Проектирование технологической оснастки для детали "Плита верхняя"

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

 

 

 

 

 

Степанкова.

 

 

 

 

 

Подп. и дата

Взам.инв. №

Инв.№ дубл.

 

Подп. и дата

 

 

 

 

Инв. № подл.

 

Лист

 

ФСПО.ТО0121.991ПЗ

 

 

Введение.

Технологическая оснастка –  это совокупность приспособлений для  установки и закрепления заготовок  и инструментов, выполнения сборочных  операций, транспортирования заготовок, деталей или изделий. Эти приспособления в машиностроении широко применяются. Они предназначенные для установки и закрепления заготовок в требуемом положении относительно рабочих органов станка и режущих инструментов, служащие для транспортировки деталей или изделий и выполнения сборочных операций. По степени специализации приспособления делятся: на специальные, предназначенные для обработки определенной детали (или группы одиночных деталей); универсально-наладочные — для обработки различных по форме и размерам деталей, с переналадкой на каждый типоразмер путём замены некоторых элементов, регулировки их положения и дополнительной обработки (подгонки); универсальные — для обработки разнообразных по форме и размерам деталей, не требующие переделок. По виду компоновки различают агрегатированные приспособления, которые компонуются из самостоятельных узлов и подузлов, нормализованных и являющихся универсальными, и неагрегатированные, состоящие из узлов и деталей спец. назначения. К агрегатированным приспособлениям относятся и универсально-сборные приспособления (УСП), которые можно собирать из заранее изготовленных деталей и узлов, находящихся на складе, и разбирать после использования.

В технологическую оснастку обычно входят следующие элементы: установочные, зажимающие, направляющие (или настроечные), делительные и  поворотные устройства, механизированные (механические, пневматические, гидравлические, пневмогидравлические и электромеханические) приводы для осуществления перемещений  установочных, зажимающих и др. элементов.

В практике современного производства в технологическую оснастку вводят контрольные, подналадочные, блокировочные и защитные устройства. Контрольные средства обычно непосредственно связаны с процессом обработки, находятся во взаимосвязи с основным приспособлением. В процессе обработки по достижении заданного размера детали они подают командный импульс для прекращения обработки. Подналадочные устройства контролируют детали непосредственно после обработки и подают командный импульс для автоматической корректировки настройки механизмов. Блокировочные и защитные устройства подают командный импульс для прекращения обработки в случае нарушения настройки, поломки инструмента и т.п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ детали

1.1Описание конструкции детали

          Деталь плита верхняя  используются для плотного закрытия различных отверстий и пространств с целью их изоляции от окружающей среды. Деталь выполняется из стали  45 ГОСТ 1050-88. Плита верхняя представляет собой деталь типа диск с габаритными размерами Ø145х20_-0,033мм.

         На периферии плиты имеются 3 паза под углом 120^о. Пазы выполнены под углом 60^о радиусом 6,5.

        На диаметре 25 имеется ступенчатое отверстие Ø20^+0,021/ Ø24,5 на глубину 6^+0,03. Требования шероховатости Ra=1,6.

         На диаметре 100 выполнены :

• 3 ступенчатых отверстия Ø12/ Ø7 под углом 120^о. Ступень Ø12 выполнена на глубину 8 мм.;
• 2 сквозных отверстия Ø12^+0,018 с параметром шероховатости Ra=0,8;
• сквозное отверстие Ø10^+0,015 с параметром шероховатости Ra=0,8;
• 2 сквозных отверстия Ø5^+0,012 с параметром шероховатости Ra=0,8.

        На периферии детали  выполнены 2 отверстия М6-7Н, сопрягающиеся с отверстиями Ø12^+0,018, под углом 30^о. Эти отверстия выполнены с фаской 1х45^о на высоте 6±0,02 от нижнего торца детали.

       К верхней и нижней плоскостям детали предъявляется допуск параллельности поверхностей 0,2 мм.

       Неуказанные параметры шероховатости выполняются по Ra=6,3. Неуказанные предельные отклонения по 14 квалитету точности.

 

                             1.2 Химический состав материала детали

          Сталь 45 является одной из самых стойких конструкционных качественных сталей.

          Широко используют сталь 45 при производстве бандажей, валов, шестеренок, коленчатых валов, распределительных валов, шпинделей.

          Активно применяют сталь 45 и при производстве режущих инструментов.

         Общепринято, что при маркировке сталей в названии используются цифры 10,20, 30, которые показывают % углерода в составе стали.

          Так "сталь 45" означает, что в сталь 45 содержит 0,45 % углерода.

         Сталь 45 приобретает свою повышенную прочность благодаря различным приемам термической обработки. Так сталь 45 может подвергаться двойной термообработке с высоким температурным отпуском, многофазовой обработке термическим методом. Возможно также легирование стали 45 азотом.

        Сталь 45 теряет свою прочность при нагревании ее до 200 градусов. Поэтому сталь 45 применяется для производства неответственных режущих инструментов.

Таблица 1.1-химический состав стали 45 

Химический элемент	%
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.25
Мышьяк (As), не более	0.08
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.25
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.25
Сера (S), не более	0.04

 

1.3 Физико-механические  свойства

         Сталь 45 применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Эти стали в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми имеют более высокую прочность при более низкой пластичности . Стали в отожженном состоянии достаточно хорошо обрабатываются резанием.

        Одной из важнейших характеристик любого конструкционного материала является обрабатываемость его резанием и определяется она коэффициентом обрабатываемости данного материала по отношению к эталонному.

 

 Таблица 1.2 Температура критических точек материала 45

Ac1	Ac3(Acm)	Ar3(Arcm)	Ar1	Mn
730	755	690	780	350

 

Таблица 1.3  Технологические свойства материала 45.

Свариваемость	трудносвариваемая
Флокеночувствительность	малочувствительна
Склонность к отпускной хрупкости	не склонна

 

Таблица 1.4 Механические свойства при Т=20^oС материала сталь 45 .

. Сортамент	Размер	Напр	ϭв	ϭТ	δS	ψ	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж/м2	-
Лист горячекатан.	80		590		18			Состояние поставки
Полоса горячекатан.	6-25		600		16	40		Состояние поставки
Поковки	100-300		470	245	19	42	390	Нормализация
Поковки	300-500		470	245	17	35	340	Нормализация
Поковки	500-800		470	245	15	30	340	Нормализация
Твердость материала 45 горячекатанного отожженного								HB=170
Твердость материала 45 калиброванного нагартованного								HB=207

 

 Таблица  1.5 Физические свойства материала сталь 45.

T	E 10-5	α106	λ	ρ	C
Град	МПа	1/Град	Вт/(м•град)	кг/м3	Дж/(кг•град)
20	2,00			7826
100	2,01	11,9	48	7799	473
200	1,93	12,7	47	7769	494
300	1,90	13,4	44	7735	515
400	1,72	14,1	41	7698	536
500		14,6	39	7662	583
600		14,9	36	7625	578
700		15,2	31	7587	611
800			27	7595	720
900			26		708

 

           

  Обозначения:

Механические свойства:

• ϭ_в - Предел кратковременной прочности, [МПа]

• ϭ_Т - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

• δ_S - Относительное удлинение при разрыве, [ % ]

• ψ - Относительное сужение, [ % ]

• KCU - Ударная вязкость, [ кДж / м2]

• HB - Твердость по Бринеллю

Физические свойства:

• T - Температура, при которой получены данные свойства, [Град]

• E  - Модуль упругости первого рода , [МПа]

• α - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град]

• λ - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м•град)]

• ρ - Плотность материала , [кг/м3]

• C - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг•град)]

• R - Удельное электросопротивление, [Ом•м]

 

Проведя анализ всех вышеперечисленных характеристик  химического состава и физико-механических свойств данного материала, можно  сделать вывод о том, что для  изготовления детали подобрана оптимальная  марка, отвечающая всем требованиям  точности, качества и последующей  эксплуатации.

 

 

 

 

 

2. Выбор приспособления.

2.1 Обоснование выбора приспособления.

Исходя из технологических особенностей обработки  детали «Плита верхняя», целесообразно в качестве зажимного элемента приспособления выбрать прихват отводной для внутреннего закрепления.

Приспособления для механической обработки обычно имеют устройства, состоящие из соответствующих зажимных элементов и механизмов. Зажимные устройства приспособлений являются основной частью, обеспечивающей надежное закрепление деталей в приспособлении.

         Так как будет производиться фрезерование трех пазов и сверление отверстий на Ø 100, заготовка будет базироваться в приспособлении по торцам детали с упором на периферию. В роли установочного элемента, в данном приспособлении будет являться прихват отводной для внутреннего закрепления.

           Прихваты должны обеспечивать удобство установки заготовки в приспособлении, для чего их нужно выполнять так, чтобы они могли отодвигаться или поворачиваться благодаря наличию в планке продольного паза или других устройств.

  При выборе зажимного устройства приспособления буду руководствоваться следующим требованиям:

- При зажиме не изменять первоначально заданное положение заготовки.

- Сила зажима должна обеспечивать надежное закрепление детали и не допускать сдвига, поворота и вибрации заготовки при обработке на станке.

- Зажим и открепление заготовки производится с минимальной затратой сил и времени.

- Зажимной механизм должен быть простым по конструкции, компактным, максимально удобным и безопасным в работе.

        Прихват отводной  для внутреннего закрепления  отвечает всем требованиям. Следовательно приспособление выбрано верно.

 

 

2.2 Описание  конструкции приспособления.

      В зависимости от конструкции зажимных элементов различаются резьбовые зажимы, прихваты, клиновые, эксцентриковые кулачковые и цанговые зажимы.

          Зажимные  устройства предназначаются для  обеспечения надежного контакта  заготовки с установочными элементами, жесткого крепления в приспособлении, не допускающего смещения и  вибрации заготовки в процессе  обработки. Они доступны для  обслуживания и удобны в работе, обеспечивают постоянство зажимной  силы и сохранность поверхности  заготовки. Зажимные устройства  должны быть несложной конструкции,  недорогими, износостойкими и прочными  при минимальных размерах. Силы  зажима должны быть направлены  на неподвижные опоры и действовать  над ними, а заготовка под влиянием  их не должна смещаться с  основных опор. Конструкция зажимного  устройства должна обеспечить  безопасную работу, а сила, необходимая  для закрепления заготовки, должна  быть минимальной.