Разработка сверлильного приспособления

Оглавление

Введение 2

1.Анализ конструкции детали и операционного эскиза 3

2. Краткое описание выполняемой в приспособлении операции, применяемого инструмента, оборудования и режимов резания 6

3. Анализ существующих конструкций приспособлений и обоснование выбранных решений. 11

4.Описание выбранной конструкции и принципа действия приспособления. 15

5. Силовой расчет приспособления 16

5.1. Расчет силы зажима детали. 16

5.2 Выбор и расчет силового привода. 18

Список использованной литературы 21

 

 

 

Введение

Приспособлениями  в машиностроении называют вспомогательные  устройства, используемые при механической обработке, сборке и контроле изделий. Приспособления, рабочие и контрольные  инструменты вместе взятые называют технологической оснасткой, причем приспособления являются наиболее сложной  и трудоемкой ее частью.

Использование приспособлений способствует повышению  производительности и точности обработки, сборки и контроля; облегчению условий  труда, сокращению количества и снижению необходимой квалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций; расширению технологических  возможностей оборудования; повышению  безопасности работы и снижению аварийности.

В зависимости от вида производства технический  уровень и структура станочных  приспособлений различны. Для массового  и крупносерийного производства в большинстве случаев применяют  специальные станочные приспособления.

Целью данного курсового проекта является повышение производительности и  точности обработки, а также улучшение  качества детали.                                

В результате выполнения курсового проекта  было разработано сверлильное приспособление, позволяющее обрабатывать отверстия  с погрешностями, не превышающими допуски на выполняемые размеры, а также произведен расчет силового привода, подтверждающий, что с помощью данного приспособления может быть достигнута требуемая сила прижима.

 

1.Анализ  конструкции детали и операционного  эскиза

 

Рассматриваемая в данном курсовом проекте деталь «Стакан» предназначена для базирования деталей в узле.

На рис.1.1 представлен эскиз детали с указанием основных поверхностей.

Рис.  1.1 - Эскиз детали «Стакан»

Для изготовления детали используется сталь 45 ГОСТ 1050-88. В табл.1.1 и табл. 1.2 приведены соответственно химический состав и механические свойства стали 45.

 Таблица 1.1 Химический состав стали 45

С	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
			не более
0,48-0,51	0,17-0,33	0,17-0,28	0,018	0,025	0,12	0,12

Таблица 1.2 Механические свойства стали 45

sт, МПа	sвр, МПа	d5, %	f, %	aн, Дж/см2	HB (не более)
не менее					горячекатаной	Отожженной
530	880	9	40	50	241	197

В результате анализа чертежа детали можно предложить следующий маршрут  изготовления изделия (см. рис 1.1):

1. 005 заготовительная
2. 010  токарная – обработка поверхности 9
3. 015  токарная – обработка поверхностей 3
4. 020  токарная – обработка поверхности 2

Переход 1 – начерно

Переход 2 - начисто

5. 025  токарная – обработка поверхности 1

Переход 1 – начерно

Переход 2 - начисто

6. 030  токарная – обработка поверхности 4

Переход 1 – начерно

Переход 2 - начисто

 

7. 035  фрезерная – обработка паза 5
8. 040  сверлильная – обработка отверстий 6 одновременно
9. 045 сверлильная – обработка отверстия 7
10. 050 фрезерная – обработка паза 8
11. 055 термическая
12. 060 шлифовальная – обработка поверхности 4
13. 065 шлифовальная – обработка поверхности 1
14. 065 шлифовальная – обработка поверхности 2
15. 070 нанесение покрытия

 

Конфигурация  детали достаточно технологична для  обработки резанием. Стакан не имеет закрытых и труднодоступных полостей. Все поверхности детали хорошо приспособлены для обработки режущим инструментом.

Таблица 1.3 - Характеристики поверхностей

№	Поверхность	Степень точности	Шероховатость
1	Отверстие	7 квалитет	Ra 3,2
2	Отверстие	8 квалитет	Ra 3,2
3	Отверстие	14 квалитет	Ra 6,3
4	Отверстие	7 квалитет	Ra 1,25
5	Паз	14 квалитет	Ra 6,3
6	Отверстие	14 квалитет	Ra 6,3
7	Отверстие	10 квалитет	Ra 6,3
8	Паз	14 квалитет	Ra 6,3
9	Наружный  цилиндр	14 квалитет	Ra 6,3

Вывод: Рассмотренные поверхности детали имеют легкий доступ инструмента. Деталь жесткая, что не ограничивает режимы резания.

Т.к. в данном курсовом проекте необходимо разработать приспособление для  одновременного сверления трех отверстий 6 (см. рис. 1.1), то рассмотрим более подробно сверлильную операцию 040 (см. ПСКП 210140.001ЭО). Базировать деталь на данной операции следует по цилиндрической поверхности на  цилиндрический палец и плоскость. При этом поверхность является чистовой базой. С целью обеспечения собираемости сопрягаемых в конструкции прибора деталей необходимо обеспечить точность взаимного расположения просверливаемых отверстий относительно оси детали (несоосность осей обрабатываемых отверстий с осью отверстия, в которое устанавливается цилиндрический палец). Анализируя операционный эскиз на данную операцию, можно установить, что конструкторской базой при выполнении не указанного на рабочем чертеже детали допуска несоосности является ось детали, а технологической базой – поверхность цилиндрического пальца. Т.к. обработка отверстий осуществляется с применением трехшпиндельной сверлильной головки, то положения опорных точек в процессе обработки отверстий не изменяются, а, следовательно, исключается погрешность базирования при выполнении размера .

Зажим заготовки осуществляется в  двух точках кондукторной плитой сверху по поверхности 1 (рис 1.1) с применением плавающего прижима. Данное направление силы зажима исключает погрешность, обусловленную смещением заготовки в процессе зажима, т.к. сила зажима направлена перепендикулярно выдерживаемым размерам.

На рис. 1.2 представлена схема базирования  детали с указанием числа степеней свободы, лишаемых установочными элементами.

При базировании на высокий цилиндрический палец (отношение длины пальца к диаметру пальца L/d = 48/35 = 1,37 > 1)  поверхность А (рис 1.2) является основной базой и лишает заготовку четырех степени свободы (перемещений вдоль осей X,Y и вращение вокруг осей X и Y).

На рис. 1.2 представлена схема базирования  детали с указанием числа степеней свободы, лишаемых установочными элементами.

Рис 1.2 – Схема базирования детали

Поверхность Б является двойной опорной базой и лишает заготовку двух степени свободы (перемещение вдоль оси Z и вращения вокруг оси Z).

Базирование заготовки является полным, т.к. данная схема базирования лишает заготовку шести степеней свободы.

 

2. Краткое описание  выполняемой в приспособлении  операции, применяемого инструмента,  оборудования и режимов резания

 

На данной рассматриваемой  операции (операция 040 Сверлильная Переход 1) осуществляется одновременное сверление  трех сквозных отверстий Ø2,5^+0,25 с применением трехшпиндельной сверлильной головки. Большое межосевой расстояние отверстий ( мм) позволяет применить многошпиндельную головку. Применение многошпиндельной сверлильной головки позволяет исключить погрешность базирования при выполнении размера вследствие того, что обработка отверстий осуществляется за одну установку детали и положение опорных точек остается неизменным.

В данном разделе  пояснительной записки произведем описание применяемого металлорежущего  инструмента и оборудования, а  также произведем расчет режимов  резания на данную операцию.

В качестве металлорежущего инструмента на рассматриваемой операции сверления применяется спиральное сверло с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 886-77, изготовленное из быстрорежущей стали Р6М5 [1].

На рис. 2.1 представлен эскиз  металлорежущего инструмента.

 

Рисунок 2.1 –  Эскиз металлорежущего инструмента

 

В качестве металлорежущего оборудования применяется вертикально-сверлильный  станок 2Н125 со следующими техническими характеристиками [2, стр.20]:

• наибольший  условный диаметр сверления  25 мм.
• размеры рабочей поверхности стола  400х450 мм.

• максимальное расстояние от торца шпинделя до поверхности стола  650 мм.

        - ход шпинделя 250 мм.

• конус Морзе отверстия шпинделя – 3
• число ступеней оборотов шпинделя – 12
• число оборотов шпинделя в минуту  45¸2000 об/мин.
• мощность главного электродвигателя – 2,2 кВт.
• габаритные размеры:

длина   1130 мм.

ширина   805 мм.

высота   2080 мм.

На рис. 2.2 приведен эскиз вертикально-сверлильного станка 2Н125.

 

Б = 250 мм; В = 5…700 мм; Г = 14 мм; Д = 200 мм.

 

Рисунок 2.2 – Эскиз вертикально-сверлильного станка 2Н125

 

Произведем расчет режимов резания [2, стр.276].

 

Глубина сверления 

Подача    на   оборот   инструмента:

 [2, стр.277].

Принимаем

Скорость резания:

 

где    постоянная   и показатели степени ( ) [2, стр.278];

период стойкости инструмента (для сверла Ø2,5 из быстрорежущей стали при обработке стали ) [2, стр.279];

 общий поправочный коэффициент  на скорость резания, учитывающий отличные от табличных условия резания.

 

 

где   коэффициент на качество обрабатываемого материала;

коэффициент на инструментальный материал (при обработке стали и марки  режущего материала Р6М5 );

 коэффициент, учитывающий  глубину просверливаемого отверстия ( при l/D £ 3,6).

Поправочный коэффициент    для стали:

 

 

где  фактический параметр, характеризующий обрабатываемый материал (для стали 45 );

 показатель степени ( 0,9 при обработке стали сверлом из быстрорежущей стали);

 коэффициент ( при обработке стали сверлом из быстрорежущей стали);

Следовательно:

Тогда:

Частота вращения шпинделя станка:

 

Уточним частоту вращения шпинделя станка [3, стр.81]:

Следовательно:

Длина рабочего хода шпинделя станка:

Основное машинное временя обработки:

.

Штучное время на данную операцию [9, стр.101]:

 

 

где основное машинное время на обработку, мин;

       время на установку и снятие детали, мин;

       на закрепление и открепление детали, мин;

       время на приемы управления, мин;

       время на измерение детали, мин;

       время на тех. обслуживание рабочего места, мин;

       время на организацию, мин;

       время на отдых, мин.

 

_{Время на установку  и снятие детали (при  установке детали на гладкий палец  без крепления  и массе заготовки  до 0,5 кг):}

_{Время на закрепление  и открепление  детали (при зажиме детали рукояткой  пневматического  зажима и массе  заготовки до 1 кг):}

_{Время на приемы управления (установить инструмент в быстросъемный  патрон + включить станок + подвести инструмент + отвести инструмент +  выключить станок):}

Время на измерение детали (измерение калибр-пробками) отверстий):

Время на техническое обслуживание рабочего места (время на смену режущего инструмента):

Время на организационное обслуживание рабочего места (в процентах от оперативного времени):

_{Время на отдых (в процентах  от оперативного):}

_{Следовательно:}

Машинная подача:

Крутящий момент и осевая сила резания:

где  [2, стр.281] – постоянная и показатели степени;

 поправочный коэффициент.

Следовательно: