контрольная вар.9. Вариант 9 Наименование детали

• Название: Вариант 9 Наименование детали
• Дата: 08.04.2022
• Размер: 0.52 Mb.
• Имя файла: контрольная вар.9.docx
• Тип: Документы; #455712
• страница: 4 из 9

Описание конструкции, работы и расчет станочного приспособления

Станочное приспособление -- устройство для базирования и закрепления заготовки при обработке на металлорежущем станке.

При изготовлении деталей в машиностроении большое значение имеет технологическая подготовка производства, основную долю затрат по стоимости и трудоемкости в которой вносит проектирование и изготовление технологической оснастки, в частности, затраты на создание станочных приспособлений. Одним из возможных решений этой задачи является применение унифицированных, стандартизированных функциональных элементов, позволяющие сократить комплект станочных приспособлений и увеличить срок их эксплуатации.

По целевому назначению различают пять групп приспособлений:

1. станочные приспособления для установки заготовок на станках, которые в зависимости от вида обработки делят на токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные, расточные, протяжные, строгальные и другие.

2. Станочные приспособления для установки обрабатывающих инструментов (вспомогательный инструмент), характеризующиеся большим числом нормализованных конструкций в силу применения нормализованных и стандартных рабочих инструментов. В состав этой группы входит 70...80 % от общего количества приспособлений.

3. Сборочные приспособления для обеспечения правильного взаимного положения деталей и сборочных единиц, предварительного деформирования собираемых упругих элементов (резиновых деталей, пружин, рессор), напрессовки, запрессовки, вальцовки, клепки, гибки по месту и других сборочных операций.

4. Контрольные приспособления, предназначенные для проверки точности заготовок, промежуточного и окончательного контроля изготавливаемых деталей, проверки сборочных операций, сборочных единиц и машин (к этой группе относятся также испытательные и контрольно-измерительные стенды).

5. Транспортно-кантовальные приспособления для захвата, перемещения и перевертывания обрабатываемых заготовок и собираемых изделий (обычно тяжелых), применяемые в основном в автоматизированном массовом и крупносерийном производствах.

По степени специализации подразделяют на три группы, в каждую из которых входят соответствующие системы станочных приспособлений, предусмотренные ЕСТПП и ГОСТ 14.305--73 "Правила выбора технологической оснастки". В отдельную систему можно выделить средства механизации зажима станочных предусмотренные ЕСТПП и ГОСТ 14.305--73 "Правила выбора технологической оснастки". В отдельную систему можно выделить средства механизации зажима станочных приспособлений (СМЗСП).

1. Универсальные

1. УБП -- универсально-безналадочные приспособления, для которых характерно применение универсальных регулируемых приспособлений, не требующих сменных установочных и зажимных элементов. Данная группа включает в себя комплексы универсальных приспособлений, входящих в комплекты оснастки, поставляемой машиностроительным предприятиям в качестве принадлежностей к станкам. Рекомендуется для единичного и мелкосерийного производств.

2. УНП -- универсально-наладочные приспособления. Предусматривает разделение элементов приспособлений на два основных вида: базовые и сменные. Базовые элементы -- постоянная многократно используемая часть приспособления, изготавливаемая заранее по соответствующим стандартам. Сменные установочные и зажимные элементы-наладки могут быть универсальными (изготавливаемыми заранее) и специальными (изготавливаемыми по мере необходимости машиностроительным заводом).

Рекомендуется для мелкосерийного и серийного производств, особенно эффективна при групповой обработке заготовок.

3. УУС -- универсальные устройства и средства.

2. Специализированные

1. СБП -- специализированные безналадочные приспособления.

2. СНП -- специализированные наладочные приспособления. Так же, как и система УНП, включает базовые элементы и комплексы элементов-наладок, но отличается более высокой степенью механизации приводов и применением многоместных приспособлений.

Рекомендуется для специализированного серийного и крупносерийного производств.

3. Специальные

1. УСП -- универсально-сборные приспособления. УСП является одноцелевым по назначению, но универсальными по изготовлению. Собирают из заранее изготовленныхдеталей и сборочных единиц без последующей доработки. В комплект УСП входят: базовые и корпусные детали (плиты прямоугольные, плиты круглые, угольники); установочные детали (пальцы, призмы, штыри и др.); направляющие детали (кондукторные втулки, колонки); крепежные детали (болты, винты, шпильки, гайки, шайбы); разные детали (вилки, хомутики, оси, рукоятки, опоры); сборочные единицы (поворотные головки, кронштейны, фиксаторы, подвижные призмы, кулачковые и тисковые зажимы).

