Разработка участка механической обработки детали "корпус" в условиях серийного производства



Рисунок 19 - Эскиз обрабатываемого отверстия

Выбор типа инструмента и материала режущей части

Для станков с ЧПУ СРФ (сверлильно-фрезерно-расточные) группы применяется инструмент со сменными многогранными пластинами СМП. Для обработки отверстий ш43,7/ш40,5 мм следует применить ступенчатый зенкер для соблюдения технических требований чертежа (отверстие ш43,7 мм является базой под последующую обработку других поверхностей и биение ш40,5 мм). На современных станках с ЧПУ применяют инструмент с цилиндрическим хвостовиком.

Сменные многогранные пластины выбираем из инструментального каталога фирмы ISKAR. Режущая пластина для диаметра ш40,5 мм и обработки легких сплавов - CCНT060201-AS, твердый сплав IS20, режущая пластина для диаметра ш43,7 мм SCGT09T308 из твердого сплава IS20.

Геометрические параметры твердосплавных пластин и выбор метода закрепления. Расчеты на прочность и жесткость инструмента

Эскиз пластины для ш40,5 представлен на рисунке 20:



Рисунок 20 - Эскиз твердосплавной пластины

Расшифруем пластину:

C - форма пластины (ромб);

С - задний угол (7⁰);

Н - допуски (⁺_{_}0,18);

Т - специальные характеристики резания и крепления;

06 - длина режущей кромки;

02 - толщина пластины (2,38 мм);

01 - радиус закругления;

Сплав IS20 предназначен для обработки алюминия и других легких металлов и сплавов.

Рассчитываем число граней пластины по формуле (28):

, (30)

где ц=80⁰ - главный угол в плане;

ц₁=10⁰ - вспомогательный угол в плане.

Эскиз пластины для ш43,7 представлен на рисунке 21



Рисунок 21 - Эскиз пластины

Расшифруем пластину:

S - форма пластины (квадрат);

С - задний угол (7⁰);

G- допуски (+-0,025);

Т - специальные характеристики крепления;

09 - длина пластины;

Т3 - толщина пластины (3,97 мм);

08 - диаметр отверстия.

Твердый сплав пластины так же IS20.

Рассчитываем число граней пластины по формуле (28):

,

где ц=90⁰ - главный угол в плане;

ц₁=0⁰ - вспомогательный угол в плане.

При назначении элементов режимов резания следует учитывать характер обработки, тип инструмента, материал его режущей части, материал заготовки.

Глубина резания при зенкеровании ш43,7

t=1,6 мм

Глубина резания при зенкеровании ш40,5

t=2 мм

Подача S=1,6-2,0 [2] для медных и алюминиевых сплавов сплавов

Скорость резания V=31,3 [2]

Крутящий момент:

М_кр=10·К_Мр·С_м·D·t^x·S^y (31)

Определяем значения составляющих этого уравнения [2]

C_M=0,031, q=0,85, x=0, y=0,8, k_p - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки заготовки.

(32)

Крутящий момент при зенкеровании ш40,5 мм:

Крутящий момент при зенкеровании ш43,7 мм:

Суммируем крутящий момент при зенкеровании:

М_о=5,11+4,62=9,73 Н·м

Осевая сила:

(33)



Значения составляющих уравнения [2]

C_p=17,2, x=1,0, y=0,4, K_p=0,13

Осевая сила при зенкеровании ш40,5 мм:

Осевая сила при зенкеровании ш43,7 мм:

Суммарная осевая сила:

Р_о=59+47,2=106,2 Н

Мощность резания:

, (34)

где n - частота вращения инструмента, об/мин

,

где v - скорость резания, м/мин;

D - обрабатываемый диаметр, мм.

Принимаем n=250 об/мин

Выбираем способ крепления пластины винтом - это наиболее широко применяемая схема, она более технологична и проста по сравнению с другими. Обеспечивает поджим к базовым поверхностям, т.е. точнее позиционирование пластины в гнезде корпуса.

Пластина базируется в корпусе зенкера по двум сторонам закрепляется через центральное отверстие.

Рисунок 22 - Схема базирования и закрепления СМП

В соответствии вышеприведенной схеме базирования и закрепления выбираем способ крепления пластины винтом с эксцентриком.

Рисунок 23 - Узел крепления пластины в корпусе зенкера

Компановка ступенчатого зенкера:

Выбираем габаритные размеры комбинированного зенкера. Длина обрабатываемого отверстия ш40,5 мм - 51 мм, принимаем длину режущей части зенкера для ш40,5 - 55 мм. Длина отверстия ш43,7 мм составляет l=5 мм и длина пластины 9 мм. Шейка между диаметрами 10 мм. Общая длина режущей части зенкера l₁=110 мм. Принимаем длину цилиндрического хвостовика ш50h9

l₂=90 мм. Общая длина зенкера L=200 мм.

3.3 Описание работы контрольного приспособления

Для контроля допуска на плоскостность, межосевого расстояния заданных в чертеже детали «Корпус» целесообразно использование КИМ серии ECLIPSE, производства Carl Zeiss.

Рисунок 24 - КИМ Carl Zeiss

Технические данные КИМCarl ZeissECLIPSE

Таблица 4

Диапазон измерений (в мм)
X	Y	Z
500	500 - 700	500
700	700 - 1000	500 - 660
900	1200 - 1500 - 2000	800
1200	1500 - 2200 - 3000	1000
Погрешность: MPEE = от 1,5 + L/333 мкм

Найдем значение точности для детали корпус:

(35)

Точность измерений координатной машины удовлетворяет требованиям заложенным в чертежах детали корпус.

Фирма Carl Zeiss является одним из ведущих мировых производителей и разработчиков координатно-измерительных машин и технологий. Продукция фирмы Carl Zeiss используется практически во всех отраслях по всему миру.

Координатно-измерительная машина Carl Zeissпредлагает следующие преимущества:

первоклассная точность и превосходные динамические характеристики;

возможность применения широкой номенклатуры контактных и бесконтактных датчиков для разнообразных приложений;

полностью алюминиевая, особо жесткая, рамная конструкция;

шкалы высокого разрешения;

конструктивная система температурной компенсации марки ECLIPSE (16 °C - 26 °C);

Координатно-измерительная машина Carl ZeissECLIPSEможет применяться с различными измерительными щупами и разными конфигурациями программного обеспечения.



Рисунок 25- щуп

Для фиксации координат точек, принадлежащих реальным поверхностям контролируемого объекта (детали) на пиноль КИМ устанавливается контактная измерительная головка.

ИГ для контактных измерений оснащается измерительным наконечником (ИН), который в зависимости от условий и целей измерения может быть цельным или сборным, иметь различный типоразмер и разнообразные варианты конструкции контактного элемента: сфера, цилиндр, конус, игла. ИГ вводится в контакт с измеряемой поверхностью с небольшим натягом, и в процессе движения по заданной траектории (петля, спираль, зигзаг) с постоянным или переменным шагом фиксируются координаты точек вдоль траектории.

Поскольку на КИМ используется комплекс датчиков, ставится вопрос об их размещении. Для этого используются устройства - магазины для хранения/смены датчиков/удлинителей, снабжённых автоматическим стыковочным соединением. Одним из трёх устройств является Tesastar-r. Он представляет собой комплексный магазин для автоматической смены с девятью ячейками. Он устанавливается в пределах рабочего объёма измерительной машины и позволяет выполнять автоматическую смену датчиков/щупов, установленных в головку или состыкованных с удлинителем, без повторной калибровки.

Устройство смены инструментов с модульным дизайном (3, 5 и 9 модулей на выбор). Служит для автоматической смены щупов. Дополнительные модули шириной 40 и 65 мм подходят для подавляющего количества контактных щупов. Подставка для увеличения высоты магазина поставляется опционально.

Рисунок 26-магазин Tesastar-r.

Успешное выполнение измерений существенным образом зависит от способности щупа датчика достигать определённого элемента, сохраняя затем точность в точке контакта. Щуп представляет собой ту часть измерительной системы, которая соприкасается с деталью. Что приводит к смещению механизма датчика. Генерируемый сигнал обеспечивает выполнение измерения. Контролируемый элемент тип и размер используемого щупа. Однако во всех случаях максимальная жёсткость щупа и идеальная сферичность наконечника являются критически важным фактором. Для обеспечения минимальной погрешности необходимо выбирать наконечник с максимально возможной жёсткостью.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В дипломном проекте разработан участок механической обработки детали «корпус» в условиях серийного производства. Проведен анализ действующего технологического процесса, где выявлены незначительные недостатки в оформлении технологического процесса. Применительно для серийного производства, используя станки с ЧПУ, в разработанном технологическом процессе сократилось количество операций и применяемого оборудования. В проекте разработано станочное приспособление, устанавливаемое на станке с ЧПУ типа «обрабатывающий центр». Осуществлен выбор, обоснование и расчет режущего инструмента с СМП. Проведен размерный анализ проектного варианта технологического процесса, расчет режимов резания и нормирования работ, скомпонован участок механической обработки.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник технолога-машиностроителя в 2 томах Т. 1 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985 - 656 с.

2. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ в 2 частях Ч. 2. - М.: Экономика, 1990 - 473 с.

3. Техническое нормирование операций механической обработки деталей: Учебное пособие / И.М. Морозов, В.И. Гузеев, С.А. Фадюшин. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. - 76 с.

4. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ в 2 частях Ч. 1. - М.: Экономика, 1990 - 206 с.

5. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, обслуживания рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Среднесерийное и крупносерийное производство. - М.: НИИ Труда, 1984 - 311 с.

6. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов: Учебник для машиностроительных вузов. - М.: «Высшая школа», 1969 - 480 с.

7. Мясников Ю.И. Проектирование технологической оснастки в 4 частях Ч. 2. Примеры проектирования станочных приспособлений: Учебное пособие для студентов специальностей 1201 и 1202. - Челябинск: ЧГТУ, 1996. - 84 с.

8. Справочник технолога-машиностроителя в 2 томах Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985 - 496 с.

9. Мясников Ю.И. Проектирование технологической оснастки в 4 частях Ч. 1. Методика инженерного проектирования станочных приспособлений: Учебное пособие для студентов специальностей 1201 и 1202. - Челябинск: ЧГТУ, 1996. - 105 с.

10. Каталог ISCAR-инструмент для обработки отверстий, 2012.-449с.

11. Каталог ISCAR-инструмент для фрезерования, 2012.-592с.

12.ГОСТ 17758-72

13. Координатно-измерительные машины и их применение / В.-А. А. Гапшис, А.Ю. Каспарайтис, М.Б. Модестов и др. - М.: Машиностроение, 1988 - 328 с.

14. Справочник конструктора-инструментальщика / Под общей ред. В.И. Баранчикова.- М.: Машиностроение, 1994 - 560 с.

15. Оформление технологической документации при выполнении курсовых и дипломных проектов: Методические указания / В.Н. Выбойщик, Н.А. Каширин, В.И. Клочко, И.М. Морозов, Т.В. Столярова; Под ред. В.Н. Выбойщика. - Челябинск: ЧПИ, 1989 - 62 с.

16. Стандарт предприятия. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к оформлению. СТП ЮУрГУ 04-2001 / Сырейщикова Н.В., Гузеев В.И., Сурков И.В., Винокурова Л.В. - Челябинск: ЮУрГУ, 2001 - 49 с.

Размещено на Allbest.ru