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: Технология производства приборов и систем управления летательных аппаратов
РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по курсу:
"СТАНКИ И ТЕХНОЛОГИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ПРИБОРОВ"
Тема проекта: "Проектирование технологического процесса
обработки детали"
Студент: Ворошко А.В.
Факультет: № 8
Группа: 8 АСУ-III-3
Руководитель: Попов Е.Н.
Раменское 2003г.
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. Токарная обработка
5.3.1.2. Операция сверлильная
5.3.1.3. Операция 40. Фрезерная
5.3.1.4. Операция 60. Фрезерная
5.3.2. Расчет зажимных усилий в приспособлениях
5.3.2.1. Токарное приспособление
5.3.2.2. Кондуктор
5.3.2.3. Фрезерное приспособление
6. Проектно-точностные расчеты.
6.1. Расчет настроечного размера.
6.2. Определение систематических и случайных погрешностей обработки.
6.3. Определение поля рассеяния суммарной погрешности обработки.
Литература
Приложение:
Введение.
Бурный прогресс науки и техники во всех отраслях народного хозяйства обусловил большие задачи, стоящие перед современным приборостроением: создание широкой номенклатуры приборов при значительном диапазоне их выпуска от индивидуального до массового производства; повышенные требования к техническим характеристикам, к экономичности производства приборов и средств автоматизации, а так же эффективности их применения.
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 представляет собой полое тело вращения ступенчатой конфигурации с двумя выступами, боковым окном и углублением. Кроме того имеются гладкие и резьбовые отверстия. Деталь выполнена из литейного алюминиевого сплава АК-7Ч.
Точность размеров лежит в диапазоне 6 - 14 квалитетов.
Шероховатость поверхности - в диапазоне Ra 0,63 - Rz 40.
Точность размеров обрабатываемой детали и способы ее обеспечения.
Таблица 1.
Номерповерх-ности |
Обрабатываемая поверхность или размер |
Вид обработки |
|
Наименование |
Номинальныйразмер или допуск |
||
|
1 |
Наружная цилиндрическая поверхность |
Ø19h12 |
1. Точение на токарном станке за 1 проход. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 1 проход. |
|
2 |
Наружная цилиндрическая поверхность |
Ø20h6 |
1. Точение на токарном станке за 4 прохода. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 3 прохода. |
|
3 |
Внутренняя цилиндрическая поверхность |
Ø13К7 |
1. Точение на токарном станке за 4 прохода. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 3 прохода. |
|
4 |
Торцевая поверхность |
70,2-0,2 |
Точение за 1 проход. |
|
5 |
Внутренняя цилиндрическая поверхность |
Ø55H7 |
1. Точение на токарном станке за 4 прохода. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 2 прохода. |
|
6 |
Поднутрение |
Ø56H14 |
1. Точение на токарном станке за 2 прохода. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 1 прохода. |
|
7 |
Внутренняя цилиндрическая поверхность |
Ø66+0,4 |
Точение за 1 проход. |
|
8 |
Торцевая поверхность |
12-0,24 |
Точение за 1 проход. |
|
9 |
Паз |
12H11; 4,9-0,2; |
Фрезерование за 1 проход. |
|
10 |
Окно |
12H12; 48º±20’; 90º±1º; 17-0,3; |
Фрезерование методом врезания за 3 прохода. |
|
11 |
Углубление |
14H12; 30º±30º; 120º±1º; 17-0,3; R31-0,2; |
Фрезерование за 1 проход. |
|
12 |
Система отверстий |
М6-7H; Ø76±0,2; |
1. Сверление на координатно-расточном станке. 2. Сверление на фрезерном станке. 3. Сверление через кондуктор. |
|
13 |
Система отверстий |
М2-6H; 37º±20’; 106º±20º; 17-0,3; |
1. Сверление на координатно-расточном станке. 2. Сверление на фрезерном станке. 3. Сверление через кондуктор. |
|
14 |
Система отверстий |
Ø4,5H14; Ø4,5±0,1; Ø1,8+0,12; 120º±20’; 240º±20º; |
1. Сверление на координатно-расточном станке. 2. Сверление на фрезерном станке. 3. Сверление через кондуктор. |
1.2 Анализ способов получения заготовки.
Материал детали АК-7Ч уже предопределяет способ получения заготовки – литье.
Возможны следующие способы получения заготовки литьем:
1. Литье в землю;
2. Литье в кокиль;
3. Литье по выплавляемой модели;
4. Литье под давлением;
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 АК-7Ч в серийном производстве авиационного приборостроения. 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 |
Наружная цилиндрическая поверхность |
|
Точение за 1 проход. |
|
2 |
Наружная цилиндрическая поверхность |
|
1. Точение на токарном станке за 4 прохода. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 3 прохода. |
|
3 |
Внутренняя цилиндрическая поверхность |
1. Точение на токарном станке за 4 прохода. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 3 прохода. |
|
|
4 |
Торцевая поверхность |
Точение за 1 проход. |
|
|
5 |
Внутренняя цилиндрическая поверхность |
|
1. Точение на токарном станке за 4 прохода. 2. Точение на токарном станке с ЧПУ за 2 прохода. |
|
6 |
Поднутрение |
Точение на токарном станке с ЧПУ за 1 проход. |
|
|
7 |
Внутренняя цилиндрическая поверхность |
Точение за 1 проход. |
|
|
8 |
Торцевая поверхность |
Точение за 1 проход. |
|
|
9 |
Паз |
Фрезерование за 1 проход. |
|
|
10 |
Окно |
Фрезерование за 3 прохода. |
|
|
11 |
Углубление |
Фрезерование за 1 проход. |
|
|
12 |
Отверстие М6-7H |
1.Сверление, резьбы нарезание метчиком. 2. Сверление, нарезание резьбы раскатником. |
|
|
13 |
Отверстие М2-6H |
1.Сверление, резьбы нарезание метчиком. 2. Сверление, нарезание резьбы раскатником. |
|
|
14 |
Отверстие Ø4,5H14; Ø1,8+0,12; |
Сверление |
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 Ø13К7 и Ø20h6 не более 0, 01мм |
Точение за 1 установку. |
|
Допустимая несоосность отверстий Ø13К7 и Ø55H7 не более 0, 03мм |
Точение с базой на Ø55H7 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 Ø 65 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= 65мм;
∆изн.- допустимый износ размера в форме.
Принимаем ∆изн.=0,1мм;
∆=0,03+0,002∙65+0,1=0,26мм;
Допуск на размер по чертежу равен 0,3мм;
δ=0,3мм , 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= 65мм;
∆Yс =0,02∙65=0,13мм.
∆Yсф. - погрешность в следствии неравномерного изменения размеров формы при сушке,
∆Yсф. =0,001∙L, где L-размер ([1], стр180);
L= 65мм;
∆Yсф. =0,001∙65=0,065мм.
∆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= 65мм;
∆изм. =0,01∙65=0,65мм;
∆р- погрешность от разбивки формы при формовке,
∆р =0,005∙Hз, где Hз - высота заготовки
∆р =0,005∙30=0,15мм;
∆=0,13+0,065+0,3+0,1+0,65+0,15=1,395мм;
Допуск на размер по чертежу равен 0,3мм;
δ=0,3мм , δ<∆ , 0,3<1,395.
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 детали типа «Стакан» при этом создается определенная точность некоторых размеров и плоскостей, на которые можно базироваться для дальнейшей обработки детали.
Первоначальной базой для обработки является литейная поверхность Ø65, которая в дальнейшем не обрабатывается .
Вся последующая обработка ведется с установкой на уже обработанные поверхности. Токарная обработка выполняется на токарном станке повышенной точности - ТВП-320.
На первой операции деталь крепится в 3-х кулачковом патроне с сырыми кулачками, на второй операции в специальном приспособлении.
Отверстия в детале сверлятся с помощью кондуктора на настольно-сверлильном станке СН-12.
Резьба нарезается на резьбонарезном станке ВС-11М. 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.
Фрезерная обработка выполняется на универсально-фрезерном станке ОФ-55 с использованием специальных установочно-зажимных приспособлений.
В качестве режущего инструмента в технологическом процессе применяется стандартный инструмент.
Мерительный инструмент в подавляющем большинстве случаев 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 «Стакан» является наиболее целесообразной.
3. Определение припусков и операционных размеров
Рассчитаем припуск для размера Ø20h6.
Размер обеспечивается за три прохода и считается охватывающим.
В качестве расчётного значения минимального припуска принимается двусторонний припуск
Z I MIN = 2[ RZ(I-1) + T I-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.4 );
TI-1 - глубина дефектного поверхностного слоя, образовавшегося на предшествующей ступени обработки, выбираем по таблице ( [3], табл.1П, стр.4 );
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.
3 проход
Z 3 MIN = 2[ RZ 2 + T 2 + (δИ2 + Σ δеj2 )1/2],
Значения из таблиц выбираем для чистовой обработки.
RZ 2 =0,03мм - высота неровностей профиля, полученных на первом
проходе;
T 2 =0 мм - глубина дефектного слоя, образовавшегося на первом проходе;
δИ =2·∆И·lX - смещение оси заготовки в опасном сечении за счёт изогнутости, где: ( [2], стр10 );
∆И – удельна изогнутость; ∆И=0,00015 мм/м , ( [3], табл. 2П, стр. 5 );
lX – расстояние до опоры; lX= 58мм;
δИ =2·∆И·lX=2·0,00015·58=0,00002мм;
δе =0,002мм (Точность при обработке за один установ принимаем равной биению шпинделя станка);
Z 3 MIN = 2*[0,03+0+(0,000022 +0,002)1/2 ] =0,06мм;
Принимаем Z 3 MIN=0,2мм;
Размер после 3-го прохода соответствует размеру по чертежу.
Операционный размер равен Адет = А3 =20мм.
2 проход
Z 2 MIN = 2[ RZ 1 + T 1 + (δИ2 + Σ δеj2 )1/2],
Значения из таблиц выбираем для черновой обработки
RZ 1=0,06мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
T 1 =0мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
δИ =2·∆И·lX=2·0,00015·58=0,00002мм;
δИ =0,00002мм; δе =0,002мм;
Z 2 MIN =2* [0,06+0+(0,000022+0,002)1/2]=0,12мм.
Принимаем Z 2 MIN=0,2мм;
Размер после 2-го прохода равен:
A2 = A3 + Z3 min + δ2, где ( [2], стр.16 );
δ2 – допуск на межоперационный размер. Принимаем межоперационную точность по 11 квалитету.
δ2=0,13мм;
A2 =20 + 0,2 + 0,13 =20,33мм;
Принимаем A2 =20,4мм.
1 проход
Z 1 MIN = 2[ RZ 0 + T 0 + (δИ2 + Σ δеj2 )1/2],
Значения выбираем для литья из таблиц
Rзаг = RZ 0=0,05мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
T заг = T 0 =0,05мм; ( [3], табл.1П, стр.4 );
∆И=0,0009 мм/м , ( [3], табл. 2П, стр. 5 );
δИ =2·0,0009·58=0,0001мм;
Σ δеj2- сумма квадратов допусков δеj2, регламентирующих несоосность обрабатываемой поверхности относительно технологической базы на предшествующей и выполняемой ступенях обработки.
Несоосность базовой поверхности относительно обрабатываемой в заготовке принимаем δе заг =0,15мм (половина допуска на литье);
При установке в 3-х кулачковый патрон погрешность принимаем:
δе =0,19мм; ( [3],табл. 8П,стр. 9);
Σ δеj2=0,152+0,192=0,0586мм;
Z 1 MIN =2* [0,05+0,05+(0,0001 2+0,0586)1/2]=0,68мм.
Размер после 2-го прохода равен:
A1 = A2 + Z2 min + δ1. ( [2], стр.16 );
δ1 – допуск на межоперационный размер. Принимаем межоперационную точность по 11 квалитету.
δ1=0,13мм;
A1 =20,4 + 0,2 + 0,13= 20,73мм.
Принимаем A1=20,8мм;
Размер в заготовке равен
А0 =Азаг = A1 + Z1 min + δ0. ([2], стр.17 );
δзаг=δ0 – допуск на заготовку.
δзаг=δ0=0,3мм
Азаг = 20,8 + 0,68 + 0,3 = 21,78мм.
Операционный размер принимаем Азаг =21,8мм.
Рассчитаем припуск для размера 12-0,24.
Размер обеспечивается за один проход.
В качестве расчётного значения минимального припуска принимается односторонний припуск
Z I MIN = RZ(I-1) + T I-1 + wф ( i-1) , ([2], стр.13 );
где wф (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 );
wф заг=0,2мм ( [3], табл.11П, стр.14 );
Z MIN = 0,05 + 0,05+ 0,2=0,3мм ,
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.= 12+ 0,3+ 0,3=12,6мм.
Рассчитаем припуск для размера Ø55H7 .
Припуск для данного размера принимаем равным
Z MIN = Z 2 MIN20h6 + Z 1 MIN20h6;
Z 2 MIN=0,2мм;
Z 1 MIN=0,68мм;
Z MIN = 0,2 + 0,68=0,88мм;
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.= 55 - 0,88 - 0,3=53,82мм.
Операционный размер принимаем Азаг =53,8мм.
При правильном расчете припусков значительно сокращается количество металла, попадаемого в отход, что снизит трудоемкость операциии сделает техпроцесс более технологичным.
4. Технологическое нормирование.
4.1. Определение режимов резания.
В соответствии с методическим руководством [2] расчет ведется для основных операций технологического процесса.
Операция 35. Токарная
Расчет ведем по переходам.
1. Подрезка торца.
Первый проход. Глубина резания – t , подача – S.
t = 0,3мм,
S =0,25мм/об. ([4]табл.14 стр.268);
Скорость резания , ([4]табл.14 стр.268);
где:
Сv =328
m =0,28 ([4]табл.17 стр.270);
x = 0,12
y = 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙ K2 , где
KMV – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8 ([4]табл.4 стр.263);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.5 стр.263);
KИV – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4]табл.6 стр.263);
Kφ – коэффициент учитывающий влияние угла φ инструмента,
Kφ=0,7 ([4]табл.18 стр.271);
K2 – коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
K2=0,94 ([4]табл.18 стр.271);
T – стойкость резца,
Т = 45мин., ([4] стр.268);
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=20мм;
n=1000∙124,6/ π ∙20=1984 об./мин.,
Станок имеет бесступенчатое регулирование оборотов.
n1=1984об./мин.
2. Расточка отверстия Ø13К7.
Глубина резания – t , подача – S.
t = 0,34мм,
S =0,07мм/об. ([4]табл.14 стр.268);
Скорость резания , ([4]табл.14 стр.268);
где:
Сv =328
m =0,28 ([4]табл.17 стр.270);
x = 0,12
y = 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙ K2 , где
KMV – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8 ([4]табл.4 стр.263);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.5 стр.263);
KИV – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4]табл.6 стр.263);
Kφ – коэффициент учитывающий влияние угла φ инструмента,
Kφ=0,7 ([4]табл.18 стр.271);
K2 – коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
K2=0,94 ([4]табл.18 стр.271);
T – стойкость резца,
Т = 45мин., ([4] стр.268);
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=13мм;
n=1000∙234/ π ∙13=5732 об./мин.,
По станку принимаем n2=2000 об./мин.,
Действительная скорость резания равна:
VД= π∙D∙n/1000= π∙13∙2000/1000=81,6 м/мин.;
3. Проточка Ø20h6 и торца до Ø65.
Глубина резания – t , подача – S.
t = 0,34мм,
S =0,07мм/об. ([4]табл.14 стр.268);
Скорость резания , ([4]табл.14 стр.268);
где:
Сv =328
m =0,28 ([4]табл.17 стр.270);
x = 0,12
y = 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙ K2 , где
KMV – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8 ([4]табл.4 стр.263);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.5 стр.263);
KИV – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4]табл.6 стр.263);
Kφ – коэффициент учитывающий влияние угла φ инструмента,
Kφ=0,7 ([4]табл.18 стр.271);
K2 – коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
K2=0,94 ([4]табл.18 стр.271);
T – стойкость резца,
Т = 45мин., ([4] стр.268);
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=65мм;
n=1000∙234/ π ∙65=1146 об./мин.,
Принимаем n3=1146 об./мин.;
4. Проточка Ø19h12.
Глубина резания – t , подача – S.
t = 0,34мм,
S =0,35мм/об. ([4]табл.14 стр.268);
Скорость резания , ([4]табл.14 стр.268);
где:
Сv =328
m =0,28 ([4]табл.17 стр.270);
x = 0,12
y = 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙ K2 , где
KMV – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8 ([4]табл.4 стр.263);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.5 стр.263);
KИV – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4]табл.6 стр.263);
Kφ – коэффициент учитывающий влияние угла φ инструмента,
Kφ=0,7 ([4]табл.18 стр.271);
K2 – коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
K2=0,94 ([4]табл.18 стр.271);
T – стойкость резца,
Т = 45мин., ([4] стр.268);
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=20мм;
n=1000∙103,2/ π ∙20=1643 об./мин.,
Принимаем n4=1643 об./мин.;
Операция 50. Сверлильная
Рассчитаем режимы резания при сверлении отверстий Ø5H11 эти режимы применим при сверлении других отверстий.
Подача – S,
S =0,12 мм/об. ([4]табл.25 стр.277);
Скорость резания , ([4] стр.276);
где:
Сv =36,3
m =0,125 ([4]табл.28 стр.278);
q = 0,12
y = 0,55
D – диаметр сверления,
D= 5мм;
KV=KMV∙ KПV∙ KLV , где
KMV – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8 ([4]табл.4 стр.263);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.5 стр.263);
KLV – коэффициент учитывающий глубину сверления,
KLV=1 ([4]табл.31 стр.263);
T – стойкость резца,
Т = 20мин., ([4]табл.30 стр.280);
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=5мм;
n=1000∙86,6/ π ∙5=5516 об./мин.,
По станку принимаем n=4500об./мин.
Действительная скорость резания равна:
VД= π∙D∙n/1000= π∙5∙4500/1000=70,6 м/мин.;
Операция 40. Фрезерная
Фрезерование пазов шириной 12H11.
Концевая фреза диаметром D=12мм;
Число зубьев Z=8;
Глубина фрезерования t=0,66мм;
Ширина фрезерования B=2,1мм;
Скорость резания , ([4] стр.282);
где:
Сv =328
m =0,33
x = 0,3 ([4]табл.39 стр.289);
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.4 стр.263);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.5 стр.263);
KИV – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4]табл.6 стр.263);
T – стойкость резца,
Т = 40мин., ([4]табл.40 стр.290(получено экстраполяцией));
Подача – S, SZ ([4]табл.35 стр.284);
SZ=0,04 мм/зуб ;
S=SZ∙Z;
S =0,04∙8 =0,32 мм/об.
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=12мм;
n=1000∙198,9/ π ∙12=5278 об./мин.,
По станку принимаем n=2150 об./мин.
Действительная скорость резания равна:
VД= π∙D∙n/1000= π∙12∙2150/1000=81 м/мин.;
Операция 60. Фрезерная
Фрезерование сквозного паза шириной 12мм под углом 90°.
Фрезерование углубления R31 под углом 120° шириной 14 мм..
Фреза концевая Ø6мм D=6мм. Число зубьев Z=5.
по ГОСТ 8237-76
Принимаем глубину резания t=1мм;
Ширина фрезерования В=6мм;
Принимаем подачу SZ=0,01 мм/зуб; ([7]табл.37 стр.551);
S=SZ∙Z=0,01∙5=0,05мм/об.
Скорость резания , ([4] стр.282);
где:
Сv =185,5
m =0,33
x = 0,3 ([4]табл.39 стр.289);
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.4 стр.289);
KПV – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4]табл.5 стр.289);
KИV – коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4]табл.6 стр.289);
T – стойкость резца,
Т = 60мин., ([4]табл.40 стр.290(получено экстраполяцией));
;
Число оборотов равно n=1000∙V/π∙D,
где D – диаметр обработки,
D=6мм;
n=1000∙138/ π ∙6=7324 об./мин.,
По станку принимаем n=2150 об./мин.
Действительная скорость резания равна:
VД= π∙D∙n/1000= π∙6∙2150/1000=40,5 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 35. Токарная
Расчет Toсн ведем по переходам.
1 переход.
l - глубина обработки l = 4,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 1 мм;
n - число оборотов n= 1984 об/мин
S - подача S = 0,25 мм/об;
i - число проходов i = 1
;
2 переход.
l - глубина обработки l = 40 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 1 мм;
n - число оборотов n= 2000 об/мин
S - подача S = 0,07 мм/об;
i - число проходов i = 3
;
3 переход.
l - глубина обработки l = 30,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 1 мм;
n - число оборотов n= 1146 об/мин
S - подача S = 0,07 мм/об;
i - число проходов i = 3
;
4 переход.
l - глубина обработки l = 27,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 1 мм;
n - число оборотов n= 1643 об/мин
S - подача S = 0,35 мм/об;
i - число проходов i = 1
;
Тосн.= Т1осн. + Т2осн. + Т3осн. + Т4осн.=0,01+0,88+1,2+0,05=2,14 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 0,2 мин
Очистка приспособления и
детали от стружки 0,1 мин
__________________________
Твсп = 1,1 мин
По нормативам Тобсл = 3,5 % (.Тосн + Твсп)
Тобсл = |
3,5 |
(2,14+ 1,1) = 0,11 мин |
100 |
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = |
4 |
(2,14 + 1,1) = 0,13 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. = 2,14 + 1,1+ 0,11+ 0,13 + 0,66 = 4,14 мин.
Операция 50. Сверлильная
1. Сверление 3-х отверстий Ø4,5H14;
l - глубина обработки l = 5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 2,3 мм;
n - число оборотов n= 4500 об/мин
S - подача S = 0,12 мм/об;
i - число проходов i = 3
;
2. Сверление отверстия Ø1,8+0,12;
l - глубина обработки l = 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 Ø5H11;
l - глубина обработки l = 12,6 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 2,5 мм;
n - число оборотов n= 4500 об/мин
S - подача S = 0,12 мм/об;
i - число проходов i = 2
;
4. Сверление 2-х отверстий Ø1,6H11;
l - глубина обработки l = 1,5 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 0,8 мм;
n - число оборотов n= 4500 об/мин
S - подача S = 0,12 мм/об;
i - число проходов i = 2
;
Тосн.= Т1осн. + Т2осн. + Т3осн. + Т4осн.=0,04+0,01+0.06+0,01=0,12 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 |
(0,12+ 1) = 0,04 мин |
100 |
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = |
4 |
(0,12 + 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. = 0,12 + 1+ 0,04+ 0,05 + 0,5 = 1,7 мин.
Операция 40. Фрезерная
Фрезерование 2-х пазов 12H11;
l - глубина обработки l = 12 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 6 мм;
n - число оборотов n= 2150 об/мин
S - подача S = 0,32 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 |
(0,05+ 1,1) = 0,04 мин |
100 |
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = |
4 |
(0,05 + 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. = 0,05 + 1,1+ 0,04+ 0,05 + 0,33 = 1,57 мин.
Операция 60. Фрезерная
1. Фрезерование сквозного окна шириной 12 под углом 90° фрезой Ø6мм.
t – глубина фрезерования t = 1 мм;
l - глубина обработки l = 48,6 мм; (π·R/2= π·31/2=48,6);
l1 - величина врезания инструмента l1 = 5 мм; (5 врезаний по 1 мм);
n - число оборотов n= 2150 об/мин
S - подача S = 0,05 мм/об;
i - число проходов i = 10
;
2. Фрезерование углубления R31 под углом 120° фрезой Ø6мм.
t – глубина фрезерования t = 1 мм;
l - глубина обработки l = 68 мм;
l1 - величина врезания инструмента l1 = 0 мм;
n - число оборотов n= 2150 об/мин
S - подача S = 0,05 мм/об;
i - число проходов i = 3
;
Тосн.= Т1осн. + Т2осн.=4,98+1,89=6,87 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 0,2 мин
Очистка приспособления и
детали от стружки 0,1 мин
__________________________
Твсп = 1,1 мин
По нормативам Тобсл = 3,5 % (.Тосн + Твсп)
Тобсл = |
3,5 |
(6,87+ 1,1) = 0,27 мин |
100 |
Тотд = 4 % (.Тосн + Твсп)
Тотд = |
4 |
(6,87 + 1,1) = 0,32 мин |
100 |
Тп.з назначается на партию деталей, исходя из реальных условий производства.
По заводским нормативам, при месячном планировании на партию деталей 25 штук. Тп.з = 20 мин.
Тп.з. = |
20 |
= 0,8 мин |
25 |
Отсюда Тштуч.к. = 6,87 + 1,1+ 0,27+ 0,32 + 0,8 = 9,36 мин.
5. Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки.
5.1. Описание спроектированной технологической оснастки.
Токарное приспособление.
Токарное приспособление представляет собой патрон с жестким центрирующим элементом и двумя прихватами. Установка приспособления на токарном станке осуществляется путем центрирования на гладкой шейке шпинделя станка диаметром Ø55H6 и крепления на резьбовую часть шпинделя М52х5-6Н. Для исключения самоотвинчивания приспособления со шпинделя станка во время работы на шейке корпуса поз.1 сделаны 6 прорезей и на ней закрепляется разрезное кольцо поз.7, так же имеющее 6 прорезей , одна из них сквозная. При ввинчивании болта поз.23 кольцо поз.7 сжимает шейку корпуса, плотно закрепляя ее на шпинделе станка. Деталь центрируется по обработанной цилиндрической поверхности Ø55H7 на оправку поз.3. и торцевой поверхностью прилегающей к поверхности оправки. Для фиксации детали относительно прихвата предусмотрены 2 цилиндрических фиксатора поз.13. Осевой зажим детали осуществляется 2-мя рычагами-прихватами поз.5 приводимыми в действие через тягу поз.8 и коромысло поз.6. Для обеспечения Равномерности зажима рычагами предусмотрены конические шайбы поз.26,27, позволяющие коромыслу покачиваться. При обратном ходе тяги поз.8 кольцо поз.9 давит на коромысло и перемещает его вправо. При этом прихваты поз.5 скользят по сухарям поз.10, помещенным в планшайбе поз.2, и в определенный момент под действием пружин поз.11 и плунжеров поз.12 раскрываются и освобождают деталь. Для безопасности работы приспособление закрыто кожухом поз.4.
Фрезерное приспособление.
Приспособление представляет собой «П»-образный корпус поз.1 с 2-мя «Г»-образными прихватами. Центрирование приспособления на столе фрезерного станка осуществляется с помощью 2-х призматических шпонок поз.7 , а крепление болтами через «Т»-образные пазы стола станка. Деталь базируется в приспособлении на обработанную наружную цилиндрическую поверхность Ø20H6 в кольце позиция поз.5 и торцевую плоскость, прилегающую к плоскости кольца. Для фиксации деталь от проворота служит вилка поз. 6. Осевой зажим детали осуществляется 2-мя прихватами поз.4, перемещающимися в стаканах поз.3, при этом усилие зажима передается торцами гаек поз.19,20 через болты поз.10 и коромысло поз.8. Во избежание изгиба болта поз.10 и образования задиров на торце гайки поз.19,20. использованы сферические шайбы поз.21. При отворачивании затяжной гайки поз.20 пружины поз.2 поднимают прихваты вверх, освобождая деталь.
Кондуктор.
Спроектированный кондуктор предназначен для сверления системы отверстий в трех плоскостях (2-х горизонтальных и 2-х вертикальных) и представляет собой кондуктор со съемной плитой. Центрирование корпуса поз.1 с плитой поз.2 осуществляется с помощью 2-х направляющих конических фиксаторов поз.15. Крепление плиты к корпусу производится 2-мя откидными болтами поз.13 с гайками поз.14. Базирование детали осуществляется по внутренней цилиндрической поверхности Ø 55H7 и плоскости на полую оправку поз.7, закрепленную на корпусе при помощи 3-х винтов. Фиксация детали от смещения используется фиксатор поз.12. На съемной плите закреплен стакан поз.3 в который вворачивается винт поз.4 с пятой поз.5. Крепление пяты на винте осуществляется удерживающим пружинным кольцом поз.6. Пята имеет возможность свободно «покачиваться» , что исключает перекосы при закреплении обрабатываемой детали. При заворачивании винта с пятой производится крепление детали. В корпусе и съемной плите запрессованы кондукторные втулки поз.8,9,10,11, через которые выполняется сверление. Установка кондуктора на столе для сверления отверстий через кондукторные втулки в основании корпуса осуществляется при помощи ножек поз.16.
5.2. Расчет погрешностей базирования детали
Операция 35. Токарная
Заготовка ориентируется по оси симметрии отверстия 55H7 цилиндрическим пальцем, а торцевая плоскость совмещается с установочной плоскостью приспособления. В этом случае погрешность базировки для линейных размеров, отсчитываемых от торцевой плоскости, равна нулю, а для диаметральных размеров, отсчитываемых от оси отверстия определяется по формуле:
([5] стр.64)
где δ0 – поле допуска на диаметр фиксируемого отверстия;
δ0 = 0,03мм;
δп – поле допуска на диаметр фиксирующего пальца;
δn = 0,02 мм;
Н – высота базовой поверхности.
Н =18 мм;
D – диаметр опорного торца
D = 90мм;
Δβ – угол перекоса базового торца относительно диаметра.
При обработке диаметра и торца за один установ, считаем перекос равным биению шпинделя станка и принимаем:
tgΔβ = 0,002/45=0,00004;
Погрешность базировки равна:
Операция 50. Сверлильная.
Для узловых размеров, отсчитываемых от линии базирования детали погрешность базирования равна
(α)=, где ([5] 1.47 стр. 31);
, ([5] 1.48 стр. 31);
где δ0 – поле допуска на диаметр фиксируемого отверстия
δ0 = 0,03мм;
δn – поле допуска на диаметр фиксирующего пальцев;
δn= 0,02мм;
Н- высота фиксируемого отверстия;
Н=8мм;
D – диаметр опорного торца
D = 66мм;
Δβ – половина поля допуска на неперпендикулярность оси отверстия и торцевой плоскости заготовки;
При обработке диаметра и торца за один установ, считаем перекос равным биению шпинделя станка и принимаем:
tg Δβ = 0,002/33=0,000061;
α – угол в детали;
α =120°;
R – радиус на котором на расположены просверливаемые отверстия;
R = 23мм;
;
(120°)=.
На расстоянии между просверливаемыми отверстиями погрешность базирования не влияет, т.к. точность зависит от точности изготовления кондуктора.
Операция 40. Фрезерная.
Заготовка ориентируется по оси цилиндра 20h6 цилиндрическим отверстием приспособления, а торцевая плоскость детали совмещается с установочной плоскостью приспособления. В этом случае погрешность базировки для различных размеров определяется по соответствующим формулам приведенным для расчета погрешности базирования при токарной обработке.
([5] стр.64)
где δ0 – поле допуска на диаметр фиксируемого вала;
δ0 = 0,013мм;
δп – поле допуска на диаметр фиксирующего отверстия;
δn = 0,021 мм;
Н – высота базовой поверхности.
Н =1 мм;
D – диаметр опорного торца
D = 65мм;
Δβ – угол перекоса базового торца относительно диаметра.
При обработке диаметра и торца за один установ, считаем перекос равным биению шпинделя станка и принимаем:
tgΔβ = 0,002/32,5=0,0000625;
Погрешность базировки равна:
;
5.3. Расчет сил резания и зажимных усилий.
5.3.1. Расчет сил резания при обработке детали.
5.3.1.1. Токарная обработка (20h6).
Сила резания при токарной обработке рассчитывается по формуле:
РZ = 10 СР tх Sy Vn KР , где ([4] стр.271);
Глубина фрезерования t = 0,34 мм;
Подача S = 0,07 мм; ([4] табл.22 стр.274);
Скорость резания V = 103,2 м/мин
СР = 40;
х = 1;
у = 0,75;
n = 0
KP = KMP KP KP КP КRP,
КМP = 1 ([4] табл.10 стр.265);
КP = 1 ([4] табл.23 стр.275);
КP = 1,15 ([4] табл.23 стр.275);
КP = 1,08 ([4] табл.23 стр.275);
КRP = 0,87 ([4] табл.23 стр.275);
РZ = 10 40 0,34 0,070,75 1 1 1,08 1,15 1 0,87 = 20 Н=2,04 кгс
Мощность резания при обработке равна:
5.3.1.2. Операция сверлильная.
Сверление отверстия 5H11.
Крутящий момент при сверлении определяется по формуле:
Мкр.=10 См Dq Sy KP , ([4] стр.277);
Осевая сила определяется по формуле:
P0 = 10 Сp Dq Sy KP , где ([4] стр.277);
Для Мкр. принимаем:
СМ = 0,005;
q = 2; ([4] табл.32 стр.281);
у = 0,8;
Для P0 принимаем:
СР = 9,8;
q = 1; ([4] табл.32 стр.281);
у = 0,7;
D – диаметр сверления;
D = 5мм;
Подача S=0,12 мм/об;
KP = КМP = 1 ; ([4] табл.10 стр.265);
Мкр.=10 0,005 52 0,120,8 1 = 0,018 Нм = 0,000002 кгмм ,
P0 = 10 9,8 5 0,120,7 1 = 110Н = 11,3 кгс;
Мощность резания равна:
5.3.1.3. Операция 40. Фрезерная.
Фрезерование паза 12Н11.
; ([4] стр.282);
СР = 68,2;
х = 0,86;
у = 0,72; ([4] табл.41 стр.291);
n = 1;
q = 0,86;
W = 0;
КМP = 1 ; ([4] табл.10 стр.265);
Концевая фреза диаметром D=12мм;
Число зубьев Z=8;
Глубина фрезерования t=0,66мм; ([4]табл.35 стр.284);
Ширина фрезерования B=2,1мм;
Подача SZ=0,04 мм/зуб ;
Число оборотов равно n = 2150 об./мин.;
Скорость резания VД=81 м/мин.;
Мощность резания равна:
;
5.3.1.4. Операция 60. Фрезерная.
; ([4] стр.282);
СР = 68,2;
х = 0,86;
у = 0,72; ([4] табл.41 стр.291);
n = 1;
q = 0,86;
W = 0;
КМP = 1 ; ([4] табл.10 стр.265);
Концевая фреза диаметром D=6мм;
Число зубьев Z=5;
Глубина фрезерования t=1мм; ([4]табл.35 стр.284);
Ширина фрезерования B=6мм;
Подача SZ=0,01 мм/зуб ;
Число оборотов равно n = 2150 об./мин.;
Скорость резания VД= 40,5 м/мин.;
;
Мощность резания равна:
;
5.3.2. Расчет зажимных усилий в приспособлениях.
5.3.2.1. Токарное приспособление
Поршневые усилители в основном нормализованы и применяются в качестве устройств, приставляемых к приспособлению или станку. Зная требуемое значение усилия Q, которое должно передаваться выходным штоком пневмоусилителя, и удельное давление p воздуха, поступающего в рабочую камеру пневмоусилителя, можно определить диаметр поршня пневмоцилиндра. При расчетах значение р принимается равным 4кг/см2. Усилие Q, снимаемое со штоков поршневых усилителей, определяется по следующим формулам:
- в усилителях двустороннего действия:
при рабочем ходе Q=π · D2 · p · η / 4 ([5] стр.128);
при холостом ходе (справа на лево) Q=π · (D2 –d2)· p · η / 4
где Q – усилие, снимаемое со штока (кг);
D – диаметр поршня (см);
d – диаметр штока (см);
p – удельное давление воздуха;
η – К.П.Д., его значение для поршневых двигателей принимают равным 0,85;
Заменив π , p и η их значениями, получим формулы соответственно
- при рабочем ходе Q=2,67 D2
- при холостом Q=2,67(D2 –d2)
5.3.2.2. Кондуктор
Усилие зажима детали создается винтом с резьбой М8 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:
;
Схема распределения усилий при сверлении:
5.3.2.3. Фрезерное приспособление
Усилие зажима создается 2-мя «Г» - образными 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 Г – образного прихвата в стакане;
H = 60мм;
L – вылет прихвата относительно своей оси;
L = 30мм;
f – коэффициент трения;
f = 0,1
, ([5]стр.119);
где Pи – усилие рабочего на рукоятке ключа;
Pи = 5 кг·с;
L – плечо, на котором приложено усилие;
L= 200мм;
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 Г- образном прихвате равно:
;
Усилие оказываемое на заготовку двумя прихватами Pз=1456кгс.
Схема распределения усилий при сверлении:
Условие надежного закрепления:
Мрез·3 < Fтр·l;
9,5·12·3 < 728·0,1·30;
342 < 2184;
Крепление надежно.
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. 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 эталона или размер к получению которого следует стремиться при обработке пробных деталей в процессе настройки по промерам.
Токарная обработка.
Расчет настроечного размера 20h6 (20-0,013):
, ([5]стр.34);
где Dmin – наименьшее значение диаметра вала;
Принимаем Dmin=19,987мм;
Н - погрешность настройки станка;
, ([5]стр.13);
где рег – цена деления лимба станка;
изм. – погрешность измерения при измерении микрометром
рег = 0,02 мм; ([5]таб.2,стр.273);
изм = 0,014 мм; ([5]таб.2,стр.273);
Погрешность настройки станка равна:
м – погрешность мгновенного рассеивания.
м=0,016 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=0,07 мм / об,
t – глубина резания;
t=0,34 мм,.
Среднее значение отжима равно:
;
Настроечный размер равен:
Расчет настроечного размера 55H7 (55+0,03):
, ([5]стр.34);
где Dmax – наибольшее значение диаметра вала;
Принимаем Dmax =55,03 мм;
Н - погрешность настройки станка;
, ([5]стр.13);
где рег – цена деления лимба станка;
изм. – погрешность измерения при измерении микрометром
рег = 0,02 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=0,07 мм / об,
t – глубина резания;
t=0,34 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 4,5H14 на 46±0,1
6.3.Опеределение поля рассеивания суммарной погрешности обработки
Операция 50. Сверлильная.
Размер 46±0,1 , δ=0,2мм;
Δ=Δсист + Δслуч=0,01+0,11=0,12мм;
δ > Δ
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 2. М., "Машиностроение", 1985г., 567 с.
5. Копаневич Е.Г. «Установочно-зажимные приспособления в приборостроении.» "Машиностроение", 1971г., 280 с.
6. Кораблев П.А. «Точность обработки на металлорежущих станках в приборостроении.» М., "Машгиз", 1962г., 297 с.
7. Горошкин А.К. «Приспособление для металлорежущих станков.» Справочник, "Машиностроение", 1979г., 303 с.
8. «Справочник технолога приборостроителя.» под редакцией профессора Малова А.Н. Москва 1962 г..
Rz20
1,25
0,63
Rz20
1,25
Rz40
Rz40
Rz20
Rz40
Rz20
Rz20
Rz20
Rz20
Rz20
Rz40
Fтр=Q·f=53·0,1
l=32,5мм
Q=53кгс
Мрез=0,000002кг·мм
Условие надежного закрепления:
Мрез·3 < Fтр·l;
0,000002·3 < 53·0,1·32,5;
0,000006 < 172;
Крепление надежно.
L=30мм
Мрез.=PЗ · DФ =9,5·12
Pз=30мм
Fтр=Pз · f=728·0,1