Разработка руководства по эксплуатации и ремонту компонентов визира оптического устройства

5.2 Технологический контроль чертежа детали

Технологический контроль чертежа детали «оправа» дает полное представление о ее конструкции. На чертеже проставлены размеры с допусками и шероховатостью необходимыми для изготовления детали.

Заданные точности получения размеров и шероховатости поверхностей можно обеспечить при выполнении технологических переходов:

сверлением 1,8Н12с шероховатостьюRa 3,2;

сверлением и нарезанием резьбы в отверстиис размерами М14х0,5-6Н глубиной 8 мм и диаметром М2 глубиной 3,5 мм - с шероховатостьюRa 3,2;

На рабочем чертеже указаны технические требования:

· допуск радиального биения обеспечивается обработкой от одной базы за один установ (принцип единства баз);

· допуск перпендикулярности оси отверстия относительно базы обеспечивается центровкой и последующим сверлением отверстия (введением центровки ликвидируется увод оси отверстия.

После обработки необходимо контролировать:

· размеры линейные по 14 квалитету точности микрометром с ценой деления 0,01 мм;

· твердость с помощью твердомера;

· шероховатость Ra с помощью профилометра.

5.3 Анализ технологичности конструкции детали

Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта.

Обработка конструкции на технологичность представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции по установленным показателям, направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого его качества. Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается числовым показателем и рациональна в том случае, если эти показатели существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

Технологический контроль чертежа детали «оправа» дает полное представление о ее конструкции. На чертеже проставлены размеры с допусками и шероховатостью необходимыми для изготовления детали. Заготовкой для оправы служит отливка. Деталь имеет удобные и надежные технологические базы в процессе обработки; предусмотрена возможность непосредственного измерения большинства заданных на чертеже размеров; деталь нежесткая, неустойчивая; все поверхности можно обработать универсальными инструментами. Следовательно, можно сделать вывод, что деталь технологична.

По ГОСТ 14.205-83 технологичность конструкции изделия - это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска, условий выполнения работ.

Оценку технологичности производим по следующим параметрам:

1) Для определения коэффициента точности используем формулу:



где Tср- среднее значение точности детали;

ni- количество поверхностей каждого квалитета.

2) Определение коэффициента шероховатости:

где Бcр - параметр шероховатости;

ni - количество поверхностей с данной шероховатостью.

5.4 Определение типа производства

Заданная годовая программа выпуска деталей составляет: NВ=500(шт.).

Годовая программа запуска деталей в производство рассчитывается по следующей формуле:



гдеk1 - коэффициент, характеризующий технологический брак (4…5% от годовой программы выпуска);

k2- коэффициент незавершенного производства (2…3% от годовой программы выпуска);

шт.

Принимаем: шт.

Расчетный такт производства:

где Fд - расчетный фонд работы в часах при двухсменном режиме работы (принимаем:);

Действительный такт производства:

где - коэффициент загрузки оборудования, ();

Тип производства определяется по таблице6:

Таблица 6 - Определение типа производства

Тип производства	Годовая программа выпускаNВ, шт.
	тяжелые,	средние,	легкие,
Единичное	до 5	до 10	до 100
Мелкосерийное	5…100	10…200	100…500
Серийное	100…300	200…500	500…5000
Крупносерийное	300…1000	500…5000	5000…50000
Массовое	>1000	>5000	>50000

По таблице данной годовой программе выпуска и массе детали соответствует крупносерийный тип производства. Данный тип производства имеет следующие характеристики:

· большая годовая программа выпуска изделий;

· узкая номенклатура выпускаемых изделий;

· заготовки имеют как можно меньшие припуски на обработку;

· для механической обработки используется специальный инструмент;

· невысокая квалификация рабочих (2-3 разряд);

· закрепляемость операций (2…10 операций на одном рабочем месте);

· трудоемкость изготовления деталей мала, а т.к. трудоемкость является одной из составляющих себестоимости продукции, то себестоимость также мала;

· применение специального оборудования и инструмента снижает гибкость производства до минимума.

5.5 Выбор заготовки

Сущность литья по выплавляемым моделям заключается в применении разовых, точных, неразъемных, керамических оболочковых форм, получаемых по разовым моделям с использованием жидких формовочных смесей. Перед заливкой расплава модель удаляют из формы выплавлением, выжиганием, растворением или испарением. Для удаления остатков модели и упрочнения форму нагревают до высоких температур. Прокалка перед заливкой практически исключает газотворность формы и улучшает ее заполняемость расплавом.

Основные операции.

