Мука незнания - вечна
Разработка технологического процесса изготовления детали вилка
Введение
Технология определяет состояние и развитие производства. От её уровня зависит производительность труда, экономичность расходования материальных и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции и другие показатели. Для восстановления производственных мощностей и дальнейшего ускоренного развития машиностроительной промышленности, как основы всего народного хозяйства страны требуется разработка новых технологических процессов, постоянное совершенствование традиционных и поиск более эффективных методов обработки и упрочнения деталей машин и сборки их в изделия.
Важная роль в ускорении научно-технического прогресса в машиностроении отводится подготовке высоко квалифицированных инженерных кадров, освоению ими современных способов изготовления и контроля продукции, методик проектирования прогрессивных технологических процессов.
Данный курсовой проект ставит перед собой цель изучение методики разработки технологического процесса изготовления детали - вала, а также проектирования станочных и контрольных приспособлений на базе имеющихся данных. В данном курсовом проекте будут рассмотрены такие вопросы как:
определение типа производства;
анализ конструкции и технологичности детали;
выбор заготовки;
выбор схем базирования и методов обработки поверхностей;
выбор оборудования;
расчет и назначение припусков;
расчет режимов резания и нормирование операций;
расчет и проектирование технологического оснащения производства;
и т.д.
Помимо всего, курсовой проект включает в себя необходимый минимум графического материала по рассмотренным вопросам, документацию к чертежам и сам технологический процесс.
1. Разработка технологического процесса изготовления детали вилка
.1 Назначение и конструкция детали
Проектируемая деталь - «вилка» входит в состав сборочной единицы «вал карданный» сельскохозяйственного трактора К-250. Карданный вал служит для передачи крутящего момента под различными углами к узлам, агрегатам специальному и дополнительному оборудованию.
Карданный вал состоит из двух шарниров соединённых между собой шлицевым подвижным соединением. Требуемая длина достигается применением специальной карданной трубы. Конструкция карданного вала показана на рисунке 1.
Рисунок 1 Вал карданный.
- Фланец вилки
- Вилка скользящая (шлицевая)
- Вилка приварная
- Крышка подшипника
- Обойма сальника
- Труба карданная
Конструкция данной детали предусматривает наличие двух ушек, в которых выполнены отверстия. В отверстиях располагаются игольчатые подшипники. В этих подшипниках крестовина вращается вокруг своих осей, что позволяет передавать крутящий момент под различными углами. Исходя из этого, можно сделать вывод, что ушки вилки работают только на кручение. В вилке предусмотрено также шлицевое отверстие, позволяющее устанавливать деталь на шлицевой вал. Посредством шлицевого соединения крутящий момент передается со шлицевого вала на вилку. В конструкции данной детали предусмотрено отверстие. В это отверстие вставляется штифт, позволяющий фиксировать положение вилки по длине на валу и обеспечивать быструю смену карданного вала. Основной конструкторской базой являются боковые поверхности шлицев. Отверстия в ушах являются вспомогательными конструкторскими базами.
Таким образом, можно сделать вывод, что наиболее ответственными поверхностями являются отверстия в ушах вилки и шлицевое отверстие, и соответственно к изготовлению их будут предъявляться самые жесткие требования.
Проектируемая деталь-вилка карданного вала изготовлена из стали 40 ГОСТ 1050-88, которая применяется для изготовления самых разнообразных деталей во всех отраслях машиностроения. Материал детали имеет довольно высокий коэффициент обрабатываемости.
Химический и механический состав стали 40 ГОСТ 1050-88 приведен в таблицах 1 и 2
Таблица 1.1 - Химический состав Стали 40 ГОСТ 1050-88
Массовая доля элементов, % не болееСSiMnCr0.450.350.60.25
Таблица 1.2 - Механический свойства Стали 40 ГОСТ 1050-88
, МПа, МПа, %, %КСV,Твёрдость НВНе более335570194559170-207
где - временное сопротивление (предел прочности при растяжении). МПа;
предел текучести (физический), МПа;
относительное удлинение после разрыва на образцах пятикратной длины, %;
относительное удлинение после разрыва, %;
НВ - единицы твёрдости по Бринеллю;
КСV - ударная вязкость, определяемая на образце с концентратором вида V при комнатной температуре, Дж/см2.
1.2 Анализ технических условий изготовления детали
Исходя, из служебного назначения детали проведём анализ технических условий её изготовления.
Изготавливаемая вилка входит в состав сборочной единицы «вал карданный». При вращении вилка испытывает перегрузки. Такими перегрузками могут быть: кручение, изгиб, и т.д. Два отверстия в ушах под подшипники шлифуют с шероховатостью Ra 1.25 - это соответствует техническим требованиям. Внутренние поверхности ушек фрезеруются с шероховатостью Ra 3.2. Шероховатость боковых и наружных поверхностей шлицевых пазов Ra 1.25 обеспечивается специальным инструментом.
На отверстиях под штифт проставлена шероховатость Ra 6,3, что удовлетворяет требованиям к ним.
Допуск на поверхности под подшипники Æ30 - 0,021 мм.
Отклонение от круглости на эти поверхности - 0,02 мм.
Допуск на внутренние поверхности ушек-0,05 мм.
Отклонение от перпендикулярности внутренних поверхностей ушек относительно оси отверстий под подшипники-0,1 мм.
Отклонение от пересечения осей основного отверстия и отверстий под подшипники составляет -0,075 мм.
На остальные поверхности назначена шероховатость, которая будет получена после объемной штамповки, что удовлетворяет требованиям к ним и соответствует их назначению.
На исходном чертеже достаточно технических требований и по имеющимся можно составить полную картину о назначении и условиях работы детали, а так же о методах достижения требуемой точности.
1.3 Анализ технологичности детали
Отработка детали на технологичность - комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции изделия по установленным показателям. Она направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращении времени на изготовления изделия при обеспечении необходимого качества.
Основная цель анализа технологичности конструкции обрабатываемой детали - возможное уменьшение трудоемкости и металлоемкости возможность обработки детали высокопроизводительными методами.
Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка технологичности конструкции детали характеризуется показателями хорошо - плохо, допустимо - недопустимо.
Делая качественный анализ можно выделить следующие технологичные элементы:
. Обрабатываемость резанием нормальная. Коэффициент обрабатываемости Коб=1;
. Симметричность конструкции, что увеличивает технологичность детали;
. Доступность всех поверхностей детали для обработки на станках и непосредственного измерения;
. Существует возможность многоинструментальной обработки;
. Требуемая точность размеров и величина шероховатости, точность взаимного расположения поверхностей достигается при обработке на станках нормальной точности;
. Возможность сквозной обработки отверстий;
. Канавки для выхода режущего инструмента отсутствуют, в связи с отсутствием необходимости.
. Отсутствие глухих и эксцентричных отверстий;
. Отсутствие сложных контурных обрабатываемых поверхностей;
. Концентраторы напряжений в готовой детали отсутствуют;
. Размеры на чертеже детали проставлены с учётом совпадения измерительных и технологических баз;
Нетехнологичным являются:
. Недостаточная жесткость ушек. Что влияет при выборе режимов резания. Особенно это важно при выполнении операции раскатки;
. Отсутствие у заготовки поверхностей удобных для базирования;
На основании данного анализа сделаем вывод, что для обеспечения требуемых параметров готовой, детали необходимо применить специальные виды механической обработки, что приводит к повышению затрат и уменьшению производительности. К таким операциям относиться операция раскатки, необходимая для придания поверхностного наклепа и уменьшения шероховатости внутренних поверхностей отверстий под подшипники. Прецизионное точение (алмазное растачивание) отверстий под подшипники подготавливает поверхность перед операцией раскатки.
