Разработка приспособления для обработки детали Поршень (стр. 1 из 2)
Введение
Станочные приспособления являются одним из основных элементов оснащения металлообрабатывающего производства, позволяющих эффективно использовать в производственном процессе станки общего назначения.
Применение приспособлений дает возможность специализировать и настраивать станки на заданные процессы обработки, обеспечивающие выполнение технологических требований и экономически рентабельную производительность.
Правильно выбранное приспособление должно способствовать повышению производительности труда и точности обработки; ликвидации предварительной разметки заготовок и выверки их при установке на станке.
Приспособления с механизированным управлением во многих случаях позволяет автоматизировать процессы закрепления и освобождения деталей, что во многом приближает станки с такими приспособлениями к условиям работы специализированного оборудования.
Затраты на обслуживание и ремонт приспособлений вполне окупается экономическим эффектом их применения.
При всех условиях производства, станки, оснащенные приспособлением, могут успешно конкурировать со специализированным оборудованием.
Ступень оснащенности станков приспособлениями и их выбор в каждом случае решается условиям и программой производства.
В зависимости от масштабов производства (серийное, мелкосерийное, индивидуальное и опытное) и технологических факторов станочные приспособления по назначению и конструкции подразделяются на следующие группы: универсальное приспособление; универсально-наладочные; универсально-групповые приспособления; сборно – разборные приспособления.
1. Основные требования к конструкции приспособления
Станочные приспособления – это орудие производства для установки и закрепления заготовок и инструментов при обработке на металлорежущем станке. Станочные приспособления должны быть удобными в изготовлении, безопасными в работе, быстродействующими, точными, виброустойчивыми, износостойкими, ремонтопригодными. По своим конструктивно – технологическим параметрам станочные приспособления должны быть совместимы с другими компонентами технологической системы.
Сокращению сроков изготовления и снижению затрат на технологическую подготовку производства, выполнение оснащаемых операций с достижением заданных показателей производительности и точности способствуют унификация, стандартизация приспособлений, их деталей и сборочных единиц. Станочные приспособления классифицируют по технологическим и конструктивным признакам, степени универсальности и уровню механизации.
По группам оснащаемых станков станочные приспособления бывают токарными, сверлильными, расточными, фрезерными, строгальными, долбежными, протяжными, шлифовальными и др.
В данном проекте используется одноместные одноместное приспособление, предназначенную для обработки одной заготовки.
2. Правило 6 точек
Для того, чтобы точно определить положение валика в пространстве, необходимо задать пять координат которые лишают валик пяти степеней свободы: возможности перемещаться в направлении осей OX, OY, OZ и вращаться вокруг осей OX и OZ.
Шестая степень свободы – возможность вращаться вокруг собственной оси – отнимается у валика координатой, проведенной от поверхности шпоночной канавки.
Цилиндрическая поверхность валика, несущая четыре опорные точки, называется двойной направляющей базирующей поверхностью; торцовая поверхность валика является упорной базой. Для ориентирования детали в угловом положении необходима вторая упорная база под шпонку или штифт.
При базировании по наружной цилиндрической поверхности или по отверстию в различных самоцентрирующих патронах и на оправках эти поверхности также являются двойными направляющими базами; торец или уступ детали используют в качестве упорной базы.
Схема базирования коротких цилиндрических деталей.
В этом случае торцовая поверхность детали, несущая три опорные точки является главной базирующей поверхностью. Короткая цилиндрическая поверхность несет две опорные точки и называется центрирующей базой. Боковая поверхность шпоночной канавки эквивалентна одной опорной точке и является упорной базой.
3. Проверка правила 6 точек
4. Выбор установочных и направляющих элементов приспособления
Детали и механизмы приспособления, обеспечивающие правила и однообразное положение заготовки относительно инструмента, называются установочными элементами (опорами).
К установочным элементам предъявляют следующие требования:
– число и расположение установочных элементов должно обеспечивать необходимую ориентацию заготовки согласно принятой в технологическом процессе схемы базирования, а также достаточную ее устойчивость;
– при использовании черновых баз с шероховатостью до 3-го класса установочным элементам целесообразно выполнять с ограниченной опорной поверхностью в целях уменьшения влияния погрешностей этих баз на устойчивость заготовки
– установочные элементы по возможности не должны повреждать технологические базы заготовки, что особенно важно при ее установке на точные базы не подвергаются дальнейшей обработке.
– установочные элементы должны быть жестко зафиксированы. Для повышения жесткости крепления целесообразно улучшать качество сопряжения установочных элементов с корпусом приспособления применяя шлифование, а в отдельных случаях шабрение или притирку поверхности стенки.
– для повышения износостойкости опоры выполняют из сталей 45 или 20 (20 Х) и подвергают термической обработке для получения твердости HRC 58…62.
Несущие поверхности опор целесообразно шлифовать доводя шероховатость их поверхности до 8-го класса.
– в целях упрощения и ускорения ремонта приспособления его установочные элементы должны быть легкосменными.
Соблюдение этих требований предохраняет приспособление от брака при обработки и сокращает время и средства затрачиваемые на ремонт.
Опоры сопрягаются с технологическими базами устанавливаемой заготовки. Различают опоры основные с помощью которых заготовку лишают степеней свободы и вспомогательную ужесточающую технологическую систему. Опоры выбирают исходя из схем установочных требований к оснащаемым операциям, формам и гостам технологических баз массы и материала заготовки ожидаемые силовые реакции в опорах.
Направляющие элементы приспособления придают режущему инструменту определяет положение относительно заготовки а также уменьшает его упругие перемещения при обработке.
Направляющими элементами токарных патронов являются кулачки.
5. Компоновка конструкции приспособления
На чертеже показан трехкулачковый рычажный патрон с механизированным приводом для перемещения кулачков при зажиме и разжиме деталей, обрабатываемых на токарных и револьверных станках. Пневмопривод, закрепленный на фланце, установленном на заднем конце шпинделя токарного станка, состоит из пневмоцилиндра 4, в котором размещается поршень 8 со штоком 9, крышки 3, в отверстие которой запрессован хвостовик 1, невращающейся воздухораспределительной муфты 2 с двумя штуцерами 20 и 22 для подвода сжатого воздуха.
Для герметизации полостей А и Б пневмоцилиндра 4 на поршне установлены манжеты 7 с промежуточным кольцом 6, закрепленные кольцом 5. Герметизация штока осуществляется манжетой 17 и невращающейся муфтой 2 с вращающимся хвостовиком 1, манжетами 19 и 21. Невращающаяся распределительная муфта 2 установлена на наружном кольце шарикоподшипника 18, внутреннее кольцо которого вращается вместе с хвостовиком 1.
От распределительного крана сжатый воздух по трубопроводу подводится к штуцеру 22, а затем, пройдя по каналам в хвостовике 1, крышке 3 и пневмоцилиндре 4, поступает в штоковую полость А и перемещает поршень 8 со штоком 9 влево. При этом шток через тягу 16 и винт перемещает втулку 10 в корпусе влево. В корпусе патрона на осях установлены три рычага 11 с отношением плеч 3: 1. На концах рычагов подвижно установлены сухари, которые входят в пазы втулки 10 и в пазы основания кулачков 13. При движении влево втулка 10 поворачивает на осях рычаги 11, короткие плечи которых перемещают кулачки к центру, и деталь зажимается. После обработки детали распределительный кран переключается сжатый воздух подводится штуцеру 20 и, пройдя по каналу в хвостовике 1, поступает в безштоковую полость Б пневмоцилиндра и перемещает поршень 8 со штоком 9 вправо. При этом шток через тягу 16 перемещает втулку 10 с вертикальными плечами рычагов 11 вправо, а горизонтальные плечи этих рычагов разводят кулачки 13, и деталь разжимается.
Установка кулачков 13 патрона на требуемый размер обрабатываемых деталей производится вращением винта 12, на конце которого имеется зубчатое колесо 14, находящееся в зацепление с плоским центральным зубчатым колесом 15. При вращении зубчатое колесо 15 через зубчатые колеса 14 поворачивает остальные винты 12, которые перемещают все кулачки в положение, соответствующее размеру обрабатываемой детали.
При разжиме деталей по внутреннему диаметру необходимо переставить в пазах патрона кулачки 13, повернуть их на 1800. Диаметр зажимаемой детали кулачками патрона 10 – 240 мм. Диаметр зажимаемого прутка 10–40 мм. Максимальное усилие на штоке 44000 Н (4500 кгс)
Исходные данные
1. Оборудование – токарный винторезный станок 16 К 20
2. Режущий инструмент – расточной резец из быстрорежущей стали Р9
3. Сечение державки 25х 25
4. Обрабатываемый материал – Бронза Бр АЖ 9–4
Порядок расчета:
1 Определяем силу действующую на заготовку
Pz = 9,81 x Cpz x tx x S0y x Kpz
Kpz = Kmpz x Kфpz x K pz
где Cpz – коэффициент характеризующий металл и условия его обработки