Проектирование приспособления

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение типа производства.

В машиностроении условно различают три основных типа производства (массовое, серийное, единичное). Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления Кз.о., который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца к числу рабочих мест. Т.к. Кз.о отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а также снабжения рабочего места всеми необходимыми вещественными элементами производства, то Кз.о оценивается применительно к явочному числу рабочих подразделения из расчета на 1 смену:

,

где Σ Пoi – суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера,

Σ Рi – явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в 1 смену.

Исходя из программы выпуска (50 шт. в год), конструкции детали, можно предварительно принять, что тип производства – мелкосерийный.

Такт выпуска деталей каждой детали определяется по формуле:

tв=Fд×60/N  мин/изд.

Где Fд – действительный фонд рабочего времени оборудования.

N – годовая программа выпуска.

Tв = мин/шт.

Количество деталей в партии для одновременного запуска определяем прощеным способом по формуле:

,

где: T – периодичность запуска, t=12.

F – число рабочих дней в  году, F=240.

n= =3 детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Маршрутный технологический процесс.

 

№ операции	Наименование	Оборудование
005	Заготовительная	К226
010	Транспортная	Электрокар
015	Термическая	Печь муфельная
020	Фрезерно-центровальная	6Р11
025	Токарная с ЧПУ	16К20Т1
030	Токарная с ЧПУ	16К20Т1
035	Фрезерная	6Р13
040	Термическая	Печь муфельная
045	Шлифовальная	5П822
050	Круглошлифовальная	3М150
055	Круглошлифовальная	3М150
060	Полировальная
065	Слесарная	Верстак слесарный
070	Моечная	Ванна моечная
075	Слесарная	Верстак слесарный
080	Контрольная	Плита контрольная

 

 

 

 

3. Проектирование технологической  операции -  операция 040 Фрезерная

 

Содержание операции

О. Установить деталь в приспособление, закрепить.

Т. Приспособление фрезерное УСП 12

О. Фрезеровать паз выдерживая размеры: L21х5

Р.И. Фреза  дисковая  Æ80 Т15К6 ГОСТ10428-85, втулка переходная 7010-0012, штангенциркуль ШЦ –I ГОСТ 166-80

О. Раскрепить деталь, снять.

 

Обработку детали выполняем на вертикально-фрезерном станке мод. 6Р13[7]

 

Техническая характеристика станка мод.6Р13.

1. Размеры  рабочей поверхности стола (ширина*длина):                   400*1600

2. Наибольшее  перемещение стола:

-продольное:                                                                                                     1000

-поперечное:                                                                                                        300

-вертикальное:                                                                                                     420

3. Перемещение  гильзы со шпинделем:                                                             80

4. Наибольший  угол поворота шпиндельной головки:                         +450;-450

5. Внутренний  конус шпинделя (конусность 7/24):                                          50

6. Число  скоростей шпинделя:                                                                            18

7. Частота вращения шпинделя, об/мин:                                            31,5…1600

8. Число подач стола:                                                                                           18

9. Подача стола, мм/мин

-продольная и поперечная:                                                                      25…1250

-вертикальная:                                                                                         8,3…416,6

10. Скорость быстрого перемещения  стола, м/мин 

-продольного и поперечного :                                                                         3000

-вертикального:                                                                                                 1000

11. Мощность электродвигателя привода  главного движения, кВт:               11

12. Габаритные размеры, мм: 2560х2260х2120

13. Масса (без выносного оборудования),кг:                                                4200

 

 

        Таблица 1 Расчет режимов резания. Переход 1. [7]

Определяемая величина	Формула	Расчетное значение
Подача; [мм/зуб.]	S	0.1
Скорость резания; [м/мин]		38,19
Поправочный коэффициент		1*1*1=1
Показатели степени	x р	68 0,25 0.2 0.2 0.3 0.1
Стойкость; [мин]	Т	120
Частота вр. шпинделя об/мин		152 nст=140
Действительная скорость резания.		35,15
Сила резания ; [Н]		915
Крутящий момент; [Н∙м]		73,2
Мощность резания кВт		2,19£ 7,5

 

Расчет технической нормы времени на операцию 040.

Основное время на операцию Т0:

= мин

 

Вспомогательное время на операцию

Тв= 1,52(мин) [6]

Оперативное время Топ=То+Тв=2,18+1.52=3,7 мин

Тоб=7% Топ =0,26 (мин)  время на  обслуживание  рабочего места;

 Тот =6% Топ= 0,24 (мин) время перерывов и личные надобности;

Норма штучного времени Тшт:

Тшт=То+Тв+Тоб+Тот=2,18+1,52+0,26+0,24=4,2 (мин);

Тпз - подготовительно-заключительное время, 8 мин

Тш.к= 8/50 + 4,2 = 4,36мин;

 

 

3. Определение установочных поверхностей детали, анализ возможных схем базирования и обоснование выбранной схемы базирования.

Для фрезерования паза целесообразно применить схему базирования представленную на рисунке 1.

Поскольку проектируемая деталь является телом вращения, на данной операции ее целесообразно базировать по следующей схеме:

 цилиндрическим поверхностям (Æ20к6 и Æ40к6) и торцу (рисунок 1а);              

 

 

Рисунок 1. Возможные схемы базирования детали на операции

 

 

 

 

4. Расчет погрешности базирования детали определение конструктивных параметров установочных элементов [4]

Рисунок 2 Погрешность базирования при обработке в приспособлении

 

 

d - допуск на диаметр вала  d  = 0.016 мм

 

(мм)

 

 

5. Разработка схемы сил действующих на деталь, определение точки приложения и направления действия зажимной силы

Рисунок 3 Схема сил действующих на деталь

 

 

 

 

6. Расчёт потребного усилия зажима

Деталь закрепляется в призмах с углом 90° и находится под действием  силы.

Потребное усилие зажима [2]:

fпр – приведенный коэффициент трения

f1 – коэффициент трения f1 = 0.17

К – коэффициент запаса

*K6

Значения составляющих К1…К5

Коэффициент, учитывающий  возрастание сил обработки при затуплении инструмента К1 = 1.3 [2. стр.118 табл.4.1];

Коэффициент, учитывающий неравномерность сил резания из-за непостоянства снимаемого при обработке слоя К2 = 1.0 [2. стр.119]; 

Коэффициент, учитывающий изменение сил обработки при прерывистом точении К3 = 1[2. стр.119];

Коэффициент, учитывающий  непостоянство развиваемых приводами сил    К4 = 1.3 (для ручного зажима) [2. стр.119];

Коэффициент, учитывающий непостоянство развиваемых сил зажимных устройств с ручным приводом К5 = 1.2 (для зажима при помощи ключа с поворотом более 90º)

Коэффициент К6 в данном случае не учитывается [2. стр.119];

(Н)

 

7. Определение вида привода, расчёт его конструктивных размеров

Сила, которую создает зажим с усилием конструктивных размеров прихвата [3]:

l = 85 мм r = 20 мм l1 = 45 мм f0 = 0.12

 

(Н)

Так как в приспособлении применены два прихвата то Q1= Q/2= 3999 Н.

Момент, необходимый для обеспечения заданной зажимной силы Q

rср – средний диаметр резьбы

rср – 0.45 dp (диаметр резьбы М10) принят стандартным для данного типа размера.

rср = 0.45 * 10 = 4,5 мм

a - угол подъема резьбы   a = 2°30¢

j - угол трения в резьбе   j  = 10°30¢

rпр – приведенный радиус

D – диаметр пяты = 32 мм

d – диаметр винта  d = 10 мм

(мм)

(Н∙мм)

(Н∙мм)

Длину рукоятки ключа определяем из уравнения

Где усилие ручного зажима

(мм)

Принимаем ключ с длиной рукоятки L = 200 (мм)

 

8. Прочностной расчет приспособления

Наиболее нагруженной деталью приспособления является нажимной винт поз. 13, поскольку он испытывает деформацию сжатия.

Исходя из условий прочности, нажимной винт должен удовлетворять условию:

(мм)

[d] = 100…120 мПа  для винтов  изготовленных из стали 45  ГОСТ 1050 – 88

с = 1.4 коэффициент запаса для основной метрической резьбы

8,85 мм < 10 мм – условие выполняется.

 

9. Точностной анализ выполняемой операции

Погрешности приспособления определяем по формуле [6 стр. 162]

Kт – 1,2  коэффициент, учитывающий возможное отступление от нормального распределение  отдельных составляющих

Кm2 – 0.8 коэффициент при eб¹0 [6 стр. 162]

Кm1 – 0.6…0.8 [6 стр. 162]

eб - погрешность базирования (мм) [см пункт 4 ПЗ]

eз – погрешность закрепления  eз = 0.060 (мм) [6 стр. 82]

ey – погрешность установки приспособления на столе станка

S – величина зазора между шпонкой и пазом стола станка = 0.05 (мм)

m – длина шпонки   m = 50 (мм)

l – расстояние между шпонками приспособления 

l = 250 мм

(мм)

eu – погрешность, износа установочных элементов

N – партия детали  N = 10 шт.

(мм)

en – погрешность, смещения режущего инструментаen = 0

ω – экономическая точность обработки [6] ω =  0.1 мм

(мкм)

Допуск на размер шпоночного паза на глубине 4+0.2 d = 0.2 мм;

                                                              по длине 40±0.34 d =  0.68мм

Так как 110 < 200 мкм  110 < 680 мкм

Приспособление удовлетворяет точности обработки.

 

 

 

10. Описание конструкции и работы спроектированного приспособления

Приспособление фрезерное для универсального станка собрано из деталей УСП-12. Данное  приспособление состоит из следующих деталей.

На плите поз.1 устанавливаются две призмы поз.2 и поз.3. Деталь базируется в призмах поверхностями Æ20к6 и Æ40к6. Вследствие перепада базирующих диаметров под призму поз.2 предусмотрена подкладка поз.5. Призма поз.2 базируется на двух направляющих шпонках поз.14 прикрученные к основанию призмы винтами поз. 19. Подкладка базируется  по пазам плиты поз.1 по двум  т-образным шпонкам поз. 24. В эти шпонки вкручиваются крепежные болты поз. 11. Призма поз. 3 базируется на четырех шпонках поз. 14 прикрученных к основанию призмы винтами поз. 19. Призма прикручивается к плите 2 винтами поз. 11.

В приспособлении деталь закрепляется прихватами. Конструктивно прихват состоит из следующих элементов. В прихват поз. 4.вкручивается регулировочный болт поз. 13 к основанию, которого при помощи штифта поз. 15  крепится пята поз. 23. В прихвате предусмотрен паз, через который продевается шпилька поз. 7. Шпилька вкручивается в отверстие плиты. Предварительно на плите установлены шайбы поз. 17, поз. 18, а также пружины поз. 8, поз. 9 для соответствующих призм.