Проектирование станочной и контрольно-измерительной оснастки

Министерство образования и науки РФ 

Рыбинская государственная авиационная технологическая  академия

имени П.А.Соловьева 

      Кафедра « Технология авиационных двигателей и общего машиностроения»

                                                                        
 
 
 
 
 
 

КУРСОВАЯ  РАБОТА 

по дисциплине «Проектирование станочной и контрольно-измерительной оснастки» 
 

_{Расчетно-пояснительная  записка} 
 
 
 
 
 

      Студент группы ……….……………………………………………………

           (Код)   (Подпись, дата)   (Фамилия И. О.) 

      

      Руководитель …………………………………………………………….....

      (Уч. степень, звание)  (Подпись, дата)   (Фамилия И. О.) 

      

      Нормоконтролер  …………………………………………………………… 

      (Уч. степень, звание) (Подпись, дата)   (Фамилия И. О.) 
 
 
 
 
 
 

Рыбинск 2011 

СОДЕРЖАНИЕ: 

  1  Анализ чертежа детали и исходных данных………………………………………..4

  2  Разработка схемы базирования заготовки на операции.…………………………....6

  3  Расчет режимов обработки поверхностей на технологической операции………..8

  4  Разработка схемы закрепления детали и общей компоновки приспособления…11

  5  Расчет потребной силы закрепления………………………...………………….…..12

  6  Расчет основных параметров силового привода………...………………….……...13

  7  Разработка и описание конструкции корпуса………………………….....…….….14

  8  Описание принципа работы приспособления………………………………….…...15

  9  Расчет  на точность спроектированного  приспособления…………………………16

  Список использованных источников………….…………….………………….…..18

  Приложение….…...…………………………………………………………………….19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 Анализ чертежа детали и исходных данных 

       Для детали опора (рисунок 1.1) требуется разработать компоновку станочного приспособления для фрезерования углового скоса. Изготовление детали происходит в условиях среднесерийного производства. Материал детали – сталь 45, при твердости – 156…168 HВ. При заданной твердости материала фрезеровать можно  с производительными режимами резания, режущий инструмент при этом можно взять недорогой. Операционный эскиз обработки изображен на рисунке 1.2.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 1.1 – Чертеж детали

Рисунок 1.2 – Операционный эскиз детали 

    Обработку скоса по заданному квалитету будем осуществлять на горизонтально-фрезерном станке с помощью дисковой фрезы. Станок – горизонтально-фрезерный модели 6Р82 (рисунок 1.3). Режущий инструмент – дисковая фреза Æ 200 мм по ГОСТ16227-81, с  вставными ножами из быстрорежущей стали Р6М5.

Рисунок 1.3 – Общий вид горизонтально-фрезерного станка модели 6Р82

2 Разработка схемы базирования заготовки на операции 

       При фрезеровании скоса на детали опора возможны варианты базирования в координатный угол по трем плоскостям (рисунок 2.1) или по плоскости и отверстию (рисунок 2.2). Базирование детали в координатный угол осуществляется очень просто, но требует много установочных элементов в виде опор. Вариант базирования по плоскости и двум пальцам (один палец срезанный) более удачен, так как отверстия в основании опоры изготовлены с высокой точностью. Базирование будет более точным. Так же зажим детали будет осуществляться лишь в вертикальном направлении, что положительно сказывается на конструкции, сила закрепления потребуется лишь для прижатия детали к плоскости и габариты силового узла значительно уменьшаться. Таким образом, следует отдать предпочтение варианту с базированием детали по плоскости и двум отверстиям

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рисунок 2.1 – Схема базирования детали в координатный угол

 

Рисунок 2.2 – Схема базирования детали по плоскости и двум отверстиям 
 

    В схеме базирования в координатный угол 1, 2, 3 являются установочной базой. Лишаются деталь трёх степеней свободы. Базы 4 и 5 являются направляющей и лишают двух перемещений. База 6 является скрытой опорной базой, она лишает перемещения детали вдоль оси. Во второй схеме базы классифицируются так же, но только лишь 4, 5 и 6 расположены в отверстии детали и являются явными.  
 
 
 
 
 
 
 

  3 Расчет режимов обработки поверхностей на технологической операции 

    На технологической операции фрезерование на деталь со стороны режущего инструмента будут действовать: момент резания М_рез сила резания в направлении подачи  Р_z .

    Рассчитаем значения момента и силы, действующие на деталь. Для этого необходимо назначить режимы резания. Станок, на котором будет выполняться операция, и инструмент уже выбраны.

    При назначении режима обработки воспользуемся [2, с.406]:

   Глубина резания равна: мм,

    Подача: .

    Скорость резания при фрезеровании определяется по следующей формуле:

      

,

    где ; ; ; ; ; ; ; .

    Общий поправочный коэффициент  на скорость резания, учитывающий  фактические условия резания, вычисляется по формуле:

      

,

    где – коэффициент на обрабатываемый материал: 

      

; 

    – коэффициент на инструментальный материал, ;

    – коэффициент, учитывающий поверхность детали, .

      

.

    Таким образом, получим скорость  резания:

      

 м/мин.

 

Пересчитаем скорость резания в частоту вращения шпинделя: 

      

.

    Сравним полученную расчетную частоту с частотами выбранного станка, которые реально можно получить на нем, примем . Пересчитаем скорость резания, исходя из назначенной частоты вращения шпинделя: 

      

. 

    Исходя из режимов резания, рассчитаем крутящий момент силу резания [2, с.406]:

  Сила резания рассчитывается по формуле: 

 ,

  Значение коэффициента С_р и показателей степени находим по [2, c.412]:  

  С_р = 68,2; х = 0,86; y = 0,72; u = 1; q = 0,86; w = 0 

  Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого  материала K_мp: 

, 

. 

    Подставляем все полученные значения в формулу для расчета силы резания: 

 Н. 
 

    Крутящий момент на шпинделе:  

 Н·м. 

Мощность  резания:

 

 кВт. 

    Мощность привода станка превышает рассчитанную мощность, поэтому замена выбранного оборудование не требуется. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

    4 Разработка схемы закрепления детали и общей компоновки приспособления

   

    Для расчета силы закрепления Q расчетная схема будет иметь вид:

       

Рисунок 4.1 – Расчетная схема закрепления детали

   

    В качестве схемы закрепления обрабатываемой детали на операции фрезерование выбираем вариант установки с помощью пальцев, закрепление происходит за счет усилия передаваемого напрямую от пневмоцилиндра, который будет закреплен на корпусе приспособления.  

   

    5 Расчет потребной силы закрепления     

     С помощью расчетной схемы закрепления детали составим уравнение равновесия для обеспечения неподвижности детали. Деталь может оторваться от установочной плоскости при действием силы . Запишем уравнение равновесия системы: 

      

,

    где – коэффициент запаса закрепления;

       – сила закрепления.

    Выразим силу закрепления из составленного уравнения: 

      

    Значение коэффициента запаса определим как произведение первичных коэффициентов [2, с.117]:

      

.

  Подставим численные значения известных величин: 

      

. 

    Так как деталь жесткая, то рассредоточения усилия закрепления на несколько мест не требуется.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    6 Расчет основных параметров силового привода 
 

    В качестве силового привода выберем пневмоцилиндр двустороннего действия.  Конструктивно зажим заготовки может осуществляться как тянущим усилием штока, так и толкающим. В нашем случае это тянущее усилие. Приняв коэффициент полезного действия зажимного устройства с пневмоприводом η = 0,8, находим диаметр поршня цилиндра при давлении воздуха р = 0,5МПа: 

 

     
    Полученное значение диаметра поршня приемлемо по габаритам. Выбираем пневмоцилиндр [5, с.205] с основными рабочими параметрами: