Разработка технологической оснастки

Зная основное время Т₀,мин и особенности компоновки проектируемого приспособления, рассчитываем вспомогательное время на выполнение операции. [4,с.197]

Нормирование вспомогательных  технологических переходов и  приемов сводим таблицу.

Таблица 2. Расчет вспомогательного времени

Содержание технологического перехода	Тв, мин
1. Взять деталь, установить в кондуктор Первая деталь Каждая последующая деталь	0,048 0,034
2. Закрепить заготовку	0,036
3. Установить сверло диаметром 8 мм в быстросменный патрон, снять	0,035
4. Подвести сверло в вертикальном  направлении	0,01
5. Установить частоту вращения  рукояткой	0,02
6. Установить подачу рукояткой	0,02
7. Включить станок кнопкой	0,01
8. Отключить подачу рукояткой	0,01
9. Сверлить отверстие	0,17
10. Выключить подачу рукояткой	0,02
11. Выключить станок кнопкой	0,01
12. Очистить приспособление от стружки щеткой
Сумма	0,325

 

 

6. Расчет сил зажима при обработке на сверлильных станках.

 

 

Для обеспечения надёжного закрепления  детали при обработке необходимо, чтобы с помощью зажимных элементов  и устройств базовые поверхности  детали были прижаты к опорным  элементам.

При выполнении сверления будет  возникать крутящий момент, который  будет стремиться повернуть заготовку  относительно оси обрабатываемого  отверстия. Определяем крутящий момент и осевую силу для сверления отверстия  диаметром 40 мм.

Момент кручения находим по формуле: [9. с.277]

М_КР = 10С_МD^qS^yK_P.        

Коэффициенты и показатели степени  в формуле скорости резания С_М=0,03; q=2; у=0,8;

К_Р = 0,96  

М_КР = 10×0,03×40²×0,22^0,8×0,96 = 56,7 Н×м

Рассчитываем силу зажима детали, для чего составим уравнение:

где – коэффициент запаса.

;

K₀=1,5;

K₁=1,2;

K₂=1;

K₃=1;

K₄=1,3;

K₅=1.

;

 

Механизм может обеспечить силу зажима в 3300 Н, что больше расчётного значения и поэтому удовлетворяет условию.

Расчет детали на прочность

Рассчитываю на прочность деталь болт, на которую который удерживает деталь в закрепленном виде. Диаметр штока  М16мм. Для того чтобы проверить  выдержит ли болт нагрузку, произведем расчет штока смятие резьбы. Материал штока - Сталь 45, предел прочности [s] = 16 кН/см ².

Для того, чтобы при работе резьбу на штоке не сорвало, необходимо выполнение условия:

  s_р £ [s]_р   

Предел текучести для Стали 45 равен s_т=300 МПа [2].

  [s]_р=0,6s_т 

[s]_р=0,6×300 = 180 (МПа).

Опасным является сечение, ослабленное  нарезкой.

Расчетный диаметр резьбы определяется по формуле:

 d_р=d – 0,94×p   

где: d – внешний диаметр резьбы, мм;

p – шаг резьбы, мм.

d_р=16 – 0,94×2 = 14,12 (мм).

 

    

где: F–максимальная осевая сила, действующая на растягивание болт,Н.

Условие  выполняется (9,43 < 180), следовательно, резьба на болте выдержит нагрузку.

 

7 Расчет погрешности закрепления

 

Суммарная погрешность закрепления 

,         

где e_3Y - погрешность, вызванная контактными перемещениями в стыке заготовка – опора;

       e₃₀ – основная составляющая погрешности закрепления.

В нашем приспособление погрешность закрепления для горизонтальных размеров будет равна нулю. Так как соблюдается следующее условие при приложение силы закрепления размер, который необходимо выдержать будет перемещаться в той же плоскости, в которой будет действовать сила закрепления.

 

8. Разработка конструктивного исполнения технологической оснастки.

 

Эксплуатация приспособления

1. Установить и закрепить приспособление на столе станке, установка происходит с помощью шпонки.
2. Подготовить базовые поверхности к установке заготовки.
3. Установить заготовку, закрепить заготовку болтом.
4. Обработать заготовку (просверлить отверстия Æ40 мм)
5. Поворотом болта открепить заготовку.
6. Подготовить базовые поверхности приспособления к установке следующей заготовки.
7. В процессе эксплуатации приспособления выполнять пункты 1 - 7 технических требований. Приспособление хранить на деревянном основании. Воздействие атмосферных осадков и агрессивных сред недопустимо.

Основные узлы приспособления. Приспособления необходимы для закрепления заготовки на станке и обеспечения при этом требуемого на данной операции взаимного расположения станка, заготовки и режущего инструмента. Приспособление которое проектируется для нашей детали требуется просверлить с одной установки на вертикально-сверлильном станке одно отверстие. Для обеспечения заданных требований необходимо:

- придать заготовке  относительно горизонтальной плоскости  стола положение при котором в процессе обработки отверстия будет получен необходимые размеры

расположить заготовку  на станке относительно оси шпинделя (сверла) таким образом, чтобы при сверлении отверстия его оси пересекала ось отверстия на заданном расстоянии от торца;

- закрепить заготовку.

Все эти требования могут  быть обеспечены с помощью приспособления, предназначенного для данной операции. Заготовка базируется главной базой – цилиндрической поверхностью в призмы и фиксируется от поворота на нем прижимом расположенным в кондукторной плите. Точность получения отверстий обеспечивается кондукторной плитой, которая накладывается на деталь. Корпус кондукторной плиты запрессована кондукторная втулка, которая координирует и направляет сверло при сверлении, она расположена так, чтобы получить заданный размер заготовки.

Итак, данное приспособление обеспечивает: базирование заготовки, ее закрепление, координацию и направление режущего инструмента.

Таким образом, в зависимости  от конкретных условий, определяемых требованиями чертежа и технологического процесса, с помощью   приспособления можно одновременно решать несколько различных задач. Для этого в нем предусмотрены детали и узлы с соответствующим целевым назначением. В самом общем случае приспособление может иметь следующие детали и узлы: корпус, опорные элементы, зажимные устройства, элементы для координации и направления инструмента, элементы, обеспечивающие точное расположение приспособления на станке, делительное устройство. Рассмотрим эти детали и узлы более подробно.

Корпус. Каждое приспособление имеет корпус, на котором монтируются все остальные элементы. Конструктивное оформление корпусов весьма разнообразно. Корпус имеет поверхности, с помощью которых приспособление устанавливается на станок.

Опорные элементы. Своими базами заготовка соприкасается  с поверхностями приспособления, которые называют опорными. Чаще всего они выполняются не на корпусе, а на отдельных элементах, закрепляемых на корпусе. Такие элементы также называются опорными. Их делают сменными (для удобства замены при износе) и размещают на корпусе приспособления в фиксированном положении. От точности расположения их на корпусе зависит точность обработки.

Опорные поверхности элементов  должны обладать большом износостойкостью, поэтому их обычно изготовляют из стали марок 15, 20 и 20Х с цементацией на глубину 0,8...1,2 мм и последующей закалкой до твердости HRC 50...55. Большинство опорных элементов стандартизовано.

Зажимные устройства. Закрепление  заготовки в приспособлении осуществляют с помощью зажимных устройств, которые приводятся в действие либо вручную.

Элементы для координации  и направления инструмента. Необходимое взаимное расположение режущего инструмента и заготовки достигается с помощью элементов, предназначенных для координации и направления инструмента. В качестве таких элементов используются кондукторные и направляющие втулки.

 

9. Расчет погрешности установки

 

Погрешность установки e_У

В общем случае

          ,   

где e_Б – погрешность базирования;

      e₃ – погрешность закрепления;

      e_3И – погрешность формы поверхности контакта установочного элемента в результате износа;

  e_И – погрешность, определяемая прогрессирующим изнашиванием установочных элементов;

e_УС – погрешность изготовления и сборки приспособления;

e_С – погрешность установки и фиксации приспособления на станке.

e_ПР = e_УС + e_С + e_И

e_ПР - погрешность положения заготовки

Если систематические погрешности e_УС и e_С, можно полностью устранить, то

.        

Если погрешности  e_И и e_3И, зависящие от износа, можно регулярно компенсировать поднастройкой инструмента, то  

        

Погрешность положения заготовки возникает в результате погрешностей изготовления приспособления , погрешность установки и фиксации приспособления на станке и износа опор :

.                                             

Точность изготовления опор и других стандартных деталей  приспособления. Допуски ответственных размеров нестандартных деталей приспособления обычно составляет 10 – 30 % допуска на соответствующий размер обрабатываемой детали. Как правило,

0,01-0,005 мм.

Составляющая  возникает в результате перемещений и перекосов корпуса приспособления на столе, планшайбе или шпинделя станка. При рациональных условиях схемы приспособления и при правильном выборе зазоров в сопряжениях величину можно снизить до 0,01..0,02 мм.

Тогда общая погрешность составит:

,                                   

где - погрешность базирования,

- погрешность закрепления,

- погрешность формы поверхности  контакта установочного элемента  в результате износа,

- погрешность, определяемая прогрессирующим  изнашиванием установочного элемента,

- погрешность изготовления и  сборки приспособления,

- погрешность установки и фиксации  приспособления на станке.

,                                      

где - погрешность положения.

Тогда погрешность установки  составит:

,                                                         

(мм).

В результате можно сделалать заключение, что приспособление, используемое при обработке будет обеспечивать требуемую точность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемых источников.

 

1. Справочник технолога-машиностроителя:  В 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. -Т.1.-656 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя:  В 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. -Т.2. - 496 с.

3. Взаимозаменяемость, стандартизация  и технические измерения: Учеб. / А.И. Якушев, Л.Н. Воронцов, Н.М. Федотов. - М.: Машиностроение, 1987. - 352 с.

4. Ансеров М.А. Приспособления  для металлорежущих станков.Л.: Машиностроение, 1966. - 652 с.

5. А.Горошкин А/С Приспособления для металлорежущих станков: Справ. - М.: Машиностроение, 1979. - 303 с.

6. Справочник конструктора инструментальщика; / Под ред. В.И. Баранчикова. - М.: Машиностроение, 1994. - 560 с.

7. Справочник инструментальщика / Под ред. И.А. Ординар-цева. - Л.: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1987. - 846 с.