Технологическая подготовка производства корпуса подпятника карусельного станка

Режущий инструмент: сверло центровочное ш2мм, ГОСТ 14952-75; материал Р6М5.

8. Сверлить четыре отверстия ш24^+0,52мм, выдерживая размеры 260±0,5мм, 45°±8', шероховатость Ra 10 мкм.

Режущий инструмент: сверло спиральное Ш24мм ГОСТ 22736-77, оснащенное пластинами с твердого сплава ВК4.

9. Зенковать фаски 3х45є.

Режущий инструмент: зенковка коническая, ГОСТ 14953-80, материал Р6М5.

10. Нарезание резьбы М27х3-7Н, выдерживая размеры 260±0,5мм, 45°±8', шероховатость Ra 4 мкм.

Режущий инструмент: метчик с проходным хвостовиком для метрической резьбы М27х3 ГОСТ 3266-81, материал Р6М5.

Средства достижения поставленной цели: за счет базирования, постоянства баз и точности ТК.

Оборудование: вертикальный многоцелевой станок HAAS VF6-50.

Приспособление: заготовка закрепляется в специальном приспособлении.

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ I-500-0,05, ГОСТ 166-89, нутромер индикаторный с точностью измерения 0,005 мм, ГОСТ 9244-75, резьбовая пробка ПР, НЕ для резьбы М12, ГОСТ 17758-72, приспособление для контроля плоскостности.

Операция 015 Фрезерно-расточная

Цель операции: фрезерование торцов корпуса и обработка отверстий.

Эскиз операции 015 изображен на рис. 2.15.

Содержание операции:

1. Фрезеровать поверхность начисто по программе, выдерживая размер 322,0_-0,14мм, параллельность установочной плоскости 0,05мм, шероховатость Ra 2,5 мкм.

Режущий инструмент: фреза торцевая со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ГОСТ 24359-80 Ш160 мм, материал пластин ВК6.

2. Фрезеровать поверхность начерно на проход, выдерживая размер 194,5_-0,3мм, параллельность установочной плоскости 0,2мм, шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: фреза торцевая со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ГОСТ 24359-80 Ш100 мм, материал пластин ВК8.

3. Фрезеровать поверхность начисто на проход, выдерживая размер 194_-0,2мм, параллельность установочной плоскости 0,05мм, шероховатость Ra 3,2 мкм.

Режущий инструмент: фреза торцевая со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ГОСТ 24359-80 Ш100 мм, материал пластин ВК6.

4. Центрировать шесть отверстий, выдерживая размеры ш2^+0,25мм 400±0,3мм, 30°±10', шероховатость Ra 10 мкм.

Режущий инструмент: сверло центровочное ш2мм, ГОСТ 14952-75; материал Р6М5.



Рис. 2.15. Эскиз к операции 015

5. Сверлить шесть отверстий ш20^+0,52мм, выдерживая размеры 400±0,5мм, 30°±10', шероховатость Ra 10 мкм.

Режущий инструмент: сверло спиральное Ш20мм ГОСТ 22736-77, оснащенное пластинами с твердого сплава ВК4.

6. Рассверлить 6-ть отверстий до ш30^+0,52мм, выдерживая размеры 400±0,5мм, 60°±10', шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: сверло спиральное Ш30мм ГОСТ 22736-77, оснащенное пластинами с твердого сплава ВК4.

7. Расточить начерно шесть отверстий, выдерживая размеры ш60^+0,74мм, 400±0,5мм, 30°±10', 5±0,15мм, шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 18884-73 для черновой обработки, материал пластин ВК4.

8. Расточить начисто отверстие, выдерживая размеры ш209,4^+0,1мм, перпендикулярность установочной плоскости 0,08 мм, шероховатость Ra 2,5 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 18884-73 для черновой обработки, материал пластин ВК6.

9. Расточить тонко отверстие, выдерживая размеры ш210^+0,046мм, перпендикулярность установочной плоскости 0,03 мм, шероховатость Ra 1,6 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 18884-73 для черновой обработки, материал пластин ВК3.

10. Расточить фаску 2х45є, шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 18884-73 для черновой обработки, материал пластин ВК4.

11. Расточить начерно отверстие, выдерживая размеры ш41,8^+0,25мм, 452±0,25мм, перпендикулярность установочной плоскости 0,15 мм, шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 18884-73 для черновой обработки, материал пластин ВК4.

12. Расточить начисто отверстие, выдерживая размеры ш43,4^+0,062мм, 452±0,1мм, перпендикулярность установочной плоскости 0,06 мм, шероховатость Ra 2,5 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 18884-73 для черновой обработки, материал пластин ВК6.

13. Расточить тонко отверстие, выдерживая размеры ш44^+0,039мм, 452±0,05мм, перпендикулярность установочной плоскости 0,025 мм, шероховатость Ra 1,6 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 18884-73 для черновой обработки, материал пластин ВК3.

14. Расточить фаску 2х45є, шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 6743-61 для черновой обработки, материал пластин ВК4.

Средства достижения поставленной цели: за счет базирования, постоянства баз и точности ТК.

Оборудование: вертикальный многоцелевой станок HAAS VF6-50.

Приспособление: заготовка закрепляется в специальном приспособлении.

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ I-500-0,05, ГОСТ 166-89, нутромер индикаторный с точностью измерения 0,005 мм, ГОСТ 9244-75, приспособление для измерения перпендикулярности, приспособление для измерения параллельности.

Операция 020 Фрезерно-расточная

Цель операции: фрезерование торцов корпуса и обработка отверстий.

Эскиз операции 020 изображен на рис. 2.16.

Рис. 2.16. Эскиз к операции 020

Содержание операции:

1. Фрезеровать поверхность начерно напроход, выдерживая размер 98,5_-0,3мм, параллельность установочной плоскости 0,2мм, шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: фреза торцевая со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ГОСТ 24359-80 Ш100 мм, материал пластин ВК8.

2. Фрезеровать поверхность начисто напроход, выдерживая размер 98_-0,14мм, параллельность установочной плоскости 0,05мм, шероховатость Ra 2,0 мкм.

Режущий инструмент: фреза торцевая со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ГОСТ 24359-80 Ш100 мм, материал пластин ВК6.

3. Фрезеровать паз: врезание на глубину 4-5мм и фрезерование с продольной подачей напроход, смещение фрезы в стороны и фрезерование с продольной подачей на проход, но в противоположную сторону. Повторение цикла, выдерживая размеры 60±0,1мм, 70^+0,074мм, симметричность оси симметрии паза базам А, Б 0,04мм, шероховатость Ra 2,0 мкм.

Режущий инструмент: фреза шпоночная Ш40мм со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ГОСТ 6396-78; материал пластин ВК6.

4. Расточить две фаски 2х45є, шероховатость Ra 6,3 мкм.

Режущий инструмент: расточной резец с механическим креплением 3-хгранных пластин ГОСТ 6743-61 для черновой обработки, материал пластин ВК4.

Средства достижения поставленной цели: за счет базирования, постоянства баз и точности ТК.

Оборудование: вертикальный многоцелевой станок HAAS VF6-50.

Приспособление: заготовка закрепляется в специальном приспособлении.

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ I-500-0,05, ГОСТ 166-89, приспособление для измерения параллельности, предельный калибр-пробка для измерения ширины паза.

Операция 025 4221 Горизонтально-расточная

Цель операции: обработка отверстия под масленку.

Эскиз операции 025 изображен на рис. 2.17.

Средства достижения поставленной цели: за счет базирования и точности ТК.

Оборудование: учитывая удобство обработки, назначение и технологические свойства станка и стоимость оборудования, выбираем горизонтально-расточной станок 2М615.

Приспособление: заготовка закрепляется в специальном приспособлении.

Содержание операции:

1. Сверлить отверстие ш5^+0,3мм на глубину 22±0,5мм с выдерживанием размера 145±0,15мм, шероховатость Ra 10 мкм.

2. Рассверлить отверстие до ш10,2^+0,18мм на глубину 15±0,215мм, выдерживая размер 145±0,15мм, шероховатость Ra 6,3 мкм.

3. Зенковать фаску 2х45є.

Режущий инструмент: комбинированный инструмент сверло-зенковка, материал Р6М5.

4. Нарезать резьбу М12х1,75-7Н, выдерживая размеры 12±0,215мм, 145±0,15мм, шероховатость Ra 4 мкм.

Режущий инструмент: метчик с проходным хвостовиком для метрической резьбы М12х1,75 ГОСТ 3266-81.



Рис. 2.17. Эскиз к операции 025

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ I-500-0,05, ГОСТ 166-89, резьбовая пробка ПР, НЕ для резьбы М12, ГОСТ 17758-72.

2.3 Определение режимов резания

2.3.1 Аналитический расчет режимов резания

Аналитический расчет режимов резания проведем для части операции 010 (черновое и чистовое фрезерование). Расчет ведется согласно источнику [2].

Расчет для операции 005 (черновое и чистовое фрезерование)

1. Исходные данные:

Деталь - корпус;

Материал детали - серый чугун СЧ20;

Метод получения исходной заготовки -Литье в песчано-глинистые формы.

2. Определяем режимы резания:

Устанавливаем глубину резания:

Для чернового фрезерования t_черн = 3,6 мм;

Для чистового фрезерования t_чист = 0,5 мм.

Подача для фрезерования чугуна СЧ20:

Для чернового фрезерования Sz_черн = 0,30мм / зуб;

Для чистового фрезерования Sz_чист = 0,25мм / зуб.

Назначаем период стойкости фрезы.

Для торцевых фрез D=160мм принимаем Т=180 мин.

1. Скорость резанья определяется по зависимости:

Коэффициенты и показатели степеней выбираем для серого чугуна, торцевых фрезы и материала режущей части - твердый сплав:

;;;;;

;

;

;

.

Определяем скорость резания:

Для чернового фрезерования:

Для чистового фрезерования:

4. Частота вращения шпинделя:



Вертикальный многоцелевой станок HAAS VF6-50 имеет бесступенчатое регулирование, поэтому принимаем частоту вращения:

Действительная скорость резания:

;

5. Определим минутную подачу:

;

6. Определим главную составляющую силы резания при фрезеровании Р_z:

Выпишем коэффициенты и показатели степени для серого чугуна:

;;;;;

; ;

Откуда:

Определим мощность резания:

7. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.

Необходимо, чтобы выполнялось условие N_черн<N_шп.

У станка HAAS VF6-50:

N_шп= 14кВт.

Поскольку N_черн< N_шп (1,41<14), то обработка возможна.

8. Основное время:

,

где L= l + у + Д мм - длина обработки;

і=2 - количество проходов фрезы

При торцевом фрезеровании с учетом того, что фреза при чистовой обработке должна выйти из зоны резания, принимаем:

Для чернового фрезерования:

- врезание;

Д_черн=3мм - сбег;

l=320мм - длина обработки.

Тогда

L_черн=320+3+80=403мм.

Для чистового фрезерования:

Д_чист=160мм - сбег.

L_чист=320+80+160=560мм.

2.3.2 Определение режимов резания за нормативами

Расчет режимов резания по нормативам проводится для операции 025 (горизонтально-расточной), на которой проводится обработка отверстия М12 на горизонтально-расточном станке модели 2М615.

Режущий инструмент:

- Комбинированный инструмент сверло-зенковка, материал Р6М5;

- метчик с проходным хвостовиком для метрической резьбы М12х1,75 ГОСТ 3266-81.

Расчет ведется согласно источнику [15].

1. Глубина резания.

Для отверстия Ш5мм: t_св =d/2=5/2=2,5мм

Для отверстия М12: t_рассв = (D-d)/2=(10,2-5)/2=2,6 мм.

D -диаметр сверла.

t_{зенковки} =2 мм.

t_мет =(D₁- D)/2=(12-10,2)/2=0,9 мм.

2. Подача:

с диапазона 0,25 - 0,30 принимаем значения:

S_св = 0,28 мм/об.

S_{метчика}= 1,75 мм/об.

3. Определение периода стойкости:

Т_св=15 мин.

Т_метч=90 мин.

4. Определение скорости резанья:

v_{табл св} =50 м/мин

Учитывая поправочные коэффициенты:

к_lv - коэффициент, который учитывает длину отверстия в диаметрах сверла (1,0) определяем действительную скорость:

v_дсв = v_{таблрсв}· к_lv = 50·1,0 = 50 м/мин.

v_{табл метч} =15,1 м/мин

Учитывая поправочные коэффициенты:

к_мv=1 - коэффициент, который учитывает свойства обрабатываемого материала;

к_иv=1 - коэффициент, который учитывает марку инструмента;

к_lv=1 - коэффициент, который учитывает точность нарезания резьбы (1,0) определяем действительную скорость:

v_дсв = v_таблсв· к_мv ·к_иv · к_lv = 15,1·1,0·1,0·1,0 = 15,1 м/мин.

5. Определение частоты вращения шпинделя:

Корректируем частоту вращения согласно паспортных данных станка и принимаем n_дсв = 1600 мин^-1.

Тогда действительная скорость резания:



Корректируем частоту вращения согласно паспортных данных станка и принимаем n_дмет = 315 мин^-1.

Тогда действительная скорость резания:

6. Определяем мощность резания:

N_св = 1,2 кВт

N_метч = 0,64 кВт

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.

Необходимо, чтобы выполнялось условие N N_с·,

для нашего случая:

N = 0,8 кВт Nв· = 4,5·0,8 = 3,6 кВт,

Условие выполняется, обработка возможна.

7. Основное время операции:

,

где L = l + y, l - длина обрабатываемой поверхности (l = 20 мм);

y - врезание и сбег (у = 6мм);

і -количество проходов (і=1).



где L = l + y ,

l - длина обрабатываемой поверхности (l = 12 мм);

y - врезание и сбег (у = 7мм);

Тогда основное время операции:

Режимы резания для других операций определяются согласно [15-17] за нормативами и записаны в табл.2.8.

Таблица 2.8 - Режимы резания обработки поверхностей

№ и название операции	Содержание операции	t, мм	Т, мин	S, мм/об	n, мин-1	V, м/мин	Sмин, мм/мин	То, мин	N, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
005 Фрезерно-расточная	Черновое фрезерование торца	3,6	180	3	184	92,5	552	1,51	1,4
	Черновое растачивание отверстия до ш207,4мм	2,8	60	0,39	217	141	84,6	3,87	2,3
010 Фрезерно-расточная	Черновое фрезерование торца	3,6	180	3	184	92,5	552	1,46	1,4
	Чистовое фрезерование торца	0,5	180	2,5	252	126,4	630	1,78	0,5
	Центрирование 2-х отверстий ш2мм	1	15	0,13	1600	10,0	208	0,02	0,2
	Сверление 2-х отверстий ш14,3мм	7,15	20	0,54	530	23,3	286	0,20	2,1
	Зенкерование 2-х отверстий ш15,8мм	0,75	45	0,41	774	38,4	317	0,16	0,7
	Развертывание 2-х отверстий ш16мм	0,1	30	0,68	310	15,6	211	0,25	0,6
	Центрирование 2-х отверстий ш2мм	1	15	0,13	1600	10,0	208	0,04	0,2
	Сверление 4-х отверстий ш24мм	12	25	0,6	284	21,4	170	1,12	3,4
	Зенковка фаски 3х45є	3	15	0,56	139	13,1	78	0,20	0,3
	Нарезание резьбы М27-7Н	1,5	90	3	205	17,4	615	0,20	0,2
015 Фрезерно-расточная	Чистовое фрезерование торца	0,5	180	2,5	252	126,4	630	1,88	0,5
	Черновое фрезерование бобышки	3,6	180	2,1	344	108	722,4	0,32	1,2
	Чистовое фрезерование бобышки	0,5	180	1,7	465	146	790,5	0,42	0,5
	Центрирование 6-ти отверстий ш2мм	1	15	0,13	1600	10,0	208	0,06	0,2
	Сверление 6-ти отверстий ш20мм	10	25	0,56	363	22,8	203	1,48	2,7
	Рассверливание 6-ти отверстий до ш30мм	5	25	1,24	203	19,1	252	1,12	0,8
	Черновое растачивание 6-ти отверстий до ш60мм	5	60	0,35	796	150	278,6	0,32	2,5
	Чистовое растачивание отверстия до ш209,4мм	1	60	0,22	264	174	58,0	5,6	0,9
	Тонкое растачивание отверстия до ш210мм	0,3	60	0,26	314	207	81,6	3,98	0,5
	Растачивание фаски 2х45є	2	60	0,5	197	131	98,5	0,02	0,3
	Черновое растачивание отверстия до ш41,4мм	2,2	60	0,3	1254	163	376,2	0,27	1,8
	Чистовое растачивание отверстия до ш43,4мм	0,8	60	0,11	1277	174	140,5	0,73	0,7
	Тонкое растачивание отверстия до ш44мм	0,3	60	0,12	1846	255	221,5	0,46	0,4
	Растачивание фаски 2х45є	2	60	0,39	1038	150	405	0,01	0,2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
020Фрезерно-расточная	Черновое фрезерование бобышки	3,6	180	2,1	344	108	722,4	0,32	1,4
	Чистовое фрезерование бобышки	0,5	180	1,7	465	146	790,5	0,42	0,5
	Черновое фрезерование паза	5	90	0,2	621	78	124,2	3,14	2,2
	Чистовое фрезерование паза	0,5	90	0,1	732	92	73,2	5,46	0,6
	Расточить фаски 2х45є	2	60	0,5	197	131	98,5	0,02	0,3
025 Горизон-тально-расточная	Сверление отверстия ш5мм	2,5	15	0,28	1600	25,1	448	0,06	1,3
	Рассверливание отверстия до ш10мм	2,6	45			51,2
	Зенковка фаски 2х45є	2	30			70,3
	Нарезание резьбы М12-7Н	0,9	90	1,75	315	11,9	551,3	0,03	0,3

Суммарное основное время Т_о=36,93мин.

2.4 Нормирование технологичного процесса

Определение норм времени на операции технологического процесса проводится согласно норматива [18] и заносится в табл. 2.9.

Нормирование проводится для операции 025 горизонтально-расточной:

где

- основное время обработки;

- вспомогательное время обработки;

- время на обслуживание;

- подготовительно-заключительное время;

- количество изделий в партии n=45.

1. Основное (технологическое) время:

То = 0,09 мин.

2. Вспомогательное время:

На установку и снятие заготовки Т_уст = 1,36 мин.

Время на остановку шпинделя Т_ош = 0.05 мин.

Время на подвод-отвод инструмента Т_по=0,03мин.

Время на замену инструмента Т_зам = 0.05 мин.

