Усовершенствованный фиксатор задней бабки СТД-120М

МБОУ Кушнурская СОШ

 Творческий

 проект

Автор:

Мягчилов Антон

Ученик 11 класса

Руководитель:

Зверев Владимир Михайлович

Учитель технологии

2012г

с.Кушнур

Потребность

В нашей школьной мастерской есть три токарных станка по дереву СТД-120М. На уроках мы часто на них работаем. При установке заготовок разной длины все время приходится переставлять заднюю бабку, которая фиксируется с помощью гайки М10 гаечным ключем. Такое крепление неудобно, т.к. поворот ключа с гайкой ограничен стойками бабки и его часто приходится передвигать,  кроме того ключ всегда должен быть под рукой, да и резьба на гайке и болте довольно быстро снашивается. Я придумал, а нельзя ли все это как то усовершенствоваться, например сделать как у токарного винторезного станка ТВ-7, где задняя бабка фиксируется поворотом рычага – быстро и надежно?

Формулировка задачи

Спроектировать и изготовить  усовершенствованный фиксатор задней бабки СТД-120М.

Анализ поставленной задачи

Конструкция фиксатора должна быть простой, т.к. чем проще механизм – тем он надежнее. Это устройство должно обеспечивать быструю и надежную фиксацию задней бабки, детали механизма не должны мешать при работе. Кроме того, если изготовленный фиксатор не пройдет успешно испытаний нужно предусмотреть возможность вернуться к заводскому варианту, т.е. нельзя изменять детали самой бабки и станины.

Первоначальные идеи

Вариант № 1

С помощью двух шайб со спиральной поверхностью.

Вариант № 2

С помощью клина

Вариант № 3

С помощью эксцентрика

Выбор лучшей идеи

Вариант № 1

При такой конструкции нижняя шайба должна быть неподвижной, а верхняя поворачиваться с помощью рукоятки. Идея не плохая, только очень сложно сделать спиральные шайбы, кроме того при вибрации возможно самопроизвольное поворачивание верхней шайбы и нарушение фиксации. Думаю, что этот вариант не подойдет.

Вариант № 2

Очень простой вариант, но есть недостатки. Во-первых для фиксации нужен молоток, во-вторых неудобно выбивать клин с обратной стороны – мешает ограждение станка, в-третьих при выбивании клин может выпасть из отверстия и потеряться в стружке. Можно, конечно, клин двигать с помощью рычага, закрепленного на стойке, это устранит перечисленные недостатки, но значительно усложнит конструкцию, таким образом эта идея тоже не слишком хороша.

Вариант № 3

В отличии от спиральных шайб эксцентрик сделать намного проще. При вибрации он тоже не должен поворачиваться, т.к. рукоятка перемещается в вертикальной плоскости и в рабочем положении она опущена в низ. Изменения или доработка деталей самого станка не требуется. Думаю, что стоит попробовать этот вариант.

Разработка лучшей идеи

Все детали фиксатора нужно сделать из стали, т.к. они должны достаточно прочными. Точно рассчитать длину тяги довольно сложно, поэтому на нижнем конце нужно нарезать резьбу для регулировочной гайки. Размеры деталей рассчитать по месту их установки.

Технологическая карта

на изготовление деталей.

Эксцентрик

Тяга

Рычаг

Ось

Технологическая карта

на сборку изделия

Самооценка

Сделав все детали я собрал фиксатор и провел испытания. К сожалению мои ожидания не оправдались. При опускании рычага эксцентрик не фиксировался. Я не мог понять в чем проблема, руководитель посоветовал мне уменьшить эксцентричность и увеличить площадь опоры эксцентрика. Я просверлил другое отверстие под ось расположив её ближе к центру эксцентрика.

Что бы эксцентрик опирался на большую площадь, нужно что бы он стоял не на плоскости, а на вогнутой поверхности радиусом равным его радиусу. Сделать такую выемку в основании стойки очень сложно, поэтому я решил сделать шайбу с вогнутой поверхностью.

Сделав эти изменения в конструкция провел повторные испытания. На этот раз у меня все получилось отлично. Опробовав фиксатор на работающем станке я окончательно убедился, что устройство работает, осуществляя быструю и надёжную фиксацию задней бабки.

В дальнейшем я думаю сделать такие фиксаторы ещё для двух оставшихся станков.

Расчет стоимости изделия

Стоимость изделия состоит из следующих компонентов: стоимости материалов, стоимости затраченной электроэнергии, стоимости рабочего времени, потраченного на изготовление изделия и стоимости амортизации оборудования и инструментов.

Стоимость материалов

Стальные заготовки ≈ 3=00

Стандартные (готовые) детали использованные в изделии:

Гайка М10 ≈ 1=00

Шар пластиковый ≈ 1=50

Шплинт 2 ≈ 0=50

Шайба 2 ≈ 0=20

Стоимость всех материалов:

3=00 + 1=00 + 1=50 + 0=50 + 0=20 = 6=20

Стоимость электроэнергии

Работа на токарном станке около 40мин. это ≈ 0,7ч. мощность двигателя 1,1кВт

 0,7ч. х 1,1кВт = 0,77кВт/ч.

Работа на фрезерном станке около 0,5ч мощность двигателя 1,1кВт 0,5ч х 1,1 кВт = 0,55 кВт/ч.

Освещение 20 ламп мощностью 40Вт работали примерно в течении 3 часов, 20 х 0,04кВт х 3ч = 2,4кВт/ч т.к во время моей работы в школьной мастерской работало еще как минимум 3 человека, то от всей работы освещения я возьму только четвертую часть 2,4кВт/ч : 4 = 0,6 кВт/ч.

Работа на сверлильном станке около 5 мин. это ≈ 0,1 часа, мощность двигателя 0,4кВт

 0,1ч х 0,4кВт = 0,04кВт/ч

Тариф за электроэнергию 4=02

Стоимость всей потраченной электроэнергии:

(0,77кВт/ч + 0,55кВт/ч + 0,04кВт/ч + 0,6кВт/ч) х 4=02 = 7=88

Чистого рабочего времени, ушедшего на изготовление, я затратил примерно 3 часа. Один час своего труда я оцениваю примерно 30=00

Стоимость всего рабочего времени: 3ч х 30=00 = 90=00

Сумма по трем пунктам составит 6=20 + 7=88 + 90=00 = 104=08

Примерно 1% от этой суммы нужно добавить на амортизацию оборудования и инструментов, что составляет 1=04

Таким образом себестоимость моего изделия составит 105=12

Используемая литература

1. «Слесарное дело»

Автор: Е. М. Муравьев

Москва «Просвещение» 1990 г.

2. «Изготовление инструментов в школьной мастерской»

Автор: В. П. Семенихин

Москва «Просвещение» 1987 г.

3. «Обработка металла в школьных мастерских»

Автор: В. П. Мигур, Э. В. Рихвк

Москва «Просвещение» 1991 г.