федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

северо-западный заочный технический университет

Кафедра технологии автоматизированного машиностроения

курсовая работа

по

предмету

технологическая оснастка

Выполнил студент: Коловангин А. С.

Факультет: Технологии и автоматизации управления в машиностроении

Специальность: 1201

Курс: 5

Шифр: 02-0261

Проверил преподаватель: Денисов В. А.

Оценка:

Подпись:

Дата:

санкт-петербург

2004

содержание.

              Стр.

1. Задание на проектирование              3
2. Анализ технологической операции              5
3. Выбор системы станочного приспособления              6
4. Обоснование и выбор установочных элементов              6 приспособления
5. Обоснование и выбор зажимного устройства              8

приспособления. Расчет зажимного устройства

6. Обоснование и выбор элементов приспособления для              10 направления и настройки режущего инструмента на размер
7. Описание конструкции и принципа действия              12 приспособления
8. Расчет приспособления на точность              13
9. Заключение              16

10. Литература              17

Задание на проектирование.

Необходимо разработать конструкцию фрезерного приспособления для обработки плоскости детали «Корпус», выдерживая размер 20 – 0,52 . Операционный эскиз представлен на рис. 1.

Материал заготовки – сталь 25Л (ГОСТ 977 – 75). Станок – вертикальный консольно-фрезерный модели 6Р11. Режущий инструмент – фреза торцовая насадная со вставными ножами, оснащенная пластинами из твердого сплава диаметром Ø 160 мм., ГОСТ 24359-80. Материал режущей части – Т5К10. Число зубьев фрезы Z = 10.  Режимы резания: S = 0,05 мм/зуб;   t = 124 мм. Тип производства – крупносерийное. Годовая программа выпуска деталей – 20000 штук.

Анализ технологической операции.

Согласно заданию предлагается разработать конструкцию станочного фрезерного приспособления для обработки плоскости детали «Кронштейн».

Учитывая требуемую точность обработки (размер 1 выполняется по h14) и шероховатость получаемой поверхности, можно утверждать, что обработку можно выполнить методом фрезерования.

Заготовка имеет удобную базовую поверхность: плоскость, базирование по которой лишает заготовку 3-х степеней. Таким образом, на рассматриваемой операции осуществляется неполное базирование. Такое упрощенное базирование достаточно для выполнения рассматриваемой операции, т. е. обеспечивает выполнение требуемых размеров и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей

Обработка производится на универсальном вертикальном консольно-фрезерном станке модели 6Р11. Основные характеристики станка, требуемые при разработке приспособления (1):

   Размеры рабочей поверхности стола, мм              2501000;

   Расстояние  от  торца  шпинделя  до  рабочей  поверхности  стола, мм              50  410;

   Количество Т-образных пазов              3;

   Размер центрального Т-образного паза, мм              14Н8;

   Расстояние между пазами, мм              70.

Так как обработка проводится на универсальном станочном оборудовании, то оно не имеет собственной гидростанции. Поэтому при необходимости механизации приспособления использую гидродвигатель.

Выбор системы станочного приспособления.

Выбор системы станочного приспособления зависит от типа производства и конфигурации заготовки. Учитывая метод обработки (фрезерование) и годовую программу выпуска деталей (Nгод = 20000 шт.), целесообразно  применить систему универсально-наладочных приспособлений, область применения которых охватывает все типы серийного производства.

Конструкция УНП состоит из двух частей: базового блока и сменных наладок к нему. Базовый блок представляет собой корпус, элементы механизации и элементы, позволяющие фиксировать и закреплять сменную наладку. Обычно базовый блок гостирован или нормализован. Наладки проектируются и изготавливаются с учетом конфигурации конкретной заготовки. Базовый блок для фрезерных приспособлений, как правило, представляет собой машинные тиски с различной степенью механизации, основной частью которых являются подвижные губки. Анализируя конфигурацию заготовки и схему её базирования, прихожу к  выводу: применение такого базового блока наиболее целесообразно в данном случае.

Таким образом, в задачу проектирования в данном случае входит проектирование сменной наладки и выбор для нее базового блока.

Обоснование и выбор установочных элементов приспособления.

Для реализации схемы базирования, указанной на операционном эскизе, необходимо выбрать или спроектировать установочные элементы приспособления. При базировании заготовки применяю 3 пальца 7030-2504 по ГОСТ 16898 – 71, 2 из которых будут находиться по углам основания кронштейна, а третий – рядом с ребром. Эти пальцы являются частью сменной наладки и вставляются в сменные пластины, которые имеют каждая по два точных отверстия для установки её на базовом блоке и два отверстия для крепления наладки к этому блоку. Общий вид сменной наладки представлен на рис. 2.

Пальцы и пластины изготавливаются из стали 40Х и подвергаются закалке в масле и отпуску до твердости HRCЭ 46 – 51, рабочие поверхности подвергаются цементации на глубину 0,8…1,2 мм.

Обоснование и выбор зажимного устройства приспособления. Расчет зажимного устройства.

Исходной величиной для расчета зажимного устройства является сила закрепления заготовки. Определяю эту силу, для чего составляю схему сил, действующих на заготовку при ее обработке (рис. 3). При фрезеровании на заготовку действуют силы закрепления W, реакции опор N, силы трения Fтр1 = W ∙ f   и   Fтр2 = N ∙ f , силы резания PH и PV. Силы резания при симметричном торцовом фрезеровании определяются из соотношений ([2], стр. 50):

              PH = (0,30,4) ∙ PZ ;              PV = (0,850,95) ∙ PZ , где

PZ – окружное усилие, определяемое формулой ([1], Т. 2, стр. 282):

CP, x, y, U, q, w – коэффициенты и показатели системы, определяемые экспериментально. В моем случае: CP = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2.

t = 124 мм – глубина резания;              SZ = 0,05 мм/зуб – подача на зуб;

В = 2 мм – ширина фрезерования;              z = 10 – число зубьев фрезы;

D = 160 мм – диаметр фрезы;                            n = 630 об/мин – число оборотов шпинделя станка;

 коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала ([1], Т. 2, стр. 264, табл. 9).

Тогда окружное усилие:

Силы PH и PV:

PH = 0,4 ∙ PZ = 325,8 Н;                            PV = 0,95 ∙ PZ = 773,7 Н.

Составляю уравнения равновесия заготовки:

где f – коэффициент трения, равный f = 0,16.

Решая систему уравнений, нахожу силу закрепления W:

Увеличиваю значение силы W на коэффициент запаса К, принимая К = 2,2 ([2], стр. 54):             

По этой величине выбираю базовый блок, которым будут тиски универсальные наладочные гидравлические конструкции НПО Оргстанкинпром, имеющие обозначение С7206 – 4051 (3, стр. 251-258). У этих тисков на нижней части корпуса имеются 2 сухаря для базирования их на столе станка. Размеры установочной части тисков 250312 мм позволяют их установить на столе станка 6Р11.

Обоснование и выбор элементов приспособления для направления и настройки режущего инструмента на размер.

Для настройки режущего инструмента на размер во фрезерных приспособлениях применяют установы и щупы. В проектируемой конструкции для установки фрезы на размер 20-0,52 мм использую сменную наладку (планки, прикрепляемые к губкам тисков). Для настройки режущего инструмента по установу применяю плоский щуп ГОСТ 8925–89 толщиной 3 мм.

Щуп выполнен из инструментальной стали У7А, твердость после закалки HRC 5661.

Общий вид наладки с установом представлен на рис. 4.

Описание конструкции и принципа действия приспособления.

Конструкция приспособления состоит из двух частей: нормализованного базового блока и наладочной части.

Базовый блок (С7206 – 4051) состоит из корпуса 1, подвижной губки 2 и неподвижной губки 7. Детали прижимаются шарнирно закрепленной на оси 3 подвижной губкой 2 с помощью планки 4 к неподвижной губке 7. Усилие зажима передается подвижной губке от гидроцилиндра 13 двустороннего действия через винт 6. Регулирование положения подвижной губки осуществляется вращением винта 6 посредством рукоятки 9. Сменные наладки 4 и 5 устанавливаются по двум пальцам: цилиндрическому 11 и срезанному 12. Конструкция пальцев представлена на рис. 5.

Расчет приспособления на точность.

Проверяю на точность размер 20-0,52 мм, точность которого зависит от конструкции приспособления.

Общая ожидаемая погрешность в технической системе обработки определяется по формуле ([2], стр. 63):

К – коэффициент, характеризующий отклонение действительных кривых распределения исследуемых погрешностей от кривых закона нормального распределения (при обработке на настроенных станках К = 1,2);

  погрешность установки заготовки в приспособлении;

Н – погрешность настройки станка;

м – величина мгновенного рассеяния размера 20 мм, зависящая от вида обработки (при работе на фрезерных станках м = 0,021…0,055 мм);

IT20 – допуск проверяемого на точность размера, IT20 = 0,52 мм.

Погрешность установки определяется по формуле ([2], стр. 63):

  погрешность базирования;

з – погрешность закрепления;

пр – погрешность положения, вызванная неточностью изготовления и сборки приспособления.

Погрешность базирования для размера 20 мм равна нулю, так как этот размер непосредственно связан с технологическими базами системы обработки, и следовательно, не зависит от системы базирования заготовки.

Погрешность закрепления в данном случае также принимаю равной нулю, т. к. сила закрепления направлена перпендикулярно рассчитываемому на точность размеру и не может сказываться на его точности.

Погрешность положения определяется по формуле ([2], стр. 72):

ус – погрешность, вызванная неточностью изготовления и сборки установочных элементов приспособления;

и – погрешность, определяемая износом установочных элементов приспособления;

с – погрешность, вызванная неточностью установки приспособления на столе станка.

На размер 20 мм в выбранном приспособлении будет влиять только степень непараллельности установочной поверхности наладки относительно базовой поверхности А, т. е. ус = 0,1 мм.

Погрешность и определяется формулой

N – число контактов заготовки с опорой (принимаю N равной годовой программе выпуска деталей);

2 – постоянная, определяемая конфигурацией установочных элементов, для опорных пластин 2 = 0,002…0,004 (4, стр. 21, табл. 1).

с = 0, поскольку на точность размера 20 мм погрешность ориентации приспособления на столе станка не влияет.

Тогда погрешность положения равна:

Погрешность установки определится:

Погрешность настройки станка для фрезерных приспособлений определяется             

Н1 – допуск на координату установа, определяющую выполнение рассматриваемого размера, в данном случае Н1 = 0,026 мм;

Н2 – допуск на толщину щупа. Применяется щуп толщиной 3 мм, так как щуп выполняется по h6, то Н2 = 0,006 мм;

Н3 – рассеяние положения режущего инструмента при настройке его по установу и щупу, зависящее от квалификации фрезеровщика, величину Н3 принимаю в пределах 0,02…0,05 мм.

Величина погрешности настройки станка определится:

Величина общей ожидаемой погрешности обработки при выполнении размера 20 мм определится:

Погрешность обработки меньше допуска на размер 20-0,52 , поэтому делаю вывод о пригодности приспособления по точности при выполнении данной операции.

Заключение.

Для выполнения фрезерной операции разработана конструкция универсального наладочного приспособления (УНП). Базовый блок выбран нормализованным, а наладочная часть спроектирована. Нормализованный блок имеет гидроцилиндр, который обеспечивает постоянную по величине силу закрепления и позволяет сократить вспомогательное время при выполнении технологической операции.

Наладочная часть приспособления позволяет реализовать схему базирования заготовки, указанную на операционном эскизе, а также обеспечить направление и настройку режущего инструмента на размер.

Произведен силовой расчет приспособления, в результате чего был выбран соответствующий базовый блок. Приспособление проверено на точность при получении размера 20-0,52 мм.

Литература.

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

2.   Технологическая оснастка: Рабочая программа, методические указания, письменные лекции. – С-Пб.: СЗПИ, 1997.

3.   Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б. Н. Вардашкин и др. – М.: Машиностроение, 1984.

4.   Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений: Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1983.

7