РАСЧЕТ РЕЖИМОВ И СИЛ РЕЗАНИЯ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ВВЕДЕНИЕ

Приспособлениями в машиностроении называют дополнительные устройства к технологическому оборудованию, применяемые при выполнении технологических операций (обработка заготовок, сборка изделий, контроль и др.). За счет использования приспособлений устраняется необходимость разметки заготовок, расширяются возможности металлообрабатывающего оборудования; возрастает производительность труда; повышаются точность обработки и качество изделий; обеспечивается возможность многостаночного обслуживания, применения прогрессивных норм времени, снижения потребной квалификации и численности рабочих; создаются условия для механизации и автоматизации процессов производства; снижается себестоимость продукции; улучшаются условия и безопасность труда.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Спроектировать специальное приспособление к радиально-сверлильному станку модели 2К522 для получения двух отверстий Æ5,0 в детали «Вал» (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 - Деталь «Вал»

Исходные данные:

Тип производства – среднесерийное, 4000 шт/год.

Режим работы цеха - односменный.

Материал детали – Сталь 45 ГОСТ 1050-88.( ).

Материал режущей части инструмента – Р6М5 (ГОСТ 19265).

Масса детали: 0,07 кг.

Технология обработки должна состоять из:

Сверление двух центровочных отверстий Æ4,0 с целью получения фасок;

Сверление отверстия напроход Æ5,0.

Для выполнения данных операций выбираем радиально-сверлильный станок модели 2К522. Данные станка приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Техническая характеристика станка 2К522

Наибольший условный диаметр сверления в стали, мм	32
Наибольший диаметр нарезаемой резьбы в стали	M16
Вылет шпинделя (max/min), мм	800/300
Расстояние от торца шпинделя до плиты (max/min), мм	1000/220 (220 ниже плоскости плиты)
Расстояние от оси шпинделя до пола при его горизонтальном положении (max/min), мм	1470/550
Ход шпинделя	250
Суммарный угол поворота рукава, град	360
Суммарный угол поворота сверлильной головки, град	360
Конус шпинделя	Морзе 4
Размеры рабочей поверхности плиты, мм	800x630
Размеры Т-образных пазов, мм	14
Число ступеней частот вращения шпинделя	12
Частота вращения шпинделя, мин-1	45-63-90-125-180-250-355-500-710-1000-1400-2000
Число подач	4
Величина подач, мм/об	0,056; 0,1; 0,18; 0,32
Мощность привода главного движения, кВт	1,5
Производительность устройства охлаждения, не менее, л/мин	2,5
Привод подъема рукава по колонне	электромеханический, ручной
Размер съемного коробчатого стола, мм	500x360x400
Габаритные размеры станка (ДxШxВ), не более, мм	1480x940x1990
Масса станка, не более, кг	950
Габаритные размеры упаковки (ДxШxВ), мм	2040x1060x2290

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ И СИЛ РЕЗАНИЯ

РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УСТАНОВКИ

На рисунке 3.1 представлена теоретическая схема базирования:

Рисунок 3.1- Теоретическая схема базирования

1,2,3,4 - двойные направляющие;

5 - явная опорная;

6 - скрытая опорная.

На рисунке 3.2 представлена установочная схема закрепления:

Рисунок 3.2 - Установочная схема закрепления

РАЗРАБОТКА ЭСКИЗНЫХ ВАРИАНТОВ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Для принятой схемы базирования заготовки разрабатываем два варианта приспособлений. Заготовку закрепляем:

1 - с помощью гаечного зажима (рисунок 4.1);

2 - с зажимом при помощи пневмопривода (рисунок 4.2).

Рисунок 4.1 - Приспособление с гаечным зажимом

Рисунок 4.2 - Приспособление с пневмоприводом

РАСЧЕТ ЗАЖИМНОГО УСИЛИЯ

Расчет потребных зажимных сил при использовании зажимов первой группы и в случае, когда часть сил обработки по направлению совпадает с силами зажима, следует вести из условия равновесия заготовки при действии сил, стремящихся нарушить ее заданное положение, и сил, противодействующих сдвигу и возникающих в результате действия перераспределенных реакций зажимных элементов и опор.

Силы резания и их моменты определяются, исходя из условий обработки, по формулам теории резания металлов или таблицам справочных источников.

Для обеспечения надежности зажима силы обработки увеличиваются на коэффициент запаса k, который определяется в зависимости от условий обработки по приведенным ниже данным. С помощью этого коэффициента учитывается изменение условий в процессе обработки: прогрессирующее затупление инструмента и связанное с ним увеличение сил резания, неравномерность припусков, неоднородность свойств обрабатываемого материала, изменение условий установки заготовок.

Рисунок 5.1 - Действие сил на заготовку

Рисунок 5.2 - Вектор силы

Зажимное усилие должно обеспечить равновесие под действием внешних сил.

Цилиндрическая заготовка закреплена в призме с углом и находится под действием момента М_кр. Создаваемые силы трения и реакции опор противодействуют сдвигу вдоль оси и повороту заготовки.

Потребная сила зажима заготовки определяется из условия равновесия с учётом коэффициента k. Смещению заготовки от действия момента М будут противодействовать силы трения, создаваемые силой зажима W и силы трения между гранями призмы и заготовкой.

Условие равновесия заготовки с учетом коэффициента k можно выразить уравнением:

где ̶ коэффициент трения;

1,2 ̶ коэффициент запаса [4, стр. 118-119].

Из многоугольника сил

Получаем:

где

Отсюда:

РАСЧЕТ СИЛОВОГО МЕХАНИЗМА

В качестве силового механизма выбираем рычажный. Основной характеристикой механизма является передаточное отношение сил, которое для рычажного механизма определяем как:

Рисунок 6.1 ̶ Рычажный механизм

где l₁=105 мм, l₂ =90 мм – плечи рычага;

Q – исходная сила, прикладываемая к рычагу;

η = 0,95 ̶ К.П.Д. механизма.

ВЫБОР СИЛОВОГО ПРИВОДА

Поскольку сила, прикладываемая к рычагу, намного больше допустимой [Q]=200…300 Н, то можно применить поршневой пневматический привод. Он представляет собой поршневое устройство, приводимое в действие от отдельного компрессора. Определим диаметр пневмоцилиндра по формуле:

где D_ц ̶ диаметр пневмоцилиндра, мм;

F_{шт. т.} ̶ требуемое усилие зажима, Н (F_{шт. тян.}=Q);

P ̶ давление сжатого воздуха, Па (Р=0,4·10⁶ Па);

η ̶ КПД пневмоцилиндра (η=0,95).

Выбираем цилиндр диаметром 70 мм. Диаметр штока при этом будет равняться

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы по курсу «Технологическая оснастка», было разработано приспособление для радиально-сверлильного станка 2К522 для обработки заготовки «Вал», с целью получения в детали двух отверстий диаметром 5 мм с фасками.

При выполнении курсовой работы были закреплены навыки по нормированию времени на операцию, разработка схем базирования и закрепления, расчет сил резания и сил зажима заготовки.

Проектируемое приспособление обеспечивает: точную установку и надежное закрепление заготовки, получение необходимой точности размера, удобство установки, закрепления и снятия и рост производительности труда.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРУЕМОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ

1. Наименование и область применения (использования) приспособления

Приспособление предназначено для сверления двух отверстий и двух фасок в детали размерами 15х100 на радиально-сверлильном станке мод. 2К522 на операции №ХХХ ― «Радиально-сверлильная».

Основание для разработки

Операционная карта технологического процесса механической обработки детали.

Требования назначения.

-приспособление должно иметь пропускную способность – не менее

годовой программы выпуска – 4000 шт;

-установочные и присоединительные размеры должны соответствовать рабочему пространству станка 2К522;

-количество одновременно обрабатываемых заготовок – 1 шт;

-тип привода должен обеспечивать минимальное время зажима

заготовки;

- квалификация оператора – 3 разряд.

Состав продукции.

Приспособление должно содержать:

-Корпус.

-Установочные элементы для базирования детали.

-Зажимные элементы.

-Силовые приводы для сообщения заданного усилия зажима.

-Элементы для определения положения и направления инструментов.

4.3 Конструктивные требования.

Приспособление должно соответствовать присоединительным

размерам и рабочей зоне станка 2К522.

Требования стойкости к внешним воздействиям.

Приспособление должно соответствовать требованиям ГОСТ 15150-69, вид климатического исполнения УХЛ, эксплуатация в закрытых помещениях.

Требования технологичности.

Конструкция приспособления должна быть технологична.

Требования безопасности и охраны окружающей среды

Согласно ГОСТ 12.0.001-2 и ГОСТ Р 52106-2003.

Требования совместимости.

Приспособление не должно создавать различных препятствий и помех нормально работе оборудования.

Требования к взаимозаменяемости и унификации.

Проектируемое приспособление должно содержать максимальное количество унифицированных узлов и деталей.

Требования эргономики.

Проектирование приспособления осуществить с учетом требований

эргономики по ГОСТ 12.2.049-80.

Требования к составным частям продукции исходным и эксплуатационным материалам.

Составные части приспособления, материалы должны быть выбраны

таким образом, чтобы они обеспечивали требуемую надежность работы

4.11 Условия эксплуатации (использования), требования к техническому обслуживанию и ремонту (при необходимости).

Приспособление должно быть ремонтопригодно.

Вид обслуживания- ежедневный уход и периодический осмотр согласно указаниям эксплуатационной документации.

Требования к маркировке и упаковке.

Маркировка должна содержать- товарный знак, обозначение.

Требования к транспортированию и хранению

Транспортирование и хранение согласно ГОСТ 31.111.42-83.

Экономические показатели

- уменьшение себестоимости операции;

- нормативный срок окупаемости- до 3 лет;

Стадии разработки

Эскизный проект

-разработка схемы установки заготовки;

-разработка эскизных вариантов приспособления;

-расчет экономической эффективности конструкции приспособления.

-расчет пропускной способности приспособления.

-расчет зажимного усилия;

-расчет основных характеристик силового механизма;

-выбор силового привода;

-расчет на точность выполняемого размера;

Технический проект

-описание работы приспособления.

Порядок контроля и приемки

Материалы предъявлять по окончании отдельных стадий или этапов.

Контроль и приемку работ осуществлять согласно календарному плану выполнения работ, предусмотренных графиком курсовой работы;

Документы, предъявляемые при разработке и окончании работ:

-пояснительная записка;

-чертеж общего вида проектируемого приспособления;

-спецификация проектируемого приспособления.