Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Использование вычислительной техники при разработке технологических процессов знаменует новый этап развития технологии машиностроения как науки.

Разработки ТП неавтоматизированным методам проектирования трудоемка, позволяет сравнивать, ограниченное число вариантов даже на отдельных этапах. Все это в итоге приводит к потере качества и длительным срокам технологической подготовке производства. При неавтоматизированной разработке лишь незначительная часть (не более 10 %) времени затрачивается на принятие решений, а остальное -- на поиск нужной информации и оформление результатов. ЭВМ во много раз быстрее человека обеспечивает хранение и поиск информации, вычисление по известным алгоритмам, формулам и математическим моделям, а также выдачу необходимых форм технологической документации.

Применение вычислительных систем на базе ЭВМ позволяет: 1) ускорить оперативную разработку ТП при обновлении или увеличении номенклатуры производимой продукции; 2) повысить качество ТП, а следовательно, и качество продукции предприятия; 3) обеспечить оптимальность технологических разработок путем выбора их из множества возможных решений, создаваемых на ЭВМ.

Одним из наиболее прогрессивных направлений совершенствования технологии серийного машиностроительного производства является применение агрегатных станков и станков с ЧПУ. В процессе проектирования операций на агрегатных станках необходимо стремиться к максимальной концентрации выполняемых в них технологических переходов, что с одной стороны, ограничивается погрешностями обработки от перераспределения напряжений, а с другой - технологическими возможностями станков (числом координат, кинематикой перемещений, количеством устанавливаемого режущего инструмента).

Спроектировать технологический процесс механической обработки детали с помощью системы автоматизированного проектирования «Автопроект 9.1», выполнить чертежи детали и оснастки в системе «Компас 3D 7». При разработке технологического процесса в первую очередь необходимо обеспечить максимальное качество изготовления детали и минимальные затраты на изготовление данной детали.

1. Общий раздел

1.1 Назначение и область применения

Деталь входит в конструкцию задней балансирной подвески. Рама тележки через балансирное устройство (башмак) опирается через рессоры на оси тележки. Балансирное устройство образуется башмаком и кронштейном балансира, создавая не жесткое крепление и передавая крутящий момент.

“Башмак рессоры” промежуточное звено между рамой и рессорой. Основная область применения в автомобилестроении, в данном случае при производстве автомобиля «КАМАЗ».

Деталь “Башмак рессоры” относится к подклассу “корпусные детали”, она изготавливается из высокопрочного чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85, масса детали m_д = 22,32кг.

1.2 Общие сведения о детали

Поверхности, образующие геометрическую форму детали приведены в таблице 1 (рисунок 1).

Таблица 1.1 Эксплуатационное назначение поверхностей

Поверхности	Количество	Позиции	Назначение
1	2	3	4
Плоские ушки	4	1,2,3,4	Для базирования заготовки
Отверстие Ш10,5	2	5,6	Вспомогательные базы в них входят установочные базы приспособлений
Торцы	2	7,8	Служат опорными поверхностями для деталей механизма
Отверстие Ш100	1	9	Для монтажа опор валов
Фаска 1х45є	2	10,11	Для травмобезопасности
Отверстие Ш132	1	12	Для установки подшипника
Отверстие Ш145	1	13	Для установки подшипника
Торец Ш145	1	14	Служит опорной поверхностью для деталей механизма
Торец Ш132	1	15	Является опорной поверхностью для сальника
Торец Ш125	1	16	Служит опорной поверхностью для деталей механизма
Отверстие Ш125	1	17	Для установки подшипника
Наружная цилиндрическая поверхность Ш160	1	18	Для установления детали в обойму задней балансирной подвески
Фаска 2х30є	1	19	Для травмобезопасности
Наружная фаска 1х45є	1	20	Для травмобезопасности
Отверстие Ш15	1	21	Для подачи жидкостей
Торец ушка	2	22,23	Для монтажа детали
Поверхность R140	1	24	Вспомогательная поверхность
Отверстие Ш23	2	25,26	Для закрепления детали в задней балансирной подвеске
Плоская поверхность	2	27,28	Для надежного крепления детали
Отверстие с резьбой М20	2	29,30	Для закрепления корпусной детали в задней балансирной подвеске
Косое отверстие	1	31	Для отвода жидкостей
Отверстие с резьбой М8-6Н	8	32	Для закрепления детали в задней балансирной подвеске



Рис. 1 Башмак рессоры

1.2 Анализ технических требований

Технические требования, предъявляемые к поверхностям:

4 плоских ушка с размером 223мм выполнены с допуском +1мм. и шероховатостью по R_z = 40мкм.

2отверстия Ш 10,5мм. выполнены с допуском +0,043мм. и шероховатостью по R_a = 6,3 мкм.

Торец (позиция 7) обрабатывается с допуском 1 мм., выдерживая размер 212мм. и шероховатостью по R_z = 80 мкм., а торец (позиция 8) выполнен до размера 209 мм. с допуском отклонения от плоскостности 0,1 мм. и шероховатостью по R_z = 40 мкм.

Сквозное отверстие Ш100мм. выполнено с допуском +0,07мм. и шероховатостью по R_z = 40мкм.

Отверстие Ш132мм. выполняется с допуском +1мм. и шероховатостью по R_z = 40мкм.

Отверстие Ш145мм. выполнено с допуском + 0,08мм. и шероховатостью по R_z = 2,5мкм.

Отверстие Ш125мм. выполнено по 14 квалитету и шероховатости по Rz = 40мкм.

Торец Ш145 мм. выполнен в размер 16мм. с допуском 0,26мм. и шероховатостью по R_z = 40мкм.

Торец Ш132 мм. выполнен в размер 26мм. с допуском торцевого биения относительно оси поверхности Д 0,08мм. и шероховатостью по R_z = 40мкм.

Торец Ш125 мм. выполнен в размер 4 мм. с допуском торцевого биения относительно оси поверхности Д 0,08мм. и шероховатостью по R_z = 40мкм.

2 фаски получены на Ш100 мм. с точностью по 14 квалитету и шероховатостью по R_z = 40мкм.

Наружная цилиндрическая поверхность Ш160мм. с допуском 0,08мм. и шероховатостью по R_a = 2,5 мкм.

Фаска 2 х 30є получена на Ш145 мм. с точностью по 14 квалитету и шероховатостью по R_z = 80 мкм.

Наружная фаска 1 х 45є выполнена на Ш160мм. с точностью по 14 квалитету и шероховатостью по R_z = 80 мкм.

Отверстие Ш15 мм. выполнено с допуском 0,035 мм. и шероховатостью по R_a = 2,5мкм.

2 торца ушек обрабатываются в размере 91 мм. с допуском перпендикулярности этой поверхности относительно основного отверстия Д 0,16 мм. с шероховатостью по R_z = 40 мкм. Поверхность R140 мм. в размер 39 мм. и 188 мм. получена по 10 квалитету с шероховатостью по R_z = 40 мкм.

2 отверстия Ш23 мм., на одной ушке насквозь, на другой - на глубине 5 мм. в размер 330 мм. по 14 квалитету с шероховатостью по R_z = 80 мкм.

2 плоские поверхности на двух ушках в размер R25 мм. на глубину 2 мм. по 14 квалитету с шероховатостью по R_z = 80 мкм.

Резьбовое отверстие М20 в двух отверстиях выполнена по 6 степени точности с шероховатостью по R_z = 40 мкм.

Отверстие Ш8 выполняется под углом 12є к оси Х по 14 квалитету с шероховатостью по R_z = 80 мкм.

8 отверстий с резьбой М8 выполняются по 6 степени точности с позиционным допуском на расположение составляет 0,3 мм. Допуск зависимый с шероховатостью по R_z = 40 мкм.

1.3 Материал детали и его свойства

Деталь “Башмак рессоры” изготавливается из чугуна ВЧ50 ГОСТ7293-85. ВЧ50 - высокопрочный чугун применяется для изготовления сложных корпусных деталей. Он имеет высокую прочность и удовлетворительную пластичность (иногда применяют вместо стали). Структуру получают путем введения специальных модификаторов в жидкий чугун. [17, с. 368]

Химический состав высокопрочного чугуна приведен в таблице 1.2

Таблица 1.2 Химический состав чугуна

Марка чугуна	Углерод С, %	Кремний Si, %	Марганец Mn, %	Фосфор P, %	Сера S, %	Магний Mg, %	Никель Ni, %
ВЧ50	3,27-3,43	2,19-2,23	0,47-0,68	0,13-0,2	?0,01	0,05-0,077	1,5-1,95

Технологические свойства перлитно-ферритного чугуна ВЧ50 даны в таблице 1.3 Технологические свойства чугуна.

Таблица 1.3 Технологические свойства чугуна

Марка материала	Предел прочности ув, МПа	Условный предел текучести у0,2, МПа	Относи-тельное удлинение д, %	Твердость, НВ	Плотность с, г/см3	Теплоемкость С, кал/г х °С	Коэф. теплопроводности	Эл. сопр, м/Омх см	Мах магнитна япронимость м, Гц/Э
ВЧ50	500	320	7	153-245	7,1-7,4	0,12-0,13	0,08-0,4	50-65	400-1460

Высокопрочный чугун ВЧ50 ГОСТ 7293-85 следует рассматривать как наиболее перспективный литейный сплав. Чугун ВЧ50 обладает не только высокой прочностью, но и пластичностью. Продувка расплава порошкообразным магнием, обработка металлическим магнием - способы получения высокопрочного чугуна.

2. Технологический раздел

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

Деталь изготавливается из чугуна ВЧ50, в ее состав не входят труднодоступные дорогостоящие элементы. Она представляет собой отливку коробчатой формы из высокопрочного чугуна ВЧ50. Оливка довольно проста по конфигурации, но требует применения стержневой формовки для образования внутренних полостей. Кроме того, в опоке должен быть предусмотрен сложный разъем в виду наличия у детали выступов на боковой поверхности. К материалу детали не предъявляются требования по термической обработке.

Самые высокие требования предъявляемые к детали - 8 квалитет, и заданная точность может обеспечиваться на серийном выпускаемом оборудовании нормальной точности. Поверхности, которые подвергаются механической обработке, имеют точность от 8 до 14 квалитетов с шероховатостью по Ra = 2,5 - 20 мкм., что допустимо с применением серийно выпускаемых режущих инструментов с применением охлаждающей жидкости (СОЖ). Назначенные квалитеты и требования к шероховатости поверхности соответствуют рекомендациям нормативов и стандартов. Все поверхности данной детали доступны для режущих и измерительных инструментов. При выдерживании размеров, оговоренных допусками, имеется возможность совмещения технологических и измерительных баз для получения заданной точности и шероховатости поверхности. Для изготовления детали потребуются специальные приспособления, режущие инструменты, а также средства контроля.

Конструкция данной детали не допускает обработки плоскостей “на проход”, так как деталь имеет сложную конфигурацию. Отверстия можно обрабатывать одновременно на многошпиндельных станках с учетом расстояния между осями этих отверстий. Это значительно уменьшит время, затрачиваемое на обработку отверстий на обычном станке. Форма отверстий позволяет растачивать их на проход с одной или двух сторон.

С внутренней стороны отверстия необходима подрезка торцов потому что они служат для деталей механизма опорными плоскостями. Конструкция детали не предусматривает глухих отверстий.

В детали имеется обрабатываемое отверстие, расположенное под углом к оси Х. В конструкции не имеется внутренней резьбы большого диаметра. Для изготовления детали “Башмак рессоры” рабочий должен быть квалифицирован по 3-4 разрядам.

2.2 Количественный анализ

Количественный анализ необходим для оценки уровня технологичности детали. Для проведения количественного анализа проведу подбор необходимых данных для расчетов, по чертежу детали, в таблице 2.1

Таблица 2.1 Данные конструкторского анализа детали

Наименование поверхностей, мм	Количество	Количество размеров	Квалитеты точности, УТ	Параметры шероховатости, мкм
	всего	унифицированные
1	2	3	4	5	6
Гладкие цилиндрические поверхности Ш23 Ш10,5 Ш8 Ш15 Ш100 Ш125 Ш132 Ш145 Ш160	11 2 2 1 1 1 1 1 1 1	11 2 2 1 1 1 1 1 1 1	11 2 2 1 1 1 1 1 1 1	14 9 14 9 9 14 14 9 9	20 6,3 20 2,5 2,5 10 10 2,5 2,5
Плоские поверхности 223 212 209 16 26 4 91 R25	9 1 1 1 1 1 1 1 2	6 1 1 1 1 1 1 0 0	9 1 1 1 1 1 1 1 2	14 14 14 12 10 12 11 14	10 20 10 10 10 10 10 20
Резьбовые отверстия М20 М8	10 2 8	10 2 8	10 2 8	6 6	10 10
Фаски 1 х 45° 2 х 30° наружная 1 х 45°	4 2 1 1	4 2 1 1	4 2 1 1	14 14 14	10 20 20

2.3 Дополнительные показатели для определения количественного анализа

Коэффициент унификации конструктивных элементов Ку

Ку = Qуэ/Qэ,

где Qуэ - количество унифицированных элементов; Qэ - общее количество элементов.

Ку = (11+6+10+4)/(11+9+10+4) = 31/34 = 0,9

По этому показателю деталь технологична, так как Ку > 0,6.

Коэффициент использования материала Ким

Ким = Мд/Мз = 22,32/29,76 = 0,75.

Для исходной заготовки этого типа такой показатель свидетельствует об удовлетворительном использовании материала.

Коэффициент точности обработки Ктч

Ктч = 1-(1/Аср),

где Аср - средний квалитет точности:

Аср = ?Аni/ni.

В этой формуле ni - число размеров, А - квалитет обработки

Аср = (14х14+12х2+11х1+10х1+9х6+6х10)/34=(196+24+11+10+ 54+60) / 34 = 355/34 = 10,4 кв.

Ктч = 1-(1/10,4) = 1-0,09 = 0,91.

Так как Ктч > 0,8, то деталь по этому показателю является технологичной.

Коэффициент шероховатости поверхности Кш

Кш = 1/Бср, где Бср - средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра Ra, мм.:

Бср = ?Бni/?ni.

В этой формуле Б - шероховатость поверхности, ni - число размеров.

Бср = (20х8+10х20+6,3х2+2,5х4)/34 = (160+200+12,6+10)/34 = 382,6/34 = 11,2;

Кш = 1/11,2 = 0,09

Поскольку Кш<0,32, по этому показателю деталь технологична.

По данным показателям деталь является технологичной.

Выбор баз. При выборе технологических баз руководствуются рядом общих положений. При обработке заготовок, полученных методом литья или штамповкой, необрабатываемые поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции. У заготовок не подверженных полной обработке, в качестве технологических баз на первой операции используют поверхности, которые вообще не обрабатываются. Это обеспечивает наименьшее смещение обрабатываемых поверхностей относительно не обрабатываемых. При прочих равных условиях наибольшая точность достигается при использовании на всех операциях одних и тех же баз, то есть при соблюдении принципа единства баз. Желательно совмещать технологические базы с измерительными базами. При совмещении технологических и измерительных баз погрешность базирования равна нулю.

Таблица 2.3 Технологический маршрут обработки

Наименование операции	Базы	Тип оборудования
1	2	3
005 Фрезерная	1,2,3,4,13	6Р12
010 Радиально-сверлильная	1,2,3,4	2М55
015 Специальная токарная	8,7,10	АБ3779
020 Фрезерная	6,3,4,1,2	6Г605
025 Вертикально-сверлильная	1,2,5,14	2Н135
030 Радиально-сверлильная	3,4,6	2М55
035 Вертикально-сверлильная	4,5,3,9	2Н135
040 Вертикально-сверлильная	3,4,9	2Н135
050 Алмазно-расточная	11,12,10	ОС8416



Рис.2

2.4 Размерный анализ сборочной единицы

Целью размерного анализа является определение наибольшего и наименьшего значения и допуска замыкающего звена А₀.

Для этого составляем схему размерной цепи, которая представлена на рисунке

Рис..3 Схема размерной цепи

1) Определяем номинальный размер замыкающего звена

,

где n - число увеличивающих звеньев; р - число уменьшающих звеньев

А_Д=А₀-(А₁+А₂+А₃+А₄)=(196)-(10+78+20+84)=4 (мм)

2) Определяем допуск замыкающего звена из рисунка определим:

А_?нб=А_0нб-А_1нм-А_2нм-А_3нм-А_4нм

А_?нм=А_0нм-А_1нб-А_2нб-А_3нб-А_4нб

А_?нб=196,23-9,85-77,7-19,895-83,7=5,085(мм)

А_?нм=195,77-10-78-20,105-84=3,665(мм)

Т(А_Д)= А_?нб- А_?нм

Т(А_Д)=5,085-3,665=1,42 (мм)

3) Определяем допуска замыкающего звена согласно

,

где - верхнее отклонение увеличивающего размера;

-верхнее отклонение уменьшающего размера;

- нижнее отклонение увеличивающего размера;

-нижнее отклонение уменьшающего размера.

E_s(A_?)=0.23-(-0.15-0.3-0.105-0.3=1.085(мм)

E_i(A_?)=-0.23-0.105=-0.335(мм)

4) Проверим:

Т(А₀)=Еs(A0)-Ex(A0)= 1.085-(-0.335)= 1,42 (мм).

Верно.

Размер A_?= мм.

Таким образом, выявлены все зависимости, необходимые для определения требований к точности замыкающего звена

2.5 Выбор заготовки, определение ее размеров, отклонений, припусков на механическую обработку

механический обработка башмак рессора

В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются стальные и чугунные отливки, штамповки и всевозможные профили проката.

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. Для выбора исходной заготовки большое значение имеет конструкция и материал детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Деталь “Башмак рессоры” изготавливается из чугуна ВЧ50 ГОСТ 7293-85. Она имеет сложную конструктивную форму: минимальная толщина стенки равна 15 мм.; длина L = 390мм.; ширина В=209 мм.; высота h = 223 мм.; масса детали Mд = 22,32 кг.

Максимальная точность размеров на данную деталь - Н6, а минимальная точность - Н14; минимальная шероховатость поверхностей по Ra = 2,5 мкм., а максимальная шероховатость поверхностей по Ra составляет 20 мкм.

2.6 Расчет припусков на механическую обработку

Элементы припуска Rz и h, характеризующие качество литых заготовок, определяем по таблицам [10, с. 98, таб. 4.25]. Так как данная деталь “Башмак рессоры” изготавливается из высокопрочного чугуна, то h после первого технологического перехода исключается из расчетов, [2, с. 99, таб. 4.27] для чернового и чистового растачивания выбираем только значения Rz. [2, с. 114]

Таблица 2.4 Расчет припусков на обработку

Технологические переходы	Элементы припуска	2zmin (мкм)	Dp (мм)	Д (мкм)	Предельные размеры (мм)	Предельные припуски (мкм)
	RZ	h	с	е				max	min	2 Zmax	2 Zmin
Отливка	700	100	1574	-	-	94,89	1000	93,9	94,9	-	-
Растачивание черновое	50		787	-	360,4	99,47	220	99,28	99,5	4,6	5,38
Растачивание чистовое	Ra 12,5		-	-	180,4	100	0,07	100,07	100	0,79	0,5

Итого: 5,39 5,88

Суммарное пространственное отклонение для заготовки данного типа определяю по формуле:

с_з = ?(с²_кор + с²_см.),

где с_кор - коробление отверстия; с_см - полное смещение отверстия.

с_кор = v((?кd)² + (?rL)²),

где удельное коробление ?к = 1, d - диаметр обрабатываемого отверстия, L - длина обрабатываемого отверстия.

с_см = ?((д_б / 2)² + (д_г / 2)²),

где д_б и д_г - допуски на размеры 113 мм. и 195 мм.

д_б = 2400 мкм.; д_г = 2000 мкм.

с_кор = v(1 х 100² + 1 х 168²) = 195,5 мкм

с_см = v((2400/2)² + (2000/2)²) == v2440000 = 1562,05мкм.

с_з = v(195,5² + 1562,05²) = v(38224 + 2440000) = 1574 мкм.

Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания определяю по формуле: с₁ = 0,05 х с_з = 0,05 х 1574 = 78,7 мкм.

Погрешность базирования возникает за счет перекоса заготовки в горизонтальной плоскости, при установке ее на штыри приспособления, из-за наличия зазоров между отверстиями и штырями. Наибольший зазор определяется по формуле:

S_max = д_А + д_В + S_min,

где д_А - допуск диаметра Ш10,5^+0,043мм., д_В - допуск диаметра штыря: д_В = 0,041 мм., S_min - минимальный зазор между штырем и отверстием: S_min = 0,04 мм.

S_max = 0,043 + 0,041 + 0,04 = 0,124 мм.

Погрешность установки при черновом растачивании определяем по формуле:

Е₁ = v(Е_у² + Е_з²),

где Е_у - погрешность базирования заготовки на длине обрабатываемого отверстия, Е_з - погрешность закрепления заготовки = 160 мкм. [2, с. 113, таб. 4.37].

Е_у = L х tg б,

где tg б = S_max / 100 = 0,124/100 = 0,00124 мм.

Е_у = 168 х 0,00124 = 0,20832 мм. = 208,32 мкм.

Е₁ = v(208,32² + 160²) = v(43264 + 25600) = 262,4 мкм.

Остаточная погрешность установки заготовки при чистовом растачивании: Е₃ = 0,05 х Е₁

Е₃= 0,05 х 262,4 = 13,12 мкм.

Расчет минимального припуска под растачивание:

2Z_min = 2(R_{z i-1} + h_i-1 + v(с²_i-1 + с²_i-1));

черновое 2Z_min = 2 (700 + v(1574² + 263,4)) = 2 х 2295,9 мкм.

чистовое 2Z_min = 2 (50 + v(78,7² + 13,12²)) = 2 х 129,8 мкм.

Определяем расчетные размеры:

d_р1 = 100,07 - 0,60 = 99,47 мм.;

d_p3 = 99,47 - 4,58 = 94,89 мм.

Допуск после литья д_з = 1000 мкм. [10, с. 120, таб. 3],

Допуски для чернового и чистового растачивания имеются в технологическом процессе.

Предельные размеры d_max получаю путем округления расчетных размеров: d_{max 3} = 94,9 мм.; d_{max 1} = 99,5 мм.; d_{max 2} = 100,07 мм. наименьшие размеры: d_{min I} = d_{max I} - д_i, d_{min 3} = 64,9 - 1 = 93,9 мм.; d_{min 1} = 99,5 - 0,22 = 99,28 мм..; d_{min 2} = 100,07 - 0,07 = 100 мм.

Предельные значения припуска.

2Z_{max I} = d_{min I} - d_{min I - 1};

2Z_{min I} = d_{max I} - d_{max I - 1};

2Z_{max I} = 99,28 - 93,9 = 5,38 мм.,

2Z_{max 2} = 100 - 99,28 = 0,72 мм.,

2Z_{min 1} = 99,5 - 94,9 = 4,6 мм.,

2Z_{min 2} = 100,07 - 99,5 = 0,57 мм.,

Необходимо проверить правильность расчетов по формулам:

2Z_{max 2} - 2Z_{min 2} = 0,72 - 0,57 = 0,15 мм.,

д₁ - д₂ = 0,22 - 0,07 = 0,15 мм.;

2Z_{max I} - 2Z_{min 1} = 5,38 - 4,6 = 0,78 мм.,

д₃ - д₁ = 1 - 0,22 = 0,78 мм.

Результаты проверки совпали, следовательно, расчеты выполнены, верно.



Рис.4

2.7 Операционное описание технологического процесса

Проектирование технологического процесса изготовления деталей имеет цель установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки деталей. За счет замены способа получения заготовки с литья в землю на литье в кокиль, точность размеров повышается и наружный вид детали получается лучше , не требует дополнительной обработки. Припуски меньше - следовательно металла на стружку пойдет меньше и следовательно уменьшаются затраты на материал.

Таблица 2.5 Проектный технологический процесс.

Наименование операции	Оборудование	Основное время То, мин.	Штучное время Тшт, мин.
1	2	3	4
005 Фрезерная	Вертикально - фрезерный 6Р12	3,92	6,98
010 Сверлильная	Радиально-сверлильный 2М55	4,04	6,0,5
015 Токарная	Агрегатный АБ3779	13,87	16,72
020 Фрезерная	Продольно - фрезерный 6Г605	7,22	11,03
025 Сверлильная	Вертикально - сверлильный 2Н135	2,15	3,76
030 Агрегатная	Специальный агрегатный 1ХА23ОП	2,879	16,95
035 Сверлильная	Вертикально - сверлильная 2Н135	3,298	5,44
040 Сборочная	Пресс гидравлический	7,44	11,3
045 Алмазно-расточная	Алмазно-расточной ОС 8416	10,62	14,43

2.8 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания проведём аналитическим методом для сверлильной операции 030 (первый переход).

Определяю глубину сверления t по формуле:

t = Ѕ х d,

где d - диаметр сверления [11, с. 276]

t = Ѕ х 23 = 11,5мм.

Подачу S определяю [11, с. 277, таб. 25] S=0,35мм/об.

Скорость резания определяется по формуле [11, с. 276]:

V_рез = (C_v x d^q x K_v) / (T^m x S^у),

где C_v - коэффициент, q, m, у - показатели степеней, K_v - общий поправочный коэффициент, T - период стойкости.

K_v = K_mv x K_uv x K_Lv,

где K_mv - коэффициент на обрабатываемый материал, K_uv - коэффициент на инструментальный материал, K_Lv - коэффициент, учитывающий глубину сверления. [11, с.276]

K_mv = (190/НВ)^nv,

где НВ - фактический параметр, показатель степени n_v = 1,3 [11, с. 262, таб. 1]

K_mv = (190/185)^1,3 = 1,03

K_uv = 0,83 [11, с. 263, таб. 6]

K_Lv = 0,75 [11, с. 280, таб. 31]

K_v = 0,75 х 0,83 х 1,03 = 0,64

Т = 45 мин. [11, с. 280, таб. 30]

C_v = 34,2; q = 0,45; у = 0,3; m = 0,2; [11, с. 278, таб. 28]

V_рез = (34,2 х 18,43^0,45 х 0,64) / (45^0,2 х 0,35^0,3) = 81,2 / 1,56 = 52,05м./мин.

Определяю крутящий момент М_кр, Н х м. и осевую силу Р_о, Н по формулам из источника 11, страница 277:

М_кр = 10 х С_м х d^q x S^у x K_p,

где С_м - коэффициент; q, у - показатели степеней, К_р - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки.

Р_о = 10 х С_р х d^q x S^у x K_p,

где С_р - коэффициент.

K_p = К_мр = (НВ/190)ⁿ,

где показатель степени n = 0,6 [11, с. 264, таб.9]

K_p = (185/190)^0,6 = 0,98

С_м = 0,012; q = 2,2; у = 0,8; C_p = 42; q = 1,2; у = 0,75; [11, с. 281, таб.32]

М_кр = 10 х 0,012 х 18,43^2,2 х 0,35^0,8 х 0,98 = 0,18 х 608,35 х 0,43 = 47,09 Н х м.

Р_о = 10 х 42 х 18,43^1,2 х 0,35^0,75 х 0,98 = 411,6 х 33 х 0,46 = 6248,09Н = 6,3 кН.

Мощность резания

N_е = (М_кр х n)/9750,

где частота вращения n = (1000 х V)/(П х d) [11, с.280]

n = (1000 х 52,05)/(3,14 х 18,43) = 52050/57,87 = 899,4 об/мин.

n_кор = 1000 об/мин. [15, с. 422]

N_е = (47,09 х 1000)/9750 = 4,83 кВт.

Режимы резания на остальные операции назначаем статистическим методом.

2.9 Расчет норм времени

Проведу расчет норм времени для сверлильной операции 030 на первый переход аналитическим методом.

Определяю для начала основное время по формуле:

Т_о = (L+L₁) / (n x S),

где L - общая длина сверления;; n - частота вращения; S - подача; L₁ - длина забега и перебега. [17, с. 611, таб. 1]

L₁ = L₃ + L_п = 8 мм. [17, с. 620, таб. 3]

L = 150мм;

Т_о = (150 + 8) / (1000 х 0,35) = 0,45 мин.

Сумма основного времени с учётом остальных переходов Т_о =15,21 мин.

Поправочный коэффициент на вспомогательное время выбирается в зависимости от типа производства

К_tb = 1,15 [17, с. 222, карта 1]

Вспомогательное время рассчитывается по формуле:

Т_в = t_bуст + t_bпер + t_b1,

где t_bуст - вспомогательное время на установку и снятие детали; t_bпер - вспомогательное время, связанное с переходом; t_b1- время на приемы, связанные с переходом, не вошедшие в комплекс. [17, с.118]

t_bуст = 0,17 мин. [17, с. 224, карта 18]

t_bпер = 0,1 мин. [ 17, с. 229, карта 25. ]

t_b1 = 0,02 + 0,12 = 0,14 мин. [17, с. 229, карта 25]

Т_в = 0,17 + 0,1 + 0,14 = 0,41 мин.

Штучное время

Т_шт = (Т_о + Т_в х К_tb) х [1 + (а_обс + а_отл) / 100],

где а_обс - время на обслуживание рабочего места; а_отл - время на отдых и личные потребности. [17, с. 107]

а_обс = 4,0 % [18, с. 226, карта 45]

а_отл = 4,0 % [18, с. 223, карта 46]

Т_шт = (15,21 + 0,41 х 1,15) х [1+(4 +4)/100] = 0,92 х 1,08 = 16,95 мин.

Расчет подготовительно - заключительного времени производится по группам.

1. На наладку станка, инструмента и приспособлений = 12 мин. [18, с. 230, карта 52,]

2. На получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки = 6 мин. [18 с. 230, карта 52]

3. Дополнительных приемов нет.

Т_пз = 12 + 6 = 18 мин.

Штучно - калькуляционное время

Т_{шт к} = Т_шт + Т_пз / N,

где N - число деталей в партии.

Т_{шт к} = 16,95 + 18/5000 = 16,96 мин.

3. Исследовательская часть

Анализ напряжения Манжета 115 Бутадиен ГОСТ 8752-79

Подвести итог анализа FEM на Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79

3.1 Информация о файле

Имя модели: Манжета 115 Бутадиен ГОСТ 8752-79

Местоположение модели: C:\Program Files\Common Files\Solidworks Data\CopiedParts\Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79.sldprt

Местоположение результатов: c:\temp

Имя упражнения: COSMOSXpressStudy (-Default-)

3.2 Материалы

No.	Имя детали	Материал	Масса	Объем
1	Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79	[SW]Резина	0.0258951 kg	2.58951e-005 m^3

3.3 Информация о нагрузке

Ограничение
Ограничение1 <Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79>	вкл 3 Грани неподвижная (без изменения).
Описание:
Нагрузка
Нагрузка1 <Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79>	вкл 1 Грани приложение нормальной силы 100 N используя равномерное распределение
Описание:

3.4 Свойство упражнения

Информация о сетке
Тип сетки:	Сетка на твердом теле
Используемое слияние:	Стандартный
Автоматический переход:	Выкл
Сглаживание поверхности:	Вкл
Якобиева проверка:	4 Points
Размер элемента:	2.9596 mm
Допуск:	0.14798 mm
Качество:	Высокая
Количество элементов:	11189
Количество узлов:	22005
Информация о решающей программе
Качество:	Высокая
Тип решающей программы:	FFE

3.5 Результаты напряжения

Имя	Тип	Мин	Место	Макс	Место
Построение1	VON: напряжение Von Mises	5.14609 N/m^2	(12 mm, 40.1653 mm, -37.2379 mm)	26003 N/m^2	(8 mm, 22.8455 mm, 50.3442 mm)

Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79-COSMOSXpressStudy-Напряжение-Построение1
JPEG



3.6 Результаты перемещения

Имя	Тип	Мин	Место	Макс	Место
Построение2	URES: Результирующее перемещение	0 mm	(10.8 mm, 0 mm, 62.5 mm)	0.0100656 mm	(8 mm, 41.4996 mm, -39.1976 mm)

Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79-COSMOSXpressStudy-Перемещение-Построение2
JPEG



3.7 Результаты деформации

Эпюра No.	Коэффициент масштаба
1	1241.9

Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79-COSMOSXpressStudy-Деформация-Построение3
JPEG



3.8 Результаты проверки проектирования

Манжета 100 Бутадиен ГОСТ 8752-79-COSMOSXpressStudy-Проверка проектирования-Построение4
JPEG



Имя материала:	[SW]Резина
Описание:
Источник материала:	Использованные материалы SolidWorks
Имя библиотеки материалов:
Тип модели материала:	Линейный Упругий Изотропный

Имя свойства	Значение	Единицы измерения
Модуль упругости	6.1e+006	N/m^2
Коэффициент Пуассона	0.49	NA
Массовая плотность	1000	kg/m^3
Предел текучести	9.2374e+006	N/m^2

COSMOSXpress результаты анализа проектирования базируются на линейном статическом анализе, и предполагается анизотропный материал. Линейный статический анализ предполагает, что: 1) поведение материала является линейным согласно закону Гука, 2) индуцированные смещения являются достаточно небольшими, чтобы не учитывать изменения в жесткости в результате нагрузки, и 3) нагрузки прикладываются медленно, чтобы не учитывать динамические эффекты. Не следует основывать ваши проектные решения исключительно на данных, представленных в этом отчете. Используйте эту информацию совместно с экспериментальными данными и практическим опытом. Испытания в условиях эксплуатации обязательны для утверждения окончательного проекта. COSMOSXpress помогает уменьшить время продвижения на рынок путем снижения, но не упразднения испытаний в условиях эксплуатации.

Список литературы

1. Бабук В. В., Шкреда В. А., Кривко Г. П., Медведев А. И. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении: Уч. пособие - Мн.: Высш. шк., 1987 - 255 с.: ил.

2. Гусев А. А. и др. Технология машиностроения (спец. ч.): Учебник для машиностроительных специальностей вузов. М.: “Машиностроение”, 2005 - 48 с.: ил.

3. Дальский А. М., Дубин Н. П., Макаров Э. Л., Попов Е. Л. Технология конструкционных материалов. Учебник для вузов. М.: Машиностроение,2010.

4. Данилевский В. В. Технология машиностроения: Учебник для техникумов. - 5-е изд., перераб. и доп. - М., Высш. шк., 1984 - 416 с., ил.

5. Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х томах. Т1 - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: “Машиностроение”, 1985 - 656 с.: ил.

6. Косилова А. Г., Мещеряков Р. К. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х томах. Т2 - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: “Машиностроение”, 1985 - 496 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru