Проект участка механической обработки детали «Стакан»

Технология машиностроения должна изучать закономерность протекания технологических процессов и выявить параметры, воздействуя на которые можно интенсифицировать производство изделий с учетом потребительского спроса и текущих его изменений.

В настоящее время в промышленном производстве большое значение уделяется повышению производительности при высокой гибкости производственного процесса, которое удовлетворяется за счет использования средств автоматизации и перестраиваемого технологического и вспомогательного оборудования.

Тема для данного дипломного проекта: «Проект участка механической обработки детали „Крышка задняя“».

В проекте рассматриваются следующие вопросы: краткие сведения о детали, технические требования на изготовление детали, материал детали и его свойства, анализ технологичности детали, определение типа производства, выбор заготовки, разработка технологического процесса, определение припусков, режимов резанья, норм времени, разработка мероприятий по охране труда и технике безопасности при обработке детали, определение потребного количества оборудования, разработка плана расположения оборудования на участке. А также проектируется специальное станочное приспособление на сверлильную операцию технологического процесса. Графическая часть содержит: чертеж детали, чертеж заготовки, чертежи карт наладок на сверлильную и токарную операции технологического процесса, сборочный чертёж приспособления, чертежи специальных деталей приспособления, чертежи специального режущего и мерительного инструмента, планировка механического участка.

1. Общая часть

1.1 Краткое описание изделия, в которое входит данная деталь и ее служебное назначение

Деталь «Стакан» входит в сборочную единицу «Клапанную коробку» изделия «Гидромотор» МПА-90. Деталь относится к классу «корпусные детали». Деталь предназначена для перетока рабочей жидкости с одного канала на другой для снижения температуры.

КР — корпус, КП1, КП2 — клапана предохранительные, КД — клапан перепускной, 31 золотник, 1 — шайба упорная,

2 — пружина золотника, 3 — пробка, 4 — пружина, 5 — диски, 6 — пробка,

7 — стакан, 8 — клапан, 9 — пружина, 10 — клапан основной, 11 — пружина,

12 — кольцо, 14 — диски, 15 — пробка Рисунок 1 — Клапанная коробка

Изделие гидромотор МПА-90 предназначено для установки в гидросистемах строительных, дорожных и коммунальных систем. Изделие преобразует энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения выходного вала. Направление и частота вращения вала гидромотора определяется направлением потока и количеством рабочей жидкости, подводимой к гидромотору.

Наиболее нагруженной поверхностью детали «Стакан» являются наружная поверхность резьбового соединения диаметром 22,97 мм с тем что давление рабочей жидкости пытается выдавить деталь из корпуса Точность диаметров включается в допуск на соответствующий диаметр и точность линейных размеров также включается в допуск на размер.

Происходит изгиб рабочей поверхности Шероховатость поверхностей — R_а 1,6 мкм Твёрдость поверхности 59,5…63,5 НRC, которая достигается цементацией.

Рисунок 2 — Эскиз детали «Стакан»

1.2 Анализ конструктивных особенностей детали

Деталь «Стакан» имеет сквозные цилиндрические отверстия (19) (рисунок 1) диаметром 8 мм, (23) диаметром 2,4 мм, наружные цилиндрические канавки (4) шириной 3,2 мм и (10) шириной 5,66 мм, внутренние цилиндрические канавки (18) шириной 1,2 мм, (22) шириной 3,18 мм; уклоны (6), (8), (12).

1.3 Характеристика материала детали

Деталь «Стакан» изготовлена из конструкционной легированной стали 40Х ГОСТ 4543–71.

Сталь 40Х используется для изготовления осей, валов, валов — шестерни, плунжеров, штоков, коленчатых и кулачковых валов, кольц, шпинделей, оправок, губчатых венцов, болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности.

Сталь 40Х можно использовать для изготовления деталей сложной формы.

Таблица 1 — Химический состав стали 40Х

Таблица 2 — Механические свойства стали 40Х

1.4 Анализ технологичности и конструкции детали [1]

Анализ технологичности конструкции детали состоит из двух оценок: качественной и количественной.

Количественная оценка:

Деталь относится к классу «корпусные детали». Ее поверхность имеет торцовые поверхности, внутренние отверстия, внутренние и наружные цилиндрические канавки, уклоны.

Деталь средней сложности формы.

Для обработки детали требуется специальные приспособления (для сверлильных операций), измерительный инструмент (для токарной операции) и специальный режущий инструмент на токарную операцию.

