Режущий инструмент: напильник ГОСТ 1465-80; брусок БК_в 20х20х50 63С6-Н2-337БА ГОСТ 2456-82.

030 Контрольная.

Стол контрольный Р-108.00.00.

1. Проверить визуально на поверхностях А, Б, Е, К дефекты -

черноты, забоины, задиры и трещины не допускаются.

2. Проверить размеры.

3. Клеймить деталь.

Измерительный инструмент: скоба 400; эталон 400; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; штангенциркуль ШЦ-II-500-0,1-1 ГОСТ 166-89; высотомер электронный; пробка 100^+0,54; кольцо установочное; приспособление 8531-5048-02; пробка 52; нутромер 8144-5013-01; нутромер 50-100 ГОСТ 9244-75; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-2 ГОСТ 166-89; линейка ЛД-80 ГОСТ 8026-92; набор щупов 2 кл. 1ТУ2-034-0221197-011-91.

035 Сборка.

Установка для нагрева АП-106.

1. Транспортировать деталь к станку.

2. Установить маховик поз. 2 на стол.

3. Установить венец поз. 1 в стенд для нагрева.

4. Включить установку и нагреть венец.

5. Взять клещами венец поз. 1 и установить на маховик поз. 2.

6. Напрессовать венец поз. 1 на маховик поз. 2.

7. Контролировать качество напрессовки.

Измерительный инструмент: скоба 142,37; 8545-5003 эталон; ТУ2-034-0221197-011-91 щупы-100, набор 2, кл. точности 1; приспособление 8531-5048-02; штатив ШМ-IIн-в ГОСТ 10197-70; индикатор ИЧ105 кл. 1 ГОСТ 577-68; наконечник 8071-5026.

040 Токарная с ЧПУ.

Станок 1А734Ф3.

1. Транспортировать деталь к станку.

2. Установить, закрепить, открепить и снять деталь.

3. Точить торец предварительно и окончательно, выдерживая

размер 123,5±0,05 мм, снять 2 фаски 1х45°.

4. Точить окончательно выточку Ш120 мм, выдерживая размер

34,5±0,3, фаску 1х45°.

5. Точить окончательно зеркало, выдерживая размеры 76±0,1 мм,

Ш368^+1,4 мм, Ш354_-1,4 мм.

В качестве режущего инструмента на 3 переходе используем резец проходной ГОСТ 26476-85 и пластину ВК6 ГОСТ 19059-80; на 4 переходе резец расточной 2100-5042; на 5 переходе резец расточной и пластину ВК6М ГОСТ 19059-80.

Измерительный инструмент: штангенциркули ШЦ-I-125-0,1; ШЦ-II-500-0,1 ГОСТ 166-89; приспособление 8531-5048-02; глубиномер ГИ-100 0-100 ГОСТ 8026-92; линейка ЛД-80 ГОСТ 8026-92; набор щупов 2 кл. 1ТУ2-034-0221197-011-91; наездник 8701-5011; установ 8795-5041-12; индикатор ИЧ 10Б Кл. 1 ГОСТ 577-68.

Применяемое приспособление: патрон с осевым зажимом.

045 Координатно-расточная.

Станок WKV-100.

1. Транспортировать деталь к станку.

2. Установить, сориентировать, закрепить деталь.

3. Фрезеровать 4 паза 60Н9 предварительно и окончательно.

4. Сверлить отверстие Ш13,8Н14^(+0,43) мм, выдерживая размеры 0;

41±0,015 мм.

5. Сверлить 2 отверстия Ш6,8Н14^(+0,36) мм на глубину 42 мм,

выдерживая размеры Ш386 мм, 15°.

6. Сверлить 9 отверстий Ш15Н14(^+0,43), выдерживая размеры:

Ш88 мм, 38°.

7. Сверлить 4 отверстия Ш15Н14(^+0,43), выдерживая размеры:

Ш150 мм, 90°.

8. Сверлить 10 отверстий Ш8,5Н14^(+0,36) мм на глубину 42 мм,

выдерживая размеры: Ш386, 15°, 30°.

9. Расточить отверстие Ш14,1Н11(^+0,11) мм, выдерживая размеры 0;

41±0,015 мм.

10. Расточить 2 отверстия Ш12,3Н10(^+0,07) мм на глубину 10 мм,

выдерживая размеры Ш386 мм, 15°.

11. Расточить 2 отверстия Ш12,5 мм на глубину 10 мм,

выдерживая размеры Ш386 мм, 15°.

12. Развернуть отверстие Ш14,2D9() мм, выдерживая размеры

0; 41±0,015 мм.

13. Зенковать фаски 1,6х45° в 10 отверстиях под резьбу М10-6Н.

14. Нарезать резьбу в 10-ти отверстиях М10-6Н на глубину 38min.

15. Нарезать резьбу в 2-х отверстиях М8-6Н на глубину 38min.

16. Проверить размеры.

Используемый режущий инструмент: фрезы концевые с винтовыми твердосплавными пластинами ВК6: сверло Ш13,8 мм ГОСТ 10903-77; сверло Ш6,8 мм ГОСТ 10902-77; сверло Ш15 мм ГОСТ 10903-77; сверло Ш8,5 мм ГОСТ 10902-77; резец расточной и пластина ВК6 ГОСТ 19059-80; развертка 14,285 ВК6; зенковка коническая ГОСТ 14953-80; метчик М10 для глухих отверстий с удлиненным проходным хвостовиком ГОСТ 3266-81; метчик М8 для глухих отверстий с удлиненным проходным хвостовиком ГОСТ 3266-81.

Измерительный инструмент: штангенглубиномер ШГ-160-0,1 ГОСТ 162-89; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-2 ГОСТ 166-89; штангенциркуль ШЦ-III-400-0,1 ГОСТ 166-89; калибр 60Н9^+0,074; калибр-пробка 14,2D9; калибр-пробка Ш12,5х10; пробка 15Н14; пробка М10,0х1,5 ГОСТ 17758-72; пробка М8,0х1,25 ГОСТ 17758-72; контрольное приспособление 8734-5159, калибр 8344-5196 (для контроля соосности).

Применяемое приспособление: оправка шариковая, подкладки мерные (комплект); наладка 7315-6513, кондуктор 7315-6514.

050 Радиально-сверлильная.

Станок 2Н55.

1. Транспортировать деталь к станку.

2. Установить деталь на стол станка.

3. Установить на деталь кондуктор, закрепить.

4. Сверлить отверстие со снятием фаски, выдерживая размеры

Ш8Н12^(+0,15) мм, R191 мм, 1±0,3х45є мм, 15±0,2 мм.

5. Снять деталь, установить на тележку.

Режущий инструмент: 2310-5079 сверло 8,1/12.

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-2 ГОСТ 166-89; пробка 8Н12; приспособление 8734-5194; приспособление 8734-5188.

Применяемое приспособление: кондуктор накладной; втулка кондукторная.

055 Слесарная.

Кабина М-601.00.00.

1. Транспортировать заготовку к кабине.

2. Установить и снять деталь.

3. Зачистить заусенцы на кромках поверхностей.

4. Продуть деталь.

5. Подать деталь на контроль.

Режущий инструмент: напильник ГОСТ 1465-80.

060 Контрольная.

Стол контрольный Р-108.00.00.

1. Проверить размеры, допуски биения, дефекты, посадку венца.

Измерительный инструмент: калибр-пробка Ш52 мм; калибр-пробка Ш110^+0,054 мм; калибр 60Н9; калибр-пробка 14,2D9; калибр-пробка Ш12,5х10; пробка М10,0х1,5 ГОСТ 17758-72; пробка М8,0х1,25 ГОСТ 17758-72; контрольное приспособление 8026-6520; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,05 ГОСТ 166-89; индикатор ИЧ ГОСТ 577-68 (для допуска радиального биения); индикатор ИЧ2 ГОСТ 577-68 (для допуска параллельности); штатив ШМ-II Н ГОСТ10197-70; линейка ЛД-1-320 ГОСТ 8026-92; щупы-70, набор 2, кл. точности 1 ТУ2-034-225-87 (для допуска плоскостности); контрольное приспособление 8734-5159 (для позиционных допусков); калибр для контроля соосности 8344-5196.

065 Промывка.

Машина моечная Н-305.

1. Загрузить деталь в промывочную камеру.

2. Общая промывка поверхностей маховика из 12 сопел верхнего контура и 9 сопел нижнего контура.

3. Выгрузить деталь из промывочной камеры, кантовать деталь, отлить моющий раствор из выточки 368.

4. Уложить деталь на тележку.

5. Протереть деталь с перекантовкой.

6. Контролировать качество промывки всех поверхностей детали визуально - 100%. На всех поверхностях допускается наличие остатков СОЖ и моющего раствора в виде налета солей, образующихся после высыхания.

070 Балансировка.

Станок МС9Б765-3.

1. Установить, закрепить, открепить и снять деталь.

2. Определить величину дисбаланса.

3. Сверлить требуемое количество отверстий Ш8 мм и глубиной 25max на R183,5 мм в тяжелом месте. Шаг сверлений не менее 20 мм.

4. Определить величину остаточного дисбаланса.

5. Сверлить требуемое количество отверстий Ш8 мм и глубиной

25max на R183,5 мм в тяжелом месте. Шаг сверлений не менее 20 мм.

6. Открепить, переустановить, закрепить деталь.

7. Определить величину дисбаланса повторно.

