125555 (Технологическая оснастка для механической обработки детали Кронштейн)

Предисловие

Настоящее методическое пособие разработано в помощь студентам при выполнении эскизного проекта по дисциплине “Технологическая оснастка”, курсового проекта по дисциплине “Технология машиностроения”, а также дипломного проекта.

В пособии определено содержание проекта, которое состоит из графических документов: чертеж детали (AutoCAD или Компас), эскиз станочного приспособления для выполнения конкретной операции на станке ЧПУ, чертеж контрольного приспособления и пояснительная записка в составе:

- титульный лист;

- бланк задания;

- содержание;

- введение;

- разделительный лист “Проектирование станочного приспособления”;

- анализ конструкции детали;

- анализ технологического процесса, включая выполняемую операцию;

- выбор элементов базирования и зажима заготовки;

- схема нагрузок;

- расчет силы зажима;

- определение размеров элементов зажима заготовки;

- выбор гидро- или пневмоцилиндров;

- расчет на прочность “слабых” звеньев конструкции приспособления;

- графическая компоновка приспособления;

- конструкции и работы приспособления;

- расчет погрешности базирования;

- выводы по конструкции приспособления;

- разделительный лист “Проектирование контрольного приспособления”;

- расчет исполнительных размеров;

- конструкция и эксплуатация контрольного приспособления;

- литература.

Содержание проекта и этапы проектирования раскрываются на конкретном примере задания на эскизное проектирование.

В приложениях представлены гидроцилиндры по ОСТ 2Г22-86, работающие при давлении P=6 МПа, стыковочные размеры станков с ЧПУ для базирования приспособлений, титульный лист, бланк задания, чертеж детали, эскиз станочного приспособления, эскиз контрольного приспособления, и спецификации.

Листы пособия оформлены так, как должны быть оформлены в пояснительной записке проекта.

При разработке пособия учтены требования и положения, установленные в Государственных и отраслевых стандартах, рекомендациях и нормативных документах.

Содержание

Введение……………………………………………………………………….4

Проектирования станочного приспособления

Анализ конструкции………………………………...………….……………..6

Анализ технологического процесса, включая выполняемую операцию.….6

Выбор элементов базирования и зажима заготовки…………………...…....7

Схема нагрузок……………………………………...………………………....9

Расчет силы зажима…………………………………………………………..10

Определение размеров элементов зажима заготовки…….…………….......11

Выбор гидроцилиндров…………………………….…………….……….….13

Расчет на прочность “слабых” звеньев конструкции приспособления.…..14

Графическая компоновка приспособления…………………………………15

Конструкция и работа приспособления…………………………………….17

Расчет погрешности базирования…………………………...………….…...18

Выводы по конструкции приспособления…………………………....…….18

Проектирование контрольного приспособления

Расчет исполнительных размеров………………………………..…….……19

Конструкция и эксплуатация контрольного приспособления………..……20

Литература……………….……………………………………………..……..22

Введение

На протяжении всего периода развития авиационной промышленности наша страна всегда занимала ведущее место. Ситуация в стране постоянно меняется, но основные направления развития авиационной промышленности остаются неизменными – создание современных самолетов, которые отвечают всем мировым стандартам.

Для создания таких самолетов как истребитель-перехватчик СУ-30МК, самолет-амфибия БЕ-200 и других на Иркутском авиационном объединении принята линия научно-технического прогресса по мировым стандартам и международным правилам, совершенствование техники, технологии и информационных систем, внедрение высокопроизводительных многоцелевых станков с ЧПУ и прогрессивной технологической оснастки.

Современная технологическая оснастка в виде станочных приспособлений для станков с ЧПУ значительно повышает производительность труда за счет уменьшения вспомогательного времени на установку и закрепления заготовок, повышает точность обработки, облегчает условия труда операторов станков с ЧПУ, расширяет технологические возможности оборудования.

Приспособления для станков с ЧПУ предъявляется ряд специфических требований, обусловленных особенностью этих станков, не соблюдение которых значительно которых снижает эффективность использования станков с ЧПУ.