Деталь достаточно прочная и жесткая (отношение длины детали к диаметру l/d меньше 12), а также деталь имеет небольшой вес 0,13 кг.

Все поверхности доступны для обработки.

По качественной оценке деталь может считаться технологичной.

Качественная оценка [2]:

Таблица 3 — Данные конструктивного анализа детали по поверхностям (см. рис. 1)

1) Рассчитываем коэффициент унификации конструктивных элементов деталей по формуле (1):

где Q_У.Э. — число унифицированных элементов

Q_Э. — число конструктивных элементов

К_У.Э. = 0,1 < 0,6 следовательно, деталь не унифицирована.

Это не позволит сократить количество режущих, мерительных и других видов инструментов.

2) Рассчитываем коэффициент точности обработки по формуле (2):

где Т_СР. — средний квалитет точности обрабатываемой детали.

Средний квалитет точности обрабатываемой детали определяется по формуле (3):

где n₁ -число поверхностей детали точно соответствующим 1…19 квалитету.

К_Т.Ч. = 0,93 > 0,8 следовательно, деталь является технологичной.

3) Технологичность детали по коэффициенту шероховатости определяем по формуле:

где Б_СР — средняя шероховатость обрабатываемой детали, мкм Средняя шероховатость обрабатываемой детали определяется по формуле:

где n_i — число поверхностей детали точно соответствующие 1…14 квалитету шероховатости по Rа, мкм

По формуле (4) коэффициент шероховатости обрабатываемой детали:

К_Ш. = 0,4 > 0,16, следовательно, деталь является технологичной.

Вывод: На основании качественной и количественной оценок деталь считается технологичной.

1.5 Определение типа производства

Согласно ГОСТ 3.1108−74 — тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций по формуле:

где О — суммарное число различных операций;

Р — суммарное число рабочих мест на данном участке цеха.

Предварительно определяем количество станков для каждой операции по формуле:

где N — годовая программа, шт.;

Т_шт — штучное время, мин.;

F_g — действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

F_g — 4029 часов при двухсменной работе;

_з.н. — нормативный коэффициент загрузки оборудования; _з.н. = 0,75…0,8.

Определяем штучное время:

где — коэффициент, зависящий от типа станка;

Т_О — основное время на операцию, мин

принимаем Р₁ = 1 станок,

принимаем Р₂ = 1 станок,

принимаем Р₃ = 1 станок,

принимаем Р₄ = 1 станок,

принимаем Р₅ = 1 станок,

принимаем Р₆ = 1 станок,

принимаем Р₇ = 1 станок,

принимаем Р₃ = 1 станок,

принимаем Р₄ = 1 станок,

принимаем Р₅ = 1 станок,

принимаем Р₆ = 1 станок,

принимаем Р₇ = 1 станок Определяем число рабочих мест по формуле:

Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места для каждой операции по формуле:

Определяем количество операций, выполняемых на рабочем месте по формуле:

принимаем О = 1,

принимаем О = 3,

принимаем О = 3,

принимаем О = 12,

принимаем О = 4,

принимаем О = 5,

принимаем О = 14,

принимаем О = 27,

принимаем О = 14,

принимаем О = 5,

принимаем О = 8,

принимаем О = 2.

Согласно ГОСТ 14.004−74 для среднесерийного производства — 10 К_з.о. = 12,2 20

1.6 Расчет такта выпуска или величины партии деталей

Для серийного производства рассчитываем партию запуска детали по формуле:

где N — количество деталей, шт.;

t — необходимый запас заготовок на складе;

Ф_У — число рабочих дней в году, дн.

В данном разделе было определено назначение детали, подобран материал для ее изготовления, проведен анализ технологичности конструкции детали по которому деталь является технологичной, исходя из годового объёма выпуска деталей определен тип производства — серийный, а величина партии запуска составляет 315 деталей.

2. Технологическая часть

2.1 Выбор и обоснование способа получения заготовки

Выбор способа изготовления заготовок зависит от их массы, серийности выпуска и сложности.

Несмотря на то, что деталь средней сложности формы, она имеет поверхности, которые можно не обрабатывать.

Для изготовления детали «Стакан» можно применить прокат из шестигранника, что позволит получать заготовки повышенного качества и с минимальным объемом механической обработки (в соответствии с рисунком 3).

Для изготовления детали «Стакан» можно также применить заготовку, полученную из горячекатаного проката круглого сечения. Такой метод получения заготовки является экономичным и простым в изготовлении (в соответствии с рисунком 4).

2.1.1 Заготовка из проката

Рисунок 3 — Эскиз заготовки из проката шестигранного сечения Определим длину заготовки:

где L_Д — длина детали, мм;

П_ОБЩ — припуск общий, мм;

В_РАЗР — ширина разреза, мм.

Определяется объем заготовки:

где F — Площадь шестигранника, м ³;

L_заг — длина заготовки, мм

где r — радиус вписанной окружности, r = 18 мм;

Определяется масса заготовки:

кг*см ^-3

Коэффициент использования материала определяется по формуле:

Себестоимость заготовки определяется по формуле:

где С — себестоимость тонны, руб.;

S_отх — стоимость тонны отходов, руб.

2.1.2 Заготовка из проката круглого сечения

Рисунок 4 — Эскиз заготовки из проката круглого сечения Определяем объем заготовки по формуле:

Определяем массу заготовки по формуле (15):

Определяем коэффициент использования материала по формуле (16):

Определяем себестоимость заготовки по формуле (17):

Таблица 4 — Данные расчета

Коэффициент использования материала проката круглого сечения больше, чем у проката шестигранного сечения, а его себестоимость составляет 41,61 рубля по сравнению с прокатом круглого сечения, стоимость которого 32,59 рубля, поэтому наиболее выгодным методом изготовления заготовки является прокат шестигранного сечения.

2.2 Разработка технологического процесса механической обработки детали

2.2.1 Выбор баз и их обоснование

Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий при минимальных затратах труда, средств производства и материалов. Таким образом, при проектировании технологического процесса необходимо руководствоваться техническими и экономическими принципами; техническимис целью удовлетворения требования чертежа, экономическимис целью минимизации затрат. Из всех технически возможных вариантов изготовления одного и того же изделия выбирают тот технологический процесс, который обеспечивает наибольший экономический эффект при его реализации в конкретных условиях производства.

При разработке планов и методов обработки необходимо обеспечить наиболее рациональный процесс изготовления изделия. В плане указывают последовательность выполнения технологических операций; по каждой операции устанавливают метод обработки, используемое оборудование, приспособление и т. д.

Таблица 5 — Выбор баз

* - в соответствии с рисунком 1

2.2.2 Существующий (заводской) технологический процесс

Таблица 6 — Заводской технологический процесс

* - в соответствии с рисунком 1

2.2.3 Анализ существующего технологического процесса

В данном технологическом процессе вся механическая обработка распределена по операциям. При этом, на первых операциях обрабатываются основные технологические базы, а далее следуют операции формообразования детали до стадии чистовой обработки. Принципы постоянства и совмещения баз соблюдаются. В процессе обработки детали предусматривается контроль.

В качестве режущего инструмента применяются стандартные и специальные резцы, специальные зенкеры, развертки, метчики, зенковки, сверла. Контроль производят специальными калибрами и стандартными измерительными средствами.

2.2.4 Предлагаемый вариант технологического процесса

В существующем технологическом процессе на 005 Токарной операции в качестве измерительного средства используется штангенциркуль, служащий для измерения внешних и внутренних размеров изделия. Предлагаю использовать в качестве измерительного средства для внешних поверхностей калибр-скобу, использование которой позволяет сократить время на контрольные измерения.

Таблица 7 — Внесенные изменения

2.2.5 Выбор технологического оборудования и оснастки

Для обработки детали применяем универсальные станки 1В340Ф30, 16А20ФЗС43, 250ИТВ, 2Н118, А11U-550 °F, СОИ-10 стандартные приспособления для токарных операций и специальные приспособления для сверлильных операций, режущий и мерительный инструмент (в соответствии с таблицей 6).

2.2.6 Технико-экономическое обоснование предлагаемого варианта технологического процесса

Таблица 8 — Сравнительный анализ вариантов технологических процессов

В результате замены штангенциркуля на калибр — скобу:

1. Уменьшается вспомогательное время, а следовательно и штучно-калькуляционное временя, что приводит к повышению производительности труда, а значит, к уменьшению срока сдачи партии изделий и увеличению количества оборотов продажи готовых изделий;

2. Снижения затрат на себестоимость изготовления изделия, что влечет за собой увеличение прибыли, рост рентабельности производства.

2.3 Расчет припусков и межоперационных размеров [3]

Припуск на обработку — это слой металла, удаляемый в процессе обработки резанием для получения окончательных размеров и требуемого качества поверхностей изделия.

Операционным припуском называют припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции.

В механической обработке различают минимальный, максимальный и номинальный припуски. Расчету подлежит обычно минимальный припуск. Значения номинальных припусков используют для определения номинальных размеров, по которым изготавливают технологическую оснастку. Максимальный припуск, снимаемый за один рабочий ход, определяет наибольшую нагрузку на режущий инструмент.

2.3.1 Требуемые технологические переходы определяем путем расчета коэффициентов уточнения

В результате механической обработки требуется получить точность диаметрального размера поверхности D_Д = 34,9 h8, предельные отклонения es = +0,3 мм; ei = -0,3 мм и допуск:

В качестве заготовки выбран сортовой прокат шестигранного сечения обычной точности, для которого в диапазоне диаметров вписанного круга D_З =36 — 42 мм предельные отклонения и допуск диаметрального размера составляют es_З = +0,4 мм; ei_З = -0,7 мм и допуск:

Таким образом, в результате механической обработки следует получить требуемое уточнение:

Необходимую конечную точность размера детали D_Д = 34,9 h8 и шероховатость поверхности Rz = 6,3 мкм достигают тонким точением, которому должно предшествовать чистовое точение.

На чистовом точение достигают точность диаметрального размера по IT10 и шероховатость поверхности Rz = 32. Определяем для диапазона D = 30 — 50 мм допуск на операционный размер чистового точения:

Т₂ = 0,01 мм Следовательно, уточнение на операции тонкого точения составляет:

Операции чистового точения предшествует черновое точение, на котором достигают точность диаметрального размера по IT12 и шероховатость поверхности Rz = 63. Определяем для диапазона D = 30 — 50 мм допуск на операционный размер чернового точения:

Т₁ = 0,25 мм Следовательно, уточнение на операции чистового точения составляет:

Черновое точение выполняют непосредственно по заготовке, т. е. по горячекатаному прутку, а получаемое при этом уточнение составляет:

Тогда общее уточнение, получаемое в результате выполнения выбранных переходов, равно требуемому уточнению, что гарантирует достижение требуемой точности детали.

Таким образом, технологический маршрут обработки включает:

005 Токарная черновая (Rz = 63; 12 квалитет);

030 Токарная чистовая (Rz = 32; 10 квалитет);

030 Токарная тонкое точение (Rz = 6,3; 7 квалитет);

2.3.2 Базирование детали при обработке поверхности Ш126h11

Черновая обработка вала осуществляется на токарном станке с ЧПУ.

При черновой обработке поверхности, деталь устанавливается до упора в цанговом патроне.

При чистовом и тонком точение деталь устанавливается в патрон с кулачками.

2.3.3 Пространственные отклонения

При выполнении первой операции, т. е. чернового точения, пространственные отклонения будут равны пространственным отклонениям заготовки:

Согласно таблице для заготовок из сортового проката:

где L — длина детали по чертежу, L=81,36 мм Погрешность зацентровки:

где ITD — допуск на размер поверхности, по которой осуществляется базирование при зацентровке.

Для зацентровки используется поверхность, диаметр которой больше на величину припуска. Определяем предельные отклонения на этот размер для проката обычной точности.

Эти отклонения равны:

es = + 0,4 мм; ei = - 0,7 мм.

Тогда:

Кривизна профиля сортового проката обычной точности без правки для диаметра до 180 мм равна 0,5 мкм/мм. Тогда:

l=0,5 мм

Подставляя полученные данные в формулу для определения пространственных отклонений заготовки, получим:

При выполнении чистового точения пространственные отклонения будут равны пространственным отклонениям, оставшимся после чернового точения.

Величину этих отклонений (Д_черн) можно определить по формуле:

где К_У — коэффициент уточнения;

Для чернового точения К_У = 0,06. Тогда:

Пространственные отклонения, оставшиеся после чистового точения:

2.3.4 Погрешности установки на выполняемом переходе

При черновом точении деталь закрепляется в цанговом патроне. Погрешность базирования в цанговом патроне равна нулю. Погрешность установки () определяется по формуле:

где — погрешность закрепления.

Погрешность закрепления складывается из двух составляющих: радиальной () и осевой (). Ее наиболее вероятное значение можно определить по формуле:

По таблице находим, что = 300 мкм = 0,3 мм, а = 200 мкм = 0,2 мм (пруток горячекатаный обычной точности при закреплении по диаметру до 50 мм). С учетом этого:

При чистовом и тонком точении заготовка базируется в патроне с кулачками. Погрешность базирования в патроне с кулачками равна нулю.

Погрешность закрепления определяем по формуле (28):

По таблице находим, что = 200 мкм = 0,2 мм, а = 400 мкм = 0,4 мм (пруток горячекатаный обычной точности при закреплении по диаметру до 50 мм). С учетом этого:

2.3.5 Минимальные промежуточные припуски

Минимальный припуск на тонкое точение определяется по формуле:

где Rz₂ — высота микронеровностей, полученная на предшествующем переходе (чистовом точении). По таблице находим, что Rz₂ = 32 мкм = 0,032 мм, h_з = 30 мкм = 0,03 мм.

Пространственные отклонения Погрешность базирования Тогда:

Минимальный припуск на чистовое точение определяем по формуле:

где Rz₁ — высота микронеровностей, полученная на предшествующем переходе (черновом точении). По таблице определяем, что Rz₁ = 63 мкм = 0,63 мм, h_з = 30 мкм = 0,3 мм.

Пространственные отклонения Погрешность базирования Тогда:

Минимальный припуск на черновое точение определяем по формуле:

где Rz₃ — высота микронеровностей, полученная на предшествующем переходе (черновом точении). По таблице определяем, что Rz₁ = 12 мкм = 0,12 мм, h_з = 60 мкм = 0,6 мм.

Пространственные отклонения Погрешность базирования Тогда:

2.3.6 Максимальные промежуточные припуски

Максимальный припуск определяем по формуле:

где ITD_i-1 — поле допуска на размер обрабатываемой поверхности, обеспечиваемый на предшествующем переходе;

TD_i — поле допуска на размер обрабатываемой поверхности, обеспечиваемый на выполняемом переходе.

Максимальный промежуточный припуск на тонкое точение

где ITD₂ — поле допуска на размер 34,9, обеспечиваемое после чистового точения. чистовое точение обеспечивает 10 квалитет. По таблице находим, что:

Подставляя в формулу найденные значения, получим:

Максимальный промежуточный припуск на чистовое точение

где ITD₁ — поле допуска на размер 34,9, обеспечиваемое после чернового точения. Черновое точение обеспечивает 12 квалитет. По таблице находим, что:

Подставляя в формулу найденные значения, получим:

Максимальный промежуточный припуск на черновое точение:

где ITD₃ — поле допуска на размер заготовки.

По таблице находим предельные отклонения на размер заготовки. Точность проката обычной точности характеризуется следующими значениями предельных отклонений: es= +0,4 мм, ei = -0,7. Поле допуска:

Подставляя в формулу найденные значения, получим:

2.3.7 Номинальные межпереходные припуски

Номинальные межпереходные припуски составляют:

— для тонкого точения:

— для чистового точения:

— для чернового точения:

2.3.8 Операционные размеры

На последней операции тонкого точения:

Округляем: 35_-0,16.

На операции чистового точения:

Округляем: 35,4_-0,01.

На операции чернового точения:

Округляем: 35,8_-0,25.

В результате размер заготовки:

Округляем размер заготовки до ближайшего большего целого значения, которое предусмотрено сортаментом проката шестигранного сечения:

мм И получаем окончательный диаметральный размер.

Таблица 9 — Припуски для детали «Стакан»

* - в соответствии с рисунком 1

2.4 Конструирование заготовки [4]

Определяем размеры исходной заготовки для рассматриваемой детали:

Наружный диаметр заготовки будет складываться из размера наружной поверхности детали плюс общий припуск на механическую обработку. Таким образом, получим:

где d_д — размер детали, мм

Z — общий припуск на механическую обработку, мм (см. табл. 9)

Принимаем наружный диаметр заготовки равным ш36 мм По ГОСТ 1855–65 и ГОСТ 2009;55 допускаемые отклонения для сортового проката ±0,3 мм Длина заготовки будет складываться из длины детали и общего припуска на механическую обработку торцовых поверхностей.

где Z_от1, Z_от2 — общие припуски на механическую обработку торцовых поверхностей, мм (см. табл. 9)

L_д — длина детали, мм.

Принимаем длину заготовки равной 83 мм По ГОСТ 1855–65 и ГОСТ 2009;55 допускаемые отклонения для сортового проката — ±0,3 мм Рисунок 5 — Эскиз заготовки

2.5 Расчет режимов резания [3]

Расчеты режима резания можно определить двумя способами:

— расчетно-аналитическим;

— табличным.

Операция 045 Токарная Исходные данные:

Материал детали — Сталь 40Х ГОСТ 4543–71;.

Масса детали — 0,13 кг;

Мощность станка — 10 кВт;

Частота вращения — 12,5 — 1600 об/мин;

Продольные подачи — 0,05−2,8 мм/об;

Поперечные подачи — 0,025−1,4 мм/об;

Режущий инструмент — сверло специальное, зенкер специальный, зенковка специальная, развертка специальная Определяем режимы резания расчетно-аналитическим методом Таблица 10 — Исходные данные на 045 операцию

1 Глубина резания при сверлении:

где D — диаметр сверла, мм Глубина резания при зенкерование, развертывание:

2 Подача:

3 Скорость резания при сверлении:

Скорость резания при зенкерование, развертывание:

C_v1= 7;

q₁=0,4;

y₁= 0,7;

m₁=0,2;

T₁= 15 мин;

K_v= 5,7

C_v= 16,3;

q=0,3;

х=0,2;

y= 0,5;

m=0,3;

T₁= 30 мин;

K_v= 5,7

C_v= 10,5;

q=0,3;

х=0,2;

y= 0,65;

m=0,4;

T₁= 25 мин;

K_v= 5,7

4 Крутящий момент при сверлении:

Крутящий момент при зенкерование, развертывание:

C_м= 0,0345;

q=2;

y= 0,8;

K_р= 0,75

C_м= 0,09;

q=1;

х=0,9;

y= 0,8;

K_р= 0,75

5 Осевая сила при сверлении:

Осевая сила при зенкерование, развертывание:

C_Р= 68;

q=1;

y= 0,7;

K_р= 0,75

C_Р= 67;

х=1,2;

y= 0,65;

K_р= 0,75

6 Мощность резания:

где n — частота вращения инструмента или заготовки, об/мин:

Обработка возможна, т. к. мощность резания (расчетная) меньше мощности станка: 10 кВт > 0,3 кВт.

Определяем режимы резания табличным методом:

Операция 055 Сверлильная Исходные данные:

Мощность станка — 4,5 кВт;

Частота вращения шпинделя — 31,5 — 1400 об/мин;

Максимальная осевая сила резания, допускаемая механизмом подачи станка — 1500 кгс = 15 000 Н;

Подача — 0,1−1,6 мм/об;

Режущий инструмент — сверло ГОСТ 8522–79

Таблица 11 — Исходные данные на 055 операцию

1 Глубина резания:

где D — диаметр сверла

2 Подача на оборот инструмента:

3 Длина рабочего хода:

где L_рез — длина резания, мм;

L_доп — дополнительная длина хода, мм;

у — подвод, врезание и перебег инструмента

4 Стойкость инструмента:

где Т_м — стойкость инструмента машинного времени, мин;

л-коэффициент времени резания

Т_м=Т_р, т. к. л ‹ 0,7, значит:

Т_м1 = 30 мин.;

Т_м2 = 30 мин

5 Скорость резания:

6 Частота вращения шпинделя:

7 Фактическая скорость резания:

Таблица 12 — Режимы резания

* - номера поверхностей в соответствии с рисунком 1

2.6 Расчет технических норм времени [5]

Операция 055 Сверлильная Основное машинное временя обработки:

Определяем вспомогательное время:

Время на снятие и установку детали весом до 3 кг в специальном приспособлении:

t_уст = 0,307 мин;

Вспомогательное время связанное с переходом, на приемы, связанные с переходом не вошедшие в комплекс определяется по карте и включает время на изменение частоты вращения шпинделя, изменение величины и направления подачи, на смену резца:

t_пер = 0,36 мин;

t_уст = 0,17 мин;

Вспомогательное время на контрольные измерения:

t_изм = 0,9 мин;

Время на обслуживание рабочего места:

а_обс = 3,5%;

Время перерывов на отдых и личные надобности: при весе детали до 5 кг и оперативном времени свыше 1 мин:

а_отл = 6%.;

Подготовительно — заключительное время на партию: на наладку станка, инструмента и приспособлений:

t_пз= 9 мин;

Время на получение инструмента и приспособлений:

t_пз = 8 мин;

Определяем поправочный коэффициент на вспомогательное время: при 2-х сменной работе на токарных станках К_tВ=0,5.

Определяем вспомогательное время на обработку:

Определяем штучное время по формуле:

Определяем подготовительно-заключительное время по формуле:

Определяем штучно-калькуляционное время по формуле:

Оперативное время рассчитаем по формуле [1]:

Таблица 13 — Нормы времени, мин

Вывод: в данном разделе определен способ получения заготовки (прокат шестигранного сечения) и его экономическое обоснование, разработаны операции технологического процесса изготовления детали с указанием режимов резания и технических норм времени, произведен расчет припусков межоперационных размеров, сконструирована заготовка.

3. Расчетно-конструкторская часть

3.1 Выбор, расчет и конструирование специального станочного приспособления

3.1.1 Описание работы приспособления

Специальное сверлильное приспособление предназначено для устойчивого закрепления детали при обработке двух отверстий детали на вертикально — сверлильном станке.

Применение данного приспособления обеспечит точную и быструю установку обрабатываемой детали в данном приспособление.

При установке и снятие детали рабочему не требуется совершать трудоемких действий, что уменьшает время на установку и снятие детали.

По числу устанавливаемых заготовок оно является одноместным.

1 — плита, 2 — корпус, 3 — эксцентрик, 4 — втулка, 5 — оправка, 6 — пята,

7 — винт, 8-планка, 9 — калибр, 12 — болт, 13,14 — гайка, 15 — шайба,

16, 25 — рукоятка, 18,19,20 — штифты, 21 — втулка, 22 — винт, 24 — планка Рисунок 6 — Эскиз сверлильного приспособления

Принцип действия и составные элементы специального сверлильного приспособления состоит в следующем:

1. Устанавливается обрабатываемая деталь на оправку (5) и с низу поджимается пятой (6). При установке детали на оправку производится сверление двух отверстий диаметром 2,4 мм.

2. Оправка крепится к корпусу (2), с помощью шайбы (15) и затягивается гайкой (14).

3. К корпусу (2) с помощью гайки (13) крепится эксцентрик (3) к которому с помощью штифта (19) устанавливается рукоятка (16), которая нужна для поворота приспособления.

4. Далее специальное приспособление устанавливают на стол вертикально — сверлильного станка.

Использование приспособлений способствует повышению производительности и точности обработки, облегчению условий труда, сокращению количества и снижению необходимой квалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций; расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности работы и снижению аварийности, за счет снижения трудоёмкости и себестоимости обработки деталей.

3.1.2 Расчет погрешности базирования

Погрешность базирования е_б - это отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого. Она определяется, как предельное поле рассеяния расстояний между технологической и измерительной базами в направлении выдерживаемого размера. Приближенно е_б можно оценить разностью между наибольшим и наименьшим значениями указанного расстояния. Величина е_б зависит от принятой схемы базирования и точности выполнения баз заготовок (включая отклонения размера, формы и взаимного расположения баз).

Погрешность базирования е_б может быть 0, если совмещены технологическая и измерительная базы, к чему необходимо стремиться при проектировании станочного приспособления. В данном случае конструкторский размер не соответствует технологическому размеру базы.

Так как размер посадочной базы по кондуктору D_К = ш25,92 ^+0,027 а размер отверстия по которому устанавливается деталь D_Д = ш25,9_-0,1, то погрешность базирования может достигать:

где S_min — зазор минимальный, мм

3.1.3 Расчет сил зажима детали

Определение усилий зажима, необходимых для надежного удержания обрабатываемых деталей, является основой для установления расчетно-конструктивных параметров силовых цилиндров, приводов и зажимных устройств приспособлений.

Расчет необходимых зажимных сил выполняем в следующем порядке:

1. Выбираем оптимальную схему базирования и закрепления детали.

Рисунок 7 — Схема базирования детали в станочном приспособлении и действия сил

2. На составленной схеме изображаются стрелками все приложенные к детали силы: стремящиеся сдвинуть или повернуть деталь в приспособлении (силы резания и их моменты) и удерживающие ее (зажимные силы, силы трения). В нашем случаи объемные силы не учитываются.

3. Вводится коэффициент надежности закрепления k, учитывающий возможное увеличение силы резания в процессе обработки. Величина коэффициента запаса (надежности) k устанавливается дифференцированно с учетом конкретных условий обработки и закрепления детали. Определяется он по формуле: