Технологический процесс обработки детали «Ось»

метки: Деталь, Технология, Разработка, Технологический, Процесс, Изготовление, Машиностроение, Размер

На данном этапе развития рыночной экономики уделяется большое внимание технологии машиностроения.

Технология машиностроения — наука, систематизирующая совокупность приемов и способов обработки сырья, материалов, соответствующими орудиями производства с целью получения готовых продукций. Предметом изучения в машиностроении является изготовление изделий заданного качества с установленной программой выпуска при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда.

Технологический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства.

В настоящее время в связи с высоким уровнем развития электроники машиностроении широко внедряются станки с ЧПУ. Применение такого оборудования позволяет сократить: слесарно-доводочные работы; предварительную разметку; сроки подготовки производства и т.д.

Учитывая все это я широко применяю станки с ЧПУ, а также в дипломном проекте рассматривается ряд задач необходимых для выполнения задания на дипломное проектирования.

К числу таких задач относятся:

• повышение технического уровня производства;
• механизация и автоматизация производства;
• разработка прогрессивного технологического процесса обработки детали «Ось»;
• разработка мероприятий по дальнейшему увеличению экономии основных средств, качества продукции и снижению себестоимости изготовления детали.

Правильное решение всех выше названных задач позволяют получить:

• рост производительности труда;
• высвобождения части рабочих;
• увеличение годового экономического эффекта;
• снижение срока окупаемости дополнительных затрат.

1. Технологическая часть

1.1 Описание условий работы, служебное назначение детали, анализ технологичности детали и целесообразности перевода ее обработки на станки с ЧПУ

Деталь: «Ось» №В. 5750.0001

Она является составной часть механизма привода стабилизатора. На оси вращается качалка привода, поэтому на поверхности Ш40f7 наносится Хтв. 48-80, Ш24H9 отверстие под специальный крепежный болт В. 5750.0001. Для фиксации со специальным крепежным болтом выполнены пазы 20H11, а также 3 отверстия Ш1,5 выполнены для контровки (стопорения) 2.2 ОСТ 139502.77, шплинтом 2,5х 32.029 ГОСТ 397-79.

Технологичность конструкции детали оценивается качественными параметрами и количественными показателями.

Обработка деталей на сверлильных и расточных станках

... достигаемой при обработке отверстий 44 вин. Различают следующие способы и виды сверления [7,стр. 333-335]: 1. Сверление по разметке (для одиночных отверстий) По разметке сверлятся одиночные отверстия отверстия. Предварительно на деталь ...

Качественная оценка технологичности конструкции

1 Деталь «Ось» правильной геометрической формы и представляет собой тело вращения.

2 Материал детали (сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71) обладает хорошей обрабатываемостью механическим способом.

3 Возможность применения заготовки-штамповки, геометрическая форма и размеры которой обеспечивают небольшие припуски на механическую обработку.

4 Наличие унифицированных элементов детали подтверждает технологичность ее конструкции.

5 Конструкция детали обладает достаточной жесткостью, так как соблюдается условие

1,33 10

6 Конфигурация, точность и шероховатость поверхностей позволяют обрабатывать деталь на стандартном оборудовании нормальной точности и с помощью стандартного режущего инструмента.

Таблица 1.1 — Точность размеров и параметр шероховатости поверхностей детали

Размеры поверхностей	Квалитет точности	Параметр шероховатости	Количество конструкционных элементов	Количество унифицированных элементов
24H9	9	Ra 1,6	1	—
40f7	7	Ra 1,25	1	—
60	12	Ra 12,5	1	—
1,5	12	Ra 12,5	3	—
79,5-0,2	13	Ra 12,5	1	—
64,5-0,2	7	Ra 1,25	1	—
4±2	7	Ra 12,5	1	—
48	7	Ra 12,5	1	—
20,5	11	Ra 6,3	2	—
20H11	11	Ra 6,3	2	—
2,5×450	12	Ra12,5	1	1
1×450	12	Ra 12,5	8	8
0,3×450	12	Ra 12,5	3	—
0,5х450	12	Ra 12,5	4	—
R1	11	Ra 6,3	4	—
R1	7	Ra1,25	1	—
<120	12	Ra 12,5	1	—
Итого:	36	9

Количественная оценка технологичности конструкции

1 Коэффициент унификации:

• где Qуэ — количество унифицированных элементов;
• Qэ — количество конструкционных элементов.

2 Коэффициент точности поверхностей детали:

• где Ti — соответственно квалитет точности обрабатываемых поверхностей;
• Тср. — среднее значение этих параметров;

ni — число размеров или поверхностей для каждого квалитета

3 Коэффициент шероховатости поверхностей деталей:

• где Rai — соответственно значения параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей;
• Raср. — среднее значение этих параметров;
• ni — число размеров или поверхностей для каждого значения параметра шероховатости.

Вывод: из выше рассчитанных коэффициентов видно, что числовые значения почти всех показателей технологичности близки к 1, т.е. технологичность конструкции детали удовлетворяет требованиям, предъявленным к изделию. Деталь «Ось» целесообразно обрабатывать на станках с числовым программным управлением, так как деталь хорошо обрабатывается резанием и удобно базируется.

1.2 Химический состав и механические свойства материала детали

Деталь «Ось» изготовляется из стали 30ХГСА — конструкционная легированная сталь, выдерживающие значительные деформирующие нагрузки.

Из стали 30ХГСА рекомендуется изготовлять: валы, оси, зубчатые колеса, фланцы, корпуса обшивки, лопатки компрессорных машин, работающие при температуре до 2000С, рычаги, толкатели, ответственные сварные конструкции, работающие при знакопеременных нагрузках, крепежные детали, работающие при низких температурах.

Данные о химическом составе и механических свойствах материала размещаем в таблицы из соответствующих источников.

Таблица 1.2 — Химический состав стали

С	Si	Mn	Cr	P	S	Cu	Ni
				не более
0,28ч0,34	0,90ч1,20	0,80ч1,10	0,80ч1,10	0,025	0,025	0, 30	0,30

Таблица 1.3 — Механические свойства стали

ГОСТ	Сечение, мм	02	в	s	ш	КСU	HВ
		МПа	%	Дж/см2
4543-71	до 100	830	1080	10	45	49	207ч217

Технологические свойства

Свариваемость — ограничено свариваемая.

Способы сварки: РДС; АДС под флюсом и газовой защитой, АрДС, ЭШС.

Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений

Обрабатываемость резанием — в горячекатаном состоянии при НВ 207ч217 и в=710 МПа.

Флокеночувствительность — чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости — склонна.

1.3 Определение типа производства

В машиностроении различают следующие типы производства:

• единичное;
• серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное);
• массовое.

Каждый тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операции Кз.о.

Коэффициент закрепления операций Кз.о. определяется по формуле:

• где Qоп. — число различных операций, выполняемых на участке;
• Pm — число рабочих мест (станков), на которых выполняются эти операции.

Согласно ГОСТ 3.1108-74 коэффициент закрепления операций принимают равным

Таблица №1.4 — Значение коэффициента закрепления операций

Тип производства	Кз.о.
Массовое	1
Крупносерийное	Свыше 1 до 10 включительно
Среднесерийное	Свыше 10 до 20 включительно
Мелкосерийное	Свыше 20 до 40 включительно
Единичное	Свыше 40

Из выше рассчитанного следует, что производство серийное, следует определить партию запуска деталей. Ориентировочно величину партии можно рассчитать по формуле:

• где N — годовой объем выпуска, шт.;
• число рабочих дней в году (365-Твых.

— Тпразд.), дн.;

• необходимый запас деталей на складе в днях, колеблется в пределах 3ч8 дней
• для единичного и мелкосерийного производства 3ч4 дней
• для среднесерийного производства 5ч6 дней
• для крупносерийного и массового производства 7ч8 дней

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовленных или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемам выпуска.

При серийном производстве широко используются универсальные станки, а также специализированные и частично специальные станки.

Оборудование располагается не только по групповому признаку, но и по потоку.

Технологическая оснастка универсальная, а также специальная и универсально-сборная, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

Рабочие специализируются на выполнении только нескольких операций. Технологический процесс дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, переходы приемы, движения.

Себестоимость изделия — средняя.

1.4 Анализ заводского технологического процесса

Каждая деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного выбора варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства. На трудоёмкость изготовления детали оказывают особое влияние её конструкция и технические требования на изготовление.

В заводском технологическом процессе деталь «Ось» обрабатывается следующим образом:

005 Контрольная 065 Слесарная

010 Токарная 070 Разметочная

015 Токарная 075 Сверлильная

020 Токарная 080 Промывочная

025 Контрольная 085 Магнитная

030 Термическая 090 Контрольная

035 Пескоструйная 095 Покрытие

040 Токарная 100 Шлифовальная

045 Шлифовальная 105 Слесарная

050 Токарная 110 Промывочная

055 Разметочная 115 Магнитная

060 Фрезерная 120 Подготовительная

Как видно из выше перечисленных операций заводского технологического процесса, здесь используется большое количество контрольных, слесарных, разметочных операций и используются станки старых моделей универсальные с ручным управлением.

Считаю, что в своем варианте технологического процесса обработки детали «Ось» необходимо на некоторых операциях применить высокопроизводительные станки с ЧПУ, что позволит:

• повысить производительность труда;
• ликвидировать разметочные и слесарные операции;
• сократить время на переналадку оборудования, на установку заготовок за счет применения универсальных сборочных приспособлений;
• сократить число операций;
• сократить затраты времени и средств на транспортировку и контроль деталей;
• уменьшить брак;
• сократить потребность в рабочей силе;
• уменьшить число станков;
• применить многостаночное обслуживание;

Кроме того на горизонтально-фрезерных и вертикально-сверлильной операциях целесообразно применить специальные быстропереналадочные приспособления с пневмозажимом, обеспечивающие надежное закрепление и точное базирование детали в процессе обработки, а так же позволит:

• сократить время на переналадку оборудования;
• обеспечить фиксированное и надежное положение заготовки в приспособлении;
• освободит от предварительной разметки перед данной операцией

Применение специального высокопроизводительного режущего инструмента обеспечивает высокую точность и необходимую шероховатость обрабатываемых поверхностей.

1.5 Технико-экономическая оценка выбора метода получения заготовки

Выбор метода получения заготовки является одним из важнейших факторов при проектировании и разработке технологического процесса.

Вид заготовки и метод в значительной степени определяется материалом детали, типом производства, а так же такими технологическими свойствами как конструктивная форма и габаритные размеры детали.

В современном производстве одним из основных направлений развития технологии механической обработки является использование чистовых заготовок с экономичными конструктивными формами, т.е. рекомендуется переложить большую часть процесса формообразования детали на заготовительную стадию и тем самым снизить затраты и расход материала при механической обработке.

В дипломной работе для детали «Ось» применяю метод получения заготовки горячую штамповку на кривошипных прессах.

При этом методе форма заготовки по своим размерам приближена к размерам детали и этим самым снижается расход материала и время на изготовление детали «Ось», а также уменьшается количество операций механической обработки и, следовательно, уменьшается себестоимость данной детали.

1.6 Выбор технологических баз

Базой называют поверхность, заменяющую совокупность поверхностей, ось, точку детали по отношению к которым ориентируются другие детали, обрабатываемые на данной операции.

Для повышения точности обработки детали необходимо соблюдать принцип совмещения (единства) баз, согласно которого при назначении технологических баз для точной обработки заготовки в качестве технологических баз следует применять поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами детали.

А также принцип постоянства баз, который заключается в том, что при разработке технологического процесса необходимо стремиться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без необходимости смены технологических баз.

Стремление осуществить обработку по одной технологической базе объясняется тем, что всякая смена баз увеличивает погрешность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

Проанализировав все выше названое, делаю вывод, что для обработки детали «Ось» за базовые поверхности необходимо принять:

Операция 010 Токарная ЧПУ

Установ А: 61,8

Установ Б: ? 40,3

Операция 015 Горизонтально-фрезерная: ?40,3

Операция 020 Вертикально-сверлильная: ?40,3

Операция 025 Круглошлифовальная: отв. Ш24H9

1.7 Проектирование маршрутного технологического процесса детали: последовательность обработки; выбор оборудования; выбор станочных приспособлений; выбор режущих инструментов; выбор вспомогательных инструментов

При разработке технологического процесса руководствуются следующими основными принципами:

• в первую очередь обрабатываю те поверхности, которые являются в базовыми при дальнейшей обработке;
• после этого обрабатывают поверхности с наибольшими припусками;
• поверхности, обработка которых обусловлена высокой точностью взаимного расположения поверхностей, необходимо обрабатывать с одного установа;
• при обработке точных поверхностей следует стремиться к соблюдению двух основных припусков: совмещение (единства) баз и постоянства баз

Последовательность обработки

Операция 005 Заготовительная

Операция 010 Токарная ЧПУ

Установ А

Установить, закрепить заготовку

1 Точить торец «чисто»

2 Точить фаску 1х450

3 Точить Ш40,4 мм на l=63,5-0,2 мм, выдержав R1

4 Точить фаску 1х450

5 Зенковать фаску 1х450

Установ Б

Переустановить, закрепить заготовку

1 Точить торец «чисто» выдержав l=79,5-0,2 мм

2 Точить фаску 1х450

3 Точить Ш60 мм на проход

4 Зенкеровать Ш23,8 мм на проход

5 Зенковать фаску 2,5х450

6 Развернуть Ш24H9 (+0,052)

7 Контроль исполнителем

Операция 015 Горизонтально-фрезерная

Установ А

Установить, закрепить деталь

1 Фрезеровать паз B=20H11 (+0,13) на l=9,5 мм, выдержав R1

2 Притупить острые кромки, припилить 2 фаски 0,5х450; 2 фаски 1х450

Установ Б

Переустановить, закрепить деталь

1 Фрезеровать паз B=20H11 (+0,13) на l=41 мм

2 Притупить острые кромки, припилить 2 фаски 0,5х450; 2 фаски 1х450

3 Контроль исполнителем

Операция 020 Вертикально-сверлильная

Установить, закрепить деталь

1 Сверлить 3 отв. Ш1,5 мм на проход, выдержав ?1200, l=48 мм

2 Рассверлить 3 фаски 0,3х450

3 Контроль исполнителем

Операция 025 Термическая

1 Калить 35,5…40,5 HRC

Операция 030 Круглошлифовальная

Установить, закрепить деталь

1 Шлифовать Ш40f ) на l=60 методом поперечной подачи

2 Контроль исполнителем

Операция 035 Контрольная

Выбор оборудования

При выборе оборудования учитываются следующие факторы:

• тип производства;
• вид заготовки;
• требования к точности обработки и шероховатости обрабатываемой поверхности;
• необходимая мощность;
• годовая программа.

На основании вышеизложенного выбираю технологическое оборудование.

Операция 010 Токарная с ЧПУ

Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3

Станок предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей со ступенчатым и криволинейным профилем в осевом сечении при полуавтоматическом цикле, заданной программой на перфоленте.

Параметры	Числовые значения
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
над станиной	400
над суппортом	220
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя	53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки	1000
Шаг нарезаемой резьбы:
Метрической	до 20
Число скоростей шпинделя	22
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5ч2000
Наибольшее перемещение суппорта:
продольное	900
поперечное	250
Подача суппорта, мм/об (мм/мин):
продольная	3ч1200
поперечная	1,5ч600
Число ступеней подач	б/с
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин:
продольного и поперечного	4800
вертикального	2400
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры (без ЧПУ):
Длина	3360
ширина	1710
высота	1750
масса, кг	4000

Операция 015 Горизонтально-фрезерная

Горизонтально-фрезерный широкоуниверсальный станок 6Р81Ш /10/

Станок предназначен для выполнения различных фрезерных работ, а так же сверлильных и несложных расточных работ в заготовках из чугуна, стали и цветных металлов. Станок может работать в полуавтоматическом и автоматическом режимах, что дает возможность многостаночного оборудования.

Технические характеристики станка

Параметры	Числовые значения
Размеры рабочей поверхности (ширина х длина), мм	250х1000
Наибольшее перемещение стола; мм:
продольное	630
поперечное	200
вертикальное	350
Расстояние:
от оси оси горизонтального шпинделя до поверхности стола	50-400
от оси вертикального шпинделя до направляющих станины	250-845
от торца вертикального шпинделя до поверхности стола	160-510
Наибольшее перемещение гильзы вертикального шпинделя, мм	80
Угол поворота вертикальной фрезерной головки, , в плоскости, параллельной:
продольному ходу стола	360
поперечному ходу стола:
от станины	90
к станине	45
Внутренний конус шпинделя по ГОСТ 15945-82:
горизонтального	45
вертикального	Морзе
Число скоростей шпинделя:
горизонтального	16
вертикального	12
Частота вращения шпинделя, об/мин:
горизонтального	50-1600
вертикального	45-2000
Число рабочих подач стола	16
Подача стола, мм/мин:
продольная	35-1020
поперечная	28-790
вертикальная	14-390
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин:
продольного	2900
поперечного	2300
вертикального	1150
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	5,5
Габаритные размеры:
длина	1480
ширина	2045
высота	1890
Масса (без выносного оборудования), кг	2530

Операция 020 Вертикально-сверлильная

Вертикально-сверлильный станок 2Н125

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развертывания отверстий, нарезания резьбы метчиком и подрезания торцов ножами.

Параметры	Числовые значения
Наибольший условный диаметр сверления, мм	400х450
Рабочая поверхность стола
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола	700
Вылет шпинделя	250
Наибольшийход шпинделя	200
Наибольшее вертикальное перемещение:
сверлильной головки	170
стола	270
Конус Морзе отверстия шпинделя	3
Число скоростей шпинделя	12
Частота вращения шпинделя, об/мин	45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1400; 2000
Число подач шпинделя	9
Подача шпинделя, мм/об	0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8; 1,12; 1,6
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	2,2
КПД станка	0,8
Габаритные размеры, мм:
длина	915
ширина	785
высота	2350
масса, кг	880

Операция 030 Круглошлифовальная

Круглошлифовальный полуавтомат для врезного и продольного шлифования, повышенной точности 3М151

Станок предназначен для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей.

Параметры	Числовые значения
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:
диаметр	200
длина	700
Рекомендуемый наибольший диаметр шлифования: наружного	60
Наибольшая длина шлифования: наружного	700
Высота центров над столом	125
Наибольшее продольное перемещение стола	705
Угол поворота в о:
по часовой стрелке	3
против часовой стрелки	10
Скорость автоматического перемещения стола (бесступенчатое регулирование), м/мин	0,05-5
Частота вращения шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием, об/мин	50ч500
Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки	4
Наибольшие размеры шлифовального круга:
наружный диаметр	600
высота	100
Перемещение шлифовальной бабки:
наибольшее	185
на одно деление лимба	0,005
за один оборот толчковой рукоятки	0,001
Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин
при шлифовании наружном	1590
Скорость врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин	0,1ч4,0
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	10
Габаритные размеры, мм:
длина	4605
ширина	2450
высота	2170
масса, кг	5600

Выбор станочных приспособлений

При разработке технологического процесса механической обработки детали необходимо правильно выбрать приспособление, которое должно способствовать повышению производительности труда, точности обработки, улучшению условий труда, ликвидации предварительной разметки детали и выверки ее при установке на станке.

Операция 010 Токарная ЧПУ

Приспособление: патрон самоцентрирующийся трёхкулачковый

ГОСТ 2675-80 входит в комплектность станка; центр вращающийся

ГОСТ 2675-80.

Операция 015 Горизонтально-фрезерная

Приспособление: специальное наладочное приспособление для фрезерования детали со встроенным пневматическим цилиндром.

Операция 020 Вертикально-сверлильная

Приспособление: Головка делительная универсальная ГОСТ 8615-89;

• жесткий цент ГОСТ 13214-79.

Операция 030 Круглошлифовальная

Приспособление: патрон поводковый для шлифовальных работ

ГОСТ 13334-67 Хомутик поводковый для шлифовальных работ

ГОСТ 16488-70

Выбор режущего инструмента

При выборе режущего инструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но иногда целесообразно принимать специальный, комбинированный или фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.

Правильный выбор режущей части инструмента имеет так же большое значение для повышения производительности труда, повышения точности и качества обрабатываемой поверхности.

Операция 010 Токарная с ЧПУ

Установ А

Переход 01, 02, 03, 04 Проходной упорный резец с пластинками из твердого сплава Т15К6, 16х25 ГОСТ 18879-73 /7/

Техническая характеристика резца: Н=25 мм, В=16 мм, L=140 мм, n=7 мм, l=16 мм, r=1,0 мм.

Переход 05 Зенковка?450 из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком ОСТ-2

Техническая характеристика зенковки: D=32 мм, L=145 мм, l=56 мм.

Установ Б

Переход 01, 02, 03 Проходной упорный отогнутый резец с твердосплавными пластинками Т15К6, 16х25 ГОСТ 18879-73

Техническая характеристика резца: Н=25 мм, В=16 мм, L=140 мм, n=7 мм, l=16 мм, r=1,0 мм.

Переход 04 Зенкер цельный Ш23,8 мм из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком ГОСТ 12489-71

Техническая характеристика зенкера: D=23,8 мм, L=185 мм, l=86 мм.

Переход 05 Зенковка?450 из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком ОСТ-2

Техническая характеристика зенковки: D=32 мм, L=145 мм, l=56 мм.

Переход 06 Развертка из быстрорежущей стали цельная Ш24H9 (+0,052) с коническим хвостовиком ГОСТ 1672-80

Техническая характеристика развертки: D=24 мм, L=225 мм, l=34 мм

Операция 015 Горизонтально-фрезерная

Переход 01 Дисковая трехсторонняя фреза Ш125 со вставными ножами, оснащенными твердым сплавом Т15К6, z=8 ГОСТ 5348-69

Техническая характеристика фрезы: D=100 мм, B=20 мм, d=32 мм, z=8 мм.

Переход 02 Надфиль плоский ГОСТ 1513-77

Техническая характеристика фрезы: L=130 мм.

Операция 020 Вертикально-сверлильная

Переход 01 Сверло спиральное ?1,5 мм из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77

Техническая характеристика сверла: d=1,5 мм, L =63 мм, l=28 мм.

Переход 02 Сверло спиральное ?6 мм из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77

Техническая характеристика сверла: d=6 мм, L =72 мм, l=34 мм

Операция 030 Круглошлифовальная

Переход 01 Шлифовальный круг 300х63х76 ПП 24А40НСМ25К8

ГОСТ 2424-83.

Техническая характеристика круга: D =300 мм, В =63 мм, d=76 мм.

1.7.5 Выбор вспомогательного инструмента

При выборе вспомогательных инструментов пользуются теми принципами, что и станочные приспособления.

На основании вышеописанного произвожу выбор вспомогательных инструментов.

На операции 010 Токарная ЧПУ:

Установ А

Переход 05 — применяю переходную втулку ГОСТ 13598-85

Установ Б

Переход 04, 05, 06 — применяю переходную втулку ГОСТ 13598-85.

1.8 Определение операционных припусков, допусков, межоперационных размеров и размеров заготовки (на две поверхности произвести расчет припусков аналитическим методом)

Выбор заготовки для дальнейшей механической обработки и установление величин рациональных припусков и допусков на обработку является одним из весьма важных этапов проектирования технологического процесса изготовления детали. От правильности выбора заготовки, т.е. установления ее форм, размеров, припусков на обработку, точности размеров и твердости материала в большей степени зависит характер и число операций или переходов, трудоемкость изготовления детали, величина расхода материала и инструмента и в итоге — стоимость изготовления детали.

Определение припусков аналитическим методом

Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки.

Для наружных или внутренних поверхностей тел вращения операционные припуски 2Zi min мкм определяются по формуле:

• где — высота микронеровностей поверхности;
• глубина поверхностного дефектного слоя;
• суммарное значение пространственных геометрических отклонений;
• погрешность установки

Определяем промежуточные припуски и промежуточные размеры при обработке поверхности отверстия ?24Н9 (+0,052).

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков и размеров составляем таблицу.

Таблица 1.5 — Расчеты припусков, допусков и промежуточных размеров на данную поверхность

Поверхность детали и маршрут ее обработки	Точность заготовки и обрабатываемой поверхности	Допуск на размер , мм	Элементы припуска, мкм	Промежуточные размеры заготовки, мм	Промежуточные припуски, мм
			Rz	T	0	y	Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Заготовка-штамповка	II кл.	1,4	160	200	861	—	19,912	21,22	—	—
Однократное растачивание	Н12	0,13	50	40	51	200	23,712	23,72	3,8	2,5
Нарезание резьбы	Н9	0,062	10	20	—	12	24,062	24	0,35	0,28

Проверка: Tdзаг — Tdд =

1400 — 62 = (3758+352) — (2488 + 284)

1338 мкм = 1338 мкм

Рис. 1.1 — Схема расположения полей припусков и допусков по обрабатываемой поверхности

Определяем промежуточные припуски и промежуточные размеры при обработке поверхности вала ?40f7.

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков, допусков и размеров составляем таблицу /10/

Таблица 1.6 — Расчеты припусков, допусков и промежуточных размеров на данную поверхность

Вид заготовки и технологическая операция	Точность заготовки и обрабатываемой поверхности	Допуск на размер , мм	Элементы припуска, мкм	Промежуточные размеры заготовки, мм	Промежуточные припуски, мм
			Rz	T	0	y	Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Заготовка-штамповка	II кл.	1,4	160	200	430	—	43,295	41,95	—	—
Черновое точение	Н12	0,25	50	50	25,8	200	40,495	40,25	2,8	1,7
Чистовое точение	Н8	0,39	25	25	—	12	40,025	39,99	0,47	0,26
Термообработка шлифование	F7	0,025	5	15			39,975	39,96	0,05	0,04

Проверка: Tdзаг — Tdд =

1400 — 25 = (2818+468+54) — (1668+257+40)

1375 мкм = 1375 мкм

Рис. 1.2 — Схема расположения полей припусков и допусков по обрабатываемой поверхности

Расчет припусков, допусков, межоперационных размеров табличным способом

На остальные поверхности заготовки припуски, допуски, межоперационные размеры считаю табличным способом, полученные данные свожу в таблицу

Таблица 1.7 — Расчет припусков, допусков и промежуточных размеров на остальные поверхности

Последовательность обработки	Квалитет точности	Шероховатость	Допуски мм	Величина припуска	Расчетный размер, мм	Предельный размер, мм	Предельный припуск, мм
						Dmax	Dmin	2zmax	2zmin
Заготовка-штамповка l=82,3 Однократное получист точение l=79,5	IIкл h12	— 12,5	1,7 0,35	— 1,0	80,15 79,15	81,85 79,5	80,15 79,15	— 2,35	— 1,0
Заготовка-штамповка ?62 Однократное получист точение ?60	IIкл h12	— 12,5	1,7 0,3	— 1,0	62,7 61,7	64,4 62	62,7 61,7	— 2,4	— 1,0

Таблица 1.8 — Межоперационные размеры поверхностей заготовки

Последовательность обработки	Операционный размер	Последовательность обработки	Операционный размер
Заготовка-штамповка 82,4 Однократное точение		Заготовка-штамповка 43,4 Черновое точение Чистовое точение Шлифование
Заготовка-штамповка Однократное точение		Заготовка-штамповка 21,2 Зенкерование Развертывание

1.9 Определение нормы расхода (вычислить коэффициент использования материала и коэффициент использования заготовки)

Для определения нормы расхода материала необходимо определить массу заготовки. Массу заготовки рассчитывают исходя из его объема и плотности материала. Необходимо стремиться к тому, чтобы форма и размеры заготовки были близки к форме и размерам готовой детали, что уменьшает трудоемкость механической обработки, сокращает расход материала, режущего инструмента, электроэнергии и т.д.

Массу заготовки рассчитывают по формуле:

где — плотность материала, гр./см3

• общий объем заготовки, см3.

Обычно сложную фигуру заготовки необходимо разбить на элементарные части правильной геометрической формы и определить объемы этих элементарных частей. Сумма элементарных объемов составит общий объем заготовки.

Объем цилиндрической трубы V, см3 рассчитываем по формуле:

где — наружный диаметр цилиндрической трубы, см

• внутренний диаметр цилиндрической трубы, см

h — высота цилиндрической трубы, см.

см3

см3

см3

Правильный выбор способа получения заготовки характеризуется двумя коэффициентами:

Ким — коэффициент использования материала

Киз — коэффициент использования заготовки

Рассчитать коэффициент использования заготовки Киз по формуле:

Киз

где — масса детали, гр

• масса заготовки, гр

Киз=

Рассчитать коэффициент использования материала Ким по формуле:

Ким

где — масса потерь металла (угар, облой, на отрезку и т.д.)

Ким

Коэффициент использования материала колеблется в следующих пределах:

• для отливки 0,65 ч 0,75…0,8
• для штамповки 0,55ч 0,65…0,75
• для проката 0,3ч 0,5

Произведя расчеты коэффициента использования материала и коэффициента использования заготовки делаю вывод, что эти коэффициенты лежат в допустимых пределах, следовательно, выбранный метод получения заготовки правильный.

1.10 Определение режимов резания, мощности для двух

Определение режимов резания и мощности можно производить двумя методами:

• аналитическим (по эмпирическим формулам);
• табличным

Расчет режимов резания для двух разнохарактерных операций или переходов по эмпирическим формулам

Производим расчет режимов резания и мощности для разнохарактерных операций и переходов по эмпирическим формулам

Операция 010 Токарная ЧПУ

Установ Б

Переход 01 Точить торец «чисто» выдержав l=79,5-0,2 мм

Глубина резания: t=1,0 мм

Подача: S=0,5 мм/об /10/

Скорость резания V, м/мин:

• где Cv = 350;
• x=0,15;
• y=0,35;
• m=0,2 /7/

T — стойкость резца, мин (Т=60 мин)

Kv — коэффициент, влияющий на скорость резания

Kv = Kmv Knv Kuv KTv KTc Kц Kr

где Кmv — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

где Kф — коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости

(Kф=0,8)

nv — показатель степени (nv=1,0)

Кmv= 0,8

Кnv — коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания (Кnv=0,8) /9/

Кuv — коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания (Кuv=1,15) /9/

КTv — коэффициент, учитывающий стойкость инструмента в зависимости от количества одновременно работающих инструментов (КTv=1,0)/9/

КTс — коэффициент, учитывающий стойкость инструмента в зависимости от количества одновременно обслуживающих станков (КTс=1,0)

Кц — коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане ц (Кц=0,7)

Кr — коэффициент, учитывающий влияние радиуса r при вершине резца (Кr=0,94) /9/

Kv = 0,56 0,8 1,15 1,0 1,0 0,7 0,94 ? 0,34

Отсюда скорость резания V, м/мин:

Частота вращения заготовки, n об/мин:

где V — скорость резания, м/мин

D — диаметр обрабатываемой поверхности, мм

об/мин

Согласно условия обработки принимаем:

nпр= 359 об/мин

Сила резания, PZ Н:

PZ = 10·Cp·tx ·Sy·Vn·Kp

где Cp = 300; х=1,0; y=0,75; n= -0,15 /7/

Кр — коэффициент, влияющий на силу резания

Кр = Kmp·Kцp·Kp·Kp·Krp

где Kmp — коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силу резания

Kmp =

где n — показатель степени (n=0,75) /9/

Kmp = ? 1,31

Кцр — коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане

на силу резания (Кцр=0,89) /9/

Кр — коэффициент, учитывающий влияние переднего угла на силу резания (Кр=1,0) /9/ Кр — коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия на силу резания (Кр =1,0).

Кrp — коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине на силу резания (Кrp=0,87).

Кр = 1,31 0,89 1,0 1,0 0,87 ? 1,01

Отсюда сила резания PZ Н:

PZ = 10 300 1,01,0 0,50,75 70-0,15 1,01 ? 947 Н

Минутная подача Sm, мм/мин

Sm = So nпр

где So — подача на оборот заготовки, мм/об;

nпр — принятая частота вращения заготовки об/мин

Sm = 0,5 359 ? 180 мм/мин

Эффективная мощность резания Ne, кВт:

где — сила резания, Н

• скорость резания, м/мин

кВт

Эффективная мощность рассчитана правильно, если выполняется условие: 1,08 кВт 10 0,75

1,08 кВт 7,5 кВт

Операция 015 Горизонтально-фрезерная

Переход 01 Фрезеровать разы в размер 20H

Глубина резания: 9 мм

Ширина фрезерования B = 20 мм

Подача: Sz. =0,06 мм/зуб /10/

Скорость резания V, м/мин:

• где Cv = 690;
• m = 0,35;
• x = 0,3;
• y = 0,4;
• u = 0,1;
• p = 0 /5/

T — стойкость фрезы, мин (Т=120 мин); /7/

B — ширина фрезерования, мм. B = 20 мм

Kv — коэффициент, влияющий на скорость резания

Kv = Kmv Kuv Klv

где Кmv — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

где Kф — коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости (Kф=0,8)

nv — показатель степени (nv=1,0)

Кmv= 0,8

Кuv — коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания (Кuv=1,0)

Kv = 0,54 0,8 1,0 ? 0,5

Отсюда скорость резания V, м/мин:

Частота вращения шпинделя, n об/мин:

где обозначения прежние

nоб/мин

Согласно условия обработки и паспортных данных станка принимаю:

nд=500 об/мин

Действительная скорость резания Vд, м/мин:

где обозначения прежние

Минутная подача Sm, мм/мин:

Sm = Sz z nд,

где обозначения прежние

Sm =0,06·8·500=240 мм/мин

Согласно условия обработки и паспортных данных станка принимаю:

Sm = Sv =200 мм/мин, тогда действительная подача на зуб фрезы:

мм/зуб

Сила резания, Pz Н:

• где Cp = 261;
• x = 0,9;
• y=0,8;
• u = 1,1;
• = 1,1;
• w = 0,1 /7/

где Kp — коэффициент, влияющий на силу резания

где Kmp — коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силу резания

Kmp =

где n — показатель степени (n=0,3) /9/

Kmp = ? 1,12 Отсюда сила резания, Pz Н:

Мощность на резание Nрез, кВт:

где обозначения прежние

кВт

Проверяем достаточно ли мощность привода станка

Мощность на шпинделе станка N_(шп,)

где обозначения прежние

Эффективная мощность резания рассчитана правильно, если выполняется условие:

3,56 кВт 6 Следовательно, обработка возможна.

Расчет режимов резания и мощности для остальных операций и переходов по действующим нормативам Для удобства дальнейшего использования рассчитанных режимов резания составляем таблицу

Таблица 1.9 — Расчет режимов резания по операциям технологического процесса

Глубина резанияt, мм	Подача S мм/об SZ мм/зуб	Скорость резания V, мм/мин	Частота вращения n, об/мин	Фактическая скорость резания Vф м/мин	Минутная подача Sm мм/мин	Мощность на резание Nр, кВт
Операция 010 Токарная ЧПУ Переход 01 Точить торец «чисто»
1,0	0,5	130	755	—	378	3,4
Переход 02 Точить фаску 1х450
1,0	0,3	146	1074	—	322	162,4
Переход 03 Точить Ш40,4 мм на l=63,5-0,2 мм, выдержав R1
1,5	0,3	146	1074	—	378	2,4
Переход 04 Точить фаску 1х45о
1,0	0,3	146	1074	—	378	2,4
Переход 05 Зенкеровать фаску 1х45о
1,0	0,8	9	234	—	187	0,9
Установ Б Переход 02 Точить фаску 1х45о
1,0	0,3	146	7560	—	255	2,4
Переход 03 Точить Ш60 мм на проход
1,0	0,3	146	750	—	255	2,4
Переход 04 Зенкеровать Ш23,8 мм на проход
1,3	0,8	9	285	—	228	2,2
Переход 05 Зенковать фаску 2,5х450
2,5	0,8	9	234	—	187	0,9
Переход 06 Развернуть Ш24H9 (+0,052)
1,5	1,1	6,8	91	—	100	0,1
Операция 020 Вертикально-сверлильная Переход 01 Сверлить 3 отв. Ш1,5 мм на проход, выдержав ?1200, l=48 мм
0,75	0,1	19,2	355	1,67	35,5	0,8
Переход 02 Рассверлить 3 фаски 0,3х450
0,3	0,56	21,5	355	6,14	199	0,8
Операция 030 Круглошлифовальная Переход 01 Шлифовать Ш40f ) на l=60 мм методом поперечной подачи
0,2	0,003	32	250	—	0,66	3,52

1.11 Определение норм времени по операциям

Техническая норма времени на обработку заготовки является основным параметром для расчета стоимости изготовляемой детали, числа производственного оборудования, заработной платы и планирования производства. Техническую норму времени определяют на основе технических возможностей технологической оснастки, режущего инструмента, станочного оборудования и правильной организации рабочего места.

Определение норм времени для операции, выполняемой на станке с ЧПУ

Операция 010 Токарная ЧПУ

1 Время автоматической работы станка Та, мин:

Та = Тоа + Тва

где Тоа — основное время автоматической работы станка, мин;

• Тва — вспомогательное время работы станка по программе, мин.

где l — длина обрабатываемой поверхности в направлении подачи, мм;

• l1 — величина врезания, мм;
• l2 — величина перебега, мм;
• n — частота вращения детали, об/мин;
• S — подача на оборот детали, мм/об;
• i — число проходов.

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

Тоа =0,06+0,03+0,25+0,03+0,02+0,03+0,12+0,41+0,71+0,03 = 1,69 мин

Тва = Твха + Тост

где Твха — время выполнения автоматических вспомогательных ходов (подвод детали или инструмента от исходных точек в зоны обработки и отвод, установка инструмента на размер), мин;

• где dxx — длина холостого хода, мм;
• Sxx — скорость холостого хода, м/мин;
• число технологических участков.

мин

Тост — время технологических пауз (остановок, подачи вращения шпинделя для проверки размеров, осмотра или смены инструмента), мин

где а — количество остановок

2 Время вспомогательной ручной работы Тв, мин:

где — вспомогательное время на установку и снятие детали, мин

где а=0,0760; х = 0,170; у = 0,15

• вспомогательное время, связанное с выполнением операции, мин

где а=0,36; b= 0,00125; c=0,04; d=0,022; =0

Xо Yо Zо — нулевые координаты;

• k — число корректоров в наладке;

lпл — длина перфоленты, м (lпл=0,5 м)

• вспомогательное время, перекрываемое на контрольные измерения детали, мин

где k = 0,0187; z = 0,21; u = 0,330 /11/

D — измеряемый диаметр, мм

L — измеряемая длина, мм

Тв = 0,25 + 0,58 + 0,16 = 0,99 мин

3 Подготовительно-заключительное время Тпз, мин:

Тпз = а + в nu + c Pp + d Pnn

где а =11,3; в = 0,8; c = 0,5; d = 0,4

nu — число режущих инструментов;

• Рр — число установленных исходных режимов работы станка (Рр=2);

Рnn — число размеров, набираемых переключателями на пульте управления (Рnn = 2 ч 3)

Т nз = 11,3 + 0,8 4 + 0,5 2 + 0,4 3 = 16,7 мин

После определения Тв производят его корректировку в зависимости от серийности производства.

4 Поправочный коэффициент серийности:

• где а=4,17;
• х =0,216;

• где nпр — производительная партия деталей, шт. (раздел 1.4)

5 Штучное время Тшт, мин:

где (аорг + аотл) — процент времени на организационное и техническое обслуживание рабочего места и отдыха (аорг + аотл) = 10% /2/

Время обработки партии деталей:

+ Тnз

где обозначения прежние

Т = 3,44 280 + 16,7 = 980 мин

Определение норм времени для операций, выполняемых на универсальных станках

Операция 015 Горизонтально-фрезерная

Установ А

Переход 01

1 Основное время работы станка То, мин:

где L — путь, пройденный инструментом, мм:

L = l + l1 + l2

где l — длина обрабатываемой поверхности, мм;

• l1 — величина врезания инструмента, мм;
• l2 — величина перебега инструмента, мм;
• n — частота вращения детали, об/мин;
• i — число проходов.

мин

2 Вспомогательное время Тв, мин:

где — вспомогательное время на установку и снятие детали, мин

• вспомогательное время, связаное с переходом, мин
• вспомогательное время, связаное с контрольными измерениями, мин

;

Установ Б

Переход 01

1 Основное время работы станка То, мин:

мин

Вспомогательное время Тв, мин:

мин

мин

3 Оперативное время Топер, мин:

где обозначения прежние

Топер = 0,48 + 1,0 = 1,48 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Тобс, мин:

Тобс =3,5% от Топер

5 Время на отдых и личные надобности Тотл, мин:

Тотл = 4% от Топер

6 Норма штучного времени Тшт, мин:

где К — суммарный процент времени на обслуживание рабочего места и времени на отдых и личные надобности

7 Подготовительно-заключительное время Тпз, мин:

где — подготовительно-заключительное время на наладку станка, инструмента и приспособлений, мин

• подготовительно-заключительное время на дополнительные приёмы, мин
• подготовительно-заключительное время на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки, мин

= 7 мин

8 Штучно-калькуляционное время Тшк, мин:

Операция 020 Вертикально-сверлильная

Переход 01

1 Основное время работы станка То, мин:

мин

2 Вспомогательное время Тв, мин:

Переход 02

1 Основное время работы станка То, мин:

мин

2 Вспомогательное время Тв, мин:

мин

мин

3 Оперативное время Топер, мин:

Топер = 0,93 + 0,79= 1,72 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Тобс, мин:

Тобс =4% от Топер

5 Время на отдых и личные надобности Тотл, мин:

Тотл = 4% от Топер

6 Норма штучного времени Тшт, мин:

7 Подготовительно-заключительное время Тпз, мин:

8 Штучно-калькуляционное время Тшк, мин:

Операция 030 Круглошлифовальная

Переход 01

1 Основное время работы станка То, мин:

где — длина хода стола, мм/дв. ход

• припуск на обработку на сторону, мм
• минутная продольная подача, мм/мин
• поперечная подача, мм/об

мин

2 Вспомогательное время Тв, мин:

3 Оперативное время Топер, мин:

Топер = 0,3+ 0,81= 1,11 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Тобс, мин:

Тобс =9% от Топер

5 Время на отдых и личные надобности Тотл, мин:

Тотл = 4% от Топер

6 Штучное времени Тшт, мин:

7 Подготовительно — заключительное время Тпз, мин:

8 Штучно-калькуляционное время Тшк, мин:

Для удобства дальнейших расчетов все полученные данные свожу в таблицу

Таблица 1.10 — Нормы времени по всем операциям технологического процесса

Наименование операции	То	Тв	Топер	Тшт	Тпз	Тшк
Операция 010 Токарная ЧПУ	2,18	0,99	3,17	3,44	16,7	3,5
Операция 015 Горизонтально — фрезерная	0,48	1,0	1,48	1,59	31	1,7
Операция 020 Вертикально — сверлильная	0,93	0,79	1,72	1,86	20	1,93
Операция 030 Круглошлифовальная	0,3	0,81	1,11	1,25	20	1,32
	8,45

Расчет и кодирование программ на заданные операции

Основываясь на все выше произведенные расчеты, произвожу расчет и кодирование управляющей программы для операции 010Токарная с ЧПУ.

Чтобы удобнее было рассчитать координаты опорных точек и режимов резания построю траекторию движения инструментов по переходам.

Таблица 1.11 — Траектория движения инструмента

№ точки	X	Z	S	F	G	L	W	A	P	T	M|
00			33000	0,1						1
01	70	0									08
02	-1			0,1
03		2		1
04	38	0
05				0,1
06	40
07		-64,5
08	58
09	60										09
10	65			1	01	0,1	227	0	0,2
11		10
12			2150	0,05						2
13	0	0									08
14	26
15	24	-1									08
16		-80		0,05
17	22			1
18		2									09
19											02
20			3300	0,1						1
21	70	0									08
22	-1			1
23		2
24	58	0
25	60
26		-16
27	70			1	01	0,1	227	0	0,2		09
28		10
29			2250	0,05						02
30	26	0
31				0,1
32	24	-1
33	22			1
34		10
35											02

По составленным табличным данным произвожу кодирование программы:

Установ А

Т1S3300F0,1

X70ZOE M08

F0,1

X-1

Z2F1

X38Z0

F0,1

X40С1

Z — 64,5

X58

X60С1M09

X65F1

Z10E

Т2S2150F0,05

X0ZOEM08

X26

X24Z-1

Z-80F0,05

X22F1

Z2EM09

M02

Установ Б

Т1S3300F0,1

X70ZOE M08

X-1F1

Z2

X58Z0

X60С1

Z-16

X70 F1M09

Z10E

Т2S2250F0,05

X26ZOE

F0,1

X24Z-1

X22F1

Z10E

M02

Контроль программы

При подготовке программы, как правило, возникают ошибки, которые исправляются в процессе отладки и внедрения программы.

Ошибки возникают при задании исходных данных в процессе расчета и записи УП на программоноситель. Соответственно различают ошибки геометрические, технологические и ошибки перфорации или записи на магнитную ленту.

Геометрические ошибки появляются при неправильном задании размеров детали, заготовки и т.д. Для выявления геометрических ошибок применяются различного типа графические устройства, например, координатные и графические дисплеи. Технологические ошибки связаны с непрерывным выбором режущего инструмента, режимов резания, последовательности обработки детали на станке. Ошибки записи программы на программоноситель появляются вследствии неправильных действий технологов при набивке информации или в результате сбоев в работе устройства подготовки данных. Эти ошибки появляются в процессе контроля управляющей программы координатографе или на станках с ЧПУ.

2. Конструкторская часть

2.1 Описание конструкции и расчет станочного приспособления

Назначение устройства и принцип работы проектируемого приспособления

Делительная головка с цанговым зажимом предназначена для обработки пазов на фрезерной операции деталей типа «Ось».

Принцип действия приспособления заключается в следующем: Сжатый воздух из сети через штуцер(19) подается в пневмоцилиндр(20), образованный в корпусе приспособления и действует на поршень(22).

Развиваемая в результате этого сила передается через упорный шарикоподшипник(37) на три штыря(25), которые поднимают стакан(4), помещенный в направляющей стальной гильзе(7).

Поднимаясь, стакан конусным отверстием сжимает конус цанги(5).

Обрабатываемая деталь при этом закрепляется.

При отключении подачи воздуха пальцы(9) под действием пружины (8) возвращают стакан в исходное положение.

Для перехода на следующую позицию цангу вместе с обрабатываемой деталью поворачивают рукояткой(29).

Для движения по часовой стрелке эксцентриковый диск(27) выталкивает фиксатор(14) из паза делительного диска(28), а собачка(30) под действием пружины(31) попадает в очередной его паз.

При обратном движении рукоятки(29) собачка(30) поворачивает делительный диск(28) с диском(3) и укрепленной на нем цангой(5) с обрабатываемой деталью до тех пор, пока фиксатор(14) не попадет в следующий паз делительного диска и тем самым не зафиксирует поворот детали на 900.

Колпачок(6) предохраняет прорези цанги от попадания стружки при фрезеровании.

Расчет и точность

Погрешностью базирования называется отклонение фактически достигнутого положения, определяется как предельное поля рассеивания расстояние между технологической и измерительной базами в направлении выдерживаемого размера.

Суммарная погрешность при выполнении любой операции механической обработки состоит из:

1 погрешность установки заготовки;

2 погрешность настройки станка

3 погрешность обработки, возникающей в процессе изготовления детали. Значение погрешности базирования определяют следующими расчетами:

• где — погрешность установки заготовки;
• погрешность настройки станка;
• погрешность обработки, возникающей в процессе изготовления детали;
• д — допуск на размер.

Погрешностью установки — одна из составляющих суммарной погрешности выполняемого размера детали. Она возникает при установке обрабатываемой заготовки в приспособлении и складывается из погрешности базирования, погрешности закрепления и погрешности положения заготовки, зависящий от точности приспособления и определяемой ошибками изготовления и сборки его установленных элементов и их износа при работе.

Погрешностью настройки станка возникает при установке режущего инструмента на размер, а также вследствие неточности копиров и упоров для автоматического получения размера на детали.

Погрешность обработки , возникающая в процессе изготовления детали на станке объясняется:

1 Геометрической неточностью станка;

2 Деформацией технологической системы под действием сил резания;

3 Неточность изготовления и износа режущего инструмента и приспособления.

4 Температурными деформациями технологической системы.

Еу = 0,02+0+0,03=0,05 мм

0,05+0,03+0,03 ? 0,13 мм

0,11 мм ? 0,13 мм

Определение усилия зажима

Для определения усилия зажима необходимо рассчитать силу резания на операцию, для которой спроектировано приспособление.

Сила резания на данную операцию рассчитана в пункте 1.10, то все данные для расчета беру оттуда.

Для обеспечения надежности зажима заготовки необходимо определить коэффициент запаса по формуле:

где — гарантированный коэффициент запаса

• коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях
• коэффициент, характеризующий увеличение сил резания, в следствии затупления режущего инструмента
• коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании
• коэффициент, характеризующий сил закрепления в зажимном механизме
• коэффициент, характеризующий экономику ручных зажимных механизмов
• коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся провернуть заготовку, установленную плоской поверхностью

Так как то принимаем

Необходимая сила зажима определяется по формуле:

Площадь поршня пневмоцилиндра определяется по формуле:

где — давление в сети =0,38МПа

Диаметр пневмоцилиндра определяется по формуле:

=126 мм

Принимаю стандартный диаметр пневмоцилиндра

Определяю действительную силу зажима цилиндра

Н

Определяю время срабатывания цилиндра

где — ход штока

• скорость хода штока, м/с

Расчет экономической целесообразности приспособления

Расчет экономической целесообразности применения проектируемого приспособления основывается на сопоставлении затрат и экономической целесообразности.

где — годовая экономия без учета годовых затрат на приспособление, руб.

Р — годовые затраты на приспособления

Годовая экономия определяется по формуле

де- штучное время при обработке детали без приспособления =1,52 мин

• штучное время на операцию после внедрения приспособления

= 0,45 мин

• часовая ставка по эксплуатации рабочего места для типа производства

= 25 руб./час

N — годовая программа выпуска

N=18000 шт.

= 3373 руб.

Годовые затраты определяются по формуле:

где — стоимость приспособления

А — коэффициент амортизации

А=0,56

В-коэффициент, учитывающий ремонт и хранение приспособлений

В=0,11

Р = 4500 (0,56+0,11)=3015 руб.

Согласно производственным расчетам и условию целесообразности , в моем случае это условие выполняется.

Из этого делаю вывод, что применение спроектированного приспособления экономически целесообразно.

2.2 Описание конструкции и расчет специального режущего инструмента

При конструировании режущего инструмента необходимо выполнить некоторые условия:

• найти наивыгоднеишие углы заточек;
• определить силы, действующие на режущие части;
• подобрать наиболее подходящий материал для режущей части и соединительной части инструмента;
• установить допустимые отклонения на размеры рабочей и соединительной частей инструмента в зависимости от условий работы и требуемой точности и качества обрабатываемой поверхности;
• произвести необходимые расчеты элементов режущего инструмента и при необходимости произвести расчеты на прочность и жесткость;
• разработать рабочий чертеж инструмента с необходимыми техническими требованиями на эксплуатацию и его изготовление;
• произвести расчет экономических расходов инструментальных материалов.

На основании выше изложенных условий произвожу расчет дисковой трехсторонней фрезы для фрезерования пазов в размер 20h11 на операции 015 Фрезерная

Исходные данные для расчета:

• материал заготовки 30ХГСА;
• припуск на обработку t=9 мм