Проектирование технологического процесса детали

1. Проектирование технологического процесса изготовления детали.

1.1 Технологический процесс изготовления детали.

Служебное назначение и технические характеристики детали.

Червячные передачи применяют для передачи движения между двумя скрещивающимися валами. Движение в червячной передаче осуществляется по принципу винтовой пары, где винтом является червяк с трапецеидальной нарезкой, который входит в зацепление с колесом с косым зубом особой формы.

Технические характеристики:

— материал изготавливаемой детали сталь 40Х ГОСТ 4543–71,.

— твердость 28…32 HRCэ,.

— предел текучести у_т = 80ч95 кгс/мм,.

— предел прочности у_в =60ч75 кгс/мм,.

— относительное удлинение d? 10%.

С точки зрения механической обработки деталь является технологичной конструкцией, так как возможен свободный подход инструмента к любой поверхности детали. В процессе изготовления деталь подвергается термообработке: закалке в масле с высоким отпуском. Применение термообработки позволяет улучшить механические свойства материала, то есть повысить твердость детали, а следовательно её прочность и износостойкость. Допуски на неуказанные размеры назначаем по 14 квалитету, так как изготовление этих размеров не требует высокой точности.

1.2 Определение типа производства и размера партии детали.

Определим годовую программу изготовления деталей в штуках с учетом запасных частей и возможных потерь по формуле:

П = П₁ * m *(1 +(в/100)), шт. (1.2.1).

где П — годовая программа изготовления деталей, шт.,.

П₁ — годовая программа выпуска изделий, шт.,.

в — количество дополнительно изготовляемых деталей для запасных частей и для восполнения возможных потерь, %.Примем в = 5%.

m — количество деталей данного наименования,.

П = 2000 * 1 * (1 + (5/100)) = 2100 (шт.).

Размер производственной программы в натуральном количественном выражении определяет тип производства и имеет решающее влияние на характер построения технологического процесса, на выбор оборудования и оснастки, на организацию производства.

Характерная особенность производства заключается в том, что обработка деталей производится партиями. Количество деталей в партии для одновременного запуска определяем по следующей формуле.

П * б.

n =, шт., (1.2.2).

F.

где n — количество деталей в партии,.

П — годовая программа изготовления деталей, шт.,.

б — число дней, на которые необходимо иметь запас деталей на складе, для обеспечения сборки принимаем б = 10,.

F — число рабочих дней в году, принимаем F = 240.

2100 * 10.

n = = 88 (шт.).

Принимаем среднесерийный тип производства при количестве изделий (партия от 25 до 200 шт.).

Допуски на неуказанные размеры назначаем по 14 квалитету, так как изготовление этих размеров не требует высокой точности..

1.3 Выбор способа получения заготовки.

Для выбора экономически выгодного способа получения заготовки рассматриваем 2 варианта:

1) получение заготовки прокатом.

2) получение заготовки штамповкой.

Сравним варианты по минимальной величине приведенных затрат на изготовление детали.

Расчет величины приведенных затрат выполняется по формуле:

С_дет. = С_заг. — С_отх. + С_{мех.обр.}, (1.3.1).

где С_заг. — стоимость заготовки, руб.

С_отх.— стоимость отходов, руб.

С_{мех.обр.} — стоимость механической обработки, руб.

Найдем стоимость заготовки по формуле:

С_опт..

С_заг. = * М_заг.; (1.3.2).

где С_опт. — оптовая цена материала за 1 тонну, руб.,.

М_заг. — вес заготовки, кг.,.

М_заг.1 = 0,68 кг., М_заг.2= 0,25 кг.,.

С_заг.1 = *0,68 = 0,21 руб.

С_заг.2 = *0,25 = 0,11 руб.

Найдем стоимость отходов по формуле.

С_опт..

С_отх. = * М_отх., (1.3.3).

где С_опт. — оптовая цена отходов за 1 тонну, руб.,.

М_отх. — вес отходов, кг.,.

М_отх.1 = 0,45 кг., М_отх.2= 0, 087 кг.,.

13,2.

С_отх.1 = *0,45 =0,0059 руб.,.

13,2.

С_заг.2 = *0,087 = 0,0011 руб.,.

Найдем стоимость механической обработки по формуле:

С_м.о..

С_{мех.обр.} = * м_отх.; (1.3.4).

где С_м.о. — стоимость механической обработки за 1 тонну, руб.,.

М_отх. — вес отходов, кг.,.

М_отх.1 = 0,45 кг., М_отх.2= 0,087 кг.,.

С_м.о.1 = *0,45 = 0,945 руб.,.

С_м.о.2 = *0,087 = 0,128 руб.,.

Подставляем результаты в исходную формулу (1.3.1). Найдем затраты по сравниваемым вариантам.

С_дет1. = 0,21 — 0,0059+0,945 = 1,15 руб.,.

С_дет2. = 0,11 — 0,0011 + 0,128 = 0,23 руб.,.

Из полученных результатов видно, что экономически выгодным является вариант получения заготовки штамповкой.

Изготовление заготовки методом штамповки на различных видах оборудования является прогрессивным методом, так как значительно уменьшает припуски под механическую обработку в сравнении с получением прокатом, а также характеризуется более высокой степенью точности и более высокой производительностью. В процессе штамповки также уплотняется материал и создается направленность волокна материала по контуру детали.

1.4 Определение содержания и последовательности выполнения технологических операций, обоснование выбора методов обработки, методов и средств контроля, оборудования.

Деталь представляет собой ступенчатый вал и относится к телам вращения (см. КП. 1201.74).

Производим обработку заготовки, полученную штамповкой. При обработке используем следующие операции.

005. фрезерно-центровальная.

Обработка ведётся на фрезерно-центровальном станке.

010. Токарная.

Обработка ведется на токарно-винторезном станке 16К20.

Краткое содержание операции: проточить поверхности 6,8; подрезать торец 7; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.;

Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь).

Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.

Деталь базируется в поводковом патроне.

В качестве измерительного инструмента используем скобу.

015. Токарная.

Обработка ведется на токарно-винторезном станке16К20.

Краткое содержание операции: проточить поверхность 10; подрезать торец 9; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.;

Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь).

Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.

Деталь базируется в поводковом патроне.

В качестве измерительного инструмента используем скобу.

020. Токарная.

Обработка ведется на токарно-револьверном станке 1П365.

Краткое содержание операции: проточить поверхности 10, 12; подрезать торцы 9, 11, 13; снять фаски с поверхности 12; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.

Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь).

Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.

Деталь базируется в поводковом патроне.

025. Токарная.

Обработка ведется на токарно-револьверном станке 1П365.

Краткое содержание операции: проточить поверхности 2, 4, 6, 8; подрезать торцы 1, 3, 5, 7; снять фаски с поверхностей 2, 8; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.

Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь).

Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.

Деталь базируется в поводковом патроне.

030. Фрезерная.

Обработка ведётся на вертикально-сверлильном станке 6Р81.

Краткое содержание операции: фрезеровать поверхность 2;

Материал фрезыЭК-41.

Марка СОТС: 5%-я эмульсия.

Деталь базируется в призме.

035. Зубонарезание.

Обработка ведется на токарно — винторезном станке 16К20Ф3Т1.

040. Термообработка.

Закалка в масле.

045. Круглошлифовальная.

Обработка ведется на круглошлифовальном станке 3М150.

Краткое содержание операции: шлифовать поверхность 2.

Для обработки выбираем шлифовальный круг.

ПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424–83.

Деталь базируется в центрах.

В качестве измерительного инструмента используем скобу.

050. Круглошлифовальная.

Обработка ведется на круглошлифовальном станке 3М150.

Краткое содержание операции: шлифовать поверхности 4, 10, 11.

Для обработки выбираем шлифовальный круг.

ПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424–83.

Деталь базируется в центрах.

В качестве измерительного инструмента используем скобу.

055. Круглошлифовальная.

Обработка ведется на червячно-шлифовальном станке5К881.

Краткое содержание операции: шлифовать поверхность 14.

Для обработки выбираем шлифовальный круг.

ПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424–83.

Деталь базируется в центрах.

В качестве измерительного инструмента используем скобу.

1.5 Расчет операционных размеров.

1.5.1 Расчет диаметральных операционных размеров.

При обработке поверхностей с двухсторонним расположением припуска расчет операционных размеров ведем с применением статистического метода определения величины операционного припуска в зависимости от выбранного способа обработки и от размеров поверхностей.

Для определения величины операционного припуска статистическим методом в зависимости от метода обработки используем таблицы припусков [ 3 ]. таблица 6 .

Для расчета операционных размеров каждой поверхности составляем схему расчета согласно таблице 1.5.1.

Ведомость расчета операционных размеров при обработке вала .

Диаметр вала по чертежу Ш10−0,22 мм.

Ведомость расчета операционных размеров при обработке вала .

Диаметр вала по чертежу Ш19,2−0,021 мм.

