close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

3. Конструкторская часть

код для вставкиСкачать
 3 Конструкторская часть
Технологическая оснастка является важнейшим фактором успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. Технологическая оснастка способствует повышению производительности труда в машиностроении. Специальные механизированные приспособления позволяют сократить время на установку, закрепление, выверку, снятие заготовки и уменьшить влияние уровня квалификации рабочего на точность обработки. Внедрение специального средства контроля сокращает вспомогательное время и повышает точность контроля.
Для механизации и автоматизации приспособлений используются пневматические приводы, отличающиеся простотой и доступностью. В них сжатый воздух подается в объемные пневмодвигатели от пневмолиний. Давление сжатого воздуха до 1 МПа.
3.1 Проектирование специального станочного приспособления
3.1.1 Анализ возможных вариантов конструкции приспособления
Машинные тиски относятся к группе универсальных приспособлений, допускающих переналадку. Корпус с салазками и механизм зажима тисков - постоянные. Наладка состоит из сменных губок и других установочных элементов, проектируемых и изготовляемых в соответствии с формой и размерами обрабатываемых деталей.
Тиски можно разделить на следующие группы: I. По общей конструкции:
а) с одной подвижной губкой;
б) самоцентрирующиеся с двумя подвижными губками;
в) с плавающими губками;
г) с губками, перемещающими взаимно перпендикулярно.
II. По конструкции механизма зажима:
а) винтовые;
б) эксцентриковые;
в) эксцентриковые с рычажным усилителем.
III. По типу силового привода:
а) с ручным приводом;
б) пневматические;
в) механо-гидравличские;
г) пневмогидравлические;
д) гидравлические;
е) пружинные с автоматизированным зажимом от перемещающихся стола станка
IV. По направлению усилия, прилагаемого к подвижной губке:
а) с тянущем усилием (салазки подвижной губки работают на растяжение);
б) с толкающим усилием (салазки подвижной губки работают на сжатие).
Кроме того, тиски бывают:
- неповоротные;
- поворотные с одной плоскости;
- поворотные с двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
Современные конструкции тисков выполняются быстродействующими, жесткими и в то же время компактными. В ряде конструкций для установки сменных элементов на корпусе и салазках тисков, кроме губок, предусматривается сетка взаимно параллельных и перпендикулярных Т-образных пазов. 3.1.2 Силовой расчет Приложенные к заготовке силы должны предотвратить вибрации и возможный отрыв заготовки от установочных элементов, сдвиг или поворот её под действием сил резания и обеспечить надежное закрепление в течение всего времени обработки.
Сила зажима заготовки при данном способе закрепления определяется по формуле [1]: , (3.1)
где К - коэффициент запаса, определяющийся по формуле [1]:
- коэффициенты трения опор;;
расстояние контакта заготовки в местах закрепления, мм ;
Мкр- крутящий момент, Мкр=0,3 Н×м, (3.2)
где - гарантированный коэффициент запаса; =1,5;
- поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за неровностей на обрабатываемых поверхностях; К= 1,2;
- поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления режущего инструмента, К= 1,4;
- поправочный коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей детали, =1,0;
К - поправочный коэффициент, характеризующий постоянство силы закрепления в зажимном механизме; при использовании пневмо-и гидроцилиндров , К= 1,0;
К - поправочный коэффициент, учитывающий степень удобства расположения рукоятки в ручных зажимных устройствах, К=1,0;
К - поправочный коэффициент, учитывающий крутящий момент, стремящийся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью на постоянные опоры; К= 1,0;
Рисунок 2.2 - Расчетная схема
Н.
Рассчитаем усилие, возникающее на поршне пневмоцилиндра, для создания необходимого усилия зажима. Для этого воспользуемся конструктивной схемой приспособления, приведенной на рисунке 2.3.
Диаметр поршня пневмоцилиндра вычисляется по формуле [1]:
Откуда:
, (3.3)
где Q - осевая сила на штоке пневмоцилиндра ,Н;
р - давление сжатого воздуха, р=0,4 МПа;
Принимая что Q=W=H получим:
мм. По ГОСТ 15608-81 принимаем D = 50 мм, диаметр штока d = 15 мм.
Действительная сила на поршне пневмоцилиндра при поступлении воздуха в полость со штоком для создания зажима заготовки определяется по формуле [1]:
, (3.4)
где D - диаметр пневмоцилиндра, мм;
d - диаметр штока, мм;
p - давление в пневмосети, p = 0,4 МПа;
η - коэффициент полезного действия привода, η = 0,85.
Н. Действительная сила зажима заготовки согласно формуле (3.1)равна:
Н.
Данный привод обеспечивает необходимую силу зажима заготовки, так как действительная сила зажима Wд =2150 Н больше требуемой.
3.1.2 Расчет приспособления на точность
Под точностью приспособления понимается свойство его конструкции обеспечивать в процессе эксплуатации заданную точность обрабатываемой детали.
Для получения требуемой точности изготавливаемой детали в приспособлении должно соблюдаться следующее условие: максимальная результирующая погрешность обработки δΣ должна быть менее допуска на получаемый параметр примерно на 10...15%,то есть [4]:
δΣ<T, (3.8)
где T - допуск на выдерживаемый размер 4 мм
Т = 0,1мм=100мкм.
Результирующая погрешность обработки δΣ является следствием совокупного влияния различных факторов, порождающих погрешности обработки. К их числу относятся: погрешности изготовления и износа элементов станка, приспособления и инструмента, погрешности деформации приспособления и заготовки под действием сил резания и т.д. Каждый из факторов порождает свою составляющую погрешности обработки.
При обработке заготовок на настроенных станках результирующая погрешность определяется по формуле [4]:
(3.5)
где К - коэффициент, учитывающий закон распределения составляющих погрешностей, зависящий от числа слагаемых, К = 1,2;
- погрешность станка в ненагруженном состоянии, определяется по ГОСТам на нормы точности станков, = 10мкм;
δр.п - погрешность расположения приспособления на станке, δр.п = 30мкм;
- погрешность расположения установочных поверхностей относительно поверхностей, которыми приспособление ориентируется на станке. Обычно принимается в 2÷4 раза меньше допуска на изготовляемый размер, = 5 мкм;
- погрешность базирования заготовки в приспособлении, = 0;
- погрешность закрепления, вызываемая действием зажима, она зависит от типа приспособления и от характера зажима, = 60мкм;
- погрешность расположения направляющих элементов для инструмента относительно установочных поверхностей приспособления, =0; δи - погрешность инструмента, она учитывается только в том случае, когда размеры и профиль инструмента переносятся на деталь (копируются), δи =0;
δр.и - погрешность расположения инструмента на станке, δр.и = 0; δи.з - погрешность, вызванная износом режущего инструмента, δи.з = 0;
δн - погрешность настройки, т.е. погрешность расположения инструмента относительно направляющих или настроечных элементов приспособления, δн =0;
δд - погрешность от деформации, связанная с податливостью технологической системы СПИД, δд = 0 мм.
Полученные значения составляющих погрешностей подставляются в формулу (3.6) и находится результирующая погрешность
ΔΣ= мкм.
Так как суммарная погрешность ΔΣ меньше допуска на размер Т(80мкм < 100мкм),то проектируемые тиски будут обеспечивать заданную точность обработки плоскости.
3.1.3 Описание конструкции приспособления
Спроектированы универсальные поворотные тиски с встроенным пневмоприводом двустороннего действия. В отверстии неподвижного основания тисков встроен пневмоцилиндр, с которым винтами соединен полый поворотный корпус. К корпусу прикреплен распределительный кран с рукояткой для переключения золотника при поочередном впуске сжатого воздуха в верхнюю или нижнюю полость пневмоцилиндра и выпуска воздуха в атмосферу. На верхней части поворотного корпуса тисков закреплена стальная плита. В плите и подвижной губке имеют Т-образные пазы для перемещения губки по плите.
Рисунок 3.2 - Конструктивная схема приспособления
Во время зажима обрабатываемой детали в сменной наладке тисков сжатый воздух поступает через штуцер 15 в верхнюю полость пневмоцилиндра 3 и перемещает поршень 10 со штоком 15 вниз. При этом длинное плечо рычага 12, находящееся в пазу штока 15, опускается, а короткое плечо перемещает подвижную губку вправо, и деталь зажимается губками 1 и 2. Во время подачи сжатого воздуха через другой штуцер он поступает в нижнюю полость пневмоцилиндра 3 и перемещает поршень 10 со штоком 15 вверх. При этом длинное плечо рычага 12 поднимается вверх, а короткое плечо и отводит губку 2 влево и деталь разжимается.
3.1.4 Разработка технических требований на приспособление
Приспособление должно соответствовать следующим требованиям:
а) освобождение от стружки производится щеткой ЩС 4002-9;
б) все подвижные части смазывать смазкой ЛИТОЛ 201;
в) отклонение относительного расположения установочных поверхностей, которыми приспособление ориентируется на станке 0,05 мм;
г) усилие зажима W = 2150 Н;
д) давление в пневмосети Р = 0,8 МПа.
3.1.5 Обоснование выбора материалов деталей приспособления
Корпус приспособления должен быть жестким и прочным, поэтому его можно изготовить из чугуна СЧ10 ГОСТ 1412-85. Гильза пневмоцилиндра изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88 с закалкой в масле 28-32 НRС. Внутреннюю поверхность гильзы хромируют для того, чтобы повысить долговечность резиновых уплотнительных колец. Шток изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4541-71 с закалкой в масле 45-55 НRС. Для уменьшения усилия, затрачиваемого на подъем поршня сжатым воздухом, поршень изготавливают из алюминия или из легких сплавов на алюминиевой основе. 3.1.6 Расчет на прочность
Чтобы убедиться в том, что приспособление достаточно прочное и способно выдержать возникающие нагрузки, рассчитаем на прочность ось рычага.
Условие прочности [7]:
(3.6)
где N - максимальное усилие, действующее на ось, Н;
F -поперечное сечение оси, м2.
Максимальное усилие, действующее на ось будет равно действительной силе на поршне, создаваемой при поступлении воздуха в полость со штоком для создания зажима детали, то есть:
N = Q = 874 H.
Необходимо рассчитать ось рычага на срез.
Найдем площадь поперечного сечения оси. Диаметр оси d = 5 мм = 0,005 м, тогда:
〖[τ]〗_(ср.) определяется по формуле:
(3.7)
Ось изготавливается из стали 40Х, предел текучести которой составляет σт = 800 МПа[7], следовательно:
Подставляя полученные значения в формулу (3.6), получаем:
Следовательно Условие прочности выполняется 3.2 Обеспечение качества проектных решений
В проектируемом технологическом процессе для контроля размеров используются следующие контрольно-измерительные средства: для контроля отверстий - пробки гладкие, , штангенциркуль ШЦ - II - 150 - 0,01; для контроля резьбовых отверстий - пробки резьбовые; для контроля линейных размеров -микрометр МК 25-2,индикатор часового типа ИЧ10Б кл. 1, штангенциркуль ШЦ - II - 160 - 0,05;скоба рычажная.
3.3 Проектирование специального средства контроля
В качестве специального средства контроля разработан радиусный шаблон для контроля R1,25 Для проверки радиусов кривизны шаблон прикладывается к изделию. Отклонение радиуса кривизны изделия от радиуса кривизны шаблона определяется "на просвет". Рассчитаем предельные отклонения размеров в соответствии с ГОСТ 24853-81. Данный калибр базовый.
〖R1,25H14(〗_0^(+0.25))→Ø2,5
dmin=2,5 мм
dmax=2,75 мм
Для базового измерительного элемента
- величина износа Y = 0 мм;
- допуск на изготовление Н = 0,01мм.
Предельные размеры базового измерительного элемента калибра определяем по формулам:
Проходная сторона новая:
ПР=Dmin+Z ± H/2; (3.8)
где z =0,02 мм
ПР= 2,5+0,02±0,01/2=2,52±0,005 мм
Проходная сторона изношенная:
ПР изн.= Dmin - Y, (3.9)
ПР изн=2,5 - 0 = 2,5 мм Непроходная сторона:
НЕ=Dmax± H/2 (3.10) НЕ=2,75±0,01/2 = 2,75±0,005 мм
Документ
Категория
Разное
Просмотров
786
Размер файла
119 Кб
Теги
конструкторский, часть
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа