Расчет и конструирование специального станочного приспособления

 
 
 
 

Специальность 1201       Оценка________

Дисциплина 35 («Технологическая оснастка») 
 
 
 
 
 

Курсовой  проект

Тема: «Расчет  и конструирование специального станочного приспособления»

Пояснительная записка

АКТУ 1201.0034.25.000 ПЗ 
 
 
 
 
 
 

Руководитель  – преподаватель ______________________  

Студент группы               ______________________  .

 

Содержание 

                                                                        стр.

Введение                 4

Расчетная часть                5

1 Назначение  комплекта баз при полной ориентации  заготовки в СП          5

2 Выбор установочных элементов СП            6

3 Расчет погрешности  базирования             7

4 Расчет усилия  зажима заготовки в СП            8

5 Выбор конструкции  зажимного механизма            9

6 Расчет силового  механизма             10

7 Расчет на  прочность двух деталей СП           11

8 Разработка  спецификации приспособления          12

9 Разработка  схемы сборки приспособления          14

10 Расчёт коэффициента  стандартизации СП          15

Заключение                15

Список используемых источников             19

Приложения

1 Приложение  А. Рабочий чертёж детали

2 Приложение  Б. Чертёж заготовки для операции

3. Приложение  В. Операционная карта операции

 

Введение 

     Станочные приспособления являются важной составной  частью материального обеспечения  технологического процесса. Они предназначены для обеспечения заданного положения заготовки относительного режущего инструмента .

     Настоящий курсовой проект содержит разработку специального станочного приспособления, предназначенного для выполнения одной  или нескольких операций технологического процесса механической обработки детали «Цапфа», операция вертикально фрезерная 035.

     Применение  специальных СП позволяет обеспечивать стабильно высокое качество выполнения операции.

     Выполнение  курсового проекта производится на основе меж предметных связей с дисциплиной «Технология машиностроения» и является важной составной частью подготовки к дипломному проектированию.

 

      Расчетная часть 

     1 Назначение комплекта баз при  полной ориентации заготовки  в СП. 

     Назначение  комплекта баз производится с целью обеспечения неподвижности заготовки в СП путём лишения её 6 степеней свободы в соответствии правилу 6 точек.

      Схема базирования  заготовки на операции вертикально  фрезерная 035 представлена на рисунке 1.1.

     Рисунок 1.1

 

      2 Выбор установочных элементов 

     Выбор установочных элементов проектируемого СП выполняется с целью конструктивного  оформления пространства для расположения заготовки в СП и реализации схемы  базирования заготовки (рисунок 1.1)

     Предпочтение  отдаётся стандартным элементам.

      Взаимное расположение установочного элемента цанга и заготовки показано на рисунке 2.1. 

     Рисунок 2.1

 

      3 Расчёт погрешности базирования. 

     Расчёт  погрешности базирования заготовки  в СП выполняется с целью выяснить, насколько принятая схема базирования  удовлетворяет требованиям точности на данной операции.

     Для расчёта используется типовая расчётная  схема с расчётной формулой [1, c. 523, т. 8].

     Выбранная расчетная схема представлена на рисунке 3.1

     

     Рисунок 3.1

     Исполнительный  размер H₃ = Ø50

     Допуск  на исполнительный размер IT = +0,25 мм.

     Погрешность базирования

     

     Таким образом, > , значит точность выбранной схемы базирования удовлетворительна.

 

      4 Расчет усилия зажима заготовки  в СП.

     Расчёт  производится в целях определения силы закрепления заготовки P_З обеспечивающей надёжную установку в заданном положении.

     Выбираю по справочнику [1, c. 376, т. 1] расчётную схему, представленную на рисунке 4.1.

     

     Рисунок 4.1

     Сила  закрепления заготовки в этом случае вычисляется по формуле

     

     Где

     Pz = 2091 H – сила резания

     Мкр = 62,7 - крутящий момент резания

     К =

     К₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса

     К₁ = 1 – обработка по чистовой базе

     К₂ = 1,2 – учет износа фрезы

     К₃ = 1,2 – резание прерывистое

     К₄ = 1,2 – привод пневматический мембранный

     К₅ = 1 – механизированный ЗМ

     К₆ = 1 – опорные поверхности установочных элементов прерывистые

     5 Выбор конструкции зажимного  механизма 

     Выбор конструкции зажимного механизма производится в целях обеспечения кинематической и динамической связи между исполнительным звеном ЗМ и штоком пневмоцилиндра.

     По  справочнику [1, c. 410, т. 16] выбираю типовую схему ЗМ ( см. рисунок 5.1)

     Рисунок 5.1

     Где

     1 – Цанга; 2 – Втулка; 3 – Шток; 4 – Плунжер; 5 - Пневмоцилиндр

 

     Сила  на штоке пневмоцилиндра

     

     Где Р₁ – сопротивление лепестков цанги

      - половина угла конуса цанги

      - угол трения 

     6 Расчет силового механизма.

     Для привода проектируемого приспособления применяется одинарный мембранный пневмоцилиндр двустороннего действия. Расчёт диаметра мембраны пневмоцилиндра выполняется с учётом величины рабочего давления в пневмосистеме p = 0,63 МПа.

     Диаметр опорной шайбы пневмоцилиндра.

       

     Рабочий диаметр резиновой мембраны

     

     Где

     с – толщина мембраны

     с = (2…4) принимаю с = 3

     Принимаем D = 125мм согласно стандартному ряду диаметров мембран.

     Согласно  принятому диаметру мембраны D усилие на штоке принимаю равным P_Ш = 3750 Н       [1, c. 450, т. 11]

     Согласно  принятому усилию на штоке, Р_З = 3700 Н 

     Согласно  рисунку 5.1 ход штока L принимаем равным 4 мм. 
 

     7 Расчёт на прочность двух деталей  СП

     Расчёт  на прочность деталей СП носит  проверочный характер и производится по законам сопротивления материалов (согласно дисциплине «Техническая механика»). В настоящей работе выполняются расчёты штока пневмоцилиндра на сжатие и на срез. 

     7.1 Расчёт штока на сжатие.

     - диаметр штока d_ш = 20 мм

     - материал штока – сатль 20 ГОСТ 1050 – 74, [δ_сж] = 115 МПа;

     - сила на штоке Р_Ш = 3750 Н

     Расчётный диаметр штока

     

     Таким образом, d_р > d_ш; прочность штока удовлетворительна. 

     7.2 Расчёт втулки на срез

     Исходные  данные:

     - диаметр втулки d_в = 55 мм

     - материал втулки – сталь 45 ГОСТ 1050 – 74 (HRC 35 – 38), [τ_ср] = =181МПа;

     - сила среза – Р_ср = Р_Ш = 3750 Н

     Действительные  напряжения среза

     

     Таким образом, τ_ср > [τ_ср], поэтому прочность втулки считаем достаточной.

 

     

     8 Разработка спецификации приспособления. 

     Специальное СП – это сборочная единица, поэтому  для него первичным документом согласно ЕСКД является спецификация. Для составления  спецификации разработан эскиз приспособления, представляющий его конструкцию  и содержащий все его составные элементы (см. рисунок 8.1).

     Перечень  сборочных единиц, деталей и стандартных  изделий приведён в таблице 8.1 

     Таблица 8.1  Перечень сборочных единиц, деталей  и стандартных изделий СП