Разработка зажимного приспособления для слесарной операции

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

220301.2012.511.00 ПЗ

Маршрут обработки детали

1. Операция №005.Токарная.   Цель – Точить торец.

Инструмент – Резец  проходной прямой из пластин из твердого сплава по

ГОСТ 18878-73.

2. Операция №010.Токарная.   Цель – Точить поверхность.

Инструмент – Резец  проходной прямой из пластин из твердого сплава по

ГОСТ 18878-73.

3. Операция №015.Токарная.   Цель – Обточить до Ø30 на длинну 120.

Инструмент – Резец  проходной прямой из пластин из твердого сплава по

ГОСТ 18878-73.

4. Операция №020.Токарная.   Цель – Точить в размер Ø24 на длинну 115.

Инструмент – Резец  проходной прямой из пластин из твердого сплава по

ГОСТ 18878-73.

5. Операция №025.Токарная.   Цель – Точить в размер Ø20 на длинну 33.

Инструмент – Резец  проходной прямой из пластин из твердого сплава по

ГОСТ 18878-73.

6. Операция №030.Токарная.   Цель – Подрезка фаски с 2×45˚

Инструмент – Резец  проходной прямой из пластин из твердого сплава по

ГОСТ 18878-73.

7. Операция №035.Токарная.   Цель – Проточить канавку Ø16 .

Инструмент – Резец  отрезной.

8. Операция №040.Токарная.   Цель –Нарезать резьбу М20 h8 по длинне 30.
9. Операция №045.Токарная. Цель – отрезать деталь
10. Операция №050. Фрезерная. Цель – фрезеровать шпоночный паз. 
11. Операция №050.Контроль.

        Контроль детали, ее соответствие рабочему чертежу, точности размеров.

№ п/п	Изображение технологической операции	Описание технологической операции
01		Закрепить в потроне, выверить
02		Подрезать торец, выдерживая размер 250 мм
03		Центрировать деталь
04		Переустановить деталь
05		Подрезать торец, выдерживая размер 246 мм
06		Центрировать деталь
07		Закрепить деталь в центрах
08		Точить выдерживая размер 150 мм и диаметр 70 мм
09		Точить выдерживая размер 80 мм и диаметр 50 мм
10		Точить шейку под резьбу М30 выдерживая размер 30 мм и диаметр 30 мм
11		Снять фаску 1,6´45°
12		Проточить канавку шириной 5 мм, выдерживая диаметр 26 мм
13		Накатать резьбу М30х1,5
14		Фрезеровать шпоночный паз 5 мм
15		Шлифование детали

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

220301.2012.511.00 ПЗ

1.2.2 Расчет режимов резания

Фрезеровка шлицев.

Выбрана шпоночная фреза  из быстрорежущей стали Æ 5 мм.

Глубина резания t = 4 мм.

Ширина фрезерования В = 5 мм.

Подача на один зуб s_z = 0,02 мм.

Скорость резания –  окружная скорость фрезы, м/мин:

v = [(C_v D^q)/(T^m t^x s^v_z B^u z^p)] K_v,                                                                             (1.1)

где С – табличный коэффициент (C = 12);

       D – диаметр фрезы, мм (D = 6);

       q, x, y, u, p, m – эмпирические показатели степени

(q = 0,3; x = 0,3; y = 0,25; u = 0; p = 0; m = 0,26);

       Т –  период стойкости фрезы, мин  (Т  = 60);

       К_v – общий поправочный коэффициент, рассчитывается по формуле (1.2).

v = [(12 6^0.3)/(60^0.26 8^0.3 0.02 6⁰ 3⁰)] = 0.81.

K_v = K_мv K_пv K_иv,                                                                                                    (1.2)

где K_мv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, (K_мv = 0,9);

       K_пv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, (K_пv = 0,9)

        K_иv – коэффициент, учитывающий материал инструмента (K_иv = 1)

K_v = 0.9 0.9 1 = 0.81

Сила резания.

P_z = [10*C_p*t^x*s^y_v*Bⁿ*z/D^q*n^w] K_мр          (1.3)

где z – число зубьев фрезы;

       n – частота вращения фрезы, об/мин;

P_z = 10*68,2*8^0,86*0,02^0,72*6⁰*3/6^0,86*1000⁰ =

Крутящий момент.

M_кр = (P_z*D)/(2*100), где D – диаметр фрезы, мм.

Мощность резания (эффективная), кВт

N_e = P_z*v/1020*60

3.2. Нарезание резьИзм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

0

220301.2012.511.00 ПЗ

бы.

Эффективная мощность, 4.3 кВт

Станок 16К20 обеспечивает данный режим обработки

Технические характеристики
Параметр	Значение
Мах диаметр  обработки над станиной	400 мм
Мах диаметр  обработки над суппортом	220 мм
Длина обрабатываемой заготовки	750...1500 мм
Диаметр отверстия в шпинделе	55 мм
Число ступеней вращения шпинделя	23
Размер  конуса в шпинделе	Морзе 6
Частота вращения шпинделя	12.5...2000 об/мин.
Число ступеней продольных подач	42
Число ступеней поперечных подач	42
Продольные  подачи	0.07-4.16 мм/об
Поперечные  подачи	0.035...2.08
Число нарезаемых метрических резьб	45
Число нарезаемых дюймовых резьб	28
Число нарезаемых питчевых резьб	37
Число нарезаемых модульных резьб	38
Число нарезаемых резьб архимедовой спирали	5
Шаг нарезания  метрической резьбы	0.5...192 мм
Шаг нарезания  дюймовой резьбы	24...1.625 ниток на  дюйм
Шаг нарезания  модульной резьбы	0.5...48 модулей
Шаг нарезания  питчевой резьбы	96...1 питч

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

220301.2012.511.00 ПЗ

 

Нормирование технологических  операций

Определим нормы времени  на операцию 050

1. Исходные данные

Деталь – вал

Операция – фрезерная

Оборудование – токарно-винторезный станок 16К20

Род и размер заготовки  – штамповка на ГКМ, материал сталь 45 ГОСТ 1050-88, габаритные размеры заготовки: Æ205 Æ95.

Инструмент – фреза ГОСТ 9140-78

 

1.4.2 Определение основного времени

 

Основное технологическое  время определяется по формуле:

 

где L − длина обрабатываемого отверстия в мм;

L₁ − длина врезания и перебега сверла в мм;

i – число рабочих ходов;

n – частота вращения заготовки, об/мин;

S – подача на один оборот, мм/об

t_o = = 0,3 мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

220301.2012.511.00 ПЗ

Норму вспомогательного времени  определяют по соответствующим нормативам. Нормативы составляют по следующим  комплексам приемов:

• на установку и снятие детали – 0,37 мин [5];

t_в = t_в.у+t_м.в - вспомогательное время на выполнение сверлильной операции, включающее время на установку и снятие заготовки, вспомогательное время, связанное с выполнением ходов и перемещений при обработке поверхности и вспомогательное время на измерения, мин ;

По [5] выбираем t_м.в.

t_в =0,37+ 0,08 = 0,45 мин.

Определение нормы времени  на организационно-техническое обслуживание рабочего места производят по соответствующим  нормативам [5]:

t_обс = 4,5%·t_оп=0,045·( t_o+ t_в)

Определение нормы времени  перерывов на отдых и личные потребности производят по соответствующим нормативам [5]:

t_П = 3%·t_оп = 0,03 · t_оп.

Норма штучного времени:

T_шт = t_о+t_в +t_обс + t_П .

T_шт = 0.3+0,45+0,03+0,0023= 0,7823 мин

Штучно-калькуляционное  время:

T_шт-к = T_шт+ .

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

220301.2012.511.00 ПЗ

Норма подготовительно-заключительного  времени  состоит из следующих приемов [5]:

- на наладку станка, инструмента  и приспособлений – 11 мин;

- на получение инструмента  и приспособлений до начала  и сдачу их после окончания  обработки – 7 мин.

T_п-з = 11 + 7 =18 мин.

T_шт-к=0,783+=0,9323 мин

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

220301.2012.511.00 ПЗ

2 Конструкторский раздел

 

2.1 Проектирование зажимного приспособления для многошпиндельной головки

2.1.1 Расчет зажимного приспособления

В качестве зажимного приспособления предлагается использовать трехкулачковый самоцентрирующийся патрон.

Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон используется для установки и крепления деталей на столе сверлильного станка.

На штоке патрона пневматического  цилиндра закреплена головка, в которой  имеются три точно обработанных паза. Ось каждого паза направлена под углом 15˚ к оси патрона. В эти пазы входят выступы зажимных кулачков. При движении штока вправо его головка увлекает кулачки, и сдвигая их к центру, зажимает обрабатываемую деталь. После переключения направления движения поршня пневматического цилиндра шток сдвигается влево и кулачки разводятся.

 

Рисунок 2 – Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон

Расчет сил зажима

Расчет сил зажима

 

Зажимные устройства должны удовлетворять следующим требованиям:

1. При зажиме не должно нарушаться первоначальное заданное положение детали;
2. Зажимы не должны вызывать деформации детали и порчи их поверхностей;
3. Закрепление и открепление деталей должно производится с минимальной затратой сил и времени;
4. При закреплении недостаточно жестких деталей силы зажима должны располагаться над опорами или возможно ближе к опорам;
5. Силы резания по возможности не должны восприниматься зажимными устройствами.

Последовательность расчета  сил зажима:

1. Определяют место приложения и направление сил зажима;
2. Определяют величины сил резания и их моментов, действующих на обрабатываемую деталь;
3. Определяют величину сил зажима;
4. Определяют требуемую величину сил зажима умножая найденное значение сил зажима на коэффициент запаса К.

Определяем коэффициент  запаса применительно к конкретным условиям обработки по формуле:

К = К0·К1·К2·К3·К4·К5,

где К0 = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса для всех случаев

К1 = 1,2 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, для черной заготовки.

К2 = 1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента.

К3 = 1,1 – коэффициент учитывающий  увеличение сил резания при прерывистом  резании.

К4 = 1,3 – коэффициент учитывающий постоянство силы зажима развиваемой силовым приводом приспособления, для ручного привода.

К5 = 1,5 – коэффициент учитываемый только при наличии моментов стремящихся повернуть обрабатываемую деталь.

К = 1,5·1,2·1,2·1,1·1,3·1,5 = 4,6

Схема зажима при обработке  на сверлильном станке показана на рис.4

Расчет сил зажима при  обработке на сверлильных станках

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

220301.2012.511.00 ПЗ

Силы зажима определим  из формулы:

где Мк – крутящий момент на сверле.

N – число одновременно работающих инструментов.

f – коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов (для гладких поверхностей)

α – угол призмы.

К – коэффициент запаса.

D,d – диаметры по которым базируется деталь.

Определим крутящий момент на сверле.

Мк = N/n, где N=0,58 кВт – мощность, затрачиваемая на резание, n=600 – частота вращения шпинделя.

Мк = 580/60 = 9,67

Мк = 9,67, n = 1, f = 0,25, К = 4,6, α = 7, d = 10,2, D = 80

W = 4,01

Получаем, что требуемая  сила для фиксирования заготовки  при ее обработке равна W=4,01 кгс.

Исходя из полученных расчетных  данных для данной операции, выбираем трехкулачковый пневматический патрон.

Для данной операции предлагается использовать трехкулачковый патрон в паре с координатным универсальным столом. Стол имеет два взаимно перпендикулярных перемещения, его целесообразно применять при сверлильных и фрезерных операциях. Для крепления зажимного приспособления на столе имеются пазы и отверстия для центрирования.

Перемещение стола в обоих  направлениях винтовое, с помощью  маховиков. Величина каждого перемещения 230 мм. Заданную величину перемещения  устанавливают по нониусу с ценой  деления 0,05 мм.

 

2.2 Проектирование контрольного  приспособления для замера радиального  биения

При подборе контрольных  приспособлений проектировщик должен исходить из того, какие параметры  ему требуется контролировать. Также  следует учитывать то, что контрольное  приспособление должно быть простым  и точным.