Проект участка механического цеха по обработке деталей универсального энергетического средства УЭС 2-250М "Полесье"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 Назначение, конструктивные особенности и технологические особенности детали

Деталь 3518020 - 41048 корпус дифференциала входит в узел 3518020 - 46190 дифференциал, который устанавливается в коробку диапозонов 3518020 - 46150 самоходного зерноуборочного комбайна КЗК - 1218.

Корпус предназначен для крепления дифференциала к корпусу редуктора. На наружную цилиндрическую поверхность Ш174Н7 устанавливаются две шестерни дифференциала большая и малая. Сферическая поверхность Ш138D11 предназначена для установки на неё сферических шайб. Два отверстия Ш28Н8 необходимы для запрессовки оси, на которую устанавливаются два сателлита. Отверстие Ш10D11 необходимо для фиксации оси в корпусе дифференциала. Восемь отверстий Ш14,5Н13 предназначены для крепления шестерен дифференциала большой и малой к корпусу дифференциала.

Корпус дифференциала изготавливается из серого чугуна марки СЧ 20 ГОСТ 1412 - 85 и подвергается термической обработке (отжигу) для снятия внутренних напряжений после заготовительной операции.

Таблица 1 - Химический состав серого чугуна марки СЧ 20 ГОСТ 1412 - 85 в процентах

Углерод, C	Кремний, Si	Марганец, Mn	Хром, Cr, не более	Фосфор, P, не более	Сера, S, не более
3,2	2 - 2,3	0,5 - 07	0,1	0,35	0,12

Таблица 2 - Физико-механические свойства серого чугуна марки СЧ 20 ГОСТ 1412 - 85

Предел текучести т, МПа	Предел прочности в, МПа	Относительное удлинение , %	Ударная вязкость , Дж/cм	Твердость НВ
180	343	10	6	190

2. Метод получения заготовки и требования к ней

деталь резание заготовка

На выбор метода получения заготовки оказывают влияние: материал детали, её назначение и технические требования на изготовление, объём и тип производства, форма поверхностей и размеры детали.

Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчёта технологической себестоимости заготовки. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготавливаемой из неё детали, при минимальной себестоимости последней, считается оптимальной.

Для проведения экономического обоснования выбора способа получения заготовки, необходимо сравнить несколько способов, на основании чего делается вывод о целесообразности применения того или иного способа получения заготовки.

Среди отливок до 80% по массе занимают детали, изготовляемые литьем в песчаные формы. Метод является универсальным применительно к литейным материалам, а также к массе и габаритам отливок. Специальные способы литья значительно повышают стоимость отливок, но позволяют получать отливки повышенного качества с минимальным объемом механической обработки.

Отливки I класса точности обеспечиваются формовкой по металлическим моделям с механизированным выемом моделей из форм и с заливкой металла в сырые и подсушенные формы. Этот способ применяют для изготовления наиболее сложных по конфигурации тонкостенных отливок.

Отливки II класса точности обеспечиваются формовкой с механизированным выемом деревянной модели, закрепляемой на легкосъемных металлических плитах, из форм и с заливкой в сырые и подсушенные формы.

Отливки III класса точности обеспечиваются ручной формовкой в песчаные формы, а также машинной формовкой по координатным плитам с незакрепленными моделями. Этот способ является оптимальным для изготовления отливок любой сложности, любых размеров и массы из разных литейных сплавов.

Деталь изготавливается из серого чугуна марки СЧ 20 ГОСТ 1412 - 85, обладающего достаточно хорошими литейными свойствами. Поэтому целесообразно получать заготовку литьём в земляные формы. В базовом технологическом процессе способ получения отливки производится в разовых формах ручной формовкой в средних и мелких опоках. В проектируемом технологическом процессе получение отливки будет производиться в разовых формах машинной формовкой в средних и мелких опоках.

3. Определение типа производства

Тип производства по ГОСТ 3.1108 - 74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К, который показывает отношение всех различных технологических операций, равной трудоемкости, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течении месяца, к числу рабочих мест.

Коэффициент закрепления операций отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а также снабжение рабочего места всеми необходимыми элементами производства.

Располагая штучно-калькуляционным временем, рассчитывается количество станков

m=

где N объем выпуска, шт./год; N = 5000 шт./год

Т штучно - калькуляционное время, мин

F действительный годовой фонд времени, ч; F = 2024 ч

нормативный коэффициент загрузки оборудования

Значение нормативного коэффициента загрузки оборудования по отделению или участку цеха можно усреднено принять = 0,8. Это не приведет к большим погрешностям в расчетах, а фактические значения коэффициента загрузки оборудования будут определяться после детальной разработки технологического процесса.

Далее по каждой операции выполняем расчет фактического коэффициента загрузки оборудования по формуле

= m/P

где P принятое число рабочих мест

Количество операций равнозначной трудоемкости, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле

О = /

Результаты расчета типа производства сводим в таблицу 1.3.

Таблица 3 - Определение типа производства

Номер операции	Наименование операции	Модель станка	Т	m	Р		О
010	Токарная с ЧПУ	1П426Ф3	6,72	0,35	1	0,35	2
020	Токарная с ЧПУ	1П426Ф3	24,64	1,27	2	0,64	1
030	Плоскошлифовальная	3Д756	3,004	0,15	1	0,15	5
040	Торцекруглошлифовальная	3Т161ЕН	3,586	0,18	1	0,18	4
050	Сверлильная с ЧПУ	СС2В05ПМФ4	10,45	0,54	1	0,54	2
070	Сверлильная с ЧПУ	СС2В05ПМФ4	45,1	2,32	3	0,77	1
ИТОГО	-	93,5	-	9	-	15

После заполнения всех граф таблицы подсчитываем суммарные значения для О и Р, определяем К и тип производства.

Коэффициент закрепления операций определяем, используя формулу

К = О/Р = 15/9 = 1,67

Так как полученный К меньше 10, но больше 1, то принимаем тип производства крупносерийный.

Количество деталей в партии для одновременного запуска допускается определять упрощенным способом по формуле

n = = = 98 шт.

где а периодичность запуска в днях (рекомендуются следующие периодичности запуска изделий 5,10,20 дней)

Размер партии должен быть откорректирован, путем определения расчетного числа смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах

Т = 15,583 мин

С = = = 4,01

где Т среднее штучно - калькуляционное время по основным операциям, мин

476 действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин

0,8 нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве

Расчетное число смен округляется до принятого числа смен С = 2, затем определяется число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течении целого числа смен

n = = = 24 шт.

4. Анализ базового техпроцесса

Базовый технологический процесс механической обработки детали корпус дифференциала состоит из шести операций: двух токарных с ЧПУ, плоскошлифовальной, торцекруглошлифовальной и двух сверлильных с ЧПУ.

Для полного анализа базового технологического процесса приведем его в таблице с описанием каждой операции по переходам и указанием применяемого оборудования.

Таблица 4 - Базовый технологический процесс

Номер оп.	Наименование операции	Применяемое оборудование	Наименование перехода
010	Токарная с ЧПУ	Токарный с ЧПУ 1П426Ф3	1. Точить поверхность до Ш174,5h11 2. Подрезать торец в размер 85-0,14 с образованием фаски 0,6х45° 3. Расточить отверстие до Ш135h14
020	Токарная с ЧПУ	Токарный с ЧПУ 1П426Ф3	1. Подрезать торец в размер 82,4-0,14 2. Точить поверхность до Ш174,5h11 с образованием фаски 0,6х45° 3. Расточить отверстие до Ш135h14 4. Расточить отверстие до Ш122Н8 5. Расточить сферу Ш138D11 6. Точить поверхность до Ш173,5h14
030	Плоскошлифовальная	Плоскошлифовальный 3Д756	1. Шлифовать плоскость в размер 82,2-0,14
040	Торцекруглошлифовальная	Торцекруглошлифовальный 3Т161ЕН	1. Шлифовать поверхность до Ш174h7
050	Сверлильная с ЧПУ	Сверлильный с ЧПУ СС2В05ПМФ4	1. Сверлить отверстие Ш25Н14, предварительно 2. Зенкеровать отверстие до Ш27,75+0,13, предварительно 3. Развернуть отверстие до Ш28Н8 4. Развернуть отверстие до Ш28Н8
070	Сверлильная с ЧПУ	Сверлильный с ЧПУ СС2В05ПМФ4	1. Сверлить 8 отверстий Ш14,5Н13 2. Сверлить отверстие до Ш9,8Н14, предварительно 3. Зенкеровать отверстие до Ш10D11

5. Разработка проектного варианта техпроцесса. Расчет припусков и режимов резания. Расчет норм времени. Выбор оборудования и расчет его количества

Анализируя базовый технологический процесс, было решено операции 010 и 020 Токарные с ЧПУ, выполняемые на токарном станке с ЧПУ модели 1П426Ф3 объединить в одну и обработку производить с переустановкой детали. Операцию 050 Сверлильную с ЧПУ заменить на Вертикально-сверлильную с приминением быстросменного патрона на станке 2Н135.

Перечисленные выше предложения по изменению технологического процесса в значительной мере будут способствовать снижению себестоимости изготовления детали и росту производительности труда.

По остальной структуре технологического процесса было принято решение изменения не вносить, т.к. на наш взгляд он является наиболее рациональным.

Предлагаемый технологический процесс обработки детали приведен в таблице 5.

Таблица 5 - Предлагаемый технологический процесс

Номер оп.	Наименование операции	Применяемое оборудование	Наименование перехода
010	Токарная с ЧПУ	Токарный с ЧПУ 1П426Ф3	1. Точить поверхность до Ш174,5h11 2. Подрезать торец в размер 85-0,14 с образованием фаски 0,6х45° 3. Расточить отверстие до Ш135h14 4. Переустановить деталь 5. Подрезать торец в размер 82,4-0,14 6. Точить поверхность до Ш174,5h11 с образованием фаски 0,6х45° 7. Расточить отверстие до Ш135h14 8. Расточить отверстие до Ш122Н8 9. Расточить сферу Ш138D11 10. Точить поверхность до Ш173,5h14
020	Плоскошлифовальная	Плоскошлифовальный 3Д756	1. Шлифовать плоскость в размер 82,2-0,14
030	Торцекруглошлифовальная	Торцекруглошлифовальный 3Т161ЕН	1. Шлифовать поверхность до Ш174h7
040	Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н135	1. Сверлить отверстие Ш25Н14, предварительно 2. Зенкеровать отверстие до Ш27,75+0,13, предварительно 3. Развернуть отверстие до Ш28Н8
050	Сверлильная с ЧПУ	Сверлильный с ЧПУ СС2В05ПМФ4	1. Сверлить 8 отверстий Ш14,5Н13 2. Сверлить отверстие до Ш9,8Н14, предварительно 3. Зенкеровать отверстие до Ш10D11

Расчёт припусков на обработку и промежуточные размеры на поверхность Ш174h7 корпуса дифференциала 3518020 - 41048.

Заготовка - литьё. Масса заготовки - 6,5 кг.

Технологический маршрут обработки поверхности Ш174h7 состоит из обтачивания предварительного и окончательного, шлифования предварительного и окончательного.

Обтачивание предварительное и окончательное производится в трехкулачковом патроне, шлифование предварительное и окончательное производится на оправке в центрах.

Записываем технологический маршрут обработки в расчетную таблицу 6. В таблицу также заносим соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска.

Таблица 6 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ш174h7 ()

Технологиче-ские переходы обработки поверхности Ш174h7 ()	Элементы припуска, мкм	Расчет-ный припуск 2Z, мкм	Расчет- ный размер d, мм	Доуск д, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	R	T	с	е				dmin	dmax	2Z	2Z
Заготовка	600	1870	-	-	179,922	1600	180	181,6	-	-
Обтачивание предварительное	50	50	112	531	2*2544	174,834	1000	175	176	5000	5600
Обтачивание окончательное	30	30	75	27	2*215	174,404	250	174,4	174,65	600	1350
Шлифование предварительное	10	20	37	0	2*135	174,134	100	174,1	174,2	300	450
Шлифование окончательное	5	15	-	0	2*67	174	40	174	174,04	100	160
Итого:	6000	7560

Суммарное отклонение пространственных отклонений заготовки

с = ,

где с - смещение, обусловленное несовпадением верхней и нижней частей форм, мм; с = 1 мм

с = 1,6 мм

с = = 1,87 мм = 1870 мкм

Остаточное пространственное отклонение:

после предварительного обтачивания: с = 0,06 * 1870 = 112 мкм

после окончательного обтачивания: с = 0,04 * 1870 = 75 мкм

после предварительного шлифования: с = 0,02 * 1870 = 37 мкм

Погрешность установки определяется по формуле

е = ,

где е - погрешность базирования заготовки, мкм

е - погрешность закрепления заготовки, мкм

е - погрешность, обусловленная точностью изготовления приспособления

е = 0, т.к. заготовка устанавливается в трехкулачковом патроне

е = 500 мкм

е = 180 мкм

Отсюда, погрешность установки при обтачивании предварительном будет равна

е = = 531 мкм

Остаточная погрешность установки при обтачивании окончательном будет равно

е = 0,05 * е + е

е = 0, т.к. обтачивании предварительное и окончательное производится за одну установку

е = 0,05 * 531 + 0 = 27 мкм

На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой

2Z = 2 * (R + T + )

Минимальный припуск

под обтачивание предварительное

2Z = 2 * (600 + ) = 2 * 2544 мкм

под обтачивание окончательное

2Z = 2 * (100 + ) = 2 * 215 мкм

под шлифование предварительное

2Z = 2 * (60 + ) = 2 * 135 мкм

под шлифование окончательное

2Z = 2 * (30 + ) = 2 * 67 мкм

Расчётный размер dзаполняем начиная с конечного (чертежного) размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода

d = 174 + 0,134 = 174,134 мм

d = 174,134 + 0,27 = 174,404 мм

d = 174,404 + 0,43 = 174,834 мм

d= 174,834 + 5,088 = 179,922 мм

Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе «Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода, округляя расчетные размеры увеличением их значений. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру

d = 174 + 0,04 = 174,04 мм

d = 174,1 + 0,1 = 174,2 мм

d = 174,4 + 0,25 = 174,65 мм

d = 175 + 1,0 = 176 мм

d = 180 + 1,6 = 181,6 мм

Предельные значения припусков 2Z определяем как разность наибольших предельных размеров и 2Z - как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов

2Z = 174,2 - 174,04 = 0,16 мм = 160 мкм

2Z = 174,65 - 174,2 = 0,45 мм = 450 мкм

2Z = 176 - 174,65 = 1,35 мм = 1350 мкм

2Z = 181,6 - 176 = 5,6 мм = 5600 мкм

2Z = 174,1 - 174 = 0,1 мм = 100 мкм

2Z = 174,4 - 174,1 = 0,3 мм = 300 мкм

2Z = 175 - 174,4 = 0,6 мм = 600 мкм

2Z = 180 - 175 = 5 мм = 5000 мкм

Общие припуски Z и Z рассчитываем, суммируя промежуточные припуски и записывая их значения внизу соответствующих граф.

Производим проверку правильности выполнения расчетов

2Z- 2Z = 160 - 100 = 60 мкм; д - д = 100 - 40 = 60 мкм

2Z- 2Z = 450 - 300 = 150 мкм; д - д = 250 - 100 = 150 мкм

2Z- 2Z = 1350 - 600 = 750 мкм; д - д = 1000 - 250 = 750 мкм

2Z - 2Z = 5600 - 5000 = 600 мкм; д - д = 1600-1000 = 600 мкм

Номинальный припуск определяем с учетом несимметричного расположения поля допуска заготовки

Z = Z + Н - Н

Z = 6000 + 600 - 0 = 6600 мкм

d = 174 + 6,6 = 180,6 мм

На основании данных расчетов строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ш174h7 () (рисунок 1.1).

Расчёт припусков на обработку и промежуточные размеры на отверстие Ш28H8 корпуса 3518020 - 41048.

Заготовка - литьё. Масса заготовки - 6,5 кг.

Технологический маршрут обработки поверхности Ш28H8 состоит из сверления, зенкерования и развертывания.

Сверление, зенкерование и развертывание производится при базировании детали по наружной цилиндрической поверхности за одну установку.

Записываем технологический маршрут обработки в расчетную таблицу 7. В таблицу также заносим соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска.

Таблица 7 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия Ш28H8

Технологические переходы обработки отверстия Ш28H8	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Z, мкм	Расчетный размер d, мм	Допуск д, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припус-ков, мкм
	R	T	с	е				dmin	dmax	2Z	2Z
Сверление	40	60	17	127	-	27,653	520	27,13	27,65	-	-
Зенкерование	30	40	1	7	2*119	27,891	130	27,76	27,89	240	630
Развертывание	10	25	-	1	2* 71	28,033	33	28	28,033	143	240
Итого:	383	870

Суммарное значение пространственных отклонений определяем по формуле

с = ,

где С - смещение оси отверстий при сверлении, мкм; С = 25 мкм

Д - удельный увод, мкм/мм; Д = 0,9 мкм/мм

с = = 17 мкм

Остаточные пространственные отклонения на обработанных поверхностях, имевших исходные отклонения, являются следствием копирования погрешностей при обработке. Значения этих отклонений зависят как от режимных условий обработки, так и от параметров, характеризующих жесткость технологической системы и механические свойства обрабатываемого материала.

Остаточное пространственное отклонение после сверления: с = 0,05 * 17 = 1 мкм

Погрешность установки на выполняемом переходе при определении промежуточного припуска характеризуется смещением обрабатываемой поверхности, которое должно компенсироваться дополнительной составляющей промежуточного припуска

е = ,

где, е - погрешность базирования заготовки, мкм

е - погрешность закрепления заготовки, мкм

е = 0,5 * Т - допуск на диаметр отверстия, по которому базируется деталь, мм; Т = 0,04 мм = 40 мкм

е = 0,5 * 40 = 20 мкм

е= 120 мкм

е = = 127 мкм

Остаточная погрешность установки при зенкеровании

е = 0,05 * е + е,

е = 0, т.к. сверление и зенкерование производится с одной установки

е= 0,05 * 127 = 7 мкм

Остаточная погрешность установки при развертывании

е= 0,05 * 7 = 1 мкм

На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь формулой

2Z = 2 * (R + T + )

Минимальный припуск

под зенкерование

2Z = 2 * (40 + 60 + ) = 2 * 119 мкм

под развертывание

2Z = 2 * (30 + 40 + ) = 2 * 71 мкм

Графа «Расчетный размер» (d) заполняем начиная с конечного размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Таким образом, для развертывания d- 28,033 мм

для зенкерования d = 28,033 - 0,142 = 27,891 мм

для сверления d = 27,891 - 0,238 = 27,653 мм

Значения допусков каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

В графе «Предельный размер» наибольшее значение (d) получается по расчетным размерам округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные размеры (d) определяем из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов.

Для развертывания: d = 28,033 - 0,033 = 28 мм

Для зенкерования d = 27,89 - 0,13 = 27,76 мм

Для сверления d = 27,65 - 0,52 = 27,13 мм

Минимальные предельные значения припусков Z равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения Z - соответственно разности наименьших предельных размеров.

2Z = 28 - 27,76 = 0,24 мм = 240 мкм

2Z = 27,76 - 27,13 = 0,63 мм = 630 мкм

2Z = 28,033 - 27,89 = 0,143 мм = 143 мкм

2Z = 27,89 - 27,65 = 0,24 мм = 240 мкм

Общие припуски Z и Z определяем суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения внизу соответствующих граф.

Общий номинальный припуск

Z = Z + В - В

Z = 383 + 320 - 33 = 670 мкм

d = 28 - 0,67 = 27,33 мм

Производим проверку правильности выполнения расчетов

2Z- 2Z = 240 - 143 = 97 мкм; д - д = 130 - 33 = 97 мкм

2Z - 2Z = 630 - 240 = 390 мкм; д - д = 520 - 130 = 390 мкм

На основании данных расчетов строим схему графического расположения припусков и допусков по обработке отверстия Ш28H8.

Произведем расчет режимов резания для одного из переходов операции 010 Токарной с ЧПУ аналитическим методом, а для сверления отверстия Ш 9,8 на операции 050 Вертикально - сверлильной - табличным.

Расчет режимов резания аналитическим методом: точить поверхность, выдерживая размер Ш174,5.

Производим выбор режущего инструмента: принимаем резец проходной упорный с механическим креплением твердосплавных пластин марки Т15К6.

1. Глубина резания t, мм

t = = = 0,75 мм

2. Определение подачи S, мм/об

S = 0,2 мм/об

3. Скорость резания V, мм/мин

V =

K = K * K * K,

где K - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

K - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки

K - коэффициент, учитывающий материал инструмента

K= 1* 0,8 * 1= 0,8

C = 292; T = 60 мин; m = 0,2; x = 0,15; y = 0,2

V = * 0,8 = 123 м/мин

Производим расчет частоты вращения шпинделя n, мм/об

n = = = 224 об/мин

Принимаем n = 220 об/мин, тогда скорость резания будет равна

V = = = 120,5 м/мин

4. Cила резания Р, Н

P = 10С* t* S*V*K

K= K*K*K*K*K,

где K = 1,0

K = 0,94

K = 1,0

K = 1,0

K = 0,87

K = 1,0 * 0,94 * 1,0 * 1,0 * 0,87 = 0,82

C= 300; x = 1,0; y = 0,75; n = - 0,15

P = 10 * 300 * 0,75 * 0,2 * 120,5 * 0,82 = 272 Н

5. Мощность резания, кВт

N = = = 0,54 кВт

6. Расчет машинного времени

Т,

где L = l+ y +Д - длина рабочего хода, мм

L = 19 + 6 = 25 мм

T = * 1 = 0,57 мин

Расчет режимов резания табличным методом: сверлить отверстие Ш9,8.

Производим выбор режущего инструмента: сверло Ш9,8 ГОСТ 10903 - 77 из быстрорежущей стали Р6М5. Форма заточки двойная с подточкой поперечной кромки и ленточки.

1. Расчет длины рабочего хода

L= l+ y

где, l - длина резания, мм; l = 70 мм

y - длина подвода, врезания и перебега инструмента, мм; y = 6 мм

L= 70 + 6 = 76 мм

2. Назначение подачи на оборот шпинделя станка S, мм/об

S = 0,22 мм/об

3. Определение стойкости инструмента Т, мин

Т = 20 мин

4. Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n, об/мин

а) определение скорости резания

V = V* K* K* K

где, V - табличная скорость резания, V= 16 м/мин

К - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К= 0,75

К - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, К= 1,4

К - коэффициент зависящий, от отношения длины к диаметру, К= 1,0

V = 16 * 0,75 * 1,4 * 1= 16,8 м/мин

б) расчет числа оборотов шпинделя станка

n = = = 545,95 об/мин

в) уточняем число оборотов шпинделя по паспорту станка

принимаем n = 600 об/мин

г) уточняем скорость резания по принятому числу оборотов шпинделя

V = = = 18,5 м/мин

5. Расчет основного машинного времени обработки

t = * i = * 1 = 0,58 мин

6. Проверочные расчеты

а) определение осевой силы резания

P = P

где, Р - табличное значение осевой силы резания, кГ; Р= 290 кГ

К - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К= 1,0

Р= 290 * 1 = 290 кГ

б) определение мощности резания

N = N

где, N - мощность резания по таблице, кВт; N= 0,6 кВт

К - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К= 1,0

N= 0,6 * 1 * = 0,36 кВт

Результаты расчетов режимов резания на эти и остальные переходы технологического процесса заносим в сводную таблицу режимов резания.

Нормирование будем производить для операции 040 Вертикально-сверлильной проектируемого технологического процесса, с использованием [4].

Технические нормы времени в условиях серийного производства на Вертикально-сверлильную операцию устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

В серийном производстве норма штучно - калькуляционного времени Т определяется_. по формуле

T = + Т

где, Т - подготовительно - заключительное время, мин

n - количество деталей в партии, шт.

Т - штучное время, мин

Т = Т + Т + Т + Т

где, Т - основное время, мин

Т - вспомогательное время, мин

Т - время на обслуживание рабочего места, мин

Т - время на отдых и личные надобности, мин

Основное время вычисляется на основании принятых режимов резания

Т = 2,07 мин

Определяем вспомогательное время

вспомогательное время состоит из затрат на отдельные приемы

Т = Т + Т+ Т + Т

где, Т - время на установку и снятие детали, мин; Т = 0,08 мин

Т - время на закрепление и открепление детали, мин; Т = 0,12 мин

Т - время на приемы управления, мин

включить и выключить станок: 0,01 мин

установить и снять инструмент в быстросменном патроне: 0,06 * 3 = 0,18 мин подвести и отвести инструмент к детали при обработке: 0,01 * 3 = 0,03 мин

Т = 0,01 + 0,18 + 0,03 = 0,22 мин

где, Т - время на измерение детали, мин;

пробкой: 0,11 мин

калибр: 0,45 мин

Т = 0,11 + 0,45 = 0,56 мин

Т = (0,08 + 0,12 + 0,22 + 0,56) * 1,5 = 1,47 мин

Определяем оперативное время:

Т = Т + Т = 2,07 + 1,47 = 3,54 мин

В серийном производстве время на обслуживание Т и время на отдых Т по отдельности не определяется. В нормативах дается сумма двух составляющих в процентах от оперативного времени.

Т + Т = = 0,28 мин

Определяем штучное время:

Т = 2,07 + 1,47 + 0,28 = 3,82 мин

Подготовительно - заключительное время включает в себя время на наладку станка и установку приспособления - 5 мин; на дополнительные приемы - 7 мин.

Т = 5 + 7 = 12 мин

Определяем штучно - калькуляционное время на операции:

Т = + 3,82 = 4,32 мин

Остальные значения норм времени по операциям заносим в таблицу

Таблица 9 - Сводная таблица норм времени

Номер и наименование операции	Т, мин	Т, мин	Т мин	Т+Тмин	Тмин	Т мин	n шт.	Т мин
		Т+Т	Т	Т
Токарная с ЧПУ	11,55	0,22	0,01	1,23	17,63	1,24	18,87	18	24	19,6
	16,17
Плоскошлифовальная	1,68	0,1	0,15	0,24	2,17	0,13	2,3	16	24	2,97
Круглошлифовальная	0,78	0,12	0,18	0,1	1,18	0,07	1,25	16	24	1,92
Вертикально-сверлильная	2,07	0,2	0,22	0,56	3,54	0,28	3,82	12	24	4,32
Сверлильная с ЧПУ	9,62	0,28	0,01	0,83	17,47	1,22	18,69	18	24	19,4
	16,35

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитываться таким образом, чтобы исключить их простои, т.е. нужно выбирать станки по производительности. С этой целью определяют наряду с другими технико - экономическими показателями критерии, показывающие степень использования каждого станка в отдельности и всех вместе по разработанному технологическому процессу.

Для каждого станка в технологическом процессе должны быть просчитаны коэффициенты загрузки и коэффициенты использования станка по основному времени и мощности. Коэффициент загрузки станка определяется как отношение расчётного количества станков m, занятых на данной операции процесса, к принятому (фактическому) m.

з = m/m

Коэффициент использования оборудования по основному времени з свидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка. Он определяется как отношение основного времени к штучно - калькуляционному:

з = Т/Т

Использование оборудования по мощности привода характеризуется коэффициентом использования оборудования з_, который представляет собой отношение необходимой мощности на приводе станка N к мощности установленного электродвигателя N:

з = N/ N

Равномерная стойкость инструмента приобретает особенно важное значение в тех случаях, когда создаются благоприятные предпосылки для автоматизации технологического процесса и одновременной работы значительного числа режущих инструментов. В этих случаях организуется принудительная смена режущих инструментов, с тем, чтобы одновременно менять целые группы инструментов, уменьшая, таким образом потери времени на смену инструмента и настройку станков. График стойкости режущих инструментов дает наглядное представление о периодах стойкости инструментов, об инструментах, наиболее часто подлежащих смене и, таким образом, лимитирующих стабильность процесса.

Результаты вычисления коэффициентов использования оборудования по времени и мощности приведены в таблице.

Таблица 10 - Расчёт коэффициентов использования оборудования

№ операции	Наименование операции	Т, мин	Т мин	m	m	з	з	Nпр кВт	Nст кВт	з
010	Токарная с ЧПУ	11,55	19,6	1,0	1	1,0	0,59	3,45	14	0,25
020	Плоскошлифовальная	1,68	2,97	0,15	1	0,15	0,57	2,18	11	0,2
030	Круглошлифовальная	0,78	1,92	0,1	1	0,1	0,41	3,02	17	0,18
040	Вертикально-сверлильная	2,07	4,32	0,22	1	0,22	0,48	1,65	4	0,41
050	Сверлильная с ЧПУ	9,62	19,4	0,99	1	0,99	0,5	1,47	12,5	0,12

Для наглядной оценки технико-экономической эффективности разработанного технологического процесса построим график загрузки оборудования, график использования оборудования по основному времени, график использования оборудования по мощности.

6. Расчет приспособления для сверления отверстия

Назначение и описание работы приспособления

Согласно проектируемого технологического процесса на операции 040 Вертикально-сверлильной используется специальное сверлильное приспособление с пневмоприводом двойного действия. Приспособление предназначено для сверления, зенкерования и развертывания отверстия на вертикально-сверлильном станке модели 2Н135, в связи с этим в конструкции приспособления предусмотаены откидная планка.

В приспособлении одновременно устанавливается одна заготовка по внутренней цилиндрической поверхности на оправку с упором в торец.

Для закрепления заготовки необходимо подать сжатый воздух в бесштоковую полость пневмоцилиндра, соединенного со штоком 13, перемещающемся во втулке 16. Втулка 16 закреплен в корпусе приспособления.

Усилие Q, развиваемое пневмоцилиндром передается на быстросменную шайбу. Быстросменная шайба устанавливается на шток, который перемещается в направлении заготовки, прижимая быстросменную шайбу и производя зажим.

Заготовка закреплена в приспособлении силой W.

Отжим заготовки осуществляется при подаче сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра.

Для точной установки приспособления на столе станка в нижней части корпуса приспособления запрессована шпонка 39.

В корпусе также предусмотрены две проушины для закрепления приспособления на столе станка с помощью болтов, гаек и шайб.

Расчет приспособления на точность

Погрешность приспособления определим исходя из суммарной погрешности обработки ?, мкм. Величина суммарной погрешности обработки по диаметральным и продольным размерам в общем виде в серийном производстве определяется по формуле

? = ? + ? +

где ?- суммарная погрешность обработки; ?< д

д = 160 мкм

?- погрешность обработки, обусловленная износом режущего инструмен

та, мкм

?- погрешность настройки станка, мкм

?- мгновенная погрешность обработки, мкм

Е- погрешность установки заготовки, мкм

Погрешность обработки обусловленную износом режущего инструмента определяем по формуле

Д = u * l/1000

деталь резание заготовка

где u относительный износ инструмента, мкм/км

l путь резания, м

При сверлении

l =

где D диаметр режущего инструмента, мм; D = 25 мм

L_. общая расчетная длина обработки с учетом пути врезания и перебега режущего инструмента, мм; L = 52 мм

S продольная подача инструмента, мм/об; S = 0,2 мм/об

n количество деталей в партии, обрабатываемой в период между подналадками станка, шт.; n = 24 шт.

l = = 490 м

u = 14 мкм/км

Д = 14 * 490/1000 = 7 мкм

Значение мгновенной погрешности обработки = 13 мкм

При использовании мерного режущего инструмента, погрешность настройки определяется по формуле

=

где погрешность изготовления инструмента, равная допуску на его изготовление по исполнительному размеру, мкм; = 11 мкм

погрешность установки режущего инструмента, мкм; = 25 мкм

= = 28 мкм

Погрешность установки заготовки на выполняемой операции или переходе определяется по формуле

Е=

где погрешность базирования, мкм; = 0 мкм, так как отверстие получается в сплошном металле

погрешность закрепления, мкм; = 60 мкм

погрешность положения заготовки, является следствием неточности изготовления станочного приспособления и износа его установочных элементов, а также погрешности установки самого приспособления на станке, мкм; = 80 мкм

Е= = 100 мкм

Отсюда находим суммарную погрешность обработки

?= 7 + 28 + = 135 мкм < 160 мкм

В результате определили, что погрешность приспособления не превышает допуска.

Расчет необходимого усилия зажима

Необходимую силу зажима определяем исходя из того, что после установки и закрепления детали в приспособлении под действием сил резания она не должна перемещаться.

Необходимый диаметр пневмоцилиндра

D =

где D - диаметр пневмоцилиндра, мм

Q - необходимое усилие, Н

Р - давление воздуха, МПа; Р = 0,4 мПа

з - механический КПД пневмоцилиндра; з = 0,9

Q = P= ,

где К - коэффициент запаса

М - крутящий момент на сверле, Н * м

R - радиус детали, по которой происходит зажим детали; R = 42 мм

f - коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов; f = 0,35 (для гладких поверхностей)

К = К * К* К * К * К * К* К,

где К = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев

К = 1,0 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки

К = 1,1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента

К = 1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение сил трения при прерывистом резании

К = 1,3 - коэффициент, учитывающий постоянство сил зажима

К = 1,0 - коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов

К = 1,0 - коэффициент учитывающий при наличии крутящих моментов

K = 1,5 * 1,0 * 1,1 * 1,0 * 1,3 * 1,0 * 1,0 = 2,145

В результате расчета значение коэффициента запаса оказалось меньше 2,5, следовательно, принимаем его равным этой величине.

М = 10 * С * D* S* K

С = 0,021; q = 2; y = 0,8; D = 25 мм; S = 0,2 мм/об; K = 0,93

M = 10 * 0,021 * 25* 0,2 * 0,93 = 33,6 Н * м

Q = P= = 5714 Н

Диаметр пневмоцилиндра

D = = 142 мм

Принимаем диаметр пневмоцилиндра D = 150 мм

Расчет элементов приспособления на прочность

Производим расчет оси ролика.

Определяем диаметр оси ролика по формуле

d =

где [у] - допустимое напряжение на изгиб, МПа; [у] = 235 МПа

d = = 5,6 мм

Принимаем диаметр оси ролика 10 мм

Материал - сталь 40Х

Производим расчет оси ролика на срез и смятие.

Производим проверку оси на срез

ф = = = 36,3 МПа < [ф] = 118 МПа

Произведем проверку оси на смятие

у = = = 47,6 МПа < [у] = 294 МПа

7. Расчет приспособления для контроля расположения отверстий

Назначение и описание работы приспособления

Согласно проектируемого технологического процесса на операции 050 Сверлильной с ЧПУ применяется приспособление для контроля расположения отверстий Ш14,5Н13 в детали 3518020-41048 Корпус дифференциала.

Приспособление состоит из планки 1, ручки 2, восьми пальцев 3.

Принцип действия приспособления заключается в следующем: деталь устанавливается на на стол на торец. Если восемь пальцев 3 свободно проходят в отверстия на всю их длину, без заеданий, отверстия расположены правильно. Если же этого не произошло, то отверстие (или отверстия) смещены. Позиционный допуск расположения отверстий не должен превышать 0,2 мм.

Расчет приспособления на точность

Точность изготовления детали определяет точность контроля. Предельная суммарная погрешность измерения должна составлять 1/5 часть допуска на изготовление детали.

Погрешность измерения определяем по формуле:

Д = ? 0,1…0,2 д

где, Д - суммарная погрешность измерения, мм

Д - погрешность, свойственная данной системы измерения, мм;

Д = 0,005 мм

Д - погрешность установки;

Д - погрешность настройки приспособления по эталону, мм

д - допуск на измеряемый параметр, мм; д = 0,2 мм

Д =

где, Е - погрешность базирования, мм; Е = 0

Е- погрешность закрепления, мм; Е = 0;

Е- погрешность, предусмотренная конструкцией, мм; Е = 0,003 мм

Д = = 0,003 мм

Д = 0,05 * д = 0,05 * 0,11 = 0,0055 мм

Д = = 0,008 мм

Д = 0,008 < 0,02

Из полученного результата расчета видно, что приспособление удовлетворяет по точности.

Литература

В.Е. Антонюк. Конструктору станочных приспособлений. Справочное пособие - Мн.: Вышэйшая школа. 1983.

Барановский Ю.В. Режимы резания металлов - М. Машиностроение, 1972.

Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Уч. Пособие - Мн: Вышэйшая школа. 1983.

Справочник технолога - машиностроителя в двух томах под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М: Машиностроение. 1985 Том 1

Справочник технолога машиностроителя в двух томах / под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М: Машиностроение. 1985 Том 2

В.А. Горохов. Проектирование технологической оснастки - Мн.: Бервита. 1997.

Допуски и посадки; Справочник. В 2-х ч. /В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. - 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982. - Ч. 1. 543 с., ил.

Допуски и посадки» Справочник. В 2-х ч./В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. - 6-е изд., перераб. и доп.-Л.з Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983. Ч. 2. 448 с., ил.

Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т.1 А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др.-М.: Машиностроение, 1991.

Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник. В 2 т. Т.2 А. Д Локтев, И.Ф. Гущин, Б.Н. Балашов и др. - М: Машиностроение, 1991. - 304 с: ил. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова - М: Машиностроение, 1985. Том 2

Размещено на Allbest.ru