Конструирование станочного приспособления

Содержание

 

1	Проектирование технологического процесса механической обработки детали
1.1	Описание конструкции детали
1.2	Выбор заготовки и метода ее получения
1.3	Выбор технологического маршрута механической обработки
1.4	Выбор оборудования, режущего и измерительного инструмента
1.5	Определение припусков на механическую обработку
1.6	Расчет технологических  режимов механической обработки
1.7	Расчет нормы времени
1.8	Разработка карт технологического процесса механической обработки детали
1.9	Определение технико-экономических показателей технологического процесса
2	Исследование точности технологического процесса получения размера
2.1	Графико-статистический метод
2.2	Статистический метод
3	Конструирование станочного приспособления
3.1	Общие положения
3.2	Расчет производительности приспособления
3.3	Описание устройства и работы приспособления
3.4	Расчет силы резания, усилия зажима детали в приспособлении
3.5	Расчет приспособления на точность
3.6	Экономическое обоснование  выбора приспособления
	Заключение
	Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

 

Проектирование технологического процесса изготовления детали является одним из важнейших этапов технической  подготовки производства.

Основная задача при проектировании технологического процесса состоит  в том , чтобы обеспечить изготовление детали в соответствии с заданной чертежом и техническими условиями точностью при минимально возможной ее себестоимости. Сложность решения этой задачи заключается в том что процессы изготовления деталей зависят от многих факторов, основными из которых являются:

1) конструкция детали;

2) материал, назначенный  конструктором для изготовлении детали;

3) технические требования к детали;

4) программа выпуска деталей;

5) технико-экономические  условия производства (наличие средств производства, условия кооперирования и т.д.).

       Принципиальное значение для выбора технологического процесса имеет программа выпуска деталей. Технологический процесс, рациональный для изготовления деталей в небольших количествах в условиях единичного производства, будет совершенно не пригоден для выпуска деталей при массовом производстве и наоборот.

 

1. Описание конструкции детали

Деталь представляет собой  ось диаметром 50_-0,05 мм в котором имеется осевое отверстие диаметром 30±1 мм с одной стороны оси на расстоянии 15±0,5 мм от торца просверлено поперечное сквозное отверстие диаметром 6^+0,2 мм, по по центру детали, перпендикулярно ее оси расположены два симметричных паза, шириной 26^+0,5мм , с торцов ось имеет фаски, шириной 2 мм и углом 45º. Вал изготовлен из стали 45. Остальные требования чертежа сводим в таблицу 1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1.

№ п/п	Размер, мм	Допуск, мкм	Квалитет	Допуски формы, расположения поверхностей, шероховатость, мкм
1	220	2000	14	Rz=40
2	Ø 50	50	8	Ra=0,63, шлифовать 0 0,02 = 0,05
3	Ø 30	2000	14	Rz=80
4	Ø 6	200	13	Rz=40
5	26	500	13	Rz=20
6	40	100	10	Rz=20
7	2	300	14	Rz=20

      

Химические и механические свойства Стали 45 ГОСТ 1050-88

Сталь 45 - качественная, конструкционная.

Таблица 1.2 - Химические свойства в, %

Марка	C	Si	Mn	Cr
Сталь 45	0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25

где C- углерод;

 Si- кремний;

 Mn- марганец;

 Cr- хром.

Таблица 1.3 - Механические свойства

Марка	σт	σв	б	Ψ	KCU	HB
Сталь 45	355	600	16	40	49	146...207

где  σ_т- предел текучести, МПа;

σ_в- временное сопротивление, МПа;

Б- относительное удлинение после разреза, %;

Ψ- относительное сужение после  разреза;

KCU - ударная вязкость, кг м/см²;

HB- твердость по Бринеллю.

 

1.2 Выбор заготовки 

Для изготовлении детали валика выбираем следующую заготовку: прокат стальной горячекатаный круглый диаметром 56 мм 

1.3 Выбор технологического  маршрута механической обработки.

005 – вертикально сверлильная

010 – токарная

015 – вертикально сверлильная

020 – фрезерная

025 – кругошлифовальная

1.4 Выбор оборудования  режущего и измерительного инструмента 

Все выбранное оборудование, режущий и измерительный инструмент заносим в таблицу 1.2

Таблица 1.2

Размер, мм	Допуск, мкм	Квалитет	Модель станка	Режущий инструмент, марка материала	Предельные погрешности измерений    ±σ, мкм	Предельные погрешности инструмента  ±Δ lim, мкм	Инструмент измерительный
Ø30	200	12	Вертикально сверлильный станок 2Н135Л	Сверло Р6М5	50	20	Нутрометр индикаторный с осчетом 0,01
Ø50	50	8	Токарно-винторезный  станок 16К20	Резец расточной, Т15К6	12	6,5	Нутрометр индикаторный с осчетом 0,001
Ø6	2000	14	Вертикально сверлильный станок 2Н135Л	Сверло Р6М5	80	15	Нутрометр индикаторный с осчетом 0,01
26	500	13	Горизонтально-фрезерный станок 6Р80Г	Фреза дисковая Р6М5	140	100	Штангенциркуль с отсчетом по нониусу 0,05
Ø50	50	8	Круглошифовальный станок 3А-151	Круг шлифовальный	12	10	Скоба рычажная с отсчетом  0,002

 

1.5 Определение  припуска на механическую обработку

Таблица 1.3 - Припуски переходов и операций

№ п/п	Размер, мм	Название перехода, операции	Припуск перехода операции, мм на диаметр	Суммарный припуск операции, мм на диаметр
025	Ø50.4	круглошлифовальная	0,4	6
010	Ø52	Токарная чистовая	1,6
010	Ø56	Токарная черновая	4,0

 

1.6 Расчет технологических режимов механической обработки.

1.6.1 Расчет режима резания  при токарной операции (черновое  точение)

 

1 Глубина резания 

, мм

Где Z₀ –припуск на диаметр

 

2 Подача S₀, мм/об;

Для черного точения подача выбирается согласно таблицы 1.9 [4]

S₀=0,5 мм/об

Уточняем подачу по паспорту станка S=0,57 мм/об

3 Скорость резания 

,

Где t – глубина резания, мм

S_o – подача, мм/об;

T – стойкость инструмента, мин

С_v – коэффициент;

x, y, m – показатели степени.

 – общий поправочный  коэффициент на скорость резания,  учитывающий фактические условия  резания

  K_MV - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал

  К_пу - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

  K_uv - 1.

                1.25

 

Значения T, С_v, x, y, m выбираем из таблицы 1.12 [4]

С_v=350

T=60 мин

X=0,15

y=0,35

m=0,2

 

 

 

Частота вращения шпинделя

 

где   - 3,14

  D – диаметр заготовки, мм

 

По паспорту станка принимаем 

Определить фактическую скорость резания.

 

 

Чистовая:

1 глубина резания 

 

2 подача 

Для чистового точения  подача выбирается согласно таблицы 1.9 [4]

S₀=0,24 мм/об

3 скорость резания

Значения T, С_v, x, y, m выбираем из таблицы 1.12 [4]

С_v=350

T=60 мин

X=0,15

y=0,35

m=0,2

 

Частота вращения шпинделя

 

По паспорту станка принимаем 

Определить фактическую скорость резания по формуле.

 

1.6.2. Расчет режима резания при сверлении.

1. Глубина резания.

При сверлении в сплошном материале

 

t=3мм

2. Подача. При сквозном сверлении нужно выбирать максимально допустимую по прочности сверла подачу(S₀=0.2мм/об)
3. Скорость резания.

 

Где: D – диаметр сверла в мм;

S₀ – подача в мм/об;

t – глубина резания мм;

K_v – поправочный коэффициент, учитывающий фактическое условия резания

 

 

Определяем частоту вращения сверла

 

 

Выбираем фактическую  частоту вращения по паспорту станка n_ф=1080

Определяем фактическую  скорость сверления

 

1.6.2 Расчет режимов резания при  фрезеровании

1. Фрезеровать 2 паза шириной  26^+0,5 мм, выдерживая глубину 5 мм

Исходные данные:

Инструмент – фреза;

D – диаметр фрезы, D = 130 мм;

Z – количество зубьев, Z = 22;

t – глубина фрезерования, t = 5 мм

В – ширина фрезерования, В =26 мм;

S –подача на зуб фрезы, Sz =0,1 мм/зуб.

Скорость резания

       

где Cv – коэффициент, зависящий от материала детали

 q, m, x, y, u, p - показатели степеней;

 Т - стойкость фрезы;

D - диаметр фрезы;

 t- глубина резания;

 Sz - подача на зуб фрезы;

 В - ширина фрезерования;

Z - число зубьев фрезы;

 Кv - поправочный коэффициент на скорость резания;

         

где К_мv- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

 К_nv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

 К_uv - коэффициент, учитывающий материал инструмента.

         

где Kr = 1 - коэффициент, характеризующий группу стали;

 nv = 1 - показатель степени.

      

К_nv=1; К_uv=1

Т =120 мин; С_v =68,5; q=0,25; x = 0,3; y = 0,2; u = 0,1; p = 0,1; m = 0,2.

 м/мин

Определяем число оборотов по формуле:

Число оборотов фрезы по паспорту станка n_д= 125 об/мин.

Определяем действительную скорость резанья 

 

1.7 Расчет нормы времени

 

Рассчитаем норму времени Т_н для фрезерования 2 пазов шириной 26^+0,5 мм, выдерживая глубину 5 мм

 

Норма времени Т_н определяется по формуле:

         

где Т_шт – штучное время, мин;

  t_пз – подготовительно-заключительное время, мин, t_пз =8,4;

  N - количество деталей в партии, шт, N=16

         

где t_оп – операционное время, мин;

 t_отд – время на личные потребности, мин, ;