Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МАТИ - Российский Государственный Технологический
Университет им. К.Э. Циолковского
Кафедра: « ТПП и СУЛА»
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по курсу:
"ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ"
Тема проекта: "Проектирование технологического процесса
обработки детали"
Студент: Гражданкина Е.В.
Группа: 8 АСУ-IV-67
Руководитель: Попов Е.Н.
Раменское 2004 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Конструктивно-технологическая характеристика детали.
1.1. Характеристика обрабатываемых поверхностей.
1.2. Анализ способов получения заготовки.
1.3. Анализ методов обработки поверхностей детали.
2. Описание и обоснование разработанного технологического процесса.
2.1. Обоснование выбранного способа получения заготовки.
2.2. Описание разработанного технологического процесса.
3. Определение припусков и операционных размеров.
4. Техническое нормирование операций технологического процесса.
4.1. Определение режимов резания.
4.2. Определение штучно-калькуляционного времени.
5. Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки.
5.1. Описание технологической оснастки.
5.2. Расчет погрешностей базирования детали.
5.3. Расчет зажимных усилий.
5.3.1. Расчет сил резания при обработке детали
5.3.1.1. Операция фрезерная
5.3.1.2. Операция сверлильная
5.3.1.3. Операция агрегатно-расточная
5.3.2. Расчет зажимных усилий в приспособлениях
5.3.2.1. Фрезерное приспособление
5.3.2.2. Агрегатно-расточное приспособление
5.3.2.3. Кондуктор
6. Проектно-точностные расчеты.
6.1. Расчет настроечного размера.
6.2. Определение систематических и случайных погрешностей обработки.
Литература
Приложение:
Введение.
Технологическая подготовка производства представляет собой решение сложной комплексной задачи. В общем случае решение этой задачи можно понимать как обеспечение выполнения наиболее экономичного изготовления деталей приборов, полностью отвечающих своему служебному предназначению. При решении этой задачи требуется найти оптимальный для данных производственных условий вариант перехода от полуфабриката, поставляемого обычно заготовительными участками или цехами, к готовым деталям.
Выбранный оптимальный вариант на всех этапах технологического маршрута должен обеспечить минимальную себестоимость. Поэтому приходится учитывать влияние большого количества различных факторов, выявлять и оценивать их удельное значение на основе синтеза последних, разрабатывать соответствующий технологический процесс.
В современном машиностроении широко применяется разнообразная технологическая оснастка. Затраты на ее изготовление и эксплуатацию составляют до 15-20% от себестоимости продукции, а стоимость и сроки подготовки производства в основном определяют величиной затраты труда и времени на проектирование и изготовление технологической оснастки.
Одним из эффективных путей совершенствования производства является повышение коэффициента оснащенности технологических процессов, механизированной и автоматизированной оснастки. Одними из важнейших элементов этой оснастки являются станочные приспособления. В современном производстве роль приспособлений настолько велика, что трудно найти границу между оборудованием и оснасткой к нему, т.к. в равной степени приспособления к обрабатываемым деталям занимают достаточное место в технологическом процессе.
Важными условиями дальнейшего технического прогресса в области машиностроения и приборостроения являются снижение себестоимости и сокращение сроков технологической подготовки производства новых изделий. Для решения этой задачи необходимо изыскать все имеющиеся резервы производства, одним из которых является сокращение вспомогательного времени при механической обработке за счет механизации и автоматизации технологических процессов.
Автоматизация процессов механической обработки деталей авиационного приборостроения является одной из важнейших задач, стоящих перед промышленностью. Она позволяет обеспечить высокие темпы роста производительности труда, повышение качества выпускаемой продукции, улучшение условий труда.
1.1 Характеристика обрабатываемых поверхностей.
Деталь «кронштейн» представляет собой П- образное тело со ступенчатой конфигурацией, с углублением в основании и с гладкими и резьбовыми отверстиями. Деталь выполнена из литейного латунного сплава ЛС 59-1.
Точность размеров лежит в диапазоне 6 - 14 квалитетов.
Шероховатость поверхности - в диапазоне Ra 1,25 - Rz 40.
Точность размеров обрабатываемой детали и способы ее обеспечения представлена в табл.1.
Таблица 1.
Номерповерх-ности |
Обрабатываемая поверхность или размер |
Вид обработки |
|
Наименование |
Номинальныйразмер или допуск |
||
|
1 |
Плоскость |
2,5±0,2 |
Фрезерование. |
|
2 |
Торцевая плоскость |
8-0,2 |
Фрезерование. |
|
3 |
Плоский выступ |
9-0,3 |
Фрезерование. |
|
4 |
Боковая поверхность |
26,2-0,3 10,5±0,2 |
Притирка. |
|
5 |
Система отверстий |
Ø5H9; Ø2,5Н7; Ø1,3+0,01; |
1.Сверление на агрегатно-расточном станке. 2.Растачивание на агрегатно-расточном станке. |
|
6 |
Система отверстий |
Ø3H9; Ø3Н12; |
1. Сверление через кондуктор. 2. Разворачивание через кондуктор. |
|
7 |
Система отверстий |
М2×0,4-7Н; Ø2,3x120º; |
1. Сверление через кондуктор. 2. Резьбонарезание. |
1.2 Анализ способов получения заготовки.
Материал детали ЛС 59-1 уже предопределяет способ получения заготовки – литье.
Возможны следующие способы получения заготовки литьем:
Литье в землю - малопроизводительный способ, обеспечивающий низкую точность (ЛТ-5; ЛТ-7). Применяется в индивидуальном производстве и при изготовлении крупногабаритных отливок. Не требует дорогостоящей оснастки.
Литье в кокиль - способ получения отливок в металлической форме. Применяется для получения плотных (герметичных ) отливок в серийном производстве.
Точность размеров ЛТ-4;ЛТ-5.
Литье по выплавляемой модели – очень трудоемкий и дорогостоящий способ получения отливок. Применяется для получения заготовок сложной конфигурации из труднообрабатываемых материалов.
Точность размеров ЛТ-3;ЛТ-4.
Литье под давлением – основной способ получения заготовок из сплава ЛС 59-1 в серийном производстве авиационного приборостроения. Литьём под давлением получают детали сложной конфигурации с мелкими отверстиями ,резьбой, приливами, выступами и т.д. Давление на жидкий металл при заполнении формы обеспечивает хорошую заполняемость, передачу отливке тончайших очертаний формы и уменьшение пористости деталей. Металл полученных деталей имеет мелкозернистую структуру и высокую плотность. Способ требует дорогостоящей оснастки, но обеспечивает высокую производительность, высокую точность отливок ЛТ-1;ЛТ-2 и высокое качество.
1.3 Анализ методов обработки поверхностей детали.
Шероховатость обрабатываемых поверхностей детали и способы ее обеспечения.
Таблица 2.
Обрабатываемая поверхность |
Виды обработки |
||
Номер |
Наименование |
Шероховатость |
|
|
1 |
Плоскость |
|
Фрезерование. |
|
2 |
Торцевая плоскость |
|
Фрезерование. |
|
3 |
Плоский выступ |
Фрезерование. |
|
|
4 |
Боковая поверхность |
Притирка. |
|
|
5 |
Система отверстий |
|
1.Сверление на агрегатно-расточном станке. 2.Растачивание на агрегатно-расточном станке. |
|
6 |
Система отверстий |
1. Сверление через кондуктор. 2. Разворачивание через кондуктор. |
|
|
7 |
Система отверстий |
1. Сверление через кондуктор. 2. Резьбонарезание. |
Точность формы и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей детали и способы их обеспечения.
Таблица 3.
|
Требование к точности формы и взаимного положения обрабатываемых поверхностей. |
Способы и виды обработки для достижения требуемой точности. |
|
Допустимая несоосность отверстий Ø5Н9 и Ø1,3+0,01 не более 0, 02мм |
Растачивание за 1 установку. |
|
Оси отверстий 1,3+0,01, 2,5Н7, 5Н9 должны лежать в одной плоскости, смещение не более 0,05мм. |
Растачивание с базой на боковую поверхность с применением специального приспособления. |
2. Описание и обоснование разработанного технологического процесса.
2.1. Обоснование выбранного способа получения заготовки.
Учитывая материал детали и описанные выше возможные способы получения заготовки, с учетом программы выпуска деталей, в настоящей работе принимаем способ получения заготовки – литье под давлением.
Выполним расчет точности получения заготовки методом литья под давлением.
Полное поле рассеивания размера 27 мм. равно:
∆= ∆изг.+ ∆Sp∙L+∆изн. , ([1], стр52);
где ∆изг- погрешность изготовления размера в форме. Принимаем изготовление формы по 7-му квалитету.
∆изг=0,03мм;
∆Sp- колебания относительной расчетной усадки,
∆Sp=0,002;
L – размер,
L= 27мм;
∆изн.- допустимый износ размера в форме.
Принимаем ∆изн.=0,1мм;
∆=0,03+0,002∙27+0,1=0,18мм;
Допуск на размер по чертежу равен 0,2мм;
δ=0,2мм , δ>∆.
Литье по давлением обеспечивает заданную по чертежу точность. Для сравнения проверим какую точность можно получить при литье в землю.
Полное поле рассеивания размера равно:
∆= ∆Yс + ∆Yсф. + ∆изн. + ∆изг. + ∆изм. + ∆р , ([1], стр184);
где ∆Yс - погрешность в следствии непостоянства усадки сплава,
∆Yс =0,02∙L, где L-размер ([1], стр181);
L= 27мм;
∆Yс =0,02∙27=0,54мм.
∆Yсф. - погрешность в следствии неравномерного изменения размеров формы при сушке,
∆Yсф. =0,001∙L, где L-размер ([1], стр180);
L= 27мм;
∆Yсф. =0,001∙27=0,027мм.
∆изг - погрешность изготовления модели;
Принимаем изготовление модели по 12-му квалитету.
∆изг=0,3мм;
∆изн.- погрешность от износа модели;
Принимаем ∆изн.=0,1мм;
∆изм.- погрешность, возникающая от изменения размера модели при изменении влажность воздуха;
∆изм. =0,01∙L, где L-размер ([1], стр180);
L= 27мм;
∆изм. =0,01∙27=0,27мм;
∆р- погрешность от разбивки формы при формовке,
∆р =0,005∙Hз, где Hз - высота заготовки
∆р =0,005∙30=0,05мм;
∆=0,054+0,027+0,3+0,1+0,27+0,05=0,801мм;
Допуск на размер по чертежу равен 0,2мм;
δ=0,2мм ; δ<∆ ; 0,2<0,801.
При литье в землю точность размеров по чертежу не обеспечивается.
В результате проведенных расчетов в настоящем технологическом процессе принимаем заготовку, полученную литьем под давлением.
2.2. Описание разработанного технологического процесса.
Настоящий технологический процесс разработан, исходя из заданной программы выпуска деталей.
Литье под давлением - основной способ получения заданной формы, при этом создается определенная точность некоторых размеров и плоскостей, на которые можно базироваться для дальнейшей обработки детали.
Первоначальной базой для обработки является литейная боковая поверхность L=27, которая в дальнейшем не обрабатывается .
Вся последующая обработка ведется с установкой на уже обработанные поверхности. Фрезерная обработка выполняется на универсальном фрезерном станке – ОФ-55.
На первой операции деталь крепится на специальном четырехместном приспособление. Отверстия в детали сверлятся с помощью кондуктора на настольно-сверлильном станке 2А106 и растачиваются с помощью специального приспособления на агрегатно-расточном станке А-77.
Резьба нарезается на резьбонарезном станке РН-01. Этот станок предназначен для нарезания резьбы малых диаметров. Он обладает предохранительной муфтой которая разрывает цепь главного движения в случае заклинивания метчика, что предотвращает его поломку.
В качестве режущего инструмента в технологическом процессе применяется стандартный инструмент. Мерительный инструмент также стандартный.
Слесарные операции предназначены для снятия заусенцев с детали после механической обработки.
В конце цикла предусмотрен контроль качества изготовленной продукции в соответствии с требованиями ОСТа.
Таким образом, при разработке операционного технологического процесса учтены все факторы, определенные в задании:
- обеспечение технологичности заготовок
Разработанная документация для детали типа «Кронштейн» является наиболее целесообразной.
3. Определение припусков и операционных размеров
Рассчитаем припуск для размера Ø5Н9.
Размер обеспечивается за два прохода и считается охватывающим.
В качестве расчётного значения минимального припуска принимается двусторонний припуск
Z i MIN = 2[ RZ(i-1) + T iI-1 + (δИ2 + Σ δеj2 )1/2] , ( [2], стр.10 );
где RZ(i-1) - высота неровностей (шероховатостей) профиля, полученных на предшествующей ступени обработки, выбираем по таблице
( [3], табл.1П, стр.3 );
Ti-1 - глубина дефектного поверхностного слоя, образовавшегося на предшествующей ступени обработки, выбираем по таблице ( [3], табл.1П, стр.3 );
δИ - смещение оси заготовки в опасном сечении за счёт изогнутости;
δеj2 - сумма квадратов допусков δеj2, регламентирующих несоосность обрабатываемой поверхности относительно технологической базы на предшествующей и выполняемой ступенях обработки. Значение величины δеj для основных видов заготовок приведены в таблицах (3П-10П).
Для тех случаев, когда смежные ступени обработки являются последовательными переходами одной операции, выполняемыми при одной установке без перезакрепления обрабатываемой детали, то величина δеj принимается равной нулю.
Номинальные значения диаметральных операционных размеров определяются по формуле: Ai = Ai+1 + Z( i+1)min - δi , ( [2], стр.16 );
где δi это допуск на размер детали, односторонний предельный, равный по абсолютной величине верхнему отклонению, если размер охватывающий.
Для предварительного растачивания
Z 1 MIN = 2[ RZ0 + T 0 + (δИ2 + Σ δеj2 )1/2],
Значения выбираем из таблиц.
RZ 0 =0,05мм - высота неровностей профиля;
T 0 =0,05 мм - глубина дефектного слоя;
δИ =2·∆И·lX - смещение оси заготовки в опасном сечении за счёт изогнутости, где: ( [2], стр10 );
∆И – удельна изогнутость; ∆И=0,0015 мм/м , ( [3], табл. 2П, стр. 5 );
lX – расстояние до опоры; lX= 10мм;
δИ =2·∆И·lX=2·0,00015·10=0,03мм;
δе =0,25;
Z 1 MIN = 2*[0,05+0,05+(0,032 +0,25)1/2 ] =0,9мм;
Для окончательного растачивания
Z 2 MIN = 2[ RZ 1 + T 1 + (δИ2 + Σ δеj2 )1/2],
Значения из таблиц выбираем для черновой обработки
RZ 1=0,03мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
T 1 =0мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
δИ =0мм;
δе =0мм;
Z 2 MIN =2* [0,03+0]=0,06мм.
Произведем расчет операционных размеров для охватывающих поверхностей:
A1 = A(i+1) Z(i+1) min + δi. ( [2], стр.16 );
δ1 – допуск на межоперационный размер. Принимаем межоперационную точность по 11 квалитету.
δ1=0,1мм;
A1 =5 - 0,06 - 0,1= 4.84мм.
Принимаем A1=4,8мм;
Размер в заготовке равен
А0 =Азаг = A1 - Z1 min - δ0. ([2], стр.17 );
δзаг=δ0 – допуск на заготовку.
δзаг=δ0=0,3мм
Азаг = 4.8 - 0,9 - 0,15 = 3.75мм.
Операционный размер принимаем Азаг =3,8мм.
Рассчитаем припуск для размера 2.5-0,2.
Размер обеспечивается за один проход.
В качестве расчётного значения минимального припуска принимается односторонний припуск
Z I MIN = RZ(i-1) + Ti-1 + ωф ( i-1) , ([2], стр.13 );
где ωф (i-1) - неконтролируемая погрешность формы обрабатываемой поверхности, полученная на предшествующей ступени обработки.
Значения выбираем для литья из таблиц
Rзаг =0,05мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
T заг =0,05мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
ωф заг=0,15мм ( [3], табл.11П, стр.14 );
Z MIN = 0,05 + 0,05+ 0,15=0,25мм ,
Номинальные значения диаметральных операционных размеров определяются по формуле: Ai = Ai+1 + Z( i+1)min + δi , ( [2], стр.16 );
где δi это допуск на размер детали, односторонний предельный, равный по абсолютной величине верхнему отклонению, если размер охватывающий.
δзаг – допуск на заготовку.
δзаг=0,3мм
Размер в заготовке равен
Азаг = Aдет + Zmin + δзаг.= 2,5+ 0,25+ 0,3=3,05мм.
4. Технологическое нормирование.
4.1. Определение режимов резания.
В соответствии с методическим руководством [2] расчет ведется для основных операций технологического процесса.
Операция 30. Фрезерная
Фрезерование поверхности.
Фреза диаметром D=16мм;
Число зубьев Z=10;
Глубина фрезерования t=0,66мм;
Ширина фрезерования B=10.5мм;
Скорость резания , ([4] стр.444);
где:
Сv =182,5
m =0,33
x = 0,3 ([4]табл.37 стр.441);
y = 0,2
q = 0,45
p = 0,1
u = 0,1
KV=KMV∙ KПV∙ KИV , где
KMV – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8 ([4]табл.9-13 стр.424);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.14 стр.426);
KИV – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4]табл.15 стр.426);
T – стойкость резца,
Т = 60мин., ([4]табл.38 стр.444);
Подача – S, SZ ([4]табл.34 стр.439);
SZ=0,05мм/зуб ;
S=SZ∙Z;
S =0,05∙10 =0,5 мм/об.
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=16мм;
n=1000∙198,9/ π ∙16=3958 об./мин.,
По станку принимаем n=2150 об./мин.
Действительная скорость резания равна:
VД= π∙D∙n/1000= π∙16∙2150/1000=108 м/мин.;
Операция 50. Агрегатно-расточная
Скорость резания определяем по формуле:
V=VT∙(10S)-0,26∙(t)-0,16∙KHB∙KT∙KФ∙KП∙KУ∙KИП ,где ([4]табл.14 стр.416);
VT - табличное значение скорости резания обрабатываемого материала;
S, t – подача и глубина резания;
KHB - поправочный коэффициент;
KT – коэффициент стойкости периода;
KП – коэффициент подгруппы применения выбираемого твердого сплава;
KИП – коэффициент износостойкости покрытия режущих пластин;
KФ – коэффициент разницы главного угла в плане;
При литье под давлением KУ=1; VT=750 м/мин;
Определяем подачу резания по формуле:
S= KS∙Kφ∙KL∙KП∙KHB∙K1∙KУ∙KB, где
ST – значение подачи для различных металлов; ([4]табл.14 стр.416);
KS – коэффициент, характеризующий влияние толщины ([4]табл.4 стр.404);
S режущей пластины;
Kφ – коэффициент учитывающий влияние ([4]табл.6 стр.405);
угла φ инструмента;
KL – коэффициент учитывающий влияние ([4]табл.6 стр.405);
заднего угла инструмента;
KП – коэффициент подгруппы применения выбираемого ([4]табл.4 стр.404);
твердого сплава;
Kφ= 1;
KHB=1;
KT= 0,95;
KУ= 1;
KИП= 1;
KS = 0,9;
K1= 1,0497;
KB = 1;
S= 1∙0,9∙1∙0,9∙1∙1∙1,0497∙1 = 0,85 мм/зуб.
Инструмент резания: расточной патрон ТУ2-035-776;
Хвостовик метрический №40
Dc=8-45мм.
Режущая пластина из твердого сплава ВК6ом формы ТСММ 060304
06 – длина режущей кромки ic=3.97;
03 – толщина пластины (S);
04 – радиус при вершине (rв);
t=1,7 – глубина резания.
Скорость резания равна:
V=750∙(10∙0.85)-0,26∙(1.7)-0,16∙1∙0.95∙1∙1∙1∙1= 248.43м/мин.
Частота вращения при этой скорости равна: n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=18мм;
n=1000∙248/ π ∙18=6063 об./мин.,
По станку принимаем n2=2000 об./мин.,
Действительная скорость резания равна:
VД= π∙D∙n/1000= π∙18∙2000/1000=114,924 м/мин.;
Операция 60. Сверлильная
Рассчитаем режимы резания при сверлении отверстий Ø3H12. Эти режимы применим при сверлении других отверстий.
Подача – S,
S =0,12 мм/об. ([4]табл.27 стр.433);
Скорость резания , ([4] стр.435);
где:
Сv =36,3
m =0,125 ([4]табл.28 стр.434);
q = 0,12
y = 0,55
D – диаметр сверления,
D= 3мм;
KV=KMV∙ KПV∙ KLV , где
KMV – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8 ([4]табл.13 стр.424);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.14стр.426);
KLV – коэффициент учитывающий глубину сверления,
KLV=1 ([4]табл.30 стр.436);
T – стойкость резца,
Т = 20мин., ([4]табл.29 стр.435);
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=3мм;
n=1000∙86,6/ π ∙3=5678 об./мин.,
По станку принимаем n=4500об./мин.
Действительная скорость резания равна:
VД= π∙D∙n/1000= π∙3∙4500/1000=58,6 м/мин.;
4.2. Определение штучно-калькуляционного времени.
Штучно-калькуляционное время на выполнение операции равно:
Тштуч.к. = Тосн. + Твсп.+ Тобсл.+ Тотд.+ Тп.з., где
Тосн - основное время;
Твсп - вспомогательное время;
Тобсл. - время технического обслуживания рабочего места;
Тотд - время на отдых;
Тп.з - подготовительно-заключительное время.
Тосн = |
l + l1 |
i |
n S |
l - глубина обработки;
l1 - величина врезания и перебега инструмента;
n - число оборотов;
S – подача;
i - число проходов.
Твсп – складывается из следующих элементов и равно по заводским нормативам:
По нормативам Тобсл = 3,5 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тп.з – назначается на партию деталей n, исходя из реальных условий производства. По заводским нормативам, при месячном планировании на партию деталей 30 штук.
Операция 30. Фрезерная
Фрезерование плоскости;
l - глубина обработки l = 10 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 2 мм;
n - число оборотов n= 2150 об/мин
S - подача S = 0,5 мм/об;
i - число проходов i = 2
;
Твсп – складывается из следующих элементов и равно по заводским нормативам:
Установка и снятие детали 0,3 мин;
Подвод, отвод инструмента и
управление станком 0,6 мин;
Замеры 0,1 мин;
Очистка приспособления и
детали от стружки 0,1 мин;
__________________________
Твсп = 1,1 мин
По нормативам Тобсл = 3,5 % (.Тосн + Твсп)
Тобсл = |
3,5 |
(0,03+ 1,1) = 0,04 мин |
100 |
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = |
4 |
(0,03 + 1,1) = 0,05 мин |
100 |
Тп.з назначается на партию деталей, исходя из реальных условий производства.
По заводским нормативам, при месячном планировании на партию деталей 30 штук. Тп.з = 10 мин.
Тп.з. = |
10 |
= 0,33 мин |
30 |
Отсюда Тштуч.к. = 0,03 + 1,1+ 0,04+ 0,05 + 0,33 = 1,55 мин.
Операция 50. Агрегатно-расточная
Расчет Toсн ведем по переходам.
1 переход.
l - глубина обработки l = 2,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 0,8 мм;
n - число оборотов n= 2000 об/мин
S - подача S = 0,25 мм/об;
i - число проходов i = 1
;
Твсп – складывается из следующих элементов и равно по заводским нормативам:
Установка и снятие детали 0,3 мин
Подвод, отвод инструмента и
управление станком 0,5 мин
Замеры 0,2 мин
Очистка приспособления и
детали от стружки 0,1 мин
__________________________
Твсп = 1,1 мин
По нормативам Тобсл = 3,5 % (.Тосн + Твсп)
Тобсл = |
3,5 |
(0,07+ 1,1) = 0,04 мин |
100 |
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = |
4 |
(0,07 + 1,1) = 0,05 мин |
100 |
Тп.з назначается на партию деталей, исходя из реальных условий производства.
По заводским нормативам, при месячном планировании на партию деталей 30 штук. Тп.з = 20 мин.
Тп.з. = |
20 |
= 0,66 мин |
30 |
Отсюда Тштуч.к. = 0,07 + 1,1+ 0,04+ 0,05 + 0,66 = 1,89 мин.
Операция 55. Сверлильная
1. Сверление отверстия Ø3H12;
l - глубина обработки l = 2,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 1,3 мм;
n - число оборотов n= 4500 об/мин
S - подача S = 0,12 мм/об;
i - число проходов i = 1
;
2. Сверление отверстия Ø1,6Н11;
l - глубина обработки l = 2,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 1 мм;
n - число оборотов n= 4500 об/мин
S - подача S = 0,12 мм/об;
i - число проходов i = 1
;
3. Сверление 2-х отверстий Ø3H9;
l - глубина обработки l = 2,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 1,3 мм;
n - число оборотов n= 4500 об/мин
S - подача S = 0,12 мм/об;
i - число проходов i = 1
;
Тосн.= Т1осн. + Т2осн. + Т3осн.=0,07+0,01+0.06=0,14 мин.
Твсп – складывается из следующих элементов и равно по заводским нормативам:
Установка и снятие детали 0,3 мин
Подвод, отвод инструмента и
управление станком 0,5 мин
Замеры 0,1 мин
Очистка приспособления и
детали от стружки 0,1 мин
__________________________
Твсп = 1 мин
По нормативам Тобсл = 3,5 % (.Тосн + Твсп)
Тобсл = |
3,5 |
(0,14+ 1) = 0,04 мин |
100 |
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = |
4 |
(0,14 + 1) = 0,05 мин |
100 |
Тп.з назначается на партию деталей, исходя из реальных условий производства.
По заводским нормативам, при месячном планировании на партию деталей 30 штук. Тп.з = 15 мин.
Тп.з. = |
15 |
= 0,5 мин |
30 |
Отсюда Тштуч.к. = 0,14 + 1+ 0,04+ 0,05 + 0,5 = 1,7 мин.
5. Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки.
5.1. Описание спроектированной технологической оснастки.
Фрезерное приспособление.
Фрезерное приспособление представляет собой П-образный корпус поз.1. На него устанавливается сразу четыре заготовки, по две напротив друг друга. Также есть два откидных болта поз.11, на которые устанавливаются прихваты поз.2. Установку заготовки начинают с того, что сначала ее ставят на базовую плоскость и упирают боковую плоскость в два фиксатора поз.12, к третьему фиксатору прижим осуществляется за счет противоположно расположенного отжима поз.9. Основной прижим к базовой плоскости осуществляется с помощью прихвата поз.2. Снятие детали производится с отвода прхвата поз.2 в сторону.
Агрегатно-расточное приспособление.
Приспособление представляет собой круглую плиту поз.1, на которую устанавливается специальная стойка поз.6 и крепиться с помощью четырех винтов поз.11 и центрируется двумя штифтами поз.15. Стойка имеет определенную высоту для того, чтобы расстояние между осью детали, отверстия которой будут обрабатываться и нижней плоскостью плиты было строго равно 130мм. Фиксирование детали осуществляется тремя фиксаторами поз.8, к которым деталь поджимается противоположно расположенными пружинами поз.7. Прижим сверху осуществляется за счет верхней планки поз.2, винта поз.13 и установленного на нем плавающего наконечника поз.5. Крепление приспособления на плоскость станка происходит путем привинчивание его к станку четырьмя винтами, которые вставляются в пазы приспособления, а фиксируется с помощью фиксатора поз.9 и стопориться в нужном положение за счет стопорного фиксатора, расположенного в нижней части колонки поз.4.
Кондуктор.
Приспособление имеет П-образную форму. Крепление происходит с того, что сначала деталь одевают на фиксатор поз.7, затем с двух противоположных сторон вставляют фиксаторы поз.5 и поз.6. Основной прижим осуществляется с помощью планки поз.2, на которой находится плавающий прижим поз.3, крепящийся к крышке штифтом поз.16, и паза, в который вставляется откидной болт поз.17 с гайкой поз.18. Также в корпус запрессованы втулки поз.8,9,10 и одна быстросменная втулка поз.13, через которые просверливаются отверстия в детали. Стопорные винты выполняют функцию стопорения фиксаторов в корпусе . Для сверления в трех плоскостях предусмотрены ножки поз.11.
5.2. Расчет погрешностей базирования детали
Операция 30. Фрезерная.
Заготовка устанавливается по поверхности 27 мм. В этом случае погрешность базировки для различных размеров определяется по соответствующим формулам :
D – диаметр опорной поверхности;
D = 27мм;
Δβ – угол перекоса базового торца относительно диаметра.
При обработке торца за один установ, считаем перекос равным биению шпинделя станка и принимаем:
tgΔβ = 0,00016;
Погрешность базировки равна:
.
Операция 50. Агрегатно-расточная
Заготовка ориентируется по торцу и по оси симметрии нижней плоскости и совмещается с установочной плоскостью приспособления. В этом случае погрешность базировки для линейных размеров, отсчитываемых от этой плоскости, равна нулю.
([5] стр.64)
D – диаметр опорного торца
D = 25мм;
Δβ – угол перекоса базового торца относительно диаметра.
При обработке диаметра и торца за один установ, считаем перекос равным биению шпинделя станка и принимаем:
tgΔβ = 0,00016;
Погрешность базировки равна:
Операция 55. Сверлильная.
Для узловых размеров, отсчитываемых от линии базирования детали погрешность базирования равна
([5] стр.64)
где δ0 допуск на базовые отверстия в кондукторе;
δ0 = 0,029мм;
δп – допуск на базовые диаметры в детали;
δn = 0,03 мм;
Н – высота посадочного диаметра в детали;
Н =2,5 мм;
Δβ – угол перекоса диаметра к торцу.
При обработке диаметра и торца за один установ, считаем перекос равным биению шпинделя станка и принимаем:
tgΔβ = 0,0003;
Погрешность базировки равна:
5.3. Расчет сил резания и зажимных усилий.
5.3.1. Расчет сил резания при обработке детали.
5.3.1.1. Операция фрезерная.
Фрезерование плоскости.
; ([4] стр.444);
СР = 68,2;
х = 0,86;
у = 0,72; ([4] табл.39стр.445);
n = 1;
q = 0,86;
W = 0;
КМP = 1 ; ([4] табл.23стр.430);
Концевая фреза диаметром D=16мм;
Число зубьев Z=10;
Глубина фрезерования t=0,66мм;
Ширина фрезерования B=10,5мм;
Подача SZ=0,05 мм/зуб ;
Число оборотов равно n = 2150 об./мин.;
Скорость резания VД=108 м/мин.;
Мощность резания равна:
;
5.3.1.2. Агрегатно-расточная (5Н9).
Сила резания при агрегатно-расточной обработке рассчитывается по формуле:
РZ = 10 СР tх Sy Vn KР , где ([4] стр.427);
Глубина фрезерования t = 0,34 мм;
Подача S = 0,85 мм; ([4] табл.6 стр.427);
Скорость резания V = 115 м/мин
СР = 40;
х = 1;
у = 0,75;
n = 0
KP = KMP KP KP КP КRP,
КМP = 1 ([4] табл.23 стр.430);
КP = 1 ([4] табл.24 стр.431);
КP = 1,15 ([4] табл.24 стр.431);
КP = 1,08 ([4] табл.24 стр.431);
КRP = 0,87 ([4] табл.24 стр.431);
РZ = 10 40 0,34 0,8575 1 1 1,08 1,15 1 0,87 = 20 Н=2,04 кгс
Мощность резания при обработке равна:
5.3.1.3. Операция сверлильная.
Сверление отверстия 3H12.
Крутящий момент при сверлении определяется по формуле:
Мкр.=10 См Dq Sy KP , ([4] стр.435);
Осевая сила определяется по формуле:
P0 = 10 Сp Dq Sy KP , где ([4] стр.435);
Для Мкр. принимаем:
СМ = 0,005;
q = 2; ([4] табл.31 стр.436);
у = 0,8;
Для P0 принимаем:
СР = 9,8;
q = 1; ([4] табл.32 стр.281);
у = 0,7;
D – диаметр сверления;
D = 3мм;
Подача S=0,12 мм/об;
KP = КМP = 1 ; ([4] табл.10 стр.265);
Мкр.=10 0,005 32 0,120,8 1 = 0,018 Нм = 0,000002 кгмм ,
P0 = 10 9,8 3 0,120,7 1 = 110Н = 11,3 кгс;
Мощность резания равна:
5.3.2. Расчет зажимных усилий в приспособлениях.
5.3.2.1. Фрезерное приспособление
Усилие зажима создается 2-мя прихватами. Зависимость между силой зажима Pз и осевой силой Q определяется из равновесия системы сил действующих на прихват. При этом необходимо соблюдение 3-х условий:
- алгебраическая сумма проекций всех сил на ось «Х» должна быть равна нулю;
- то же, но на ось «Y»;
- алгебраическая сумма моментов всех сил системы относительно любой точки, лежащей в плоскости сил, должна быть равна нулю.
Составив 3 уравнения, учитывающие вышеуказанные условия, и решив их относительно Q, находим, что
Q=, ([5] стр.122);
Откуда , ([5] стр.122);
где: Q – усилие создаваемое в резьбе;
Н – высота прижима;
H = 7мм;
L – вылет прихвата относительно своей оси;
L = 10мм;
f – коэффициент трения;
f = 0,1
, ([5]стр.119);
где Pи – усилие рабочего на гайке;
Pи = 5 кг·с;
L – плечо, на котором приложено усилие;
L= 35мм;
rср. – средний радиус резьбы;
rср =3,59 мм;
α – угол подъема витка резьбы;
α=2030’;
φ – угол трения в резьбовой паре;
φ=6034’.
D1,2 – наибольший и наименьший опорный диаметр торца гайки;
D1=8 мм, D2=18 мм;
Усилие создаваемое на данном прижиме равно:
;
Усилие оказываемое на заготовку двумя прихватами Pз=1456кгс.
5.3.2.2. Агрегатно-расточное приспособление
Усилие зажима детали создается винтом с резьбой М9 через плавающий наконечник.
Усилие зажима определяется исходя из формулы:
, ([5]стр.120);
где Pи – усилие рабочего ;
Pи =1 кг·с;
L – плечо, на котором приложено усилие ;
L=60 мм;
rср – средний радиус резьбы;
rср =3,59 мм;
α – угол подъема витка резьбы;
α=2030’;
φ – угол трения в резьбовой паре;
φ=6034’.
Усилие зажима равно:
5.3.2.3. Кондуктор
Усилие зажима детали создается винтом с резьбой М6 через плавающий наконечник.
Усилие зажима определяется исходя из формулы:
, ([5]стр.120);
где Pи – усилие рабочего ;
Pи =1 кг·с;
L – плечо, на котором приложено усилие ;
L=30 мм;
rср – средний радиус резьбы;
rср =3,59 мм;
α – угол подъема витка резьбы;
α=2030’;
φ – угол трения в резьбовой паре;
φ=6034’.
Усилие зажима равно:
;
6. Проектно-точностные расчеты технологического процесса.
6.1. Расчет настроечных размеров.
Для получения требуемой точности размеров при обработке по настройке недостаточно только одного условия, выраженного неравенством Δ≤δ. эталона Необходимо еще создать условия, чтобы при соблюдении этого неравенства действительные размеры обрабатываемых заготовок не выходили за пределы регламентируемые допусками на эти размеры. Выполнение этого условия достигается назначением соответствующего настроечного размера. Настроечным размером называется размер установочного или размер к получению которого следует стремиться при обработке пробных деталей в процессе настройки по промерам.
Расчет настроечного размера 5Н9:
, ([5]стр.34);
где Dmax – наибольшее значение диаметра вала;
Принимаем Dmax =5,03 мм;
Н - погрешность настройки станка;
, ([5]стр.13);
где рег – цена деления лимба станка;
изм. – погрешность измерения при измерении микрометром
рег = 0,002 мм; ([5]таб.2,стр.273);
изм = 0,018 мм; ([5]таб.2,стр.273);
Погрешность настройки станка равна:
м – погрешность мгновенного рассеивания.
м=0,018 мм; ([5]стр.272);
;
где m – количество настроечных деталей;
Принимаем m=4;
;
Т – погрешность от температурных деформаций;
Т=0,005 мм ; ([5]стр.14);
Oср. – среднее значение отжима под действием сил резания.
; ([5]стр.35);
где I – жесткость системы;
I=1500 кг/мм;
Ср- коэффициент, характеризующий среднее значение сопротивляемости обрабатываемого материала резанию;
Ср=70; ([5]стр.276);
S - подача
S=0,07 мм / об,
t – глубина резания;
t=0,34 мм,.
Среднее значение отжима равно:
;
Настроечный размер равен:
Расчет настроечного размера 2,5±0,1
, ([5]стр.39);
где lmin– минимальный размер;
Принимаем lmin=2,4 мм;
Н - погрешность настройки станка;
, ([5]стр.13);
где рег – цена деления лимба станка;
изм. – погрешность измерения при измерении микрометром
рег = 0,002 мм; ([5]таб.2,стр.273);
изм = 0,018 мм; ([5]таб.2,стр.273);
Погрешность настройки станка равна:
м – погрешность мгновенного рассеивания.
м=0,018 мм; ([5]стр.272);
;
где m – количество настроечных деталей;
Принимаем m=4;
;
Т – погрешность от температурных деформаций;
Т=0,05 мм ; ([5]стр.14);
Oср. – среднее значение отжима под действием сил резания.
; ([5]стр.35);
где I – жесткость системы;
I=1500 кг/мм;
Ср- коэффициент, характеризующий среднее значение сопротивляемости обрабатываемого материала резанию;
Ср=40; ([5]стр.276);
S - подача
S=0,05 мм / об,
t – глубина резания;
t=0,66 мм,.
Среднее значение отжима равно:
;
Настроечный размер равен:
6.2. Определение систематических и случайных погрешностей обработки.
К систематическим погрешностям в приборостроении относят погрешность от износа инструмента изн , считая, что работа ведется в установившемся тепловом режиме .
Сверление отверстий через кондуктор на 6,5±0,1.
К систематическим погрешностям можно отнести:
Погрешность от нагрева кондуктора
Δтк = L·α·Δt=0,00024·L; ([5]стр.23);
где L – межосевой размер;
L=6,5мм;
Остальные можно отнести к случайным.
Δтк = 0,00024·6,5=0,013мм;
Δсист=0,01мм;
1) погрешность от перекоса сверла - К ;
;
2) гарантированный зазор между сверлом и втулкой;
;
Δсв – допуск на сверло;
Δсв = 0,01мм;
Δвт – допуск на отверстие втулки;
Δвт = 0,01мм;
;
Zизн – допустимый износ сверла и втулки;
Zизн = 0,02мм;
3) погрешность от несоосности отверстия во втулке к наружному диаметру;
Δэ = 0,005мм; ([5]стр.23);
Δэ1 = 2·Δэ = 0,01мм;
4) погрешность от колебания размера сверла и втулки;
Zсл = δсв2 + δвт2 = 0,012 + 0,012 =0,0002мм;
5) погрешность выполнения размера под втулку в кондукторе;
Принимаем Δизг. = 0,02мм;
6) погрешность установки Δy ;
В данном случае Δy = 0;
7) погрешность базирования Δδ = 0;
Случайные погрешности равны:
Δслуч = ;
Δслуч = ;
Δслуч = 0,11мм;
Размер 6,5±0,1 , δ=0,2мм;
Δ=Δсист + Δслуч=0,01+0,11=0,12мм;
δ > Δ
Точность обработки обеспечена.
Фрезерование в размер 2,5±0,2
Δ==;
δ > Δ
Точность обработки обеспечена.
Растачивание отверстия 1,3+0,01
Δ==;
δ = Δ
Точность обработки обеспечена.
Растачивание отверстия 5Н9
Δ==;
δ > Δ
Точность обработки обеспечена.
Список использованной литературы.
1. Копаневич Е.Г. «Точность изготовления заготовок» "Москва", 1964г..
2. Попов Е.Н. «Расчет припусков и операционных размеров» МАТИ, "Москва", 1982г..
3. Попов Е.Н. «Справочные таблицы» МАТИ, "Москва", 1982г..
4. Косилова А.Г. и Мещеряков Р.К. «Справочник технолога машиностроителя» том 1,2. М., "Машиностроение", 1972 г.
5. Копаневич Е.Г. «Установочно-зажимные приспособления в приборостроении.» "Машиностроение", 1971г.
6. Кораблев П.А. «Точность обработки на металлорежущих станках в приборостроении» М., «Машгиз», 1962г.
7. Горошкин А.К. «Приспособление для металлорежущих станков» Справочник, "Машиностроение", 1979г.
8. «Справочник технолога приборостроителя» под редакцией профессора Малова А.Н. Москва 1962 г..
9. «Технология металлов» под редакцией кандидата техн. наук А.М.Кучера. «Машиностроение».1964г.
10. «Справочник металлиста» под редакцией доктора техн. наук профессора А.Н.Малова. «Машиностроение».1977г.
Rz20
2,5
1,25
2,5
2,5
2,5
2,5