Из комплекта УСП можно собирать токарные, сверлильные, фрезерные и другие приспособления. Предусматривает комплекс стандартных заранее изготовленных из высококачественных легированных и инструментальных закаленных сталей (30ХГСА, У8А, У10А и др.) элементов -- деталей и сборочных единиц высокой точности, из которых компонуют различные конструкции специальных приспособлений. После применения приспособления разбирают на составные элементы. Элементы УСП находятся в обращении в течение 18-20 лет. Базовые детали по ГОСТ 15636-70 -- ГОСТ 15646-70; Корпусные детали по ГОСТ 15647-70 -- ГОСТ 15706-70; Установочные детали по ГОСТ 15707-70 -- ГОСТ 15718-70; Направляющие детали по ГОСТ 15361-70 -- ГОСТ 15366-70; Прижимные детали по ГОСТ 15719-70 -- ГОСТ 15723-70; Крепежные детали по ГОСТ 15724-70 -- ГОСТ 15733-70; Разные детали по ГОСТ 15734-70 -- ГОСТ 15743-70; Сборочные единицы по ГОСТ 15744-70 -- ГОСТ 15761-70.

Точность обработки на УСП не превышает 9-го квалитета вследствие их невысокой жёсткости (наличие большого количества стыков). Главным достоинством УСП является быстрота сборки. За 2-5 часов можно скомпоновать приспособление средней сложности (с учетом квалификации слесаря-сборщика). Рекомендуется для единичного, мелкосерийного, серийного и различных опытных производств в период освоения новых видов изделий. Универсально-сборные переналаживаемые приспособления (УСПП) - система станочных приспособлений, в основу которой положен агрегатно-модульный принцип создания компоновок и возможность переналадки элементов, в том числе автоматизированная.

Предназначены для базирования и закрепления деталей при обработке на сверлильно-фрезерно-расточных станках с ЧПУ в условиях многономенклатурного производства.

2. СРП -- сборно-разборные приспособления. Содержит комплексы стандартных сборочных единиц с базовыми поверхностями для сборки различных приспособлений. По окончании эксплуатации (при смене объекта производства) компоновки разбирают на сборочные единицы и используют их в новых приспособлениях. Представляет собой компоновку, состоящую из готовой базовой части (плиты, угольника, планшайбы), сборочных единиц (зажимных, установочных и т. д.) и наладочного элемента, чаще всего специального, с помощью которого заготовку "связывают" с установочными элементами приспособления. СРП, несмотря на определенное сходство с УСП, имеют существенное различие: они содержат помимо стандартных деталей и узлов специальную наладку. Точность обработки на СРП (8, 9-й квалитеты) обеспечивается точностью изготовления и установки составляющих базовых элементов. Рекомендуется для серийного и крупносерийного производств в условиях частой смены выпускаемых изделий с большим количеством модификаций.

3. НСП -- неразборные специальные приспособления. Содержит комплексы преимущественно стандартных сборочных единиц, деталей и заготовок, а также нестандартных элементов для изготовления высокопроизводительных специальных приспособлений и сменных специальных на¬ладок. Рекомендуется для стабильного крупносерийного и массового производств.

4. Система СМЗСП включает комплекс универсальных силовых устройств, выполненных в виде обособленных агрегатов и позволяющих в сочетании с другими приспособлениями механизировать и автоматизировать процесс закрепления заготовок. Предназначена для использования в условиях любого производства.

По способам обеспечения степени гибкости станочные приспособления подразделяют на:

· сборные приспособления (УСП, УСПМ, СРП, УСПО);

· переналаживаемые приспособления (УБП, УНП, СБП, СНП, АПП).

Дальнейшее развитие существующие системы станочных приспособлений получили в системе универсально-сборных переналаживаемых приспособлений (УСПП)

В процессе обработки на заготовку действуют силы резания Pz, Px, Py, так же появляется момент резания, который стремится повернуть заготовку, так же на заготовку действует сила зажима, которая препятствует повороту и смещению ее в приспособлении при обработке.

Основные опоры бывают постоянными, регулируемыми и самоустанавливающимися. Для повышения жесткости и виброустойчивости заготовки применяют вспомогательные опоры, которые бывают регулируемыми и самоустанавливающимися. Суммарное число основных и вспомогательных опор больше числа тех степеней свободы, которых нужно лишить заготовку. Чем меньше опор, тем проще станочные приспособления.

Так же приспособление должно обеспечивать возможность беспрепятственного вылета инструмента и устойчивую жесткость закрепления.



Для удержания заготовки от поворота нужно приложить момент, направленный в противоположную сторону и равный .

Момент зажима создается силой закрепления

где - коэффициент трения;

- коэффициент запаса, учитывающий нестабильность сплавных воздействий на заготовку ;

- гарантированный коэффициент запаса, ;

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности заготовки, ;

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента, ;

- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании, т.к. резание не является прерывистым, то ;

- коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом, ;

- коэффициент, учитывающий эргономику немеханизированного зажимного механизма, т.к. приспособление механизировано, то коэффициент не учитывается;

- коэффициент, учитывающийся только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью, в данном случае не учитывается.

Описание конструкции и расчёт протяжки



Расчет геометрических параметров режущей части протяжки:

Назначают передний и задний углы протяжки. Задний угол режущих зубьев выбирают в диапазоне _ro = 2...3°. Передний угол ro назначают в зависимости от обрабатываемого материала по справочным таблицам.

1. Передние углы протяжек

Определяют припуск под протягивание

A = (D_max - Do)/2,

где D_max - наибольший предельный размер готового отверстия.

Рассчитывают шаг режущих зубьев по эмпирической формуле



Выбирают шаг t, соответствующий найденному диапазону, из табл. 17.

По величине t из табл. 17 назначают размеры стружечных канавок, геометрия которых показана на рис. 1. При t ? 6 мм каждому шагу в табл. 17 соответствует не одна глубина канавки h. В качестве начального варианта выбирают наибольшее значение h, чтобы обеспечить максимальную с точки зрения размещения стружки в канавке толщину среза при протягивании. В дальнейшем значение h может быть скорректировано в сторону уменьшения после проверки режущей части протяжки на прочность.

Таблица 17. Размеры стружечных канавок, мм

t	h	c	r	R	Fк, мм2	t	h	c	r	R	Fк, мм2
4,5	2	1,5	1	2,5	3,14	14	4	4	2	10	12,57
6	2	4	5	2,5	19,63
2,5	1,25	4,91	6	3	28,27
8	3	5	16	5	4,5	2,5	12	19,63
3	1,5	7,07	6	3	28,27
10	7	7	3,5	38,48
4	2	12,57	18	5	6	2,5	19,63
12	3	4	1,5	8	7,07	6	3	28,27
4	2	12,57	7	3,5	38,48

Рассчитывают толщину среза, приходящегося на один зуб протяжки, из условия помещаемости стружки в стружечной канавке:



где F_к - площадь сечения канавки (см. табл. 2); k - коэффициент заполнения канавки. При обработке стальных, алюминиевых и медных заготовок k = = 3,5...4, при обработке заготовок из чугуна, бронзы и латуни k = 2...2,5.

Полученную величину a_z округляют с точностью до 0,001 мм.

Определяют число одновременно работающих режущих зубьев



Рассчитывают силу, приходящуюся на 1 мм длины обрабатываемого контура, по формуле

p_z = Cpв az^0,85K ,

где K = (90 - ) / 75.

При обработке алюминиевых и медных сплавов C_р ? 2,0, чугуна Cр ? 2,6, углеродистых сталей Cр ? 3,3, легированных сталей Ср ? 4,3.

Рассчитывают усилие протягивания

P_т = рzD q

и напряжения в канавке перед первым зубом режущей части протяжки



Должно выполняться условие ₁ ? [и], где допускаемое напряжение на растяжение для протяжек из быстрорежущей стали [и] = 400...450 МПа.

Если условие не выполняется, по табл. 2 выбирают меньшее значение глубины стружечной канавки и повторяют расчет, начиная с п.1.2.5.

По справочным таблицам выбирают наибольший диаметр хвостовика d₁, проходящий с зазором в отверстие диаметром Dо.

Рассчитывают напряжение в опасном сечении хвостовика, возникающее под действием силы P_т,



где F_х - площадь опасного сечения, приведенная в табл. 4.

Должно выполняться условие _х ? [х], где допускаемое напряжение на растяжение для хвостовиков из углеродистой и легированной конструкционной стали [х] = 250 МПа. Если это условие не выполняется, уменьшают толщину среза на черновых зубьях протяжки до значения.



Рассчитывают число черновых режущих зубьев протяжки



подбирая число чистовых режущих зубьев 1ч3 и толщину среза на чистовом зубе таким образом, чтобы z без какого-либо округления оказалось целым числом.

Рассчитывают номинальные диаметры черновых режущих зубьев

D_i = Dо + 2az(i - 1)

и чистовых режущих зубьев

D_чj = Dz + 2 j,

где



а Dz - номинальный диаметр последнего чернового зуба.

Рассчитывают длину режущей части протяжки



Расчет параметров калибрующей части протяжки

Передний угол калибрующих зубьев назначают таким же, как у режущих, а задний угол выбирают в диапазоне _rк = 0,5...1°.

Выбирают число калибрующих зубьев z_к по табл. 3 в зависимости от квалитета точности изготавливаемого отверстия.

Рассчитывают шаг калибрующих зубьев t_к ? (2/3) t, который согласуют с шагами, приведенными в табл. 2. По той же табл. 2 выбирают размеры канавки между калибрующими зубьями.

Номинальный диаметр всех калибрующих зубьев одинаков и равен D_к = Dmax. На зубьях предусматривают ленточку шириной f = 0,2...0,3 мм.

Рассчитывают длину калибрующей части протяжки

l_к = tкzк.



Рис. 20. Хвостовики круглых протяжек по ГОСТ 4044-70

Конструктивные элементы протяжки

Геометрию и размеры хвостовика протяжки назначают в соответствии с рис. 2 и справочной таблицей.

Выбирают длину передней направляющей инструмента в диапазоне l_пн = (0,8...1,0)Lо, назначают длину задней направляющей lзн = (0,6...0,8)Lо и рассчитывают расстояние до первого зуба

L1 = 280 + lпн.

Определяют общую длину протяжки

L = L₁ + lр + lк + lзн.

Чтобы протяжка имела достаточную жесткость, должно выполняться условие L ? 40D. Если это условие не выполняется, следует перейти к проектированию протяжки с групповой схемой срезания припуска или комплекта из нескольких протяжек.

Для улучшения условий резания на режущих зубьях протяжки выполняют стружкоразделительные канавки, конфигурация которых показана на рис. 3 ( = 60...90°; m = 0,6...1 мм; R_c = 0,3...0,5 мм).

Количество канавок рассчитывают по эмпирической формуле



округляя n_c до ближайшего четного числа.

На следующих друг за другом зубьях канавки выполняют в шахматном порядке со смещением на угол 180°/n_c.

Для изготовления, контроля и заточки круглых протяжек их выполняют с центровыми отверстиями формы В по ГОСТ 14034-74. Диаметр d отверстий выбирают в зависимости от диаметра протяжки по табл. 18.

Таблица 18. Диаметры центровых отверстий, мм

D	до 6	6...10	10...14	14...20	20...30	30...40	40...60	60...80	80...100
d	1,6	2,0	2,5	3,15	4,0	5,0	6,3	8,0	10,0

Протяжки изготавливают сварными, соединяя с помощью контактной стыковой электросварки соплавлением режущую часть из быстрорежущей стали (ГОСТ 19265-73) с хвостовой частью из углеродистой качественной стали (ГОСТ 1050-74) или легированной конструкционной стали (ГОСТ 4543-71), как показано на примере рабочего чертежа протяжки.

Твердость после термообработки: режущей части HRC_э 62...66, хвостовой части HRCэ 44...50.

Шероховатость поверхностей протяжки:

- профиля стружечной канавки, задней поверхности зуба, передней и задней направляющих - Ra 0,63;

- поверхностей хвостовика, контактирующих с замком патрона протяжного станка, - Ra 1,25;

- остальных поверхностей - Ra 2,5.

Точность конструктивных элементов протяжки.

Допуск на диаметр режущих зубьев назначают в пределах TD_i = = 0,01...0,02 мм, но не более 0,4az, с расположением поля допуска по h.

Допуск на диаметр калибрующих зубьев TD_к = TD/3 с расположением поля допуска по h.

Допускаемое отклонение глубины стружечной канавки не более +0,3 мм при h_к ? 4 мм и не более +0,5 мм при hк > 4 мм.

Чтобы исключить застревание заготовки на направляющих протяжки, поле допуска на диаметр передней направляющей располагают по е8, а на диаметр задней направляющей, которая соприкасается с уже обработанной поверхностью, по f 7.

Допуски на размеры хвостовика (обозначения размеров по табл. 4) назначают следующими:

- на диаметр d₁ - по е8;

- на диаметр d₂ - по с11;

- на диаметр d₃ - с верхним предельным отклонением -0,5 мм и нижним предельным отклонением -1,0 мм;

- на размер b - по е8.

Отклонение общей длины протяжки не должно превышать ±3 мм при L ? 1000 мм и ±5 мм при L > 1000 мм.

Предельные отклонения других размеров инструмента назначают по ±IT14/2.