Проектирование детали фланец редуктора переднего моста трактора

3. Операция 015 - Двухсторонне - центровальная (переход 7).

4. Операция 020 - Агрегатная (переходы 8 - 13).

Объединяем выбранные переходы, так как они имеют такие схожие признаки, как принадлежность к одной стадии обработки, общность схемы базирования, вспомогательные и режущие инструменты. Также положительным моментом объединения данных переходов является возможность добиться максимальной концентрации переходов.

5. Операция 025 - Вертикально-сверлильная (переход 14).

6. Операция 030 - Резьбонарезная (переход 15).

7. Операция 035 - Токарно-гидрокопировальная (переход 16 - 19).

По причине необходимости разделения черновой и чистовой стадии обработки заготовки, которая позволяет получить высокие точностные параметры, объединим получистовые и чистовые токарные переходы по обработке шеек стрежневой части фланца, учитывая возможности применяемого оборудования.

8. Операция 040 - Шлицефрезерная (переход 20).

9. Операция 045 - Моечная (переход 21).

10. Операция 050 - Контрольная (переход 22).

На данной операции осуществляем промежуточный контроль выдерживаемых размеров, чтобы исключить возможность получения брака на дальнейших дорогостоящих операциях.

11. Операция 055 - Термическая (переход 23).

12. Операция 060 - Круглошлифовальная (переход 24).

13. Операция 065 - Круглошлифовальная (переходы 25 - 26).

14. Операция 070 - Торцекруглошлифовальная (переходы 27 - 29).

15. Операция 075 - Полировальная (переход 30).

16. Операция 080 - Слесарная (переход 31).

17. Операция 085 - Моечная (переход 32).

Данная операция проводится с целью очистки от остатков стружки и мусора в растворе моечной машины.

18. Операция 090 - Контрольная (переход 33).

1.10 Разработка технологических операций

На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

В рамках крупносерийного производства будет приемлема параллельно-последовательная структура операций, реализуемая в основном на станках-полуавтоматах. Только данная структура будет применима не для всех операций проектируемого техпроцесса. Возможно использование параллельно-последовательной структуры в операциях 005, 010, 020, 035, так как на данных операциях используется токарные многорезцовые полуавтоматы и агрегатный станок. На всех остальных операциях будет применена последовательная структура по причине того, что в их состав входят шлифовальные операции, на которых применима только данная структура операций, и вертикально-сверлильная (025) с резьбонарезной (030), на которых последовательная структура характерна для выбранных в пункте 1.9 методов обработки.

Выбор оборудования будем производить с учетом принятых методов обработки поверхности, типа производства, а также габаритов детали и требуемой точности обработки. В исключительных случаях пояснения по выбору оборудования будут приводиться ниже.

На токарно-автоматных операциях (005 и 010) распределение переходов по позициям определено таким образом, чтобы обрабатывать сразу 4 заготовки на станке, при этом в соседних позициях будут выполняться одинаковые переходы одновременно над двумя заготовками.

Применяемые приспособления будем выбирать с учётом принятых схем базирования, возможности доступа инструмента при обработке поверхностей, а также с учётом типа производства.

На первых двух операциях (005, 010) в качестве режущего инструмента будем использовать резцы со сменными пластинами из твёрдого сплава. Материал пластин - Т15К6 выбираем с учётом того, что обрабатываемым материалом является сталь 45 и на данных операциях производится черновая обработка.

По причине сложности конструкции режущего инструмента на операциях 020, 025, 030 выбираем в качестве инструментального материала быстрорежущую сталь марки Р6М5. Использование твёрдого сплава в качестве инструментального на данных операциях на порядок увеличит стоимость применяемого инструмента из-за трудоёмкости его изготовления, что соответственно повлечёт увеличение стоимости готовой детали.

В качестве режущего инструмента на операции 035 будем использовать резцы со сменными пластинами из твёрдого сплава Т15К6, что соответствует виду обработки (чистовая) и обрабатываемому материалу (сталь 45).

На операции 040 в качестве режущего инструмента будем использовать сборную фрезу 125. Материалом для ножей, устанавливаемых во фрезу, является быстрорежущая сталь Р6М5.

В качестве режущего инструмента на операциях 060, 065 будем использовать круги прямого профиля (ПП), предназначенные для круглого наружного шлифования, также будем использовать в качестве абразивного материала электрокорунд белый (24А) с керамической связкой (К5) и средней твёрдостью (СТ2), который имеет высокую водоупорность, достаточную температурную стойкость и прочность.

В качестве режущего инструмента на операции 070 будем использовать специальный круг формы 1-N для шлифования двух шеек и торца. В качестве абразивного материала используем электрокорунд хромистый (34А) с керамической связкой (К5) и средней твёрдостью (С2), который применяется для чистовых и доводочных операций. За счёт улучшенных абразивных свойств по сравнению с элетрокорундом обеспечится значительное повышение производительности при обработке закалённых конструкционных сталей.

На операции 075 в качестве режущего инструмента будем использовать круг прямого профиля. Абразивным материалом будет являться электрокорунд хромотитанистый с графитовым наполнителем (Г92А) на бакелитовой связке (Б4) с мягкой твёрдостью (М3), обладающий высокой прочностью и упругостью, что соответствует процессу полирования.

Выбор измерительного инструмента будем производить с учётом точности получаемых размеров, типа производства, доступности произведения замеров, а также возможности автоматизации обработки на операциях.

Операция 005 - токарно-автоматная.

Выбираем токарный вертикальный шестишпиндельный полуавтомат 1Б284.

Приспособление - специальный патрон.

Позиция 1,6 (данные позиции используем как загрузочные).

1. Установить и закрепить заготовки.

Позиция 2,3.

2. Точить поверхность на проход, выдерживая размер .

Позиция 4,5.

3. Точить торцы, выдерживая размеры ,,.

4. Точить две фаски, выдерживая размер .

Позиция 1,6 (данные позиции используем как разгрузочные).

5. Открепить и снять заготовки со станка, подвесить на подвеску конвейера.

Режущий инструмент - резец проходной 2100-5183 с пластиной МТ2 SNMG 220412, резец подрезной 2110-5094 с пластиной МТ2 SNMG 120412, резец подрезной 2110-5094 с пластиной МТ2 SNMG 120412, резец фасочный 2104-5005, резец фасочный 2104-5005.

Измерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ-II-250-0,1 ГОСТ 166-89, глубиномер специальный, фаскомер 8371-7048.

Операция 010 - токарно-автоматная.

Выбираем токарный вертикальный шестишпиндельный полуавтомат 1Б284.

Приспособление - трёхкулачковый самоцентрирующий патрон.

Позиция 1,6 (данные позиции используем как загрузочные).

1. Установить и закрепить заготовки.

Позиция 2,3.

2. Точить торцы, выдерживая размеры , .

3. Точить две фаски, выдерживая размер .

Позиция 4,5.

4. Точить поверхности, выдерживая размеры ,, , , .

Позиция 1,6 (данные позиции используем как разгрузочные).

5. Снять заготовки со станка, повесить на подвеску конвейера.

Режущий инструмент - резец подрезной PSBNL 3232P19, резец подрезной PSBNL 3232P18, резец проходной 2100-5041-04, резец проходной 2100-5041-25 с пластиной МТ2 TNMG 220412, резец проходной ГОСТ 18880-73 с пластиной 06 ГОСТ 25397-82 , резец фасочный 2104-5005, резец фасочный 2104-5005.

Измерительный инструмент - шаблон 2151-8584 , шаблон 8151-8585 , шаблон 8151-8585 , скоба 8102-9392 , скоба 8113-0162 , скоба 8113-0152 , фаскомер 8371-7048.

Операция 015 - двухсторонне-центровальная.

Выбираем двухсторонне-центровальный полуавтомат БС163А.

Приспособление - установочное при станке.

1. Сверлить одновременно центровые отверстия 5 ГОСТ 14034-74 на глубину 14min.

Режущий инструмент - сверла центровые 5 2317-0035 ГОСТ 14952-75.

Измерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89, контрольное приспособление 8517-5283.

Операция 020 - агрегатная.

Выбираем агрегатно-сверлильный станок БС-533.

Приспособление - установочное при станке.

Позиция 1 (данную позицию используем как загрузочную).

1. Установить и закрепить заготовку

Позиция 2.

2. Одновременное сверление, зенкерование, зенкование фаски, выдерживая размеры 17,7, 2,5х30, 190.

Позиция 3.

3. Развёртывание 8 отверстий 18+0,043

Позиция 4.

4. Сверление 2-х отверстий в размеры 10,3, 35min, 30±0,42.

Позиция 5.

5. Зенкерование 2-х отверстий в размеры 10,7, 16, 1,6, 35min, 30±0,42.

Позиция 6 (данную позицию используем как разгрузочную).

6. Снять заготовку со станка, повесить на подвеску конвейера.

Режущий инструмент - сверло 2301-3398, зенкер комбинированный 2330-5210, сверло-зенкер комбинированный 2330-5210, развёртка 2365-5693.

Измерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89, калибр 8360-7502, пробка 8133-4596, пробка 8133-0932, контрольное приспособление 8534-5882-01, контрольное приспособление 8532-5067.

Операция 025 - вертикально-сверлильная.

Выбираем вертикально-сверлильный станок модели 2Н125Л (данный тип оборудования выбираем с учетом принятых методов обработки поверхности, требуемой точности обработки, хоть и оно не соответствует типу производства, но зато имеет небольшую стоимость. Также время обработки на операции, на которой данное оборудование используется достаточно мало, что допустимо).

Приспособление - специальное сверлильное приспособление.

1. Зенкеровать поочередно фаску в восьми отверстиях в размер 1х45.

Режущий инструмент - зенковка 27,8 2353-5088 Р6М5 с углом 45.

Измерительный инструмент - фаскомер 8371-7053.

Операция 030 - резьбонарезная.

Выбираем резьбонарезной полуавтомат 5053 (данный тип оборудования выбираем с учетом принятых методов обработки поверхности, типа производства, а также требуемой точности обработки).

Приспособление - подставка поворотная 7390-8210.

1. Нарезать резьбу в двух отверстиях, выдерживая размеры М12х1,25-6Н, 26.

Режущий инструмент - метчик М12х1,25 2620-1497.

Измерительный инструмент - пробка резьбовая специальная 8166-7026, пробка ПР8220-00556Н.

Операция 035 - токарно-гидрокопировальная.

Выбираем токарно-гидрокопировальный полуавтомат ЕМ-473-1-08 (данный тип оборудования выбираем с учётом типа производства и методов обработки, которые обуславливают использование оборудования с более жёсткой технологической системой для повышения точности обработки, что является необходимым).

Приспособление - планшайба с передним центром и поводком, задний центр.

Копировальный суппорт

1. Обточить начисто по копиру поверхности, выдерживая размеры , , , R2.

Поперечный суппорт

2. Подрезать фаску и торец с образованием канавки, выдерживая размеры ,, .

3. Снять заготовку и повесить на подвеску конвейера.

Режущий инструмент - резец проходной 2100-5098-09 с пластиной МТ1 TNMG 220412-43, резец канавочный 2126-5172, резец фасочный 2104-5005.

Измерительный инструмент - штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89, шаблон 8113-5332, скоба 8119-0205, скоба 8113-5332, скоба 8113-5528, контрольное приспособление 8532-5067, шаблон R2, ТУ2-034-228-87, индикатор ИЧ0-10 кл.1 ГОСТ 577-68, фаскомер 8371-7048.

Операция 040 - шлицефрезерная.

Выбираем шлицефрезерный полуавтомат 5Б312.

Приспособление - приспособление шлицефрезерное, центр верхний.

1. Фрезеровать шлицы, выдерживая размеры 57+4,6; 50-0,6 и требования к шлицам (см. чертеж детали).

Режущий инструмент - фреза червячная 2511-5074.

Измерительный инструмент - калибр-скоба 50-0,6 8322-7556, штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89, калибр комплексный 8312-7006 для контроля шлицев (контроль геометрических параметров шлицев производить на посту ОТК).

Операция 045 - моечная.

Приспособление - подвеска.

1. Промыть деталь моющим раствором согласно инструкции.

Операция 050 - контрольная.

Приспособление - стол контрольный.

1. Контролировать выдерживаемые размеры согласно картам контроля.

Операция 055 - термическая.

Операция 060 - круглошлифовальная.

Выбираем круглошлифовальный полуавтомат 3А151Е.

Приспособление - планшайба с передним центром и поводком, задний центр.

1. Шлифовать однократно поверхность, выдерживая размеры , 59,52.

Режущий инструмент - круг шлифовальный ПП 600х63 24А 40-П СТ2 5К6 35 м/с А1кл. ГОСТ 2424-73.

Измерительный инструмент - калибр-скоба 8771-5185, прибор активного контроля Б-50, скоба активного контроля 8770-5085, штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89, профилометр ГОСТ 19300-86.

Операция 065 - круглошлифовальная.

Выбираем круглошлифовальный полуавтомат 3А151Е.

Приспособление - планшайба с передним центром и поводком, задний центр.

1. Шлифовать начерно, начисто поверхность в размер 50±0,008, выдерживая допуск радиального биения согласно эскизу.

Режущий инструмент - круг шлифовальный ПП 600х63 24А 40-П СТ2 5К6 35 м/с А1кл. ГОСТ 2424-73.

Измерительный инструмент - калибр-скоба 50±0,008 8771-5186, скоба активного контроля 8770-5085, прибор активного контроля Б-50, приспособление для контроля радиального биения 8532-5067, профилометр ГОСТ 19300-86. Контроль радиального биения осуществлять на посту ОТК.

Операция 070 - торцекруглошлифовальная.

Выбираем торцекруглошлифовальный полуавтомат ХШ4-12.

Приспособление - планшайба с передним центром и поводком, задний центр.

1. Шлифовать одновременно начерно, начисто, тонко две поверхности и торец, выдерживая размеры 75-0,074, 60-0,019 , R2, 43±0,8, , 15min и допуски радиального и торцевого биения согласно эскизу.

Режущий инструмент - круг шлифовальный 1-N-750х80х305 34А 25-П С2 7К5 50 м/с А1кл. ГОСТ 2424-73; гребенка алмазная ИП123Б.

Измерительный инструмент - калибр-скоба 75-0,074 8771-5193, калибр-скоба 60-0,019 8771-5199, прибор активного контроля Б-50 6-6060-2К, шаблон 43±0,8 8771-4532, скоба активного контроля 8770-5085, ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89, профилометр ГОСТ 19300-86, фаскомер 8371-7048, приспособление для контроля радиального и торцевого биения 8532-5068. Контроль радиального и торцевого биения осуществлять на посту ОТК.

Операция 075 - полировальная.

Выбираем круглошлифовальный станок модели 3Б151 (применение данного оборудования исключит необходимость использования дорогостоящего специального оборудования для полирования).

Приспособление - планшайба с передним центром и поводком, задний центр.

1. Полировать поверхность, выдерживая размеры 75-0,074, 15min.

Инструмент - круг с графитовым наполнителем ПП 600х50-305 Г92А М28 М3 Б4 35 м/с ГОСТ 2424-83; карандаш 3908-0061 ГОСТ 607-75.

Измерительный инструмент - калибр-скоба 75-0,074, ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89, профилометр ГОСТ 19300-86, приспособление для контроля радиального биения 8532-5067. Контроль радиального биения осуществлять на посту ОТК.

Операция 080 - слесарная.

1. Зачистить заусенцы после механической обработки, калибровать резьбу М12х1,25.

Инструмент - метчик М12х1,25.

Операция 085 - моечная.

Приспособление - подвеска.

1. Промыть деталь моющим раствором согласно инструкции.

Операция 090 - контрольная.

Приспособление - стол контрольный.

1. Контролировать выдерживаемые размеры согласно картам контроля.

1.11 Расчёт припусков на механическую обработку аналитическим методом

Произведем расчет припусков расчетно-аналитическим методом для двух поверхностей разной формы и построим схемы расположения припусков и допусков для них согласно [12].

Произведём расчет припусков на обработку поверхности .

Заготовка фланца - поковка, получаемая горячей объемной штамповкой на горизонтально-ковочной машине (ГКМ), массой 10,3 кг из стали 45. Характеристика поковки по ГОСТ 7505-89: класс точности - Т4; группа стали - М2; степень сложности С3; исходный индекс 16. Допуск на диаметр посадочной шейки заготовки ТАо=3,6 мм. Этот допуск соответствует 17 квалитету точности.

Обработку производим в следующей последовательности:

1. Черновое точение IT=14, TD1= 0,74 мм;

2. Получистовое точение IT=12, TD2=0,3 мм;

3. Получистовое точение IT=10, TD3=0,12 мм;

4. Чистовое точение IT=8, TD4=0,046 мм;

Термообработка IT=9

5. Черновое шлифование IT=7, TD5=0,03 мм;

6. Чистовое шлифование IT=6, TD6=0,019 мм;

7. Тонкое шлифование IT=5, TD7=0,013 мм;

Переход 1 выполняется на токарном вертикальном полуавтомате 1Б284. В качестве приспособления используется трёхкулачковый самоцентрирующий патрон. Переходы 2-4 выполняются на токарном гидрокопировальном полуавтомате ЕМ-473-1-08. В качестве приспособления используется поводковый патрон с плавающим центром и задний центр. Переходы 5-7 выполняются на шлифовальном полуавтомате 3А151Е. В качестве приспособления используется поводковый патрон с плавающим центром и задний центр.

Определим составляющие минимальных припусков Rzi-1 и hi-1 для поверхностей, получаемых после каждого перехода:

- для поверхности после штамповки Rz0=0,2 мм, h0=0,25 мм;

- для поверхности после чернового точения Rz1=0,14 мм, h1=0,1 мм;

- для поверхности после получистового точения Rz2=0,1 мм, h2=0,05 мм;

- для поверхности после получистового точения Rz3=0,05 мм, h3=0,025 мм;

- для поверхности после чистового точения Rz4=0,02 мм, h4=0,02 мм;

- для поверхности после чернового шлифования Rz5=0,0125 мм, h5=0,01 мм;

- для поверхности после чистового шлифования Rz6=0,001 мм, h6=0,008 мм;

- для поверхности после тонкого шлифования Rz7=0,0063 мм, h7=0,005 мм;

Значение пространственных отклонений для заготовки в виде тела вращения, установленной в патроне, рассчитывается по формуле:

(1.9)

где - погрешность радиального смещения оси обрабатываемого цилиндра (так как базирование происходит по предварительно подготовленной базе, то данная погрешность принимается как погрешность установки в трёхкулачковом патроне на операции по подготовке баз =0,21 мм);

- погрешность коробления заготовки в месте расположения обрабатываемого цилиндра;

При этом коробление для длинной заготовки :

мкм. (1.10)

где L - расстояние от кулачков патрона до дальней точки обрабатываемого цилиндра (дальней точкой является крайняя точка цилиндра средней шейки, так как на операции обрабатывается вся поверхность заданной выше длины), мм;

- удельная кривизна заготовки, мкм/мм.

Тогда пространственное отклонение:

мм.

Значения для припусков на другие переходы определим упрощенно по формуле:

мм (1.11)

где Kуi-1 - коэффициент уточнения i-1 перехода;

сi-2 - суммарная погрешность формы и расположения поверхности после i-2 перехода.

Величина остаточного пространственного отклонения после термической обработки определяется по формуле:

, мм (1.12)

где сК - коробление детали из-за термической обработки.

после чернового точения:

, мм (1.13)

где - отклонение от соосности шейки, являвшейся технологической базой при обработке центровых отверстий, и оси центровых отверстий, мм.

Величина определяется с учетом условий получения центровых отверстий по формуле:

мм (1.14)

где - отклонение оси технологической базы от оси центровых сверл, возникающие из-за рассеивания диаметра этой базы (не учитывается, так как для базирования используется приспособление с равномерно сходящимися призмами);

- отклонение оси технологической базы от оси центровых сверл, возникающие из-за отклонения формы технологической базы;

- погрешность эксцентриситета шейки заготовки, для которой рассчитывается припуск относительно шейки заготовки, по которой она базируется при центровке (не учитывается, так как базой является подготовленная поверхность);

- погрешность увода оси сверла от его нормального положения.

Значение принимается равным четверти допуска на диаметр базы.

. (1.15)

. (1.16)

где с0 - смещение оси просверленного отверстия от номинального положения, мкм;

- удельный увод оси просверленного отверстия, мкм/мм;

l - длина отверстия, мм.

Тогда :

мм.

мм.

после получистового точения:

с2 = 0,194 /2,56 =0,076 мм.

после получистового точения:

с3 = 0,076/2,56=0,029 мм.

после чистового точения:

с4= 0,029/2,56=0,012 мм.

после термической обработки остаточное пространственное отклонение определим по формуле (1.12), а коробление поверхности определим по формуле (1.17):

мм. (1.17)

мм.

после чернового шлифования:

с5= 0,099/2,56 =0,039 мм.

после чистового шлифования:

с6= 0,039/1,6 =0,024 мм.

после тонкого шлифования:

с7= 0,024/1,6 =0,015 мм.

Погрешность установки для первого перехода в трёхкулачковом патроне равна: мм.

Погрешность установки заготовки в центрах рассчитывается по формуле:

, мм (1.18)

где - погрешность базирования, вызванная неточностью размера базы, возникает при базировании по поверхностям вращения;

- погрешность базирования, вызванная неточностью формы и шероховатостью базы;

- погрешность закрепления;

- погрешность приспособления.

Принимаем , так как конусы центровых отверстий без зазора контактируют с конусами центров при любом значении диаметра центрового отверстия в пределах его допуска. Из-за малого значения погрешности формы центровых отверстий по сравнению с другими составляющими припуска можно принять . Так как сила прижима со стороны заднего центра действует перпендикулярно направлению отсчета припуска, погрешность закрепления возникает лишь в осевом направлении. Для радиального направления следует принять . Погрешностью изготовления и настройки центров и их износом за время обработки партии деталей пренебрегаем из-за их малости и принимаем . Таким образом , так как равны нулю все ее слагаемые. Так как условия установки для выполнения всех остальных переходов одинаковы, то .

Минимальные двухсторонние припуски для отдельных переходов мехобработки определяем по формуле:

мм (1.19)

- для чернового точения:

мм.

- для получистового точения:

мм.

- для получистового точения:

мм.

- для чистового точения:

мм.

- для чернового шлифования:

мм.

- для чистового шлифования:

мм.

- для тонкого шлифования:

мм.

Минимальные размеры для каждого перехода определяем, начиная с последнего перехода, формирующего размер поверхности готовой детали.

Для тонкого шлифования:

мм.

Для предыдущих переходов:

(1.20)

- для чистового шлифования:

A6min = 60,02+0,066 = 60,086 мм.

- для чернового шлифования:

A5min = 60,086+0,123 = 60,209 мм.

- для чистового точения:

A4min = 60,209+0,278 = 60,487 мм.

- для получистового точения:

A3min = 60,487+0,208 = 60,695 мм.

- для получистового точения:

A2min = 60,695+0,452 = 61,147 мм.

- для чернового точения:

A1min = 61,147+0,868 = 62,015 мм.

- для штамповки:

A0min = 62,015+1,41 = 63,425 мм.

Максимальные размеры для каждого перехода:

(1.21)

- для тонкого шлифования:

A7max= 60,02 +0,013 = 60,033 мм.

- для чистового шлифования:

A6max= 60,086 +0,019 = 60,105 мм.

- для чернового шлифования:

A5max = 60,209+0,03 = 60,239 мм.

- для чистового точения:

A4max = 60,487+0,046 = 60,533 мм.

- для получистового точения:

A3max = 60,695+0,12 = 60,815 мм.

- для получистового точения:

A2max = 61,147+0,3 = 61,447 мм.

- для чернового точения:

A1max = 62,015+0,74 = 62,755 мм.

- для штамповки:

A0max =63,425+3,6 = 67,025 мм.

Максимальный двухсторонний припуск для каждого перехода мехобработки определяется по формуле:

(1.22)

- для тонкого шлифования:

2Z7max =60,105-60,033 = 0,072 мм.

- для чистового шлифования:

2Z6max =60,239-60,105 = 0,134 мм.

- для чернового шлифования:

2Z5max =60,533-60,239 = 0,294 мм.

- для чистового точения:

2Z4max =60,815-60,533 = 0,282 мм.

- для получистового точения:

2Z3max =61,447-60,815 = 0,632 мм.

- для получистового точения:

2Z2max =62,755-61,447 = 1,308 мм.

- для чернового точения:

2Z1max =67,025-62,755 = 4,27 мм.

Общий двухсторонний минимальный припуск определяем по формуле, удвоив правую и левую ее части:

(1.23)

2•Z?min =1,41+0,868+0,452+0,208+0,278+0,123+0,066 = 3,405 мм;

Общий двухсторонний максимальный припуск определяем по формуле, удвоив правую и левую ее части:

(1.24)

2Z?max =4,27+1,308+0,632+0,282+0,294+0,134+0,072 = 6,992 мм;

Выполним проверку правильности арифметических расчетов припусков по формуле, удвоив правую и левую ее части:

(1.25)

где TA0 - допуск размера заготовки;

TAm - допуск размера готовой детали.

2Z?max =6,992=3,405+3,6-0,013 = 6,992 мм.

Результат расчета правой части совпадает со значением , что свидетельствует о правильности расчетов.

Следовательно, расчёты межоперационных припусков произведены правильно.

Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 1.6.

Общий номинальный двухсторонний припуск определим по формуле, удвоив припуски в правой и левой ее части и учитывая отклонения диаметров заготовки и детали:

2Z?ном = 2Z?min - EI0 + EIм, мм (1.26)

2Z?ном = 3,405+1,2+0,02=4,625 мм.

Таблица 1.6 - Составляющие припусков, предельные припуски и размеры

Номер перехода	Наименование перехода	Допуск, ТAi, мм	Составляющие минимального припуска, мм	Предельные припуски, мм	Предельные размеры, мм
			Rzi	hi	сi	еyi	2Zimin	2Zimax	Aimin	Aimax
0	Горячая штамповка	3,6	0,2	0,25		-	-	-	63,425	67,025
1	Черновое точение	0,74	0,14	0,1	0,244	0,14	1,41	4,27	62,015	62,755
2	Получистовое точение	0,3	0,1	0,05	0,095	0	0,868	1,308	61,147	61,447
3	Получистовое точение	0,12	0,05	0,025	0,037	0	0,452	0,632	60,695	60,815
4	Чистовое точение	0,046	0,02	0,02	0,015	0	0,208	0,282	60,487	60,533
	Термообработка				0,089
5	Черновое шлифование	0,03	0,0125	0,01	0,035	0	0,278	0,294	60,209	60,239
6	Чистовое шлифование	0,019	0,01	0,008	0,022	0	0,123	0,134	60,086	60,105
7	Тонкое шлифование	0,013	0,0063	0,005	0,014	0	0,066	0,072	60,02	60,033
Предельные общие припуски обработки цилиндра ?60	2Z?min	2Z?max
	3,405	6,992

На основании заполненной таблицы 1.6 составляем схему расположения припусков, допусков и предельных размеров, представленную на рисунке 1.10.

Рисунок 1.10 - Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров для наружной цилиндрической поверхности

Произведём расчет припусков на обработку поверхности 18+0,043.

Обработку производим в следующей последовательности:

1. Сверление IT=11, TD1= 0,11 мм;

2. Зенкерование IT=9, TD2=0,052 мм;

3. Развёртывание окончательное IT=8, TD3=0,043 мм;

Переход 1-3 выполняется на агрегатно-сверлильном полуавтомате БС-533. В качестве приспособления используется установочное приспособление.

Определим составляющие минимальных припусков Rzi-1 и hi-1 для поверхностей, получаемых после каждого перехода:

- для поверхности после сверления Rz1=0,05 мм, h1=0,04 мм;

- для поверхности после зенкерования Rz2=0,015 мм, h2=0,02 мм;

- для поверхности после развёртывания Rz3=0,01 мм, h3=0,01 мм.

Пространственное отклонение формы и расположения поверхности отверстий после сверления рассчитываем по формуле:

, мм (1.27)

Значения для припусков на другие переходы определим:

- после сверления:

мм.

- после зенкерования:

с1 = 0,308 /2,56 =0,12 мм.

- после развёртывания:

с2 = 0,12/1,6=0,075 мм.

Погрешность установки заготовки определяем по формуле:

, мм (1.28)

где еп=0,02 мм - погрешность установки приспособления на станке (так как приспособление в процессе трех переходов перемещается вместе с заготовкой по разным позициям, то принимаем эту погрешность равной погрешности позиционирования агрегатного станка, епоз = 0,02 мм);

еЗ=0 - так как сила зажима действует в направлении перпендикулярном рассчитываемому припуску;

еБ=0 - так как заготовка базируется по оси центров.

Тогда погрешность установки:

мм.

Минимальные двухсторонние припуски для отдельных переходов мехобработки определяем по формуле:

- для зенкерования:

мм.

- для развёртывания:

мм.

Минимальные размеры для каждого перехода определяем, начиная с последнего перехода, формирующего размер поверхности готовой детали:

- для развёртывания:

A3max = 18+0,043=18,043 мм.

- для зенкерования:

A2max = 18,043-0,31=17,733 мм.

- после сверления:

A1max = 17,733-0,796=16,937 мм.

Максимальные размеры для каждого перехода:

- для развёртывания:

A3min = 18,043-0,043=18 мм.

- для зенкерования:

A2min =17,733-0,052=17,681 мм.

- для развёртывания:

A1min = 16,937-0,11=16,827 мм.

Максимальный двухсторонний припуск для каждого перехода мехобработки:

- для развёртывания:

2Z2max =18-17,681=0,319 мм.

- для зенкерования:

2Z1max =17,681-16,827=0,855 мм.

Общий двухсторонний минимальный припуск определяем по формуле, удвоив правую и левую ее части:

2•Z?min =0,796+0,31= 1,106 мм.

Общий двухсторонний максимальный припуск определяем по формуле, удвоив правую и левую ее части:

2Z?max =0,855+0,319=1,174 мм.

Выполним проверку правильности арифметических расчетов припусков по формуле, удвоив правую и левую ее части:

(1.29)

где TA0 - допуск размера после зенкерования;

TAm - допуск размера готовой детали.

2Z?max =1,174=1,106+0,11-0,043=1,174 мм.

Результат расчета правой части совпадает со значением , что свидетельствует о правильности расчетов.

Следовательно, расчёты межоперационных припусков произведены правильно.

Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 1.7.

Общий номинальный двухсторонний припуск определим по формуле, удвоив припуски в правой и левой ее части и учитывая отклонения диаметров заготовки и детали:

2Z?ном = Z?min + ES0 - ESм, мм (1.30)

2Z?ном = 1,106+0,11-0,043=1,173 мм

Таблица 1.7 - Составляющие припусков, предельные припуски и размеры

Номер перехода	Наименование перехода	Допуск, ТAi, мм	Составляющие минимального припуска,мм	Предельные припуски, мм	Предельные размеры, мм
			Rzi	hi	сi	еyi	2Zimin	2Zimax	Aimin	Aimax
0	Сверление	0,11	0,05	0,04	0,308	0	-	-	16,827	16,937
1	Зенкерование	0,052	0,015	0,02	0,12	0	0,796	0,855	17,681	17,733
2	Развёртывание	0,043	0,01	0,01	0,075	0	0,31	0,319	18	18,043
Предельные общие припуски обработки отверстий ?18	2Z?min	2Z?max
	1,106	1,174

На основании заполненной таблицы 1.7 составляем схему расположения припусков, допусков и предельных размеров, представленную на рисунке 1.11.

Рисунок 1.11 - Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров для наружной цилиндрической поверхности

1.12 Расчёт режимов резания

Расчет режимов резания на два перехода производится по эмпирическим формулам источника [3].

1. Произведём расчёт режимов резания для сверления 8-ми отверстий во фланцевой части заготовки. Данный переход осуществляется на агрегатной операции 020. Глубина резания равна половине диаметра сверла (17 мм) t=8,5 мм. В зависимости от диаметра сверла, твердости обрабатываемого материала и с учетом поправки на достижение более высокого качества отверстия в связи с последующими операциями зенкерования и развертывания выбираем подачу сверла sо = 0,35 мм/об [3]. Скорость резания при сверлении рассчитывается по следующей формуле:

м/мин (1.31)

где Т - период стойкости и показатели степеней находим для сверления напроход сверлом 17 из Р6М5 с подачей s = 0,35 мм/об по таблицам [3]:

СV = 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2; T = 45 мин;

D = 17 - диаметр инструмента, мм;

S = 0,35 - подача, мм/об.

KV- общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

KV = KМVх KlVх KИV, (1.32)

где KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

KlV - коэффициент, учитывающий глубину сверления;

KИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента.

(1.33)

где B = 650 МПа - физический параметр, характеризующий предел прочности материала при растяжении;

КГ и nv - коэффициент и показатель степени, характеризующие группу стали по обрабатываемости (сталь 45 обрабатывается сверлами из быстрорежущей стали).



KИV = 1 (материал - Р6М5); KГV = 1 - определяем по [3].

Тогда KV = 1,14х1х1 = 1,14.

Частота вращения сверла:

Так как обработка ведется на агрегатном станке, то настраиваем коробку на частоту равную стандартной n = 570 об/мин.

Уточним скорость резания:

Крутящий момент Mкр:

Н•м (1.34)

Коэффициенты и показатели степеней определяем для стали 45 и материала сверла Р6М5: СМ = 0,0345; у = 0,8; q = 2.

Коэффициент, учитывающий условия обработки КР = КМР.

КМР определяется для сверла из Р6М5 по формуле:

 (1.35)

Осевая сила:

Н (1.36)

Коэффициент СР и показатели степеней определяем по таблицам [3]:

СР = 68; у = 0,7; q = 1.

Так как одновременно обрабатываются 8 отверстий, то:

Тогда мощность резания:

(1.37)

Для обеспечения необходимой мощности в сверлильной головке агрегатного станка БС-533 должен быть установлен асинхронный двигатель с мощностью на 10…15% больше расчетной.

Произведем расчет основного времени:

 (1.38)

где l1+ l2 = 6 мм - суммарная величина врезания и перебега;

l = 18 мм - длина отверстия.

2. Произведём расчёт режимов резания при черновом точении наружного диаметра диска фланца на токарно-автоматной операции 005.

Обработка ведется проходным резцом с пластиной из Т15К6.

Глубина резания t = 3,25 мм.

Для чернового точения выбираем подачу для материала Т15К6 по [3] S = 0,8 мм.

Скорость резанья при точении:

м/мин (1.39)

Период стойкости Т и показатели степеней находим по таблицам [3]:

СV = 280; x = 0,15; y = 0,45; m = 0,20; T = 50 мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

KV = KМV KПV KИV, (1.40)

где KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

KПV - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

KИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента.

(1.41)

где B = 650 МПа - физический параметр, характеризующий предел прочности материала при растяжении;

КГ и nv - коэффициент и показатель степени, характеризующие группу стали по обрабатываемости (сталь 45 обрабатывается резцом с пластиной из Т15К6).

KИV = 1 (для Т15К6); KПV = 0,8 (для поковки) - по таблицам [3].

KV = 1,15х0,8х1 = 0,94.

Определяем скорость резания:

Частота вращения заготовки:

Принимаем по паспорту станка n = 160 oб/мин.

Уточним скорость резания:



Главная составляющая силы резанья при точении, Н:

(1.42)

Коэффициенты и показатели степеней определяем для резца с пластиной из Т15К6 по таблицам [3]:

СР = 300; х = 1; у = 0,75; n = -0,15.

Определим поправочный коэффициент:

(1.43)

КМР определяется по формуле:

(1.44)

Коэффициенты, учитывающие влияние геометрии резца на силу резания определим по таблицам [3]:

Кцр = 1,0; Кгр = 1,0; Клр = 1,0; Кrр = 1,0.

Тогда тангенциальная сила резанья при продольном точении равна:

Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

 (1.45)

Предварительно выбранный станок 1Б284 может обеспечить черновую обработку наружной цилиндрической поверхности.

Определяем основное время То:

мин (1.46)

где Sо - оборотная подача, об/мин.

мин.

На все остальные операции режимы резания определим по нормативам, приводимым в технических справочнике [3], и полученные результаты расчетов режимов резания сведём в таблицу 1.8.

Таблица 1.8 - Сводная таблица режимов резания

№ операции	Наименование операции или перехода	t, мм	S, мм/об	T, мин	n, мин-1	V, м/мин	To, мин	Lр.х., мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9
005	Токарно-автоматная
	Черновое точение в размер 220-1,15	3,25	0,8	50	160	110,5	0,19	24,5
	Подрезание торцев в размеры 142max, 18±0,35, 165±0,3	2,25; 2,25; 3,25	0,4	50	80	60,8	1,21	39
	Точить фаски в размер 1,6х45	1,6	0,8	50	80	60,8	0,03	2
010	Токарно-автоматная
	Подрезание торцев в размеры 179±0,5, 2+0,4	2,25; 1,25	0,4	50	80	60,8	1,92	73
	Точить фаски в размер 6х45	2	0,8	50	80	60,8	0,05	3
	Точить поверхности, выдерживая размеры 62-0,74, 52-0,74, 77-0,74 43,5, 27,8	3	0,6	50	375	94,2	0,58	131
015	Двухсторонне-центровальная
	Сверление центровых отверстий R5 на глубину 14min	2,5	0,1	25	800	15,8	0,2	16
020	Агрегатная
	Сверление 8 отв. 17	8,5	0,35	45	570	27,4	0,22	43
	Зенкерование 8 отверстий 17,7	0,43	0,35	30	570	27,4	0,1	20
	Зенкование фасок 2,5х30	2,5	0,35	30	570	27,4	0,01	2,5
	Развёртывание 8 отверстий 18	0,15	0,9	40	90	5	0,49	40
	Сверление 2-х отверстий в размеры 10,3, 35min, 30±0,42	5,15	0,25	45	700	22,4	0,25	44
	Зенкерование 2-х отверстий в размеры 10,7, 16, 1,6, 35min, 30±0,42	0,2; 1,6	0,3	30	500	15	0,28	42
025	Вертикально-сверлильная
	Зенкование фасок 1х45	1	0,3	30	160	9	0,32	2
030	Резьбонарезная
	Нарезать резьбу, выдерживая размеры М12х1,25-6Н, 24min	1,25	0,6	100	250	9	0,32	24
035	Токарно-гидрокопировальная
	Точение получистовое посадочных шеек	0,7	0,4	50	400	94,2	0,99	159
1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Точение получистовое посадочных шеек	0,34	0,3	50	400	94,2	1,32	159
	Точение чистовое посадочных шеек в размеры 60,5-0,046, 50,5-0,046, 75,5-0,046	0,15	0,2	50	500	117,8	1,59	159
	Точение канавки с фаской в размеры 49,5, 28±0,65, 2,5±0,5х30	0,5; 2,5	0,5	50	500	117,8	0,02	6
040	Шлицефрезерная
	Фрезерование шлицев, выдерживая размеры 57+4,6, 50-0,6	4,85	1,25 на оборот заготовки	130	nфр= 100 n1заг=8,3	Vфр=31,4 V1заг=1,5	3,7	107
060	Круглошлифовальная
	Однократное шлифование поверхность, выдерживая размеры , 59,52	0,25	0,075	30	nкр= 1250 nзаг= 160	Vкр=35м/с Vзаг=30,1м/с	0,06	0,25
065	Круглошлифовальная
	Предварительное шлифование поверхности в размеры 50,2-0,046	0,15	0,05	30	nкр= 1250 nзаг= 200	Vкр=35 м/с Vзаг=31,4м/с	0,03	0,15
	Окончательное шлифование поверхности окончательно в размеры 50±0,008	0,1	0,005	30	nкр= 1250 nзаг= 160	Vкр= 35 м/с Vзаг=30,8м/с	0,04	0,1
070	Торцекруглошлифовальная
	Черновое шлифование 2-х шеек в размеры 75,23-0,046, 15min, 60,26-0,03	0,135	0,05	30	nкр= 1000 nзаг= 160	Vкр=35м/с Vзаг=37,7м/с	0,02	0,135
	Одновременное чистовое шлифование поверхности в размер 60,1-0,019 , 75-0,074, 15min	0,125	0,005	30	nкр= 1000 nзаг= 100	Vкр=35м/с Vзаг=23,6м/с	0,03	0,125
	Тонкое шлифование поверхности в размеры , 43±0,8	0,05	0,001	30	nкр= 1250 nзаг= 100	Vкр= 35 м/с Vзаг=18,8м/с	0,03	0,05
075	Полировальная
	Полирование наружной поверхности в размеры 75-0,074; 15min	-	-	-	nкр= 1000 nзаг= 80	Vкр=35м/с Vзаг=20м/с	0,15	-

Примечание:

1 расчёт произведён для двухзаходной червячной фрезы.

1.13 Выявление и расчёт технологической размерной цепи

При разработке технологических процессов механической обработке заготовок деталей машин технологу часто приходится вместо конструкторских размеров использовать иные размеры и определять допуски на них, но так, чтобы в результате их выполнения обеспечивались размеры и допуски, установленные чертежом детали. Определение технологических размеров и допусков должно производиться на основе выявления и расчёта технологических размерных цепей, выражающих связь размеров обрабатываемой детали по мере выполнения технологического процесса.

Рассмотрим размерную цепь, возникающую при чистовом точении канавки на посадочной шейке в направлении параллельном оси заготовки. После выполнения токарного перехода по обработке поверхности канавки размер между её торцом и ближайшим в осевом направлении будет равен 28±0,65 мм. Данный размер отсчитывается не от технологической базы (внешнего торца цилиндра фланцевой части ?220 мм), а от предварительно обработанной поверхности торца стержневой части фланца. При этом не соблюдается принцип единства технологической и измерительной базы поэтому необходимо рассчитать размеры А1 и А2, на которые будет настраиваться инструмент. В размерную цепь входят следующие размеры: расстояние от технологической базы до ранее обработанной поверхности, от которой проставлен чертежный размер; расстояние от технологической базы до обрабатываемой поверхности.