Ведомость расчета операционных размеров при обработке вала .

Диаметр вала по чертежу Ш10−0,22 мм.

Ведомость расчета операционных размеров при обработке вала .

Диаметр вала по чертежу Ш мм.

Ведомость расчета операционных размеров при обработке вала .

Диаметр вала по чертежу Ш мм.

Ведомость расчета операционных размеров при обработке вала .

Диаметр вала по чертежу Ш мм.

1.5.2 Расчет длинновых операционных размеров.

1.5.2.1 Построение графа операционных размерных цепей рисунок.

Граф строится на основании разработанной схемы обработки см. п.п.1.4. Каждая поверхность образует вершину графа, которая изображена кругом, линии, соединяющие вершины графа, являются его ребрами.

1.5.2.2 Построение графа исходных размеров рисунок. 1.5.2.2.

Исходный граф включает в себя звенья — припуски и звенья — чертежные размеры. Связи, характеризующие чертежные размеры представлены в виде дугообразных кривых, связывающих поверхности, между которыми они расположены. Связи, характеризующие припуски нанесены в виде ломаных линий.

1.5.2.3 Построение обобщенного графа размерных цепей рисунок. 1.5.2.3.

Обобщенный граф строим совмещением графов исходных структур и операционных размеров с учетом всех обозначенных направлений и знаков ребер

Проверим правильность построения обобщенного графа размерных цепей. Сущность проверки и цель построения графа заключается в составлении уравнений размерных цепей, по которым можно найти все операционные размеры.

1.Определение операционного размера А3 из уравнения.

А3=С₆.

А3 max= С_6max А3 min= С_6min.

А3 max =229 А3 min=227.85.

Принимаем А3=229−1,15.

2.Определение операционного размера А14 из уравнения.

С5= А3- А14.

А14 min= А3 minС_5max = 227.85−8.5=219.35мм.

ТА14=0,072; А14 max=А14 min+ТА14=219.35+0.072=219.42мм.

3.Определение операционного размера А7 из уравнения.

С4= А14-А7.

А7min=А14 minС_4max=219,35−184=35,35 мм.

ТА7=0,027 мм.

А7max=А7min+ТА7=35.35+0.027=35.37.

Величина корректировки составляет 0,03 мм. Принимаем размер А7=35,4−0,027.

4.Определение операционного размера А6 из уравнения.

Z4= А6+ А7- А3.

А6min= А3maxА7min+ Z4min=229−35.35+0.2=193.85мм.

TА6=0.115мм.

А6max= А6min+ TА6=193.85+0.115=193.965мм.

Величина корректировки составляет 0,035 мм. Принимаем размер А6=194−0,115.

Z4max= А6maxА3min+ А7max=194−227.85+35,4=1,55 мм.

5. Определение операционного размера А5 из уравнения.

С1=А3-А5.

А5min= А3min-C1max=227.85−17=210.85мм.

TА5min=0.046мм.

А5max=210.896мм.

Величина корректировки составляет 0,004 мм.

Принимаем размер А5=210,9−0,046 мм.

6. Определение операционного размера А4 из уравнения.

Z3min= А4min-А5max.

А4min= А5max+ Z3min=210.9+0.2=211.1мм.

ТА4=0,115 мм.

А4max= А4min+ ТА4=211,1+0,115=211,215 мм.

Величина корректировки составляет 0,085 мм. Принимаем размер А4=211.3−0,115 мм.

Z3max= А4maxА5min=211.3−210.85=0.45мм.

7. Определение операционного размера А16 из уравнения.

Z2min= А16minА3max.

А16min= А3max+ Z2min=229+0.7=229.7мм.

TA16=0.29.

А16max= А16min+ TA16=229.7+0.29=229.99мм.

Величина корректировки составляет 0,01 мм.

Принимаем размер А7max=230−0,290.

Z2max= А16maxА3min=230−227.85=2.15мм.

8. Определение операционного размера А2 из уравнения.

Z10min= А2minА16max.

А2min= А16max+ Z10min=230.0+0.7=230.7мм.

TА2=1.15мм.

А2max= А2min+ TА2=230.7+1.15=231.85мм.

Величина корректировки составляет 0,05 мм.

Принимаем размер А2=231,9−1,15 мм.

Z10max= А2maxА16min=231.9−229.7=2.2мм.

9. Определение операционного размера А10 из уравнения.

С2=А3-А7-А10.

А10min= А3minА7maxС2max=227.85−35.4−36=156.45мм.

TА10=0.16мм.

А10max= А10min +TА10=156.45+0.16=156.61мм.

Величина корректировки составляет 0,09 мм.

Принимаем размер А10=156,7−0,16 мм.

10. Определение операционного размера А11 из уравнения.

С3min=А11min-А16min+А10max.

А11min =А16minА10max +С3min=229.7−156.7+21.48=94.48мм.

TА11=0.087мм.

А11max = А11min +TА11=94.48+0.087=94.567мм.

Величина корректировки составляет 0,033 мм.

Принимаем размер А11=94.6−0,087 мм.

11. Определение операционного размера А12 из уравнения.

Z7min= А12minА11max.

А12min= А11max +Z7min=94.6+0.7=95.3мм.

TА12=0.87мм.

А12max =А12min +TА12=95.3+0.87=96.17мм.

Величина корректировки составляет 0,03 мм.

Принимаем размер А12=96.2−0,87 мм.

Z7max= А12maxА11min=96.2−94.48=1.72мм.

12. Определение операционного размера А17 из уравнения.

Z1min= А17min-А2max.

А17min =А2max +Z1min=231.9+1.0=232.9мм.

TА17=1.15мм.

А17max =А17min +TА17=232.9+1.15=234.05мм.

Величина корректировки составляет 0,05 мм.

Принимаем размер А17=234.1−1.15мм.

Z1max= А17max-А2min=234.1−230.7=3.4мм.

13. Определение операционного размера А18 из уравнения.

Z11min= А18minА17max.

А18min=А17max +Z11min=234.1+1.0=235.1 мм.

TА18=2,4 мм.

А18max= А18min +TА18=235.1+2,4=237,5 мм.

Принимаем размер А18=мм.

Z11max= А18maxА17min=237.5−232.9=4.6.

Z11max= 4.5мм.

14. Определение операционного размера А9 из уравнения.

Z6min= А9minА2max +А16minА10max.

А9min =А2maxА16min +Z6min+ А10max=231,9−229,7+16,7+0,7=159,6 мм.

ТА9=1,0 мм.

А9max =А9min +ТА9=159,6+1,0=160,6 мм.

Z6max= А9maxА2min +А16maxА10min=160.6−230.7+230−156.45=35.4мм.

15. Определение операционного размера А8 из уравнения.

Z5min= А17minА9maxА8max.

А8max =А17minА9maxZ5min=232.9−160.6−1.0=71.3мм.

ТА8=2.4мм.

А8min= А8maxТА8=71.3−2.4=68.9мм.

Принимаем размер А8=70.1.

Z5max= 4 мм.

16.Определение операционного размера А13 из уравнения.

Z8min= А13minА17maxА12max+ А2min.

А13min =А17maxА2min +А12max +Z8min =234.1−230.7+92.6+1.0=100.6 мм.

TA13=2.4мм.

А13max =А13min+ TA13=100.6+2.4=103 мм.

Принимаем размер А13 =101.8.

Z8max= А13maxА17minА12min+ А2max= 103−232.9−95.3+231.9=11.7мм.

17.определение операционного размера А15 из уравнения.

Z9min= А15minА16maxА14max+ А3min.

А15min =А16maxА3min +А14max +Z9min=230−227.85+219.5+0.2=221.85мм.

TA15=0,115 мм.

А15max= А15min+TA15=221.85+0.115=221.965мм.

Величина корректировки равна 0,035. Принимаем размер А15=222−0,115 мм.

Ведомость расчета операционных размеров.

Таблица.

1.6 Расчет режимов резания.

При расчете режимов резания устанавливают глубину резания, минутную подачу, скорость резания. Приведем пример расчета режимов резания для трех операций. Для остальных операций режимы резания назначаем согласно [ 5 ] т.2,с 265−303.

010. Точение черновое (Ш 13,4).

1. Обоснование марки материала и геометрии режущей части.

1.1 Резец оснащен температуростойкой износостойкой твердосплавной.

пластиной ЭК — 42(TiN+ TiN+ TiN). Применение твердосплавной пластины, которая не нуждается в переточке, снижает затраты времени на смену инструмента. Применяется поверхностное упрочнение режущего инструмента трехслойным износостойким покрытием, которое препятствует расширению лунки износа на передней поверхности резца.

2. Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.

3. Глубина резания соответствует величине припуска, так как припуск снимается за один поход.

t = z₇ = 0,7 мм.

4. Расчетная подача определяется исходя из требований шероховатости и уточняется по паспорту станка.

