Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Технологический процесс изготовления шпинделя 4-хшпиндельной комбинированной головки

Технологический процесс изготовления шпинделя 4-хшпиндельной комбинированной головки

Разработка технологического процесса изготовления шпинделя 4-хшпиндельной комбинированной головки, позволяющего уменьшить время изготовления детали и снизить себестоимость механической обработки. Модернизация конструкции станочного приспособления.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.10.2010
Размер файла 3,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

3) Фреза

РФ (СССР)

А.с.

№1692676

В23С5/08

03.05.89

Л.С. Гончаренко

Е.Н. Станика,

Херсонский индустриальный институт

«ФРЕЗА»

Фреза с механическим креплением режущих пластин. Цель изобретения - является расширение технических возможностей путем изменения геометрии резания. Наличие сферических поверхностей на опоре под режущую пластину и на режущей пластине, центры которых совпадают, позволяет бесступенчато восстанавливать и закреплять режущую пластину с требуемыми геометрическими параметрами при обработке различных материалов (рис. 3.2б).

да

да

4) Двухсторонняя фреза с зигзагообразными режущими кромками

Япония, заявка

№63-49686

В23С5/08

18.09.86

30.07.91

Идзуму Сангё К.К.

«Двухсторонняя фреза с зигзагообразными режущими кромками»

Фреза содержит корпус, в котором через равные угловые интервалы вдоль окружности со стороны наружной цилиндрической поверхности расположено несколько режущих кромок на одной торцовой поверхности и на другой торцовой поверхности. Кромки с одной стороны имеют одинаковый положительный осевой угол 1 наклона, а кромки с другой стороны - одинаковый отрицательный угол 2 наклона. Абсолютные значения углов 1 и 2 не равны друг другу. Цель изобретения - повышение качества обработки (шероховатости) за счет уменьшения вибраций

да

да

5) Фреза, общая копановка

РФ

№1194600

В23С5/08

21.10.83

30.11.85

Нагайцев В.Ф.

Кузовенко Е.Г.

«Фреза

трех сторонняя»

Фреза трехсторонняя, в пазах корпуса которой расположены режущие пластины, установленные на вставках, каждая из которых имеет поперечный паз, в который входит поворот винта, размещенного в продольном отверстии корпуса, отличающаяся тем, что с целью повышения стойкости инструмента путем уменьшения биения зубьев, поводок винта выполнен в виде гайки, установленной с возможностью фиксации от поворота и имеющий для регулирования радиального биения зубьев эксцентричную наружную поверхность, а в продольном отверстии корпуса образован выступ, входящий в выполненную на вилке кольцевую канавку (рис. 3.2.в).

да

да

6) Фреза

Япония,

Заявка

№60-13763

В23С5/08

09.04.85

Дайдземо когё К.К.

«ФРЕЗА»

На внешней окружной поверхности корпуса фрезы установлены вставные режущие пластинки 3а-3д, имеющие наружные 31а-31д и боковые 32а-32д режущие кромки наружные режущие кромки 31а-31д выступают относительно поверхности II, а боковые 32а-32д кромки попеременно выступают за боковые поверхности 12,13. Пластины 3а-3д установлены в шахматном порядке так, что передний угол наружных режущих кромок 31а-31д равен от -10 до -30, а передний угол боковых режущих кромок 32а-32д равен от 0 до 10 (рис. 3.2г).

Изучив сущность аналогов, занесенных в таблицу 3.2; сведения, содержащиеся в графе 4, путем просмотра текстов, описаний, статей и т.п. Делаем вывод, что все аналоги, внесенные в таблицу 3.2, решают задачи конструкция инструмента фрезы шлицевой, т.е. они решают те же задачи, что и ИТР. Все документы, занесенные в таблицу 3.2, включаем в перечень для детального анализа. Запись об этом делаем в графах 5 и 6 таблицы 3.2. Эскизы аналогов приведены на рисунке 3.2.

а) Режущий инструмент

РФ (СССР), патент В23С5/05, №3720113/25-08

б) Фреза, РФ (СССР), а.с. В23С5/08, №1692676

Рис.3.2 Эскизы аналогов

3.2.3 Анализ результатов поиска

Устанавливаем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. К таким показателям будем относить:

а)показатели, обеспечивающие достижения цели усовершенствования объекта;

б)показатели, улучшающие полезные свойства объекта;

в)показатели, ослабляющие вредные свойства объекта.

Показатели положительного эффекта заносим в табл. 3.3. Оцениваем обеспечение каждого показателя положительного эффекта каждым аналогом в баллах по группе а) - от 0 до 10 баллов, по группам б) и в) - от -2 до 2 баллов. ИТР по каждому показателю выставляем оценку 0. Оценки заносим в графу, затем суммируем оценки по каждому аналогу и заносим данные в графу «Суммарный положительный эффект» таблицы 3.3.

Определяем, какие показатели положительного эффекта желательно получить в идеальном усовершенствованном объекте. Группируем показатели и заносим в графы 1-3 табл. 3.3.

Таблица 3.3

Оценка преимуществ и недостатков аналогов

Группа показателей

Номер показателей

Показатели

И

Т

Р

Аналоги

РФ (СССР)

№3720113/25-08

РФ (СССР)

А.с. №1238907

РФ (СССР)

А.с. №1692676

Япония, заявка

№63-49686

РФ

№1194600

Япония, заявка

№60-13763

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

а

1

Обеспечивающие достижение цели предполагаемым путем

Оптимальная схема дробления стружки за счет применения спецификационной заточки и конструкции зубьев

0

2

3

2

4

2

2

б

1

Обеспечивающие достижение цели другими путями

Гашение вибраций

0

2

1

1

3

1

1

в

1

2

Улучшающие др. полезные свойства объекта

- повышение производительности обработки

- повышение качества обработки

0

0

1

2

1

0

1

0

2

1

1

0

1

0

г

1

Ослабляющие вредные свойства объекта

Уменьшение резонансных колебаний

0

1

1

0

1

0

0

Итого:

8

6

4

11

4

4

Наибольшую сумму балов имеет аналог: Япония, заявка №63-49686

Данное ТР является наиболее прогрессивным. Принимаем этот аналог для использования усовершенствованного режущего инструмента - фрезы с зигзагообразными режущими кромками, остальные аналоги исключаем из дальнейшего рассмотрения.

3.2.4 Описание усовершенствованного объекта

Двухсторонняя дисковая фреза с зигзагообразными режущими кромками

Фреза содержит корпус 11, в котором через равные угловые интервалы вдоль окружности со стороны наружной цилиндрической поверхности расположено несколько режущих кромок 12 (на одной торцовой поверхности) и 13 (на другой торцовой поверхности). Кромки 12 имеют одинаковый положительный осевой угол 1 наклона, а кромки 13 - одинаковый отрицательный угол 2 наклона. Абсолютные значения углов 1 и 2 не равны друг другу. Цель изобретения - повышение качества обработки (шероховатости) за счет уменьшения вибраций.