Произведём расчёт технологической размерной цепи, используя методику, приведенную в [13].

Размерная цепь имеет вид:



Рисунок 1.12 - Технологическая размерная цепь

Составляющими звеньями являются: уменьшающее звено А2, увеличивающее звено А1=179 мм. Номинальный размер звена:

А2= А1-AД=179-28=151 мм. (1.47)

К замыкающему звену предъявляются следующие требования:

Величина единицы допуска для каждого составляющего звена:

, мкм (1.50)

где Ас.г. j - среднее геометрическое границ интервала размеров, в который попадает Аj.

, (1.51)

где Amin и Amax - границы интервала размеров в таблице допусков, в который попадает номинальный размер составляющего звена.

.

Связь между допуском замыкающего звена и допусками составляющих звеньев устанавливается способом одинакового квалитета. Найдём количество единиц допуска:

(1.52)

где ij- единица допуска j-го звена.

По полученному значению аС назначаем допуски и предельные отклонения по 13 квалитету точности на все звенья, кроме замыкающего и корректирующего:

ТА1=630 мкм; А1=179-0,63 мм.

Расчет допуска корректирующего звена:

мкм (1.53)

ТА2=1300-630=670 мкм.

Расчет координаты середины поля допуска составляющих звеньев:

мкм (1.54)

ECA1=0-630/2= -315 мкм.

Расчет координаты середины поля допуска корректирующего звена:

(1.55)

где - о коэффициент для увеличивающего звена - 1, для уменьшающего звена - ( -1).

ECА2=1/-1•(0-(-315))= -315 мкм.

Расчет предельных отклонений корректирующего звена:

В итоге расчета размерной цепи получили следующие размеры:

Сделаем вывод о годности принятого технологического процесса для получения размеров с найденной точностью. Для этого сравним допуски полученных размеров с допусками соответствующими средней экономической точности принятых методов обработки. Так как размеры А1 и А2 имеют допуск по 13 квалитету соответственно, а принятый технологический процесс обеспечивает получение данных размеров по 12-13 квалитету, то принятые методы обработки являются приемлимыми для обеспечения требуемой точности получения размеров.

1.14 Определение норм времени технологических операций

Расчёт норм времени подробно приведем для токарно-гидрокопировльной операции 035 по методике [4].

Основное время на операции равно суммарному времени переходов, так как используется последовательная схема работы суппортов:

То = То1+То2+То3+То4.

То = 0,99+1,32+1,59+0,02=3,92 мин.

Определяем вспомогательное время:

Тв =Тус+Тзо+Туп+Тиз+Тконв, мин (1.58)

где Тус = 0,168 мин - время на установку и снятие детали в специальный пневмопатрон с плавающим центром;

Тзо = 0,036 мин - время на открепление и закрепление детали рукояткой пневматического зажима;

Тконв = 0,144 мин - время на снятие и навешивание детали на конвейер;

Туп = 0,275 мин - время на приёмы управления:

- включить станок кнопкой - 0,015 мин;

- подвод копировального суппорта к заготовке и его отвод - 0,2 мин;

- подвод и отвод поперечного суппорта - 0,06 мин

Определим время на измерение детали (контроль выдерживаемых на операции параметров, осуществляемый на рабочем месте):

- время на измерение калибром-скобой - 0,05 мин (всего 3 измерения);

- время на измерение шаблоном - 0,044 мин (всего 1 измерение);

- время на измерение штангенциркулем - 0,06 мин. (всего 1 измерение).

- время на измерение фаскомером (радиусомером) - 0,02 мин (всего 2 измерения);

Тиз = (0,05•3+0,044+0,06+2•0,02) = 0,294 мин - время на измерение детали. Так как полное время измерения одной детали 0,294 мин меньше основного времени обработки, то совмещаем время на измерение с основным и в дальнейших расчетах не учитываем.

Тв = 0,168+0,036+0,275+0,144 = 0,619 мин.

Оперативное время:

Топ = Тв + То, мин (1.59)

Топ = 0,619+3,92 = 4,539 мин.

Время на обслуживание рабочего места определяется как:

Тобс = Ттех + Торг, мин (1.60)

где Ттех - время технического обслуживания, затрачиваемое на уход за рабочим местом в течение данной конкретной работы, мин;

Торг - время организационного обслуживания, затрачиваемое на уход за рабочим местом в течение всей смены, мин.

Ттех = , мин (1.61)

где tсм = 3,6 мин - время на смену резцовых блоков в копировальном и поперечном суппортах;

Т = 50 мин - стойкость резца.

Ттех = = 0,282 мин.

Торг = 0,082 мин - 1,8% от Топ.

Тобс = 0,282 + 0,082 = 0,364 мин.

Определим время на перерывы, отдых и личные надобности (составляет 6% от Топ):

Тотд = 4,539•6/100 = 0,272 мин.

Далее определяем норму штучного времени:

Тшт = Тосн+ Твсп + Тобс+ Тотд , мин (1.62)

Тшт = 3,92+0,619+0,364+0,272 = 5,175 мин.

Результаты расчета норм времени для всех операций сведем в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Технические нормы времени по операциям, мин

№ операции	Наименование операции	Тв	То	Топ	Тобс+Тотд	Тшт.
		Тус	Тзо	Т1уп	Т2из	Т4конв
005	Токарно-автоматная	0,15	0,036	0,275	(0,144)	0,144	1,43	2,035	0,159	2,194
010	Токарно-автоматная	0,17	0,036	0,275	(0,266)		2,55	3,175	0,248	3,423
015	Двухсторонне-центровальная	0,11	0,036	0,2	(0,045)		0,2	0,69	0,054	0,744
020	Агрегатная	0,2	0,036	0,35	(0,15)		1,35	2,08	0,162	2,242
025	Вертикально-сверлильная	0,11	0,036	0,815	(0,01)		0,32	1,425	0,111	1,536
030	Резьбонарезная	0,2	0,036	0,2	(0,05)		0,32	0,9	0,07	0,97
035	Токарно-гидрокопировальная	0,168	0,036	0,275	(0,294)		3,92	4,539	0,354	4,893
040	Шлицефрезерная	0,168	0,036	0,115	(0,04)		3,7	4,163	0,325	4,488
060	Круглошлифовальная	0,168	0,036	0,1	(0,05)		0,06	0,508	0,039	0,547
065	Круглошлифовальная	0,168	0,036	0,1	(0,05)		0,07	0,518	0,04	0,558
070	Торцекруглошлифовальная	0,168	0,036	0,1	(0,06)		0,08	0,528	0,041	0,559
075	Полировальная	0,168	0,036	0,1	(0,02)		0,15	0,598	0,047	0,645

Примечания

1 с учетом времени на холостые ходы

2 контролю на рабочем месте подлежат 15% деталей

3 нормы времени, приведенные в скобках, совмещены с основным временем

4 Тконв (время на снятие и навешивание детали на конвейер)

1.15 Определение количества основного технологического оборудования и его загрузки

Необходимое количество станков S для выполнения годовой программы выпуска определяется по формуле, исходя из [1]:

(1.63)

где Si -- количество единиц оборудования для выполнения одной операции;

Тшт. -- штучное время обработки изделия на данной операции, мин;

N -- количество изделий, подлежащих обработке в год;

F = 4015 -- действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

Кв = 1,1…1,3 - коэффициент выполнения норм времени.

Коэффициент загрузки оборудования согласно [1]:

, (1.64)

где Sпр -- принятое количество станков.

Операция 005

; Sпр=1; .

Операция 010

; Sпр=1; .

Операция 015

; Sпр=1; .

Операция 020

; Sпр=1; .

Операция 025

; Sпр=1; .

Операция 030

; Sпр=1; .

Операция 035

; Sпр=1; .

Операция 040

; Sпр=1; .

Операция 060

Sпр=1; .

Операция 065

Sпр=1; .

Операция 070

Sпр=1; .

Операция 075

Sпр=1; .

На основании рассчитанных коэффициентов строим график загрузки оборудования.



Рисунок 1.13 - График загрузки оборудования

1.16 Уточнение типа производства по коэффициенту закрепления операции

Уточнённый расчёт типа производства производится на основе определения коэффициента закрепления операции согласно [1]:

, (1.65)

где n - количество всех различных технологических операций, выполняемых в течение года.

Р - число рабочих мест, необходимых для выполнения производственной программы.

В предыдущем пункте мы определили коэффициенты загрузки оборудования разработанного техпроцесса. На тех операциях, где он меньше нормативного для массового производства (з = 0,8), станки будем догружать операциями из технологических процессов производства других фланцев данного типа, производящихся на предприятии, организуя многономенклатурную поточную линию. При этом упрощенно считаем, что операции из техпроцессов-аналогов загружают станки также как и одноименные операции из проектируемого техпроцесса.

Определим количество операций, выполняемых на каждом рабочем месте за год при нормативной загрузке оборудования согласно [1]:

, (1.66)

где з = 0,8 - нормативный коэффициент загрузки станков для крупносерийного типа производства;

зi - коэффициент загрузки станка на каждой операции.

Операция 005:

n1 = 0,8/0,248 = 3,22.

Операция 010:

n2 = 0,8/0,387 = 2,07.

Операция 015:

n3 = 0,8/0,1 = 8.

Операция 020:

n4 = 0,8/0,254 = 3,15.

Операция 025:

n5 = 0,8/0,174 = 4,59.

Операция 030:

n6 = 0,8/0,11 = 7,27.

Операция 035:

n7 = 0,8/0,554 = 1,44.

Операция 040:

n8 = 0,8/0,51 = 1,57.

Операция 060:

n9 = 0,8/0,07 = 11,42.

Операция 065:

n10 = 0,8/0,08 = 10.

Операция 070:

n11 = 0,8/0,08 = 10.

Операция 075:

n12 = 0,8/0,1 = 8.

Тогда коэффициент закрепления операций:

Кзо = (3,22+2,07+8+3,15+4,59+7,27+1,44+1,57+11,42+10+10+8)/12 = 5,89

Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций:

1…10 - массовое и крупносерийное;

10…20 - среднесерийное;

Так рассчитанное значение Кзо близко к 10, то можно сделать вывод о том, что предварительный выбор крупносерийного типа производства для выполнения требуемой годовой программы выпуска детали "Фланец 82-2308017" (30000 штук) верен.

2 Расчет и проектирование средств технологического оснащения

2.1 Проектирование и расчет станочного приспособления для точения поверхностей 220h14 и 18h13

2.1.1 Служебное назначение и описание конструкции приспособления

В качестве рабочего приспособления на токарном полуавтомате 1Б284, учитывая характер производства, будет служить проектируемое устройство - патрон трёхкулачковый. Для сокращения времени на установку заготовки на станке, а также повышения точности и надежности ее крепления широко используется механизированный привод к токарному патрону. Механизированные зажимные устройства обеспечивают постоянство сил зажима для всех деталей партии и облегчают труд рабочего при креплении заготовок на станке.

Приспособление "Патрон трёхкулачковый" 7122-5930 будет предназначено для базирования и закрепления заготовки на операции 005 -- токарно-автоматная (черновое точение наружного цилиндра, 2-х торцевых поверхностей, и 2-х фасок фланцевой части детали на 6-шпиндельном вертикальном токарном полуавтомате 1Б284)

Базирование заготовки будет происходить по наружной цилиндрической поверхности стрежневой части детали и по выемке на внутренней поверхности фланцевой части детали. В осевом направлении перемещение заготовки будет ограничиваться упором в выемку на внутренней поверхности фланцевой части детали. В данном случае двойной направляющей базой является ось наружного цилиндра стрежневой части заготовки, а упорной базой - поверхность контакта упора приспособления с выемкой.



Рисунок 2.1 -- Схема базирования заготовки в приспособлении

Приспособление будет устанавливаться на станок, базируясь по поверхности основания 250Н7 и буртику высотой 8мм.

Приспособление будет иметь несложную конструкцию, что будет говорить о его невысокой стоимости, но и обеспечит невысокую точность базирования, поэтому данное приспособление будет использоваться только на первой черновой операции для получения промежуточных баз.

Зажим будет происходить следующим образом:

Заготовка будет устанавливаться в приспособление до упора (позиция 3), ограничивающего осевое перемещение. После чего от пневмоцилиндра через шток и тягу (позиция 6) будет приходить в движение три кулачка (позиуия 4), закрепляющих заготовку. Преобразование осевого движения тяги в радиальное движение кулачков объясняется скольжением конической поверхностью самих кулачков с углом скоса клина = 15 0 по прилегающей к ней конической поверхности втулки (позиция 8). После зажима кулачки будут придавать заготовке верное радиальное положение. В тяге и кулачках будут выполнены канавки для размещения в них разжимных колец (позиция 7), это необходимо для лучшего отвода кулачков при откреплении заготовки.

Приспособление будет являться специальным, однако его можно будет переналадить на обработку заготовок другого типоразмера (переналадка производится путем замены 3-х кулачков и упора).

Конструкция патрона показана на рисунке 2.2.



Рисунок 2.2 - Специальный 3-кулачковый патрон с механизированным приводом

2.1.2 Расчет сил зажима заготовки

Заготовка диаметром 65 мм установлена в 3-х кулачковом патроне и находится под действием крутящего момента Мр, создаваемого главной составляющей силы резания. Создаваемые силой W моменты трения Мтр1 (в контакте кулачков с наружной цилиндрической поверхностью заготовки) и Мтр2 (в контакте упоров с поверхностью выемки на внутреннем торце фланцевой части заготовки) противодействуют повороту заготовки.



Рисунок 2.3 - Схема действия силы и момента

Рассмотрим неблагоприятные варианты потери равновесия заготовки.

Условие равновесия, когда на заготовку действует крутящий момент от сил резания согласно формуле [5]:

, (2.1)

где f1 - коэффициент трения, f1 = 0,35;

r - радиус заготовки, по которому происходит обжим кулачков, r = 0,065 м;

Мр - крутящий момент при точении;

k - коэффициент запаса, учитывает неточность расчетов, непостоянство условий обработки и закрепления заготовки.