Для обработки заготовки следует применять не стандартные, а специальные станочные приспособления, из-за отсутствия поверхностей удобных для базирования.
1.4 Определение типа производства
Предварительно тип производства определяем по таблице 3 с. 8 [9]. С учетом массы детали (1,2 кг) и годовой программы 120000 шт. принимаем массовый тип производства.
После разработки технологического процесса механической обработки, а также расчета основного оборудования, тип производства будет уточнен.
1.5 Выбор метода получения заготовки
Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество рабочих ходов (операций) технологического процесса.
Выбор метода зависит от типа производства, массы заготовки, её конфигурации, размеров.
Выбор заготовки - это выбор наиболее оптимальной, экономичной и технологичной заготовки.
В базовом варианте технологического процесса обработки заготовки данной детали получают горячей объемной штамповкой на кривошипном горячештамповочном прессе. Горячая объемная штамповка осуществляется в открытых штампах. С целью получения наиболее точной и качественной поковки, штамповка осуществляется в два перехода - предварительный и основной. Заготовками для горячей объемной штамповки служат изделия прокатного производства - прутки круглого сечения. При массовом типе производстве рентабельно использование высокоточных и высокопроизводительных методов получения заготовок. К этим методам относится штамповка на КГШП.
В качестве заготовки принимаем поковку в открытых штампах.
Назначим припуски на обработку по ГОСТ 7505-89 [2].
1.1Штамповочное оборудование - КГШП.
1.2Класс точности принимаем Т4
.3Группа стали М2 т.к. массовая доля углерода 0,4%.
.4Степень сложности С2.
.5Ориентировочная величина расчетной массы поковки определяется по формуле:
Мп.р=Мд·Кр, (1.5.1)
где Мп.р - расчетная масса поковки, кг;
Мп.р - масса детали, кг;
Кр - расчетный коэффициент, принимаем 1.6.
Тогда:
Мп.р = 1.2·1.6=1.92 кг.
.6 Конфигурация поверхности разъема - плоская.
.7 Принимаем исходный индекс 12.
.8 Припуски на механическую обработку:
Основные припуски на размеры:
,4 - длина 85 Ra25
,7 - длина 60 Ra3,2
.9 Изогнутость и отклонение от плоскостности и прямолинейности принимаем 0,3 мм.
.10 Смещение по поверхности разъема штампов 0,2 мм.
.11 Минимальная величина радиусов закруглений наружных углов поковки 3 мм.
.12 Размеры поковки:
длина 85+(1,4+0,3+0,2)·2 = 88,8 принимаем 89 мм;
длина 60 - (1,7+0,3+0,2)·2 = 55,6 принимаем 57 мм;
.13 Допускаемые отклонения размеров:
длина 89 ;
длина 57;
диаметр 50;
диаметр 40;
ширина 42;
ширина 40.
.14 Допускаемая величина остаточного облоя 0,8 мм.
.15 Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа 0,6 мм.
.16 Допускаемые отклонения по изогнутости, от плоскостности и от прямолинейности 0,8 мм.
.17 Допускаемая величина высоты заусенца по контуру обрезки облоя 3.0 мм.
.18 Допуск радиусов закруглений внутренних и наружных углов 0,5 мм.
.19 Допускаемые отклонения штампованных уклонов ±0,25 их номинальной величины.
.20 Штамповочные уклоны:
на наружной поверхности 5°;
на внутренней поверхности 7°.
Проведем экономическое обоснование выбора метода получения заготовки:
Определим стоимость заготовки по [4] по формуле:
, (1.5.2)
где: Si - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;
кт - коэффициент зависящий от класса точности;
кс - коэффициент зависящий от группы сложности;
кв - коэффициент зависящий от массы;
км - коэффициент зависящий от марки материала;
кп - коэффициент зависящий от объема производства.масса заготовки, кг;- масса детали, кг.
При литье получаем следующие значения:
S1= 526 руб./т.
Sотх = 25 руб./т.
кт = 1; кс = 0.83; кв = 1; км = 1.22; кп = 1
Подставляя значения в формулу (1.5.2) получаем:
1.2 руб.
КИМ = = = 0.52.
При штамповке получаем следующие значения:
S1= 373 руб./т.
Sотх = 25 руб./т.
кт = 1; кс = 0.84; кв = 1.33; км = 1; кп = 1.
Подставляя значения в формулу (1.5.2) получаем:
0.77 руб.
КИМ = = = 0.63
Так как Sзаг2<Sзаг1 (2,56<3.1), то в качестве метода получения заготовки применяем заготовку, изготавливаемую по разрабатываемому варианту, то есть изготавливаемую на КГШП.
1.6 Анализ базового технологического процесса обработки детали
Анализ базового технологического процесса обработки детали приведём с точки зрения обеспечения заданного качества детали (точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, а также технических требований к детали), производительности, обеспечения заданного объёма выпуска.
Результаты базового технологического процесса сведём в таблицу 1.6.1.
Таблица 1.6.1 Анализ базового варианта техпроцесса
№ операцииСодержание операции.ОборудованиеПриспособлениеРежущий инструментИзмерительный инструмент005Токарная 1. Подрезать торец детали, выдерживая размеры: Æ20-0,5; 43±0,4; 90±0,4. 2. Сверлить напроход центральное отверстие Æ26,5. 3. Зенкеровать напроход центральное отверстие Æ29+0,2. 4. Зенковать в центральном отверстии фаску, выдерживая размер 4´45°. 5. Точить наружную фаску, выдерживая размер 2´45°. +Токарный мод. 1Б290 -Патрон 001-221-0484-465; прихват 6159-4044; грибок 6159-4046; призма 6159-4045; крючок 7690-0424; резцедержатель 6709-4071; стойка 7199-4285; оправка 7199-4286 +Резец 2100-4065 Т15К6, сверло Æ26,5 2317-0008, зенкер Æ29+0,2, резец 2163-4032, перка 9348-667-02 +ШЦ-||-250-0,05; ШЦ-|-125-0,1-2; пробка Æ29+0,29 8133-4000-11 +010Протяжная Протянуть отверстие, выдерживая размеры: Æ29+0,2; 8,5-0,1;Æ33,4 -Специальный протяжной 7А520 -Патрон 6159-4024, втулки 7690-4028 +Протяжка 2402-4098 +-015Протяжная Протянуть отверстие, выдерживая размеры: Æ35-0,1-0,04; Æ29+0,6+0,8; 8,69+0,02+0,05 -Специальный протяжной 7А520 -Патрон 6159-4024, втулки 7690-4028, приспособление для обеспечения разворота 7699-4156-01 +Протяжка 2407-4099 +Пробка Æ35-0,1-0,04; пробка Æ29+0,6+0,8; пластина 8,69+0,02+0,05 +020Фрезерная Фрезеровать внутреннюю поверхность ушек, выдерживая размеры: 58,4+0,07,38. +6Р82 +Приспособление 7290-4251, оправка для фрез 6229-4005, шайба 6009-4012, кольцо для настройки +Фреза дисковая левая 2245-4009, фреза дисковая правая 2245-4008 +ШЦ-|-125-0,1-2, пластина 58,4+0,07 8141-4111-03, приспособление 8900-4806, индикатор 2И-10 кл. 1 ГОСТ 577-68, образцы шероховатости 8442-6001 +025Фрезерная Фрезеровать наружную поверхность ушек, выдерживая размер 85. +6Р82 + Оправка для фрез 6229-4005, шайба 6009-4012, кольцо для настройки +Фреза дисковая левая 2245-4009, фреза дисковая правая 2245-4008 +ШЦ-|-125-0,1-2, образцы шероховатости 8442-6001 +030Агрегатная 1. Сверлить отверстие Æ25. 2. Зенкеровать 2 отв. с двух сторон одновременно, выдерживая размеры: Æ28,6 ±0,250,05; 4,4. 3. Зенковать фаски в 2-х отв., выдерживая размеры: 10; 45° +Агрегатный станок АБ 3596 +Узел базировки 7081-4077, втулка удлиненная 6290-4077-001-63, втулка 6290-4078, оправка 7129-4019 + Сверло Æ25 2301-3491 Р6М5, зенкер Æ28,6, зенковка 2320-4053 +ШЦ-|-125-0,1-2, пробка Æ28,6 ±0,250,05 +035Алмазно-расточная Расточить в линию 2 отв. в размер Æ29,5-0,1, первым резцом, в размер Æ29,96-0,02-вторым резцом. +Алмазно-расточной станок мод. КК337 +Приспособление 7490-4060, борштанга 6390-4045. + Резец 2146-4019 +-040Раскатка Раскатать с переустановкой 2 отв. в размер Æ30-0,014-0,035 +Вертикально-сверлильный станок 2Б125 +Приспособление 7390-4312 +Раскатка 6099-4132 +Пробка Æ30-0,035-0,014; образцы шероховатости 8442-6001 +045Фрезерная Фрезеровать внутреннюю поверхность ушек, выдерживая размеры: 60+0,06,12,5-0,7,29,7 +6Р82 +Приспособление 7290-4246, оправка для фрез 6229-4005, шайба 6009-4012, кольцо для настройки +Фреза дисковая левая 2245-4009, фреза дисковая правая 2245-4008 +ШЦ-|-125-0,1-2, пластина 60+0,06 8141-4111-02, приспособление 8900-4806, индикатор ИЧ-10 кл. 1 ГОСТ 577-68, образцы шероховатости 8442-6001 +050Слесарная +Верстак 143-4 +Напильник 2830-0018 +055Сверлильная Сверлить отверстие, выдерживая размеры: 25±0,5;Æ13+0,18 -Вертикально-сверлильный мод. МН25-Н +Приспособление 7309-4035, втулка разрезная 6109-4027-18 +СверлоÆ13+0,18 -ШЦ-|-125-0,1-2; пробка Æ13+0,18; образцы шероховатости 8442-6001 +060Сверлильная Сверлить отверстие, выдерживая размеры: 25±0,5;Æ8,2+0,22; 20±0,65; 21,5±0,3 -Вертикально-сверлильный мод. МН25-Н +Приспособление 7309-4035, втулка разрезная 6109-4027-18 +СверлоÆ8,2+0,22 -ШЦ-|-125-0,1-2; пробка Æ8,2+0,22; образцы шероховатости 8442-6001 +065Сверлильная Цековать отверстие, выдерживая размеры: Æ14+0,18; 5,5±0,16 20±0,65; 21,5±0,3 -Вертикально-сверлильный мод. МН25-Н +Приспособление 7309-4035, втулка разрезная 6109-4027-18 +Цековка 2353-4047 -Пробка Æ14+0,18; образцы шероховатости 8442-6001; калибр 5,5±0,18 +070Слесарная +Верстак 143-4 +-Шабер 7890-4109 +-075Промывка +----080Контрольная +---ШЦ-||-250-0,05; ШЦ-|-125-0,1-2; пробка Æ29+0,29 8133-4000-11; приспособление 8900-4806, индикатор 2И-10 кл. 1 ГОСТ 577-68, образцы шероховатости 8442-6001. +
Основным недостатком базового технологического процесса является недостаточная загруженность оборудования. При использовании комбинированного режущего инструмента и специальных станков, возможно, уменьшить количество операций, тем самым повысить производительность использованного оборудования. Использование комбинированного сверла при сверления отверстий под штифт позволяет значительно сократить число операций. На токарной операции в базовом техпроцессе 6 шпиндельный токарный полуавтомат мод. 1Б290 мало загружен и замена его на 4х шпиндельный п/а будет вполне обоснованна. На протяжной операции использование специального двухкареточного протяжного станка позволит одновременно обрабатывать две заготовки.
1.7 Выбор методов обработки поверхностей
При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы одним и тем же методом обрабатывалось возможно большее количество поверхностей заготовки, что дает возможность разработать операции с максимальным совмещением обработки отдельных поверхностей, сократить общее количество операций, длительность цикла обработки, повысить производительность и точность обработки заготовки.
В этом разделе приведём выбор и обоснование методов обработки всех поверхностей детали на основании технических требований чертежа детали, формы поверхностей, качества заготовки, типа производства, при выборе методов обработки будем пользоваться приведёнными справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.
Таблица 1.7.1. Выбор методов обработки
№ПоверхностьТочностьШероховатостьМетоды обработки1Æ307Ra 1.25Заготовка 16 кв.; сверление; зенкерование; растачивание получистовое, растачивание чистовое, раскатка.2609Ra 3.2Заготовка 16 кв.; фрезерование черновое, фрезерование чистовое.38514Ra 6.3Заготовка 16 кв.; фрезерование.4Æ14, Æ13, Æ8.212Ra 6.3Заготовка 16 кв.; сверление.5Æ2912Ra 6.3Заготовка 16 кв.; сверление, зенкерование.6Æ359Ra 3.2Заготовка 16 кв.; протягивание.72x45º, 4x45º-Ra 12.5Заготовка 16 кв.; точение.89013Ra 12.5Заготовка 16 кв.; точение.
Проверим число переходов, которые обеспечат заданную точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, по величине требуемого уточнения.
Требуемая величина уточнения для определенной поверхности находится по формуле:
(1.7.1)
где: Ку-требуемая величина уточнения;
dзаг-допуск размера, формы или расположения поверхностей заготовки;
dдет-допуск размера, формы или расположения поверхностей детали.
Затем определяется расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки поверхности:
(1.7.2)
где: Ку.расч.-расчетная величина уточнения;
К1, К2…Кn-величины уточнения по каждому переходу или операции при обработке рассматриваемой поверхности.
(1.7.3)
где: d1-величина максимальной погрешности размера, формы или расположения поверхностей, которая имеет место на первом переходе (операции) при обработке рассматриваемой поверхности.
(1.7.4)
где: d2-величина максимальной погрешности размера, формы или расположения поверхностей, которая имеет место на втором переходе (операции) при обработке рассматриваемой поверхности.
(1.7.5)
где: dn-величина максимальной погрешности размера, формы или расположения поверхностей, которая имеет место на n-переходе (операции) при обработке рассматриваемой поверхности.
После выбора методов обработки поверхностей детали проверим правильность выбора методов для двух наиболее точных поверхностей, путём расчёта заданного и расчетного уточнений.
Заготовка-поковка, 16 квалитет, длина-60+0,06 мм., d=2.5 мм.
1.черновое фрезерование 12 квалитет, допуск d1=0.3 мм
2.чистовое фрезерование 9 квалитет, допуск d2=0.06 мм
Требуемая величина уточнения:
.
Расчетное уточнение не первом переходе:
Кур1=8.33
Расчетное уточнение на втором переходе:
Кур2=5.
Общая расчетная величина уточнения:
.
Так как 41.67=41.67, то есть Ку.расч.=Ку, то назначенный маршрут обработки поверхности 60+0,06 ушек обеспечит заданную точность.
.8 Выбор технологических баз
Выбор баз для мехобработки производится с учетом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям, обеспечения простоты и унификации станочных приспособлений, а так же удобства установки в них заготовки.
В процессе обработки вилки используются следующие схемы базирования.
Установка заготовки в двух призмах по наружной цилиндрической поверхности и внутренней поверхности ушек. Применяется на первых операциях при подготовке чистовой базы.
В качестве чистовых баз будем использовать основное шлицевое отверстие, т.е. базирование будет осуществляться по шлицевой оправке, которая лишает 4 степени свободы.
Рисунок 1.8.1-Базирование при обработке центрального отверстия.
Базирование по внутреннему шлицевому отверстию и по торцу. Такая схема реализуется при установке заготовки на шлицевую оправку.
Рисунок 1.8.2 - Схема базирования при протягивании, черновом фрезеровании наружных и внутренних поверхностей ушек, сверлении отверстий под штифт
Базирование по внутреннему шлицевому отверстию и по наружной поверхности ушек. Такая схема реализуется при установке заготовки на шлицевую оправку и призму.
Рисунок 1.8.3 - Схема базирования при сверлении, зенкеровании и алмазном растачивании отверстий
На операции раскатка базирование осуществляется по внутренней поверхности отверстий под подшипники и торцу. Такая схема реализуется при установке заготовки на короткий цилиндрический палец.
Рисунок 1.8.4 - Схема базирования на операции раскатка
1.9 Разработка технологического маршрута обработки детали
На данном этапе разрабатывается общий план обработки детали, определяется содержание операций техпроцесса. При этом заполняются маршрутные карты техпроцесса (приложение).
При составлении маршрута обработки воспользуемся базовым технологическим процессом, а также следует учитывать следующие положения:
каждая последующая операция должна уменьшить погрешность и улучшить качество поверхности;
в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут служить технологическими базами для следующих операций;
не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки немерным инструментом на одном и том же станке.
Операция 005. Транспортная
Доставить заготовки на участок.
Операция 010. Токарная.
Сверление, зенкерование отверстия, подрезка торцов с образованием фасок.
Операция 015. Протяжная.
Протянуть шлицевое отверстие.
Операция 020. Горизонтально-фрезерная.
Фрезеровать внутренние плоскости ушек.
Операция 025. Горизонтально-фрезерная.
Фрезеровать наружные плоскости ушек.
Операция 030. Агрегатная.
Сверлить, зенкеровать отверстия в ушах, с образованием фасок.
Операция 035. Слесарная
Зачистить заусенцы, притупить острые кромки.
Операция 040. Алмазно-расточная.
Расточить в линию два отверстия.
Операция 045. Вертикально-сверлильная.
Раскатать два отверстия.
Операция 050. Слесарная
Притупить острые кромки в отверстиях под подшипники.
Операция 055. Горизонтально-фрезерная.
Фрезеровать окончательно внутренние плоскости ушек.
Операция 060. Слесарная
Зачистить заусенцы, притупить острые кромки по внутренним плоскостям ушек.
Операция 065. Вертикально-сверлильная.
Сверлить и цековать отверстия.
Операция 070. Слесарная
Зачистить заусенцы, притупить острые кромки.
Операция 075. Промывка.
Продуть сжатым воздухом.
Операция 080. Контрольная.
Операция 085. Укладывание.
Операция 090. Транспортная
Транспортировать готовые изделия на сборку (на склад).
1.10 Разработка технологических операций
На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.
Операция 010. Токарная.
Обработка ведется на токарном многошпиндельном п/а модели 1Б240
Подрезать торец детали с образование фаски, выдерживая размеры 90±0,4; Æ20-0,5; 43±0,4; 2×45º; сверлить отверстие Æ26,5; зенкеровать в размер Æ29+0,2 с образованием фаски 4×45º. РИ - резец 2100-4065, сверло Æ26,5 2301-0092 ГОСТ 10903-77, зенкер Æ29+0,2, перка 9348-667-02.
Установка в патрон; размеры контролируем пробкой Æ29+0,2; ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80.
Операция 015. Протяжная.
Станок специальный протяжной 7Б55.
Протянуть отверстие за два прохода, выдерживая размеры Æ29+0,8+0,6; Æ35-0,04-0,1; 8,69+0,05+0,09.
ВИ - патрон 6159-4024, втулки 7690-4028.001-01.
РИ - протяжка.
Контролировать размеры Æ35-0,04-0,1; Æ29+0,8+0,6 - пробкой; 8,69+0,05+0,09 - пластиной.
Операция 020. Горизонтально-фрезерная.
Станок - горизонтально-фрезерный модели 6Р82.
Фрезеровать внутренние плоскости ушек, выдерживая размеры 58,4+0,07; 38max, Контролируем размер 58,4+0,07 ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80; заготовка устанавливается в приспособление. Обработка ведется набором фрез 2245-4008, 2245-4009.
Операция 025. Горизонтально-фрезерная.
Станок - горизонтально-фрезерный модели 6Р82.
Фрезеровать наружные плоскости ушек, выдерживая размеры 58,4+0,07; 85min, Контролируем размер ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80; заготовка устанавливается в приспособление. Обработка ведется набором фрез 2245-4008, 2245-4009.
Операция 030. Агрегатная.
Обработка ведется на агрегатном станке АБ3596.
Сверлить на проход два отверстия в ушах, выдерживая размер Æ27. Зенковать фаски, выдерживая размеры 10 min, 45º. Зенкеровать два отверстия, выдерживая размер Æ28,6 ±0,250,05; 4,4.
РИ - сверло 2301-3503 ГОСТ 12121-77, зенковка 2353-4041, зенкер 2320-4026-02.±
Приспособление специальное, оправка; контроль - ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80.
Операция 040. Алмазно-расточная.
Станок-алмазно-расточной модели КК 337.
Расточить в линию два отверстия, выдерживая размеры Æ29,96-0,02; 3,7min. Резец 2146-4019.
Приспособление специальное, борштанга; контроль - приспособление специальное; набор эталонов шероховатости 8490-4053.
Операция 045. Вертикально-сверлильная.
Станок-2Б125.
Раскатать поочередно с переустановкой два отверстия, выдерживая размер Æ30-0,014-0,035. Установка в приспособление. РИ - раскатка 6099-41232-01.
Контроль-нутромер ГОСТ 9244-75; набор эталонов шероховатости 8490-4053.
Операция 055. Горизонтально-фрезерная.
Станок - горизонтально-фрезерный модели 6Р83.
Фрезеровать окончательно внутренние плоскости ушек, выдерживая размеры 60+0,06; 12,5-0,7. Контролируем размер 60+0,06-специальное приспособление, заготовка устанавливается в приспособление. Обработка ведется набором фрез 2245-4008, 2245-4009.
Операция 065. Вертикально - сверлильная.
Станок вертикально-сверлильный МН25-Н.
Сверлить и цековать отверстия, выдерживая размеры Æ13+0,18; Æ8,2+0,22; Æ14+0,18; 5,5±0,16; 25±0,5; 20±0,65; 21,5±0,3.
ПР - приспособление специальное 7309-4035.
РИ - сверло комбинированное.
Контроль размеров - пробка Æ13+0,18;Æ8,2+0,22Æ14+0,18; набор эталонов шероховатости 8490-4044.
Все применяемое оборудование и его характеристики сведем в таблицу.
Таблица 1.10.1-Ведомость станочного оборудования
Наименование станкаМодель станкаГабаритные размерыТокарный1Б2406170×1750×1985Протяжной7Б556340×2090×1910Горизонтально-фрезерный6Р822305×1950×1680АгрегатныйАБ35975960×3250×2560Горизонтально-фрезерный6Р822305×1950×1680Алмазно-расточнойКК 3374330×2590×2585Вертикально-сверлильный2Б125770×780×2235Горизонтально-фрезерный6Р822305×1950×1680Вертикально-сверлильныйМН25-Н915×785×2350
1.11 Расчёт припусков расчётно-аналитическим методом
Произведём расчёт припусков расчётно-аналитическим методом, а так же построим схему расположения припусков и допусков.
Исходные данные:
заготовка - поковка, материал - Сталь 40;
точность размеров соответствует 16 кв.;
деталь устанавливается в специальное приспособление;
Необходимо получить размер 60+0,06.
1)Выберем технологический маршрут обработки внутренних поверхностей ушек и определим величины Rz и h по переходам:
1-й переход: черновое фрезерование 12 кв. Rz = 32 мкм; h = 50 мкм.
-й переход: чистовое фрезерование 9 кв. Rz = 10 мкм; h = 15 мкм.
где Rz - высота неровностей профиля по 10 точкам (шероховатость поверхности);
h - глубина дефектного слоя после обработки.
2)Определим значения пространственных отклонений для заготовки.
, (1.11.1)
где rсм - допускаемая величина смещение по поверхности разъема штампа; rсм = 0.7 мм.
rкор - коробление вилки; rкор =1 мм;
=1221 мкм.
На втором переходе r=КУ ·rзаг,
где КУ - коэффициент уточнения,
r=0,12·1221=147 мкм.
3)Погрешность установки:
, (1.11.2)
eБ = 0 т.к. измерительная база совпадает с технологической;
eЗ=140 мкм;
eУ =eЗ=140 мкм.
На втором переходе:
eУ =17 мкм.
Расчёт минимальных припусков.
(1.11.3)
где i - выполняемый переход.
-й переход мкм;
-й переход мкм.
4)Расчётный размер dР вычислим, начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последовательного вычитанием минимального припуска каждого предыдущего перехода:
2-й переход: dР.чист фрез. = 60,06-0,378= 59,682 мм;
-й переход: dР.черн. фрез… = 59,682-2,886 = 56,796 мм.
5)Назначаем допуски на технические переходы по таблице [2, 40], а допуски на заготовку по ГОСТ 2590 - 71.
заготовка - 1900 мкм;
-й переход - 300 мкм;
-й переход - 74 мкм.
6)Предельный размер dmin определяем, округляя dp до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а dmax определяем, прибавляя к dmin допуски соответствующих переходов:
2-й переход: dmin чист фрез.=60 мм; dmax чист фрез.=60,06 мм;
-й переход: dmin черн. фрез. = 59,3 мм; dmax черн. фрез. =59,6 мм;
заготовка: dmin.заг =54,8 мм; dmax.заг = 56,7 мм.
7)Максимальное предельное значение припусков 2×Zmax.ПР. находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а минимальные значения2×Zmin.ПР - как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующих переходов.
2Zmin iпр = Dmax i-1 - Dmax i, (1.11.4)
Zmax iпр = Dmin i - Dmin i-1,(1.11.5)
2-й переход: ;
;
1-й переход: ;
.
8)Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припусков:
)Общий номинальный припуск находим по формуле:
, (1.11.6)
где HЗ - нижнее отклонение заготовки по ГОСТ 2590 - 71;
HД - нижнее отклонение детали по чертежу.
;
тогда номинальный размер заготовки:
.
10)Проверяем правильность произведённых расчётов:
(1.11.7)
(1.11.8)
-й переход: 4.5-2.9=1.6 мм; 1.9-0.3=1.6 мм;
-й переход: 0.7-0.46=0.24 мм; 0.3-0.06 = 0.024 мм;
Общий припуск: 5.2-3.36=1.84 мм; 1.9-0.06=1.84 мм.
Проверка правильна, значит, расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.11.1.
Таблица 1.11.1 Параметры припусков
Технологические переходы обработки поверхности 60+0.06Элементы припуска мкмРасчётный припуск 2×Zmin, мкм Расчётный размер dp, ммДопуски размеров, мкм Предельный Размер, ммПредельные значения припусков, ммdmindmax2×ZminПР2×ZmaxПРRzhreзаготовка1601201221--56.796190054.856.7--1-й переход3250147140288659.68230059.359.62.94.52-й переход1015151737860.06606060.060.460.7Общий припуск 2×Z0 = 5200 мкм3.36 5.2
Необходимо получить размер Æ30 Р7 (-0,014-0,035).
11)Выберем технологический маршрут обработки внутренних поверхностей ушек и определим величины Rz и h по переходам:
1-й переход: зенкерование 11 кв. Rz = 49 мкм; h = 40 мкм.
-й переход: алмазное растачивание 7 кв. Rz = 20 мкм; h = 20 мкм.
-й переход: раскатка 7 кв. Rz = 0,63 мкм; h = 0 мкм.
12)Определим значения пространственных отклонений для заготовки.
r=0, т.к. после операции сверления
) Погрешность установки:
,
На первом переходе: eУ =100 мкм.
На втором переходе: eУ =10 мкм.
На третьем переходе: eУ =1 мкм.
Расчёт минимальных припусков.
-й переход мкм;
-й переход мкм.
-й переход мкм.
13)Расчётный размер dР вычислим, начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последовательного вычитанием минимального припуска каждого предыдущего перехода:
3-й переход: dР3. = 29,986-0,082= 29,904 мм;
-й переход: dР2. = 29,904-0,18= 29,724 мм;
-й переход: dР1. = 29,724-0,44 = 29,284 мм.
14)Назначаем допуски на технические переходы по таблице [2, 40], а допуски на заготовку по ГОСТ 2590 - 71.
сверление - 330 мкм;
-й переход - 130 мкм;
-й переход - 21 мкм;
-й переход - 21 мкм.
15)Предельный размер dmin определяем, округляя dp до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а dmax определяем, прибавляя к dmin допуски соответствующих переходов:
3-й переход: dmin.=29,965 мм; dmax.=29,986 мм;
-й переход: dmin.=29,703 мм; dmax.= 29,724 мм;
-й переход: dmin. = 29,15 мм; dmax =29,28 мм;
16)Максимальное предельное значение припусков 2×Zmax.ПР. находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а минимальные значения2×Zmin.ПР - как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующих переходов.
2Zmin iпр = Dmax i-1 - Dmax i,
Zmax iпр = Dmin i - Dmin i-1,
3-й переход: ;
;
2-й переход: ;
;
1-й переход: ;
.
17)Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припусков:
)Общий номинальный припуск находим по формуле:
,
;
тогда номинальный размер заготовки:
.
19)Проверяем правильность произведённых расчётов:
-й переход: 2.48-2.28=0. мм; 0.33-0.13=0.2 мм;
-й переход: 0.553-0.444=0.109 мм; 0.130-0.021 = 0.109 мм;
-й переход: 0.262-0.262=0 мм; 0 мм;
Проверка правильна, значит, расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.11.2.
Таблица 1.11.2 - Параметры припусков
Технологические переходы обработки поверхности Æ30 Р7 (-0,014-0,035)Элементы припуска мкмРасчётный припуск 2×Zmin, мкм Расчётный размер dp, ммДопуски размеров, мкм Предельный Размер, ммПредельные значения припусков, ммdmindmax2×ZminПР2×ZmaxПРRzhre1-й переход4940122110022029.90413029.1529.282.282.482-й переход2020147109029.7242129.70329.7240.4440.5533-й переход0.6301514129.2842129.96529.9860.2620.262Общий припуск 2×Z0 = 3295 мкм2.986 3.295
Рисунок 1.11-Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности 60+0.06
Рисунок 1.12-Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Æ30 Р7 (-0,014-0,035).
1.12 Расчёт режимов резания
Расчет режимов резания на два перехода производится по эмпирическим формулам.
. Произведём расчёт обработки отверстия ушек Æ25 сверлением.
Скорость резания при сверлении рассчитывается по следующей формуле:
(1.12.1)
где Т - период стойкости и показатели степеней находим по таблицам:
СV - 9.8; q = 0.4; y = 0.5; m = 0.2; T = 50 мин.V - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:
KV = KМV× KlV× KИV, (1.12.2)
где KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
KlV - коэффициент, учитывающий глубину сверления;
KИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента.
, (1.12.3)
где sB - физический параметр, характеризующий обрабатываемый материал;
КГ и nv - коэффициент и показатель степени, характеризующие группу стали по обрабатываемости.
KИV = 1; KlV = 1.
KV = 0.78×1×1 = 0.78
D - диаметр инструмента, мм
s-подача, мм/об
Крутящий момент Mкр:
(1.12.3)
коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам:
СМ = 0.0345; у = 0.8; q = 2;
Коэффициент, учитывающий условия обработки КР= КМР;
КМР определяется по формуле:
, (1.12.4)
Осевая сила:
(1.12.5)
коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам:
СР = 68; у = 0.7; q = 1;
Частота вращения сверла:
Принимаем n = 100 oб/ мин.
Тогда мощность резания:
. Произведём расчёт режимов резания обработки внутренних поверхностей ушек 58,4+0,3 черновым фрезерованием.
Глубина фрезерования - t = 38 мм;
Ширина фрезерования - В = 4 мм;
Подача на зуб - SZ = 0,1 мм.
Скорость резанья при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы:
(1.12.6)
Т - период стойкости и показатели степеней находим по таблицам:
СV = 1340; q = 0,2; x = 0,4; y = 0,12; u = 0; p = 0; m = 0,35; T = 150 мин.
KV = KМV× KПV× KИV, (1.12.7)
где KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;
KПV - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
KИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента.
, (1.12.8)
где sB - физический параметр, характеризующий обрабатываемый материал;
КГ и nv - коэффициент и показатель степени, характеризующие группу стали по обрабатываемости.
KИV = 1; KПV = 1;
KV = 1×1×0.74 = 0.74.
Определяем окружную скорость вращения фрезы:
Главная составляющая силы резанья при фрезеровании - окружная сила, Н.
(1.12.9)
коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам:
СР = 261; х = 0,9; у = 0,8; u = 1,1; q = 1,1; w = 0,1.
КМР определяется по формуле:
Частота вращения фрезы:
Принимаем n = 315 oб/ мин.
Тогда окружная сила резанья равна:
находим крутящий момент на шпинделе:
находим мощность резанья:
. Произведём расчёт окончательной обработки отверстия ушек Æ29,96-0,02 алмазным растачиванием.
Определим скорость резания и подачу по справочной литературе:
S=0.06 мм/об;
V=250 мм/мин.
Главная составляющая силы резания:
(1.12.10)
коэффициенты и показатели степеней определяем по таблицам:
СР = 204; х = 1; у = 0,75; n = 0;
где Кр - поправочный коэффициент,
Кр= КMP· К?p· К?p· К?p· Кrp; (1.12.11)
Коэффициент, учитывающий условия обработки КР= КМР
КМР определяется по формуле:
К?p=1; К?p=1; К?p=1; Кrp=0.93;
Кр= 0,81· 1· 1· 1· 0,93=0,75;
Находим мощность резанья:
Для остальных операций режимы резания сведём в таблицу:
Таблица 1.12. 1 - Режимы резанья
№Наименование операции или переходаt, ммТ, минS, мм/обn, минUq, м/минТ0,мин010Токарная1. Точение3.6600.1725640.20.352. Сверление13.25500.1225621.31.633. Зенкерование2.5400.1225624.11.63015Протяжная1. Протягивание черновое----Vр.х 60.272. Протягивание чистовое.----Vр.х 60.27020Горизонтально-фрезерная0.71501602001000.69025Горизонтально-фрезерная0.71501602001000.69030Агрегатная1. Сверление12.5500.31006.91.42. Зенкование1.8600.339810.40.123. Зенкерование1.8400.291109.90.94040Алмазно-расточная0.3-0.0612502501.4045Вертикально-сверлильная--0.15330310.52055Горизонтально-фрезерная381500.1315143.90.62065Вертикально-сверлильная7250.1240017.60.83
1.13 Определение норм времени
При массовом производстве норма штучного времени определяется по формуле:
(1.13.1)
где: То-основное (машинное) время обработки детали, мин;
Тв-вспомогательное время на операцию (время на установку и снятие детали, подвод и отвод инструмента, время на управление станком и т.д.), мин;
Тобс-время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (время на замену затупившегося инструмента, время на уборку рабочего места в конце работы), мин;
Тотд-время на отдых и личные надобности, мин.
(1.13.2)
где: Тус-время на установку и снятие детали, мин;
Тзо-время на закрепление и открепление детали, мин;
Туп-время на приемы управления, мин;
Тиз-время на измерение детали, мин.
(1.13.3)
где: Ттех-время на техническое обслуживание рабочего места, мин;
Торг-время на организационное обслуживание рабочего места, мин.
Оперативное время Топ:
, (1.13.4)
В массовом производстве Ттех определяется по следующей формуле:
(1.13.5)
где: tсм-время на смену инструментов и подналадку станка, мин;
Т-период стойкости при работе одним инструментом или расчетный период стойкости лимитирующего инструмента при многоинструментальной обработке, мин.
Время на организационное обслуживание определяется в процентах от оперативного времени.
Время на отдых:
(1.13.6)
где: П-затраты времени на отдых в процентном отношении к оперативному.
Рассчитаем норму штучного времени для операции 020. Производство массовое, масса детали 1.2 кг.
По [1] приложение 5:
Тус+Тзо=0,124 мин, Туп=0,1 мин.
Время на измерение штангенциркулем и пробками Тиз=0,21 мин
Вспомогательное время:
Тв=0,124+0,1+0,21=0,434 мин.
Оперативное время:
Топ=0,55+0,434=0,984 мин.
Время на смену фрезы tсм=3,3 мин, тогда время на техническое обслуживание:
мин.
Затраты времени на организационное обслуживание в процентном отношении к оперативному равно 1,4%, тогда:
Торг=0.984·1.4/100=0,014 мин
Время на обслуживание рабочего места:
Тобс=0,012+0,014=0,026 мин
Определяем затраты времени на отдых Пот=7%. Время на отдых:
Тотд=0,984·7/100=0,069 мин
Подставляем полученные значения времен в ():
Тшт=0,984+0,026+0,069=1,079 мин
Рассчитаем норму штучного времени на операцию 040.
По [1] приложение 5
Тус+Тзо=0,055+0,024=0,079 мин.
Туп=0,01+0,07=0,08 мин-время на включение станка.
Тиз=0,07·2+0,055·2=0,25 мин-время на измерение пробками и калибрами.
Вспомогательное время:
Тв=0,079+0,08+0,25=0,409 мин.
Оперативное время:
Топ=1,4+0,409=1,809 мин
Время на смену резца tсм=2,4 мин, тогда время на техническое обслуживание:
мин.
Затраты времени на организационное обслуживание в процентном отношении к оперативному равно 2,1%, тогда:
Торг=1,809·2,1/100=0,04 мин.
Время на обслуживание рабочего места:
Тобс=0,056+0,04=0,096 мин.
Определяем затраты времени на отдых Пот=5%. Время на отдых:
Тотд=0,096·5/100=0,09 мин.
Тшт=1,809+0,096+0,09=1,995 мин.
Нормы времени на остальные операции назначаем по нормативным справочникам. Рассчитанные и назначенные времена сведем в таблицу.
Таблица 1.13 - Сводная таблица технических норм времени по операциям, мин
№ ОперацииНаименование операцииТоТвспТопТоб отТотдТштТус+ТзоТупТизмТтехТорг010Токарная1,60,2140,070,161,7740,3320,0220,0941,906015Протяжная0,540,3040,020,490,30,040,0220,0680,924020Горизонтально-фрезерная0,550,0790,080,250,7690,0220,0240,0481,079025Горизонтально-фрезерная0,690,0790,080,250,8690,0220,0240,0480,981030Агрегатная0,350,0710,0250,140,380,0010,0060,0640,49040Алмазно-расточная1,40,1240,10,351,5040,0180,0130,0631,995045Вертикально-сверлильная0,220,0710,0250,140,4060,0010,0060,0640,647055Горизонтально-фрезерная0,690,0790,080,250,7690,0220,0240,0480,981065Вертикально-сверлильная1,150,0710,0250,141,2060,0010,0060,0641,5
1.14 Расчет технологической размерной цепи
Проведем расчет следующей размерной цепи.
Рисунок 1.14 - Размерная цепь
Исходные данные: А1=12,5-0,7 мм, А2=60+0,06 мм, А3=12,5-0,7 мм.
Расчет размерной цепи ведем по методу максимума-минимума.
Номинальный размер замыкающего звена определим по формуле:
А0 = - , (1.14.1)
где: Аi - увеличивающие размер составляющего звена;
Аi - уменьшающий размер составляющего звена;
А0 = А1+А2 +А3 = 12,5+60+12,5 = 85 мм.
Допуск замыкающего звена определяем по формуле:
ТА0 = , (1.14.2)
где: ТАi-допуски звеньев расчетной цепи, мм.
ТА0 = ТА1 + ТА2 + ТА3 = 0.7+0.06+0.7 = 1.44 мм.
Координата середины поля допуска замыкающего звена определяем в соответствии с формулой:
(1.14.3)
мм.
Верхнее предельное отклонение замыкающего звена ESА0 рассчитаем по формуле:
ESА0 = EсА0 + 1/2·ТА0 (1.14.4)
ESА0 = 0.67+0.73 = 1.4 мм.
Нижнее предельное отклонение замыкающего звена EIА0 рассчитаем по формуле:
ESА0 = EсА0 -1/2·ТА0 (1.14.5)
EIА0 = 0.67-0.73 = -0.06 мм.
Замыкающий размер А0=85 мм.
1.15 Определение необходимого количества оборудования
Для поточного производства количество станков S определяется по формуле:
(1.15.1)
где: Si-количество единиц оборудования для выполнения одной операции в поточной линии;
Тшт-штучное время обработки изделия, мин;
Ni-количество изделий, подлежащих обработке в год;
F-действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.
Коэффициент загрузки оборудования:
(1.15.2)
где: Sпр-принятое количество станков.
Операция 010
; Sпр=2; .
Операция 015
; Sпр=1; .
Операция 020
; Sпр=1; .
Операция 025
; Sпр=1; .
Операция 030
; Sпр=1; .
Операция 040
; Sпр=2; .
Операция 045
; Sпр=1; .
Операция 055
; Sпр=1; .
Операция 065
; Sпр=1; .
На основании рассчитанных коэффициентов строим график загрузки оборудования.
Рисунок 1.15 - График загрузки оборудования
1.16 Уточненный расчет типа производства
Уточненный расчет типа производства основывается на определении коэффициента закрепления операций Кзо:
, (1.16.1)
где: О-количество всех различных технологических операций, выполненных в течении месяца;
Р-число рабочих мест, необходимых для выполнения месячной программы.
Согласно ГОСТа для массового типа производства Кзо=1.
Число рабочих мест для выполнения определенной i-ой операции определяем по формуле:
(1.16.2)
где: Nм-месячный объем выпуска детали (10000 шт.);
Тшт-штучное время на выполнение определенной операции, мин;
Fм-месячный фонд времени работы оборудования (335 час);
Кв-коэффициент выполнения норм времени. Кв=1,1
Рассчитанное число рабочих мест округляем до ближайшего большего целого числа Рi. Коэффициент загрузки данных рабочих мест выполняемой операцией:
(1.16.3)
Количество операций, выполняемых на этом рабочем месте при его нормативной загрузке определяем по формуле:
, (1.16.4)
где: hн=0,65-нормативный коэффициент загрузки для массового производства.
Общее количество операций, выполняемых на всех рабочих местах проектируемого техпроцесса и общее количество рабочих мест, определяется как сумма всех операций и сумма всех рабочих мест соответственно.
Результаты расчетов сведем в таблицу.
Таблица 1.16.1-Определение типа производства
№ опер.PpiPihiOpiOi0100.8610.860.7610150.2110.411.5920200.4910.491.3320250.4410.441.4820300.2210.222.9530400.910.90.7210450.2910.292.2430550.4410.441.4820650.6810.680.961åPi=9åOi=17
Определяем коэффициент закрепления операций:
.
Так как Кзо близок к единице, то принимаем массовое производство.
Определим такт выпуска продукции t:
, (1.16.5)
где: F-действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-ух сменной работе (4015 час).
мин.
2. Расчёт и проектирование средств технологического оснащения
.1 Расчет и проектирование приспособления для алмазного растачивания
Служебное назначение и описание приспособления.
Проектируемое приспособление используется на операции алмазного растачивания отверстий в ушах вилки.
Приспособление позволяет обрабатывать одновременно две заготовки.
Принцип работы приспособления заключается в следующем: гидроцилиндр под действием давления перемещается, а соответственно перемещается коромысло и вместе с ним два упора, которые прижимают заготовки. Гидроцилиндр приводится в действие от гидропривода станка.
Базирование заготовки на приспособление осуществляется в призму и на шлицевую втулку. В призме предусмотрены упоры, позволяющие устанавливать заготовки с проушинами различного радиуса закругления. Фиксируются же эти упоры при помощи винтов. Через центр призмы проходит ось, позволяющая заготовке самоустанавливаться в призме. Это особенно имеет смысл, когда устанавливается заготовка с неточным радиусом закругления проушин. Приспособление крепится к станку болтами. Перемещение приспособления относительно станка предотвращают шпонки.
Расчет сил зажима заготовки.
Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.
Исходные данные для силового расчета. Производство крупносерийное; составляющая силы резания в вертикальном направлении Рz = 55.6 H; давление жидкости в гидроцилиндре Р = 1 МПа; материал заготовки - Сталь 40.
Рисунок 2.1-Схема для определения силы зажима заготовки
Произведём расчёт сил действующих на заготовку при её обработке в приспособлении. Для этого составим уравнение равновесия сил действующих на заготовку (без учета веса заготовки):
F1+R2+Pz·sin 45º-Q· sin 45º=0; (2.1.1)
F2+R1+ Pz·cos 45º-Q ·cos 45º=0; (2.1.2)
Pz·15+F1·20+F2·20=0; (2.1.3)
где F1=f·R1;1=f·R2,
где f-коэффициент трения.
Подставим численные значение и преобразуем данные уравнения:
.55 R1+ R2-0.71Q=-39.3;
R1-0.55R2-0.71Q=-39.3;
R1+ R2=75.8;
Решив данную систему, получаем:
R1=58.7 Н;
R2=-17 Н;
Q=124.9 Н.
Силу действующую на шток гидроцилиндра, находим из следующего выражения:
Pпр=k·2Q, (2.1.4)
где: k-коэффициент запаса;
k=2.5;
Pпр=2.5·2·124.9=624.5 H.
Рассчитаем диаметр гидроцилиндра, необходимого для создания силы зажима Pпр.
Исходя из полученной силы Pпр, находим параметры гидроцилиндра:
Т.к. рабочей является штоковая полость, то
мм.
Принимаем следующие параметры гидроцилиндра:
Материал гидроцилиндра - сталь;
Диаметр гидроцилиндра dц = 32 мм;
Диаметр штока гидроцилиндра dш =8 мм;
Расчет приспособления на точность.
Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.
Расчет точности изготовления приспособления из условия обеспечения размера Æ мм.
Определяем погрешность изготовления приспособления ?eПР:
(2.1.5)
. Определяется погрешность базирования:
б =S1+S2, мм.; (2.1.6)
где S1 - максимальный зазор на Æ20 Н7/g6;
S2 - максимальный зазор на Æ38 +0.05/g5;
S1=41 мкм, S2=70 мкм,
eб =41+70=111 мкм.
2. Определяется погрешность закрепления. Для данного случая:
eЗ = 0 мм;
. Определяется погрешность установки приспособления на станке:
eУ =, (2.1.7)
где m-длина детали, m=40 мм
SMAX-максимальный зазор в сопряжении шпонка-стол станка, мкм
SMAX=49 мкм
L - расстояние между шпонками, мм
L =220 мм;
eУ = мкм;
. Выявляется погрешность от перекоса (смещения) инструмента.
Так как в приспособлении отсутствуют направляющие элементы:
eП = 0 мм;
. Определяется погрешность от изнашивания установочных элементов. Изнашивание опорных пластин можно определить по формуле:
и = b1×N n
где: b1 - постоянная, зависящая от вида установочных элементов и условий контакта (выбирается по [1] таблица 3.2), ?1 = 0.3;
N - количество контактов заготовки с опорой за год,
N = 120000;
После подстановки получим:
и = 0.5·0.3×1200000.5 = 52 мкм;
Погрешность от изнашивания установочных элементов принимаем:
????
= и/2 = 26 мкм
При этом в ТУ на эксплуатацию приспособления указать, что проверку приспособления и ремонт (замену) установочных элементов необходимо производить 2 раза в год.
. Определяется экономическая точность обработки. По [1] таблица П7 находится экономическая точность w = 33 мкм.
. Принимаются значения коэффициентов, и определяется погрешность изготовления приспособления eПР.
Коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения: kт = 1.2.
Коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках: kт1 = 0.8.
Коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления: kт2 = 0.6.
Допуск на изготовление детали d = 0.1 мм.
Подставим все значения в (2.1.5):
мм.
На основании расчета можно сделать вывод, что допуск на пересечение осей отверстий под подшипники и центрального отверстия составляет 0.006 мм.
2.2 Служебное назначение и описание контрольного приспособления
Проектируемое контрольное приспособление предназначено для контроля допуска пересечения осей отверстий под подшипники и центрального отверстия. Контроль осуществляется при помощи оправки и двух индикаторов.
Приспособление состоит из плиты со шлицевой втулкой и стойкой, на которую устанавливаются деталь с оправкой.
Порядок проведения контроля:
1.Вставить оправку в деталь.
2.Установить деталь с оправкой на шлицевую втулку и стойку.
.Подвести рычаги индикаторов к оправке.
. По разности показаний индикаторов сделать заключение.
Литература
технологический вал деталь
- Антонюк В.Е. Конструктору станочных приспособлений. Справочное пособие. Мн. Беларусь, 1991 г.
- Афонькин М.Г., Магницкая М.В. Производство заготовок в машиностроении. Ленинград. Машиностроение, 1987 г.
- Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М. Издательство стандартов, 1992 г.
- Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Мн. Высшая школа, 1983 г.
- Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. Мн. Высшая школа, 1983 г.
- Демиденко Г.П. Защита объектов народного хозяйствования. Киев. Высшая школа, 1987 г.
- Маталин А.А. Технология машиностроения. Ленинград. Машиностроение, 1985 г.
- Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов, М. Машиностроение, 1990 г.
- Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу «Технология машиностроения» для студентов специальности Т 03.01.00, Брест, 1996 г.
- Методические указания по расчету припусков расчетно-аналитическим методом. Брест, 2000 г.
- Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть II. Нормативы режимов резания. М. Экономика, 1990 г.
- Обработка металлов резанием. Под ред. Панова. М. Машиностроение, 1985 г.
- Справочник технолога-машиностроителя Т1. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М. Машиностроение, 1985 г.
- Справочник технолога-машиностроителя Т2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М. Машиностроение, 1985 г.
- Расчет экономической эффективности новой техники. Под ред. К.М. Великанова. Ленинград. Машиностроение, 1986 г.
- Режущий инструмент. Курсовое и дипломное проектирование. Под ред. Е.Э. Фельдштейна. 2002 г.
Просмотров: 14445
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Разработка технологического процесса изготовления детали вилка