технология обработки рычаг. курсовая. Курсовой проект по специальности 15. 02. 15 Технология металлообрабатывающего производства по дисциплине Технологическая оснастка

• Название: Курсовой проект по специальности 15. 02. 15 Технология металлообрабатывающего производства по дисциплине Технологическая оснастка
• Анкор: технология обработки рычаг
• Дата: 16.05.2022
• Размер: 0.58 Mb.
• Имя файла: курсовая.docx
• Тип: Курсовой проект; #532888

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САРАТОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Г.ЧЕРНЫШЕВСКОГО»

Цикловая комиссия

Технология машиностроения



ЗАДАНИЕ

на курсовой проект

по специальности 15.02.15 Технология металлообрабатывающего производства

по дисциплине Технологическая оснастка




Студента 3 курса Колледжа радиоэлектроники имени П.Н. Яблочкова
Тема проекта «ПРОЕКТ РАЗРАБОТКИ СТАНОЧНОЙ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ

ОСНАСТКИ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЯ В ДЕТАЛИ «РЫЧАГ»

Руководитель,

преподаватель ___________________ __________________

подпись, дата инициалы, фамилия

Председатель

цикловой комиссии _____________ __________________

подпись, дата инициалы, фамилия

Саратов 2021

Содержание работы
ВВЕДЕНИЕ

1. 
   Сбор основных данных
   
   1. 
      Описание технологической операции, на которую разрабатывается оснастка
      
   2. 
      Выбор технологического оборудования на данную операцию
      
   3. 
      Выбор режущего инструмента на данную операцию
      
   4. 
      Определение схемы базирования на данную операцию
      
   5. 
      Расчет режимов резанья, норм времени и мощности затрачиваемой на данную операцию
      
   6. 
      Выбор аналога приспособления на данную операцию и описание его работы
      

2. Расчёт приспособления

   1. Расчет точности приспособления

   2. Расчет усилия зажима заготовки

   3. Расчет параметров механизма закрепления заготовки

   4. Определения слабого звена приспособления и его расчет на прочность

   5. Разработка конструкции приспособления

   6. Список источников
      Заключение

ПРИЛОЖЕНИЯ:

Приложение А Чертеж детали

Приложение Б Чертеж общего вида приспособления

Приложение В Спецификация

Срок представления работы:

число, месяц, год
Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии «Технология машиностроения»
Протокол №от

число, месяц, год
Секретарь комиссии

подпись, дата инициалы, фамилия

Дата выдачи задания_

число, месяц, год
Задание получил _

подпись, дата

ВВЕДЕНИЕ

Технологическая оснастка - совокупность приспособлений для установки и закрепления заготовок и инструмента, выполнения сборочных операций, транспортирования заготовок, деталей или изделий.

Технологическая оснастка применяется для более эффективного использования любого вида оборудования. Надежное закрепление и перемещение различных деталей и заготовок, фиксация и изменение положения всевозможных инструментов, сама возможность использования различных сменных насадок – все это расширяет сферу применения любого станка, делает его более многофункциональным, а значит – расширяет возможности и увеличивает прибыль предприятия.

Использование оснастки позволяет осуществлять дополнительную или специальную обработку и/или доработку выпускаемых изделий. Любой станок без дополнительной оснастки может исполнять только ограниченный набор операций, выпускать узкоспециализированный набор изделий. Между тем, закупив дополнительную оснастку, собственник сможет расширить ассортимент выпускаемой продукции.

Технологическая оснастка может быть самой разнообразной: это инструменты, крепежные изделия, детали, специализированные

приспособления для транспортировки и сборки изделий и заготовок, формы для отливки, инструменты, позволяющие отсеивать изделия, не соответствующие технологическим требованиям.

Оснастка для оборудования также может быть самой разной:

измерительной, контрольной, транспортной, фиксационной, обрабатывающей, манипулирующей. Немаловажным плюсом для станка, на который может быть установлена подобная оснастка, будет развернутый программируемый контроль за работой оборудования: в этом случае собственник получает возможность быстро перенастроить оборудование и максимально автоматизировать процесс. Это позволит добиться высокой производительности при соблюдении качественных нормативов.

По компоновке и методам использования приспособления можно разделить на следующие группы: специальные (СП), универсально-сборные (УСП), агрегатированные (АП), включающие специализированные наладочные (СНП) и универсально-наладочные (УНП) и универсальные (УП).

Специальные приспособления характерны для массового и крупносерийного производства. С помощью таких приспособлений на станках постоянно выполняются одни и те же операции. При коренном изменении этих операций или при исключении их из технологического процесса такие приспособления также заменяются, так как не могут быть использованы для каких-либо других операций в силу того, что конструкция основных деталей таких приспособлений и их компоновка обусловлены конструкцией только тех деталей, для обработки которых эти приспособления предназначались.

Универсально-сборные приспособления характерны для мелкосерийного производства, в котором станки используются для обработки разнообразных деталей сериями (иногда очень малыми). Такие приспособления легко собираются из нормализованных деталей, затем, после обработки серии однотипных деталей, легко разбираются и вновь собираются в другом виде для обработки серии других деталей или для выполнения других операций над теми же деталями.

Важно также принимать во внимание не только возможности расширения производства, но и экономические факторы.

Технологическая оснастка – один из самых важных элементов всего производства

1.Сбор основных данных

1.1 Описание технологической операции, на которую разрабатывается технологическая оснастка.

Получено задание на разработку технологического оснащения сверления 3 отверстий. Для разработки технологического оснащения предлагается следующий технологический процесс, представленный в таблице 1

В качестве заготовки применяется отливка из чугуна СЧ15

Таблица 1 – Химический состав сплава СЧ15 и механические свойства сплава



Таблица 2 – физиеческие свойства сплава



Получено задание на разработку технического оснащения для сверления детали «рычаг».

Маршрутный технологический процесс для изготовления детали «Рычаг»

Таблица 3 - Маршрутный технологический процесс для изготовления "Рычаг"

№ операции:	Операция:
005	Литье
010	Обрубка и очистка отливки
015	Фрезерование с ЧПУ
020	Сверление
025	Сверление
030	Сверление
035	Слесарная
040	Контрольная

Для расчетов технологического оснащения предлагается следующий технологический процесс.

005 Заготовительная

Отливается заготовка

010 Обрубка и очистка отливки

015 Фрезерование с ЧПУ

Фрезерование детали по контуру

020 Сверление

Сверлить отверстие диаметром 10H12

025 Сверление

Сверлить отверстие диаметром 15H12

030 Сверление

Сверлить отверстие диаметром 10H10

035 Слесарная

Снятие заусенцев

040 Контрольная

Производиться контроль всех размеров и технических требований чертежа.

1.2 Выбор технологического оборудования на данную операцию

Фрезерование и сверление будет производится на Сверлильно-фрезерном станке СФ-16-02

Технические характеристики СФ 16-02:

Наибольший диаметр торцевого фрезерования, мм. 100

Максимальный диаметр сверления, мм. 16

Диапазон нарезаемой резьбы М5-М27

Конус шпинделя Морзе 3 (ISO40) *

Наибольшее перемещение шпинделя, мм. 110

Диапазон частот вращения шпинделя, об./мин. 90-1400 (180-2800) *

Количество частот вращения (скоростей) шпинделя 9

Диапазон подач шпинделя, мм./об. 0, 05-0,1; 0,1; 0,2 (0,28; 0,56) *

Количество подач шпинделя 3

Расстояние от оси шпинделя до колонны, мм. 350

Угол поворота головки вокруг горизонтальной оси, град. 35 (45) *

Расстояние от торца шпинделя до стола, мм. 480

Наибольшее продольное перемещение стола, мм. 500

Наибольшее поперечное перемещение стола, мм. 190

Размер рабочей поверхности (зеркала) стола, мм. 630 х 250

Количество Т-образных пазов 3

Ширина Т-образного паза 14Н8

Наибольшая высота заготовки, мм. 200

Наибольшая масса заготовки, кг. 100

Мощность привода главного движения, кВт 1.5 (1.1) *

Номинальное напряжение питания, В 380

Габаритные размеры, мм. 1055 х 1062 х 1420



Рисунок 1 - станок

1.3 Выбор режущего инструмента на данную операцию.

Для обработки отверстия диаметром 10мм. возьмем спиральные быстрорежущие сверла с цилиндрическим хвостовиком.

ГОСТ 10902-77



Рисунок 2 – характеристики сверла

1.4 Определение схемы базирования на данную операцию.

Приспособление должно обеспечивать выполнение всех функций, обусловленных операцией. Среди них главной является базирование заготовки, т.е. придание ей требуемого положения. После базирования заготовку необходимо закрепить, чтобы она сохраняла при обработке неподвижность относительно приспособления. В качестве приспособления используются кондуктор.



Рисунок 3 – базирование

Было выбрано базирование по двум отверстиям на пальцах, т.к. это предоставит более высокую точность детали. В соответствии с выбранной схемой базирования необходимо обеспечить соосность отверстий.

Погрешность базирования рассчитывается по формуле:

1. 
   Определим εба при базировании по пальцам
   

Smax =

∆ = А – В = 30Н8 – 30К6 =

∆ =

Smax = 0,037 мм

2. 
   Определим εбα перпендикулярно оси В и С
   

Smax =

B = ; A =

B =

A =

Определяют искомый угол α, α = 0.053

1.5 Расчет режимов резания, норм времени и мощности, затрачиваемой на данную операцию.

1. Определяем скорость резанья по формуле, м/мин



Где 𝐶_𝑣 - коэффициент на скорость резания,

𝐷 - диаметр инструмента в мм,

𝑆 - подача в мм/об,

Kv – коэффициент, учитывающий совокупность коэффициентов,

𝑇- период стойкости инструмента принимает по таблице 30 [2, с.279],

T=35мин

Значения коэффициентов: С𝑣=23,4; q=0,25; m=0,125; y=0,4. – определены по таблице 28 [2, с.279]

Где коэффициент определяется по формуле: = и ,

Kv – коэффициент, учитывающий совокупность коэффициентов,

Kмv – коэффициент, учитывающий материал заготовки,

Значение = 1,3 получено из таблицы 4 [2, с.263],

Kuv – коэффициент, учитывающий материал режущей части сверла,

Значение и = 1 получено из таблицы 6 [2, с.263],

Klv – коэффициент, учитывающий глубину сверления,

Значение = 0,4 получено из таблицы 31 [2, с.280],

= и = 1,3 = 0,52.

Скорость резанья:

,09 м/мин (1)

2.Крутящий момент, Н∙м, и осевую силу, Н, рассчитываем по формулам:

=10∙ ∙ ∙

0=10∙ ∙ ∙ ∙

Значения коэффициентов: С =0,021; D= ; S= . – определены по таблице 32 [2, с.281],

где Мкр – крутящий момент,

CM – коэффициент крутящего момента,

So – подача на оборот, мм/об,

Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением:

=

= 0,6

И определяется по таблице 10 [2, с.265]

=10∙0,021∙ ∙ ∙ 0,6= 5 Н∙м (2)

0=10∙ ∙ ∙ ∙

Значения коэффициентов: С𝑝=42,7; D=10¹; S=0,32^0,8; 𝐾𝑝=1

𝑃0= 10∙ 42,7 ∙ 10¹∙ 0,32^0,8 ∙ 1 = 1716,1Н (3)

3. Мощность резанья, кВт, определяют по формуле:





где n – частота вращения заготовки инструмента или заготовки, об/мин,

V – скорость резания,

𝜋 - математическая постоянная, равная отношению длины окружности к её диаметру.

D – диаметр сверла,

об/мин

об/мин – по паспорту станка выбираем ближайшее минимальное значение равное 600 об/мин,

Ne = = 0,3 кВт (4)

4. Расчет норм времени на обработку:



где L – Расчетная длина рабочего хода инструмента, принимаемая для определения основного времени, мм;

So – подача на оборот шпинделя, мм/об; [11, с.609] l - l Длина обрабатываемой поверхности, мм; [11, с.609] l1-Величина врезания инструмента, мм; [11, с.609]

l2- Величина перебега инструмента, мм;[11, с.609]



L = 14 + 15 = 29 мм, (5)

To = = 0,151 мин, (6)

1.6 Выбор аналога приспособление на данную операцию и описание его работы.

Для сверления отверстий в небольших деталях применяются УСП

Предлагается конструкция универсально сборочные приспособления для закрепления деталей при обработке на сверлильном станке.

Приспособление может быть установлено на различных типах фрезерных станков и использоваться в широком диапазоне операций.



Рисунок 4 – УСП для обработки мелких деталей

2. Расчёт приспособление.

2.1 Расчёт точности приспособления.

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности его изготовления по выбранному параметру (точности размера, формы или расположения поверхностей) и задании допусков размеров деталей приспособления.

εу = εб2 + εз2 + εпр2

ε_у =погрешности установки ε_у

εб=0

ε_з = (Y_max - Y_min) · cosα

где Y_max и Y_min - соответственно максимальное и минимальное отклонения

положения заготовки под действием силы зажима;

В нашем случае ε_з = 0, так как для фиксируемого размера измерительная база перемещается при зажиме заготовки в собственной плоскости (α = 90°).

Погрешность положения объекта ε_пр зависит от точности изготовления и степени износа базирующих и установочных элементов. Она может быть рассчитана как

ε_пр = T - K_T (K_T1 · ε_б) ² + ε_у² + ε_з² + ε_и² + (K_T2 · w) ²

где T = 0.2 - допуск операционного размера;

K_T = 1.1;

K_T1 = 0.85 - коэффициент, зависящий от качества настройки станка;

ε_б - погрешность базирования в направлении операционного размера;

ε_з - погрешность закрепления в направлении операционного размера;

ε_у = 0.02 мм - погрешность установки приспособления на рабочем столе. Определяется величиной зазора в сопряжении шпонка - паз стола;

ε_и - погрешность износа установочных элементов;

рассчитывается по формуле:

U = β

где U₀ = 0.001 мм - средний износ установочных элементов при усилии

зажима 10 кН и числе установок N = 100000;

K₁, K₂, K₃, K₄ - коэффициенты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки.

Значения коэффициентов выбираем из таблицы - K₁ = 0.95, K₂ = 1.25, K₃ = 1, K₄ = 2.4

K_ф = 1.5.

K_T2 = 0.7;

Тогда U = 0,001 100 мкм = 0,1 мм
,


Следовательно, приспособление, сконструированное с данными элементами, обеспечит заданную точность установки заготовки.

2.2 Расчёт усилия зажима заготовки.

Заготовка базируется на установочных элементах и прижимается к ним силой Q, а сила резания Р действует перпендикулярно к ней, то есть стремится сдвинуть заготовку с установочных элементов. Силу резания уравновешивает сила трения Fтp, создаваемая силой Q. По закону Амонтона-Кулона, сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления





Где f - коэффициенты трения между трущимися поверхностями.

Поскольку сила трения возникает при закреплении в двух местах результирующая сила трения будет равна:

где f1 - коэффициент трения между заготовкой и зажимом;

f2 - коэффициент трения между заготовкой и установочными элементами.

Учитывая коэффициент запаса k и условие равенства сил получим:



где Р - крутящий момент при сверлении, Р = 1716,1 Н м;

f - коэффициент трения на рабочей поверхности зажима, f = 0,1;

К – коэффициент запаса, который определяют по формуле:

K ₌ K₀K₁K₂K₃K₄K₅K₆ (2)

где K₀- гарантированный коэффициент запаса, K₀ =1,5;

K₁- поправочный коэффициент, учитывающий вид поверхности детали,

К₁= 1;

K₂- поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента, К₂=0,15;

K₃- поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей детали (в данном случае отсутствует);

К₄- поправочный коэффициент, учитывающий непостоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления, К₄= 1;

К₅- поправочный коэффициент, учитывающий степень удобства расположения рукоятки в ручных зажимных устройствах (в данном случае отсутствует);

К₆- поправочный коэффициент, учитывающий неопределенность места контакта заготовки с опорными элементами, имеющими большую опорную поверхность, К₆= 1,5.



Так как значение коэффициента К больше 2,5, то принимается полученное значение 3,15.

Q = = 27028 Н .

2.3 Расчет параметров механизма закрепления заготовки

В качестве механизированного привода было выбрано креновое приспособление эксцентрик. Определим основные параметры кулачкового механизма:

Ход эксцентрика определяется по формуле:

h_k=0.5·(Δ_гар + Δh + Δ+ )

где Δ_гар= 0.4 – гарантированный зазор при установке заготовки,мм

Δh=0.5 – запас хода учитывающий погрешности изготовления и износ кулачка ,мм

Δ=0.3- отклонение размеров заготовки(берем по чертежу), мм

J=1500 – жесткость эксцентрикового ЭЗМ, Н/мм

P=2266 – сила закрепления заготовки, Н

h_k=0.5·(0.4 + 0.5 + 0.3 + ) = 1.1 мм

Надо вычислить длину рукоятки. Выбираем эксцентриковый кулачок, ГОСТ 9061-68* диаметром D=50

L≥ ≈ 56 мм, принимаем L=80

Для определения угла у поворота круглого эксцентрикового кулачка следует выполнить геометрические построения

Из центра C проводят окружность диаметром D(D=50мм)

Точки C откладывают на расстояние от точки C (эксцентриситет е= 2.5 мм)

Из центра C1 проводят дугу радиусом r= D/2-e+h_k, r =23.8 мм.

Находят точку C2 пересечения окружности диаметром D и дуги радиусом

r.

Определяют искомый угол γ, γ=63º55’

2.4 Определение слабого звена приспособления и его расчёт на прочность.

Самым слабым звеном приспособления является ось кулачка, так как на него действует большая сила при зажатии заготовки. Для того, что бы быть уверенным в надежности данного соединения необходимо произвести расчеты на допустимое усилие зажатия по условиям прочности для оси кулачка:



где [σ] - фактическое напряжение растяжения

Р - расчетная осевая сила

π – постоянная величина

d – диаметр вала

Подставляя значение в расчетную формулу, получим

σ = = 21,86 Мпа

[σ] для стали 45 равна 60 МПа.

21,86 ≤ 60

Вывод: условия прочности соблюдаются, не требуется увеличивать диаметр или менять материал.

2.5 Разработка конструкции и описание работы приспособления

Для кондукторов, устанавливаемых на столах сверлильных станков, нет необходимости применение элементов, обеспечивающих точную координацию при перемещении стола, так как стол неподвижен. Для вертикально-сверлильного станка при установке приспособления на стол необходимо лишь совместить ось инструмента с осью кондукторной втулки. Важным условием работоспособности приспособления является возможность лёгкого удаления стружки из зоны резания и установки детали. Особенно тщательно следует очищать поверхности установочных элементов, так как к ним должен быть обеспечен свободный доступ.

В конструкции прижимы сводятся вручную мастером по направляющим до нужного размера, а прижатие осуществляется рычагом с эксцентриковым (смещенным от оси) основанием. Устанавливается деталь в приспособление. Достаточно половины оборота, чтобы надежно зафиксировать деталь. Производим сверлильную операцию. Выполняем все действия в обратную сторону.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данная курсовая работа имела своей целью закрепление теоретического материала и его практического применения в процессе разработки технологии изготовления детали "Рычаг".

В процессе выполнения работы были углублены знания и навыки по выбору заготовки, разработке технологического процесса, расчётам режимов резания, усилий, мощности и машинного времени работы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. Т.2. 4-е изд., перераб. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 2017. 496 с.
   
2. 
   Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. Т.1. 4-е изд., перераб. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 2017. 432 с.
   
3. 
   Справочник технолога-машиностроителя. / Под ред.А. М. Дальского, А. Г.
   

Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова. - 5-е издание. Том 1, Москва: «Машиностроение», 2003 г. - 912 с.

4. 
   Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений. Справочное пособие.
   

– Мн.: Беларусь, 1991. – 400 с

5. 
   Справочник. Прогрессивный режущий инструмент и режимы резания металлов. / Под ред. В. И. Баранчикова, А. В. Жарикова и др.- М.: Машиностроение,1990 г. - 400 с.
   
6. 
   Справочник технолога машиностроителя: В 2 т. Т.2. 4-е изд., перераб. /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985. 496 с.
   
7. 
   Справочные приспособления: Справочник. В 2-х томах Т1 / Б.Н. Вардашкин, 1984.
   
8. 
   Горошки А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник – 7- е издание М.Машиностроение, 1980.
   
9. 
   Горошки А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник – 6- е издание М.Машиностроение, 1979.
   
10. 
    Горошки А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник – 5- е издание М.Машиностроение, 1979.