Разработка приспособления для базирования детали на станке

 

 

 

 

Содержание

 

 

11 

 

1   Исходные данные

 

В качестве исходных данных имеем чертёж детали «Крышка» (материал – сталь 45), для которой необходимо разработать станочное приспособление для обработки 12-ти отверстий Ø6Н12.

Рисунок 1 Эскиз детали «Крышка»

 

2 Выбор схемы базирования

 

Погрешностью базирования называется отклонение положения измерительной базы в направлении получаемого размера относительно соответствующей опоры приспособления.

Необходимо сравнить  предельное значение погрешности базирования, определяемой по формуле [ξБ]=Т–ω, с действительной (соответствующей определению).

[ξБ]=Т(20h14)– ω = 0,52– 0,2 = 0,32 мм

Исходя из чертежа, основной конструкторской базой в радиальном направлении является геометрическая ось наиболее точной  цилиндрической поверхности, т.е. поверхности Ø110h8(-0,054). Использование этой оси в качестве технологической базы возможно лишь сопряжением с установочным элементом (стаканом) без зазора. Это достигается либо посадкой с натягом, что значительно усложняет установку и съём заготовки, либо установочным элементом с изменяемым диаметром окружности контакта с базовыми поверхностями заготовки, что усложняет конструкцию наладки приспособления. Поэтому предусматриваем сопряжение детали с цилиндрическим жёстким стаканом по посадке с гарантированным зазором.

В осевом направлении конструкторской базой является внутренняя торцевая поверхность, т.к. от неё задано расстояние до плоскости симметрии отверстия в поперечном сечении.

Погрешность базирования заготовки по координатам расположения получаемых отверстий (20-0,52) равняется 0, т.к. конструкторская база совпадает с измерительной

Таким образом, схема базирования, приведённая на рисунке 2, приемлема     для дальнейшей её реализации в конструкции СП.

В качестве станка для обработки 11-ти отверстий будет использоваться фрезерно-сверлильно-расточной с ЧПУ модели ИР320ПМФ4 с поворотным столом.

 

 

Рисунок 2 – Схема базирования для сверления 11и отверстий

 

 

3 Выбор конструктивных элементов приспособления и способа их размещения

 

Принимаем в качестве базисной части приспособления для сверления отверстий пневмостол   Рабочая поверхность стола имеет Т-образные пазы для размещения наладки. Эти пазы используем для крепления стакана (  ).

Установочная  технологическая база приспособления реализуется верхней торцевой поверхностью и внутренней цилиндрической поверхностью стакана.

Для проведения размерной настройки на шпиндель станка устанавливается точно обработанная по диаметру оправка, которая, с помощью мерной плитки, контролирующей промежуток, определяет 0 программы относительно установа.

Прижим осуществляется зажимным стержнем, оканчивающимся в верхней части гранёной под ключ головкой, под которой устанавливается быстросъёмная шайба.

Переход от одного отверстия к другому происходит за счёт поворота стола.

 

    

4 Расчёт приспособления на точность его изготовления

 

Расчёт приспособления на точность заключается в нахождении точности расстояния между рабочей поверхностью технологической базы и основной базы приспособления в направлении получаемого размера. После чего производится сравнение этой точности с точностью получаемого размера, заданного конструктором.

Произведем расчет точности приспособления из условия обеспечения размера 20-0,52. На точность данного размера будет влиять параллельность установочной поверхности относительно поверхности основания приспособления.

Допуск получаемого размера: Т=0,52 мм.

Расчет приспособления на точность сводится к вычитанию из допуска выполняемого размера всех других составляющих общей погрешности обработки.

 

0,52=1,2[ξб2+ξЗ2+ξИ2+ ξП.С.2+ξПУ2+ξПР2+(к х ω)2]0,5

                                                                                              

где Кт1=1,1 – коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения.

ξ б = 0 – погрешность базирования определяется точностью расстояния между технологической и измерительными базами.

ξ з = 0 – погрешность закрепления – разность между наибольшей и наименьшей величинами проекций смещения измерительной базы на направление выполняемого размера в результате приложения к заготовке силы зажима. В данном случае принимаем εз = 0, так как при механизированном зажиме усилие закрепления постоянно и погрешность закрепления учитывается в настройке станка.

 ξП.С.=0, так как в рассматриваемом направлении основная конструкторская база (основание приспособления) без зазора располагается на столе станка.

ξи#0 – погрешность износа характеризует изменение положения контактных поверхностей установочных элементов в результате их износа в процессе эксплуатации приспособления.

ξПУ#0  – погрешность положения  установа.. ξПУ#0, так как технологическая база приспособления и рабочая поверхность установа не совпадают.

ξпр#0 – погрешность приспособления – точность расстояния между рабочей поверхностью установочного элемента и основной конструкторской базой приспособления в направлении получаемого размера.

W = 0,3 –  экономическая точность обработки.

К=0,7 – коэффициент, учитывающий характер соединений в системе станок – приспособления – инструмент – деталь.

Кт2*w=0.3*0.7=0.21 мм.

Тогда с учётом нулевых значений составляющих:

 

0,52=1,2[ξИ2+ ξПУ2+ξПР2+(0,21)2]0,5.

 

Принимаем: ξИ.= ξПУ+ξПР=ξСР;

 

Определение ξСР : решаем полученное уравнение и находим, ξСР=0,13мм.

Учитывая принятое равенство неизвестных средней величине, переходим на этап оценки и/или уточнения полученных результатов.

• Оценим принятое условие износа: ξИ.= ξСР Из эмпирического выражения U=βN (для опор с развитой несущей поверхностью контакта), учитывая, что U= ξИ, потому, что направление износа совпадает с направлением размера, определяем количество (N)  контактов заготовок (нарастающим итогом до критического износа установочного элемента). Имеем: для опоры по плоской поверхности β=0,002; тогда 0,13*103=0,002N и N=65*103 шт. Для деталей массой до 8 кг условиям среднесерийного производства отвечает максимальная годовая программа до 5000 штук. Тогда, для найденного значения, N=65*103 шт.,   приспособление оказывается «вечным», (более 13 лет до критического значения износа). Тот же вывод последует, если пойдём от обратного: для 5000-ой годовой программы и годового срока работы приспособления, т.е., если N=5000 шт., то получим  ξИ=10-3 0,002*5000=0,01мм, т.е., в 13 раз меньше, чем   ξср=0.13 мм.
• С учётом полученного результата (ξИ=0) расчётное уравнение принимает иной вид:

0,52=1,2[2ξСР2+(0,21)2]0,5.

 Здесь  имеем новое значение средней  составляющей погрешности (ξ)СР и соответствующие значения погрешности приспособления и погрешности положения установа: ξСР= ξПУ+ξПР

ξСР= 0,19 мм.

 

 

5 Расчет зажимного устройства

 

Расчет зажима необходимо вести на сдвиг заготовки (смещение в горизонтальной плоскости), и на поворот заготовки относительно точки o, препятствовать этому будет  сила трения, возникающая в точке контакта заготовки с основанием.

 

Рисунок 3 - Расчётная схема привода зажимного устройства с пневмостолом.

 

При сверлении возникает крутящий момент, образованный парой сил Рz, однако для рассмотрения наиболее опасного случая мы рассматриваем, что возмущающая сила только одна. Для нахождения ее величины воспользуемся формулой крутящего момента:

1. .

где по таблице.

Определяем значение поправочного коэффициента Кр

Кр = КМр =0,84 по таблице.

 

= Н

2. При повороте уравнение равновесия моментов относительно т.О:

Pz · L = Rпр · Q · ƒ    

где Rпр =

= = 4166Н

3. Определим  расчетное усилие нажима:

Где  - коэффициент запаса  [1.стр83-84]

К0 = 1,5 – базовый коэффициент;

К1 = 1,2 – коэффициент, учитывающий наличие случайных неровностей на поверхности заготовки;

К2 = 1.3 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания от прогрессирующего затупления режущего инструмента;

К3 = 1 – коэффициент, учитывающий силы резания при прерывистом резании;

К4 = 1 – коэффициент, учитывающий зажимное устройство, с точки зрения постоянства развиваемых им сил;

К5 = 1 – коэффициент, характеризующий удобство расположения рукоятки;

К6 = 1 – коэффициент, который учитывается только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку.

Если получаемый коэффициент будет < 2,5; то принимаем Кз = 2,5.

     Принимаем Кз = 2,5

Требуемое усилие зажима: кН

Определение геометрических и силовых характеристик привода зажимного устройства. Усилие, развиваемое двигателем передаётся непосредственно на прижимной стержень, поэтому   Qд=Qр. Задаёмся давлением в рабочей полости пневмоцилиндра, р=0,5МПа и определяем рабочую площадь поршня: F=26000 мм2. Так как эта площадь  включает в себя площадь штока, то, принимая диаметр штока, равным 0,2 от диаметра поршня (dш=0,2Дп), находим Дп=165мм. В соответствие с этим результатом определяем типоразмер зажимного устройства: стол неподвижный, круглый, с пневматическим зажимом и Т-образными пазами 7304 – 0051.

 

 

Список использованной литературы

 

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Том 1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерикова.  4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 497 с., ил.
2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах. Том 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерикова.  4-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 497 с., ил.
3. В.А.Горохов Проектирование и расчет приспособлений Минск. :Высшая школа,1986.-242с.
4. Станочные приспособления. Т1,2. Б.Н.Вордашкин., - М.: Машиностроение А.А.Шатилов. 1984.
5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 1. изд.,перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979. 728 с., ил.
6. Станочные приспособления. Справочник. В двух томах. Т.2/ Под ред. Б.Н. Вардашкина и В.В. Данилевского. – М. Машиностроение, 1984. – 656с.

					КР-ТвГТУ-151001-14 ПЗ
Изм	Лист	№ докум.	Подпись	Дата