Курсовая работа: Проектування технологічного оснащення для оброблення деталі "Кронштейн 6464.4700.015"

Розрахуємо сумарний коефіцієнт ваги для кожної схеми (див. рис. 1.1):

.

За результатами розрахунків сумарних коефіцієнтів ваг (табл. . 1.5.1) приймаємо першу схему компонування пристрою як одну із найраціональніших, оскільки

>>.

Заготовка базується на опорних пластинах або опорах по площинах 1, 2 (установна база) та за допомогою повнопрофільного пальця в отворі 6. При переміщенні штока пневмокамери починають рух проміжні елементи, які діють на важелі, що і здійснюють двосторонній затиск. При використанні подібних пристроїв робітник звільняється від необхідності ручного закріплення заготовки, оскільки це здійснюється в автоматизованому режимі.

Рис. 1.5.2 Схеми конкуруючих компоновок пристрою

1.6 Остаточний розрахунок пристрою на точність

Остаточний розрахунок пристрою на точність необхідно виконати аналітично до його запуску у виробництво. Оскільки пристрій є складовою частиною системи ВПІД, то від точності його виготовлення, встановлення на верстаті, зносостійкості установчих елементів тощо в значній мірі залежить точність виготовлення деталі.

Виходячи з технологічного допуску, після уточнення сумарна похибка при виконанні заданої технологічної операції дорівнює:

, (1.6.1)

де  –похибка верстату у ненавантаженому стані;  - похибка розташування пристрою на верстаті;  - похибка розташування установчих елементів;  - похибка базування;  - похибка затиску;  - похибка розташування напрямних елементів у пристрої;  - похибка пружних деформацій;  - похибка налагоджування;  - похибка розмірного спрацювання (стирання);  - температурна похибка;  - похибка зношування; k=1¸1,2 – коефіцієнт, що враховує відхилення розсіювання складових похибок від закону нормального розподілу (в залежності від кількості складових).

Охарактеризуємо складові формули (12.46) для визначення сумарної похибки при виконанні заданої технологічної операції

Похибка верстату у ненавантаженому стані  (приймаємо вертикально-фрезерний верстат мод. 6Р12) для нового обладнання вибирається з паспортних даних основного технологічного обладнання і складає 5¸75 мкм. Приймаємо =50 мкм. Похибка розташування пристрою на верстаті  характеризує орієнтування пристрою відносно стола приймаємо вертикально-фрезерного верстату. Для нового обладнання приймаємо =25 мкм. Похибка розташування установних елементів  визначає здатність установних елементів (плоских пластин або опор) забезпечувати задану точність оброблення на протязі усього робочого циклу. Приймаємо =20 мкм. Похибку базування в зв’язку з тим, що вихідний розмір заданий від технологічної бази, приймаємо рівною 0, тобто =0.

Похибка затиску  при використанні раціональної схеми базування деталей у пристрої, грамотного компонування пристрою, при безпосередньому зв’язку затискних елементів із механізмами подачі верстату та хорошому технічному стані основного технологічного обладнання зводиться до мінімуму і становить 5¸30 мкм. Приймаємо =30 мкм

Похибка розташування напрямних елементів у пристрої  визначає орієнтацію напрямних елементів (призматичних шпонок) відносно базових елементів верстатів при встановленні пристроїв на столи верстатів. Приймаємо =40 мкм.

Похибку пружних деформацій  приймаємо рівною 20 мкм.

Похибка налагоджування : =50 мкм.

Похибка розмірного спрацювання (стирання)  має важливе значення при обробленні деталей; приймаємо =50 мкм.

Температурну похибку приймаємо рівною =21 мкм – п. 12.7.4.

Похибка зношування =50 мкм –п. 2.3.

Тоді сумарна похибка при виконанні даної операції становить:

Коефіцієнт k=1, оскільки n=9.

Перевіряємо виконання умови:

(0,85…0,9)Th.

 мкм < (365,5…387) мкм

умова виконується, тобто пристрій забезпечить нормальну роботу на протязі всього періоду експлуатації.

1.7 Розрахунок сили затиску, параметрів приводу

Для надійності затискних механізмів в розрахунки сили закріплення вводять коефіцієнт запасу :

,

де  – гарантований коефіцієнт запасу;

 - коефіцієнт, який враховує наявність випадкових нерівностей на поверхні заготовки; - коефіцієнт, який залежить від прогресуючого затуплення різального інструменту;

 - коефіцієнт, який враховує збільшення сили різання при переривчастому різанні;

 - коефіцієнт, який характеризує затискний пристрій з точки зору постійності сил, які він розвиває;

 - коефіцієнт, який характеризує ергономіку немеханізованого пристрою;

 - коефіцієнт, який враховує наявність моментів, що намагаються повернути заготовку.

Значення поправних коефіцієнтів вибираємо згідно рекомендацій стор. 382¸384, [1].

=1,5; =1,0; =1,15; =1,0; =1,2; =1,0, =1,5.

При обробленні площини необхідно забезпечити дотримання двох умов:

заготовка не повинна переміщуватися (зсуватися) під дією колової складової зусилля різання ;

заготовка не повинна провертатися відносно вісі  під дією момента різання .

Розрахункова схема для визначення необхідної сили затиску  зображена на рис..

На розрахунковій схемі прийнято такі позначення:

 – момент різання, Н×м;  – колова складова сили різання, Н; – сила затиску, Н; – реакція опори, Н;  – cила тертя у точці прикладання сила затиску , Н;  – cила тертя у точці прикладання реакції опори, Н.

Із геометричних побудов приймаємо  м;  м;  м;  м;  м;  м;  м;  м.

Для спрощення розрахунків приймаємо, що реакції опор і повнопрофільного пальця  однакові.

Запишемо рівняння рівноваги для визначення сили затиску :

 (1.7.1)

,                                       (1.7.2)

,                                      (1.7.3)

,                                               (1.7.4)

де , ,  - коефіцієнти тертя.

Із врахуванням (1.7.2), (1.7.3), (1.7.4) рівняння (1.7.5) матимуть вигляд:

 (1.7.5)

Маємо два рівняння рівноваги та два невідомих,– cтатично визначена задача.

Рис.1.7.1. Розрахункова схема для визначення необхідної сили затиску

Момент різання  та колову складову сили різання  визначають за емпіричними залежностями:

колова складова сили різання

                                 (1.7.6)

Сp=54,5, х=0,9; y=0,74; u=1,0; q=1,0; w=0 - табл. 41, стор. 291, [4]; SZ=0,08 мм/зуб - табл. 33, стор. 285, [4]; kMp=1,0; t=1,0 мм; B=128 мм; z=10; D=160 мм; n=125 хв-1.

 Н.

момент різання :

                           (1.7.7)

 Н×м.

Прийнявши  - табл. 10, стор. 85, [4], спрощуємо рівняння і розв’язуємо спрощену систему рівнянь (2.19) в середовищі Mathcad.

                      (1.7.8)

Розв’язок систем рівнянь в середовищі Mathcad

Отже, сила затиску для нашого випадку становить Q=4916,4 Н.

Сумарну силу затиску при закріпленні однієї заготовкизнайдемо згідно рис. 1.7.2 за правилом трикутника:

Рис. 2.4. Розрахункова схема для визначення сумрного зусилля затиску при закріпленні однієї заготовки

                                        (1.7.9)

 Н.

В якості приводу приймаємо два пневмоциліндри, які живляться від пневмомережі підприємства. Зусилля на штоці кожного пневмоциліндра при використанні пристрою важільного типу

,

Звідси, ,

Для зменшення зусилля приводу приймаємо

.

 Н.

Рис. 1.7.3 Розрахункова схема для визначення зусилля приводу

Діаметр поршня пневмоциліндра визначають за формулою:

де       – тиск повітря в пневмомережі, приймаємо  МПа;

 - коефіцієнт корисної дії пневмоциліндра; приймаємо .

 мм.

Приймаємо  мм.

В зв’язку із малою величиною ходу штока вибираємо конструктивне виконання пневмоциліндра – вбудований у конструкцію верстатного пристрою.

Така конструкція пневмоциліндра передбачає меншу величину ходу штока у порівнянні із стаціонарним поршневим пневмоциліндром.

Приймаємо конструктивні та технологічні параметри вбудованого пневмоциліндра:

робочий тиск -  МПа;

діаметр поршня пневмоциліндра -  мм;

діаметр штока -  мм.

1.8 Спеціальні види розрахунків

Розрахунок елементів пристрою на міцність

Розрахуємо мінімальний діаметр опори  важеля, що здійснює затиск заготовки у пристрої.

Із умови міцності на зминання можна записати:

де  - діаметр опори важеля, мм;            - реакція опори важеля, Н.

Реакцію опори важеля  визначаємо

 Н.

 мм.

Приймаємо  мм.

1.9 Економічне обґрунтування ефективності використання пристрою

Для визначення економічної ефективності порівнюємо два значення технологічної собівартості оброблення заготовки на даній операції при використанні старого Сс та нового Сн пристроїв:

,                         (1.9.1)

,                     (1.9.2)

де Зс, Зн – основна заробітна плата при виконанні даної операції;

z -цехові накладні витрати (приймаємо рівними 300 %);

qп - коефіцієнт проектування заданого пристрою (приймаємо рівним 0,5);

qе – коефіцієнт експлуатації пристрою (витрати на експлуатацію) (приймаємо рівним 0,3);

і – термін служби пристрою (приймаємо рівним 3 роки);

N – річна програма випуску деталей, штук;

Sc, Sн - собівартість виготовлення відповідно старого та нового пристроїв.

Основну заробітну плату можна визначити таким чином:

,                                    (1.9.3)

де tшт.- штучний час оброблення на відповідному переході, хв;

- погодинна тарифна ставка робітника першого розряду; =4,447 грн./год;

m – тарифний коефіцієнт. Тоді

                                          (1.9.4)

                                          (1.9.5)

Приймаємо , .

Штучну норму часу визначаємо укрупнено. Вважаємо, що старий пристрій проектувався для умов дрібносерійного виробництва із обробленням однієї заготовки на горизонтально-фрезерному верстаті. Тоді

,                                             (1.9.6)

,                                             (1.9.7)

де ,  основний час оброблення відповідних поверхонь при використанні старого та нового пристрою;

,  - коефіцієнти пропорційності між основним та штучним часами; приймаємо ,  - дод. 3, стор.259, [6].

Основні часи ,  визначають на основі емпіричних залежностей дод. 2, стор.249, [6]:

,                               (1.9.8)

,                                             (1.9.9)

де  - шлях різання при обробленні площини.

 хв.

 хв. Тоді

 хв.

 хв. Звідси,

 грн.

 грн.

Собівартість виготовлення пристрою в залежності від його складності можна визначити за формулою:

,                                                (1.9.10)

                                              (1.9.11)

                                              (1.9.12)

де n – кількість основних деталей у пристрої; приймаємо 22; 30. Спит. - питома собівартість пристрою на одну деталь; приймаємо грн;  грн.

 грн.

 грн.

Визначаємо технологічну собівартість оброблення заготовки на даній операції при використанні старого Сс та нового Сн пристроїв:

 грн.

грн.

Економічний ефект від використання нового пристрою в розрахунку на річну програму випуску, грн:

                                               (1.9.13)

 грн.

Термін окупності пристрою (в роках) визначають за формулою:

,                                                  (1.9.14)

де q – видатки, пов’язані з експлуатацією пристрою(ремонт, обслуговування та налагодження), у % від вартості пристрою; приймаємо q=35 %.

 року » 5,6 місяців.

1.10 Опис конструкції та роботи пристрою

Креслення даного пристрою приведено у графічній частині курсового проекту (ДП. ПТСТС. 083100.000.СК).

У корпусі 3 пристрою для фрезерування поверхонь в розмір 15h14-0,43 мм закріплено два пневмоциліндри 1, які закриті кришками 2 із ущільненнями 22 за допомогою гвинтів 18 із шестигранними заглибленнями під ключ. Корпус базується на столі горизонтально-фрезерного верстату за допомогою двох напрямних шпонок 26, що з’єднані із корпусом гвинтами 15 із шестигранним заглибленням під ключ. До корпуса 3 зверху приєднана плита 4, яка фіксується чотирнадцятьма гвинтами 16. Кожна із двох оброблюваних деталей (зображено умовно) базується на повнопрофільний палець 19 та три опорні пальці 20, причому палець 19 та два з трьох пальців 20 з’єднані відповідними посадками із плитою 4, а третій палець 20 закріплений у стійці 5. Кожна із стійок 5 приєднана до плити 4 гвинтами 17 та штифтами 27. До задньої стінки корпусу 3 за допомогою різевих з’єднань приєднані дві вилки 7 , на яких на вісях 9 закріплено два коромисла 6. До верхнього кінця кожного із коромисел 6 за допомогою вісі 10 приєднано призму 21. Від осьового переміщення коромисел 6 і призм 21 обмежують гайки 14 та шайби 25. Нижніми кінцями коромисла 6 приєднані до вушок 8 за допомогою вісей 11 із гайками 13 та шайбами 24. У свою чергу вушка 8 за допомогою різевих з’єднань приєднані до штоків пневмоцилідрів 1 та фіксуються гайками 14. Для напрямлення штоків пневмоциліндрів 1 під час роботи та запобіганню їх передчасному зношуванню служать закріплені у корпусі 3 втулки 12. Для транспортування верстатного пристрою служать два рим-болти 23 У корпусі 3 передбачено місця для приєднання штуцерів трубопроводів пневмосистеми.

Страницы: 1, 2, 3