Проектирование станочного приспособления для операции "Сверлильная" с ЧПУ 24К40С4

9 Проектирование станочного приспособления

9.1 Проектирование станочного приспособления для операции

035 Сверлильная с ЧПУ

          Обоснование цели технологической операции и задание на проектирование.

          Приспособление проектирую для операции 035 Сверлильная с ЧПУ. На этой операции обрабатывается:

-  два отверстия Ø 16,3 под зенкерование Ø 18Н11 на проход;

-  зенкеруются два отверстия Ø 18Н11 на проход;

-  сверлятся четыре отверстия Ø 10^+0.4 на проход;

-  сверлятся шесть отверстий Ø 5,1 на глубину 12^+0.43 мм под резьбу;

-  нарезать шесть отверстий М6-7Н на глубину 10 мм.

В настоящее время заготовка обрабатывается на координатно-фрезерном станке с ЧПУ 24К40С4 с двух установок. Целесообразно разбить данную операции на две операции: сверлильная с ЧПУ и координатно-фрезерная с ЧПУ. Установка детали на базовой операции осуществлялась на универсальном приспособлении с последующем выставлением детали. Это крайне неудобно с точки зрения установки заготовки. Перенос этой операции на сверлильный станок 2Р135Ф2 и разработка специального приспособления с механизированным приводом позволит снизить трудоемкость обработки и повысить стабильность точностных параметров. 

          Определение количественных и качественных результатов выполнения операции.

          Точность размеров. На данной операции все размеры за исключением Ø 18Н11 выполняются по 14 квалитету. Диаметр расположения резьбовых отверстий Ø 1340,16 мм соответствует 12 квалитету.

Точность размера от базовой поверхности соответствует 14 квалитету.

Степень шероховатости Rа 2,5.

          На эту операцию заготовка поступает после токарных операций с окончательно обработанными поверхностями:

-  торцами;

-  внутренними поверхностями Ø 16Н7 и Ø 135Н9.

Эти поверхности достаточно развиты и поэтому используются в

качестве базовых.

          Заготовка будет обрабатываться на станке 2Р135Ф2. Годовая программа выпуска 500 шт., значит интенсивность использования приспособления будет не высокой.

          Основные параметры станка:

-  размеры рабочей поверхности стола 400х700 мм;

-  конус шпинделя Морзе 4 ГОСТ 19545-82;

-  мощность двигателя главного движения – 3,7 кВт.

Обработка будет вестись по программе: сверлами, зенкером  и 

метчиком машинным.

Рисунок  9.1 - Схема базирования на сверлильной операции с ЧПУ

                     Перечень реализуемых функций:

1)  ориентация заготовки;

2)  базирование заготовки;

3)  закрепление заготовки;

4)  базирование и закрепление приспособлений на станке;

5)  подвод и отвод энергоносителя;

6)  объединение функциональных узлов;

7)  обработка отверстий;

8)  создание безопасных условий труда;

9)  поворот и фиксация шпиндельного блока и холостые ходы;

10)  образование исходной силы закрепления.

 Разработка и обоснование схемы базирования

Из всего комплекса поверхностей, образующих заготовку, на

главной базовой поверхности могут претендовать торцы 1 и 2 рис. 9.1.

          В случае использования в качестве установочной базы торца 1 эта база совпадает с измерительной базой, по этому погрешность базирования равна нулю. Однако применение этой поверхности в качестве базовой затрудняет доступ инструмента к обрабатываемой поверхности. По этому учитывая, что точность размеров не значительна (14 квалитет) будем использовать в качестве установочной базы торец 2.

          В качестве двойной опорной базы используется внутренняя поверхность или 3 или 4. Внутренняя поверхность 3 Ø 135Н9 мала по длине, но этого достаточно для базирования. Эта база лишает двух степеней свободы.

          Окончательный анализ структуры связи, возникающих при базировании можно осуществить, построив таблицу односторонних связей – таблица 9.1.

Таблица 9.1 – Таблица односторонних связей

Индекс связи

Х

Х/

Y

Y/

Z

Z/

Wx

Wx/

Wy

Wy/

Wz

Wz/

Реакция

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

          Из этой таблицы видно, что на заготовку наложено 10 односторонних связей. При чем 6 из них полные, а остальные не полные, это обусловлено наличием зазоров. Чтобы сделать систему уравновешенной надо лишить заготовку возможности перемещаться по координатам Z^/ и w_z/. Чтобы сделать систему уравновешенной надо лишить заготовку возможности перемещаться по координатам.

          Построение функциональной структуры и общей компоновки приспособления.

          Из набора функций выделяем те, которые реализуются в течение операционного периода: 1, 2, 3, 5, 10, 11. Функция 4 влияет на подготовительно-заключительное время; функция 6,8 – прямого влияния на штучное время не оказывает.

                                      540,6с

   1     11  10    2                                                9

                        3                                                        11^/    10^/    3^/

  10с  3с  3с   4с                                                9с     3с    5с    2^/       1^/

                                                                                                   4с     10с

                                 Т_ц=587,6с=9,79 мин.

Рисунок 9.2 – Функциональная структура потока

          Руководствуясь нормативами времени составляем структуру потока функций при их последовательной реализации. Номер функции без штриха означает прямую функцию, а со штрихом обратную функцию.

          Разработка и обоснование схемы закрепления

          В основе разработки схемы закрепления лежит анализ взаимодействия силовых полей в технологической системе процесса механической обработки детали. На рисунке 9.3 изображена структура поля возмущающих сил и поля уравновешивающих сил. При сверлении на заготовку действует осевая сила и момент создаваемый при резании. Им противодействует сила трения и реакция опоры. Сила зажима и сила подачи действует в одном направлении, прижимая заготовку к установочным поверхностям приспособления.