Проектування пристрою для обробки втулок

1. Службове призначення пристрою

Пристрій призначений для базування і закріплення на радіально-свердлильному верстаті моделі 2М55 попередньо обробленої заготовки деталі корпус, для координування ріжучого інструменту при обробці у суцільному матеріалі двох отворів номінальним діаметром Ш14і трьох отворів номінальним діаметром Ш7 мм., для зміни положення заготовки відносно ріжучого інструменту (повороту на певний кут).

В результаті обробки мають бути забезпечені такі параметри:

— точність діаметрів отворів Ш14_-0.2 і Ш7_-0.1

— точність міжвісевої відстані 74±0.1мм.;

— отвори Ш7 мають бути розташовані на діаметрі Ш60 відносно вісі деталі з точністю 0.1мм.;

— допуск паралельності отворів Ш14 і Ш7 відносно вісі деталі - 0.05мм на 100 мм довжини;

— допуск перпендикулярності отворів до торця — 0.09мм.

2. Технічне завдання на проектування пристрою

Технічне завдання на проектування верстатного пристрою розробляється згідно з ГОСТ 15.001−73.

1. Вхідні та вихідні дані заготовки

На заданій операції здійснюється обробка отворів свердлінням в торці заготовки згідно креслення деталі.

Заготовка отримана виливанням в піщано-глиняні форми. Матеріал заготовки чавун марки СЧ18−36 ГОСТ 1412–85, НВ 200. Заготовка поступає на операцію попередньо оброблена, з забезпеченням чистових баз. Ескіз заготовки, яка поступає на обробку зображено на (рис. 1)

Вихідні параметри заготовки приведені на кресленні деталі.

Рисунок 1 Ескіз заготовки, яка поступає на операцію.

2. Відомості про поверхні, які повинні бути оброблені при базуванні і закріпленні в пристрої.

Наведені на (рис. 1).

3. Схема базування заготовки та стан поверхонь, які приймаються в якості баз.

Схема базування заготовки зображена на рисунку 2. Поверхні, які приймаються в якості баз: установча база оброблена до шорсткості 2.5мкм

Рисунок 2 Схема базування заготовки

4. Обладнання, на якому виконується операція.

Задані поверхні деталі обробляються на радіально-свердлильному верстаті моделі 2М55.

5. Основні розміри інструменту, який використовується для обробки

— свердло спіральне з конічним ГОСТ 17 274–71

D=14 _-0.08мм, l_ріж = 70 мм, L_заг = 150 мм.;

D=7 _-0.08мм, l_ріж = 45 мм, L_заг = 125 мм.;

— мітчик машинний ГОСТ 3266–81

D=8мм, l_ріж = 22 мм, L_заг = 97 мм.;

6. Режими, та сили різання Режими різання приведені в таблиці 1.

Таблиця 1.

Сили різання при:

свердлінні

Мкр = 10 · Cм · D^q · t^x · s^y · Kp;

Ро = 10 · Cр · D^q · s^y · Kp;

Cм = 0.012, q = 2.2,y = 0.8; Ср = 42, q = 1.2, y = 0.75;

Мкр = 10 · 0.012 · 14^2.2 · 0.2^0.8 · 1 = 11 Нм;

Ро = 10 · 42 · 14^1.2 · 0.2^0.75 · 1 = 3 Н;

нарізання різі

Мкр = 10 · Cм · D^q · Р^y · Kp;

Cм = 0.013, q = 1.4, y = 1.5;

Мкр = 10 · 0.013 · 8^1.4 · 1^1.5 · 1 = 2.4 Нм;

7. Передбачений тип затиску — механізований

8. Принципова схема базування пристрою на верстаті.

Показана на (рис. 3).

Рисунок 3. Схема базування пристрою на верстаті.

9. Необхідна продуктивність операції - повинна відповідати середньосерійному типу виробництва.

10. Кількість одночасно оброблюваних заготовок — 1

11. Вимоги безпечності роботи та обслуговування — повинні відповідати інструкції з охорони праці при виконанні робіт на свердлильному верстаті.

12. Умови роботи пристрою та строк служби.

Пристрій експлуатується в механічному цеху при температурі повітря 20±10єС та відносній вологості 70±5%. Термін експлуатації пристрою 10 років.

3. Опис конструкції і роботи пристрою

Використовуємий пристрій — пневматичні тиски з вбудованим діафрагменним приводом, який має спеціальні губки. Тиски складаються з круглої основи 1 з вушками для закріплення на столі верстата та поворотного корпусу 2, який кріпиться до основи Т-подібними болтами 16.

По напрямним корпусу 2 переміщується рухома частина 3 з салазками в вигляді рами, яка охоплює виступ К корпусу, а до виступу К гвинтами кріпиться напрямна планка 8, по якій переміщується установочний повзун 6.

Переміщення рухомої частини 3 здійснюється пневматичним силовим пристроєм з діафрагмою розташованою в нижній частині поворотного корпусу. Діафрагма 14 кріпиться до корпусу кільцем 9; робоча камера утворюється виточкою в корпусі і діафрагмою. Шток 13 пов’язаний з діафрагмою стальним опорним диском 11.

Під дією стиснутого повітря, яке підводиться до камери через розподільчий кран 17, диск 11 з діафрагмою переміщується вниз і повертає важіль 12. Важіль за допомогою штовхача 10 переміщує рухому частину 3 та губкою 4 притискає заготовку до губки 5.

Поворотом рукоятки розподільчого крану в іншу сторону стиснуте повітря випускається в атмосферу, після чого під дією пружини 15 рухома губка повертається в початкове положення.

Наладка тисків на розмір затискаємої заготовки відбувається шляхом переміщення установочного повзуна 6 за допомогою гвинта 7.

4. Розрахунок сил затиску заготовки

На даній операції виконується декілька переходів: зенкерування чорнове, зенкерування чистове, розвертання, 5 переходів свердління, 3 переходи зенкування, 3 нарізання різі. Аналізуючи ці переходи бачимо, що максимальною сила різання буде при чорновому зенкеруванні.

Для розрахунку сил затиску розробимо розрахункову схему (рис. 4).

Рисунок 4 Сили, діючі на заготовку Момент різання при зенкеруванні Мкр = 11 Нм, кут призми = 90є, коефіцієнт тертя в місцях контакту заготовки з призмою і затискним елементом = 0.18. Осьовий упор відбувається в підкладну опору опору.

k — коефіцієнт запасу, який визначається Р_z [4]:

k=k₀· k₁·k₂·k₃·k₄·k₅·k₆

k₀=1.5 — гарантований коефіцієнт запасу;

k₁=1 — враховує стан ТБ;

k₂=1.2 — враховує спрацювання ріжучого інструменту;

k₃=1.2 — враховує ударне навантаження на заготовку;

k₄= 1 — враховує стабільність силового приводу;

k₅=1 — враховує зручність затискного механізму;

k₆=1 — враховує визначеність розташування опорних точок.

k = 1.5· 1·1.2·1.2·1·1·1=2.16

приймаємо k = 2.5

Q — сила затиску:

М = (Мкр/0,007)· 0,011 = 17,3

Q = ;

Q = = 383 Н;

Момент затягування гвинта:

М = 0.1 · D · Q = 0.1 · 0,2 · 383 = 7.7 Нм.

5. Розрахунок елементів пристрою на міцність

В даному випадку використовуються універсальні тиски, які переналагоджуються. Таким чином немає необхідності розраховувати елементи пристрою на міцність.

Розрахуємо необхідну площу і діаметр поршня пневмоциліндра:

проектування верстатний заготовка конструкція

Рроб = 500 000 Па;

S = Q/Рраб;

D = ;

S = 7.66*10^-4;

D = ;

D = 0.031м. = 31 мм.

6. Технічні вимоги до пристрою

Призначення пристрою — забезпечити однозначне положення заготовки на верстаті при обробці отворів з необхідною точністю їх взаємного розташування та забезпечити необхідну силу затиску. Таким чином важливе значення має точність виготовлення спеціального кондуктора, який буде орієнтувати заготовку. Конструкція кондуктора зображена на (рис. 4).

Рисунок 4 конструкція кондуктора При проектуванні кондуктора необхідно узгодити їх базові поверхні з установчими поверхнями в пристрої. Щоб заготовка займала вірне положення необхідно забезпечити:

— перпендикулярність поверхонь Б кулачків до бази В забезпечуючи допуск 0.09;

— забезпечити вірне положення отворів для виходу робочого інструменту;

— забезпечити вірне положення одної губки відносно іншої.

Література

1. Корсаков В. С. Основы конструирования приспособлений: Учебник для вузов. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1983.

2. Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1966.

3. Методичні вказівки до практичних занять з дисципліни «Проектування технологічного оснащення». Чернігів 1996.