Модель или звено моделей изготовляют в разъемной пресс-форме, рабочая полость которой имеет конфигурацию и размеры отливки с припусками на усадку (модельного состава и материала отливки) и обработку резанием. Модель получают из материалов с невысокой температурой плавления (воск, стеарин, парафин) и материалов, способных растворяться (карбамид) или сгорать без образования твердых остатков (полистирол). Готовые модели или их звенья собирают в блоки, включающие в себя модели элементов литниковой системы из того же материала, что и модель. В блок моделей входят звенья, центральная часть которых образует модели питателей и стояка. Модели чаши и нижней части стояка выполняют отдельно и устанавливают в блок при сборке. Блок моделей погружают в емкость с жидкой формовочной смесью - суспензией для оболочковых форм, состоящей из пылевидного огнеупорного материала (например, из пылевидного кварца или электрокорунда) и связующего.

В результате на поверхности модели формируется тонкий (менее 1 мм) слой суспензии. Для упрочнения и увеличения толщины этого слоя на него наносят зернистый огнеупорный материал (мелкий кварцевый песок, электрокорунд или зернистый шамот). Операции нанесения суспензии и обсыпки повторяют до получения на модели оболочки требуемой толщины (3-10 слоев).

Каждый слой покрытия высушивают на воздухе или в парах аммиака, что зависит от связующего. После сушки оболочковой формы модель удаляют из нее выплавлением, растворением, выжиганием или испарением.

Количество:

электродов ................................................... 1,0

установленных форм .................................. 1,0

Скорость:

вращения формы, мин-1 ............................. 150…800

плавки, кг/мин ............................................. 5…8

Длительность цикла, ч ................................. 2,0…2,5

Масса печи, т ................................................. 176

Эскиз заготовки с размерами представлен на рисунке 42.

Эскиз заготовки

5.6 Расчет припусков на обработку

Значения припусков на обработку приведены в таблице 7.

При обработке деталей типа дисков, по наружному контуру с прижимом к торцевой поверхности, суммарное значение пространственных отклонений рассчитываем по формуле:

где скор-значение пространственного отклонения из-за коробления, мкм;

ссм = дв - допуск на диаметр базовой поверхности при закреплении, мкм;

где - удельная кривизна заготовок на 1,5 мм длины, мкм;

L - длина базовой поверхности детали, мм;

Таблица 7 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск zmin, мкм	Расчетный диаметр, dр, мм	Допуск д, мкм	Предельный размер, мм	Предельное значение припуска, мкм
					dmin	dmax
	Rz	T
Заготовка	150	880	-	-	13,19	1400	13,19	14,59	-	-	-
Черновое фрезерование	50	50	44	-	1250	11,94	250	11,94	12,20	1250	1500
Чистовое фрезерование	30	30	4,4	-	150	11,79	62	11,79	11,85	150	212
Итого,	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1400	1712

Подставим, получим суммарное значение пространственных отклонений, мкм:

тогда:

Остаточное пространственное отклонение:

где коэффициент уточнения формы.

После предварительного фрезерования:

После чистового фрезерования:

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

где соответственно высота неровностей и глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем технологическом переходе, мкм;

суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предшествующем переходе, мкм.

Минимальный припуск:

под предварительное фрезерование: мкм;

под чистовое фрезерование: мкм;

Графу «Расчетный размер» заполняем, начиная с конечного (чертежного размера) путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Значения допусков каждого технологического перехода и заготовки принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки.

Наименьший предельный размер определяем округлением расчетных размеров в сторону увеличения их значений. Округление проводим до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Наибольшие предельные размеры определяем добавлением допусков к округленным наименьшим предельным размерам.

Максимальные предельные припусков равны разности наибольших предельных размеров, а минимальные значения соответственно разности наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Общие припуски и определяем, суммируя промежуточные припуски.

Общий номинальный припуск определяем с учетом несимметричного расположения поля допуска заготовки:



Нижнее отклонение размера заготовки находим по ГОСТ 7505-74

Номинальный размер заготовки:

5.7 Выбор оборудования

Для обработки данной детали подойдет обрабатывающий центр CW-1000 HECKERT.

Обрабатывающий центр с ЧПУ CW-1000 HECKERT предназначен для комплексной обработки с четырех сторон призматических деталей с габаритами по граням 1000 мм при одной установке сверлильными и фрезерными операциями.

Специфическая компоновка станка и системы управления обеспечивает экономически выгодно эксплуатировать обрабатывающий центр в единичном, мелко - и среднесерийном производстве при высокой производительности и точности обработки.

Обрабатывающий центр CW-1000 1986 года выпуска укомплектован системой с ЧПУ фирмы SIEMENS. Текст управляющей команды для данного станка приведен в приложении 3.

Для предварительной обработки подойдет горизонтально- фрезерный станок 6Р82Г. Технические характеристики обрабатывающего центра и универсального станка 6Р82Г представлены в таблице 4.1 и 4.2 приложения 4 соответственно.

5.8 Расчет режимов резания, нормирование операций

Сверление отверстия:

Глубина резания:

Подача:

Скорость резания:

где коэффициент, учитывающий фактические условия резания;

поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала;

коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

коэффициент, учитывающий инструментальный материал;

коэффициент, учитывающий глубину сверления.

В данном случае:



Количество оборотов шпинделя:

где диаметр сверла, мм;

Крутящий момент:



гдекоэффициент, учитывающий условия обработки;

В нашем случае:

Осевая сила, Po:

Мощность резания, кВт:

Основное время, мин:

где L = l+l1+l2 - расчетная длина рабочего хода инструмента, мм;

l1 - величина врезания инструмента, мм;

l2 - величина перебега инструмента,мм;

i- число проходов инструмента.

Для остальных переходов назначаем режимы резания по источнику [4]

Т=Т1+Т2+Т3+Т4+Т5, (5.28)

где Т1- быстрый подвод, мин;

Т2 - врезание, мин;

Т3 - рабочий ход, мин;

Т4 - опускание на длину режущей части;

Т5 - выход на быстром отводе, мин.

Т=0,43+0,38+0,21+0,18+0,42 мин;

Тв=0,4мин

Тп.з= Тп.з.А+ Тп.з.Б+Тп.з.В = 8+0+7 = 15 мин; (5.29)

Тшт= (ТО+ ТВ)(1 + (aОбс+ aОтд.Л)ч100)=

=(1,62+0,4)(1+(3,5+4)ч100)) =1,88 мин.(30)

Поскольку сверло твердосплавное и дорогое, то за один ход на одних и тех же режимах обработку не ведут, а значит, и время будет разное, поэтому ход разбивают на несколько.

Технологическая документация приведена в приложении 5. План производственного участка механической обработки детали «оправа» приведен в приложении 6.

6. Управляющая программа

Под управляющей программой понимают последовательность команд на языке программирования, обеспечивающих заданное функционирование рабочих органов станка. Фиксируют эти команды программном носители.

Характерной особенностью ЧПУ является то, что информация о траектории движения инструмента, скорости резания, подачи и других технологических команда х задается в виде цифр, закодированных в определенной последовательности на программном носителе, в качестве которого применяют перфокарту, перфоленту, магнитную ленту и др.

Управляющая программа (УП) -- это записанная на программном носителе в закодированном цифровом виде маршрутное операционная технология на конкретную деталь с указанием траекторий движения инструмента. Изготовление УП (менее, трудоемкое и более дешевое, чем изготовление кулачков шаблонов, копиров и чертежей) сводится к написанию маршрутно-операционной технологии, расчетам траекторий перемещения инструментов и записи на программный носитель; большую часть этой работы можно автоматизировать.

Фрагмент управляющей программы

%

O1398( 22- .NCF )

( PARTS PROGRAMMED: 1 )

( FIRST TOOL NOT IN SPINDLE )

N1G17G21G40G80G94

N2T1M6

( OPERATION 1: )

( TOOL 2: 2. DIA. )

( CS#5 - . )

N88G54

N89S2412M3

N90G90G0X-9.506Y-14.094B0.C180.

N91G43Z40.H2

N92M8

N93Z44.

N94G81G98X-9.506Y-14.094Z23.5R64.F1688.39

N95G80G0Z64.

( OPERATION 15: )

( TOOL 2: 2. DIA. )

( CS#5 - . )

N96G90G0X-9.506Y-14.094B0.C180.

N97Z44.

N98G81G98X-9.506Y-14.094Z23.5R64.F1688.39

N99G80G0Z64.

( OPERATION 16: )

( TOOL 2: 2. DIA. )

( CS#5 - . )

N100G90G0X-9.506Y-14.094B0.C180.

N101Z44.

N102G81G98X-9.506Y-14.094Z23.5R64.F1688.39

N103G80G0Z64.

( OPERATION 17: )

( TOOL 2: 2. DIA. )

( CS#5 - . )

N104G90G0X-9.506Y-14.094B0.C180.

N105Z44.

N106G81G98X-9.506Y-14.094Z23.5R64.F1688.39

N107G80G0Z64.

N108M9

Заключение

В представленной выпускной квалификационной работе было разработано руководство по эксплуатации и ремонту компонентов визира оптического устройства.

В ходе выполнения работы по разработке технического руководства был проведен следующий комплекс мероприятий:

1. Рассчитаны и проанализированы нагрузки, действующие на червячный вал;

2. Проведено имитационное исследование напряженно-деформированного состояния детали «червяк»;

3. Разработана технология изготовления детали «оправа»;

4. Спроектирован участок по производству данной детали;

5. Разработано автоматизированное руководство по эксплуатации и ремонту компонентов визира.

Конструкторская часть состоит из описания конструкции и принципа работы визира, разработки трехмерных моделей и чертежей компонентов механизма, а также создания разнесенных сборок и каталогов.

В технологической части составлен маршрут обработки, подобраны режущие инструменты, рассчитаны режимы резания, выбраны станочные и инструментальные приспособления, средства измерения и контроля размеров при изготовлении детали «оправа». При выборе режущего инструмента предпочтение отдавалось режущему инструменту из твердого сплава.

В разделе имитационное моделирование был выполнен расчет сил в опасном сечении червячного вала и его анализ на прочность с помощью системы автоматизированного расчета и проектирования- «SolidWorksSimulation».

Задание по безопасности жизнедеятельность выпускной квалификационной работы заключает в себе: анализ вредных и опасных факторов при сборке - разборке компонентов визира и разработку мероприятий по обеспечению безопасных и здоровых условий труда в механосборочном производстве.

Список использованных источников

1. Шкарин, Б. А. Основы систем автоматизированного проектирования машиностроительных конструкций и технологических процессов: учеб. пособие / Б. А. Шкарин. - Вологда: ВоГУ, 2011. - 127 с.

2. Основания устройства и конструкция орудий и боеприпасов наземной артиллерии: учебник для слушателей Военной артиллерийской академии имени М.И. Калинина и курсантов высших артиллерийских командных училищ /А. С. Клочков, Н. Н. Корольков, В. Я. Музыченко [и др.]. - Москва: Воениздат, 1976. -- 459 с.

3. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /А.Ф.Горбацевич, В.А. Шкред. - Минск: Высш. Шк., 1983. - 256 с.

4. Косилова, А. Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т .2 / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - Москва: Машиностроение, 1988. - 496 с.

5. Обработка металлов резанием. Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и [др.]. - Москва: Машиностроение, 1988. - 736 с.

6. Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С. А. Вяткин и [др.].; под. общ. ред. В. Г. Сорокина. - Москва: Машиностроение, 1989. - 640с.

7. Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. и доп./ Дунаев П.Ф., Леликов О.П. - Москва: Высшая школа, 1985 - 416 с.

8. Никитич, В.Т. Методические указания по выполнению домашнего задания: расчет припусков на механическую обработку и определение размеров заготовки / В. Т. Никитич,В.Б. Сидоров. - Калуга, 1998. - 34 с.

9. Режимы резания металлов. Справочник. / под ред. Барановского Ю. В.Изд. 3-е, переработанное и дополненное. - Москва: Машиностроение,1972. - 408 с.

1972. -408 с.

10. Косилова, А. Г. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т.1. / под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва: Машиностроение, 1985. - 656 с.

11. Режущий инструмент. Учебник. Изд. 4-е переработанное и дополненное / Д.В.Кожевников, В.А.Гречишников, С.В.Кирсанов [и др.].-Москва: Машиностроение, 2014. - 520 с.

12. Новиков, Ю.В. Охрана окружающей среды: учеб. пособие для учащихся техникумов / Ю. В. Новиков. - Москва: Высш. шк., 1987. - 287 с.

13. Степановских, А.С. Охрана окружающей среды: учебник для вузов / А. С. Степановских. - Москва: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 559с.

14. ГОСТ 2.610 - 2006. Единая система конструкторской документации. Правила выполнения эксплуатационных документов. - Введ. 01.09.2006. - М.: Стандартинформ, 2006. - 35 с.

15. СН 245 - 71. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий: утв. Госстроем СССР 05.11.1971 - Введ. 01.04.1972. - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 42 с.

16. СНиП 2.09.02-85. Производственные здания: утв. Госстроем СССР 31.03.1994 № 18-23. - Введ. 01.07.1994. - М.: ФГУП ЦПП, 2002. - 15 с.

17. СНиП 2.09.04-87. Административные и бытовые здания: утв. Госстроем СССР 30.12.1987 № 313. - Введ. 01.01.1989. - М.: ГП ЦПП, 1995. - 28 с

Размещено на Allbest.ru