Контролю выполнения требований безопасности должны подвергать вновь изготовленные, модернизированные и прошедшие ремонт СП в ходе приёмочных, приёмосдаточных или периодических испытаний (по ГОСТ 15.001-73*). Виды испытаний определяются по ГОСТ 16504-81 и по чертежуна СП. Объём испытаний и контроля должен устанавливаться государственными стандартами и нормативно-техническими документами на конкретное приспособление (подробнее см.ГОСТ 12.2.029-77.
2Конструкторский раздел
2.1 Выбор способа базирования детали
Материалом детали является Сталь 40 ГОСТ 1050-74. Данная сталь применяется для изготовления: валов, звёздочек, крепёжных деталей, шатунов, штифтов и др. Деталей с повышенными требованиями к изгибу рычаги, серьги, зубчатые колёса. Физико-механические и химические свойства приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1- Физико-механические свойства стали 40 ГОСТ 1050-74.
| σТ | σВ | 
| ΨВ | Qн | НВ |
| не менее | не менее | ||||
| 360 Мпа | 570 Мпа | 18% | 45 % | 254 Дж/см² |
Таблица 1.2- Химические свойства стали 40 ГОСТ 1050-74.
| С,% | Кремния | Mn,% | хрома |
| 0,80-0,95 | 0.17-0.37 | 0,50-0,80 | 0,25 |
Рисунок 2.1 — Эскиз детали
Для разработки теоретической схемы базирования изображаем заготовку, как показано на рисунке 1.2, в достаточном для четкого представления числе проекций заготовки, по ГОСТ 21495-76.
Рисунок 2.2 — Теоретическая схема базирования
׀- Установочная база.
׀׀ –Направляющая база.
׀׀׀ – Опорная база.
Для материализации схемы установки определяем тип установочных элементов и форму их поверхностей. Выбираем тип зажимных элементов и место их приложения к заготовке. Схему установки заготовки изображаем условными символами на рисунке 1.3, в соответствии с ГОСТ 3.1107-81, на достаточном числе проекций, для четкого представления о заготовке.
|
|
2.2 Разработка принципиальной схемы приспособления
Проектирование данного приспособления необходимо для облегчения сверления отверстия на вертикально-сверлильном станке 2Н135.
Техническая характеристики станка2Н135:
Наибольший диаметр сверления по стали-35 мм.
Наибольшее усилие подачи-20000 Н.
Расстояние от оси шпинделя до колонны А-4000….1600 мм.
Расстояние от торца шпинделя до плиты Б-450…1600 мм.
Конус Морзе шпинделя-№5.
Наибольшее вертикальное перемещение шпинделя-350мм.
Число ступеней скорости-21.
Частота вращения шпинделя-20…2000 мин-1.
Число ступеней подачи-12.
Подача шпинделя-0,056…2,5 мм/об.
Мощность электродвигателя-4 кВт.
Габариты станка-2445х1000 мм.
Высота стола Г-500 мм.
Ширина стола-470 мм.
Категория ремонтной сложности-31.
непостоянство силы зажима, возможность смещения заготовки под действием силы трения на торце винта.
Взаимное расположение установочных и зажимных элементов четко просматривается на принципиальной схеме приспособления
Рисунок 2.4- Эскиз зажимного элемента и установочного.
2- Плита кондукторная.
3-Стойка.
4-Втулка.
5-Винт.
6-Винт.
11-Стойка
2.3 Расчет точности приспособления
Определяем погрешность изготовления приспособления, 
используя методику [1]:
(2.1)
где Т – допуск выполняемого размера, мм; Т = 0,25 мм
- погрешность базирования, мм;
– погрешность закрепления, мм;
– погрешность установки приспособления на станке, мм;
|
|
– погрешность положения делали из-за износа установочных элементов приспособления, мм;
– погрешность от перекоса инструмента, мм;
= 1…1,2 – коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значения значений составляющих величин, от закона нормального распределения; 
=1.
= 0,8…0,85 - коэффициент, учитывающий уменьшения предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках; =0,8.
= 0,6…0,8 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления, мм; 
= 0,6.
ω – экономическая точность обработки, мм.
ω по 14 квалитету точности, допуск на размер 0,06 мм;
Определяем погрешность базирования , исходя из геометрических построений.
= 0; (с. 127 табл. 10,1)
Определяем погрешность закрепления 
, мм.
= 0,11 мм (стр. 127 табл.10.3)
Определяем погрешность установки приспособления на станке (с.133 табл.10.7,);
= 0,02 мм.
Определяем погрешность положения делали, из-за износа установочных элементов приспособления 
мм.
= Uо . К1 К2 К3 К4 (с.169) (2.2)
где Uо - средний износ установочных элементов
К1, К2, К3, К4 - соответственно коэффициенты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки; 
= 0,04 мм (с.174 табл. 81.)
= 0,97; 
= 1,25; 
= 1; 
= 2,8; (с.186 табл. 82.)
= 0,04*0,97*1,25*1*2,8 = 0,13 мм.
Определяем погрешность от перекоса или смещения инструмента εпи, мм;
εпи=0 (2.3)
Определяем размер режущего инструмента (с.178 табл. 83).
Режущий инструмент – Сверло 
11( +0,17) 11(+0,017)
dmax=18+0,028=18,028мм. dmin=18+ (-0.017) =17,983мм.
|
|
Td= dmax- dmin=18-17,983=0.045мм.
Определяем размеры кондукторной втулки мм (табл. 84 стр.180).
18+16 180,016
Dmax=18+0.043=18,043 мм. Dmin=18+0.016=18,016мм. Smax=18,043-17,983=0,06 мм. Td=18,043-18,016=0,027мм.
Рассчитав значения всех погрешностей по вышеприведенным формулам или по таблицам и подставив их в формулу (2.1), получаем численное значение
погрешности изготовления приспособления 
и отражаем его в технических требованиях на изготовление приспособления.
=0,12 мм.
Таким образом, данное приспособление обеспечит необходимую точность.
2.4 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении
На заготовку при обработке в приспособлении действуют:
· силы резания,
· объёмные силы (вес, центробежные и инерционные силы),
· силы зажима.
Под действием этих сил заготовка должна находиться в фиксированном положении и равновесии.
2.4.1 Расчёт режимов резания
Расчёт производим по формулам, используя методику применительно к конкретному виду обработки.
При назначении элементов режимов резания учитываем характер обработки,
На основании таблицы 2.1 производим расчет режимов резания на сверление
отверстий диаметром 11 мм используя методику [8]
Определяем глубину резания. При сверлении глубина резания определяется по формуле (с. 276)
t=0,5*D; (2.4)
где D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
t = 0,5*11 =5,5 мм;
Выбираем максимально допустимую на прочность сверла подачу. При D = 11 мм и HB ≤ 217, подача 0,25 мм/об. По паспортным данным станка модели 2Н135 принимаем подачу равную 0,28 мм/об.
По эмпирической формуле определяем скорость резания (с.276)
, (2.5)
– коэффициент зависящий от обрабатываемого материала 
;
D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
Т – период стойкости инструмента, Т=45 мин;
S – подача при сверлении, мм/об;
– общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;
Значения коэффициентов 
и показателей степени выбираем из таблицы 28, (с. 278)
q, m, y – показатели степени.
q=0,4; y=0,5; m=0,2
Значение периода стойкости выбираем из таблицы 30. Выбираем T = 45 мин.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания.
(2.6)
– коэффициент на обрабатываемый материал (см. табл. 1),
– коэффициент на инструментальный материал (см. табл. 6)
– коэффициент учитывающий глубину сверления (см. табл.31). 
= 
nv, (2,7)
где nv– показатель степени; nv =0,9; 
;; 
;(с. 359 табл. 2)
=0,85*(750÷981) 0,9=0,67;
Кv=0,67*1.0*1.0=0.67
По выбранным данным выбираем скорость резания:
Определяем частоту вращения шпинделя станка и корректируем по паспортным данным.
(2.8)
Принимаем из паспортных данных станка модели 2Н135: n=500 об/мин, которые соответствуют действительным данным.
Определяем действительную скорость резания.
(2.9)
2.4.2 Расчёт сил резания
Находим крутящий момент 
и осевую силу 
.
(2.10)
– крутящий момент, Н·м
– коэффициент зависящий от крутящего момента 
;
D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
S – подача при сверлении, мм/об;
– коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;
q, y – показатели степени.
Значения коэффициентов и показателей степени выбираем из табл. 32.
Выбираем 
.
Коэффициент, учитывающий фактические условия резания 
,
– коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости (табл. 9);
.
(2.11)
– коэффициент зависящий от силы резания;
D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм;
S – подача при сверлении, мм/об;
– коэффициент, учитывающий фактические условия обработки;
q, y - показатели степени. 
.
Тогда 
Определяем мощность резания по формуле:
(2.12)
Определяем мощность на шпинделе станка
(2.13)
где 
- мощность электродвигателя станка, кВт;
- КПД станка.
=2,24 кВт.
0,94 
2,24
Условие выполняется.
Определяем время, затрачиваемое на резание.
где То – основное время, мин;
lр.х.- длина рабочего хода, мм; 
= 10,5 мм.
l1 - длина перебега инструмента, мм; l1 = 6 мм.
n - частота вращения шпинделя, об/мин; n = 500 об/мин
S – откорректированная подача, мм/об; S = 0,28 мм/об
i – число рабочих ходов; i = 1
мин;
Определяем штучное время обработки детали по формуле:
Тшт.= φо*Т, (2.14)
Тшт = 1,72 * 0,35 =0,60 мин.
2.4.3 Расчёт усилия зажима W.
Усилие зажима заготовки определяем из условий равновесия сил, которые суммируются на основе рассмотрения схемы действия всех сил на заготовку, включая силы трения на поверхностях контакта заготовки с установочными и зажимными элементами.
Рисунок 2.5- Схема зажима.
Для составления уравнения моментов вычерчиваем эскиз заготовки, как показано на рисунке 2.1, на котором изображаем места приложения и направления сил, действующих на заготовку в процессе обработки.
Для расчета усилия зажима заготовки в приспособлении используем методику [12].
Сила закрепления для данной схемы определяется по формуле:
W=К*Р*sin45o /f1+f2 (2.15)
где k– коэффициент запаса,
Р-сила резания, Н; Р= 3743.45 Н;
Коэффициент запаса k, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, вводят при вычислении силы W для обеспечения надежного закрепления:
W=2,5*3743.45*0.7/0,5=13102,08 H.
К=К0*К1*К2*К3*К4*К5*К6, (2.16)
где К0=1,5 – гарантированный коэффициент запаса, (с.382);
К1 – учитывает увеличение силы резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок при черновой обработке К1=1 (с.382);
К2=1 – учитывает увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента.
Определяем коэффициент запаса исходя из выбранных его составляющих:
К=1,5⋅1,0⋅1⋅1,2⋅1,3⋅1=2,5;
Так как усилие зажима больше силы резания, то будет обеспечен надежный зажим заготовки в приспособлении.
2.5 Расчёт зажимного механизма приспособления
Зажимной механизм – совокупность зажимного элемента, простых (промежуточных) элементов и приводов. Назначение зажимного механизма – непосредственное воздействие на заготовку с целью ее прижима к призме
Производим расчет зажимного механизма приспособления, используя методику [7].
Следуя из условий прочности по табл.4, с.386, принимаем М20, выбираем средний диаметрd2=18,376 мм и шаг резьбы Р=2,5 мм, а также находим возникающее в материале винта напряжение растяжения
σр =100 Па.
По известным диаметру и шагу резьбы принимаем для метрической резьбы, половину угла при вершине резьбы β=30°.
Определяем угол подъема резьбы по формуле:
(2.18)
гдеР – шаг резьбы, мм; P=2,5
d2 – средний диаметр резьбы, мм; d2=18,376
Подставив данные в формулу получаем:
α = arctg 
Определяем КПД винтовой пары по формуле:
η=tgα/[tg(α+φпр)]; (2.19)
η= tg 2°30/(tg(2°30+ 6°40'))=0,25
Т.к. КПД равен 0,25, то винтовой ЭЗМ надежен против самоотвинчивания.
Определяем момент винтовой пары по формуле:
М=0,5*W*d2*tg(α+φпр)=0,5*13102,08*18,376*tg(2о30+6о40)=19267 Н
2.6 Расчет детали и приспособления
на прочность
Из рассмотренного данного приспособления наиболее нагруженной деталью является, болт, т.к. он воспринимает повышенные нагрузки, связанные с
зажимом обрабатываемой заготовки и её обработкой. Производим расчет напряжения растяжения сжатия.
(2.17)
где: W- сила закрепления заготовки Н.
d2- диаметр внутренней резьбы, мм.
-допускаемое напряжение растяжения сжатия, =127 МПа.
.
=……….
6,37≤56
Т.к. напряжение растяжения сжатия меньше допускаемого напряжение растяжения сжатия условие на прочность соблюдается.
Производим расчет диаметра опасного сечения, по формуле:
(2.21) 
=
Для данных условий диаметр опасного сечения вала приспособления равен мм что не превышает размера т.к. диаметр сечения кулачка равен 40 мм, что меньше, чем принят в конструкции, то условие на прочность соблюдено.
Заключение
В данном курсовом проекте произведены следующие расчеты: расчет, приспособления на точность который, показал, что точность приспособления обеспечивается; расчет усилия зажима заготовки в приспособлении на основе расчета режимов резания и сил резания при сверлении отверстий диаметром 18 мм. Для обработки отверстий применяется станок 2М55 так как данный станок наиболее приемлем для данной обработки; расчет основных параметров зажимного механизма. Затем дается описание конструкции и принцип работы приспособления.
Список литературы
1. Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справочное пособие. -Мн.: Беларусь,1991.
2. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие для учащихся техникумов. –М.: Высшая школа, 1980
3. Гелин Ф.Д., Чаус А.С., Металлические материалы: Справочник. Мн.: Дизайн ПРО, 1999.
4. Горохов В.А. Проектирование технологической оснастки: Учебное пособие для студентов вузов машиностроительной специальности. Мн.: Бервита 1997.
5. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. –Мн. Машиностроение, 1979.
6. Станочные приспособления: Справочник в 2– х. т.: Под редакцией В.Н. Вардашкина –Мн.: Машиностроение, 1984.
7. Справочник технолога – машиностроителя. В 2 т. Том 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е перераб. и доп.– Мн.: Машиностроение, 1985.
Приложение
Заключение
В данном курсовом проекте производим следующие расчеты: расчет приспособления на точность который показал что точность приспособления обеспечивается; расчет усилия зажима заготовки в приспособлении на основе расчета режимов резания и сил резания при сверлении отверстия диаметром 
11 мм. Для обработки отверстия применяется станок 2Н125 так как данный станок наиболее приемлем для данной обработки; расчет основных параметров зажимного механизма; расчет винта на прочность.
Список литературы
8. Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений: Справочное пособие. -Мн.: Беларусь,1991.
9. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие для учащихся техникумов. –М.: Высшая школа, 1980
10. Боголюбов С.К. Черчение: Учебник для средних специальных учебных заведений. –М.: Машиностроение, 1989
11. Гелин Ф.Д., Чаус А.С., Металлические материалы: Справочник. Мн.: Дизайн ПРО, 1999.
12. Горохов В.А. Проектирование технологической оснастки: Учебное пособие для студентов вузов машиностроительной специальности. Мн.: Бервита 1997.
13. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. –Мн. Машиностроение, 1979.
14. Станочные приспособления: Справочник в 2– х. т.: Под редакцией В.Н. Вардашкина –Мн.: Машиностроение, 1984.
15. Справочник технолога – машиностроителя. В 2 т. Том 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е перераб. и доп.– Мн.: Машиностроение, 1985.
Приложение