- •1 Краткое описание продукции цеха
- •2 Структура управления цехом
- •3 Принцип расстановки оборудования
- •6.2 Принципиальная схема приспособления
- •13.5 Описание работы спроектированного приспособления
- •8 Средства автоматизации и механизации технологического процесса
- •12 Организация труда на рабочем месте
- •13 Система оплаты труда
- •14 Технико-экономические показатели цеха
- •15 Основные мероприятия по технике безопасности Основные мероприятия по технике безопасности в корпусе № 5 оговариваются в инструкциях по охране труда, выписки из которых приведены ниже.
6.2 Принципиальная схема приспособления
Возможны два варианта закрепления заготовки по способу расположения и принципу действия зажима. По первому способу зажим действует снизу через отверстие в заготовке на конусную оправку, которая разжимает цангу, закрепляя и центрируя деталь (рис. 6.3 а). По второму способу зажим действует сверху через Г-образные прихваты (рис.6.3б).
Рисунок 6.3 – Схемы установки, реализующие предложенную схему базирования
Вариант 6.3а является более предпочтительным в данном случае за счет того, что данная схема закрепления обеспечивает быстрое закрепление, не требует дополнительных съемных или поворотных элементов (Г-образные прихваты) ,которые необходимы при варианте на рисунке 6.3б. Кроме того, за счет использования в первом случае силового привода (пневмоцилиндра) возможна механизация зажима при небольших габаритах приспособления. Учитывая, что время выполнения рассматриваемой операции соизмеримо со временем установки и снятия заготовки, а производство среднесерийное, принимаем решение о разработке приспособления с механическим зажимом (пневмоцилинрдом).
Рисунок 6.4 – Принципиальная схема приспособления:
Установочный элемент, 2 – цанга, 3 – пневмоцилиндр, 4 – конусная оправка
C учетом сказанного выше выполняем принципиальную схему станочного приспособления (рис. 6.4). Особенностью предложенной схемы является конструкция конусной оправки и разжимной цанги, которые обеспечивают центрирование детали, ее закрепление с равномерным распределением силы закрепления. Недостатком конструкции является сложность ее изготовления.
6.3 Расчет силы закрепления с определением характеристик силового привода
Сила закрепления детали в приспособлении должна обеспечить отсутствие сдвига и поворота детали при обработке.
В соответствии с исходными данными обработка выполняется сверлом, схема для которого представлена на рисунке 6.5.
Рисунок 6.5 – Схема резания на рассматриваемой операции
(Мкр. – крутящий момент; Рос – осевая сила резания, действующая в направлении оси сверла)
Из анализа схемы рисунок 6.5 и схемы установки рисунок 6.4 определяем, что заготовка при обработке может:
- провернуться вокруг свое оси под действием крутящего момента Мкр.;
- оторваться от установочного элемента при опрокидывании под действием осевой силы Рос.
Для предотвращения этих смещений заготовку необходимо закрепить, приложив силу, величину которой требуется рассчитать. В начале, составляем расчетную схему, на которой показываем силы, действующие на заготовку в процессе обработки: силы резания, крутящие моменты, силы и моменты трения, силы закрепления, силу тяжести, реакции поверхностей и т.д. (рисунок 6.7).
Рисунок .6 – Расчетная схема для составления уравнений равновесия
Удержание заготовки реализуется за счет сил и моментов трения. Это позволяет повысить точность базирования.
1. Расчет требуемой силы закрепления из условия неопрокидывания заготовки под действием осевой силы Рос.
,
Выразим из уравнения Q
,
где G=mg – сила тяжести;
m – масса детали, кг. Масса детали 0,021 кг;
l – длина, мм;
К - коэффициент запаса.
Значение коэффициента запаса закрепления определим как произведение первичных коэффициентов по [3], стр. 82-85:
. (6.1)
где К0 – коэффициент гарантированного запаса. Принимаем по [3], стр. 85 К0 = 1,5;
К1 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях. Принимаем по [3], стр. 85 К1 = 1;
К2 – коэффициент, характеризует увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента. Принимаем по [3], стр. 85, таб. 9 К2 = 1;
К3 – коэффициент, учитывает увеличение сил резания при прерывистом резании. Принимаем по [3], стр. 85 К3 = 1;
К4 – коэффициент, характеризует постоянство силы закрепления в зажимном механизме. Принимаем по [3], стр. 85 К4 = 1;
К5 – коэффициент, характеризует эргономику ручных зажимных элементов. Принимаем по [3], стр. 85 К5 = 1;
К6 – коэффициент, учитывается только при наличии крутящего момента, стремящего повернуть заготовку. Принимаем по [3], стр. 85 К6 = 1,5.
Подставим численные значения в формулу, определим коэффициент запаса закрепления
Принимаем по [3], стр. 85 К = 2,5.
В уравнение подставив численные значения, получим
Q = 2955 Н
При таком значении силы закрепления отрыв заготовки от установочного элемента под действием осевой силы будет невозможен.
Расчет требуемой силы закрепления из условия непроворачиваемости заготовки под действие крутящего момента Мкр.
где f - коэффициент трения стали по стали, f = 0,16;
р- давление в зоне контакта цанги с деталью
Выразим из уравнения Qцан
.
Подставим численные значения
Произведем расчет силы зажима на цанге
,
Именно это значение силы закрепления предотвратить возможность проворота заготовки при воздействии на нее крутящего момента Мкр.
Таким образом, в результате расчётов были определены два значения силы закрепления, которую требуется приложить к заготовке для предотвращения ее смешения по соответствующим расчетным направлениям.
В качестве требуемой силы закрепления принимаем наибольшую по значению силу из двух расчётных. В нашем случае это сила 16926 Н. Такое значение обеспечит надежное гарантированное закрепление заготовки по всем направлениям.
Диаметр поршня пневмоцилиндра D, мм может быть определен по формуле.
, (6.2)
где Q – сила на штоке пневмоцилиндра, Н;
р – давление сжатого воздуха, МПа. Принимаем равным стандартному давлению в централизованной сети предприятия р = 0,5 МПа;
η – КПД, учитывающий потери в пневмоцилиндре, η = 0,9.
Принимая силу на штоке пневмоцилиндра равную силе закрепления, получим величину диаметра поршня:
Округляя полученное значение в большую сторону, согласно [12] выбираем пневмоцилиндр с диаметром поршня 220 мм. В целях увеличения производительности труда выбираем пневмоцилиндр двустороннего действия.
Таким образом, сила на штоке пневмоцилиндра при давлении воздуха в бесштоковой полости составит
, Н.
Сила на штоке при давлении воздуха в штоковой полости может быть определено по формуле:
, (6.3)
где d – диаметр штока, мм. У пневмоцилиндра с диаметром поршня 220 мм диаметр штока составляет 70 мм.
Тогда сила на штоке пневмоцилиндра при давлении воздуха в штоковой полости составит:
Н.
6.4 Расчет приспособления на точность
Чтобы обработать деталь на станке, необходимо выдержать заданную точность размеров и формы поверхностей.
При построении технологического процесса и выборе оборудования и приспособлений необходимо учитывать возможность обеспечения заданной точности. Производим расчёт точности станочного приспособления. Расчет приспособление по позиционному допуску R0,1 Ø 5,5+0,12, остальные размеры обеспечиваются программой ЧПУ или инструментом и не зависят от приспособления. Для этого воспользуемся по [1], с. 62, формула (1.19) неравенством:
(6.4)
где ε∑ – суммарная погрешность по выполняемому операционному размеру, возникающая на данной технологической операции;
εобр – погрешность, свойственная методу обработки на рассматриваемой операции, εобр=0,01 мм по [1] стр. 65 табл. 2.7;
εн – погрешность настройки технологической системы на выполняемый размер (погрешность настройки), εн=0,010 мм по [1] стр. 68 табл. 2.9;
εпр – погрешность, связанная с фактическим расположением заготовки в приспособлении (погрешность приспособления);
εдр – другие погрешности, обусловленные факторами, независящими от метода обработки, способа настройки и конструкции приспособления.
Определим расчетом допускаемую погрешность приспособления по выполняемому размеру по [1] стр. 63 формула 2.19
(6.5)
где [] – допустимая погрешность приспособления,
kT - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния составляющих величин от нормального закона распределения, kT = 1,2.
,
Определим расчетом ожидаемую погрешность приспособления по выполняемому размеру по [1] стр. 69 формула 2.23
, (13.6)
гдепогрешность не совмещения баз, возникает при несовмещении измерительной и технологической баз заготовки при ее установке в приспособление, ;
погрешность от смещения инструмента определяется точностью направления инструмента относительно положения обрабатываемой заготовки (только кондуктора), ;
погрешность износа, вызвана износом установочных элементом приспособлений, она характеризует отклонение заготовки от требуемого положения вследствие износа установочных элементов в направлении выполняемых размеров, ;
погрешность установки приспособления на станке, зависит смещения или перекоса корпуса приспособления на столе, планшайбе или шпинделе станка, что обусловлено неточностью изготовления посадочных мест корпуса приспособления, ;
погрешность, возникающая в результате закрепления заготовки при ее закреплении в приспособлении. Принимаем по [1] стр. 71-73 таблицы 2.11 ;
погрешность, связанная с неточностью изготовления деталей приспособления и его сборки
Подставим значения в формулу (13.6), определим погрешность приспособления
- условие выполняется