ЧПУ. Диплом Дмитрий. В проектной части предложены станочное приспособление, выполнены силовые расчеты станочного приспособления
 Скачать 349.21 Kb.
|
|
2.9 Расчет погрешности обработки  Определяю суммарную погрешность обработки детали на операции 035 (Комплексная на ОЦ с ЧПУ) при закреплении ее во фрезерное приспособление. Размер, для которого определяется суммарная погрешность обработки, Ø  является самым точным размером. , где 10 мкм – погрешность формы, зависящая от погрешности станка и деформации заготовки, [1],т1, стр.56, табл.23 мкм - погрешность установки, [1]т.1, стр.56, табл. 5 мкм – погрешность наладки технологической системы, [1],т1, стр.70, табл.13 погрешность , связанная с упругими деформациями системы СПИД.  0 при абсолютно жесткой системе СПИД. - погрешность, связанная с износом режущего износа инструмента,  5 мкм, [1],т1, стр.74, таб.29 – погрешность, связанная с тепловыми деформациями и внутренними напряжениями. – суммарная погрешность обработки без учета тепловых деформаций и внутренних напряжений.  Вывод: суммарная погрешность обработки меньше допуска на размер, а значит условие выполнено. 3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ 3.1 Проектирование и расчет станочного приспособления В современном машиностроении невозможно реализовать спроектированный технологический процесс без соответствующей технологической оснастки. От правильного выбора приспособлений, как и других элементов технологического оснащения, зависят технико-экономические показатели технологического процесса. Приспособлением называют сменные устройства, которыми оснащают металлорежущие станки для эффективного выполнения задач технологической операции в конкретных производственных условиях. Применение приспособлений расширяет технологические возможности станка, повышает точность обработки, сокращает основное и вспомогательное время, облегчает труд рабочего, создает безопасные условия работы. Приспособления предназначены для базирования и закрепления заготовок относительно режущих инструментов и рабочих органов станка. Деталь «Корпус» не является телом вращения, ее наружные поверхности обрабатываются одновременно попарно на фрезерном обрабатывающем центре MV-154E/12 QVAZER, чтобы закрепить деталь в необходимом положении и обеспечить получение размеров необходимо установить ее во фрезерное приспособление называемое блок зажима, при такой установке деталь базируется по необходимым поверхностям и обрабатывается с двух сторон. Чтобы добиться большей производительности в обработке на фрезерной операции с ЧПУ 025 устанавливаем деталь в пневматическое 4-х местное приспособление, и так как стол позволяет вместить данное приспособление, увеличиваю число одновременно обрабатываемых деталей до 4 штук. Однако внутренние поверхности требуют токарной обработки, а установить деталь в патрон не удастся, так как сечение ее является прямоугольным, а также необходимо выдержать заданные размеры и допуски. Чтобы этого добиться необходимо установить деталь в приспособление, которое в свою очередь можно будет легко установить в обычном 3-х кулачковом патроне. Устройство и принцип действия приспособления. При проектировании приспособления необходимо руководствоваться следующими основные требованиями: 1. Обеспечение необходимой точности обработки; 2. Недопустимость механических повреждений детали при установке и зажиме детали; 3. Надежность закрепления детали и соответствие по технике безопасности; 4. Удобство при обслуживании; 5. Возможность ремонта с минимальными затратами; 6.Технологичность при изготовлении. Ранее на фрезерных операциях было использовано установочное фрезерное приспособление с ручным зажимом каждой детали. В работе я разрабатываю приспособление с тем же принципом базирования и установки детали, но с автоматизированным приводом. Приспособление может вмещать 4 детали одновременно, обеспечивая равномерный и точный для данной операции ее установ. Оно состоит из двух горизонтальных пневмоцилиндров, встроенных в основание корпуса, системы рычагов, благодаря которой сила от цилиндров усиливается и передается на прижимы, которые в свою очередь уже зажимают деталь. Деталь устанавливается на базирующие штыри и с помощью ручных досылов прижимается другой базирующей плоскостью к планкам. Благодаря такой установке детали плотно сидят в приспособлении и обработка производится без дополнительного вмешательства человека. Необходимое условие надежного закрепления заготовки в приспособлении: При установке детали в приспособлении, необходимо, чтобы момент силы трения по поверхности контакта заготовки и приспособления был больше момента резания, иначе деталь может выскользнуть или сместиться относительно зажима. Fтр > Fрез, где Fрез – сила резания,  =10∙ = Fтр – сила трения, Fтр = f×N, где f – коэффициент трения, f = 0,39, N – сила зажима. Усилие зажима должно превышать гарантированное значение усилия зажима N = q×Fг Определяем гарантированное усилие зажима: Fг = Fрез×К, где К = К0 × К1 × К2 × К3 × К4 × К5 × К6 Коэффициент К вводят в формулу для обеспечения надежного закрепления заготовки. К0 =1 – коэффициент гарантированного запаса; К1 = 1,2 – коэффициент увеличения силы резания из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности; К2 = 1,6 – коэффициент, характеризующий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента; К3 = 1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом фрезеровании; К4 = 1,3 – коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления; К5 = 1,2 – коэффициент, характеризующий эргономику привода; К6 = 1,5 – коэффициент при установке на опорные пластины. Fг = 756,2 × 1 × 1,2 × 1,6 × 1,2 × 1,3 × 1,2 × 1,5 = 4077 Н Определяем передаточное отношение усилий согласно выбранной схемы приспособления: q = (R/r)/sinφ , где r, R, φ соответственно длины плеч рычага и угол клина штока (выбираем согласно предварительной компоновке и рекомендаций) q = (132/56)/sin130 = 10,73 Таким образом, усилие пневмозажима N = 10,73 × 4077 = 43746 Н Отсюда, Fтр = 0,39 × 43746 = 17061 Н => Fтр > Fрез (17061 Н > 756,2 Н) Таким образом, необходимое условие удержания заготовки выполняется. Достаточное условие. Достаточное условие надежной работы приспособления обеспечивается при условии, когда величина деформации поверхности детали от сжатия её меньше половины припуска на обработку: см<  или см =  [см],где см – деформация заготовки под действием силы N; - припуск на обработку заготовки (при удержании в приспособлении изделия за обработанную поверхность является допуском на размер поверхности, которая контактирует с прижимом); см – напряжение смятия в заготовке; Fсм – сила смятия (Fсм = N); Sсм – площадь смятия; [см] – допустимое напряжение в материале заготовки при смятии.  Сравним :  .Напряжение смятия для стали 40ХН2МА:    (условие выполняется) Определяем диаметр поршня пневмоцилиндра при давлении в пневмосети 0,4 МПа:  , выбираем d = 80 ммОпределяем ход штока. Для закрепления необходимо обеспечить рабочий ход рычага 2,5 мм. Тогда длина рабочей зоны ползуна определится как 17,8 × 2,5 = 44,5 мм. Вывод: Спроектированное приспособление обеспечивает необходимую точность обработки, жесткость и надежность закрепления, удобство в обслуживании, и, следовательно, соответствует всем требованиям, предъявляемым к станочным приспособлениям. 3.2 Проектирование и расчет режущего инструмента Наличие в корпусе отверстий Ø6+0,75 и Ø8+0,58 предусматривает возможность применения ступенчатого сверла. Это влияет на общую трудоемкость изготовления детали, а также на экономические расходы, связанные с эксплуатацией оборудования, изготовлением приспособлений, и на затраты, идущие на заработную плату рабочему. Проектируемая 3-хступенчатое сверло позволяет сократить время на обработку детали и увеличить производительность выпуска деталей, а также возможно себестоимость изготовления детали. 3-хступенчатое сверло изготовлено из быстрорежущей стали Р6М5К5 ГОСТ 19265-73, несложная по конструкции и изготовлению. Изготовление сверла без напаянных пластин позволяет выполнить переточку сверла для изготовления других отверстий. Применение сварки хвостовика к режущей части нецелесообразно, так как потребуются дополнительный затраты на обработку сверла, а также может привести к разрыву во время работы. Итак, 3-х ступенчатым сверлом, как отмечалось выше, нужно обработать отверстия Ø6+0,75 и Ø8+0,58 Выбираем один из диаметров сверла для обработки отверстия Ø6+0,75 равным 6 мм с классом точности h6, а для отверстия Ø8+0,58– 8 мм h6, и третий диаметр сверла равен 10 мм h6. Главный угол в плане φ выбираем равным 140⁰ в зависимости от обрабатываемого материала. (Чем больше угол φ, тем прочнее сверло у перемычки). Угол наклона винтовой канавки 𝛚 выбираем в зависимости от диаметра сверла - 29⁰. (С увеличением угла 𝛚 до 25⁰-30⁰ передний угол на передний угол на периферии сверла возрастает, работа по деформации материала снижается, процесс резания облегчается). Главный угол в плане φ и угол наклона винтовой канавки 𝛚 назначаем одинаковыми для трех диаметров сверла, сохраняя одинаковые условия резания. Углы лезвия сверла: передний и задний углы. Передний угол γ имеет переменные значения: на периферии сверла он имеет максимальное значение, а к центру сверла угол уменьшается и на перемычке имеет отрицательное значение, то есть в данной зоне происходит не резание, а сминание материала. Передний угол для сверл в чертежах обычно не указывается, так как он переменный и определяется углом наклона винтовых канавок и углом при вершине сверла. Задний угол α выбираем в зависимости от диаметров [4, стр.369, табл.38]: α = 20° для Ø6±0,5 α = 12° для Ø8±0,5 Данные значения углов у периферии сверла. С целью обеспечения более или менее одинакового угла заострения на протяжении всей режущей кромки, а также для обеспечения достаточной величины заднего угла в процессе резания приходится делать переменным и задний угол заточки. Для создания благоприятных задних углов (т.е. исключить возможность получения отрицательного значения заднего угла, из-за которого возможно трение сверла с обрабатываемой поверхностью) в любой точке режущей кромки необходимо произвести заточку таким образом, чтобы обеспечить увеличение заднего угла по мере приближения к оси сверла. Поперечная кромка сверла характеризуется длиной и углом наклона ψ относительно оси сверла. Наилучшим значением ψ является 45°±3⁰. Величина перемычки равна: к = (0,15-0,3)·Dсв = 0,25·6,0 = 1,52 мм Ширину ленточки выбираем по ГОСТ 4010-77 в зависимости от диаметров: f = 0,92для Ø6. Ленточку отшлифовывают по диаметру для достижения минимального трения. Ширина пера выбирается из соображений прочности сверла, а ширина стружечной канавки – из условия достаточного пространства для помещения стружки и её отвода. Обычно принимают ширину пера равной ширине канавки. Ширина пера В по ГОСТ 4010-77 для Ø6 равна 0,62Dсв. - В = 0,62·6,0 = 3,72 мм для Ø8 равна 0,59Dсв. - В = 0,59·8,0 = 4,72 мм для Ø10 равна 0,59Dсв. - В = 0,59·10 = 5,9 мм Хвостовую часть сверла делаем из конструкционной стали 45. Вывод: 3-х ступенчатое сверло обрабатывает два отверстия Ø6+0,75 и Ø8+0,58 за один проход, обеспечивая необходимые точностные параметры обрабатываемых отверстий. Так же оно не очень сложное в изготовлении, простое в обращении и наладке, обеспечивает стабильное получение размера в зависимости от требований чертежа. 3.3 Проектирование и расчет мерительного инструмента Контроль размеров обрабатываемых деталей в разных типах производства обеспечивается универсальным и специальным мерительным инструментом. Универсальный мерительный инструмент (штангенциркули, микрометры, нутромеры и т.п.) позволяют определять размер с погрешностью и возможностями, заложенными в данном инструменте. При работе таким инструментом требуется высокая квалификация контролера и рабочего. При контроле размеров предельными калибрами (скобы, пробки, вкладыши и т.п.) не требуется высокая квалификация рабочего и процесс контроля происходит быстро. Следовательно, в зависимости от типа производства, следует назначать определенный инструмент. В серийном производстве в основном применяются универсальные мерительные инструменты, за исключением контроля точных размеров. Рассчитаем специальный калибр для контроля размера 10±0,3. Калибр представляет собой корпус с выступающей оправкой, на которой расположен жесткий упор. В оправке находится шток, который имеет возможность легко перемещаться при помощи рычага и возвращаться в первоначальное положение под действием пружины. На конце подвижного штока выполнен выступающий за образующую оправки упор такого же размера, как и неподвижный на оправке. Этот размер выступания обеспечивает замер канавки контролируемой детали в определенном положении, так как глубина врезки канавки небольшая и попадание измерительного носика на радиус выхода режущего инструмента вносит погрешность в замер. В корпус закрепляется индикатор 1МИГ-0 ГОСТ 9696-82, наконечник которого контактирует с перемещающимся штоком. На оправке выполнена лыска, что обеспечивает стабильное положение детали и установочного калибра при замере. Принцип действия калибра Настройка индикатора на нуль осуществляется по образцовому калибру. Для этого рычагом измерительный шток отводится до упора и образцовая деталь свободно устанавливается на лыску оправки. Аналогично устанавливается для замера деталь. Величина отклонения индикатора от “0” соответствует действительному отклонению от размера, который не должен превышать величины допуска на размер. Расчет калибра Расчет калибра сводится к определению суммарной погрешности данного измерения, который включает: погрешность самого измерительного устройства индикатора 1МИГ-0 ГОСТ 9696-82 устр – 1,5мкм (систематическая погрешность). погрешность установочного калибра калиб – 1,5мкм Таким образом, суммарная погрешность изм=устр+калиб=1,5+1,5=3мкм. В производственных условиях ГОСТ 8.051-73 устанавливает допустимые погрешности измерения изм в зависимости от допуска на изготовление изделия Sизд и номинального размера. В данном случае по ГОСТ 8.051-73 допускается погрешность 7мкм. Таким образом, погрешность калибра не превышает допустимую и поэтому предлагаемый метод является наиболее приемлемым. Вывод: Спроектированный калибр обеспечивает объективность замера, технологичен при изготовлении, прост при пользовании, что позволяет производить приемку по контролируемому параметру контролерам низкого разряда и уменьшить трудоемкость изготовления детали за счет уменьшения вспомогательного времени на измерение. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Заданием на выпускную квалификационную работу являлось модернизация технологического процесса механической обработки детали «Корпус». При выполнении проекта были разработаны – чертёж детали «Корпус», был проведён анализ конструкции детали, анализ технологичности детали, было определено назначение детали, условия её работы и выбор заготовки. Разработан технологический процесс механической обработки детали, в котором было использовано по возможности современное и автоматизированное оборудование, соответствующее серийному типу производства. Также, при выполнении проекта были рассчитаны припуски на размеры детали и режимы резания, определены нормы времени на комплексную операцию. Спроектировано ступенчатое сверло для одновременной обработки 2 отверстий, разработано 4-х местное приспособление для комплексной операции. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2 Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 656 с. Расчет припусков. Под ред. Г.В. Кузнецовой, В.Н Воронова – Ковров 2005 Точность и производственный контроль в машиностроении. Справочник под ред. А.К. Кутая, Б.М. Сорочкина. – Ленинград: Машиностроение,1983г. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Высш. шк., 1983. – 256 с. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 576 с. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.2. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 576 с. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.3. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение,1982. – 576 с. П.Р.Родин. Металлорежущие инструменты.«Вища школа» Киев, 1974г. Г.А.Алексеев, В.А.Аршинов, Р.М. Кричевская. Конструирование инструмента –М: Машиностроение, 1979г. П.А.Руденко, Ю.А.Харламов. Проектирование заготовок в машиностроении. .«Вища школа» Киев, 1974г. В.В.Зяблицев. Проектирование заготовок. ГОСТ 26645-85. отливки из металлов и сплавов.(допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку). Методы и средства обеспечения безопасности в машиностроении. Под ред. Ю.М.Соломенцева. – М: «Высшая школа»,2000г. Г.Ф.Денисенко. Охрана труда. М: «Высшая школа»,1985г. Охрана труда под ред. Е.Я.Юдина. М: Машиностроение, 1976г. |