S = 0,5 об/мин.

5. Стойкость.

Т = 50 мин.

6. Расчетная скорость резания определяется из заданной стойкость, подачи и глубины резания.

С_v.

v_р = * К_v ,.

Т^m * S^x * t^y.

где С_v, х, m, у — коэффициенты [ 1 ]. с. 270.

Т — стойкость инструмента, мин.

S — подача, об/мм.

t — глубина резания, мм.

К_v — коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, состояние поверхности, материал инструмента и т. д.

v_р = *0,8 = 160,90 (м/мин).

50^0,2* 0,5^0,15 * 0,7^0,35.

7. Расчетная частота вращения.

1000 * v_р.

n_р = ,.

p * D.

где, D — обрабатываемый диаметр детали, мм.

v_р — расчетная скорость резания, м/ мин.

1000 * 160,90.

n_р = = 3825 (об/мин).

p * 13,4.

По паспорту станка принимаем n = 4000 об/мин.

8. Фактическая скорость резания.

p* D * n.

v = ,.

где D — обрабатываемый диаметр детали, мм.

n — частота вращения, об/мин.

p* 13,4* 4000.

v = = 168 (м/мин).

9. Мощность.

Р_z= 10*С_р*S^х*t^у.

где Р_z — сила резания, Н.

С_р, х, у — коэффициенты с. 273.

S — подача, мм/об.

t — глубина резания, мм.

Р_z= 10*300*0,5*0,7^0,75 = 1148 (Н).

Р_z*v.

N_р = ,.

60*1000.

где Р_z — сила резания, Н.

v — скорость резания, об/мин.

1148 * 168.

N_р = = 3,21 (кВт).

N_р < N_ст .

3,21 кВт <4 кВт.

Мощность станка достаточна для заданных условий обработки.

030 . Фрезерная.

Фрезеровать шпоночный паз шириной 2 мм.

1. Глубина фрезерования t=1,2 мм.

В=2мм.

2. Назначение подачи.

S=0,006 мм/зуб.

3. Назначение стойкости инструмента.

Т=80 мин.

4.Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n, об/мин.

5. Общий поправочный коэффициент на скорость резания.

KV=KMV*KNV*KUV.

где KMV=1,26.

KNV=1.

KUV=1.

6.Определяем значения коэффициентов и показателей степени в формуле скорости резания.

CV=12, q=0,3, x=0,3, y=0,25, u=0, p=0, m=0,26.

7.Находим потребное число оборотов шпинделя.

По паспорту станка принимаем n=2800 об/мин.

Уточняем скорость резания.

8.Главная составляющая силы резания при фрезеровании — окружная сила, Н.

где z-число зубьев фрезы.

n-частота вращения фрезы, об/мин.

S=0,02-продоьное движение.

9.Определяем значения коэффициентов и показателей степени в формуле силы резания.

Сp=82.5; x=0.95; y=0.8; u=1.1 q=1.1; w=0.

Величина осевой силы резания Px, Н.

Px=(0.5−0.55)*Pz=0.5*79.2=39.6, Н.

Крутящий момент, Н*м.

10.Мощность резания.

N < N_ст .

0,023 кВт < 5,5 кВт.

Мощность станка достаточна для заданных условий обработки.

055 Круглошлифовальная.

1. Марка материала, геометрия режущей части.

круг:

ПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424–83.

2. Глубина резания.

t = 0,04 мм.

3. Подача [1], с. 301.

S = 0,4 мм/об.

4. Скорость круга.

v_k = 35 м/c.

5. Скорость заготовки.

v_з = 25 м/c.

6. Мощность.

N = С_N* v_з ^r *t^х * S^у* d ^q .

где С_N, r, x, у, q, — коэффициенты с. 303.

S — подача, мм/об.

d — диаметр сверления, мм.

v_з — cкорость заготовки, м/с.

N = 0,1*25^0,85 * 0,04^0,6 * 0,4^0,7 * 20^0,54 = 0,38 (кВт).

N < N_ст .

0,38 кВт < 4 кВт.

Мощность станка достаточна для заданных условий обработки.

1.7 Нормирование операций.

На данном этапе определяем нормы времени на обработку. Определяем значение вспомогательного времени, времени на обслуживание рабочего места, подготовительно — заключительное время [ 6 ].

Для 3 операций приводим пример расчета норм времени.

045 Токарная.

1. Основное время [ 7 ].

L.

Т_осн. =. (1.7.1).

n * S.

где Т_осн. — основное время, мин.

n — число оборотов, об/мин.

S — подача, мм/об.

L — расчетная длина рабочего хода инструмента, мм.

L = l + l₁ + l₂. (1.7.2).

где l — длина обрабатываемой поверхности, мм.

l₁ — величина врезания инструмента, мм.

l₂ — величина перебега, мм.

L =135,7 + 2 + 1 = 138,7 (мм).

Подставляем данные в формулу 1.7.1.

138,7.

Т_осн. = = 0,07 (мин).

4000*0,5.

2. Вспомогательное время [ 6 ].

Т_всп. = t_пер. + t_изм., (1.7.3).

где Т_всп. — вспомогательное время, мин.

t_пер. — время, связанное с переходом, мин.

t_изм.— время на контрольные измерения, мин.

Подставляем значения, найденные по [ 7 ], в формулу 1.7.3.

Т_всп. = 0,02 + 0,11 = 0,13 мин.

3. Штучное время [ 6 ].

Т_обс. + Т_ол.

Т_шт. = (Т_осн. + Т_всп.) * (1 +) (1.7.4).

100%.

где Т_осн. — основное время, мин.

Т_всп. — вспомогательное время, мин.

Т_обс. — время на обслуживания рабочего места, мин.

Т_ол — время на отдых и личные надобности, мин.

Подставляем в формулу 1.7.4.

4 + 4.

Т_шт. = (0,07 + 0,13) * (1 +) = 1,8 (мин.).

100%.

4. Подготовительно — заключительное время [ 6 ].

Т_пз. = 11,2 (мин.).

5. Штучное — калькуляционное время.

Т_шт.к. = Т_шт. + Т_пз. /n. (1.7.5).

где Т_шт.к. — штучное — калькуляционное время, мин.

Т_шт. — штучное время, мин.

Т_пз. — подготовительно — заключительное время, мин.

n — количество деталей в партии.

Т_шт.к. = 1,8 + 11,2/88 = 1,92 (мин.).

020 Фрезерная.

1. Основное время [ 7 ].

l + l₁.

Т_осн. =. (1.7.6).

n * S.

где Т_осн. — основное время, мин.

n — число оборотов, об/мин.

S — подача, мм/об.

l — длина обрабатываемой поверхности, мм.

l₁ — величина врезания инструмента, мм.

Подставляем данные в формулу 1.7.6.

10+1,2.

Т_осн. = = 0,66 (мин).

2800*0,006.

2. Вспомогательное время [ 6 ].

Т_всп. = t_пер. + t_изм. + t_выв., (1.7.7).

где Т_всп. — вспомогательное время, мин.

t_пер. — время, связанное с переходом, мин.

t_изм.— время на контрольные измерения, мин.

t_выв., — время на вывод сверла, мин.

Подставляем значения, найденные по [ 7 ], в формулу 1.7.7.

Т_всп. = 0,06 + 0,31 + 0,1 = 0,47 мин.

3. Штучное время [ 6 ].

Т_обс. + Т_ол.

Т_шт. = (Т_осн. + Т_всп.) * (1 +) (1.7.8).

100%.

где Т_осн. — основное время, мин.

Т_всп. — вспомогательное время, мин.

Т_обс. — время на обслуживания рабочего места, мин.

Т_ол — время на отдых и личные надобности, мин.

Подставляем в формулу 1.7.8.

4 + 4.

Т_шт. = (0,66 + 0,47) * (1 +) = 10,4 (мин.).

100%.

4. Подготовительно — заключительное время [ 6 ].

Т_пз. = 10,3 (мин.).

5. Штучное — калькуляционное время.

Т_шт.к. = Т_шт. + Т_пз. /n. (1.7.8).

где Т_шт.к. — штучное — калькуляционное время, мин.

Т_шт. — штучное время, мин.

Т_пз. — подготовительно — заключительное время, мин.

n — количество деталей в партии.

Т_шт.к. = 0,54 + 10,3/88 = 10,5 (мин.).

055 Шлифовальная.

1. Основное время [ 7 ].

L.

Т_осн. = * К. (1.7.10).

n * S.

где Т_осн. — основное время, мин.

n — частота вращения изделия, об/мин.

S — подача, мм/об.

L — расчетная длина рабочего хода инструмента, мм.

К — коэффициент, учитывающий выхаживание и доводку.

Подставляем данные в формулу 1.7.10.

Т_осн. = * 1,5 = 0,25 (мин).

260 *0,4.

2. Вспомогательное время [ 6 ].

Т_всп. = t_оп. + t_изм., (1.7.11).

где Т_всп. — вспомогательное время, мин.

T_оп. — время, связанное с обработкой поверхности, мин.

t_изм.— время на контрольные измерения, мин.

Подставляем значения, найденные по [ 7 ], в формулу 1.7.11.

Т_всп. = 0,8 + 0,11 = 0,91 мин.

3. Штучное время [ 6 ].

Т_обс. + Т_ол.

Т_шт. = (Т_осн. + Т_всп.) * (1 +) (1.7.12).

100%.

где Т_осн. — основное время, мин.

Т_всп. — вспомогательное время, мин.

Т_обс. — время на обслуживания рабочего места, мин.

Т_ол — время на отдых и личные надобности, мин.

Подставляем в формулу 1.7.12.

4 + 4.

Т_шт. = (0,25 + 0,91) * (1 +) = 1,16 (мин.).

100%.

4. Подготовительно — заключительное время [ 6 ].

Т_пз. = 10,5 (мин.).

5. Штучное — калькуляционное время.

Т_шт.к. = Т_шт. + Т_пз. /n. (1.7.13).

где Т_шт.к. — штучное — калькуляционное время, мин.

Т_шт. — штучное время, мин.

Т_пз. — подготовительно — заключительное время, мин.

n — количество деталей в партии.

Т_шт.к. = 1,16 + 10,5/88 = 1,28 (мин.).

1.9. Разработка карты наладки на операцию № 025.

Наладка станка подразумевает подготовку оборудования и технологической оснастки выполнению операции. Для операции 025 выбран многорезцовый полуавтомат 1730.

В качестве настроечных размеров принимаем размеры, соответствующие середине поля допуска операционного размера.

где допуск на настроечный размер, мм.

допуск на операционный размер, мм.

Основанием расчета являются операционные размеры на данной операции.

Производим расчет настроечных размеров, результаты заносим в таблицу.

Таблица 1.9.1 — ведомость расчёта настроечных размеров.

2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ СТАНОЧНОЙ ОСНАСТКИ.

2.1 Исходные данные для проектирования станочного приспособления.

Требуется разработать компоновку приспособления для фрезерования шпоночного паза в детали типа вал. Изготовление деталей происходит в условиях среднесерийного производства. Материал детали сталь 40Х, твёрдость 28…32 HRC.

Приспособление для вертикально-фрезерного станка модели 6Т104 на операцию 030 — фрезерование шпоночного паза.

Px=39.6Н, Мкр=0,8Н*м.

2.2 Принципиальная схема станочного приспособления.

При фрезеровании шпоночного паза возможен вариант базирования по внешней цилиндрической поверхности и перпендикулярной к её оси плоскости.

Этот вариант базирования позволяет уменьшить возможные погрешности, совмещает конструкторские базы с технологическими и измерительными. Опорные точки 1,2,3,4 (двойная направляющая база) и 5(опорная база) реализуется с помощью двух призм, 6 (опорная база) реализуется с помощью прижимной планки. Это приспособление наиболее часто используется для фрезерования шпоночных пазов, отличается простотой конструкции, надёжностью и стабильностью работы.

Принципиальная схема станочного приспособления, реализующая схему базирования детали, представлена на рисунке 2,2,22.3 Расчет станочного приспособления.

Для расчёта потребной силы закрепления Q представим расчетные схемы (рисунок 2,3,1). При этом следует отметить, что не требуется участия в расчете потребного усилия закрепления силы Pz. Предполагается, что упором, при базировании детали, будет служить торцовая поверхность призмы. В определении потребного усилия закрепления будут принимать участие осевая сила Px, крутящий момент Мкр, стремящийся повернуть деталь.

Выберем призму с углом б=.

Уравнение равновесия для обеспечения неподвижности детали под действием силы Px запишется следующим образом (условие неотрывности):

где k-коэффициент запаса закрепления.

f-коэффициент трения в местах контакта детали с призмой и прижимной планкой.

Примем f=0,16.

Значение коэффициента запаса закрепления определим как произведение первичных коэффициентов.

1,5*1*1,7*1,2*1*1*1,5=4,6.

Уравнение равновесия для обеспечения неизменности положения детали под действием крутящего момента запишется следующим образом (условие непроворачиваемости).

kM-Mтр.у.=*f*sin*p.

где М — крутящий момент создаваемый фрезой.

kM -*f*sin*p=0.

p=r*cos=6.5*0.707=4.6 мм.

4,6*0,8-*0,16*0,707*4,6=0.

3,68-*0.26=0.

=14.2 Н.

Сравнив полученный результат в первом и во втором случае убедимся, что, поэтому для обеспечения неизменности положения детали при обработке выбираем потребное усилие закрепления, т. е. Q=2603 Н.

Для расчета диаметра поршня пневмоцилиндра используем Q=2603 Н.

Для пневматических цилиндров двустороннего действия:

Q=0.785*D*p*.

где p=0,4 Мпа.

— коэффициент учитывающий потери от трения.

=0,95.

Определяем стандартный диаметр пневматического цилиндра D=100мм. Диаметр штока d=25мм.

Определим действительную силу пневмоцилиндра.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ КОНТРОЛЬНОЙ ОСНАСТКИ.

3.1 Исходные данные.

3.1.1 Операция, 55 «Шлифовальная»..

1. Шлифовать наружный диаметр 19,2.

Оборудование: червячношлифовальный станок 5К881.

2. Контрольное приспособление разработано на операцию 40 «Шлифование». Принципиальная схема приспособления представляет собой закрепление детали на оправке с установкой по наружной цилиндрической поверхности.

Данное контрольное приспособление является универсальным, легким в изготовлении, простым по конструкции и предназначено для контроля радиального биения наружного диаметра детали относительно базовой поверхности.

3. Расчет контрольного приспособления.

Расчет контрольного приспособления осуществляют на точность, при этом осуществляют суммарную погрешность измерения по формуле:

изм = 1/3 Тк ;

где Тк — допуск на контролируемый размер, мм .

Т.е. изм = 1/3 0,03 = 0,01 мм .

Погрешность контрольного приспособления.

= б + п + з + м ,.

где б — погрешность базирования, мм;

расчет погрешности базирования проводим, исходя из максимального диаметра изготовления оправки и минимального базирующего диаметра:

Оправка 8 мм, вал 19,2 мм .

В таком случае имеем:

Оправка (max) 8,005 мм, (min) вал 19,2 мм.

Погрешность базирования в таком случае будет равна.

б = 0,0025 мм ;

п — погрешность передаточных устройств, мм;

п = 1 — l1min/l2min = 1 — 12/13 = 0,002 мм ;

м — погрешность показания прибора, мм;

Для индикатора многооборотного п = 0,0025 мм.

з — погрешность закрепления, мм;

= 0,0025 + 0,002 + 0,0025 = 0,0025 мм.

пр = 0,0025 мм изм = 0,01 мм. Условие выполняется.

4. Описание конструкции и принципа работы.

Приспособление состоит из плитыоснования 7 с охватывающими. На плите посредством винтов 9 и гаек 10 крепятся стойка 4 и 11. Благодаря наличию охватывающих на основании, положение стоек регулируется в соответствии с габаритами контролируемого изделия. На стойках крепятся с натягом оправки 5 и 13. Для надежного крепления детали в оправке смонтирован пружинный механизм 12, позволяющий компенсировать зазор между деталью и оправкой, и исключает перекос детали, что влияет на погрешность измерения. На кронштейн 8 устанавливается стойка 1. Закрепление и фиксация стойки осуществляется при помощи винта 9. На стойке 1, посредством винта 6, устанавливается кронштейн 2, по которому осуществляется перемещение и фиксация индикатора 3.

Для снятия показаний с индикатора, т. е. для непосредственного контроля биения, необходимо повернуть деталь в оправке вокруг оси.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПО РАЗДЕЛУ.

1. Каплунов Р. С. Точность контрольных приспособлений. — М.: Машиностроение, 1968.

2. Левенсон Е. М. Контрольно — измерительные приспособления в машиностроении. — М.: Машгиз, 1960.

ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУ.

Согласно заданию на курсового проекта, спроектирован технологический процесс изготовления вала. Технологический процесс содержит 65 операций, на каждую из которых указаны режимы резания, нормы времени, оборудование и оснастка. Для сверлильной операции спроектировано специальное станочное приспособление, которое позволяет обеспечить необходимую точность изготовления детали, а также требуемое усилие зажима.

При проектировании технологического процесса изготовления вала разработана карта наладки на токарную операцию № 30, которая позволяет понять сущность настройки станка с ЧПУ при выполнении операции с автоматическим способом получения заданной точности.

При выполнении проекта была составлена расчетно-пояснительная записка, в которой подробно описываются все необходимые расчеты. Также расчетно-пояснительная записка содержит приложения, в которые входят операционные карты, а также чертежи.