Приклад розрахунку пристрою

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

5.1 Вихідні дані для проектування

Операційний ескіз оброблюємої деталі показано на рисунку 1.

Рисунок 1 – Операційний ескіз оброблюємої деталі.

Операція: агрегатно-свердлильна

Свердлити отвір Æ12Н12(^+0,18)мм в двох деталях одночасно

Верстат: агрегатний АМ 6905

Тип виробництва – крупносерійний

Матеріал деталі – сталь 45 ГОСТ1050-88

Інструмент – свердло Æ12мм.

5.2 Схема базування деталі

Схема базування деталі зображена на рисунку 2

Рисунок 2 – Схема базування деталі

Для обробки деталь базується по зовнішній циліндричності поверхні ЗЦП на призми (подвійна направляюча база), вони лишають деталь 4-х ступеней свободи (вільного переміщення), та з упором в торець – 1 ступінь свободи, всього 5. Затиск по Æ34 мм.

5.3 Призначення пристрою та порядок його роботи

Проектуємий пристрій використовується для забезпечення надійного кріплення двох деталей при їх обробці (свердління отворів Æ12мм) на агрегатно-свердлильному верстаті.

Проектуємий пристрій класифікується по признакам:

- по типу верстата – агрегатно-свердлильний;

- по ступеню спеціалізації – спеціальний;

- по рівню механізації – механізований;

- по джерелу енергії – пневматичний.

Пристрій базується основою корпусу на боковині шестигранного столу верстата, центрується двома штифтами та закріплюється шістьма болтами. Пристрій складається із корпусу, установчих призм, прихватів тяги та приводу.

Для обробки деталь встановлюється на призмі, при включенні приводу, повітря з системи поступає в штокову порожнину циліндра, тисне на поршень, який переміщує шток з тягою, яка в свою чергу рухає прихвати, які здійснюють затиск деталей.

Після обробки з перемиканням стиснуте повітря поступає в безштокову порожнину, тисне на поршень, який переміщує шток з тягою, яка рухає прихвати і здійснює розтиск деталі після обробки.

5.4 Розрахунок похибок базування

Для забезпечення необхідної точності обробки дана схема базування повинна забезпечити умову

де: - дійсна похибка базування деталі в пристрої;

[ ] – допустима похибка базування деталі в пристрої.

[ ] =

де: – допуск отримуємого розміру;

– точність обробки даної операції. При цьому вибираємо середню економічну точність обробки.

Визначаємо сумарну похибку пристрою Δ_np

_np

де: – допуск на оброблювальну поверхню деталі;

К₁ – коефіцієнт, рівний 0,8 – 0,85;

К₂ – коефіцієнт, рівний 0,6 – 1,0;

– точність обробки на даній операції;

_уст. – похибка установки (зміщення заготовки при закріпленні):

_уст. =

_н – похибка виготовлення деталей пристрою;

_у – похибка установки пристрою на верстаті;

_з – похибка від конструктивних зазорів;

_п – похибка від переносу та зміщення інструменту.

Схема базування деталі показано на рисунку 3. За даною схемою базування найбільша абсолютна величина похибки базування визначається за формулою [ 2 ] табл. 75.

; j = 90⁰ Д = 0,2

мм

В даному випадку похибка базування (С< Д) менша за допуск розміру оброблювального отвору (0,18<0,2).

Рисунок 3 – Схема базування деталі

5.5 Структурна схема пристрою.

Структурна схема пристрою показана на рисунку 4.

Рисунок 4 – Структурна схема пристрою

Для агрегатно-свердлильної операції вибираємо двомісний пристрій з пневмоприводом та важільними прихватом. Установчими елементами пристрою вибираємо призми з кутом – 90⁰ та упор. Затискними елементами – прихват для одночасного затиску двох деталей.

5.7 Схема дії сил та моментів різання і затиску.

Схема дії сил та моментів різання і затиску показана на рисунку 5.

Рисунок 5 – Схема дії сил та моментів різання і затиску.

Q – сила затиску деталі;

N – сила тертя;

Mp – момент різання;

Mтр – момент тертя від дії сил F;

D – діаметр деталі (Æ34 мм);

d – діаметр оброблювального отвору – Æ12 мм;

Глибина різання t=6 мм

Подача s=0,12 мм/об

Швидкість різання v=16м/хв

Визначаємо осьову силу різання Ро

Сила різання визначається за формулою теорії різання:

де: Ср=68; q_p=1,0; y=0,7;

; n=1,5;

кгс

Розрахунок сил затиску та конструктивних розмірів пневмоциліндру виконуємо враховуючи рівновагу тіла (деталі) під дією моментів сил різання та моментів сил затиску (сил тертя) з врахуванням коефіцієнту запасу.

К = К₀ ^. К₁^. К₂ ^. К₃^. К₄ ^. К₅;

К₀ = гарантований коефіцієнт запасу;

К₂ – коефіцієнт враховуючий зміну сил різання від затуплення інструменту К₂ = 1,0 – 1,8;

К₁ – коефіцієнт враховуючий стан поверхні деталі:

- для чорнової обробки К₁ –1,2

- для чистової обробки К₁ –1,0

К₃ – коефіцієнт враховуючий збільшення сили різання при приривному різанні;

К₄ – коефіцієнт враховуючий постійність сили затиску;

К₅ – коефіцієнт враховуючий наявність крутного моменту.

Основне розрахункове рівняння:

К Мр≤Мтр

Визначаємо момент різання:

Визначаємо момент тертя:

; ;

N – сила нормального тиску на заготовку;

f – коефіцієнт тертя f = 0,3.

N_cум = 3N

= кут призми ( = 90⁰) =0,71;

Пристрій двохмісний, силу затиску збільшуємо в два рази із основного рівня:

;

N_cум = Р_шт;

де: – діаметр циліндра приводу

- тиск в системі ( =4 кг/см²)

- ККД приводу ( =0,85)

Приймаємо діаметр гідроциліндру Dц=80мм.

5.8 Розрахунок деталей на міцність.

Розрахунок проводимо для деталі – палець. Деталь при роботі пристрою має навантаження на розрив на тязі, від сили діючої на штоці гідроциліндру.

Розрахунок проводимо на основі теорії опору матералів.

Матеріал деталі – сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Умова міцності на розрив

де: - границя міцності деталі;

- допустима границя міцності - 160 МПа.

де: А – площа перерізу деталі

де: D – діаметр деталі, мм;

Умова міцності виконуються!

5.9 Розрахунок економічної ефективності

Ефективність пристрою визначається затратами на його виготовлення та річною економією для зрівняних варіантів обробки деталі з пристроєм та без нього по критичному числу деталі ( х_кр шт.)

х_кр = ;

А – вартість пристрою (додаток 1)

С₂ – затрати на виготовлення деталі без пристрою;

С₁ – затрати на виготовлення деталі з проектуванням пристрою;

Для визначення затрат необхідно визначити штучний час на виготовлення деталі за двома варіантами:

Т_шт = Т_оп + Т_обс. + Т_відп

Т_оп = Т_м + Т_доп;

Т_м =

L_px – величина робочого ходу;

S_o – величина подачі (мм/об);

n – частота обертання (об/хв.)

L_р.х = L_р + L_вр + L_n + L_бп

L_р = 24 мм – довжина різання;

L_вр = 3,7 мм – величина врізання;

L_n = 0 мм – величина перебігу;

L_бп = 2 мм – величина безударного підводу інструменту.

L_р.х. = 24 + 3,7 + 0 + 2 = 29,7 мм

n = ,

приймаємо n = 425 об/хв

Т_м = = 0,58 хв

Визначення допоміжного часу:

Визначимо допоміжний час операції по двом варіантам:

Варіант з використанням проектуємого пристрою наведено в таблиці 1;

Варіант використання ручного пристрою наведено в таблиці 2.

Таблиця 1 – допоміжний час на операцію з використанням проектуємого пристрою

№ прийому	Назва та зміст прийому	перекр.	неперекр.	Джерело
	Встановити та зняти деталь	0,5		ОНВ
	Закріпити та відкріпити деталь	0,04
	Увімкнути цикл		0,015
	Підвід та відвід інструменту		0,13
	Поворот столу		0,1
	Очистка від стружки	0,04
	Контроль 10%	0,006
Разом	0,586	0,245

Таблиця 2 – допоміжний час на операцію з використанням ручного пристрою

№ прийому	Назва та зміст прийому	перекр.	неперекр.	Джерело
	Встановити та зняти деталь		0,07	ОНВ
	Закріпити та відкріпити деталь		0,06
	Увімкнути цикл		0,015
	Підвід та відвід інструменту		0,13
	Поворот столу	0,04
	Очистка від стружки		0,01
	Контроль	0,006
Разом	0,046	0,375

Визначаємо оперативний час

Визначаємо відсоток машинного часу в оперативному:

Визначаємо час на обслуговування

α = 5% – відсоток часу на обслуговування

Т_о_бс1. = α ^. Т_оп1 = 0,05^. 0,825 = 0,04125 хв;

Т_о_бс2. = α ^. Т_оп2 = 0,05^.0,955 = 0,04775 хв.

Визначаємо час на відпочинок:

β = 6% - відсоток час на відпочинок

Т_відп.1 = β ^. Т_оп.1= 0,06 ^. 0,825 = 0,0495 хв;

Т_відп.2 = β ^. Т_оп.2= 0,06 ^. 0,955 = 0,0573 хв;

Визначаємо штучний час:

Т_шт1 = 0,825 + 0, 04125+ 0,0495= 0,91575 хв

Т_шт2 = 0,955 + 0,04775 + 0,0573 = 1,06 хв

Визначаємо розцінку:

Ср – годинна тарифна ставка робітника

1) ІІ розряд Ср = 2,974 грн.

2) ІІІ розряд Ср = 3,65 гр

Визначаємо норму виробітку:

Нв =

Нв₁ = = 524 шт.

Нв₂ = = 452 шт.

Визначаємо собівартість виготовлення деталей за варіантами.

С₁ = Р₁ × Нв₁ = 524 × 0,0454 = 23,79 грн.

С₂ = Р₂ × Нв₂ = 452 × 0,0645 = 29,15 грн.

Е = С₂ – С₁ = 29,15 – 23,79 = 5,36 грн.

Визначаємо критичне число х_кр(шт.) деталей в програмі випуску деталей де проектуємий пристрій дасть економію

х_кр = = ;

Приймаємо ціну пристрою А = 700 грн.

х_кр = = 130 шт.

При програмі випуску х_кр > 130 шт. деталей використання пристрою раціональне.

Додаток 1

Таблиця до розрахунків економічної діяльності

№ п/п	Група складності пристрою
	Кількість деталей в пристрої, шт.	<5	3...8	10...25	30...40	35...65	>50
	Вартість пристрою, гр.	≤12	15...70	70...140	180...340	450...700	>700
	Коефіцієнт складності пристрою (К_і)		1,5	1,7	2,7	3,4	4,3
	Термін амортизації, роки.

Примітка: Вартість пристроїв може змінюватись. При розрахунках враховувати коефіцієнт Кі;

Список літератури:

1. Білоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений. – М: Высшая школа 1980 – 239с.

2. Антонюк В.С. В помощь молодому конструктору станочных приспособлений. Минск, 1975 – 351с.

3. Корсаков В.С. Основы конструирования приспособлений в машиностроении. – М: Машиностроение, 1979

4. Ансеров М.А. Приспособления для металорежуших станков. – М: машиностроение, 1975.

5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технологического нормирования робот. – М: 1972 – 1978.

6. Справочник технолога – машиностроителя, в 2-х т./Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М: Машиностроение, 1985 – 656с.

7. ОНВ – общие машиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования робот на металлорежущих станках, Машиностроение 1979г..

⇐ Предыдущая 12