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
1. Конструктивно-технологическая характеристика
детали «Корпус»
1.1. Конструктивная характеристика детали.
Данная деталь изготавливается из литейного сплава Ал2. Он обладает высокой жидкотекучестью, малой склонностью к горячим трещинам (трещины не образуются даже на самых тонких кольцах) и хорошей герметичностью. Линейная усадка 0,8-1.1 %; объемная усадка 3%. Термической обработкой сплав не упрочняется.
Отливки из сплава Ал2 перед механической обработкой подвергают низкотемпературному отжигу для снятия остаточных напряжений, которые могут вызвать коробление деталей при механической обработке, а также эксплуатации. Кроме того, в особо ответственных случаях, когда деформация литой детали совершенно не допустима, отливки после предварительной механической обработки подвергают стабилизирующему отпуску и старению при температуре ниже нуля.
Сплав Ал2 плохо обрабатывается резанием. Хорошо сваривается газовой сваркой. Коррозионная стойкость во влажной атмосфере удовлетворительная.
В авиационном приборостроении сплав Ал2 является наиболее распространенным литейным сплавом. Из него отливают рамы карданных подвесов, корпусы и крышки гироузлов. корпусы гиромоторов и приборов и многие другие детали.
Краткий химический состав сплава АЛ2 в соответствии с ГОСТ 2685-75 и его основные физико-механические свойства приведены в табл.1.1.
Таблица 1.1.
Химический состав сплава Ал2.
|
Содержание химических элементов в % |
Предел прочности при растяжении в кг/мм2 |
Относительное удлинение в % |
Твердость по Брюнеллю в кг/мм2 |
||||
|
Al |
Si |
Cu |
Mg |
Zn |
15 – 16 |
2 – 4 |
НВ 50…55 |
|
85,5 |
12 |
0,8 |
0,5 |
0,3 |
Точность размеров литой заготовки задана по 14 квалитету. Точность обработанных поверхностей лежит в пределах 9 – 12 квалитетов. Шероховатость поверхности литой заготовки Rz80 мкм, а шероховатость обработанных поверхностей лежит в пределах Rа0,32… Rz20 мкм.
1.2. Анализ требований точности, шероховатости и методов
обработки поверхности детали
В этом подразделе устанавливаются способы обработки поверхностей,
обеспечивающие заданную шероховатость, точность размеров, формы и взаимное расположение обрабатываемых поверхностей. Все это представлено в таблицах 1.2.1 и 1.2.2.
Таблица 1.2.1.
Точность размеров и шероховатость охватываемых поверхностей детали и
|
Обрабатываемая поверхность или размер |
Методы обработки |
||
|
Наименование |
Номинальный размер или допуск |
Шероховатость, мкм |
|
|
Наружные цилиндрические поверхности |
Ø76f7x18H16 Ø74H9x1H10 С двух сторон |
Ra 2,5 |
1Литьем 2 Получистовое и чистовое точение |
|
Наружная цилиндрическая поверхность с левой стороны |
Ø76f7x20H11 |
Ra 2,5 |
1Литьем 2 Получистовое и чистовое точение |
|
Правый и левый торец |
53h11 |
Rz 20 |
1Литьем 2 Токарная обработка |
|
10 резьбовых отверстий |
М 2,5-6Н c фаской h 0,7 x90º |
Rz 40 |
1Сверление в кондукторе 2 Зенковка фасок 3 Нарезание резьбы на резьбонарезном станке |
|
3 отверстия |
Ø3,5 |
Rz 20 |
1Предварительное сверление 2 Зенкерование |
|
Отверстие с правого торца |
Ø66H12x16H14 |
Rz 20 |
1 Литьем 2Растачивание за один проход |
|
Паз |
7 H11 |
Rz 20 |
Фрезерование |
|
Остальные поверхности |
Rz 80 |
Литьем |
способы их обеспечения
Таблица 1.2.2.
Точность формы и взаимного положения обрабатываемых поверхностей детали и способы их обеспечения
|
Точность формы и взаимного положения обрабатываемых поверхностей |
Способы и виды обработки для достижения требуемой точности |
|
Угловое положение между отверстиями М2,5-6Н 90º±20’ |
Обеспечивается приспособлением - кондуктором |
|
Угловое положение между неполным отверстием R12 и отверстием М2,5-6Н 45º±20’ |
Приспособлением- кондуктором |
|
Угловое положение между отверстиями М2,5-6Н 120º±20’ |
Приспособлением- кондуктором |
|
Угловое положение между пазом 7Н и отверстием Ø 3,5 22º 30’+20’ |
Обеспечивается точностью поворотного стола станка |
|
Радиус расположения отв. Ø3,5 R19±0,2 |
Приспособлением- кондуктором |
Вывод: проведённый анализ требований точности размеров, формы, взаимного расположения, заданной шероховатости и возможные методы обработки будут использованы для разработки техпроцесса изготовления корпуса.
1.3. Анализ способов получения заготовки
Заготовка получается методом литья. Выбор способа литья определяется характером производства, точностью и шероховатостью поверхностей заготовки, существующими производственными возможностями и экономичностью производства. Рассмотрим несколько методов получения заготовки.
Литье в землю – простой и дешевый способ получения отливок. При использовании деревянных моделей очень быстро осуществляется подготовка производства. Точность размеров отливок низкая (ЛТ5…ЛТ7). Шероховатость поверхности Rz260… Rz320 мкм.
При литье в землю имеет место большой расход металла, так как литниковая система часто бывает больше самой отливки и повторно используется для неответственных деталей. Причиной этого является загрязнение литниковой системы шлаками и примесями, а повторной плавки является сложной и дорогостоящей операцией.
Литье в землю находит применение в единичном производстве и при изготовлении крупногабаритных отливок.
В нашем случае данный способ не рационален.
Литьё по выплавляемой модели – это очень сложный и трудоемкий способ получения отливок в оболочковой форме. Способ требует металлической формы для получения воскового отпечатка, который затем обволакивается маршалитовым песком с этилонликатом, образующим твердую оболочку. Выплавка изнутри восковой смеси, обжиг и заформовка оболочки в землю делают процесс очень длительным.
Точность размеров при данном способе высокая (ЛТ3). Шероховатость поверхности до Rz40 мкм.
Использование литья по выплавляемой модели применяется для изготовления отливок сложной конфигурации из трудно обрабатываемых материалов.
Литьё в кокиль – это свободный способ заливки металла в металлическую форму под действием гравитационных сил. В отличие от разовой песчаной формы кокиль может быть использован многократно. Таким образом, сущность литья в кокиль состоит в применении металлических материалов для изготовления многократно используемых литейных форм, металлические формы которых составляют их основу и формируют конфигурацию и свойства отливки.
При этом точность отливки (ЛТ4), шероховатость поверхности находится в пределах Rz40… Rz80 мкм.
Как правило, процесс литья в кокиль – малооперационный. Манипуляторные операции достаточно просты и кратковременны, а лимитирующей по продолжительности операцией является охлаждение отливки в форме до заданной температуры. Практически все операции могут быть выполнены механизмами машины или автоматической установки, что является существенным преимуществом способа, и, конечно, самое главное – исключается трудоемкий процесс изготовления форм: кокиль используется многократно.
Эффективность производства отливок в кокиль, как, впрочем, и других способов литья, зависит от того, насколько правильно инженер-литейщик использует преимущества этого процесса, учитывает особенности и недостатки в условиях конкретного производства.
Экономический эффект достигается благодаря устранению формовочной смеси, повышению качества отливок, механизации и автоматизации основных операций и, как следствие, повышению производительности и улучшению условий труда.
