлильна (вертикально-свердлильний верстат 2Н135).

Установ А (базування за поверхнями 4 та 2):

1) Свердлити отвір 11 діаметром Ø 6 мм до кінця послідовно;

2) Зенкерувати отвір 10 діаметром Ø 10 мм, до l = 5,5 мм послідовно.

- 015 Круглошліфувальна (круглошліфувальний верстат м312).

Установ А (базування за поверхнями 9 та 8):

1) Шліфувати начорно циліндричну поверхню 6 до діаметра Ø 53 Н7 мм.

3) Обрання операції з розробленого ТП, для якої буде спроектовано пристосування, і моделі верстата для виконання цієї операції

З маршрутно-операційного ТП обираємо свердлильну та зенкерувальну операції, порівняємо їх та спроектуємо пристосування для найбільш вимогливої. Операція буде виконуватися на вертикально-свердлильному верстаті 2Н135.

4) Обрання інструменту для обраної операції, неведення його характеристик

Для виконання свердлильної операції обираємо свердло з швидкорізальної сталі 2301-0001-В1 ГОСТ 10903-77 (свердло звичайної точності класу В1 зі звичайним хвостовиком; d = 6 мм; l = 57 мм; L = 138 мм; циліндричний хвостовик; матеріал – швидкорізальна сталь Р6М5). Схематичне зображення інструменту наведено на рисунку 3.

Рисунок 3 – Схематичне зображення свердла

Для виконання зенкерувальної операції обираємо зенкер з швидкорізальної сталі 2323-2721 u8 ГОСТ 12489-71 (зенкер для глухих отворів з циліндричним хвостовиком; d = 10 мм; l = 87 мм; L = 133 мм; матеріал – швидкорізальна сталь Р6М5). Схематичне зображення інструменту наведено на рисунку 4.

Рисунок 4 – Схематичне зображення зенкера

5) Призначення параметрів режиму обробки для вибраної операції

5.1 Розрахунок режимів різання при свердлінні

- Глибина різання t, мм.

t = 3 мм;

- Подача s, мм/об.

S = 0,15 мм/об;

- Швидкість різання при свердлінні.

Розраховується за формулою [1]:

де D – діаметр свердла (мм);

Cv, m, y, q – коефіцієнти, визначаються за довідником технолога;

Т – період стійкості інструмента;

Kv – загальний поправочний коефіцієнт:

де

- коефіцієнт на інструментальний матеріал;

– коефіцієнт, враховуючий глибину свердлення;

- коефіцієнт на оброблюваний матеріал:

де НВ – твердість матеріала, МПа;

n_v – показник ступеню.

- Частота обертання шпинделя.

Визначається за формулою:

, об/хв.,

де D – діаметр свердла, мм;

V – швидкість різання м/хв..

5.2 Розрахунок режимів різання при зенкеруванні

- Глибина різання t, мм.

t = 2 мм;

- Подача s, мм/об.

S = 0,5 мм/об;

- Швидкість різання при зенкеруванні.

Розраховується за формулою [1]:

де D – діаметр свердла (мм);

Cv, m, y, q, x – коефіцієнти, визначаються за довідником технолога;

t – глибина різання (мм);

Т – період стійкості інструмента;

Kv – загальний поправочний коефіцієнт:

де

- коефіцієнт на інструментальний матеріал;

– коефіцієнт, враховуючий глибину свердлення;

- коефіцієнт на оброблюваний матеріал:

де НВ – твердість матеріала, МПа;

n_v – показник ступеню.

- Частота обертання шпинделя.

Визначається за формулою:

, об/хв.,

де D – діаметр свердла, мм;

V – швидкість різання м/хв..

6) Розрахунок складових сил різання

6.1 Розрахунок складових сил різання при свердлінні

- Крутний момент

, Н*м.

Розраховується за формулою [1]:

де D – діаметр свердла (мм);

Cм, y, q – коефіцієнти, визначаються за довідником технолога;

s – подача (мм/об).

Кр – коефіцієнт, враховуючий фактичні умови обробки (Кр = Кмр):

де

- межа тимчасової міцності, МПа;

n – показник ступеню при знаходженні крутного моменту.

- Осьова сила

, Н.

Розраховується за формулою [1]:

де D – діаметр свердла (мм);

Cр, q, y, – коефіцієнти, визначаються за довідником технолога;

s – подача (мм/об).

Кр – коефіцієнт, враховуючий фактичні умови обробки (Кр = Кмр):

де

- межа тимчасової міцності, МПа;

n – показник ступеню при знаходженні крутного моменту.

6.2 Розрахунок складових сил різання при зенкеруванні

- Крутний момент

, Н*м.

Розраховується за формулою [1]:

де D – діаметр зенкера (мм);

Cм, y, q, x – коефіцієнти, визначаються за довідником технолога;

t – глибина різання (мм);

s – подача (мм/об).

Кр – коефіцієнт, враховуючий фактичні умови обробки (Кр = Кмр):

де

- межа тимчасової міцності, МПа;

n – показник ступеню при знаходженні крутного моменту.

- Осьова сила

, Н.

Розраховується за формулою [1]:

де Cр, x, y, – коефіцієнти, визначаються за довідником технолога;

s – подача (мм/об);

t – глибина різання (мм).

Кр – коефіцієнт, враховуючий фактичні умови обробки (Кр = Кмр):

де

- межа тимчасової міцності, МПа;

n – показник ступеню при знаходженні крутного моменту.

7. Визначення сили закріплення заготовки в пристосуванні

За розрахунками видно, що операція свердління більш вимоглива за операцію зенкерування, тому для неї наведемо схему установки заготовки в пристосуванні (Рис. 5) з позначенням точок прикладення складових сил різання, зовнішніх сил, реакції опор, сил затиску.

Прийняті наступні припущення:

- На направляючий елемент пристосування (палець) зовнішні сили не діють. Контакт між заготовкою і зазначеним елементом забезпечується при установці заготовки і залишається незмінним при експлуатації пристосування;

- Момент тертя опору, що запобігає повороту заготовки під час свердління навколо точки О, визначається через сили реакції на опорах (нормальної сили), відстанню між опорами і віссю обертання.

Рисунок 5 – Схема установки заготовки в пристосуванні

Для обраної системи координат напишемо рівняння рівноваги заготовки під час обробки у такий спосіб:

=0;

=0.

=0

;

;

=0

=0.1,

де

и

- коефіцієнти тертя між затискними елементами і заготовкою і між опорними елементами пристосування і заготовкою, відповідно, приймаємо що вони є однаковими

=

=

- реакції опор, Н;

Р_о - осьова складова сили різання, Н;

W – сила затиску, Н.

З формули (

=0) підставляємо до формули (

=0) значення сили реакції

=

і відповідно сила затиску дорівнює:

З урахуванням особливостей процесу різання скорегуємо знайдене зусилля затиску введенням коефіцієнту запасу К.

Приймемо що К = 2,5.

становить:

8) Вибір схеми силового механізму пристосування і виконання його розрахунку

Зобразимо схему силового механізму пристосування (рис 6).

Рисунок 6 – Схема силового механізму пристосування

Для визначення величини зусилля на штоку пневмоциліндра Q розглянемо наступні співвідношення:

∑

=0;

=

;

Зусилля на важелях рівні:

.

Тоді:

де

тут

сумарний коефіцієнт запасу (

=

);

коефіцієнт гарантованого запасу (

);

– коефіцієнт, що характеризує стабільність сили затиску в затискних механізмах гідро- та пневмоприводу (

);

– коефіцієнт, що характеризує ергономіку ручних механізмів (

);

– коефіцієнт, що враховується тільки при наявності моментів, що повертають заготовку, встановлену площиною на постійні упори (

).

Орієнтуючись на знайдене значення сили

, знаходим параметри приводу:

де D – діаметр пневмоциліндра, мм;

р – тиск у пневмомережі, МПа (р = 0,6);

– коефіцієнт корисної дії приводу (

= 0,9).

Знаходимо діаметр пневмоциліндра:

9) Обрання варіанту приводу

Обираємо реальний циліндр з найближчим діаметром – D = 63 мм, його виконання та характеристики наведені в таблицях 1, 2 й на рисунку 7.

Таблиця 1 – Основні параметри циліндрів

Діаметр, мм		Зусилля на штоці, Н, з тиском, МПа, не менш
циліндра	штока	0,40	0,63	1,0	0,40	0,63	1,0
циліндра	штока	штовхаюче			тягнуче
63	16	1070	1680	2650	1000	1550	2500
80	25	1750	2750	4400	1600	2500	4000
100	25	2750	4350	6900	2600	4050	6450
125	32	4300	6800	10800	4000	6300	10 000
160	32	7400	11600	18500	7100	11200	17 700
200	40	11500	18 200	28 900	11 100	17 500	27 800
250	50	18 000	28 400	45 200	17 300	27 300	43 400

Виконання	D	L	d	d₁	d₂	d₃	d₄	d₅	d₆	D₁(_+0,2^+0,5)	l	l₁	h, не більш	l₂	l₃	l₄	l₅	l₆, не більш	l₇	A (±0,3)	В	S
1 2	63	10	16	M12×1,5 M12×1,5	М10	М8	6	30	-	72	25	16	22,5	12,5	20	-	40	66	46	60	78	14
1 2		16		М12×1,5 М12×1,5											20			62
1 2		25		М12×1,5 М12×1,5											20			81

Таблиця 2 – Основні розміри встановлюваних пневмоциліндрів

Рисунок 7 – Схематичне зображення встановлюваних пневмоциліндрів

Список використаної літератури

1. Довідник технолога-машинобудівельника. В 2-х т. Т. 2 / Під редакцією А. Г. Косіловой та Р. К. Мєщєрякова. – 4-те видання, дороб. та доп. – М. : Машинобудування , 1986, 496 с., іл.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас