Проектирование станочного приспособления для операции Сверление детали Вал (WinWord 2000 CorelDraw 9.0) (стр. 2 из 2)
| Схема базирования детали на операции ГОСТ 21495-76 и исполнительные размеры на операцию | |
| 1, 2, 3, 4 – скрытая двойная направляющая база5 – опорная технологическая база6 – скрытая опорная технологическая база |  |
Характеристика установочных (базирующих) поверхностей.
Поверхности 1 и 2 выполнены по квалитету f9 и имеют шероховатость Ra = 2.5мкм. Торец 3 выполнен по квалитету h14, Rz = 20мкм.
Возможные варианты схемы практической реализации ГОСТ 3.1107-81. | Схема №1 | Схема №2 | Схема№3 |
Расчет погрешности базирования на исполнительных размерах.
Eбl = da = 1мм
Eбl1 = da = 1мм
Eбa = 0
т.к. установочные и измерительные базы для размеров lи l1 не совпадают.
2.2. Предварительная оценка точности обработки.В процессе обработки заготовки возникают отклонения от геометрических форм и размеров, заданных чертежом и техническим заданием, которые должны находиться в пределах допусков, определяющих наибольшие допустимые значения погрешностей размеров и формы заготовки или детали
Схема установки детали "Вал" с исполнительными и установочными размерами для операции "Сверление".
Исполнительные размеры:
d = 10Н14(+0.86), 1 = 5h14(+0.30)
h = 35h4(+0.62)
Установочные размеры:
D2 = 28.4f9(
), D1 = 28.4f9 L = 208h4(-1), l2 = 64h14(-0.74)
1з = 34h14(-0.62), l4 = 24h14(-0.52)
Так как точностной расчет выполняется для самого жестко заданного размера, то в дальнейшем будем рассчитывать глубину фаски 1 = 5h14(+0.3).Погрешность установки заготовки Еу возникает при установке в приспособлении и складывается из погрешностей базирования Еб и погрешности закрепления Ез.
Еу = Ö Еб2+Ез2, мм (2)
Погрешность Еб возникает когда технологическая база и измерительная не совпадают.
Следовательно, Еб1 = б1 = 1мм.
Погрешность закрепления Ез = 0, т.к. сила зажима будет направлена перпендикулярно поверхности установочных элементов, т.е. перпендикулярно выполняемому размеру
Еу = 0 + 1 = 1мм.
В момент касания поверхности заготовки, автоматически включается рабочая подача и производится сверление на глубину настроенную предварительно кулачком. Но так как операция выполняется на вертикально-сверлильном станке 2Н118А, а в паспорте станка указано, что глубина сверления настраивается кулачком, т.е. то что Еб = 0 на точность получения заданного размера не влияет, значит погрешность установки можно условно принять Еу = 0. Для расчета допуска на размер 1 воспользуемся формулой:
бр = Еу + ÙН + W (2.2)
где Еу = 0, погрешность установки
W = 2,5мкм - экономическая величина, характеризующая точность обработки установочных поверхностей
ÙН - погрешность настройки
ÙН = 0,1бт (2.2)
где бт - допуск на рассчитываемый размер
бт = 0,3мм
ÙН = 0,1 ´ 0,3 = 0,03мм
бр = 0 + 0,03 + 0,0025 = 0,0325мм
бр £ 0,3 бз - условие правильности выбора схемы базирования.
бр = 0,0325 £ 0,09 = бз
Вывод схема базирования выбрана верно.
2.3. Окончательный точностной расчет.Суммарную погрешность обработки найдем по формуле:
Ùå = 1.73 ´ ÙH + 1.73 ´ Ùи + 1.73 ´ Ùд + Ö Eб2 + Ед2 + Ест2
где Ùи - погрешность, связанная с размерным износом инструмента
Ùи = 0,02мм
Ùд - погрешность, связанная с температурной и упругой деформацией СПИД
Ùд = 0,015мм
ÙН - погрешность, связанная с настройкой инструмента
ÙН = 0,1бт = 0,1 ´ 0,3 = 0,03мм
Еб =0, т.к. используется станок 2Н118А
Ез = 0, т.к. сила зажима направлена перпендикулярно установочным элементам.
Eст - погрешность станка нормальной точности
Ест = 0,05мм,
Ùå = 1,73 ´ 0,02 + 1,73 ´ 0,015 + 1,73 ´ 0,03 + 0.05 =0,163 мм
Сравним полученную погрешность с заданным допуском
Ùå = 0,163 < 0,3 =бт4
Вывод: получаемая погрешность не выходит за границы допуска.
3. Силовой расчет приспособления.3.1. Схема силового замыкания.