Приспособления должны иметь повышенную размерную точность. Погрешности базирования и закрепления, возникающие при установке заготовок в приспособления, должны быть сведены к минимуму. Для возможности использования полной мощности станка на черновых проходах и при обработке труднообрабатываемых материалов (титановые сплавы, нержавеющие, жаропрочные стали и другие) приспособления должны иметь повышенную жесткость конструкции.

Относительное перемещение заготовки и инструмента на станках с ЧПУ осуществляется в системы заданных координат. Следовательно, заготовка должна иметь полное базирование в приспособлении, а приспособление иметь полное базирование относительно нулевой точки станка. Станки с ЧПУ обеспечивают возможность обработки заготовки с одной стороны за одну установки. Для этой цели приспособление должно обеспечить возможность подхода инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям.

Наиболее существенное сокращение вспомогательного времени при зажиме – разжиме заготовки достигается за счет использования гидро и пневмоцилиндров.

Контрольные приспособления должны обеспечить максимальную точность контроля при минимальной затрате времени, должны быть долговечны в работе, просты по конструкции и удобны в эксплуатации.

2. Проектирование станочного приспособления

1. Анализ конструкции детали

Деталь “Кронштейн” является силовой балкой конструкции фюзеляжа самолета. Деталь имеет габаритные размеры: длина – 135 мм, ширина – 100 мм, высота – 42 мм, в сечении - представляет балку в виде усеченного двутавра, что повышает жесткость конструкции детали. Деталь имеет двухстороннею конструкцию со стенкой толщиной 2 мм и 3 мм, обводные полки толщиной 2 мм, 2,5 мм и 3 мм совместно со стенкой удерживают ухо толщиной 25 мм. В ухе имеется паз шириной 13 мм и сквозное отверстие ø12Н7, в которое запрессовываются две втулки (показаны на сборочном чертеже) для соединения “Кронштейна” через ось с другой деталью узла. Ребра жесткости толщиной 2 мм противоположные полки. В стенке расположены два базовых отверстия ø9Н9. Точность обработки остальных поверхностей соответствует 14 квалитету точности. Шероховатость обработки отверстий Ra = 2,5, остальные поверхности имеют шероховатость Rz = 20.

Проведена унификация элементов конструкции: радиусы сопряжений R8 и R4, одинаковые диаметры базовых отверстий.

Исходя из этого коэффициенты точности, шероховатости и унификации должны по величине соответствовать технологичной детали. Наличие теоретического контура ухудшает технологичность детали.

1. Анализ технологического процесса, включая

выполняемую операцию

Техпроцесс начинается с входного контроля заготовки. Контрольная операция 005 проводится проверка марки материала на стиллоскопе и контроль габаритных размеров заготовки посредством ШК и штангенциркуля ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89.

В дальнейшем создаются базовые поверхности.

В операции 010 – разметка, производиться разметка границ фрезерования базовой плоскости стенки с обратной стороны на разметочной плите 630х400 ГОСТ 10985-86, комплектом разметочного и измерительного инструмента.

В операции 015 – фрезерная, производиться на фрезерном станке модели 6Р12 с использованием станочных тисков В-250, ход-160 ГОСТ 14904-80; переход 1 – фрезерование плоскости стенки концевой фрезой ø28, R4, l50, Р6М5 ГОСТ 23247-78, контроль проводится стенкомером С-10Б-0,1 ГОСТ 11358-89; переход 2 – фрезерование плоскости уха, контроль проводиться штангенрейсмусом ШР-150-0,05 ГОСТ 164-80; переход 3 – фрезерование торца полки, контроль проводиться штангенрейсмусом ШР-150-0,05 ГОСТ 164-80.

В операции 020 – слесарная, производиться опиловка заусенцев и скругление острых кромок R0,6 бормашиной ПМ34-150 с использованием борфрезы Р6М5 ГОСТ 22138-76.

В операции 025 – сверлильная, на сверлильном станке модели 2М112 с использованием кондуктора производиться обработка двух базовых отверстий ø9Н9; переход 1 – сверление двух отверстий ø8, сверло ø8 Р6М5 ГОСТ 10903-77; переход 2 – зенкерование двух отверстий ø8,7, зенкером ø8,7 Р6М5 ГОСТ 2255-71; переход 3 – развертывание двух отверстий ø9Н9, разверткой ø9Н9 Р6М5 ГОСТ 883-80, контроль проводится калибр - пробкой ø9Н9 ГОСТ 14810-69.

В операции 030 – фрезерная, проводится фрезерование наружного и внутреннего контура с одной стороны на фрезерном станке с ЧПУ модели МА655СМН с использованием специального фрезерного приспособления, которое необходимо спроектировать. Обработка производится за четыре установа, шесть переходов и два прохода.

Установ А. Переход 1 – фрезерование наружного контура окончательно, кроме уха и правого торца концевой фрезой ø28, R0,5, l50, Р6М5 ГОСТ 23247-78.

Установ Б. Переход 2 – фрезерование контура уха окончательно, фрезерование правого торца окончательно концевой фрезой ø16, R0,5, l50, Р6М5 ГОСТ 23247-78.

Установ В. Переход 3 – фрезерование плоскости уха, торца ребра и полки концевой фрезой ø28, R4, l30, Р6М5 ГОСТ 23247-78.

Переход 4 – фрезерование фаски по контуру уха угловой фрезой ø20, 45°, Р6М5.

Установ Г. Переход 5 – фрезерование плоскости стенки в карманах окончательно концевой фрезой ø28, R4, l30, Р6М5 ГОСТ 23247-78.

Переход 6 – фрезерование внутреннего контура окончательно концевой фрезой ø16, R4, l30, Р6М5 ГОСТ 23247-78.

Контроль производится посредством ШК, штангенциркуля ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89, стенкомера С-10Б-0,1 ГОСТ 11358-89, радиусамера ГОСТ 4126-82 и фаскамера МН 5091-6098

Схема установок

1. Выбор элементов базирования и зажима заготовки

Для полного базирования заготовки в приспособлении элементы базирования должны лишить заготовку шести степеней свободы (правило “шести точек”). В качестве установочной базы принимается ступенчатый ложемент в виде плиты, конфигурация которого должна соответствовать конфигурации детали. Ложемент лишает заготовку трёх степеней свободы. В качестве направляющей базы принимается цилиндрический палец ø9f7, который лишает заготовку двух степеней свободы. И, наконец, срезанный палец ø9f7 лишает заготовку шестой степени свободы, выполняя функцию опорной базы. Указанные пальцы запрессованы в ложемент.

Для ориентации приспособления относительно координатных осей стола станка в плиту приспособления запрессовываются два цилиндрических пальца: ø30g6, который войдет в центральную втулку стола станка и ø22g6, который войдет в центральный паз стола.

Для зажима заготовки применяются плоские прихваты в количестве пяти штук, расположенные по контуру заготовки и работающие от гидроцилиндров толкающего типа.

1. Схема нагрузок

Схема нагрузок составляется для определения силы зажима заготовки W. Для построения схемы нагрузок вычерчивается упрощенный контур детали, относительно которого располагаются прихваты, которые обеспечивают зажим заготовки в данном установе, остальные прихваты показывают смещенными относительно заготовки. Причем выбирается тот установ, при котором работает минимальное количество прихватов, а главная сила резания Pz максимальна (черновое фрезерование при большой ширине фрезерования В). Показывается фреза с векторами сил резания Pz и P_ос в том месте, где они максимальны. Сила P_ос за счет правой винтовой канавки фрезы стремится оторвать заготовку от ложемента.

В точках зажима прихватами показывают векторы сил трения на станках между ложементом и заготовкой F1, F2 и т.д., которые создаются при зажиме прихватами направленные встречно силе Pz.

Схема нагрузок

1. Расчет силы зажима

Если расчет вести обычным способом при большом количестве работающих прихватов, получится статически неопределимая система. Поэтому расчет ведется по типу расчета заклепочных соединений.