включение-выключение станка Т_в = 0.02 мин.

Т_вс = 2· Т_ош + 4 · Т_в + 2 · Т_по + 2 · Т_зам + Т_уст = 1,36+2 ·0,05 + 4 · 0.02 +

+ 2 · 0.03+2 · 0.05 =1,7мин.

3. Время на перерывы и отдых составляет 4% от оперативного времени:

4. Подготовительно-заключительное время:

на наладку станка инструмента и приспособления:

Т_нал = 14 мин,

на получение инструмента и его сдачу после обработки партии деталей:

Т_пол = 7 мин,

Т_пз = Т_нал + Т_пол =14+7=21 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени на операцию 025:

Т_штк=0,09 + 1,7 + 0,07 + 21 / 45 = 2,33мин

Таблица 2.9 - Технические нормы времени по операциям технологического процесса, мин

№ и название операции	Основное время, То	Вспомога-тельное время, Твсп	Время на отдых Тотд.	Штучное время Тшт	Подготови-тельно-заключительное время на партию, ТПЗ	Количество деталей партии, шт	Норма времени, Тшк
005 Фрезерно-расточная	5,38	1,08	0,26	6,72	35	45	7,50
010 Фрезерно-расточная	5,43	2,94	0,33	8,7	35	45	9,48
015 Фрезерно-расточная	16,69	3,58	0,81	21,08	35	45	21,86
020 Фрезерно-расточная	9,34	2,89	0,49	12,72	35	45	13,50
025 Горизонтально-расточная	0,09	1,7	0,07	1,86	21	45	2,33

Норма штучно-калькуляционного времени для всех операций:

Т_штк=7,50 + 9,48 + 21,86 + 13,50 + 2,33 = 54,67мин

3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Проектирование приспособления для операции 010

3.1.1 Служебное назначение приспособления

Приспособление предназначено для закрепления и базирования на станке HAAS VF6-50.

В результате обработки должны быть обеспечены:

- точность размеров 326,1_-0,2мм, плоскостность 0,05мм, шероховатость Ra 2,0мкм;

- точность размеров ш16Н7^+0,018 мм, 260±0,03мм, шероховатость Ra 1,6 мкм;

- точность размеров М27-7Н, 260±0,5мм, 45°±8', шероховатость Ra 5 мкм.

3.1.2 Разработка конструкции технологической оснастки

Разработка конструкций технологической оснастки осуществляется конструкторскими бюро по оснастке и инструменту в тесной взаимосвязи с технологами, которые проектируют технологические процессы обработки деталей нового изделия. На третьем этапе ТПП изготавливают всю оснастку и нестандартное оборудование. Это наиболее трудоемкая часть технологической подготовки (60 - 80 % труда и средств от общего объема ТПП).

Поэтому, как правило, эти работы проводят постепенно, ограничиваясь вначале минимально необходимой оснасткой первой необходимости, а затем повышая степень оснащенности и механизации производственного процесса до максимальных экономически оправданных пределов.

3.1.3 Описание конструкции и работы приспособления

3-d модель приспособления наведена на рис. 3.1. Сборочный чертеж прилагается к записке.

На сварной плите 1 (см. рис. 3.2) установлен корпус патрона 2, который центрируется на плите по поверхности ш270мм и крепится тремя болтами М12.

Рис. 3.1. 3-d модель приспособления

Рис. 3.2. Эскиз приспособления

Заготовка предварительно устанавливается на опоры 13 до упора 9.

К фланцу 6, который закреплен на боковой поверхности плиты 1 при помощи шпилек 19, крепится цилиндр 5.

Воздух под давлением 0,63МПа поступает в цилиндр 5 через отверстие К 3/8» в торце крышки 4. При этом шток 7 перемещается вправо и через вилку 8 перемещает толкатель 10 корпуса патрона 2. Толкатель 10 соединен с корпусом 11, который передает усилие зажима через рычаги 12 на кулачки 3.

Для раскрепления заготовки воздух подается в К 3/8» в торце фланца 6, шток 7 вместе с толкателем перемещается влево, кулачки 3 разжимаются.

Для предотвращения потерь воздуха на торцах цилиндра 5 стоят прокладки 18.

Приспособление базируется на столе станка при помощи шпонок 22. Вследствие большой массы приспособления (122кг) для его установки и снятия со стола станка предусмотрены болты-крюки 28, за которые можно закрепить трос.

3.1.4 Расчет сил зажима заготовки

Схема действия сил при торцевом фрезеровании представлена на рис. 3.3. [2].

Рис. 3.3. Схема действия сил при торцевом фрезеровании

Сила P_z рассчитана в п 2.3.1.

Согласно [2] соотношение между силами, приведенными на рис. 3.3:

Схема действия сил закрепления заготовки изображена на рис. 3.4.

Согласно [19]:

Рис. 3.4. Схема действия сил при закреплении в приспособлении

где Q_з - усилие зажима, Н;

n=3 - количество кулачков;

D=201,8мм - диаметр отверстия, по которому базируется заготовка;

М = P_V·l;

l=320/2=160мм - радиус поверхности, которая обрабатывается;

f - коэффициент трения покоя чугун-сталь (f=0,3) [13];

- момент трения;

- сила трения поверхности заготовки об опоры приспособления.

160кг - масса заготовки;

f₁ - коэффициент трения (f=0,22 - при контакте необработанных поверхностей заготовки с опорами приспособления) [18];

l₁=220мм - радиус размещения опор приспособления относительно оси кулачков;

К - коэффициент запаса [18]:

где К₀ - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев. К₀=1,5 ;

К₁ - коэффициент, который учитывает состояние технической базы заготовки. К₁=1,2 (черновая);

К₂ - коэффициент, который учитывает затупление режущего инструмента. К₂=1,2;

К₃ - коэффициент, который учитывает ударную нагрузку на инструмент. К₃=1,2;

К₄ - коэффициент, который учитывает стабильность силового привода. К₄=1,0;

К₅ - коэффициент, который учитывает особенности зажимного механизма. К₅=1,0;

К₆ - коэффициент, который учитывает расположение опорных точек. К₆=1,0.

Принимаем К=2,6.

С другой стороны, усилие привода определяется согласно рис. 3.5.

Рис. 3.5. Схема для определения зависимости между усилием привода и усилием зажима

,

где a, b - плечи рычага:

а=40мм; b=32мм (см. сборочный чертеж приспособления).

Принимаем Q=1850Н. Это значение будем использовать при расчете силового привода.

Рассчитаем основные характеристики пневмоцилиндра.

Минимальный диаметр пневмоцилиндра двустороннего действия определяется:

,

где Q - усилие зажима пневмоцилиндра, Н;

Q=1850Н;

Р - рабочее давление пневмосистемы;

Р=0,63МПа=630000Н/м²;

з - КПД

з =0,85.

Принимаем D=70мм.

Технические требования к проектируемому пневмоцилиндру:

1. Цилиндр должен быть герметичным при давлении сжатого воздуха 0,63МПа. Потери воздуха через тела фланца и крышки по резьбам и стыкам, а также через уплотнения поршня и штока не допускаются.

2. Цилиндр должен быть проверен на прочность при давлении 0,9МПа. Внешние потери не допускаются.

3. Цилиндр должен быть проверен на плавность хода. Перемещение штока от крайнего положения в другое при давлении 0,63МПа должно происходить плавно, без рывков и заеданий.

4. Давление в начале перемещения цилиндра без нагрузки не должен превышать 0,2МПа.

5. Все воздушные каналы перед сборкой должны быть очищены и проверены на проходимость.

6. При сборке поверхности, которые трутся, должны быть смазаны.

7. Цилиндр должен работать без потери герметичности не менее 40000 двойных ходов на длине, которая равна двум диаметрам поршня.

3.1.5 Расчет элементов на прочность

При расчете на прочность остановимся на расчете резьбы М12 болтов 14 (см. сборочный чертеж приспособления).

Расчет проведем на смятие и срез.

Условие прочности:

1/3 - потому что патрон крепится с помощью 3-х болтов;

;

,

где d_ср =11,835мм - средний диаметр резьбы;

p=1,75мм - шаг резьбы.

h - высота витка (h=0,866р);

z =8- число витков;

Условие прочности витков по напряжениям среза:

где Н=12мм - длина резьбового соединения.

Условия прочности выполняются.

Также рассчитаем штифт ш8мм.

Расчет на прочность проводится по допустимому пределу прочности [у_р]:

где у - фактический предел прочности;

d₁=8 мм -диаметр штифта;

Q - осевая сила (Q=1850 Н).

Для материала штифта Сталь 20Х [у_р]=500 МПа.

Условие 40,8МПа <500МПа выполняется.

3.1.6 Расчет приспособления на точность

Расчет заключается в определении точности изготовления приспособления по принятым конструктивным параметрам.

На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность , которая не должна превышать допуск выполняемого размера при обработке заготовки, т.е. должно выполняться условие:

.

Допустимая погрешность изготовления приспособления равна, мм [19]:

,

где - допуск выполняемого размера, мм;

- коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения, ;

- коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения , ;

- коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, ;

- погрешность базирования, мм;

- погрешность закрепления, мм;

- погрешность установки, мм;

- погрешность износа установочных элементов, мм;

- погрешность смещения инструмента, мм;

- экономическая точность обработки, мм.

Расчетный параметр - размер 326,1_-0,2мм

так как обеспечивается совмещение технологической и измерительной базы;

- для закрепления в приспособлении с пневматическими зажимами;

[19];

[7];

- т.к. отсутствуют направляющие элементы для инструмента.

Подставив найденные значения в формулу, получим:

Полученная величина погрешности установки не превышает величины допустимого отклонения, следовательно, приспособление обеспечивает необходимую точность обработки.

Принимаем допуск параллельности поверхностей Ж опор (см. сборочный чертеж приспособления) к установочной плоскости Е плиты 0,04мм.

3.2 Проектирование комбинированного режущего инструмента

Проектируемый инструмент будет использоваться для обработки отверстий Ш5 мм, Ш10 мм и снятия фаски 2,0Ч45є. Обрабатываемые поверхности и требования к ним представлены на рис. 3.6.



Рис. 3.6. Поверхности, получаемые комбинированным инструментом

Выбираем материал для режущей части комбинированного инструмента Р6М5 по ГОСТ 19265-73, так как он обладает удовлетворительной прочностью, износостойкостью при малых и средних скоростях резания, широкий интервал закалочных температур.

Определение общей длины сверла-зенковки:

где l_c1 - длина рабочей части сверла Ш5 мм;

l_c2 - длина рабочей части сверла Ш10 мм;

l_з - длина рабочей части зенковки;

l_х - длина хвостовика.

Длина сверла Ш5мм рассчитывается по формуле:

где - длина обрабатываемой поверхности, 5 мм;

- длина врезания, 2 мм;

- длина схода инструмента, 2 мм;

Длина сверла Ш5мм рассчитывается по формуле:

где - длина обрабатываемой поверхности, 15 мм;

- длина врезания, 3 мм;

- длина схода инструмента, 0 мм;

l_з=3мм

Наибольший диаметр, получаемый при обработке фаски - 14,2мм. Принимаем диаметр зенковки 16мм. Согласно ГОСТ 10902-77 для диаметра обработки 16мм принимаем диаметр цилиндрического хвостовика 16мм.

Общую длину сверла определяем по ГОСТ 10902-77 и в соответствии с принятой длинной режущей части инструмента:

Геометрические параметры рабочей части сверла.

Для обработки чугуна выбираем форму заточки сверла нормальную без подточек.

Геометрические параметры при нормальной заточке сверл: задний угол б =11є; поперечная кромка a=1,2мм, l=2,5мм; ленточка l₁=1,5, f_l=0,2мм, б₁=6^о, 2ц = 118є, щ = 30є; ш=40,

где 2ц - угол при вершине;

щ - угол наклона винтовых канавок;

ш - угол наклона поперечной режущей кромки.

Радиусы дуг, образующих профиль винтовой канавки сверла, принимаются равными R_к =(0,75...0,9)d и r_к =(0,22...0,28)d, а центры дуг лежат на прямой, проходящей через центр поперечного сечения сверла.

Принимаем для сверла Ш5мм: R_к = 4 мм, r_к = 1,3 мм.

Принимаем для сверла Ш10мм: R_к = 8 мм, r_к = 2,5 мм.

Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла (по ГОСТ 2034-80).

Предельные отклонения диаметров сверла:

Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14 квалитету с симметричным расположением предельных отклонений ±ІТ14/2 по ГОСТ25347-82.

Радиальное биение рабочей части сверла Ш5мм относительно оси хвостовика не должно превышать 0,14 мм.

Радиальное биение рабочей части сверла Ш10мм относительно оси хвостовика не должно превышать 0,12 мм.

Параметры шероховатости поверхности сверла выбираем по ГОСТ 2789-73:

- задние поверхности режущей части R_a 0,4мкм;

- поверхности направляющих ленточек R_a 0,4мкм;

- поверхности канавок сверла R_a 0,8мкм;

- поверхность хвостовика R_a 0,8мкм.

Геометрические параметры рабочей части зенковки

Для обработки чугуна выбираем форму заточки зенковки нормальную без подточек.

Геометрические параметры: задний угол б =11є; поперечная кромка a=1,2мм, l=2,5мм; ленточка l₁=1,5, f_l=0,2мм, б₁=6^о, 2ц = 90є, щ = 30є;

где 2ц - угол при вершине;

щ - угол наклона винтовых канавок;

Диаметр спинки зенковки q выбираем по зависимости q=(0.99..0.98)d. Подставим диаметр и получим 15,7 мм.

Радиусы дуг, образующих профиль винтовой канавки зенковки, принимаются равными R_к =(0,75...0,9)d и r_к =(0,22...0,28)d, а центры дуг лежат на прямой, проходящей через центр поперечного сечения сверла.

Принимаем R_к = 13 мм, r_к = 4 мм.

Угол стружечной канавки зенковки И обычно равен углу спинки или больше него на 2...3^o.

Результатом проектирования является рабочий чертеж комбинированного инструмента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В аналитической части произведен анализ сборочной единицы и корпуса подпятника на технологичность. Даны рекомендации по улучшению технологичности конструкции изделия.

В технологической части спроектирована исходная заготовка на корпус. Предложен прогрессивный вариант технологического процесса изготовления детали. Проведены расчеты режимов резания для всех обрабатываемых поверхностей корпуса и нормирование времени для каждой операции.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Технология машиностроения. Дипломное проектирование: Учеб. пособие/ С.К. Сысоев, Ю.А. Филиппов, В.А. Левко и др.; под общ. ред. С.К. Сысоева; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. - Красноярск, 2006 - 268с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение,1985-496с., ил.

3. Технологичность конструкции изделия: Справочник Ю.Д. Амиров, Т.К. Алферова, П.Н. Волков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 768 с., с ил.

4. Технология машиностроения. Расчеты и выбор параметров при разработке технологических процессов механической обработки деталей: учеб. пособие для студентов техн. спец. / С.К. Сысоев, Н.И. Амосов, А.С. Сысоев и др.; под общ. ред. С.К. Сысоева; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. - Красноярск, 2011. - 408с.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.2. -8-е изд. перераб. и доп. Под редакцией И. Н. Жестковой. М.: Машиностроение 2015 -912с.: ил.

6. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку.

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.-- 4-е изд., пере раб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985.- 656 с.

8. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. В.В. Бабук и др. - Мн. Выш. шк., 1987. - 255с: ил.

9. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч. 1/ Под ред. В.Д. Мягкова.- 5-е изд., перераб. и доп.- Л.: Машиностроение, 1979. - 544с.

10. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч. 2/ Под ред. В.Д. Мягкова.- 5-е изд., перераб. и доп.- Л.: Машиностроение, 1979. - с 545-1032.

11. Бабук В.В., Горезко П.А. и др. Дипломное проектирование по технологии машиностроения. - Минск.: Вышейш. Шк., 1979. - 464с.

12. Проектирование технологических процессов в машиностроении / Под ред. И.П. Филонова. -М.: УП ТЕХНОПРИНТ, 2003.-910 с., ил

13. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1. -8-е изд. перераб. и доп. Под редакцией И. Н. Жестковой. М.: Машиностроение 2001 -920с.: ил.

14. Справочник инструментальщика / И.А. Ординарцев, Г.В. Филлипов, А.Н. Шевченко и др.; под общ. ред. И.А. Ординарцева. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 2001. - 846 с.: ил.

15. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. ч. 1, 3. М., Машиностроение, 1974, 406с.

16. Общемашиностроительные нормативы режимов резанья: Справочник. В 2 т. Т. 2. А.Д. Локтев и др. - М.: Машиностроение, 1991. - 304с., ил.

17. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резанья для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых санках с числовым программным управлением. Часть ІІ. Нормативы режимов резанья. Москва, Экономика, 1990. - 472с.

18. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. Изд. 2-е. М., "Машиностроение" 1974.-421с.

19. Станочные приспособления. Справочник. В 2-х т. (под ред. Вардашкина Б.Н.). - М.: Машиностроение, 1984. - Т1. 592с.

20. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений: - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1980. - 240 с., ил.

21. Технологичность конструкции изделия: Справочник Ю.Д. Амиров, Т.К. Алферова, П.Н. Волков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 768 с., с ил.

22. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений: Учеб. Пособие для студентов вузов машиностроительных спец. - Мн.: Выш. Шк., 1986 - 238с.: ил.

23. Проектирование машиностроительного производства [Текст]:справ.-учеб. пособие для студентов техн. спец./ Ю.А. Филиппов, Н.А. Амельченко; СибГАУ. Красноярск, 2004. 88с.

24. Широков А.Г. Склады в ГПС. - М.: Машиностроение, 1988. - 216с.

25. Хватов Б.Н. Гибкие производственные системы. Расчет и проектирование: учеб. пособие / Б.Н. Хватов. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. - 112с.

26. Белов С. В. Охрана окружающей среды М.:Высшая школа, 1991. - 319 с.

27. Дубовцев, В. А. Безопасность жизнедеятельности. / Учеб. пособие для дипломников. - Киров: изд. КирПИ, 1992. - 220 с.

28. Справочник по охране труда на промышленном предприятии: К. Н. Ткачук Д. Ф. Иванчук, и др. - К.: Тэхника, 1991. -285 с.

29. Организационно-экономическая часть дипломных проектов: методические указания к выполнению экономической части дипломного проекта для студентов технических специальностей всех форм обучения /сост.: Л.М.Мукоед, Н.И. Смородинова, М.А. Рагозина, Р.В. Болтов; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. - Красноярск, 2008. - 40 стр.

Размещено на Allbest.ru