Устройство работает следующим образом:

инструменту сообщается вращение вокруг своей оси и продольную подачу в направлении заготовки, или чаще всего, продольную подачу заготовке, закрепленной на столе станка. Главная режущая кромка и вспомогательные режущие кромки снимают слой материала, образуя стружку.

3.3 Исследование патентной чистоты усовершенствованного режущего инструмента

Цель исследования патентной чистоты - установить, не попадает ли предложенный способ и устройство для его осуществления под действия действующих патентов и установить правомерность использования предложенных объектов.

3.3.1 Составление регламента поиска №2

Из выявленных при составлении регламента поиска (см. п. 3.1) ТР выбираем ИТР в зависимости от объема выпуска объекта, его стоимости и значимости ТР для объекта в целом, сроков известности ТР.

В качестве страны поиска принимаем РФ, Японии и США, где будет изготовляться, и использоваться объект. Ретроспективность (глубину) поиска устанавливаем в 20 лет - срок действия патентов в РФ.

Рубрики МКИ и УДК, перечень источников информации остаются теми же, что и в регламенте № 1. Данные занесены в таблицу 3.1.

3.3.2 Патентный поиск

Просматриваем источники информации в соответствии о регламенте №2, таблица 3.1. Сведения о ТР, имеющие отношения к ИТР, содержатся в графах таблицы 3.2.

Запись об отобранных аналогах ИТР для детального анализа. содержится в графе 6 таблицы 3.2.

В исследуемом объекте, - усовершенствованном ролике выявляем ИТР:

а) в зависимости от объема выпуска или экспорта.

Фреза шлицевая является объектом массового производства. Поэтому для экспертизы на патентную чистоту оставляем все ТР.

б) в зависимости от сроков известности.

ТР «Материал режущей части», «Технологический процесс положенный в основу работы», «Способ изготовления» известны давно. Срок действия патентов, защищающих эти ТР, истек, значит исключаем их из перечня для исследования.

ТР «Конструкция» фрезы шлицевой, защищено действующими патентами. Оставляем его для исследования патентной чистоты.

Из источников, использованных в работе (см.п.3.2, табл. 3.1), оставляем только патентную документацию, а именно:

патентные описания; бюллетень изобретений; реферативный сборник «Изобретения стран мира»; реферативный журнал ВИНИТИ 14А «Резание металлов. Станки и инструменты» (14 «Технология машиностроения»).

3.3.3 Анализ результатов поиска

Выявляем существенные признаки усовершенствованного объекта и группируем их.

Заносим признаки группы а) Элементы в таблицу 3.4.

Проверяем наличия каждого из признаков ИТР в каждом аналоге. Наличие признака отмечаем законом «+», отсутствие «-». Дополнительные признаки аналогов также заносим в таблицу, отсутствие их у ИТР отмечен знаком «-».

Выявляем аналоги, которые содержат признаки, не использованные в ИТР.

Группируем существенные признаки предложенной конструкции ролика и заносим их в графы таблицы 3.3. в таблицу 3.4 так же заносим существенные признаки аналогов. Видим, что ни по одному из существенных признаков предложенные ИТР не попадают под действия патентов.

Выявляем существенные признаки ИТР «Конструкция», группируем их и заносим в графы 1 -3 табл. 3.4. Отмечаем наличие этих признаков у ИТР в графе 3.4 знаком «+».

Таблица 3.4

Существенные признаки ИТР “Конструкция” упрочняющего ролика и его аналогов

Группа

№

Признаки ИТР

Япония, заявка

№63-49686

Аналоги

РФ (СССР)

№3720113/25-08

РФ (СССР)

А.с. №1238907

РФ (СССР)

А.с. №1692676

РФ

№1194600

Япония, заявка

№60-13763

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

Элементы

1

Корпус

+

+

+

+

+

+

2

Режущие пластины

-

-

-

+

+

+

3

Клинья

-

-

-

+

+

+

4

Крепежные винты

-

-

+

+

+

+

5

Сферические элементы

-

-

-

+

-

-

6

Режущее кольцо

-

-

+

-

-

-

7

Усеченные конусы

-

-

+

-

-

-

8

Клиновой паз

-

-

+

+

+

+

9

Клиновой выступ

-

-

+

-

-

-

10

Зубья

+

+

+

+

+

+

11

Стопорящие гайки

-

-

-

-

+

-

Б

Форма элементов

1

Дисковая - форма корпуса

+

+

+

+

+

+

2

Усеченный конус

-

+

-

-

-

-

3

Кольцо- режущее кольцо

-

+

-

-

-

-

4

Клиновая - форма зажимных элементов твердосплавных пластин

-

+

+

+

+

+

5

Сферическая - опорная поверхность

-

-

-

+

-

-

6

Квадратная - форма режущей пластины

-

-

-

+

+

+

7

Профильная - форма заточки зубьев

+

+

-

-

-

-

8

Кольцевая канавка - на поверхности крепежного элемента - винта

-

-

-

-

+

-

9

Зигзагообразные режущие кромки

+

-

-

-

-

-

В

Взаимное расположение элементов

1

Шахматный порядок расположения зубьев

+

+

-

-

-

+

2

Скрещивающееся расположение зубьев

+

-

-

+

-

-

3

Эксцентричная наружная поверхность поводка винта, выполненного в виде гайки

-

-

-

-

+

-

4

Осевые углы расположения зубьев неравны

+

-

-

-

-

+

5

Трехстороннее резание - трехсторонняя заточка зубьев

+

+

+

+

+

+

6

Двухстороннее резание -двухсторонняя заточка зубьев

-

+

-

+

-

+

Г

Взаимодействие между элементами

1

Цельная конструкция

+

+

-

-

-

-

2

Сборная конструкция - механическое крепление режущих элементов

-

-

+

+

+

+

Сопоставительный анализ признаков ИТР и аналогов

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Сопоставляя совокупности признаков групп а), б), в), д) представленные в таблице 3.4 аналогов и ИТР, видим, что ИТР не использованы совокупности признаков в патентах: РФ (СССР) №3720113/25-08, РФ (СССР) А.с. №1238907 , РФ (СССР) А.с. №1692676, РФ №1194600. Перечисленные патенты исключаем из дальнейшего рассмотрения.

Вывод

Таким образом, в результате сопоставительного анализа выявляем, что ИТР «Конструкция» по патенту Япония, заявка №60-13763 не попадает под действие патентов РФ, США и Японии.

Следовательно, усовершенствованная фреза шлицевая обладает патентной чистотой в отношении РФ, США и Японии.

Для организации производства усовершенствованной фрезы шлицевой в РФ нужно приобрести лицензию у владельцев патента Япония, заявка №60-13763. Продавать такой инструмент - фрезу шлицевую в США и Японии можно беспрепятственно.

4. Выбор и проектирование заготовки

4.1 Выбор вида и методов получения заготовки [3]

4.1.1 Заготовку в базовом варианте техпроцесса получали из пруткового проката 40 мм.

Размеры заготовки d x L : 40 х 530

Масса заготовки из пруткового проката

M 3 = V (4.1)

где - плотность материала;

V - объем прутка;

(4.2)

где R - радиус прутка;

L - длина заготовки;

mз = 7.85 10-6 3.14 202 530= 5.18 кг

коэффициент полезного использования материала:

(4.3)

где - масса детали;

- масса заготовки;

4.1.2 Заготовку в проектном варианте техпроцесса предложено изготовить методом пластического деформирования - штамповка на прессе с выталкивателем.

Для обоснования проведем ряд расчетов.

а) параметры облойной канавки:

толщина полека для облоя:

(4.4)

где - коэффициент равный 0,016;

- площадь поковки в плане.

= 36210+24320=15120 мм

другие значения облойной канавки

б) припуски на обработку , действительные размеры на заготовку с назначенными допусками по ГОСТ 75.05-89

Номинальный размер детали

Припуск

Размер заготовки

32

2,0

36,0

20

2,0

24,0

205

2,5

205

520

5,0

530

в) Определение размеров исходной заготовки.

Объем исходной заготовки

(4.5)

где - объем поковки, рассчитываемый по номинальным, горизонтальным и вертикальным размерам чертежа поковки плюс половина положительного допуска;

- объем удара равный 0,5% ;

- объем облоя при штамповке;

= 3,14 (362 210 + 242 320)/4=356076мм3

= 0,005 356076 = 1780,38мм3

(4.6)

где - коэффициент, учитывающий изменение фактической площади сечения получаемого облоя по сравнению с площадью сечения мостика ;

- площадь сечения мостика;

- периметр поковки.

= 1,2 1,6 5 (210 2+36+2 320+24) =10771,2 мм3

Vзаг = 356076+1780,38+10771,2 = 368627,58 мм3

Диаметр заготовки:

(4.7)

где - отношение высоты заготовки к диаметру , принятое равным 2.

;

принимаем 32

Длина заготовки

(4.8)

где - длина поковки

;

д) Масса исходной заготовки и коэффициент использования материала.

mз = 7.85 10-6 368627,58 = 2,88 кг

4.2 Экономическое обоснование выбора заготовки

Годовая программа выпуска деталей - 2500 шт.

Отрасль - машиностроение.

4.2.1 Затраты на 1 кг стружки:

текущие

капитальные

4.2.2 Затраты на механическую обработку, отнесенные на 1 кг стружки.

(4.9)

где - нормативный коэффициент капитальных вложений, равный 0,1.

2.2.3. технологическая себестоимость изготовления заготовки.

а) полученной из проката:

(4.10)

где - масса заготовки, кг;

- цена 1 кг материала (3 руб.);

- масса готовой детали, кг;

- цена 1 кг отходов, руб.;

СТ1 = 5,18 3 - (5,18-2,5) 0,3 = 14,73руб.

б) полученной штамповкой:

(4.11)

где - масса готовой детали;

- стоимость 1 кг заготовки;

- стоимость 1 кг отходов;

(4.12)

где - базовая стоимость 1 кг штампованных заготовок, = 4,15 руб.;

- коэффициент точности =1;

- коэффициент сложности = 0,88;

- коэффициент массы = 1;

- коэффициент материала = 1,27;

- коэффициент серийности, = 1;

Технологическая себестоимость изготовления детали методом штамповки оказалась ниже.

4.2.4 Экономический эффект при сопоставлении двух способов получения заготовки.

(4.13)

где - программа выпуска деталей

Ээ = (14,73-13,43) 2500 = 3233 руб.

Вывод: Принимаем метод получения заготовки из штамповки на прессе с выталкивателем, при этом эффект составляет 3233 руб.

5. Разработка схем базирования. Технологический маршрут и план изготовления коленчатого вала

5.1 Анализ влияния точности установки на повышение точности формы путем распределения припуска

Известно, что погрешность исходной заготовки копируется на обработанной поверхности в виде одноименной погрешности меньшей величины. Во всей технологической цепи операций действует закон затухающего копирования макроотклонений. Причиной копирования является наличие упругих деформаций технологической системы (ТС), которые порождаются нестабильностью сил резания и являются одной из причин погрешностей формы обработанной детали.

Тот же эффект нестабильности сил резания проявляется при неправильной установке заготовки перед обработкой. Если даже заготовка имеет цилиндрическую поверхность идеальной формы, то при смещении оси вращения цилиндра при обработке возникает определенная нестабильность сил резания и соответствующие отклонения формы поверхности детали. Особенно сложна установка заготовки перед первой операцией. Часто одной из важнейших задач, решаемых при выполнении первой операции, является обеспечение равномерного распределения припуска, так как считается, что это уменьшает рассеяние размеров, связанное с колебаниями упругих деформаций ТС.

Таким образом, одним из факторов, определяющих форму поверхности детали, являются упругие деформации ТС, порождаемые нестабильностью сил резания, которые определяются режимами резания. Например, составляющие силы резания при продольном и поперечном точении пропорциональны глубине t, подаче s и скорости v резания и могут быть оценены следующей эмпирической зависимостью:

Pz, y, x = CptbsmvnKP, (5.1)

где Рг -- тангенциальная, Ру -- радиальная, Рх -- осевая составляющие силы резания Р. Значения постоянного коэффициента СP и показателей степени b, т и п для конкретных условий обработки и для каждой из составляющих силы резания табулированы в справочниках. С учетом фактических условий резания составлены также таблицы и для коэффициентов, произведением которых определяется поправочный коэффициент Кр.

Приняв, что в рабочем диапазоне сил резания отношение упругого смещения у(Р) элементов ТС станка по нормали к обработанной поверхности к силе Ру постоянно, можно утверждать, что соответствующие упругие деформации пропорциональны значению Рy, а следовательно, и произведению CptbsmvnKp из формулы (5.1). При фиксированных значениях s и v смещение у(Р) в рабочем диапазоне сил резания пропорционально глубине резания, взятой в степени b, а именно:

y(P)=Ctb, (5.2)

где С -- коэффициент пропорциональности.

Колебания припуска на обработку детали, связанные с погрешностью заготовки и распределением припуска при наладке станка, изменяют глубину резания. Отметим также, что при черновой обработке глубину резания, как правило, назначают максимальной. С другой стороны, припуск не может быть постоянным даже в пределах одной заготовки, так как толщина слоя металла, удаляемого с поверхности, непостоянна.

Исходя из сказанного, можно сделать вывод о том, что распределение припуска по обрабатываемой поверхности при фиксированных значениях подачи и скорости резания определяет смещение у(Р). В свою очередь, на распределение припуска в значительной степени влияет положение заготовки на рабочей позиции, зависящее от выбора технологических баз, процессов базирования и закрепления заготовки. Учитывая это, поставим задачу путем выбора технологических баз и последующего базирования уменьшить упругие деформации элементов ТС станка и тем самым повысить точность формы обработанной детали.

5.2 Выбор технологических баз

Теоретическая схема базирования представлена на плане обработки и представляет собой схему расположения на технологических базах заготовки "идеальных" точек, символизирующих позиционные связи заготовки с принятой схемой координат станочного приспособления.

Поскольку шпиндель представляет собой симметричную деталь относительно главной оси, то при его изготовлении наиболее часто применяется схема двойной направляющей базы, точки упора и точки зажима.

На расточной, сверлильной операциях заготовку необходимо установить на примы, а это также базирование по двойной направляющей, для закрепления заготовки необходимо осуществить два зажима.

5.3 Технологический маршрут и план изготовления детали

Разработаем технологический маршрут на базе типового техпроцесса, что обеспечит его более высокое качество при сокращении времени разработки, учитывая, что тип производства - серийный.

Последовательность изготовления детали сведем в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Технологический маршрут изготовления детали

№ опер.

Название операции

№ обраб. поверхностей

Ra, мкм

Модель станка

010

Фрезерно-центровальная

1, 11, 22, 23

10

МР-71М

015

Токарная

2, 3, 4

10

1712П

020

Отпуск

Все

10

-

025

Токарная

2 - 10

5

1712П

030

Шлифовальная

2, 4

СУ (универсальношлифовальный)

035

Шлицефрезерная

19 - 21

-

31НУ

(винтошлицефрезерный)

040

Токарная

12, 13, 15, 24

2,5

1712П

045

Долбежная

16, 17

2,5

7М430

050

Цементация

Все

-

-

055

Сверлильная

14, 18

2,5

2М13

060

Закалка

Все

-

-

065

Слесарная

править центр-23

0,63

1712П

070

Шлифовальная

2, 4, 12

1,25

СУ (универсальношлифовальный)

075

Полировальная

4

0,63

1712П

080

Шлицешлифовальная

20, 21

1,25

5В833

085

Резьбошлифовальная

8

1,25

Рейсхауэр

090

Маркировочная

-

-

Кант.площадка

095

Оксидирование

Все

-

-

100

Консервация

Все

-

Кант.площадка

6. Выбор СТО. Расчет режимов резания

6.1 Выбор СТО (средств технологического оснащения)

Задача данного раздела - выбрать для каждой операции ТП такие оборудование, приспособление, режущий инструмент (РИ) и средства контроля, которые бы обеспечили заданный выпуск деталей заданного качества с минимальными затратами, данные сведем и представим в таблице 6.1.

Таблица 6.1

Выбор средств технического оснащения

Название операции

Наименование и модель оборудования

Наименование приспособления

Наименование инструмента

Наименование измерительного средства

1

2

3

4

5

000 Заготовитель-ная

Штамповка на ГКМ

-

-

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,1 ГОСТ 160-80

Штангенциркуль

ШЦIII-1000-0,1

ГОСТ 160-80

010 Фрезерно-центровальная

МР-71М

Призмы УСП

ГОСТ 12195-66,

Зажимной меха-

низм УСП

Упор УСП

Фреза торцовая 200

ГОСТ 9304-69,

Сверло центровочное, тип А 6,3

ГОСТ 14952-80

Штангенциркуль ШЦIII-1000-0,1 ГОСТ 160-80

015Токарная

1712П токарный

с ЧПУ

Патрон токарный

кулачковый самоцентрирующий

ГОСТ 24351-80

Резец проходной Т5К10 (Р30) ГОСТ 18868-73,

Резец подрезной Т15К6 (Р10-15) ГОСТ 18868-73

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,1 ГОСТ 160-80

Шаблон

025Токарная

1712П токарный

с ЧПУ

Патрон токарный

кулачковый самоцентрирующий

ГОСТ 24351-80

Резец проходной Т5К10 (Р30) ГОСТ 18868-73,

Резец подрезной Т15К6 (Р10-15) ГОСТ 18868-73,

Резец метрический Т5К10 (Р30)

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,1 ГОСТ 160-80

Шаблон

030 Шлифовальная

СУ (универсально-шлифовальный) Германия

Патрон мембранный

ГОСТ 16157-70

Круг шлифовальный ГОСТ 2447-82

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,05 ГОСТ 160-80,

Шаблон

035 Шлицефрезерная

31НУ (винтошлице-фрезерный), Германия

Патрон кулачковый

ГОСТ 24351-80

Фреза шлицевая Р6М5К6

(Р10-15), специальная

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,1 ГОСТ 160-80,

Шаблон

040 Токарная

1712П токарный

с ЧПУ

Патрон токарный

кулачковый самоцентрирующий

ГОСТ 24351-80

Резец проходной Т5К10 (Р30) ГОСТ 18868-73, Резец подрезной Т15К6 (Р10-15) ГОСТ 18868-73, Резец расточной Т14К6 (Р20) ГОСТ 18868-73

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,05 ГОСТ 160-80, Шаблон

045 Долбежная

7М430 Долбежный

Тиски призматические, Призмы УСП

ГОСТ 12195-66

Резец долбежный Т5К10 (Р30)

ГОСТ

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,05 ГОСТ 160-80, Калибр-пробка,

Шаблон

050 Сверлильная

2М13 Сверлильный

Тиски призматические,

Призмы УСП

ГОСТ 12195-66

Сверла 6; 8,2 ВК6-М (К05)

ГОСТ 9150-81

Метчик машинный 8 ГОСТ 17933-72

Штангенциркуль ШЦIII-200-0,05 ГОСТ 160-80

070 Шлифовальная

СУ (универсально-шлифовальный) Германия

Патрон мембранный

ГОСТ 16157-70

Круг шлифовальный

ГОСТ 2447-82

Скоба рычажная СР

ГОСТ 11098-75, Калибр пробка

075 Полировальная

1712П токарный

с ЧПУ

Патрон токарный кулачковый самоцентрирующий

ГОСТ 24351-80

Шкурка 0,005

Микрометр первого класса точности

ГОСТ 6507-78, Шаблон

080 Шлице- шлифовальная

5В833 Зубошлифовальный

Патрон кулачковый самоцентрирующий

ГОСТ 24351-80

Круг тарельчатый алмазный 1А1 100*5*10

2720-0139

ГОСТ 16167

Микрометр первого класса точности

ГОСТ 6507-78, Шаблон

085 Резьбошлифовальная

Рейсхауэр (резьбошлифовальный), Германия

Патрон кулачковый самоцентрирующий

ГОСТ 24351-80

Круг алмазный 1А1 50*2*10

2720-0139

ГОСТ 16167

Резьбовой калибр,

Шаблон

090 Маркировка

Маркировать по торцу шифр, номер детали, дату.

100

Консервация

Кант.площадка

6.2 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания будем вести по методике предложенной в [ ], глава 4. Рассчитаем режимы на некоторые переходы обработки, а на остальные назначим приблизительно исходя из рассчитанных значений с учетом размеров обрабатываемых поверхностей.

Операция 015 Токарная

1)Точение наружной пов.2 (установ А )

Подача выбирается в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра детали, глубины резания; для стали конструкционной легированной, диаметра детали, глубины резания 1,0 мм выбираем подачу s = 0,6 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле

(6.1)

где, = 350 - коэффициент;

m = 0,2 - показатель степени;

х = 0,15 - показатель степени;

y = 0,35 - показатель степени;

Т = 60 мин - период стойкости инструмента;

s = 0,6 мм/об - подача;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=1200 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,8;

= 1,0 - показатель степени.

Тогда

;

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

= 0,65 (Т5К10);

= 0,8 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (поковка).

Таким образом,

= 0,5 0,65 0,8 = 0,26.

Подставляя значения в формулу (6.1), получим:

= 47,98 м/мин.

Частота вращения заготовки рассчитывается по формуле:

(6.2)

где, = 50,82 м/мин - скорость резания;

d = 36 мм - диаметр заготовки.

Таким образом,

424,5 об/мин.

2) Точение наружной пов.4, торца 3 (установ Б )

Глубина резания 1,0 мм ,подача s = 0,6 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле (6.1)

Выбирая необходимые коэффициенты аналогично предыдущему установу, и подставляя значения в формулу (6.1), получим:

= 50,82 м/мин.

Частота вращения заготовки рассчитывается по формуле (6.2):

где, = 47,98 м/мин - скорость резания;

d = 24 мм - диаметр заготовки.

Таким образом,

636,7 об/мин.

Операция 025 Токарная с ЧПУ

1) Точение пов.2 (установ А)

Для стали конструкционной легированной, диаметра детали 34 глубина резания 0,5мм, выбираем подачу s = 0,38 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по формуле (6.1)

= 350; m = 0,2; х = 0,15; y = 0,35;

Т = 120 мин - период стойкости инструмента;

s = 0,6 мм/об - подача;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=1200 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,8;

= 1,0 - показатель степени.

Тогда

;

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

= 1,0 (Т15К6);

= 1,0 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (без корки).

Таким образом,

= 0,5 1,0 1,0 = 0,5.

Подставляя значения в формулу (6.1), получим:

= 104,6 м/мин.

Частоту вращения рассчитываем по большему диаметру:

970,5 об/мин.

2) Точение пов.3,4,5,6,7,8,9,10 (установ Б)

Для стали конструкционной легированной, диаметра детали менее 22 глубина резания 0,5мм, выбираем подачу s = 0,38 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по формуле (6.1)

= 350; m = 0,2; х = 0,15; y = 0,35;

Т = 120 мин - период стойкости инструмента;

s = 0,6 мм/об - подача;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=1200 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,8;

= 1,0 - показатель степени.

Тогда

;

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

= 1,0 (Т15К6);

= 1,0 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (без корки).

Таким образом,

= 0,5 1,0 1,0 = 0,5.

Подставляя значения в формулу (6.1), получим:

= 104,6 м/мин.

Частоту вращения рассчитываем по большему диаметру:

1553,8 об/мин.

Операция 030 Шлифовальная

Шлифование пов. 2, 4.

Для конструкционной стали для круглого наружного шлифования методом врезания выбираем:

скорость круга = 35 м/с;

скорость заготовки = 35 м/мин;

глубина резания t = 0,2 мм;

минутная подача табличная = 1,1 мм/мин;

Минутная подача

=0,81 мм/мин

Частота вращения круга:

1671 об/мин.

Операция 035 Шлицефрезерная

Фрезерование шлицев пов.20,21 с образованием диаметра впадин пов.19.

Выбираем подачу в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра фрезы, глубины резания; для фрезы из быстрорежущей стали, диаметра фрезы 70, глубины резания 2,52 мм выбираем подачу на зуб = 0,12 мм/зуб.

Подача на оборот фрезы:

,

(6.3)

где z = 12 - число зубьев фрезы.

=0,12*12=1,92 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле

(6.4)

где, = 53 - коэффициент;

q = 0,45 - показатель степени;

m = 0,33 - показатель степени;

х = 0,3 - показатель степени;

y = 0,2 - показатель степени;

u = 0,1 - показатель степени;

p = 0,1 - показатель степени;

Т = 135 мин - период стойкости инструмента;

D = 63 - диаметр фрезы;

= 0,12 мм/зуб - подача на зуб;

В = 12 - ширина фрезерования

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=1200 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,7;

= 1,0 - показатель степени.

Тогда

;

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

= 1,0 (Р6М5);

= 1,0 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (без корки).

Таким образом,

= 0,44 1,0 1,0 = 0,44.

Подставляя значения в формулу (6.4), получим:

= 22,02 м/мин

Частота вращения фрезы рассчитывается по формуле:

(6.5)

где D = 70 - диаметр фрезы

Таким образом,

100,2 об/мин.

Операция 040 Токарная с ЧПУ

1) Сверление отверстия 12.

Подача выбирается в зависимости от обрабатываемого материала, его твердости, диаметра сверла; для конструкционной легированной стали твердостью НВ160-240 при диаметре сверла 18,5 мм принимаем подачу s = 0,45 мм/об.

Скорость резания v, м/мин, рассчитывается по эмпирической формуле

(6.6)

где, = 9,8 - коэффициент;

m = 0,2 - показатель степени;

y = 0,50 - показатель степени;

q = 0,4 - показатель степени;

Т = 60 мин - период стойкости инструмента;

s = 0,45 мм/об - подача;

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=1200 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,7;

= 0,9 - показатель степени

Тогда

;

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

= 1,0 (Р6М5);

Кlv - коэффициент, зависящий от отношения дины сверления к диаметру сверла. Для l/D < 3 Кlv = 1,0.

Таким образом,

= 0,59 1,0 1,0 = 0,59.

Подставляя значения в формулу (6.6), получим:

= 20,7 м/мин.

Частота вращения

об/мин.

2) Растачивание пов. 12 ( переход 2)

Подача s = 0,12 мм/об.

= 420; m = 0,2; х = 0,15; y = 0,2

Т = 60 мин - период стойкости инструмента;

= 0,26;

t = 0,55.

- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания.

=1200 МПа - предел прочности обрабатываемого материала;

=0,8;

= 1,0 - показатель степени.

Тогда

;

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

= 1,0 (Т15К6);

= 1,0 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (без корки).

Таким образом,

= 0,5 1,0 1,0 = 0,5.

Подставляя значения в формулу (6.1), получим:

= 97,85 м/мин.

Частоту рассчитаем по большему диаметру:

1527,57 об/мин.

3) Растачивание канавки пов.25 (переход 3)

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле

(6.7)

где, = 47; m = 0,20; y = 0,80 - показатель степени;

Т = 60 мин - период стойкости инструмента;

s = 0,1 мм/об - подача;

= 1,0 - показатель степени.

= 0,5.

Подставляя значения в формулу (6.7), получим:

= 65,38 м/мин.

Частота вращения

1020,65 об/мин.

Операция 045 Долбежная

Выполнить шпоночный паз пов.16,17

Для стали конструкционной легированной, размера детали 21,3мм, глубины резания 1,3мм выбираем подачу s = 0,6 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по формуле (6.1)

= 350; m = 0,2; х = 0,15; y = 0,35;

Т = 45 мин - период стойкости инструмента;

s = 0,6 мм/об - подача;

= 0,5 0,65 0,8 = 0,26.

Подставляя значения в формулу (3.1), получим:

= 50,82 м/мин.

Частота вращения

388 об/мин.

Операция 055 Сверлильная

Сверлить отверстия пов.14,18(установ А,Б)

Для конструкционной легированной стали твердостью НВ160-240 при диаметре сверла 6 и 8,2 мм принимаем подачу s = 0,12 мм/об.

Скорость резания v, м/мин, рассчитывается по формуле (6.6).

= 7,0; m = 0,2; y = 0,7; q = 0,4 ;

Т = 120 мин - период стойкости инструмента;

s = 0,12 мм/об - подача;

= 0,59.

Подставляя значения в формулу (6.6), получим:

6: = 22,38 м/мин.

8,2: = 25,35 м/мин.

Частота вращения:

6: мм/об

8,2: мм/об

Операция 070 Шлифовальная

1) Внутришлифовальная пов.12 (установ А)

Для конструкционной стали для внутреннего шлифования методом врезания выбираем:

скорость круга = 35 м/с;

скорость заготовки = 45 м/мин;

глубина резания t = 0,3 мм;

радиальная подача

0,0045*1,1 = 0,005 мм/об;

продольная подача

= 0,65*25 = 13 мм/об

Частота вращения круга:

16711 об/мин.

2) Круглошлифовальная пов 2,4(установ Б)

= 35 м/с; = 35 м/мин; t = 0,1 мм;

минутная подача табличная = 1,1 мм/мин;

Минутная подача

=0,76м/мин

Частота вращения круга:

1671 об/мин.

Операция 080 Шлицешлифовальная

Шлифование боковых поверхностей шлица пов.20,21.

Глубина резания t = 0,075 мм;

Диаметр круга D = 270 мм;

Частота вращения круга nк = 1700 об/мин;

Скорость круга = 24 м/с;

Скорость вращения заготовки = 20 м/мин;

Продольная подача = 0,3 мм/об;

Операция 085 Резьбошлифовальная

= 35 м/с; = 35 м/мин; t = 0,1 мм;

минутная подача табличная = 1,1 мм/мин;

Минутная подача

=0,76м/мин

Частота вращения круга:

1671 об/мин.

7. Проектирование оправки на шлицефрезерную операцию

Оправки разделяются на жесткие и разжимные. Важнейшей характеристикой при выборе того или другого типа оправок является точность обработки. Ее показателем обычно служит отклонение от соосности, возникающее при обработке наружной поверхности относительно базовой. При выборе оправки также играет роль жесткость заготовки, потому что при закреплении на оправке она деформируется. Это приводит к различным отклонениям формы обработанных поверхностей.

Цилиндрические оправки (рис.7.1) для установки деталей с гарантированным зазором обеспечивают стабильное положение детали вдоль оси. Поэтому такие оправки можно применять при работе на настроенных станках, для обработки длинных деталей, когда предъявляются повышенные требования к продольным размерам. С помощью данных оправок не достигается точность центрирования, однако они имеют преимущества при многоместной обработке.

Рис. 71. Цилиндрическая оправка с гарантированным зазором

Исходные данные:

Мкр -- передаваемый крутящий момент или крутящий момент от сил резания, Н * мм;

l3 -- базовая длина заготовки, мм;

D -- диаметр обработанной заготовки, мм;

d -- диаметр базового отверстия заготовки, мм;

Т d -- поле допуска базового отверстия, мм;

е -- допускаемое отклонение от соосности обработанной и базовой поверхностей заготовки, мм.

1) Гарантированный зазор для установки оправки на деталь:

(7.1)

где еоп - отклонение от соосности базовой поверхности оправки (рекомендуется в пределах 3-й степени точности);

Тd.оп - допуск на диаметр базовой поверхности оправки (рекомендуется h6);

из - допустимый износ базовой поверхности оправки (рекомендуется 0,01…0,02 мм);

Приближенно ГАР0,02 мм.

2) Номинальный диаметр базовой поверхности оправки:

(7.2)

3) Длина базовой поверхности оправки:

(7.3)

где n - число одновременно обрабатываемых деталей.

.

4) Наружные диаметры опорного буртика и нажимной шайбы:

(7.4)

.

5) Ширина нажимной шайбы:

(7.5)

.

6) Гарантированный крутящий момент, передаваемый оправкой:

(7.6)

где k - коэффициент запаса, принимается приближенный k2,5.

.

7) Требуемое усилие зажима детали:

(7.7)

где f - коэффициент трения, принимается равным 0,16…0,2.

Следовательно, необходимое усилие Р нужно приложить на каждый прижимной винт оправки.

8. Расчет и проектирование контрольного приспособления

Для контроля радиального биения наружного диаметра применяем биениемер.

Т. к. биение необходимо измерить относительно базового отверстия, то для закрепления вала-шестерни в контрольном приспособлении применяем мембранную оправку.

Произведем расчет усилия для сжатия кулачков.

8.1 Расчет осевого усилия для разжима кулачков

8.1.1 Для сжатия кулачков патрона в размер , действующее на мембрану осевое усилие должно составить:

(8.1)

где К(Р)=1,1 - коэффициент ужесточения мембраны ее кулачками [ табл.10];

S, a, c, b - соответственно толщина, рабочий радиус, радиус центрального окна, радиус расположения кулачков мембраны;

а = 54; S = 3; b = 0,4a = 32; c = 0.18a = 10

L = 24 - плечо кулачка;

dк = 54 - диаметр наружной поверхности кулачков;

dк min= 51,5 - диаметр кулачков, позволяющий установить наименьшую заготовку в партии.

=8870 Н

8.1.2 С учетом коэффициента полезного действия з = 0,7…0,8 усилие на штоке составляет:

= Н

8.1.3 Вычислим наибольшее напряжение уmax

= 517 Н

где К(у) = 0,7 [ , стр.526]

8.2 Усилие закрепления заготовки одним кулачком оправки

(8.2)

где dз = диаметр базы заготовки, мм;

функция

Н

8.3 Описание конструкции и принцип работы приспособления

Приспособление предназначено для измерения радиального биения на наружном диаметре шейки шпинделя относительно базового отверстия.

Приспособление содержит основание 11, мембранную оправку, плавающий центр и измерительную головку ИПП874.

Мембранная оправка содержит корпус 4, к которому винтами 15 крепится мембрана с кулачками 5. Через центральное резьбовое отверстие корпуса проходит шток 6, на шток с наружной стороны мембраны устанавливается шайба 20 и гайка 21, а также ручка 12, которая фиксируется на штоке с помощью штифта 19. Мембранная оправка устанавливается в переднюю бабку 2 с запрессованным подшипником 3 с минимальным зазором. И спереди и сзади для установки оправки к корпусу винтами 14 привинчиваются шайбы 9.

По направляющим основания перемещаются передняя бабка с мембранной оправкой, задняя бабка 7 с установленным в ней плавающим центром 8, и измерительная головка 1, смонтированная на колонке 10.

Приспособление работает следующим образом.

Шпиндель устанавливают точно на кулачки 5 мембранной оправки и поджимают плавающим центром 8. Оправка с валом должна свободно от руки поворачиваться, при этом необходимо следить за тем, чтобы не было качки. Сжатие оправки производится ручкой при помощи ручки 12, которая при проворачивании выкручивает шток 6, а шток, в свою очередь, прогибает мембрану и кулачки сходятся. Наконечник с шариком подводится к поверхности шейки шпинделя и занимает определенное радиальное положение, которое фиксируется чувствительной головкой.

Наибольшее колебание показаний чувствительной головки при расположении наконечника во всех впадинах колеса характеризует величину биения.

Чтобы шарик соприкасался с профилем шейки проверяемого колеса, его диаметр должен быть равен

(8.3)

где = 0 - смещение исходного контура.

Тогда, D = 1,680*2+0 = 3,36 мм

9. Расчет режущего инструмента

Проектирование режущего инструмента - фрезы червячной для нарезания шлицев

В данном разделе спроектируем режущий инструмент - червячную фрезу для нарезания шлицев на шлифефрезерной операции.

9.1 Материалом для режущей части выбираем быстрорез Р6М5К5.

9.2 Для черновой обработки зубьев допустимо принять фрез цельной конструкции.

9.3 Диаметр наружный фрезы da выбираем по ГОСТ 9324-80, принимаем da= 70мм.

9.4 Число зубьев фрезы принимаем равным 12, что в 2 раза больше числу нарезаемых зубьев шлицев.

Далее проведем расчет и выбор элементов геометрических параметров фрезы червячной для нарезания шлицев.

9.5 Принимаемые по ГОСТ 9324-80 или конструктивным особенностям параметры:

9.5.1 Высоту ножки зуба h0 принимаем равным высоте нарезаемых зубьев с учетом черновой обработки: h0 =3мм;

9.5.2 Задний угол при вершине зуба а = 10…12, принимаем а = 10;

9.6 Элементы стружечной канавки цельных фрез (рис.9.1):

9.6.1 Глубина канавки:

Н = h0 + (К + К1)/2 + r3 , (9.1)

где К, К1 -величины затылования на вершине зуба определяются по формулам:

К = da tga / z0 (9.2)

К = [3,14 70 tg10 ] / 12 = 3,231мм

К1 = (1,3…1,7) К (9.3)

К1 = 1,4 3,231 = 4,524мм

r3 - радиус закругления дна канавки принимается кратным 0,05мм, принимаем r3 = 1,25мм;

Н = h0 + (К + К1)/2 + r3 = 3 + (3,231+4,524)/2 + 1,25 = 8,127

принимаем Н=8,5мм

9.6.2 Толщина зуба у основания С (рис.9.1) должна соответствовать условию:

С 0,8Н (9.4)

С = 0,8 8,5 = 6,8; принимаем С = 7мм.

9.6.3 Угол профиля канавки в зависимости от рекомендуемых одно- или двухугловых фрез принимается равным: 22, 25, 30, принимаем = 25.

Элементы стружечной канавки и зуба цельных червячных фрез

9.7 Длина L1 рабочей части фрезы рассчитывается по формуле:

L1 = 2h0ctgn0 + xh0/1,25 (9.5)

где h0 - высота зуба фрезы;

n0 - угол профиля исходного контура;

x - поправочный коэффициент выбирается по [ , с.235, табл.8.1], принимаем х = 3

L1 = [2 3 ctg 10]+ [3,14 3,4 3 / 1,25] = 59,66;

принимаем 60мм

9.8 Полная длина фрезы:

L = L1 +2lб (9.6)

где lб - длина буртика lб = 3…5мм, принимаем lб = 5мм

L = 60 + 2 5 = 70мм

9.9 Диаметр буртика:

dб = dа - 2Н - (1…3) (9.7)

dб = 70 - 2 8,5 - 3 = 50мм

9.10 Диаметр отверстия под оправку рассчитывается по формуле:

dотв= 20 [h0/1,25]0.373 (9.8)

dотв= 20 [ 3 / 1,25 ]0.373 = 27,72;

принимаем dотв=28мм

9.11 Диаметр выточки в отверстии равен

dв = dотв + 2 (9.9)

dв = 28 + 2 = 30мм

9.12 Длина шлифованной части отверстия с каждой стороны

l1 = (0,2…0,4)L (9.10)

l1 = 0,35 70 = 20мм

9.13 Диаметр начальной окружности для фрез с нешлифованным профилем, что для фрез для черновой обработки допустимо.

d = da - 2ha0 - 0,5К (9.11)

d = 70 - 2 3 - 0,5 3,231 = 62,385мм

9.14 Угол подъема витков фрезы по начальной окружности

sin 0 = n0 [h0 / 1,25] / d (9.12)

где n0 - число заходов фрезы, для фрез для черновой обработки n0 > 1, принимаем n0 =2;

sin 0 = 2 [3 / 1,25] = 0,03516

0 = 200'55”

Далее определим некоторые размеры нормального профиля

9.15 Шаг по нормали (между соседними профилями зубьев фрезы)

рn0 = [h0 / 1,25]

рn0 = 3,14 [3 / 1,25] = 7,283мм

9.16 Расчетная толщина зуба в нормальном сечении на делительной прямой для черновых фрез

sn0 = pn0 - (sn + sФ) (9.13)

где sn - толщина нарезаемого колеса, sn = 3,3мм ;

sФ - припуск на обработку под дальнейшую обработку (из рассчитанного ранее в п.6), sФ = 0,032мм

sn0 = 7,283 - (3,3 + 0,032) = 3,951мм

9.17 Направление витков фрезы - правое.

9.18 Остальные элементы конструкции фрезы выбираются по ГОСТ 9324-80 или конструктивных соображений.

9.19 По ГОСТ 9324-80 определяются допуски на все элементы червячной фрезы и технические требования к её изготовлению.

9.20 Чертеж фрезы червячной для нарезания шлицев представлен на отдельном листе чертежей [ ].

10. Размерный анализ в продольном направлении

При выполнении размерного анализа в осевом направлении необходимо выявить размерные контуры для каждого из замыкающих звеньев: размеров детали, получаемых косвенным путем (В, Г, Д); припусков. Начинаем обход контура с замыкающего звена в любом направлении, двигаясь по составляющим звеньям, вертикалям размерной схемы до тех пор, пока не вернемся к исходной точке. При обходе контура необходимо следить за тем, чтобы в каждом из них присутствовало только одно замыкающее звено.

Если контур не замыкается, то это свидетельствует о необходимости введения дополнительных операционных размеров. Если для одного замыкающего звена имеется несколько вариантов размерного контура, то это означает наличие излишних операционных размеров. В обоих случаях необходимо ввести коррективы в план изготовления и в размерную схему.

Составим уравнения операционной размерной цепи в виде уравнения номиналов в общем виде:

, (10.1)

где [Аi] - номинальное значение замыкающего звена;

Аi - номинальные значения составляющих звеньев;

i - порядковый номер звена;

n - число составляющих звеньев;

i - передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению.

Для линейной цепи с параллельными звеньями передаточные отношения равны: i=1 (увеличивающие звенья); i= -1 (уменьшающие звенья).

Уравнения размерной цепи для размеров получаемых косвенным путем:

[Д055]*= -В025 - Ц1010 +А010

[Г055]*= -Г025 + Д025

[В055]*= -Д025 - Ц1010 +А010

10.2 Проверка условий точности изготовления детали

Проверка размерной корректности путем решения обратной задачи позволяет до начала расчетов размерной цепи убедиться в том, что намеченный вариант технологии изготовления обеспечит получение готовой детали в соответствии с требованиями рабочего чертежа. Проверка проводится для чертежных размеров и технических требований на расположение поверхностей детали, которые выполнялись косвенно, и являются замыкающими звеньями в размерной цепи.

Условие выполнения точности:

ТАчерт.[А], (10.2)

гдеТАчерт - допуск по чертежу размера или пространственного отклонения;

[А] - погрешность, этого же параметра возникающая в ходе выполнения технологического процесса.

Погрешность замыкающего звена:

, (10.3)

где Аi - погрешность i - го звена;

n - число составляющих звеньев.

При расчете принимаем Аi=ТАi, где ТАi - технологический допуск i-го звена.

[Д025]= В025 + Ц1010 +А010 = 0,17+0,05+0,05 = 0,27 1,15 мм;

[Г025]= Г025 +Д025 = 0,17+0,17 = 0,34 0,74 мм;

[В025]= Д025+ Ц1010 +А010 = 0,17+0,05+0,05 = 0,27 1,0 мм.

В случае, когда брак планируется в определенных пределах, [А] рассчитывается вероятностным методом:

(10.4)

гдеt - коэффициент риска;

i - коэффициент относительного рассеивания погрешности Аi.

Коэффициент t характеризует вероятность попадания размеров замыкающего звена в заданные пределы [1, с.16, табл.4.4]. Для погрешностей пространственного положения (биение, эксцентриситет, не параллельность, не перпендикулярность) распределение следует закону Релея с 2=0,127 [1, с. 17].

10.3 Расчет припусков продольных размеров

Определим величины минимальных операционных припусков из условия удаления следов и дефектов предыдущей обработки.

Минимальный припуск при обработке торцов (продольное направление):

, (10.5)

где Rzi-1 и hi-1 - высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке [1, прил. 4];

- суммарная погрешность пространственных отклонений поверхности на предыдущем переходе [3, табл. 2.6].

Максимальный припуск при обработке торцов (продольное направление):

(10.6)

Составим уравнения размерной цепи для припусков:

Минимальные и максимальные операционные припуски:

;

;

;

;

;

;

при термообработке происходит разупрочнение стали, и на последующих операциях в дефектный слой h, в расчеты, ничего “не закладываем”.

;

;

Определим величины средних операционных припусков:

, (10.7)

;

;

;

;

10.4 Расчет операционных размеров

Цель расчета - определить величины номинальных и предельных значений операционных размеров в продольном направлении.

Исходя из составленных уравнений размерной цепи в продольном направлении найдем все операционные размеры. Определяем те размеры, которые нам известны и являются чертёжными. Это размеры А010=520 -0,05мм, Ж025=205 -0,74 мм. Размеры Ц1010 и Ц2010 найдем из расчета центрового отверстия (рис. 10.1).

Рис. 10.1 Центровое отверстие

Центровое отверстие выбираем по диаметру вала, который входит в интервал размеров 20…40мм [5, с.389].

Рассмотрим треугольник, в нем известно: противолежащий катет углу 30, равный половине диаметра конуса 6,6мм. Все эти параметры “завязаны” между собой tg. Следовательно, Ц1010 =Ц2010=5/tg30=8,66мм.

Далее определим все искомые размеры путем подставления в уравнения размерной цепи уже известных величин.

(10.8)

Л040=+К040-О040+А010-Ц2010=8-77+520-8,66=442,34мм;

В025 = - [Д055] - Ц1010 +А010 = -214-8,66+520 = 297,34мм;

Д025 = - [В055]- Ц1010 +А010 = -123-8,66+520 = 388,34мм;

Г025 = - [Г055]+ Д025 = -70 +388,34 = 318,34мм.

Окончательные значения операционных размеров в продольном направлении в удобной для производства форме, отражены в формуле (10.9) и сведены в соответствующие графы чертежа.

, (10.9)

где, ТАi - технологический допуск.

11. Планировка механического участка

Деталь “шпиндель” (рис.1.1) является сборочной единицей головки

4-хшпиндельной комбинированной, которая в свою очередь входит в сборочный узел автоматической линии для обработки ресивера.

Конструкция шпинделя позволяет использовать анализируемую деталь в сборках 2-х, 3-х, 4-х, 6-ти, 9-ти, 10-ти, 12-ти и 15-тишпиндельных резьбонарезных головках, а также 4-х, 5-ти и 6-тишпиндельных комбинированных головках, которые применяются на автоматических линиях мехобработки.

Оборудование, включающее в себя перечисленные шпиндельные головки, насчитывают свыше 500 единиц.

11.1 Расчёт количества основного технологического оборудования на участке и коэффициента его загрузки

Цель раздела - определение количества основного технологического оборудования при среднесерийном производстве на стадии технологического проекта и подготовки исходных данных для составления планировки участка механической обработки детали.

Исходные данные для проведения этого расчёта являются годовая программа и технологический процесс с нормами времени. Годовая программа составляет 2500 деталей в год. Нормы времени приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 Нормы времени

№ оп.

Код и наименование

операции

Т0 ,

мин

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены