Таким образом деталь забазирована, т.е. ей придано определенное положение в пространстве, и она лишена шести степеней свободы

Разработка схемы построения операции

Разрабатываемое приспособление предназначено для установки одной детали, следовательно схема данной операции одноместная. В нашей операции обрабатывается четыре отверстия четырьмя инструментами – схема многоинструментальная. Обработка данных отверстий производится за один переход, при непрерывной подаче инструмента.

Таким образом нашу сверлильную операцию можно классифицировать как операцию, выполняемую по одноместной, многоинструментальной схеме обработки.

Выбор метода обработки, инструмента и технологического оборудования

Для обработки нам предложено отверстие диаметр 4.5 H9, с шероховатостью поверхности Ra 6.3.Исходя из требуемой шероховатости и квалитета точности для обработки отверстия достаточно чернового сверления. Данную операцию выполняем на вертикально-сверлильном станке. Выбор модели станка зависит от размеров обрабатываемого отверстия, размеров рабочего стола станка и мощности, требуемой при резании. В качестве первоначально варианта оборудования выбираем станок вертикально-сверлильный, модели 2Н118, со следующими техническими характеристиками:

Число скоростей шпинделя: 9,

Частота вращения шпинделя: 180-2800 об/мин,

Подача шпинделя: 0,1-1,6 мм/об,

Мощность э/д привода главного движения: 1,5 кВт.

В качестве инструмента принимаем сверло спиральное. Сверло представляет собой режущий инструмент для обработки отверстий в сплошном материале либо для рассверливания отверстий. Рабочая часть сверла изготавливается из различных марок быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Твердость рабочей части сверл:

, хвостовика

В инструментальном производстве применяют следующие основные материалы.

1. Инструментальные стали (быстрорежущие ГОСТ 19265-73, легированные ГОСТ 5950-73, углеродистые ГОСТ 1435-74) и дисперсионно-твердеющие сплавы.

2.Твердые спеченные сплавы (ГОСТ 3882-74).

3.Минералокерамика.

4.Алмазы природные и искусственные.

5.Синтетические режущие материалы.

Наиболее целесообразным материалом режущей части сверла является быстрорежущая сталь, которая позволяет работать с максимальными режимами резания, что способствует повышению производительности производства, следовательно, лучше подходит для массового типа производства.

Таким образом, для обработки нашего отверстия принимаем сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком изготовленное полностью из быстрорежущей стали Р6М5К5 по ГОСТ 10902-77.

Выбираем сверло 2300-2452 ГОСТ 10902-77 с цилиндрическим хвостовиком, со следующими геометрическими параметрами:

Расчёт режимов резания

Работает сверло из быстрорежущего материала P6М5К5, производится сверление отверстия 4.5H9 на глубину 4.5 мм, достигаем шероховатости поверхности Ra6.3 . Сверла закрепляются в сверлильной головке установленной на шпинделе. Сверла имеют вертикальную подачу, движение резания - вращение сверла вокруг собственной оси, вместе со шпинделем. Рассчитаем режимы резания:

Глубина резания:

Подача:

Скорость резания:

, где

T=15 мин- стойкость инструмента

где

коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала,

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания,

-коэффициент учитывающий глубину обрабатываемого отверстия.

Показатели степеней и коэффициенты:

Частота вращения :

уточняем по станку

, и пересчитываем

Крутящий момент:

, осевая сила:

Показатели степеней и коэффициенты:

1) Для момента:

2) Для силы:

- коэффициент учитывающий фактические условия обработки, зависит в данном случае только обрабатываемого материала,

Мощность резания:

Определив мощность, требуемую при резании, уточняем модель станка. В качестве технологического оборудования для выполнения данной операции оставляем станок вертикально-сверлильный, модели 2Н118, электродвигатель привода его главного движения может развивать мощность до 1,5 кВт, что нас вполне устраивает.

Основное технологическое время:

, где

-длина рабочего хода,

мм-длина врезания и перебега инструмента,

-длина обрабатываемой поверхности, i –число рабочих ходов, у нас рабочий ход один, тогда:

Разработка конструкции приспособления

Компоновка приспособления

Данное приспособление предназначено для установки и закрепления детали на сверлильном станке для выполнения отверстий. Заготовка устанавливается в отверстие, по внешней цилиндрической поверхности. Своим торцом заготовка опирается на плоскость приспособления. Таким образом, торец заготовки является установочной технологической базой, лишающей её трёх степеней свободы, а внешняя цилиндрическая поверхность, лишает двух степеней свободы. В ходе приложения силы закрепления условно возникает шестая опорная фрикционная база, заготовка забазирована. В нашем приспособлении закрепление механизировано и происходит следующим образом: после установки заготовки , рабочий запускает гидропривод, в ходе действия которого в гидроцилиндр подается масло под действием которого шток опускается вниз и тянет за собой плиту. Сила закрепления осуществляется гидроцилиндром , который предназначен для преобразования энергии потока масла в энергию движения выходного звена.

Далее происходит механическая обработка - сверление отверстий, после этого рабочий выключает гидропривод ,в гидроцилиндр подается масло с другой стороны, шток поднимается, сила закрепления снимается, рабочий снимает деталь с приспособления.

Конструкция приспособления предусматривает фланец, в котором и крепится гидроцилиндр.

Выбор метода и способа механизации закрепления детали

Для механизации и автоматизации станочных приспособлений применяют пневмо- и гидроприводы. Каждые из них имеют свои достоинства и недостатки.

Станочные приспособления с гидроприводами обладают преимуществами по сравнению с пневматическими. Благодаря возможности использования рабочей жидкости под большим давлением, диаметры гидроцилиндров значительно уменьшаются, силы закрепления можно передавать непосредственно от гидроцилиндров зажимным устройствам, исключая применение механизмов усилителей и сложных передач.

Уменьшение габаритов и массы станочных приспособлений облегчает смену и установку приспособлений на столе станка, их транспортирование, а так же снижает потребность в площади для их хранения.

Гидропривод работает по циклу: подвод зажимных элементов - закрепление заготовки – отвод зажимных элементов с различными давлениями и расходом масла. В период подвода (отвода) зажимных элементов гидропривод работает с максимальным расходом и минимальными давлениями, обусловленными гидравлическими и механическими сопротивлениями, в период закрепления заготовки – с максимальными давлениями и минимальным расходом на утечку масла.

Из всего вышесказанного для механизации закрепления нашей детали выбираем гидропривод. Наша деталь изготавливается в условиях массового производства, поэтому необходимо минимизировать время на установку и снятие детали с приспособления, закрепление и раскрепление детали в приспособлении.

Применение гидропривода позволит уменьшить время на закрепление и раскрепление детали, которое будет выполняться не рабочим вручную, а под действием давления в автоматическом режиме. Рабочему только останется установить деталь в приспособление и, нажав кнопку, запустить механизм гидропривода. Для открепления так же рабочий запускает гидропривод, происходит снятие сил закрепления и снимает обработанную деталь с приспособления.