Проектирование технологического процесса механической обработки и специального станочного приспособления для детали «фланец»

Обладая мощным, но чувствительным механизмом, патрон позволяет 
надежно крепить детали с высокой точностью их центрирования, 
как для выполнения высокорежимной обработки, так для более тонких 
работ.

 

2.3 Погрешность  установки заготовки в приспособлении

 Основное требование, предъявляемое к приспособлению, обеспечить заданную точность обработки на встроенном станке. Поэтому еще на стадии проектирования приспособления следует производить расчеты на точность.

Заданная точность будет обеспечена, если получающаяся максимальная погрешность обработки будет меньше допуска. Это значит, что для каждого выдерживаемого на операции размера должно выполняться неравенство:

,          

где a - допуск на размер, допуск на отклонение (от соосности, параллельности и т.п.) расположения обрабатываемой поверхности;

- максимальная результирующая  погрешность обработки.

Результирующая погрешность  обработки  состоит из различных факторов, влияющих на погрешность обработки. Это погрешность изготовления и износа элементов станка, приспособления и инструмента, деформация приспособления и детали под действием сил резания и т.д. Каждый из этих факторов состоит из других погрешностей обработки.

Для обработки деталей  в приспособлениях можно выделить следующие основные составляющие погрешности:

• d_с – погрешность станка в ненагруженном состоянии, вызванная погрешностями изготовления и сборки его деталей и узлов и их износа;
• d_р.п. – погрешность расположения приспособления на станке;
• d_п.у. – погрешность расположения установочных поверхностей относительно посадочных поверхностей приспособления, которыми оно ориентируется на станке;
• d_у – погрешность установки в приспособлении;
• d_з – погрешность, вызываемая закреплением детали в приспособлении;
• d_п.п. – погрешность расположения направляющих элементов для инструмента относительно установочных поверхностей приспособления;
• d_и – погрешность инструмента, порождаемая погрешностью его изготовления;
• d_р.и. – погрешность расположения инструмента на станке;
• d_н – погрешность настройки, т.е. погрешность расположения инструмента относительно направляющих элементов приспособления при настройке;
• d_д – погрешность деформации, связанная с податливостью технологической системы станок – приспособление – инструмент – деталь;
• d_из – погрешность, вызываемая износом режущего инструмента.

Максимальная результирующая погрешность  обработки определяется по формуле:

, 

где K – коэффициент, учитывающий закон распределения составляющих погрешностей, K=1,2 [6].

Следует отметить, что  не всегда при выполнении операции имеют место все перечисленные  выше составляющие погрешности. Чаще приходится иметь дело лишь с частью погрешностей, т.к. значения остальных настолько малы, что их влиянием можно пренебречь.

В рассматриваемой операции из размеров выделим те, точность которых влияет на приспособление: 115±0,4. Допуск на этот размер         a=0,4 мм.

Погрешность d_с=0, так как влиянием погрешностей станка можно пренебречь. Погрешностями d_и, d_р.и.,  d_из, d_п.п ,d_д пренебрегаем, так как они не влияют на точность рассматриваемого размера.

Погрешности d_р.п., d_н = 0, т.к. эти погрешности очень малы, мы их не учитываем.

Погрешности d_п.у, d_д = 0, так как влиянием этих погрешностей можно пренебречь.

Погрешности d_з=0,01, d _у.=0,01 мм приняты без расчета.

,

т.е. ; 0,085<0,4,

Таким образом, приспособление будет обеспечивать заданную точность обработки.

 

 

2.4 Определение величины зажимного усилия

После установки заготовки  в приспособлении ее фиксируют с помощью зажимного усилия. Сила закрепления заготовки вычисляется по формуле:

,   

где M_рез=1,3 Н×м – момент силы резания;

R=65 мм – радиус заготовки (R= 0,065 м);

f – коэффициент трения в местах заготовки с опорами, f = 0,35;

k – коэффициент запаса [5].

Коэффициент запаса рассчитывается по формуле:

где k₁=1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовке;

        k₂=1,6 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента;

        k₃=1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

         k₄=1 – коэффициент, учитывающий непостоянство зажимного усилия;

         k₅=1 – степень удобства расположения рукояток в ручных зажимных устройствах;

         k₆=1 – неопределенность из-за неровности места контакта заготовки с опорным элементом.