Для выбранной схемы установки приведем схему силового замыкания
Положение тела в системе координат:
à плоскость 1 ограничивает одно движение, т.е. 1 степень свободы.
à плоскость 2 ограничивает три движения, т.е. 2 степени свободы.
à плоскость 3 ограничивает три движения, т.е. 2 степени свободы.
Ограничение вращения вокруг оси Z достигается силой зажима Waз.
Таблица для анализа ограничения движений
| Оси координат | Перемещение | Вращение | ||
| + | - | + | - | |
| x | Wx | |||
| y | Wy | |||
| z | Wz | W3 | W3 | |
Величину необходимого зажимного усилия определим на основе решения задачи статики, рассматривая заготовки под действием приложенных к ней сил. Для этого составим расчетную схему.  |  |
Из схемы видно, что под действием осевой силы заготовка переместится не сможет, т.к. имеется упор, т.е. Ро = Рос.
Заготовка может только провернуться под действием момента кручения Мкр, поэтому необходимо приложить такое зажимное усилие, чтобы этого не произошло.
Допустим, что при провертывании коэффициент трения будет f, а заготовка зажата в четырех призмах, условие равновесия будет выражено уравнением:
KMрез – 4R1fr = 4R2fr = 0
где Rl = R2 = Waз / 2 ´ 1 / sina/2
следовательно, Мрез = 17,33Нм берем с самого загруженного перехода из пункта
r - радиус заготовки в местах зажима
r =14 мм
F - коэффициент трения
F = 0,3
K - коэффициент запаса
К = 2,5
Waз= 2,5 ´ 17,33 / 4 ´ 0.3 ´ 0.014 ´ sin90°/2 = 1823.3
После определения необходимой силы зажима выберем тип зажимного устройства. Так как производство серийное, то для него предназначены быстро действующие приводы, к ним относятся пневмоприводы.
Пневматические силовые приводы широко применяются в приспособлениях разнообразных типов. Быстрота, легкость, постоянство зажима, возможность его регулирования и контроля, а также дистанционное управление зажимами являются основными преимуществами пневмоприводов для зажима и обрабатываемых заготовок.
3.2. Схема применяемого пневмоцилиндра
Необходимая сила зажима в пневмоприводе создается с помощью пневмоцилиндра. 
Необходимый диаметр цилиндра Dц для получения нужной силы зажима найдем по формуле:
Dц = Ö Q – Qпр / 0.785Ph
где Q - необходимая сила зажима.
Q = 1823,3Н
Qпр - возвратная пружина
Qnp = 60Н
P - давление воздуха
Р = 0,4Мпа
h - КПД пневмоцилиндра.
h = 0,85
Dц = Ö 1823.3 – 60 / 0.785 ´ 0.4 ´ 0.85 = 84мм
Вывод: для создания силы зажима Wза = 1823,ЗН необходимо применять в проектируемом приспособлении пневмоцилиндр
с Dц = 84 мм
4 Технико-экономическое обоснование применения станочного приспособления.Рассчитываем годовую экономию в зарплате от применения нового приспособления по формуле:
Эгод = Ср ´ (Тшт.кб. - Тшт.к.пр. / 60) ´ Кдопл. ´ Nr, руб
где Ср - часовая тарифная ставка рабочего 3-го разряда
Ср = 30руб
Тшт.к. - норма времени на операцию соответственно базового и проектного варианта.
Кдопл. - коэффициент доплат
Кдопл. = 1,4
Nгод - годовая программа выпуска
Nгод = 9000шт
Эгод = 30 ´ (6 - 3,95 / 60 ) ´ 1,4 ´ 9000 = 12914руб
Вывод: приспособление целесообразно применять, если затраты на его изготовление не превышают 12914руб
Литература:1. А.Г. Косилова и Р.К.Мещерякова "Справочник технолога-машиностроителя" в 2-х томах, изд. Москва "Машиностроение" 1986г.
2. Б.Г.Зайцев "Справочник молодого токаря'" изд. Москва "Высшая школа" 1977г.
3. М.А.Ансеров "Приспособление для металлорежущих станков'' изд. Москва ' 'Машиностроение'' 1975г.
4. Б.Н.Вардашкин и А.А.Шапилова "Станочные приспособления "в 2-х томах, изд. Москва "Машиностроение 1984г.
5. В.В.Данилевский "Технология машиностроения" изд. Москва "Высшая школа" 1984г.
6. Н.Ф.Мельников "Технология машиностроения" изд. Москва "Машиностроение" 1977г.
7. А.А.Маталин "Технология машиностроения" изд. Москва "Машиностроение" 1985г.
8. ГОСТ 14.202-73 ЕСТПП "Правила выбора показателей технологичности конструкции изделий''.