Итак, литье в кокиль следует отнести к трудо- и материало сберегающим, малооперационным и малоотходным технологическим процессом, улучшающим условия труда в литейных цехах и уменьшающим вредное воздействие на окружающую среду.
Этот способ литья применяют, как правило, в серийных и массовых производствах.
Кокили для литья алюминиевых сплавов применяют массивные, толстостенные. Такие кокили имеют высокую стойкость и большую тепловую инерцию.
Способ достаточно приемлем.
Литьё под давлением – самый высокопроизводительный способ изготовления отливок, сущность которого заключается в том, что заполнение формы расплавом и затвердевание отливки происходит под действием избыточного давления воздуха или газа.
Обеспечиваемая точность достаточно высока (ЛТ1, ЛТ2). Шероховатость поверхности до Rz20 мкм.
Установки для литья под регулярным давлением – сложные динамические системы, позволяющие в широких пределах регулировать скорость заполнения формы расплавом. Возможно изготовление тонкостенных отливок. Припуски на обработку маленькие.
Приложение давления на затвердевающий расплав позволяет улучшить условия питания, усадки отливки, повысить ее качество – механические свойства и герметичность.
Литье под давлением осуществляется на установках так, что процесс заполнения формы расплавом – самая трудоемкая и неприятная с точки зрения охраны труда и техники безопасности операция – выполняется автоматически. Конструкции установок и машин для этих литейных процессов обеспечивают также автоматизацию операций сборки и раскрытия форм, выталкивания отливки и ее удаления из формы. Таким образом, процессы литья под давлением позволяют повысить качество отливок и обеспечить автоматизацию их производства.
Недостатком способа является необходимость изготовления металлической формы из дорогостоящей стали и специальной литейной машины.
В нашем случае этот способ получения заготовки не желателен.
2.Описание и обоснование технологического процесса
изготовления детали.
2.1. Обоснование выбранного способа получения заготовки.
Оптимальность технологического процесса определяется производительностью труда и себестоимостью изделия. Себестоимость изделия получения заготовки определяется по формуле.
, (2.1.1)
где А – текущие затраты,
В – единовременные затраты на годовую программу выпуска
изделия,
n – годовая программа выпуска.
С целью упрощения сравниваем варианты без учета затрат одинаковых по величине для двух сравниваемых вариантов. Эти варианты отличаются друг от друга способом получения заготовки (литье в кокиль и литье под давлением).
Величина сравнительной себестоимости для литья в кокиль
,
где - затраты на зарплату производственных рабочих.
,
где - тарифная ставка рабочего 5-го разряда,
- штучное время.
Q – расходы, связанные с работой литейной машины.
,
где - машинный коэффициент,
-себестоимость часа работы машины.
- стоимость оснастки (кокиля), определяется качеством оснастки.
,
где m – количество экземпляров оснастки,
а – стоимость амортизации и ремонта ,
- срок службы оснастки,
- число циклов работы оснастки до полного износа.
,
где - число единиц оснастки.
- расходы на эксплуатацию и ремонт оснастки.
Итого общая стоимость первого варианта
Рассчитаем себестоимость литье под давлением.
,
,
где ,
,
где
,
где
Литье в кокиль является одним из наиболее широко применяемых видов литья в настоящее время. Из-за автоматизации технологического процесса, литье в кокиль становится наиболее экономически выгодным при изготовлении больших партий отливок или начале серийного производства конкретной детали.
Итак, представляется, что в настоящем технологическом процессе наиболее целесообразным является использование литья в кокиль, которое является лучшим способом для получения герметичных деталей.
2.2. Описание разработанного
технологического процесса изготовления детали.
Данный технологический процесс изготовления детали типа «корпус» состоит из ряда операций, последовательность выполнения которых обусловлена условиями технологической целесообразности получения, обработки поверхностей заготовки. Процесс изготовления детали происходит в нескольких цехах. модели. Используемое оборудование и оснастка – пресс-формы.
05 Заготовительная: деталь получают литьем в кокиль
10 Слесарная: производится обрубка литниковой системы, а так же снятие неровностей напильником
15 Термическая: отливки из сплава АЛ-2 перед механической обработкой подвергают низкотемпературному отжигу в печи для снятия остаточных напряжений и изменению структуры зерна
20 Контрольная: контроль геометрических параметров заготовки, исследование на наличие раковин и трещин производится на столе ОТК.
25 Токарная:
1. Подрезка торца правого в размер 54,1 и точение ø76f7 Ra=2.5 мкм
2. Расточка отверстия ø66Н12 и Rz=20 на длине 17 мм, расточка ø74Н9*1 Ra=2.5 мкм
Базирование заготовки: по ø78d10 с упором в левый торец заготовки в 3-х кулачковом патроне
30 Токарная:
1. Подрезка левого торца в размер 53h11 и точение ø76f7*20Н11 и Ra=2.5 мкм
2. Расточка отверстия ø74Н9*1 и Ra=2.5 мкм
Базирование заготовки: по обработанной поверхности ø76f7 с упором в правый торец.
35 Сверлильная:
1. Сверлить три отверстия ø3,5 под 120º.
2. Сверлить три отверстия ø2 (с торца).
3. Сверлить четыре отверстия ø2 (с торца).
4. Сверлить три отверстия под М 2,5*120º по цилиндру ø76f7.
Базирование заготовки: установка ø76f7 с упором в правый торец и прижим по левому торцу и по черновому пазу 7Н11
40 Фрезерная: Фрезерование паза 7Н11.
Базирование заготовки: ø76f7 с упором в правый торец и по отверстию ø3,5
45 Сверлильная: Зенковка фасок под нарезку резьбы
50 Резьбонарезная: нарезание резьбы выполняется на резьбонарезном станке ВС-11М, который специально предназначен для нарезания резьбы малого диаметра.
55 Слесарная: удаление стружки, заусенцев вручную
60 Промывочная: так как нарезание резьбы выполняется со смазывающими трудноудаляемыми средствами, а детали приборов требуют особой чистоты для обеспечения работоспособности и надежности.
65 Химическое оксидирование: на алюминиевый сплав нанесение тонкой оксидной пленки для уменьшения стирания.
70 Консервация и упаковка: консервация помещением в пленочный чехол с осушителем – силикагелем. Для упаковки используют потребительскую и транспортную тару
75 Транспортная: деталь может транспортироваться всеми видами транспорта на любые расстояния.
Маршрутный ТП и операционный ТП механической обработки заготовки приведено в маршрутных и операционных картах технологического процесса в приложениях 1 и 2.
3.Определение припусков и операционных размеров.
Величина припуска – это важнейший фактор, определяющий производительность труда, расход основного материала, качество обработанной поверхности, точность выдерживаемого (операционного) размера. В связи с этим при технологическом проектировании решению задач, связанных с расчётом припусков и операционных размеров, уделяется большое внимание.
Различают припуски: общий и операционный. Общим припуском называется слой материала, который удаляется с поверхности заготовки в течение выполнения всей совокупности ступеней обработки, начиная от исходной заготовки и кончая готовой деталью. Операционным припуском называется слой материала, который удаляется с обрабатываемой поверхности на одной ступени обработки (на переходе, операции).
Операционный размер – это размер, выдерживаемый на операционной ступени обработки. К операционным размерам относятся также размеры исходной заготовки и чертёжные размеры детали, выдерживаемые при обработке непосредственно.
Операционный допуск – это допуск ( d ) на операционный размер.
В связи с тем, что операционные размеры имеют разброс в пределах заданных допусков, значения операционного и общего припусков для различных деталей обрабатываемой партии не постоянны. Различают следующие возможные значения припуска: номинальное, наименьшее (минимальный припуск) и среднее.
Рассчитаем значения припусков и операционных размеров применительно к поверхности детали, для обработки которых проектируется технологическая оснастка.
3.1. Определение припусков и межоперационных размеров при токарной обработке (операция 25,30).
3.1.1.Обработка торца 53 h11 с правой, а затем с левой стороны:
Схема обработки:
1. Заготовка: Rzзаг = 80 мкм, Тзаг = 100 мкм, wзаг = 200 мкм (табл. 11п[4] ).
2. Черновая подрезка торца: Rz2 = 40 мкм, Т2 = 0, w2 =120 мкм (табл.11п[4] ).
3. Получистовая подрезка торца: Rz2 = 20 мкм, Т2 = 0, w2 =0 .
Расчет операционных припусков:
Zmin3 = Rz2 + T2 + w2 = 40+0+120 = 160 (мкм)
Zmin2 = Rzзаг + Tзаг + wзаг= 80+100+200 = 380 (мкм)
Расчет операционных размеров:
А3 = А0+*Zmin3+dАН12 = 53+0,160+0,3 = 53,46-0,3 (мм)
Принимаю А3 = 53,5-0,3 (мм);
А2 = А3+2*Zmin2 +dAН12 = 53,5 + 0,380 + 0,3 = 54,1-0,3 (мм)
Принимаю А2 =Азаг = 54,1-0,3 (мм)
Глубина резания:
Tчер = А3аг – А3 = 54,1 - 53,5 = 0,6 (мм)
Tчист = Aз – А0 = 53,5 – 53 = 0,5 (мм)
С левой стороны:
А3 = 54,1+0,160+0,3 = 54,56-0,3 (мм)
Принимаю А3 = 54,6-0,3 (мм);
А2 = 54,6 + 0,38 + 0,3 = 55,3-0,3 (мм)
Принимаю А2 =Азаг = 55,3-0,3 (мм)
Глубина резания:
Tчер = А3аг – А3 = 55,3 - 54,6 = 0,7 (мм)
Tчист = Aз – А0 = 54,6 – 54,1 = 0,5 (мм)
3.1.2.Расточка отверстия ø66Н12 Rz20:
Схема обработки:
1.Заготовка: Rzзаг = 80 мкм, Тзаг = 100 мкм;
duз = Аu х lх = 1 х 17 = 17 (мкм), где
Аu = 1мкм/мм из табл.2 [4]; ;
lх = 17 мм – согласно базированию.
dgз = 0,3 мм = 300 мкм (из табл. 8п[4]).
2. Черновая расточка: Rz2 = 40 мкм, Т2 = 0, du2 = 0,15*17=2,55 мкм,dg2 =90 мкм.
3. Получистовая расточка: Rz3 = 20 мкм, Т2 = 0, du2 = 0, dg2 =0.
Расчет операционных припусков:
Zmin3 = 2(Rz2 +T2 + (d2u2+d2g2 )0,5 )= 2(40+0+(2,552+902) 0,5 )= 260 (мкм)
Zmin2 = 2(Rzзаг +T2заг + (d2uзаг+d2gзаг ) 0,5) = 2(80+100+(172+3002) 0,5 = 960,96 (мкм)
Расчет операционных размеров:
А3 = А0-Zmin3+dАН12 = 66-0,26-0,3 = 65,44+0,3 (мм)
Принимаю А3 = 65,5+0,3 (мм);
А2 = А3-Zmin2 -dAН12 = 65,5 - 0,96 - 0,3 = 64,25+0,3 (мм)
Принимаю А2 =Азаг = 64,25+0,3 (мм)
Глубина резания:
Tчер = (А3–А3аг)\2 = (65,5 - 64,2)\2 = 0,65 (мм)
Tчист = (А0 – Aз )\2= (66 – 65,5)\2 = 0,25 (мм)
3.1.3.Расточка отверстия ø74Н9, Rz10:
Схема обработки:
1.Заготовка: Rzзаг = 80 мкм, Тзаг = 100 мкм;
duз = Аu х lх = 1 х 1 = 1 (мкм), где
Аu = 1мкм/мм из табл.2[4] ;
lх = 1 мм – согласно базированию.
dgз = 0,3 мм = 300 мкм (из табл.8п[4] и чертежом детали).
2. Черновая расточка: Rz2 = 40 мкм, Т2 = 0, du2 = 0,15*1=0,15 мкм,dg2 =90 мкм.
3. Получистовая расточка: Rz3 = 10 мкм, Т2 = 0, du2 = 0, dg2 =0.
Расчет операционных припусков:
Zmin3 = 2(Rz2 +T2 + (d2u2+d2g2 )0,5 )= 2(40+0+(0,152+902) 0,5 )= 260 (мкм)
Zmin2 = 2(Rzзаг +T2заг + (d2uзаг+d2gзаг ) 0,5) = 2(80+100+(12+3002) 0,5 = 960 (мкм)
Расчет операционных размеров:
А3 = А0-Zmin3+dАН12 = 74-0,26-0,3 = 73,44+0,3 (мм)
Принимаю А3 = 73,5+0,3 (мм);
А2 = А3-Zmin2 -dAН12 = 73,5 - 0,96 - 0,3 = 72,24-0,3 (мм)
Принимаю А2 =Азаг = 72,2+0,3 (мм)
Глубина резания:
Tчер = (А3–А3аг)\2 = (73,5 - 72,2)\2 = 0,65 (мм)
Tчист = (А0 – Aз )\2= (74 – 73,5)\2 = 0,25 (мм)
3.1.4.Расточка отверстия ø76f7 Rz10:
Схема обработки:
1.Заготовка: Rzзаг = 80 мкм, Тзаг = 100 мкм;
duз = Аu х lх = 1 х 20= 20(мкм), где
Аu = 1мкм/мм из табл.2[4] ;
lх = 20мм – согласно базированию.
dgз = 0,3 мм = 300 мкм (из табл.8п[4] и чертежом детали).
2. Черновая расточка: Rz2 = 40 мкм, Т2 = 0, du2 = 0,15*20=3 мкм,dg2 =90 мкм.
3. Получистовая расточка: Rz3 = 20 мкм, Т2 = 0, du2 = 0, dg2 =0.
Расчет операционных припусков:
Zmin3 = 2(Rz2 +T2 + (d2u2+d2g2 )0,5 )= 2(40+0+(32+902) 0,5 )= 260 (мкм)
Zmin2 = 2(Rzзаг +T2заг + (d2uзаг+d2gзаг ) 0,5) = 2(80+100+(202+3002) 0,5 = 961,3 (мкм)
Расчет операционных размеров:
А3 = А0-Zmin3+dАН12 = 76-0,26-0,3 = 75,44-0,3 (мм)
Принимаю А3 = 75,5-0,3 (мм);
А2 = А3-Zmin2 -dAН12 = 75,5 - 0,96 - 0,3 = 74,24-0,3 (мм)
Принимаю А2 =Азаг = 74,2-0,3 (мм)
Глубина резания:
Tчер = (А3–А3аг)\2 = (75,5 - 74,2)\2 = 0,65 (мм)
Tчист = (А0 – Aз )\2= (76 – 75,5)\2 = 0,25 (мм)
3.1.4.Определение припуска при фрезерной операции (операция 40).
3.2.1 Паз 7Н11,Rz20
Фрезерование провожу концевой фрезой Ø7h7
Схема обработки:
1.Заготовка: Rzзаг=80 мкм, Тзаг =100 мкм, wзаг = 0,2 мкм.
2. Фрезерование за один проход:
Rz2 = 20 мкм, Т2 = 0, w2 = 0,16мкм;
Минимальный припуск на ширину паза:
Zmin2 =2*( Rzзаг + Tзаг + wзаг)=2*(80+100+200) = 760 (мкм)
Операционный размер:
А2 = А0-Zmin2 -dAН12 = 7 - 0,76 - 0,15 = 6,09+0,15 (мм)
Принимаю А2 =Азаг = 6+0,15 (мм)
Глубина резания:
T = (А0 – Aзаг )\2= (7 – 6)\2 = 0,5 (мм)
Минимальный припуск на глубину паза
Zmin2 =Rzзаг + Tзаг + wзаг=80+100+200 = 380 (мкм)
Операционный размер:
А2 = А0+Zmin2 +dAН12 = 35 + 0,38 + 0,25 = 35,63+0,25 (мм)
Принимаю А2 =Азаг = 35,6+0,25 (мм)
Глубина резания:
T = Aзаг –А0 = 35,6 – 35 = 0,6 (мм)
4.Техническое нормирование операций
технологического процесса.
В данном разделе для трёх операций (токарная, сверлильная и фрезерная) производится расчёт режимов резания и технических норм времени.
Определение технических норм времени заключается в расчёте штучно-калькуляционного времени Тшт.к. для рассматриваемых операций.
а) Расчёт режимов резания для токарной операции 25 и 30.
В связи с тем, что технологические прочностные свойства поверхностей совершенно одинаковы и эти поверхности могут быть обработаны одним и тем же инструментом, принимаю при их обработке одинаковую подачу с учетом чистовой и получистовой обработки.
Расчёт подачи на черновом и получистовом проходе согласно [6] (3.1.2.) стр. 132:
S = SтkskkkпkHBkrkykB , где (4.1.1.)
Sт –табличное значение подачи для различных материалов (ST=1мм/об); [6] табл.3.1.3.
ks – коэффициент, характеризующий влияние толщины (S=2,38 мм) режущей пластины ( ks =0,7);
kj – коэффициент, характеризующий влияние главного (j=90) и вспомогательного (j1 =7) углов резца в плане и угла при вершине (e =80) режущей пластины (kj =1);
ka – коэффициент, характеризующий влияние заднего угла (a =11) резца (ka =0,9);
kп – коэффициент, характеризующий прочностные свойства твёрдого сплава, соответствующей подгруппы применения (kп = 0,9);
kHB – коэффициент, характеризующий влияние твёрдости обрабатываемой поверхности заготовки (kHB=1,4);
kr – коэффициент, характеризующий влияние радиуса вершины (rB = 0,2 мм) режущей пластины ( kr = 0,4);
ky – коэффициент, характеризующий влияние условий обработки заготовки (средние условия – ky =0,6) ;
kв – коэффициент, характеризующий вид обработки (kв =1);
При обработке поверхности Ø66Н12 Rz=20мкм, Ø76f7 и торцы (с права и слева) Rz=20мкм;
Коэффициенты ks; k; kп; kHB; kr; ky взяты из [6] табл. 3.1.2. стр.134.
S = 1 0,7 1 0,9 0,9 1,4 0,4 0,6 1 = 0,3 (мм/об).
На чистовом проходе:
S = rвRz /125 = 0,220 /125 = 0,18 (мм /об);
Скорость резания при точении поверхностей обрабатываемой заготовки можно определить по формуле: [6] (3.1.6.) стр. 136
V= Vт(10S)-0,26( t )-0,16kHBkтkjknkипky, (4.1.2.)
Vт – табличное значение скорости резания обрабатываемого материала, полученной в определённых условиях обработки (ТК 20),Vт =750 м/мин;
S – подача резания;
t – глубина резания;
kHB – поправочный коэффициент, учитывающий разницу табличной и фактической твёрдости (HB) материала обрабатываемой поверхности заготовки (kHB=1);
kт – поправочный коэффициент, учитывающий разницу периода стойкости выбираемого (Т =15 мин.) и эталонного (Тэ =15 мин.) режущих инструментов (kт =1);
kj – поправочный коэффициент, учитывающий разницу главного угла в плане (j=90) выбираемого и эталонного (jэ =90) режущих инструментов
(kj =1);
kп – поправочный коэффициент, учитывающий подгруппу (20) применения выбираемого твёрдого сплава (kп=0,9);
kип – поправочный коэффициент, учитывающий влияние износостойкого покрытия режущих пластин (выбираю без покрытия) (kип=0,7)
kк – поправочный коэффициент, учитывающий свойства поверхностного слоя заготовки (kк =1).
Частоту вращения заготовки можно определить по формуле:
1000V
n = pd , (4.1.3.)
Тангенциальную составляющую силы резания при точении можно определить по формуле: [6] (3.1.10.) стр. 137
Pz = tSkc0,4(0,4/Ssinj)0,29k1k2k3, где (4.1.4.)
t и S – соответственно глубина резания подача;
kc0,4 – удельное значение силы резания при толщине среза материала заготовки 0,4 мм (kc0,4=500 H/мм );
k1 = (rв/2)0,07 – коэффициент, учитывающий влияние радиуса вершины режущей СМП (k1 = 0,85 );
k2 – коэффициент, учитывающий влияние переднего угла (gи) резца (k2 = 1);
k3 – коэффициент, учитывающий влияние износа (h3=0,3) пластины по задней поверхности (k3=1,15).
Мощность резания при точении:
Pz V
N = 601020 ; (4.1.5.)
Подрезка торца:
Vчерн= 750(100,3)-0,26(0,7)-0,16 1110,90,71 = 375,9 (м/мин);
Vполуч= 750(100,18)-0,26(0,5)-0,16 1110,90,71 = 440 (м/мин);
nчер=1000375,9/π 78=1534 об/мин< 5000 об/мин
nполуч=1000440/π 78=1795,6 об/мин< 5000 об/мин
Pzчерн = 0,70,3500(0,4/0,3sin 90)0,290,9511,15 = 118,1 (Н);
Pzполуч = 0,50,18500(0,4/0,18sin 90)0,290,9511,15 = 62 (Н);
Pучер≈0,3118,1=35,7Н
Pyполуч≈0,362=18,6Н
Pxчер≈0,5118,1=59Н
Pxполуч≈0,562=37,2Н
Nчер=118,1375,9/(601020)=0,72кВт
Отверстие 66Н12:
Vчерн= 750(100,3)-0,26(0,65)-0,16 1110,90,71 = 380,4 (м/мин);
Vполуч= 750(100,18)-0,26(0,25)-0,16 1110,90,71 = 506,2 (м/мин);
nчер=1000380,4/π 66=1834,6 об/мин< 5000 об/мин
nполуч=1000506,2/π 66=2441,3 об/мин< 5000 об/мин
Pzчерн = 0,650,3500(0,4/0,3sin 90)0,290,9511,15 = 109,7 (Н);
Pzполуч = 0,250,3500(0,4/0,3sin 90)0,290,9511,15 = 31 (Н);
Pучер≈0,25109,7=32,9Н
Pyполуч≈0,331= 9,3Н
Pxчер≈0,5109,7=54,8Н
Pxполуч≈0,531=15,5Н
Nчер=109,7380,4/(601020)=0,68Вт
Отверстие 74Н9:
Vчерн= 750(100,3)-0,26(0,65)-0,16 1110,90,71 = 380,4 (м/мин);
Vполуч= 750(100,18)-0,26(0,25)-0,16 1110,90,71 = 506,2 (м/мин);
nчер=1000380,4/π 74=1636,2 об/мин< 5000 об/мин
nполуч=1000506,2/π 74=2177,4 об/мин< 5000 об/мин
Pzчерн = 0,650,3500(0,4/0,3sin 90)0,290,9511,15 = 109,7 (Н);
Pzполуч = 0,250,3500(0,4/0,3sin 90)0,290,9511,15 = 31 (Н);
Pучер≈0,25109,7=32,9Н
Pyполуч≈0,331= 9,3Н
Pxчер≈0,5109,7=54,8Н
Pxполуч≈0,531=15,5Н
Nчер=109,7380,4/(601020)=0,68Вт
Отверстие 76Н12:
Vчерн= 750(100,3)-0,26(0,65)-0,16 1110,90,71 = 380,4 (м/мин);
Vполуч= 750(100,18)-0,26(0,25)-0,16 1110,90,71 = 506,2 (м/мин);
nчер=1000380,4/π 76=1593,2 об/мин< 5000 об/мин
nполуч=1000506,2/π 76=2120,1 об/мин< 5000 об/мин
Pzчерн = 0,650,3500(0,4/0,3sin 90)0,290,9511,15 = 109,7 (Н);
Pzполуч = 0,250,3500(0,4/0,3sin 90)0,290,9511,15 = 31 (Н);
Pучер≈0,25109,7=32,9Н
Pyполуч≈0,331= 9,3Н
Pxчер≈0,5109,7=54,8Н
Pxполуч≈0,531=15,5Н
Nчер=109,7380,4/(601020)=0,68Вт
б )Расчёт режимов резания при сверлении.
Мы выбрали сверла спиральные с цилиндрическим хвостовиком средней серии d=3,5 мм и d=2 мм ГОСТ 19543.
Мы выбираем подачу для АЛ-2: Sо = 0,07 мм/об; [1] табл.25, стр.277
Скорость резания при сверлении отв. 3,5 мм:
Сv DqНВnv
V = ТmtxSoy kuk1 (4.1.6)
ku – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента: ku=1.
kl – коэффициент влияния глубины сверления: 1<4мм => kl=0,9
Знак “+” для nv – при обработке материалов с НВ>155
НВ=50 у=0,5 nv=0 So=0,07 мм\об.
Х=0 d=3,5мм d=2мм T=15 мин
Cv=14,3 q=0,4 мм m=0,2
Частота вращения шпинделя при сверлении от.
1000 V
n = p d (4.1.7)
Осевое усилие при сверлении
Pх = 10Сpd2SyHBпр (4.1.8)
где Сp=1; у=0,7; пр=0,75
Крутящий момент при сверлении:
Мкр = 10CmdqSyHBпр, (4.1.9)
Мощность сверления:
Мкр n
Nе = 9741 (4.1.10)
где n – частота вращения инструмента или заготовки, об\мин
Отверстие 3,5 мм:
V=14,33,50,4500/(150,20,070,51) 0,91=46,7 м/мин
n=100046,7/(3,143,5)=4247,1 об/мин
n=4247,1об/мин станок ГС2М2 обеспечивает частоту вращения инструмента
Px = 13,520,07500,7510 = 35,8 (H);
Мкр = 13,50,070,850,710 = 6,44 Нмм
N=0,006444247,1/9741=0,003 кВт
Отверстие 2 мм:
V=14,320,4500/(150,20,070,51) 0,91=41,5 м/мин
n=100041,5/(3,142)=6604 об/мин
n=6604 об/мин станок ГС2М2 обеспечивает частоту вращения инструмента
Px = 1220,07500,7510 = 11,7 (H);
Мкр = 120,070,850,710 = 3,68 Нмм
N=0,003686604/9741=0,002 кВт
в) Расчет режима резания для фрезерования .
Найдем режимы резания при фрезеровании паза концевой фрезой Ø7
ГОСТ 4675-71
Подачу определим по следующей формуле:
Sz=Dchex/(Dc2-(Dc-2t)2)0,5
где hex- толщина стружки (принимаю 0,1 мм/зуб);
t - глубина резания;
Dc – диаметр фрезы.
На скорость фрезерования, как и при точении, оказывают влияние обрабатываемый материал и его физико-механические свойства, подача, глубина и ширина фрезерования, свойства используемого твердого сплава, наличие износостойкого покрытия СМП, условия резания и др.
Для определения скорости резания при фрезеровании заготовок можно воспользоваться формулой:
V = Vф(0,1/Sz)m(2/t)k(1,3-0,45B/Dp)(30/T)0,2kHBkTkПkИПkК, (4.1.11)
где Vф – табличное значение скорости фрезерования эталонного представителя материала подгруппы с одинаковой Vф полученной в определенных условиях обработки (принимаю 750 м/мин);
Sz и t – принятые соответственно подача и глубина фрезерования
(Sz =0,1 мм/зуб и t=7-6/2=0,5 мм);
m и k – показатели степенией (принимаю m = 0,1 и k = 0,1)
B и Dp – соответственно ширина и диаметр фрезерования
kHB – поправочный коэффициент, учитывающий разницу табличной и фактической твердости (НВ) обрабатываемого материала заготовки (или отдельных поверхностей(принимаю 1);
Т – назначаемая стойкость фрезы, мин. (принимаю 20 мин.);
kП – поправочный коэффициент, учитывающий влияние соответствующей подгруппы применения выбранной твердости сплава( принимаю 0,9)
kИП и kК - поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно влияние износостойкого покрытия режущих пластин и свойства поверхностного слоя обрабатываемой заготовки – как при токарной обработке принимаю 0,7 и 1соответственно
Определив скорость резания, необходимо проверить условие:
1000V
n = pDp <nст (4.1.13)
где nст – частота вращения шпинделя выбранного для обработки станка
Если условие (4.1.13) не выполняется, т.е. nст,≠n то фактическую скорость резания принимаю по формуле:
Dрnст
V = 1000 (4.1.14)
Тангенциальную составляющую силы резания (Н) при фрезеровании можно определить по формуле:
Pz = tBkc1hcp-xSzz/Dc , (4.1.15)
Где Kc1 – удельная сила фрезерования при максимальной толщине стружки: hех = 1 мм, Н/мм2
hcp – среднее значение толщины стружки;
x – показатель степени: x = 0,25
sinφ180ºBSz
hcp= πDфarcsin B/Dc (4.1.16)
Мощность резания при фрезеровании:
Pz V
N = 6,1210-5 (4.1.17)
Sz=70,1/(72-(20,5)2)0,5=0,1 м/зуб
V=750(0,1/0,1)0,1(2/0,5)0,1(1,3-0,4512/7) (30/20) 0,2110,90,71=305,5 м/мин
n=1000305,5/(3,147)=13891,9 об/мин, но
nст мах.=5000 об/мин, тогда
V=50003,147/1000=110 м/мин
hcp ф.=0,518070,1/(3,147)=0,03 мм
Pz = 0,6124600,03-0,250,110/3,147 = 36,2 (H);
N=36,211010-5/6,12=0,65 кВт
г )Расчёт режимов резания для нарезания резьбы
Резьба М 2,5х0,7
Подача S=0,7 мм/об (шаг резьбы), скорость резания V=10м/мин [1] табл. 49, стр. 296
n=100010/π2,5=1273,2 об/мин.
4.2.Определение штучно-калькуляционного времени.
Целью технического нормирования является определение времени, необходимого для выполнения технологического процесса изготовления детали. Это время называется нормой времени и является мерой живого труда. А результат труда измеряется количеством выработанной продукции, который называется штучно-калькуляционное время. Она определяет производительность труда.
Норма штучно- калькуляционного времени для выполнения операции определяется по формуле:
Тшт.к. = Т0+Твсп+Тобсл+Тотд+Тп.з. , (4.2.1)
где Тп.з .– подготовительно-заключительное время устанавливается на партию деталей, исходя из конкретных условий производства. Сюда входят: ознакомление с работой, настройка станка, сдача работы и т.д: 20÷10
Тп.з.=10÷20/Nн (4.2.2.)
Nн- партия заготовок одновременно выпускаемых в производство;
Партию заготовок определим по формуле:
Nн=N/12 (4.2.3)
где N – число деталей изгот. в год (1000 шт)
Nн=1000/12=83 шт
Тштуч.к. = Тосн. + Твсп.+ Тобсл.+ Тотд. (4.2.4)
где Тосн - основное время;
Твсп - вспомогательное время;
Тобсл. - время технического обслуживания рабочего места;
Тотд - время на отдых;
Твсп складывается из следующих элементов и определяется по нормативам:
- установка и снятие детали – 0,15 мин.;
- подвод, отвод инструмента и управление станком определяется по формуле:
Тn=∑lxx/Vxx
где ∑lxx – сумма длин холостых ходов;
Vxx – скорость холостого хода (3-5 м/мин)
- замеры - 0,15 мин;
- очистка приспособления и детали от стружки – 0,1 мин
Тобсл.=(0,04-0,08) (Тосн. + Твсп.)
Тотд.=(0,02-0,025) (Тосн. + Твсп.)
4.2.1 Расчет штучного времени на токарной операции 25 при точении торца справа Ø76 на глубину 18 мм, растачивании отверстия Ø66 на глубину 17 мм, отверстия Ø74 на глубину 1 мм
1. При точении торца Ø76f
Основное технологическое время рассчитывается по формуле:
Тосн.=(l+lвр+ lп)/(n1S1)+ (l+lвр+ lп)/(n2S2)
где l = 76/2=38 мм – длина обработки;
lвр = 1 мм – величина врезания инструмента;
lп = 1 мм – длина перебега;
n1 = 1427 об/мин;
n2 = 1427 об/мин;
S1 = 0,3 мм/об – подача при черновом точении;
S2 = 0,18 мм/об – подача при чистовом точении;
Тосн 1.=(38+1+ 1)/(14270,3)+ (38+1+1)/(1795,60,18)=0,22 мин.
2. При растачивании отверстия Ø66H12 на глубину 17 мм ( за 2 прохода).
Тосн.=(l+lвр)/(n1S1)+ (l+lвр+ lп)/(n2S2)
Где l = 17мм – длина обработки;
lвр = 1 мм – величина врезания инструмента;
n1 = 1834,6 об/мин;
n2 = 2441,3 об/мин;
S1 = 0,3 мм/об – подача при черновом точении;
S2 = 0,18 мм/об – подача при чистовом точении;
Тосн.2=(17+1)/(1834,60,3)+ (17+1)/(2441,30,18)=0,08 мин.
3. При растачивании отверстия Ø74H9 на глубину 1 мм ( за 2 прохода).
Тосн.=(l+lвр)/(n1S1)+ (l+lвр)/(n2S2)
Где l = 1мм – длина обработки;
lвр = 1 мм – величина врезания инструмента; n1 = 1636,2 об/мин;
n2 = 2177,4 об/мин;
S1 = 0,3 мм/об – подача при черновом точении;
S2 = 0,18 мм/об – подача при чистовом точении;
Тосн.3=(1+1)/(1636,20,3)+ (1+1)/(2177,40,18)=0,014 мин.
∑Тосн.=Тосн.1+ Тосн.2+ Тосн.3=0,22+0,08+0,014=0,314
Твсп = 0,15+(100+39+100)/[5000+(100+33+30)]/[5000+(30+37+30)]+0,15+0,1= 0,5 мин.
Тобс = 0,07(0,5+0,314) = 0,06 мин.
Тотд = 0,025 (0,5+0,314) = 0,02 мин.
Тшт. к. =20/83+0,314+0,5+0,06+0,02=1,1 мин.
4.2.2 Расчет штучного времени на токарной операции 30 при растачивании отверстия Ø76 на глубину 20 мм, отверстия Ø74 на глубину 1 мм
1. При растачивании отверстия Ø76f на глубину 20 мм (за 2 прохода).
Тосн.=(l+lвр+ lп)/(n1S1)+ (l+lвр+ lп)/(n2S2)
Где l = 20 мм – длина обработки;
lвр = 1 мм – величина врезания инструмента;
lп = 1 мм – длина перебега;
n1 = 1593,2 об/мин;
n2 = 2120,1 об/мин;
S1 = 0,3 мм/об – подача при черновом точении;
S2 = 0,18 мм/об – подача при чистовом точении;
Тосн.2=(20+1+ 1)/(1593,20,3)+ (20+1+1)/(2120,10,18)=0,1 мин.
2. При растачивании отверстия Ø74H9 на глубину 1 мм (за 2 прохода).
Тосн.=(l+lвр+ lп)/(n1S1)+ (l+lвр+ lп)/(n2S2)
Где l = 1мм – длина обработки;
lвр = 1 мм – величина врезания инструмента;
lп = 1 мм – длина перебега;
n1 = 1636,2 об/мин;
n2 = 2177,4 об/мин;
S1 = 0,3 мм/об – подача при черновом точении;
S2 = 0,18 мм/об – подача при чистовом точении;
Тосн.3=(1+1+1)/(1636,20,3)+ (1+1+1)/(2177,40,18)=0,014 мин.
∑Тосн.=Тосн.1+ Тосн.2+ Тосн.3=0,22+0,1+0,014=0,334
Твсп = 0,15+(100+39+100)/[5000+(100+33+30)]/[5000+(30+37+30)]+0,15+0,1= 0,5 мин.
Тобс = 0,07(0,5+0,314) = 0,06 мин.
Тотд = 0,025 (0,5+0,314) = 0,02 мин.
Тiшт.к. =20/83+0,334+0,5+0,06+0,02=1,15 мин.
4.2.3 Расчет штучного времени при сверлильной операции 35:
1.Сверлится 3 отверстия Ø3,5Н11 на глубину 2,5 мм
l = 2,5 мм
n = 4247,1 об/мин;
S1 =0,07 мм/об,
lвр = 1 мм
lп = 1 мм
3Тосн.1=3(2,5+1+1)/(4247,10,07)=0,045 мин.
2. Сверлится 7 отверстий Ø2Н11 на глубину 5 мм
l = 5 мм
n = 6604 об/мин;
S2 =0,07 мм/об,
lвр = 1 мм
lп = 1 мм
7Тосн.2=7(5+1+1)/(66040,07)=0,1 мин.
3. Сверлится 3 отверстия Ø2Н11 на глубину 8 мм
l = 8 мм
n = 6604 об/мин;
S1 =0,07 мм/об,
lвр = 1 мм
lп = 1 мм
3Тосн.3=3(8+1+1)/(66040,07)=0,065 мин.
∑Тосн.=Тосн.1+ Тосн.2+ Тосн.3=0,045+0,1+0,065=0,21
Твсп = 0,15+3(100+2,5+100)/[5000+7(100+5+100)]/[5000+3(100+8+100)]/5000+ +0,15+0,1 = 0,9 мин.
Тобс = 0,07(0,9+0,21) = 0,08 мин.
Тотд = 0,025 (0,9+0,21) = 0,03 мин.
Тшт.к. =20/83+0,21+0,9+0,08+0,03=1,5 мин.
4.2.4 Расчет штучного времени при фрезерной операции 40:
Тосн.=(l+lвр+ lп)/(nS)
Где l = 14мм – длина обработки;
lвр = 1 мм – величина врезания инструмента;
lп = 1 мм – длина перебега;
n = 5000 об/мин;
S = 0,1 мм/об
Тосн.=2(7+1+1)/50000,1=0,04 мин.
Твсп = 0,15+(100+7+12+100)/5000+0,15+0,1= 0,45 мин.
Тобс = 0,07(0,45+0,04) = 0,03 мин.
Тотд = 0,025 (0,45+0,04) = 0,01 мин.
Тн =20/83+0,04+0,45+0,03+0,01=0,8 мин.
4.2.5 Нарезание резьбы М2,5х0,5 на резьбонарезной 50 операции
Тосн.=(l+lвр+ lп)/(nS)
Где l = 5мм – длина обработки;
lвр = 1 мм – величина врезания инструмента;
lп = 1 мм – длина перебега;
n = 1273,2 об/мин;
S = 0,5 мм/об
Тосн.=7(5+1+1)/(1273,20,5)=0,05 мин.
Твсп = 0,15+7(100+5+100)/5000+0,15+0,1= 0,7 мин.
Тобс = 0,07(0,7+0,05) = 0,05 мин.
Тотд = 0,025 (0,7+0,05) = 0,02 мин.
Тшт.к. =20/83+0,05+0,7+0,05+0,02=1 мин.
Для всех остальных операций механической обработки нормы времени выбираются по укрепленным нормативам и заносятся в таблицу.
Нормы времени для операций механической обработки детали типа “Корпус”.
Т а б л и ц а 4.2.
|
№ № |
Наименование операции |
Тштук, мин |
|
25 |
Токарная |
1,1 |
|
30 |
Токарная |
1,1 |
|
35 |
Сверлильная |
1,5 |
|
40 |
Фрезерная |
0,8 |
|
50 |
Резьбонарезная |
1 |
|
55 |
Слесарная |
2 |
|
Тштуч.к. |
7,5 |
5. Анализ и расчёт спроектированной технологической оснастки
5.1. Описание технологической оснастки.
5.1.1. Трехкулачковый патрон. (УКПД.О4.08.12.03.Сб)
В данном курсовом проекте рассматривается трехкулачковый универсальный пневматический патрон, нужный для зажима детали типа «Корпус». Используется для различный токарных операций. Трехкулачковый патрон состоит из штока поз. 15, системы коромысел поз. 10, кулачков поз. 12, плижимов поз.2, направляющей поз. 7, корпусной детали поз.1. втулок поз.3.4.6. крепежных болтов поз. 20, 22, 25. К кулачкам поз. 12 могут закрепляться различные зажимы поз.2 для фиксации деталей. Функционирует патрон следующим образом. Пневмоцилиндр перемещает шток поз. 15, поворачивая при этом системы коромысел поз. 10. Другим концом рычаг перемещает кулачок поз. 12 с закрепленным на ней прижимом поз.2 в радиальном направлении. Происходит фиксация обрабатываемой детали.
Крепление патрона к планшайбе осуществляется винтами поз.22, центруется патрон по пояску диаметром 210 мм, выполненным в корпусе поз. 1
5.1.2. Фрезерное приспособление. (УКП.03.08.22.02.00.С6)
Фрезерное приспособление необходимо для проведения операции фрезерования паза. Приспособление состоит из основания гюз.1, прижимной шайбы поз.2, цилиндрического пальца поз.3, двух направляющих шпонок поз.4 и крепежных изделий. Заготовка устанавливается на основание, центрируясь по отверстию 76f7 и направляющему пальцу. Фиксация заготовки производится прижимной
шайбой поз. 2 с помощью болта. Съем обработанной детали осуществляется в обратной последовательности. Направляющие шпонки обеспечивают установку приспособления на станок.
5.1.3. Кондуктор.УКПД.О4.08.12.04.C6)
Кондуктор предназначен для сверления отверстий диаметром 3,5 мм и 2 мм в детали типа «Корпус». Кондуктор состоит из следующих основных частей: плиты нижней поз.2, плиты верхней поз.1. На плиту поз 2 устанавливается деталь. В плиту впрессовываются 4 стойки поз.3, на которые устанавливается плита верхняя поз.2, причем таким образом что деталь базируется по диаметру 76 мм. Для закрепления плиты верхней
поз.2 предусмотрены 2 откидных болта поз.7, которые фиксируются двумя гайками- барашками поз.8. откидные болты поз.7 крепятся к нижней плите поз.2 2 штифтами поз.13. Для предотвращения поворота детали предусмотрена пластина поз.4, которая крепится к плите верхней поз.2 с помощью 4 винтов поз.9. Кондуктор устанавливается на 4 ножки поз.9. которые ввинчиваются в нижнюю плиту поз.2.
5.2. Расчет погрешностей базирования детали
Расчет ведем по методике изложенной в [5].
5.2.1. Трехкулачковый патрон).
Базирование происходит вдоль размера 76f7 и упором в правый торец. Произвожу подрезку левого торца. Размер контролирую со стороны левого торца. В этом случае погрешность базирование равно 0.
5.2.2. Фрезерное приспособление.
Заготовка базируется по центральному отверстию 76f9 на цилиндрический палец 76Н9. При данной установке погрешность базирования:
б = ±, (5.2.2.1)
:
б = ±(0,074+0,104)/2=±0,089мм.
5.3. Расчет зажимных усилий.
Расчет сил зажима может быть сведен к решению задачи статистики на равновесие заготовки под действием внешних сил.
К заготовке с одной стороны приложены сила тяжести и силы, возникающие в процессе обработки, с другой – искомые зажимные силы и реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна сохранить равновесие.
5.3.1. При центровки и креплении заготовки в трехкулачковом патроне.
На заготовку, закрепленную в трехкулачковом патроне, действует момент резания Мрез. Заготовка удерживается от поворота моментом трения между кулачками и заготовкой. Условие равновесия выглядит следующим образом( см. рис. 5.3.1.):
Мpезk -3 PзfR=0
Pз rk -3 PзfR=0
Pз = Pz r/(k 3fR)
Pз =18,539/(230,138)=31,6H
Найдем исходную силу Ри
3 Pзa- Ри-b=0
Ри=3 Pзa/b
Ри=3 3,1/1,5=6,2 кГ, что обеспечивается пневмоцилиндром.
5.3.2. При установке и креплении заготовки во фрезерном приспособлении.
Из условия надежного закрепления (см. рис.5.3.2.):
∑ Мтр ≥ k Мтр ,
где k – коэффициент запаса.
Мpz = P0 L
∑ Мтр = Pзf D1/2+ Pзf D2/2
Mтр = 3PзfDзаж/2
Pзf(D1/2+ D2/2)= k P0 L
Pз = (k P0 L)/ [f(D1/2+ D2/2)]= (236,229)/[0,1(38/2 +25/2)]= 89,6кТ
Найдем усилие зажима, передаваемое гайкой
Pз = 2PuL / (rсрtg(+)+0,3[(Dн3-Dв3)/(Dн2-Dв2])
где - d- номинальный диаметр резьбы (d=8мм)
L – диаметр ключа или рукоятки : L = 12мм
Dн и Dв – наружный и внутренний диаметры опорного торца гайки
rср – средний радиус резьбы: rср = 3,6мм
- угол подъема резьбы: = 230
- угол трения в резьбе: = 635
f – коэффициент трения: f = 0,1
Pu = Pz (rсрtg(+)+0,3[(Dн3-Dв3)/(Dн2-Dв2])/(2L),
Pu = 89,6 (3,6tg(230+635))+0,330,1((153-83) / (152-2)] /(212)= 1,9 кГ
3,8<12кГ
Из этого неравенства можно сделать вывод, что крепление надежно.
Момент на головке болта:
М= Pu L=3,812=45,5 кГмм
5.3.3. При установке и креплении заготовки в кондуктор).
Из условия надежного закрепления (см. рис.5.3.3.):
∑ Мтр ≥ k Мтр ,
где k – коэффициент запаса.
Мpz = P0 L
∑ Мтр = Fтр1 D1/2+ Fтр2 D2/2
Fтр = Pзf
∑ Мтр = Pзf D1/2+ Pзf D2/2
Pзf (D1/2+ D2/2)= k P0 L
Pз= (k P0 L)/[ f (D1/2+ D2/2)]= (235,838)/[0,1(38/2 +25/2)]= 86кТ
Найдем усилие зажима, передаваемое гайкой
Pз = 2PuL / (rсрtg(+)+0,3[(Dн3-Dв3)/(Dн2-Dв2])
где - d- номинальный диаметр резьбы (d=8мм)
L – диаметр ключа или рукоятки : L = 12мм
Dн и Dв – наружный и внутренний диаметры опорного торца гайки
rср – средний радиус резьбы: rср = 3,6мм
- угол подъема резьбы: = 230
- угол трения в резьбе: = 635
f – коэффициент трения: f = 0,1
Pu = Pz (rсрtg(+)+0,3[(Dн3-Dв3)/(Dн2-Dв2])/(2L),
Pu = 86 (3,6tg(230+635))+0,330,1((153-83) / (152-2)] /(212)= 1,6 кГ
3,78<12кГ
Из этого неравенства можно сделать вывод, что крепление надежно.
Момент на головке болта:
М= Pu L=3,7812=46,3 кГмм
6. Проектно-точностные расчеты
6.1. Расчет настроечного размера
Принцип обработки по настройке заключается в том, что перед обработкой заданной партии заготовок устанавливают взаимное положение инструмента и установочных элементов приспособления, при котором автоматически обеспечивается получение размеров деталей в пределах, регламентируемых допусками, заданными на эти размеры. Необходимое взаимное положение инструмента и установочных элементов приспособления (настройка на размер) достигается перемещением суппорта с закрепленным на нем резцом (при токарной обработке) или перемещением стола станка с закрепленным на нем приспособлением (при сверлении и координатно-расточной обработки). Для получения требуемой точности размеров при обработке по настройке недостаточно только одного условия, выраженного неравенством , но и необходимо еще создать условия, чтобы при соблюдении этого неравенства действительные размеры обрабатываемых заготовок не выходили за пределы, регламентируемые допусками на эти размеры.
Обработка отверстия Ø76f7(токарная операция)
При обработке промерам размер определяется по формуле
Dн = [Dmax+0,5н2+м2+см2 +2(т-о ср)]0,5н [5] (1.57) стр. 34
где: Dmax – минимальный размер обрабатываемого вала: Dmin = 76,06 мм
н – погрешность настройки
м – мгновенное поле рассевания детали (0,021мм )
см – смещение центра группирования размеров
т – погрешность вызываемая температурными деформациями: т=0,005мм [5] с. 14
о ср – среднее значение отжима заготовки под действием составляющей силы резания, направленной перпендикулярно к обрабатываемой поверхности;
Погрешность настройки определяется по формуле:
н = рег2+изм2 [5] (1.2) стр. 13
где: рег – погрешность регулирования размера: рег = 0,01 мм
изм – погрешность измерения штангенциркуля мод. 124011
н = (0,012)+0,012 = 0,014 мм
Значение см определяется по формуле:
см = м/m [5] (1.3) стр. 13
где: m – количество настроечных деталей: m = 10
см = 0,021/ 10 = 0,007 мм
Значение о ср определяется по формуле:
о ср = (СрS0,75t) / (3J) [5] (1.58) стр. 35
где: Ср = 40 - коэффициент, характеризующий среднее значение сопротивляемости обрабатываемого материала резанию: [5] табл.4 стр. 276
t = 0,65 мм
S = 0,14 мм/об
J – жесткость системы СПИД, значение определяется по формуле:
J=Py/y
где – y=0,003 мм – погрешность, обусловленная деформациями технологической системы СПИД.
Py=5,2 кг - (табл 1 [5])
J= 5,2/0,003=1733 кг/мм
о ср = (400,30,750,65) / (31733) = 0,002 мм
Dн=[76,06-0,50,0142+0,0212+0,0072)0,5+2(0,002-0,005)]0,50,014= =76,040,005мм
6.2. Определение поля рассеивания суммарной погрешности обработки
Для выполнения требований, предъявляемых к точности размеров детали необходимо, чтобы их действительные размеры не выходили за пределы регламентированного допуска для соответствующего размера. Необходимым условием для выполнения этого требования является соблюдение неравенства: , где - полное суммарное поле рассеивания действительных размеров детали; - поле допуска на данный размер.
6.2.1. Обработка отверстия Ø76f7 (30 токарная операция)
Суммарная погрешность обработки определяется по формуле:
= м2+рег2+из2+2изн+ст [5] стр.61
где: рег=0,01мм – погрешность регулирующих устройств станка;
значение рег принимают равным цене деления лимба станка;
изн – погрешность от износа инструмента
изм =0,03мм – погрешность измерения;
м – мгновенное поле рассевания детали (0,021мм )
изн =2Ln=23,14Dln/(S106) [5] стр.52
ст=0,0007
где: l – путь резания
D – диаметр обработки: D = 76 мм
L – длина обработки: L = 20 мм
n – количество деталей в партии: n = 5 шт
S – подача: S = 0,3 мм/об
= 0,0212+0,032+0,012 +23,1476205/(0,3 106 )+0,0007= 0,026 мм
Допуск на размер Ø76f7 составляет = 0,06мм. Для выполнения требований, предъявляемых к точночти размеров должно выполняться неравенство
<
=0,026 <= 0,06
Точность обработки по настройке обеспечена.
6.2.2. Расчет поля рассеяния суммарной погрешности обработки для размера 4±0,3 (фрезерная операция)
= у2+рег2+изм2)+изн+ст
где - у0,001мм – погрешность во фрезерное приспособление;
рег=0,005мм; изм=0,1 мм(табл.1)
изм=2Ln
ст=0,00003
= 0,0052+0,0012+0,0012 +20,00215 = 0,12 мм
=0,12 < =0,3
Точность сверления обеспечена.
6.2.3. Расчет погрешности обработки для размера 38±0,3 ( сверление по кондуктору)
=0,9 2K2 Zсл+э2 +изг.п.2+2K (Zт+ Zизн)
где:
изг.п. = 0,4 – после рассеивания, связанное с допуском на выполнение межосевого расстояния отверстий под кондукторные втулки;
Zт= 0,01 мм – гарантированный зазор для втулолк;
Zизн =0,001 мм – допускаемое увеличение диаметра отверстия направляющей втулки (из-за износа);
э2 – погрешность, вызываемая эксцентриситетом оси отверстия втулки относительно оси её наружной поверхности:
э2=2Э=20,0025=0,005 мм;
Zсл – сумма квадратов полей допусков на диаметры сверла и отверстия втулки:
Zсл =δс 2+ δвт 2=0,062+0,0082=0,003 мм
К – коэффициент для втулок:
К=2(0,5Нвт+а+ Нз)/ Нвт
где Нвт- 5 мм – высота направляющей втулки;
а = 0,5 мм – зазор между торцом втулки и заготовки;
Нз= 2,5 мм – глубина отверстия;
= 0,922,220,003+0,0052+0,022 +22,2(0,001+0,001)= 0,19 мм
=0,19 < =0,4
Точность координатно-расточной обработки обеспечена.
Список литературы.
1. “Справочник технолога-машиностроителя” под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова, Москва, “Машиностроение”, 1985г.
2. ”Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания”, Москва, “Экономика”,1990г.
3. Методические указания к курсовому проектированию “Расчёт припусков и операционных размеров”, Е.Н.Попов, Москва, 1982г.
4.Справочные таблицы к [3].
5. Е.Г. Копаневич “Установочно-зажимные приспособления в приборостроении”, Москва, “Машиностроение”, 1971г.
6. Методические указания к курсовому проектированию “Твердосплавной режущий инструмент”, Н.И. Зленко, Москва, 2001г.
Приложения