Міністерство освіти i науки України

Полтавський національний технічний університет iм. Ю. Кондратюка

Кафедра технології машинобудування

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з курсу:

«Технологія машинобудування (галузева)»

на тему Розробка технологічного процесу обробки диску 07.02.00

КП.ТМ.61МТ-07.00.00

Виконав:

студент групи 6-МТ

Товстуха С.В.

Залікова книжка 99197

Керівник роботи:

Барський В.М.

Полтава 2003

АНОТАЦІЯ

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ ДИСКУ 07.02.00 В УМОВАХ ДРІБНОСЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА.

Курсовий проект з дисципліни „Технологія машинобудування (галузева)” (виконав студент гр. 61-зМТ Товстуха С.В.).

Були розроблені: маршрут обробки деталі, структура та зміст технологічних операцій обробки; визначені припуски на обробку окремих поверхонь, розраховані режими різання та пронормований технологічний процес; вибрано схеми базування заготовки, підібране металорізальне обладнання, різальний інструмент та контрольні пристрої. Розроблена розрахункова-технологічна карта на 030 операцію.

В розрахунково-пояснювальній записці приводиться інженерне обгрунтування всіх прийнятих рішень,45с. Ілюстр.8. Табл.16.Бібліогр.10. Додатк.3. графічна частина складає 5 аркуші креслень формату А1.

Міністерство освіти i науки України

Полтавський національний технічний університет iм. Ю. Кондратюка

Кафедра технології машинобудування

РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсового проекту з курсу:

«Технологія машинобудування (галузева)»

на тему Розробка технологічного процесу обробки диску 07.02.00

КП.ТМ.61МТ-07.00.00.ПЗ

Виконав:

студент групи 6-МТ

Товстуха С.В.

Залікова книжка 99197

Керівник роботи:

Барський В.М.

Полтава 2003

ЗМІСТ

ВСТУП.................................................................................................5

1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА.................................................................7

1.1. Аналіз матеріалу деталі ...............................................................................7

1.2. Аналіз параметрів точності деталі..............................................................8

ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА.......................................................10

2.1. Аналіз технологічності деталі...................................................................10

2.2. Обгрунтування методу виготовлення заготовки.....................................11

2.3. Вибір методу обробки окремих поверхонь..............................................14

2.4. Вибір схеми базування...............................................................................16

2.5. Вибір металорізальних верстатів..............................................................18

2.6. Розробка маршрутів обробки деталі.........................................................20

2.7. Розробка структури та змісту технологічних операцій..........................22

2.8. Вибір верстатних пристроїв......................................................................24

2.9. Вибір різального інструменту...................................................................25

2.10. Вибір вимірювальних пристроїв та інструментів.................................29

2.11. Розрахунок похибок базування...............................................................31

2.12. Визначення припусків на обробки та операційних розмірів

деталі...................................................................................................................32

2.13. Розрахунок режимів різання....................................................................37

3. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА................................................41

3.1. Розробка конструкції верстатного пристрою...........................................41

3.1.1. Опис роботи та принцип дії пристрою..................................................41

3.1.2. Розрахунок необхідної сили затиску деталі..........................................42

3.1.3. Розрахунок на міцність слабкої ланки...................................................47

3.2. Розробка конструкції контрольного пристрою........................................48

ВИСНОВКИ....................................................................................................50

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ............................................................................51

КП.ТМ.61МТ-07.00.00 ПЗ

РОЗРАХУНКОВО-

ПОЯСНЮВАЛЬНА

ЗАПИСКА ПНТУ ім. Ю.Кондратюка

Гр.61-зМТ 2003

ВСТУП

В процесі механічної обробки деталей машин виникає велика кількість проблемних питань які пов'язані із необхідністю вико- нання технічних вимог, що поставлені конструкторами перед ви-робництвом. Також, процес механічної обробки пов'язаний з експлуатацією складного обладнання - металорізальних верста - тів, тому трудомісткість та собівартість механічної обробки біль - ші, ніж на інших етапах виготовлення деталей машин.

Переоцінка наявних методів проектування була викликана такими чинниками, як комплексна механізація та автоматизація виробничих процесів, переоснащення машинобудівних підпи - ємств сучасними металообробними верстатами, типізація та ста-ндартизація технологічних процесів, повсюдне впровадження в

практику технологічного проектування електронних обчислюва -льних машин.

Отже, сучасне технологічне проектування - це комплексна система взаємодії засобів і методів, що зумовлюють створення високоякісної технологічної документації на основі широкого ви- користання стандартних технологічних вирішень.

Мета даного курсового проекту з технології машинобудування - розробка технологічного процесу механічної обробки деталі

„диск 07.02.00” в умовах дрібносерійного виробництва.

Особливістю автоматизації в дрібносерійному виробництві є потреба у створенні гнучких виробничих систем, які здатні авто-матично переходити з обробки деталей одного типорозміру на інший. У вирішенні цих задач провідну роль відіграють верстати з

ЧПК та багатоцільові верстати. Адже використання одного такого

верстата дозволяє замінити декілька фрезерних, свердлильних та розточних верстатів, при цьому значно підвищується продуктив -ність (в 2...3 рази) внаслідок скорочення допоміжного часу ( в ре -зультаті автоматизації циклу обробки та автоматичної заміни інструменту).

В умовах реально діючих підприємств під час виготовлення дета-лей для зменшення можливого браку на окремих операціях можуть призначатися завищені значення припусків. В першу чергу це пояс-няється використанням застарілого обладнання. Наслідком цього є підвищення вартості заготовок, а також збільшення вартості механічної обробки.

Тому при розробці технологічного процесу в даному курсовому проекті була зроблена спроба використовувати сучасні методи об - робки та високопродуктивне обладнання. Рішення приймались з урахуванням рекомендацій ГОСТів.

Внаслідок виконання курсового проекту були отриманні прак- тичні знання та навички, що потрібні не тільки при виконанні дип- ломного проекту , але і при роботі на виробництві.

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1. Аналіз матеріалу деталі

Вибір матеріалу залежить від службового призначення, конструктивної форми, методу отримання заготовки.

Деталь диск виготовляється з литої сталі 25Л-2 ГОСТ 977-82.

Відливки з цієї сталі виконують підвищеної якості.

Розшифруємо умовне позначення марки цієї сталі:

Буква “Л” означає належність до ливарної сталі, цифри, що знаходяться перед буквою “Л” показують на середній міст вуглецю в сотих долях %. По вмісту сірки та фосфору відливки поділяють на 3 групи; в нашому випадку цифра 2 показує, що сталь належить до другої групи.

Із сталі 25Л-2 виготовляють: шаботи, подушки, баби, арматуру трубопроводів для температури до 450С, комбіновані конструкції з великим обємом зварювання, станини та деталі для прокатних станів, балансири, ричаги арматури.

Хімічний склад та механічні властивості сталі 25Л-2 заносимо в таблицю 1.1.

Хімічний склад сталі 25Л-2

Таблиця 1.1.

Марка сталі	Вуглець (С), %	Марганець (Мн), %	Кремній (Sі), %
25Л-2 ГОСТ 977-82	0,22-0,3	0,5-0,8	0,17-0,37

Механічні властивості сталі 25Л-2

Таблиця 1.2.

Межа текучості дт	Межа міцності при розтягуванні дВР	Відносне збільшення ду, %	Відносне звужування поперечного перерізу , %	Ударна вязкість,дн
240 МПа	450МПа	19	30	4

1.2. Аналіз параметрів точності деталі

Ескіз деталі “Диск” з нумерацією поверхні приведений на рис. 1.

Відомість про точні параметри деталі заносимо в таблицю 1.3.

Таблиця 1.3.

№	Назва поверхні	Розміри з відхи-ленням	Квалі-тет точності	Точність відносно положення	Точність форми	шорсткість
						Ra	Rz
1	Площина квадрату	150; 160	11	-	-	6,3	40
2	фаска квадрату	10 х 45	11	-	-	6,3	40
3	грань квадрату	160 + 0,5	12	-	-	12,5	80
4	різьбовий отвір	М27-7Н	7	-	-	0,8	1,25
5	канавка	Ш 96; b=12	11	-	-	80	12,5
6	циліндрич-ний отвір	Ш 80	Н7	-	-	0,8	1,25
7	фаска	2 х 45є	11	-	-	6,3	40
8	торець кільця	Ш 304	12	-	-	6,3	40
9	циліндрич-ний отвір	Ш 23	10	-	-	6,2	20
10	циліндрич-ний отвір	Ш 6	10	-	-	3,2	20
11	шпоночна канавка	24	Is9	-	-	3,2	20

Проаналізувавши точність деталі, треба зауважити, що параметри шорсткості для даних технічних умов роботи диска не завищені.

Більшість поверхонь мають низьку шорсткість. Вид обробки багатьох поверхонь - чорнове та напівчистове фрезерування та свердлення.

2.ТЕХНОЛОГІІЧНА ЧАСТИНА

2.1Аналіз технологічності деталі.

Конструкція машини, вузла, деталі являється технологічною

Коли вона відповідає усім технічним та експлуатаційним вимогам і

коли на неї витрачається мінімальна кількість суспільної праці.

В автоматизованому виробництві вимоги до технологічності

базуються на таких самих вимогах, що і вимоги до виготовлення на

універсальному обладнанні. При використанні верстатів з ЧПК конструктор може створити деталі зі складною поверхнею, а не спрощувати її . Це значення для міцності, а багатоінструментальна обробка та велика концентрація переходів вимагають більш точних базових поверхонь, а також досяжності інструменту до більшості поверхонь.

Основні та спеціальні вимоги до технологічності деталі в умовах автоматизованого виробництва заводимо до таблиці 2.1.1

Аналіз технологічності деталі для умов АВ

Таблиця 2.1.1

№ п/п	Показники вимог до технологічності	Висновки по показникам	Заходи щодо поліп-шення технологічності
1	2	3	4
1	Наявність зручних баз, що забезпечують необхідну орієнтацію та надійне закріплення заготовки	Так, нетехнологічно	При обробці наружної поверхні-закріплення в пристосуванні
2	Чи необхідні додаткові ребра жорсткості?	Ні, технологічно	Деталь достатньо жорстка
3	Наявність глухих отворів	Ні,технологічно	Глухих отворів немає
1	3	4	5
4	Наявність отвору глибиною більше 58d?	Так, нетехнологічно	Обробка в даному випадку виконується подовженим свердлом
5	Чи можлива багатошпин-дельна та багатоінструмен-тальна обробка	Так, технологічно	-
6	Чи є внутрішні торці, які необхідно обробляти?	Ні, технологічно	-

2.2. Обгрунтування методу виготовлення заготовки.

При виборі методу виготовлення заготовки треба врахувати:

- конструктивну форму, розміри, масу та матеріал деталі;

- річну програму випуску;

- необхідну точність виготовлення заготовки;

- шорсткість та якість поверхневих слоїв матеріалу заготовки.

Вибраний метод повинен забезпечити найменшу собівартість деталі.

Метод виготовлення заготовки вибираємо на основі порівняння результатів техніко-економічного аналізу декількох можливих методів виготовлення заготовки. Раціональним є отримання заготовки литтям в пісочну форму та кокільне лиття.

Для вибору методу необхідно розрахувати вартість отримання заготовки та порівняти результати по запланованим методам.

Вартість заготовки методом лиття в пісочну форму:

Маса готової деталі “Диска” m=68кг;

Обєм готової деталі “Диска”:

, звідси: см³ [2.2.1.]

Знайдемо обєм заготовки, після того, як назначені напуски та припуски на виготовлення диска. Розрахунок зробимо збільшено, припуски на механічну обробку назначаються приблизно.

Обєм заготовки визначається як сума обємів простих геометричних тіл, з яких складається заготовка.

Заготовку умовно представимо як таку, що складається з паралелепіпеда розміром та диска R, h₂, внутрішньою порожниною в формі циліндра розмірами r і h₃.

[2.2.2.]

= 18,1 х 16,6 х 16,8 + 3,14 х 22,8² х 4,4 - 3,14 х 6,6² х 16,3 =

= 5047,7 + 7183,3 - 2229,4 = 10000,5 см³

При щільності сталі 25 Л с= 7,8 г/см³ m=с x V = 7,8 х 10000,5 =

= 78003,92 = 78,0 кг;

Ціну заготовки, отриманої литтям в пісочну форму визначаємо залежністю [1]:

Сп= 0,001[Сбп х Gп Kт.п x Kс.п. x Kн.п. x Kп.п. x Kв.п. -

- (Gп -Gф) x Cв.х. ]; [2.2.3.]

де: Сп та Сб.п. - ціна заготовки та базова ціна однієї тони заготовок, виготовлених з базового матеріалу, з базовою точністю та складністю заготовки, грн.;

Gп - маса заготовки, кг;

Кт.п., Кс.п., Кн.п., Кп.п., Кв.п. - коефіцієнти відповідно точності розмірів та технологічної складності заготовки, марки матеріалу, програми річного замовлення та маси заготовки, значення базових цін заготовки та зазначених коефіцієнтів приведених в [2; стор. 351].

Сп = 0,001 х [916,78 х 1,39 х 1,14, х 1,14 х 1,09, х 0,93 -

-(78-68)х96] = 129,8 грн.

Вартість заготовки методом лиття в кокіль.

Знаходимо обєм заготовки після того, як назначені напуски та припуски на виготовлення диска. Розрахунок виконується приблизно, так само, як і в попередньому варіанті:

[2.2.4.]

= 17,2 х 15,8 х 16,4 + 3,14 х 22² - 2,8 - 3,14 х 7² х 15,8 = 9281,1 см³

Отримаємо масу заготовки:

m=V x с = 7,8 х 9281,1 = 72392,5г = 72,3 кг

Ціну заготовки, отриманої литтям в кокіль знайдемо за такою ж формулою, що і в першому варіанті:

Сп= 0,001[Сбп х Gп Kт.п x Kс.п. x Kн.п. x Kп.п. x Kв.п. -(Gп -Gф) x Cв.х. ]=

= 0,001 х [981 х 72,3 х 1,24, х 1,08 х 1,12 х 1,09 х 0,87 -

- (72-68)х96] = 100,4 грн.

Таким чином, отримання заготовки методом кокільного лиття являється найбільш дешевим способом.

Сутність методу кокільного лиття заключається в заливці розплавленого металу в металеві підігріті форми. Далі форми рознімають, з них видаляють відлиски. Точність відливок 1,5 мм на 100мм, при особливих умовах точність можна довести до 0,5мм на 100мм.

Відливки виходять щільні, мілкозернисті, мають гладкі і чисті поверхні, малі допуски і припуски, однорідні за властивостями. Крім того, знижуються витрати формованих матеріалів в 8-10 разів. Стійкість кокілів, виготовлених з чугуну або сталі становить для стальних відливок середнього розвісу 500-700 відливок.

Отримання порожнин в кокільних відливках відбувається за допомогою стержнів. В результаті проведеного аналізу, для деталі диск найкраще примінити кокільне лиття. До того ж в результаті кокільного лиття диска в процесі механічної обробки ряд поверхонь не потребує обробки.

2.3. Вибір методу обробки окремих поверхонь

Рішенням курсового проекту являється розробка технологічного процесу в умовах гнучкої виробничої системи (ГВС). ГВС - це сукупність технічного обладнання та системи, його функціонування в автоматичному режимі. В гнучкий виробничий комплекс входять: накопичувачі, пристосування супутник, пристрій загрузки та розгрузки супутників, пристрої заміни оснащення, видалення відходів, автоматизованого контролю. В умовах ГВС необхідно замінити технологічний процес обробки, пристосувавши його таким чином, щоб:

1) звести до мінімуму число переустановок деталі, оптимальним являється використання одним або двома затискними пристосуваннями;

2) обмежити кількість станів в ГВС;

3) використовувати багатоінструментальну обробку.

При цьому, основні вимоги послідовності етапів механічної обробки залишаються незмінними:

- 1 етап - обробка поверхонь, які будуть використовуватися як технологічні бази на наступних етапах;

- 2 етап - першочергова чорнова обробка мех. поверхонь, які не допускають дефектів;

- 3 етап - напівчистова та чистова обробка використовуємих поверхонь;

- 4 етап - виконання другорядних операцій (свердління, прорізання канавок, довбання і т.д.)

- 5 етап - оздоблювальні операції;

- 6 етап - заключний контроль, випробовування.

Різноманітні поверхневі деталі виконують різні функції, тому і вимоги до них різні: по точності, шорсткості, відхиленням форми та розміщення.

Ці вимоги забезпечуються виконанням різних технологічних методів механічної обробки.

При написанні маршруту обробки поверхонь виходять з того, що кожний наступний етап повинен бути точніше, чим минулий. Число ступенів обробки визначається за формулою:

Е = = .... = Е₁, Е₂....Еn = Еі

де: Е - загальне уточнення;

Еі - окремі уточнення;

п - число ступенів обробки;

Тз, Тg, Ті - допуски відповідно для заготовки деталі, окремої ступені обробки.

Розрахувати число найбільш точного числа степенів обробки можна по формулі:

np = Lg(E)/0,46

Можливі варіанти маршрутів обробки окремих поверхонь зазначимо в таблиці 2.3.1.

Вихідні дані - лиття в кокіль забезпечує відливки з точністю розмірів 12 квалитету і шорсткість поверхні Rа4 [1, стор. 65].

Таблиця 2.3.1.

Позначення поверхонь	Квалитет точності	Допуск по кресленню	Шорсткість кресленню	Допуск заготовки по кресленню	Задуманий квалитет	Загальні уточнення	Номер маршруту	Можливі варіанти обробки	Квалитет після обробки	Допуск, що досягаємо	Приватний коеф. уточнення	Загальне уточнення
								перехід МОП
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	11	270	6,3	1,3	14	5,8	1	Фрезерування	11	0,27	5,18	5,18
2	11	270	6,3	1,3	14	5,8	1	Фрезерування	11	0,27	5,18	5,18
3	12	500	12,5	1,3	14	2,8	1	Фрезерування	11	0,5	2,8	2,8
							2	шліфування	11	0,5	2,8
6	7	30	1,25	0,9	14	30	1	Розточування чорнове	11	0,19	4,7	30
								Розточування чистове	9	0,074	2,5
								Розточування тонке	7	0,03	1,9
							2	Розточування чорнове	11	0,3	4,7	30
								Шліфування напівчистове	9	0,074	2,5

Продовження таблиці2.3.1.

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
								Шліфування чистове	7	0,03	1,9
8	12	340	6,3	1,4	14	5,8	1	Фрезерування	11	0,34	4,11	4,11
							2	Шліфування	11	0,34	4,11

2.4. Вибір схеми базування

Вибір схем базування проводимо відповідно з технологічним процесом, що виконується, притримуючись принципів єдності та постійності баз. При виборі теоретичних схем базування керуємося вимогами ГОСТ 21495-76 “Бази та базування в машинобудуванні”, а також ГОСТ 3.11.07-81 “Умовні позначення опор, затисків та установочних пристроїв”

В умовах проектування ГАП необхідно вибрати обмежене число установок. Аналіз робочого креслення деталі показує, що обробити поверхню деталі типу “Диск” потрібно при базуванні двома установками.

Схеми базування наведені в таблиці 2.4.1.

Зведена таблиця схем базування Таблиця 2.4.1

Операція	Базова поверхня	Ескіз базування заготовки
1	2	3
Свердлильно-фрезерно-розточна	Центрування по подвійній направляючої поверхні А Установочна база поверхня Б. Упорна база -поверхня В
Свердлильно-фрезерно-розточна	Базування по трьом поверхням А, Б, В А - установочна поверхня Б - направляюча поверхня В - упорна поверхня

2.5. Вибір металорізальних верстатів

До обладнання, які застосовується в ГВК, висувають додаткові вимоги, які гарантують можливість синхронної роботи його з засобами автоматизації допоміжних процесів та можливість отримання інформації, яка необхідна для керування виробничим процесом. До багатоцільових верстатів, які являються основним технологічним обладнанням в ГВК, предявляють наступні основні вимоги:

- висока напруга електродвигуна приводу головного руху та використання безступеневого регулювання його швидкості широкому діапазоні, які забезпечують необхідні нижню та верхні межи частот обертання шпинделя;

- підвищена жорсткість опорних частин верстата;

- компоновка вузлів верстата та герметизація робочої зони, які забезпечують вільний відвід стружки та мастильно-охолоджувальної рідини та велику подачу в зону обробки як для різання, так і для змиву стружки;

- високі швидкості допоміжних ходів робочих органів, які забезпечують використання новітніх високошвидкісних приводів подач;

- низька трудомісткість та мала довготривалість переналадки верстатів;

- використання в приводі подач високомоментних електродвигунів постійної напруги з датчиками оборотного звязку в сполученні з кульково-винтовими парами кочення та направляючими, які знижують сили тертя та які підвищують чутливість до малих переміщень;

- використання інструментальних магазинів, які забезпечують автоматичну зміну ріжучого інструменту, в циклі роботи верстата, а також різного типу багатопозиційних револьверних головок, які забезпечують швидкозмінність та зручне розміщення інструментального оснащення;

- використання механізованих швидкопереналогоджуваних та швидкозмінних пристроїв для базування та закріплення заготовок, що обробляються, в широкому діапазоні розмірів;

- використання вбудованих в верстат конвеєрів та контейнером для вилучення стружки;

- висока надійність роботи всіх систем та механізмів, яка досягається за рахунок ретельної обробки їх конструкції та високої якості виготовлення;

- зручність обслуговування (гарний доступ до робочої зони та органів управління).

Виходячи з цього вибираємо 3 однакові моделі станка 2204АМ1Ф4 (станок горизонтальний багатоцільовий свердлильно-фрезерно-розточний з автоматичною зміною заготовок).

Вибрані дані та технічні характеристики верстата заносимо в таблицю 2.5.1.

Металорізальні верстати для обробки деталі „Диск”

Таблиця 2.5.1.

Номер операції	Назва та модель верстата	Габаритні розміри робочого стола	Коротка технічна характеристика
			Частота обертання	Діапазон подач, мм/об	Потуж-ність мВт
020 025 030	Верстат горизонтальний багатоцільовий свердлильно-фрезерно-розточний з автоматичною заміною заготовок, модель 2204АМ1Ф4	630х630	10- 4000 об/хв. без-ступенева	0,1....6000 столу та шпиндель-ної головки без-ступеневе	11кВт

2.6. Розробка маршрутів обробки деталі

Маршрут обробки деталі будуємо на основі обраних маршрутів обробки окремих поверхонь з урахуванням типу виробництва та схем базування.

Запишемо технологічний маршрут обробки деталі у вигляді послідовності обробки з описом змісту операцій та виконаних ескізів. В структуру маршруту необхідно включити перелік слюсарних, термічних та контрольних операцій.

Враховуючи пункти аналізу базового технологічного процесу та маршруту обробки окремих поверхонь будуємо технологічний процес обробки диску та заносимо в таблицю 2.6.1.

Маршрут обробки деталі “Диск”

Таблиця 2.6.1.

Номер та назва операції	Номер та зміст переходу
1	2
Операція 05 Заготівельна	Заготовка - лиття в кокіль з обрубленими литниками
Операція 010 Термічна	Нормалізація, t=870-880єС. Охолодження з піччю
Операція 015 Пісочноструйна	Очистити заготовку від окалини
Операція 020 Свердлильно-фрезерно-розточна	1. Фрезерувати чотири площини прямокутника в розмір 150165 2. Фрезерувати чотири фаски 10х45є 3. Фрезерувати торець прямокутника в чорно. 4. Свердлити Ш24-0,1 на відстані 900,5 5. Нарізати різьбу М27-7Н

Продовження таблиці 2.6.1

1	2
Операція 025 Свердлильно-фрезерно-розточна	1. Розточити канавку Ш96+0,5 шириною 120,15 2. Розточити поверхню Ш80Н7 попередньо Ш76+0,5 підрізати торець в розмір 195-0,5 3. Фрезерувати поверхню шириною 12 на Ш304 в розмір 208-05. 4. Розточити Ш80Н7 начисто Ш78,5+0,25 підрізати фаску 2 х45є 5. Розточити поверхню Ш80Н7 до кінця.
Операція 030 Свердлильно- фрезерно- розточна	1.Фрезерувати торець прямокутника в розмір 165-0,25 2. Свердлити отвір Ш23 на глибину 40 3. Свердлити отвір Ш11,4 на глибину 19 4.Свердлити отвір Ш6 на глибину 120 5. Нарізати різьбу G ј 6.Довбати шпонковий паз b=24 в розмір 87,5
Операція 035 контрольна	Контролювання точності виготовлення на контрольних пристроях

2.7. Розробка та зміст технологічних операцій

Розробка структури та змісту технологічних операцій проводиться на підставі технологічного маршруту обробки деталі у послідовності виконання операцій, номерів позицій і переходів , а також змісту переходів.

Структуру та зміст технологічних операцій обробки диску подаємо у таблиці 2.7.1.

Структура та зміст технологічних операцій обробки деталі “Диск”

Таблиця 2.7.1.

Номер та назва операції	Ескіз операції	Номер та зміст переходу
1	2	3
05	Заготівельна	Заготовка - лиття в кокіль з обрубленими литниками
010	Термічна	Нормалізація, t=870-880єС. Охолодження з піччю
015	Пісчаноструйна	Очистити заготовку від окалини

Продовження таблиці 2.7.1.

1	2	3
020 Свердлильно-фрезерно-розточна		1. Фрезерувати чотири площини прямокутника в розмір 165 2. Фрезерувати чотири фаски 10х45є 3. Фрезерувати торець прямокутника в чорно 4. Свердлити Ш24-0,1 на відстані 900,5 5. Нарізати різьбу М27-7Н
025 Свердлильно-фрезерно-розточна		1. Розточити канавку Ш96+0,5 шириною 120,15 2. Розточити поверхню Ш80Н7 попередньо Ш76+0,5 підрізати торець в розмір 195-0,5 3. Фрезерувати поверхню шириною 12 на Ш304 в розмір 208-05. 4. Розточити Ш80Н7 начисто Ш78,5+0,25 підрізати фаску 2 х45є 5. Розточити поверхню Ш80Н7 до кінця.

Продовження таблиці 2.7.1.

1	2	3
030 Свердлильно- фрезерно- розточна		1.Фрезерувати торець прямокутника в розмір 165-0,25 2. Свердлити отвір Ш23 на глибину 40 3. Свердлити отвір Ш11,4 на глибину 19 4.Свердлити отвір Ш6 на глибину 120 5. Нарізати різьбу G ј 6.Довбати шпонковий паз b=24 в розмір 87,5

2.8. Вибір верстатних пристроїв

Тип та конструктивні особливості затискних пристроїв для виконання технологічних операцій, які визначаються з урахуванням вибраної теоретичної схеми базування деталі та типу виробництва.

Інформацію про вибрані затискні пристрої заносимо в таблицю 2.8.1.[1, с. 263-265], [10, с. 67-110].

Затискні пристрої для деталі „Диск”

Таблиця 2.8.1.

Номер операції	Назва пристроїв	Код	ГОСТ
20	Затискне ричажне механічне пристосування ексцентрикового типу з посадкою по опорній поверхні на 3 опори ГОСТ 13442-68 з центруванням по підпружиненному конічному пальцю	-	-
25, 30	Затискний механічний пристрій ексцентрикового типу з посадкою по опорній поверхні на 3 опори ГОСТ13442-68 ти центруванням по торцевій та боковій поверхні приміняючи опори ГОСТ 13440-68	-	-

2.9. Вибір різального інструменту

Необхідний для кожного переходу технологічних операцій різальний інструмент вибираємо враховуючи метод та стадію обробки, тип виробництва, фізико-хімічні характеристики матеріалу і заготовки, а також його міцність та твердість.

Різальний інструмент вибираємо виходячи з довідкової літератури [5, стор.268-315], [1, стор. 233-265] та заповнюємо таблицю 2.9.1.

Різальний інструмент для обробки деталі „Диск”

Таблиця 2.9.1.

Номер	Назва інструмента	Стандарт	Різальна частина
Опе-рації	Поз.	Пере-хід		КОД	ГОСТ	Мате-ріал	Стан-дарт
1	2	3	4	5	6	7	8
020	1-4	1	Фреза торцова насадна мілкозуба зі вставними ножами, яка оснащена пластинками з твердого сплаву: Ш200; L=46; Z=20	2214-0159	9473-80	ВК10ХОМ	2214-82
			Оправка з конусом 7:24 для насадних торцових фрез, центруємих по отвору до станків з ЧПK	6222-0097	26541-85
	5-8	2	Фреза торцова насадна мілкозуба з вставними ножами, оснащена пластинками з твердого сплаву Ш200; L=46; Z=20	2214-0159	9473-80	ВК10-ХОМ	2214-82
			Оправка з конусом 7:24 для насадних торцових фрез, які центровані по отвору до верстатів з ЧПK	6222-0097	26541-85	-	-
	1,2	3	Фреза циліндрична, оснащена пластинками з твердого сплаву Ш63; L=96; Z=8	2208-0106	8721-69	ВК10 ХОМ	2209-82
			Оправка з конічним хвостовиком для горизонтально-фрезерних верстатів з ЧПK	6225-0177	15062-75	-	-
		4	Свердло з конічним хвостовиком, оснащене пластинками з твердого сплаву: Ш24; Lріж.=115; конус Морзе - 3	2301		ВК10 ХОМ	2206-82
			Втулка перехідна з хвостовиком конусністю 7:24 та внутрішнім конусом Морзе №3 до верстатів з ЧПK	5001	ОСТ2 П12-7-84	-	-
		5	Мітчик М27-7Н гаєчний, хвостовик циліндричний Ш18; L=40	2640-0278	1604-71	Р6М5	22736-77
			Патрон для мітчиків з конусністю Z:24 для кріплення інструменту з циліндричним хвостовиком конус 50, d=18	3301	26539-85	-	-
25	1	1	Різець розточний з пластинкою з твердого сплаву	2140-0084	18882-73	Т5К10	2209-82
			Спеціальний розточний пристрій	-	-	-	-
		2	Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву	2121-005	18872-73	Т5К10	2209-82
			Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву	2112-005	18880-73	Т5К10	2204-82
			Оправка розточна консольна з кріпленням різців під кутом 45° і 90° та хвостовиком конусністю 7:24 для верстатів з ЧПK	6300-0226	21224-75	-	-
		3	Фреза торцова насадна з вставними ножами, оснащеними пластинками з твердого сплаву Ш100; L=39	2214-0153	9473-80	-	-
			Оправка з конусом 7:24 для насадних торцових фрез, які центруються по отвору до верстатів з ЧПK	6272-0091	26541-85	-	-

 Продовження таблиці 2.9.1.

1	2	3	4	5	6	7	8
		4	Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву	2121-005	18872-73	Т15К6	2209-82
			Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву	2112-005	18880-73	Т15К6	2209-82
			Оправка розточна консольна з кріпленням різців під кутом 45° та хвостовиком конусністю 7:24 для верстатів з ЧПK	8300-0824	21224-75	-	-
		5	Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву	2121-005	18872-73	Т15К6	2209-82
			Оправка розточна консольна з кріпленням різців під кутом 45° та хвостовиком конусністю 7:24 для верстатів з ЧПK	6300-082	212224-75	-	-
30		1	Свердло з конічним хвостиком, оснащене пластинками з твердого сплаву Ш23; Lріж.=110, конус Морзе 3	2300	22736-77	ВК10ХОМ	2206-88
			Втулка перехідна з хвостовиком конусністю 7:24 та внутрішнім конусом Морзе 3 до верстатів з ЧПK	4309	ОСТ2 П12-7-84	-	-
		2.	Свердло з конічним хвостовиком, оснащене пластинками з твердого сплаву Ш11,4; Lріж.=80
			Втулка перехідна з хвостовиком конусністю 7:24 та внутрішнім конусом Морзе 2 до верстатів з ЧПK	3301	ОСТ2-1118-84	-	-

Продовження таблиці 2.9.1.

1	2	3	4	5	6	7	8
		3	Свердло спіральне подовжене з циліндричним хвостовиком, оснащеним пластинками з твердого сплаву	2300-8332	22735-77	ВК10ХОМ	2206-82
			Патрон цанговий з конусом конусністю 7:24 для кріплення інструменту з циліндричним хвостовиком конус 50- Ш6	33102	26534-85	-	-
		4	Мітчик для трубної різьби G1/4”	2640-0189	5227-80	Р6М5	19265-73
			Патрон цанговий з конусом конусністю 7:24 для кріплення інструменту з циліндричним хвостовиком ГОСТ26539-85, патрон для мітчиків	3387 6161-0183	26539-85 22627-77	- -	- -
		5	Різець стругальний з пластинкою з твердого сплаву	2173-0001	18874-73	ВК10ХОМ	25395-82
			Спеціальний стругальний пристрій	-	-	-	-

Вимірювальний інструмент та контрольні пристрої для контролю встановлюємо згідно з розмірами деталі, стадії виготовлення та точності. При призначенні вимірювальних інструментів користуємося таблицею 3.153 [1. стор.290].

Принцип контролю в умовах ГВК організований шляхом контролю кожної 10-ї виготовленої деталі по багатокоординатній вимірювальній машині.

Дані на вибраному контрольному інструменту заносимо в таблицю 2.10.1.

2.10. Вибір вимірювальних пристроїв та інструментів

Вимірювальний інструмент і контрольні пристосування для контролю деталі „Диск”

Таблиця 2.10.1.

Номер	Розмір деталі, що перевіряється, квалитет	Назва вимірювального інструменту	Стандарт
опера-ції	пози-ції	пере-ходу			Код	ГОСТ
1	2	3	4	5	6	7
20		1	l=150; 165, 11 квалитет Паралельність відносно Ш80Н7; перпендикулярність відносно торця Ш125	Індикаторна скоба Індивідуальний контрольно-вимірювальний пристрій з вико-ристанням вимі-рювальної головки годинникового типу	05205 - 214-10	18833-73 - 577-68
		2	l=10; 16 квалитет	Скоба	337	2216-74
		3	l=165 -0,15 14 квалитет	Скоба	337	2216-74
		4	Ш24+0,26 l=90; 16 квалитет	Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01 Скоба	109 337	9244- -75 2216- -74
		5	Різьба М27-7Н	Різьбова пробка М27-7Н, ПР, НЕ	3251- -0133 3251- -0131	2166- -83 2418- -83
25		1	Ш96+0,5; b=12±0,15 16 квалитет	Пробка Ш96+0,5	-	14807- -69
		2	Ш76+0,5; l=195±0,2514 квалитет	Пробка Ш76+0,5	-	14807- -69
		3	l=208-0,5 12 квалитет	Індивідуальний контрольно-вимірювальний пристрій	-	-
		4	Ш78,5+0,25 12 квалитет	Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01	154	9244- -75
			l=2; 16 квалитет	Скоба	337	2213- -82

Продовження таблиці 2.10.1.

1	2	3	4	5	6	7
		5	Ш80+0,03 7 квалитет	Граничні калібри; ПР.НЕ	14807 14805	16775- -71 16775- -71
30		1	Ш23+0,26 12 квалитет	Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01	109	9244- 75
		2	Ш11,4+0,15 12 квалитет	Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01
		3	-	-	-	-
		4	Різьба трубна G1/4”	Різьбова пробка G ј; ПР.НЕ	3251- 2706; 3251-2304	2416---83; 2416- -83
		5	b=24; b=87±0,3; 10 квалитет	Граничні калібри ПР.НЕ	23804 23804	14807- -89

2.11. Розрахунок похибок базування

Для досягнення високої точності обробки деталі необхідно дотримуватись принципу єдності баз: конструкторські, технологічні, вимірювальні бази повинні співпадати, в такому разі похибка базування рівна нулю.

При наявності порушення цього принципу виконується розрахунок похибки базування. Похибку базування співставляють з необхідною точністю розмірів та роблять висновок відносно можливості виконання заданої точності або необхідності заміни схеми базування.

Номер операції	Розрахункова схема	Розрахункова формула	Похибка базування
025	Базування по 3 плоским поверхням	-	ТН

Таблиця 2.11.1



Похибка установки заготовки в пристосуванні ?Еу розраховується з урахуванням похибок:

?Еб - базування;

?Ез - закріплення;

?Епр - похибка виготовлення та зношення опорних елементів пристрою.

Похибка установки визначається як граничне поле розсіювання положень вимірювальної поверхні відносно поверхні відліку в направленні витримуємого розміру.

Еу =; (2.11.1)

де: Еб - похибка установки заготовки на постійні опори, Еб=60мкм [1.14. ст.43];

Ез - контактна деформація стику заготовки - опора пристрою [1.22. ст.52];

Ез=[(Кrz x Rz + Kнб х HB) + G1] x x (2.11.2)

Ез=[(0 + - 0,003 х 250) + 0,67 x ] x х = 20 мкм (2.11.2)

Епр - для серійного та масового виробництва;

Епр=Езн - зношення установочних елементів пристроїв:

Еон=B x N = 1,2 x 4 = 4,8 мкм; (2.11.3)

Еу = =68 мкм (2.11.4)

Аналізуючи отриману похибку и порівнюючи точність відтворюючих розмірів можна зробити висновок про можливість вибраного способу базування.

2.12. Визначення припусків на обробку та операційних розмірів деталі

Визначення припусків розрахунково-аналітичним методом виконаємо для поверхонь, маршрут обробки яких передбачає багатоетапну послідовність

обробки. В цьому випадку це поверхня Ш80Н7^(+0,03). Технологічний маршрут обробки записуємо в таблицю розрахунків припусків. Також записуємо в таблицю відповідно кожному переходу значення елементів припусків.

Для заготовок, отриманих литтям в кокіль, значення коефіцієнтів будуть дорівнювати: Rz=200мкм; Т=300 [6, 27. ст. 66].

Розрахунок припусків та граничних розмірів на обробку отвору Ш80Н7.

Таблиця 2.12.1.

Технологічні переходи обробки поверхні Ш80Н7	Елементи припуску, мкм	Розрахунковий припуск, 2Zmin,мкм	Розрахунковий розмір, dp, мкм	Допуск б, мкм	Граничний розмір, мм	Граничні значення припусків, мкм
	Rz	T	с	E				dmin	dmax	2Z пр min	2Zпр min
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка	200	300	290			78,034	740 14кв	77,29	78,03
Розточування чорнове	50	50	14,5	168	2х835	79,704	190 11кв	79,51	79,7	1670	2220
Чистове	20	25	2	8,4	2х116	79,936	74 9кв	79,866	79,940	240	356
Тонке	5	10	-	-	2х47	80,03	30 7кв.	80,00	80,03	90 2000	134 2710

Після першого технологічного переходу величини T i Rz знаходимо по табл. 27 [6, стор.66]. та записуємо в таблицю.

Величина просторового відхилення становить с=290 мкм. Величина верстатного просторового відхилення після чорнового розточування

=0,05 х с= 0,05 х 290= 14,5 мкм (2.12)

Похибка установки при чорновому розточуванні:

Е1 = =168 мкм (2.12.1)

Залишкова похибка установки при чистовому розточуванні:

Е2=0,05 х Е1=0,05 х 168=8,4 (2.12.2)

Так як чорнове та чистове розточування проводиться в одній установці, то Ед=0;

На основі записаних в таблиці даних проводимо розрахунок мінімальних значень міжопераційних припусків, використовуючи основну формулу:

2Z_min=2(R_zi-1+) (2.12.3)

Мінімальний припуск під розточування:

- чорнове:

2Z_min1=2(200+300+) = 2 х 835 мкм (2.12.3)

- чистове:

2Z_min2=2(50+50+) =2 х 116 мкм (2.12.4)

- тонке:

2Z_min3=2(20+25+2) = 2 х 47 мкм (2.12.5)

Маючи розрахунковий розмір, після останнього переходу (тонке розточування Ш80,03), для інших переходів отримуємо:

для чистового розточування:

dp=80,03 - 2 x 0,047 = 79,936мм (2.12.6)

для чорнового розточування:

dp=79,936 - 2 x 0,116 = 79,936мм (2.12.7)

для заготовки:

dp=79,704 - 2 x 0,835 = 79,936мм (2.12.8)

Значення допусків кожного переходу приймаємо та таблицям в відповідності з квалитетом:

заготовка - 14 кв.;

розточування чорнове - 11 кв.;

розточування чистове - 9 кв.;

розточування тонке - 7 кв.;

d_max - розрахунковий розмір, округлений до точності відповідного допуску;

d_min - це найбільший розмір з відніманням допуску.

Мінімальні значення припусківрівні різниці найбільших граничних переходів, а максимальне значення- відповідно різниця

найменших граничних розмірів.

На основі даних розрахунку будуємо схему графічного розташування припусків та допусків по обробці отвору Ш80Н7.

Рис. 2.12.1.

Загальні припуски Z_min та Z_max визначаємо додаючи проміжні припуски та записуємо їх значення внизу відповідних граф.

2Zо_min=90+240+1670=2000мкм (2.12.9)

2Zо_mах=134+356+2220=2710мкм (2.12.10)

Загальний номінальна припуск:

Zоном=Zо_min+Вв-Вд=2000+370-30=2340 мкм (2.12.11.)

dзном=dдном- Zоном=80-2,34=77,66 мкм (2.12.12)

Проведемо перевірку правильності розрахунків, які виконали:

-- =134-90=44; =74-30=44;

=356-240=116; =190-74=116;

=2220-1670=550; =740-190=550;

Припуски на механічну обробку інших поверхонь назначаємо по довіднику [10.стор.581].

Лиття в кокіль:

Клас точності розмірів мас 8 для призначення припусків;

Ряд припусків 3;

Для 8 класу точності по [10., табл.2, стор.582] призначаємо допуски лінійних розмірів, на основі яких назначаємо припуски на механічну обробку. Вихідні дані заносимо в таблицю 2.12.1.

Припуски і допуски на поверхні деталі “Диск, які обробляються

Таблиця 2.12.1

Поверхня	Розмір	Допуск	Припуск
1	165	1,60,8	2х2,4
2	160	1,60,8	2х2,4
3	160	1,60,8	2,4
4	Свердлення різьби в суцільному металі
5	Розточування канавки в суцільному металі
6	Ш80	1,40,7	2 х 2,3 (розрахунковий 2х1,2)
7	100	1,40,7	2,3
8	Ш304	2,01,0	:2,8
9	Свердління в суцільному металі
10	Свердління в суцільному металі
11	Шпоночна канавка в суцільному металі

Аналізуючи отримані результати для поверхні 6 - обробка отвору Ш80Н7 бачимо, що розрахунковий метод більш точний 2 х 1,2< 2 х 2,3.

2.13. Розрахунок режимів різання

Основні вихідні дані для розрахунку та вибору режимів різання використовуємо такі: річна програма, робоче креслення деталі та заготовки, використовуване обладнання та інструмент.

Розрахунковим методом визначаємо режими різання на операції фрезерування 020, 1 перехід, різання t при чорновому фрезеруванні назначаємо максимальну, в нашому випадку дорівнює товщині припуску t=2,4мм (12 квалитет) та шорсткість Ra=12,5.

На вказаному переході виконуємо торцьову фрезерування, на якому для досягнення виробничих режимів фрезерування, діаметр фрези більше ширини фрезерування.

На рис. 2.13.1 покажемо схему фрезерування на 1 перехід 020 операції.

Рис. 2.13.1

При обробці стальних заготовок обовязковим являється їх несиметричне розташування відносно фрези.

Для підвищення стійкості інструмента здвиг виконуємо в направленні врізання зуба фрези, чим забезпечуємо початок різання при малій товщині зрізуваного шару.

Подача.

При фрезеруванні розрізнюють такі види подач:

- подача на зуб Sz;

- подача на оборот фрези S;

- хвилинна подача Sм, яка знаходиться в співвідношенні Sм=S x n = Sz x Z x n.

Вихідною величиною при чорновому фрезеруванні є Sz. З таблиці [33.1.стор.240]; Sz=0,09-0,18 призначаємо Sz=0,12мм/зуб.

Швидкість різання - окружна швидкість фрези, м/хв;

V=; (2.13.1)

Значення Сv та показників ступені вибираємо з таблиці 40 [1.стор.241]

Сv=332, q=0,2; x=0,1; y=0,4;u=0,2; p=0;m=0,2; T=240хв.

V==206,5 об/хв.

Kv = Kmv x Knv x Kuv; (2.13.2.)

Kmv - коефіцієнт, який враховує якість обробки матеріалу;

Kmv=Kr()^nv = 0,85()^1,45=1,04 (2.13.3)

Knv - коефіцієнт, який враховує стан поверхні заготовки;

Knv = 0.8; - як стальна відливка по нормальній кірці;

Kuv - коефіцієнт, який враховує матеріал інструменту;

Kuv=1.

Частота обертання шпинделя;

n = =328,8 об/хв.330 об/хв;

Знайдемо силу різання Pz при фрезеруванні. Головна складова сили різання при фрезеруванні - окружна сила, Н.

Для знаходження сили різання використовуємо формулу:

Pz= (2.13.4)

Cp=825; x=1; y=0,75; u=1,1; q=1,3; m=0,2;

Kmp=()¹ = 0,86;

Pz= 0,86 = 1951,5 H;

Крутячий момент на шпинделі:

Мкр==1951б5Нм; (2.13.5)

Потужність різання (ефективна), кВт;

Nc==6,58 кВт (2.13.6)

На інші операції режимів різання визначаємо табличним методом.

Результати вибору параметрів різання заносимо в таблицю 2.13.1.

Режими різання при механічній обробці деталі “Диск”

Таблиця 2.13.1

Номер	Глибина різання t, мм	Подача	Швид-кість різання V, м/хв	Частота оберта-ння шпин-деля n, об/хв.	Потуж-ність, N, кВт	Основ-ний час to, xв.
Опера-ції	Пози-ції	Пере-ходу		So мм/об	Sz мм/зуб
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
020	1-4	1	2,4	2,4	0,12	206,5	330	6,58	4х0,33
	5-8	2	2,4	2,4	0,12	206,5	330	6,58	4х0,27
		3	2,4	0,96	0,12	262	1324	4,82	2х0,14
		4	12	0,32	-	128	509	1,35	0,21
		5	1,8	3	-	12	159	2,17	0,10
025		1	12	0,35	-	188	748	3,76	0,09
		2	1,1	0,5	-	202	804	2,27	0,39
		3	2,8	2,4	0,12	212	675	3,21	0,56
		4	0,2	0,25	-	280	1114	1,43	0,57
		5	0,06	0,1	-	385	1532	1,07	1,04
030		1	11,5	0,32	-	60	796	1,35	0,09
		2	5.7	0,24	-	60	1624	1,04	0,05
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
		3	3	0,06	-	60	3185	0,18	0,84
		4	0,8	1,34	-	60	1592	0,78	0,01
		5	12	0,32	-	186	740	4,85	1,67

Основний час обчислюємо по формулі:

to=; (2.13.7)

L=l+l₁+l₂;

де: l- довжина поверхні, що обробляється;

n - число обертів шпинделя;

So - подача мм/об;

l₁,l₂ - врізання та перебіг інструменту.

3. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА

3.1. Розробка конструкції верстатного пристрою

В загальному випадку послідовність розрахунку пристрою можна представити в наступному вигляді:

1.Вибір типу та розмірів установочних елементів, їх кількості, виходячи із схеми базування оброблюваної заготовки, точності та шорсткості базових поверхонь.

2.Вибір типу пристрою (одно- чи багатомісний) виходячи із заданої продуктивності операції.

3.Складання схеми сил, діючих на заготовку, вибір точки прикладання та напрямку сили затиску, розрахунок її величини.

4.Вибір типу затискного механізму та розрахунок його основних конструктивно-розмірних параметрів.

5.Вибір типу силового приводу виходячи із сили тяги та регламентованого часу на закріплення-відкріплення деталі. Розрахунок та уточнення по нормалям та ГОСТам розмірів силового приводу.

6.Розробка загального вигляду пристрою та призначення точності його виконавчих розмірів.

7.Розрахунок на міцність та зносостійкість навантажених та рухаючихся елементів пристрою.

8.В данному курсовому проекті розробляється конструкція зажимного механізму супутника.

3.1.1. Опис роботи та принцип дії пристрою

Заготовка деталі встановлюється на установочну базу - три упора з одночасним центруванням на підпружиненому кільці по поверхні Ш80Н7.

Заготовка провертається по часовій стрілці до упора до упорної бази, яка виконана у вигляді упорного штифта. Для застереження зміщення - заготовка зажимається прихватами. Прихвати управляються конічними кулачками, які змінюють свій осьовий розмір в залежності від кутового положення. Кутове положення кулачка змінюється шляхом розвороту рукоятки поз.11.

Розміщення прихвату вибрано таким чином, що зусилля зажиму направлено чітко над упором - це застерігає від перекосу заготовки при закріпленні. Ричажна система прихвату має співвідношення плеч ричагів 1:1, що є зусилля, що розвивається на конічному кулачці передається в співвідношенні 1:1 на заготовку, яка закріпляється.

3.1.2. Розрахунок необхідної сили затиску деталі

3.1.2.1. Підберемо параметри пружини кільця, що центруємо

На рис. 3.1.1. показана розрахункова схема підбору геометричних розмірів пружини стискання.

Рис.3.1.1.

Пружина підбирається таким чином, щоб стискатися під масою заготовки на 90%, подальше дотискання виконується завдяки ексцентриковим циліндричним прихватам. Така умова забезпечує найкращі умови центрування заготовки по внутрішньому діаметру. Маса заготовки 72,3кг; зусилля: F=м g =72,3х9,8=708,5Н (3.1)

Зусилля повного стиснення пружини: F_енс = м_загх1,1хg; де ш_заг- маса заготовки, 1,1 - коефіцієнт, який враховує 10% збільшення нагрузки; g - прискорення вільного падіння;

F_сис= 72,3 х 1,1 х 9,8=779,4Н;

Відповідно, зусилля, додатково нагружаєме ексцентриковим циліндричним прихватом:

Qпр = 1/n x ш_з х 0,1 х g (3.2)

Де: n - число прихватів, n=3;

м_з - маса заготовки , ш_з= 72,3 кг.

0,1 - коефіцієнт, який враховує 10% залишкове натяжіння пружини;

g - прискорення вільного падіння.

Qпр = 1/3 x 72,3 х 0,1 х 9,8 = 23,6Н

З формули для максимальної напруги в пружині [7, стор.120] знаходимо необхідний діаметр проволоки:

d = (3.3)

Межа міцності пружинної проволоки для класу П та ПА (ГОСТ 9389-75) не менше, чим 1800МПа; приймаємо відповідно з ГОСТ 13764 допустиму напругу [фк] = 0,3дb = 0,3 х 1800 = 540 МПа;

F - максимальне зусилля дії на пружину; Fсж=779,4Н;

Dср - середній діаметр пружини, призначаємо конструктивно: Dер=30мм;

К - поправочний коефіцієнт, К=1,2.

d = = 3,96мм;

Приймаємо пружину №416 (ГОСТ 13767-86) з параметрами d= 4,0мм, d=32мм.

Відповідно з умовою розрахунку при стисненні на 4мм зміна зусилля пружини дорівнює:779,4 - 708,5 = 70,9Н;

Звідси необхідна жорсткість пружини:

С==17,7 Н/мм

Визначаємо необхідне число робочих витків:

n= (3.4)

де: G - модуль пружності; G = 8 х 10⁴;

n==9,359,4;

Повне число витків: n=1,5=9,4+1,5=10,9

Для розрахунків висоти пружини в вільному стані, найдемо найбільшу деформацію:

f= = =44мм (3.5.)

При найбільшому зазорі між витками - 0,5мм в вільному стані крок дорівнює:

Р=0,5+ f/ n+ d=0,5+44/9,4+4=9,1мм (3.6)

Висота пружини в вільному стані:

Н=пр+ d=9,4 х 9,1 +4 = 89,5мм

3.1.2.2. Розрахунок необхідної сили затиску деталі

Для розрахунку необхідної сили зажиму деталі, розраховуємо відповідні сили різання на операціях, які виконуються вказаним способом закріплення деталі.

Найбільш енергоміскою та призводящої до виникнення найбільших зусиль різання є операція фрезерування.

В розділі визначення режимів різання для вказаного випадку було визначено зусилля різання; окружна сила при фрезеруванні: Pz=1951,5Н.

Покажемо схему направлення сил при фрезеруванні на рис. 3.1.2.

Рис.3.1.2

Випишемо співвідношення сил Ру та Рх (на рис. 3.1.2 сила Рх проектується в точку):

Ру : Рz = 0,9;

Рх : Рz = 0,5.

Зусилля зажиму повинно перешкоджати зміщенню деталі відносно опор. Направлення обертання вибрано таким чином, щоб окружне зусилля прижимало заготовку до опорної поверхні, тим самим зменшуючи зусилля зажиму.

Осьове Rх та радикальне зусилля прагнуть здвинути заготовку, визначимо зусилля зажиму деталі з умови нерухомості відносно вказаних сил.

На рис.3.1.3 покажемо розрахункову схему визначення необхідного зусилля зажиму.

Рис. 3.1.3

Р = = 1,02Pz = Pz;

Визначаємо зусилля зажиму в співвідношенні:

Qзат= (3.7)

Де: К - коефіцієнт заносу, к=1,2;

f - коефіцієнт тертя, для сталі f=0,1

Q= = 23418 Н;

Зусилля, яке приходиться на один з трьох затисків:

Q_заж.= = = 7806Н; (3.8)

Окружне зусилля не враховуємо, рахуючи, що воно приведе до збільшення коефіцієнту заноса К.

Визначаємо зусилля затиску, яке розвивається клиновим циліндром механізму. Для забезпечення самогальмування кут підйому клину <12є, приймаємо <10є.

Визначаємо зусилля затиску:

Qзаж= ;

де: Р- зусилля, яке прикладене до рукоятки, Н, Р=100Н;

L - плече рукоятки, L = 150мм;

r - середній радіус клинового кулачка, r=30мм;

Ь - кут підйому клина, Ь=10є;

g - кут тертя на поверхні контакту клинового кулачка з коромислом; g=6є.

Qзаж= =8374Н;

Що й забезпечує нерухомість деталі при обробці.

Визначаємо величину осьового підйому клина при повороті циліндричного клину на 360є: