Курсовая на тему Розробка автоматичного процесу деталі шатун
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-12-02Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Зміст
Вступ
1. Проектування металорізального інструменту
1.1 Призначення та область застосування інструменту
1.2 Повний конструкторський розрахунок з оформленням необхідних ескізів
2. Проектування контрольно-вимірювального інструменту або пристрою
2.1 Призначення та область застосування контрольно-вимірювального інструменту (пристрою)
2.2 Повний конструкторський розрахунок параметрів контрольно-вимірювального інструменту
3. Проектування спеціального верстатного пристрою
3.1 Службове призначення пристрою
3.2 Принцип базування заготовки в пристрої
3.3 Принципова схема пристрою
3.4 Точнісний розрахунок пристрою що проектується
3.5 Силовий розрахунок пристрою
Вступ
Основні параметри економічного розвитку країни залежать від збільшення продуктивності праці в машинобудуванні, яке досягається в тому числі і за рахунок впровадження нових сучасних технологічних процесів обробки деталі та оснащення виробництва ефективними високопродуктивними економічно вигідними пристроями та інструментами.
Ступінь оснащення різних етапів виробництва такими пристроями та інструментами неоднакова.
В крупносерійному і масовому виробництві трудомісткість виготовлення деталі менша ніж в одиничному та дрібносерійному. За рахунок застосування високопродуктивного оснащення найбільш доцільно в дрібносерійному та одиничному виробництві застосовувати переналагоджувальне оснащення, яке можна використовувати багато разів для обробки різних деталей. Таке оснащення має високу точність і продуктивність, достатню універсальність і це дозволяє значно скоротити металоємність і собівартість за рахунок зменшення затрат на їх проектування. Обробка матеріалів різанням на верстатах займає відповідне місце в технологічному процесі виготовлення деталей, тому дуже важливим є забезпечення технологічного процесу великою кількістю високопродуктивних металорізальних інструментів з сучасних високотехнологічних матеріалів, які можна використовувати як для звичайних універсальних верстатів, так і для верстатів з ЧПК і автоматичних лініях.
На заміну традиційного технологічного контролю прийшла систематична підготовка контролю виробництва у відповідності з ЄСТПВ (єдиної системи технологічної підготовки виробництва). Тому при проектуванні технологічного оснащення особлива увага може приділятися мінімізації процесів контролю за рахунок підвищення точності виготовлення та продуктивності і надійності застосування.
При виконанні курсового проектування необхідно користуватися сучасними методами конструювання та розрахунку технологічного оснащення, спираючись на великий досвід вітчизняного та зарубіжного виробництв. Широко використовуються державні стандарти України та галузеві нормативні акти, і процес проектування повинен відповідати таким вимогам: висока працездатність; простота конструкції; забезпечення високої точності розмірів та форми оброблюваної поверхні.
1. Проектування спеціального ріжучого інструменту
1.1 Призначення і область застосування даного пристрою
Опис конструкції.
Шпонкована фреза представляє собою тіло обертання, складається з різальної частини і хвостовика. Вона нормалізована по ГОСТ 18372-83. Проектована фреза виконана з конічним хвостовиком, матеріал ріжучої частини швидкоріжуча сталь Р6М5 ГОСТ 79265-73. Конічна хвостова частина служить для кріплення фрези в оправку для чого в конусі Морзе передбачений отвір з різьбою під затяжку.
Шпонкова фреза повинна бути встановлена в діаметральній площині заготовки. Закриті шпонкові пази фрезерують одним із двох способів: а) врізанням вручну на певну глибину і повздовжньої механічної подачі, потім знову врізанням на ту ж глибину і повздовжньою подачею, але в другому напрямку; б) врізанням на повну глибину пазу подальшою механічною повздовжньою подачею. Для отримання точних по ширині пазів обробку ведуть на спеціальному шпонково-фрезерному верстаті з маятниковою подачею моделі 6Р13Ф.
Мал.1 Фрезерування шпонкових пазів.
1.2 Повний конструкторський розрахунок основних параметрів
інструмента з оформленням необхідних ескізів
Конструктивний елемент вибирається по ГОСТ 18372-73 виходячи з розмірів шпон очного пазу.
- Діаметр фрези Dфр = 8мм;
- Число зубців фрези Zфр = 2;
- Довжина фрези Lфр = 48мм;
- Довжина ріжучої частини Lрч = 28мм;
γ = 5є α = 12є φ1 = 3є
Встановлюємо глибину різання:
b = d = 8мм t = 1,7мм
h = 5мм
Sz = 0,2 мм/зуб
Т = 80 мин
Швидкість різання:
кВт
Розрахунок хвостовика:
Головна зіставна сили різання при t = h = 5мм шукаємо по нормативам або справ очним даним:
Рівнодіюча сила:
Н
Відстань між опорами фрезерної оправки приймають в залежності від довжини посадочної дільниці шпонкової фрезерної оправки l = 40мм.
2. Проектування контрольно-вимірювального інструменту або
пристрою
2.1 Призначення і область застосування контрольно-
вимірювального інструменту(пристрою)
Калібри - це безшкальні, контрольні інструменти, призначені у відповідності дійсних розмірів, форми і розміщення поверхонь деталей або виробів креслення.
Контроль деталей калібрами дає можливість встановити їх придатність, тобто, визначити чи знаходиться оброблювальна деталь у межах заданих максимальних і мінімальних розмірів, або їх розміри виходять за межі заданого розміру. Числове значення розмірів виготовленої деталі, поверхні, з допомогою калібрів не визначаються.
Класифікація:
І. По виду контрольованих виробів чи параметрів:
1) Гладкі
2) Різьбові
3) Шліцьові
4) Для контролю виступів, заглиблень і висоти
5) Довжини
6) Для контролю профілю обробки (шаблони)
7) Для контролю форми і взаємного розміщення поверхонь деталей
ІІ. По числу одночасно контрольованих деталей елементів
1) По елементні ( окремі лінійні розміри чи кути)
2) Комплексні ( для одночасного контролю декількох взаємних елементів)
ІІІ. По умові оцінювання придатності виготовлення деталі
1) Нормальні ( придатність оцінюється на основі відчуттів)
2) Граничні ( які обмежують максимальний і мінімальний граничні розміри деталей)
Граничні калібри для контролю валів називаються – скобами.
Область застосування калібрів:
Пробки, що контролюють отвір:
Ш до 50мм виготовляються цільними;
Ш від 50-100мм полегшені з внутрішньою протяжкою або цілі;
Ш від 100 і більше тільки з проточкою;
2.2 Повний конструкторський розрахунок параметрів контрольно-
вимірювального інструменту
Розрахунок-контрольно-вимірювального інструменту для контролю шийки 30k6
Вибір граничних відхилень і граничних розмірів деталі.
Граничні відхилення поверхні О 30k6 вибираємо за СТСЄВ 114-75
es = +18мкм = 0.018мм
ei = +2мкм = 0.002 мм
Максимальний діаметр деталі обчислюється за формулою
dmax = do + es
dmax 30 + 0.018 = 30.018 мм
Мінімальний діаметр деталі обчислюємо за формулою
dmin = do + ei
dmin = 30 + 0.002 = 30.002 мм
Вибір граничних відхилень контрольно-вимірювального інструменту
О 30k6
H1 = 4 мкм
Y1 = 3 мкм
z1 = 3.5 мкм
Побудування схеми розташування полів допусків
Визначаємо розміри прохідної частини полів. Найменший розмір нової калібр-скоби:
Найбільший розмір зношеної калібр-скоби при допуску на знос Y1=4мкм рівний:
Найменший розмір непрохідної частини калібр-скоби:
Розраховуємо розміри контрольних калібрів к скобам:
Розрахунок виконавчих розмірів контрольно-вимірювального інструменту:
Позначення калібр-скоби для контролю 30к6 ГОСТ8113-0136
Dномін = 30мм.
R = 120мм; В = 18мм; Н = 100мм; S = 6мм; l1 = 15мм; l2 = 3мм; маса = 0,36кг.
3. Розрахунок та конструювання спеціального пристрою
3.1 Службове призначення пристрою
Опис пристрою та принципу його дії
Проектовий пристрій призначений для оснащення фрезерувального верстату з ЧПК моделі 6Р13Ф3 для фрезерування пазів 8N9. Пристрій двомісний.
При проектуванні верстатних пристроїв і їх виробі необхідно щоб забезпечувалось:
1) точність положення заготовки на верстаті;
2) надійність затиску;
3) зручність та безпека при роботі;
4) висока жорсткість системи ВПІД при дії сили різання;
5) забезпечення вільного підходу інструмента до всіх оброблюваних поверхонь;
6) швидкодія затискачів.
3.2 Принцип базування заготовки в пристрої
Базою – називається точка, вісь або поверхня заготовки, яку використовують для встановлення заготовки у технологічному пристрою.
Базування - це процес надання заготовці заданого положення відносно вибраної системи координат.
В залежності від кількості ступенів свободи, яких позбавляють заготовку, технологічну базу поділяють на:
1) установча – позбавляє заготовку 3-х ступенів свободи : переміщення вздовж однієї вісі та обертання навколо двох інших.
2) напрямна – позбавляє заготовку 2-х ступенів свободи : переміщення вздовж однієї осі і обертання інших
3) опорна – позбавляє заготовку однієї ступені свободи: переміщення або обертання навколо осі.
3.3 Принципова схема пристрою
Принципова схема верстату складається зі схеми розташування установчих елементів, схеми сил затиску заготовки, кінематики передачі зусилля від привода до затискних елементів.
Принцип дії:
Деталь встановлюється на призмі до упора. Затиск деталі здійснюється за допомогою притискної плашки. В якості привода використовується гідро циліндр двосторонньої дії. Базування заготовки неповне заготовка має змогу обертатись навколо своєї осі.
3.4 Точнісний розрахунок пристрою, що проектується
Розрахунок точності базування заготовки
В нашому випадку на величину похибки базування вливає допуск на розмір базового діаметру та величина кута призми.
Для цього випадку формула обчислення похибки базування має вигляд
Еб = 0.5 Тd ( 1/sin - 1 )
де Тd – допуск на базовий діаметр – половина кута призми
Тd = 0.016мм = 90 = 45
Для забезпечення точності повинна виконуватись умова
Еб < T
де Т – допуск на розмір
Еб – похибка базування
Тd = 0.2 мм
Еб = 0.5 0.016 ( 1/sin45 - 1 ) = 0.0034 = 0.003мм
Тоді за формулою
0.003 < 0.2
Висновок: отже точність буде забезпечена
3.5 Силовий розрахунок пристрою
Розрахунок сили затиску заготовки
Зсувна сила Мзс = Рz D/2 K
де Рz – сила різання
D – діаметр зовнішній
K – коефіцієнт запасу
Утримуюча сила Fтро1 + Fpuo + Fзаг + Fтро2 + Eтро3
Fтро1 = Fтро2 = W/2 So cos 45
Fутр2 = Fтро2 = W/2 So cos 45
Fутр3 = Wf8
Pz D/2 K = 4 W/2 So cos 45 + Wf3
2 Pz D/2 K = 4 W/2 So cos 45 + Wf3
W = (Pz D/2 K)/ 4So cos 45 + 2f3
Де fo – коефіцієнт тертя в опорах fo = 0.16
f3 – коефіцієнт тертя затиску f3 = 0.16
К – коефіцієнт запасу
К = Ко К1 К2 К3 К4 К5 К6
Ко = 1.5 – гарантований коефіцієнт запасу
К1 = 1.2 – для чорнової обробки
К2 = 1.7 – коефіцієнт враховуючий збільшення сили різання внаслідок затуплення ріжучого інструменту
К3 = 1 – при безперервному різанні
К4 = 1 – якщо в якості приводу циліндр
К5 = 1 – залежить від ергономіки
К6 не враховується
К = 1.5 1.2 1.7 1 1 1 = 3.06
Вступ
1. Проектування металорізального інструменту
1.1 Призначення та область застосування інструменту
1.2 Повний конструкторський розрахунок з оформленням необхідних ескізів
2. Проектування контрольно-вимірювального інструменту або пристрою
2.1 Призначення та область застосування контрольно-вимірювального інструменту (пристрою)
2.2 Повний конструкторський розрахунок параметрів контрольно-вимірювального інструменту
3. Проектування спеціального верстатного пристрою
3.1 Службове призначення пристрою
3.2 Принцип базування заготовки в пристрої
3.3 Принципова схема пристрою
3.4 Точнісний розрахунок пристрою що проектується
3.5 Силовий розрахунок пристрою
Вступ
Основні параметри економічного розвитку країни залежать від збільшення продуктивності праці в машинобудуванні, яке досягається в тому числі і за рахунок впровадження нових сучасних технологічних процесів обробки деталі та оснащення виробництва ефективними високопродуктивними економічно вигідними пристроями та інструментами.
Ступінь оснащення різних етапів виробництва такими пристроями та інструментами неоднакова.
В крупносерійному і масовому виробництві трудомісткість виготовлення деталі менша ніж в одиничному та дрібносерійному. За рахунок застосування високопродуктивного оснащення найбільш доцільно в дрібносерійному та одиничному виробництві застосовувати переналагоджувальне оснащення, яке можна використовувати багато разів для обробки різних деталей. Таке оснащення має високу точність і продуктивність, достатню універсальність і це дозволяє значно скоротити металоємність і собівартість за рахунок зменшення затрат на їх проектування. Обробка матеріалів різанням на верстатах займає відповідне місце в технологічному процесі виготовлення деталей, тому дуже важливим є забезпечення технологічного процесу великою кількістю високопродуктивних металорізальних інструментів з сучасних високотехнологічних матеріалів, які можна використовувати як для звичайних універсальних верстатів, так і для верстатів з ЧПК і автоматичних лініях.
На заміну традиційного технологічного контролю прийшла систематична підготовка контролю виробництва у відповідності з ЄСТПВ (єдиної системи технологічної підготовки виробництва). Тому при проектуванні технологічного оснащення особлива увага може приділятися мінімізації процесів контролю за рахунок підвищення точності виготовлення та продуктивності і надійності застосування.
При виконанні курсового проектування необхідно користуватися сучасними методами конструювання та розрахунку технологічного оснащення, спираючись на великий досвід вітчизняного та зарубіжного виробництв. Широко використовуються державні стандарти України та галузеві нормативні акти, і процес проектування повинен відповідати таким вимогам: висока працездатність; простота конструкції; забезпечення високої точності розмірів та форми оброблюваної поверхні.
1. Проектування спеціального ріжучого інструменту
1.1 Призначення і область застосування даного пристрою
Опис конструкції.
Шпонкована фреза представляє собою тіло обертання, складається з різальної частини і хвостовика. Вона нормалізована по ГОСТ 18372-83. Проектована фреза виконана з конічним хвостовиком, матеріал ріжучої частини швидкоріжуча сталь Р6М5 ГОСТ 79265-73. Конічна хвостова частина служить для кріплення фрези в оправку для чого в конусі Морзе передбачений отвір з різьбою під затяжку.
Шпонкова фреза повинна бути встановлена в діаметральній площині заготовки. Закриті шпонкові пази фрезерують одним із двох способів: а) врізанням вручну на певну глибину і повздовжньої механічної подачі, потім знову врізанням на ту ж глибину і повздовжньою подачею, але в другому напрямку; б) врізанням на повну глибину пазу подальшою механічною повздовжньою подачею. Для отримання точних по ширині пазів обробку ведуть на спеціальному шпонково-фрезерному верстаті з маятниковою подачею моделі 6Р13Ф.
Мал.1 Фрезерування шпонкових пазів.
1.2 Повний конструкторський розрахунок основних параметрів
інструмента з оформленням необхідних ескізів
Конструктивний елемент вибирається по ГОСТ 18372-73 виходячи з розмірів шпон очного пазу.
- Діаметр фрези Dфр = 8мм;
- Число зубців фрези Zфр = 2;
- Довжина фрези Lфр = 48мм;
- Довжина ріжучої частини Lрч = 28мм;
γ = 5є α = 12є φ1 = 3є
Встановлюємо глибину різання:
b = d = 8мм t = 1,7мм
h = 5мм
Sz = 0,2 мм/зуб
Т = 80 мин
Швидкість різання:
Розрахунок хвостовика:
Головна зіставна сили різання при t = h = 5мм шукаємо по нормативам або справ очним даним:
Рівнодіюча сила:
Відстань між опорами фрезерної оправки приймають в залежності від довжини посадочної дільниці шпонкової фрезерної оправки l = 40мм.
2. Проектування контрольно-вимірювального інструменту або
пристрою
2.1 Призначення і область застосування контрольно-
вимірювального інструменту(пристрою)
Калібри - це безшкальні, контрольні інструменти, призначені у відповідності дійсних розмірів, форми і розміщення поверхонь деталей або виробів креслення.
Контроль деталей калібрами дає можливість встановити їх придатність, тобто, визначити чи знаходиться оброблювальна деталь у межах заданих максимальних і мінімальних розмірів, або їх розміри виходять за межі заданого розміру. Числове значення розмірів виготовленої деталі, поверхні, з допомогою калібрів не визначаються.
Класифікація:
І. По виду контрольованих виробів чи параметрів:
1) Гладкі
2) Різьбові
3) Шліцьові
4) Для контролю виступів, заглиблень і висоти
5) Довжини
6) Для контролю профілю обробки (шаблони)
7) Для контролю форми і взаємного розміщення поверхонь деталей
ІІ. По числу одночасно контрольованих деталей елементів
1) По елементні ( окремі лінійні розміри чи кути)
2) Комплексні ( для одночасного контролю декількох взаємних елементів)
ІІІ. По умові оцінювання придатності виготовлення деталі
1) Нормальні ( придатність оцінюється на основі відчуттів)
2) Граничні ( які обмежують максимальний і мінімальний граничні розміри деталей)
Граничні калібри для контролю валів називаються – скобами.
Область застосування калібрів:
Пробки, що контролюють отвір:
Ш до 50мм виготовляються цільними;
Ш від 50-100мм полегшені з внутрішньою протяжкою або цілі;
Ш від 100 і більше тільки з проточкою;
2.2 Повний конструкторський розрахунок параметрів контрольно-
вимірювального інструменту
Розрахунок-контрольно-вимірювального інструменту для контролю шийки 30k6
Вибір граничних відхилень і граничних розмірів деталі.
Граничні відхилення поверхні О 30k6 вибираємо за СТСЄВ 114-75
es = +18мкм = 0.018мм
ei = +2мкм = 0.002 мм
Максимальний діаметр деталі обчислюється за формулою
dmax = do + es
dmax 30 + 0.018 = 30.018 мм
Мінімальний діаметр деталі обчислюємо за формулою
dmin = do + ei
dmin = 30 + 0.002 = 30.002 мм
Вибір граничних відхилень контрольно-вимірювального інструменту
О 30k6
H1 = 4 мкм
Y1 = 3 мкм
z1 = 3.5 мкм
Побудування схеми розташування полів допусків
Визначаємо розміри прохідної частини полів. Найменший розмір нової калібр-скоби:
Найбільший розмір зношеної калібр-скоби при допуску на знос Y1=4мкм рівний:
Найменший розмір непрохідної частини калібр-скоби:
Розраховуємо розміри контрольних калібрів к скобам:
Розрахунок виконавчих розмірів контрольно-вимірювального інструменту:
Позначення калібр-скоби для контролю 30к6 ГОСТ8113-0136
Dномін = 30мм.
R = 120мм; В = 18мм; Н = 100мм; S = 6мм; l1 = 15мм; l2 = 3мм; маса = 0,36кг.
3. Розрахунок та конструювання спеціального пристрою
3.1 Службове призначення пристрою
Опис пристрою та принципу його дії
Проектовий пристрій призначений для оснащення фрезерувального верстату з ЧПК моделі 6Р13Ф3 для фрезерування пазів 8N9. Пристрій двомісний.
При проектуванні верстатних пристроїв і їх виробі необхідно щоб забезпечувалось:
1) точність положення заготовки на верстаті;
2) надійність затиску;
3) зручність та безпека при роботі;
4) висока жорсткість системи ВПІД при дії сили різання;
5) забезпечення вільного підходу інструмента до всіх оброблюваних поверхонь;
6) швидкодія затискачів.
3.2 Принцип базування заготовки в пристрої
Базою – називається точка, вісь або поверхня заготовки, яку використовують для встановлення заготовки у технологічному пристрою.
Базування - це процес надання заготовці заданого положення відносно вибраної системи координат.
В залежності від кількості ступенів свободи, яких позбавляють заготовку, технологічну базу поділяють на:
1) установча – позбавляє заготовку 3-х ступенів свободи : переміщення вздовж однієї вісі та обертання навколо двох інших.
2) напрямна – позбавляє заготовку 2-х ступенів свободи : переміщення вздовж однієї осі і обертання інших
3) опорна – позбавляє заготовку однієї ступені свободи: переміщення або обертання навколо осі.
3.3 Принципова схема пристрою
Принципова схема верстату складається зі схеми розташування установчих елементів, схеми сил затиску заготовки, кінематики передачі зусилля від привода до затискних елементів.
Принцип дії:
Деталь встановлюється на призмі до упора. Затиск деталі здійснюється за допомогою притискної плашки. В якості привода використовується гідро циліндр двосторонньої дії. Базування заготовки неповне заготовка має змогу обертатись навколо своєї осі.
3.4 Точнісний розрахунок пристрою, що проектується
Розрахунок точності базування заготовки
В нашому випадку на величину похибки базування вливає допуск на розмір базового діаметру та величина кута призми.
Для цього випадку формула обчислення похибки базування має вигляд
Еб = 0.5 Тd ( 1/sin - 1 )
де Тd – допуск на базовий діаметр – половина кута призми
Тd = 0.016мм = 90 = 45
Для забезпечення точності повинна виконуватись умова
Еб < T
де Т – допуск на розмір
Еб – похибка базування
Тd = 0.2 мм
Еб = 0.5 0.016 ( 1/sin45 - 1 ) = 0.0034 = 0.003мм
Тоді за формулою
0.003 < 0.2
Висновок: отже точність буде забезпечена
3.5 Силовий розрахунок пристрою
Розрахунок сили затиску заготовки
Зсувна сила Мзс = Рz D/2 K
де Рz – сила різання
D – діаметр зовнішній
K – коефіцієнт запасу
Утримуюча сила Fтро1 + Fpuo + Fзаг + Fтро2 + Eтро3
Fтро1 = Fтро2 = W/2 So cos 45
Fутр2 = Fтро2 = W/2 So cos 45
Fутр3 = Wf8
Pz D/2 K = 4 W/2 So cos 45 + Wf3
2 Pz D/2 K = 4 W/2 So cos 45 + Wf3
W = (Pz D/2 K)/ 4So cos 45 + 2f3
Де fo – коефіцієнт тертя в опорах fo = 0.16
f3 – коефіцієнт тертя затиску f3 = 0.16
К – коефіцієнт запасу
К = Ко К1 К2 К3 К4 К5 К6
Ко = 1.5 – гарантований коефіцієнт запасу
К1 = 1.2 – для чорнової обробки
К2 = 1.7 – коефіцієнт враховуючий збільшення сили різання внаслідок затуплення ріжучого інструменту
К3 = 1 – при безперервному різанні
К4 = 1 – якщо в якості приводу циліндр
К5 = 1 – залежить від ергономіки
К6 не враховується
К = 1.5 1.2 1.7 1 1 1 = 3.06