Подставив все данные в формулу, получим:

 Н.

Величина зажимного  усилия не превышает силы резания, следовательно, деталь в приспособлении закреплена надежно.

 

          2.5 Безопасность эксплуатации приспособления в соответствии с ГОСТ

Согласно требованиям  стандарта СТО СГАУ 02068410-004-2007, приспособление должно соответствовать следующим  требованиям:

1) наружные элементы  конструкции не должны иметь  острых углов, кромок и других  неровных поверхностей, если их  наличие не определяется функциональным назначением;

2) радиусы скруглений  и размеры фасок не должны  быть менее 1 мм, если их размеры  не оговорены особо;

3) должен обеспечиваться  свободный выход стружки;

4) органы управления  приспособлением должны быть  расположены на высоте 1000-1600 мм от уровня пола, при обслуживании стоя , 600-1200 мм -при обслуживании сидя;

5) заготовка должна  быть надежно закреплена;

6) элементы приспособления  не должны препятствовать работе  станка, не должны ограничивать  допуск к органам управления, не должны создавать опасность работе станочника.

Параметры разработанного приспособления соответствуют требованиям  СТО СГАУ 02068410-004-2007, поэтому можно  сделать вывод о его безопасности при эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Представленный курсовой проект состоит из двух частей.

В первой части был разработан технологический  процесс изготовления детали типа «фланец». Проведен конструктивно-технологический анализ детали, проанализированы основные свойства материала, найдены коэффициент унификации, коэффициент точности обработки, коэффициент шероховатости и коэффициент использования материала. На основе этих данных был выбран вид заготовки и способ ее получения, а также оборудование и режущий инструмент, необходимый для получения детали «фланец». Рассчитаны режимы обработки и нормирования для токарной операции.

Во второй части курсового  проекта разработана конструкция  специального станочного приспособления для обработки детали на токарно-винторезном станке модели 1А616. Выбран вид и рассчитана величина зажимного усилия заготовки, соблюдены условия безопасности работы проектируемого приспособления в соответствии с ГОСТом.

Составлены маршрутная и операционная карты.

Разработанная конструкторская  и технологическая документация на технологический процесс изготовления детали отвечает требованиям ГОСТов и позволяет обеспечить стабильное качество изготовления детали «фланец».

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Анурьев В.П. Справочник конструктора-машиностроителя. – М.: Машиностроение, 1980. – Т.1. – 728 с.
2. Справочник технолога-машиностроителя./ Под ред. А.Г. Косилова и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1986. – Т.2. – 496 с.
3. Долматовский Г.А. Справочник технолога по обработке металлов резанием. – М.: Машиностроение, 1962. – 1236 с.
4. Общестроительные нормативы времени./ Под ред. Сахарова Л.А. – М.: Машиностроение, 1958. – 407 с.
5. Проектирование специальных станочных приспособлений: Учебное пособие по курсовому проектированию./ А.Д. Комаров, А.С. Беляев, И.Н. Желтов, М.Д. Рудман, В.К. Моисеев. – Самара: СГАУ. 1994. – 59 с.
6. Обработка деталей на металлорежущих станках в авиастроении: Учебное пособие./ А.Д. Комаров, А.С. Беляев, В.К. Моисеев, В.В. Шалавин. – Самара: СГАУ, 1998-86 с.
7. Проектирование технологических процессов механической обработки деталей летательных аппаратов: Учебное пособие./ А.Д. Комаров, А.С. Беляев, М.Д. Рудман, И.Н. Желтов, В.К. Моисеев. – Самара: СГАУ, 1994. – 48 с.
8. ГОСТ 2.106-68 ЕСКД. Типовые документы. – М.: Изд-во стандартов, 1983. – 18 с.
9. ГОСТ 2.108-68 ЕСКД. Спецификация. – М.: Изд-во стандартов, 1983. – 36 с.
10. СТП СГАУ 14.009-99. Приспособления станочные. Общие требования. – Самара: СГАУ, 1999. – 22 с.
11. Станочные приспособления: Справочник./ Под ред. Б.Н. Вардашкина. – М.: Машиностроение, 1984.
12. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. мащ1974. – 406 с.
13. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – М.: Машиностроение, 1983. – 359 с.