8. Допустимый дисбаланс не более 35 г·см. При дисбалансе более

35 г·см повторить переходы 3 и 4.

Режущий инструмент: 2301-0039 ГОСТ 10903-77 сверло 8.

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1-2 ГОСТ 166-89; штангенциркуль ШЦ-II-500-0,1 ГОСТ 166-89; деталь контрольная МС9Б765-3951.401.

Применяемое приспособление: оправка.

075 Слесарная.

Кабина М-601.00.00.

1. Транспортировать заготовку к кабине.

2. Установить и снять деталь.

3. Продуть отверстия, протереть деталь ветошью.

4. Подать деталь на контроль.

Приспособление: 7960-4587-01 штуцер.

080 Контрольная.

Стол контрольный Р-108.00.00.

Станок балансировочный МС9Б765-3.

1. Проверить отсутствие забоин, вмятин, царапин на поверхностях

А, Б, В.

2. Проверить дисбаланс детали (проверять на операции 070).

Таблица 1.6 - Ведомость станочного оборудования

№ операции	Наименование станка	Модель станка	Габаритные размеры	Категория ремонтной сложности	Стоимость, руб. (1979г.)
015, 020, 040	Токарный с ЧПУ	1А734Ф3	4020х4085х3750	20	70000
045	Координатно-расточной	WKV-100	5145х4110х3770	32	102560
050	Радиально-сверлильный	2Н55	2670х1000х3320	16	4590

1.8 Расчет припусков на обработку

Припуски расчетно-аналитическим методом определим на две разнотипные поверхности. Наиболее ответственным отверстием является Ш52N7() мм, в качестве охватываемой поверхности рассмотрим наружный цилиндр Ш385() мм. Рассчитаем припуски и предельные размеры по технологическим переходам обработки поверхности Ш52N7 мм маховика. Исходные данные: заготовка - отливка в кокиль, материал заготовки - серый чугун СЧ20, масса заготовки 43 кг. Обработка ведется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне.

1. Составим технологический маршрут получения поверхности Ш52N7 с указанием Rz и h по переходам:

1-й переход - зенкерование, квалитет 11, Rz=50 мкм, h=50 мкм;

2-й переход - растачивание чистовое, квалитет 9, Rz=20 мкм, h=20 мкм;

3-й переход - растачивание тонкое, квалитет 7, Rz=5 мкм, h=5 мкм.

Для заготовки Rz=200 мкм, h=300 мкм.

2. Пространственное отклонение формы поверхности заготовки при установке в самоцентрирующих патронах по наружному диаметру с прижимом к торцевой поверхности (таблица П14 [7]):

мкм, (1.5)

где д=900 мкм - допуск размера от технологической базы до торца сопряженного с обрабатываемым отверстием (смещение отверстия от базовой поверхности);

Д_к=2 мкм/мм - удельная кривизна заготовки (по таблице П17 [7]).

Величина остаточной пространственной погрешности составит:

с_ост= с_заг*К_у, (1.6)

где К_у - коэффициент уточнения формы (по таблице П27 [7]),

после зенкерования: с_{зенкер.}= 0,05*с_заг= 0,05*906 = 45,3 мкм;

после чистового растачивания: с_{чист. растач.}= 0,04*45,3 = 1,8 мкм;

после тонкого растачивания: с_{тонк. растач.}= 0,03*1,8 0.

3. Погрешность установки детали определяем по формуле:

, (1.7)

где е_б - погрешность базирования;

е_з - погрешность закрепления.

При принятой схеме базирования погрешность базирования для выдерживаемого диаметра отсутствует е_б=0.

Погрешность закрепления при установке в самоцентрирующий трехкулачковый патрон е_з=130 мкм (по таблице П29 [7]).

Погрешность установки:

на 1-м переходе мкм;

на 2-м переходе е₂ = 70 мкм;

на 3-м переходе е₃ = 0,04* е₂ = 0,04*70 = 2,8 мкм.

4. Расчет минимальных значений межоперационных припусков производится по следующей формуле (таблица П1 [7]):

, (1.8)

где i - выполняемый переход.

Минимальные припуски по переходам:

1-й переход: 2Z_1min=2(200+300+)=2*1415,3=2830,6 мкм;

2-й переход: 2Z2min=2(50+50+)=2*146=292 мкм;

3-й переход: 2Z3min=2(20+20+)=2*42=84 мкм.

5. Расчетный размер Dр вычислим, начиная с конечного максимального чертежного размера, последовательным вычитанием 2Zimin каждого технологического перехода:

3-й переход: Dр тонк. растач.= 51,991-0,084 = 51,907 мм;

2-й переход: Dр чист. растач.= 51,907-0,292 = 51,615 мм;

1-й переход: Dр зенкер.= 51,615-2,8306 = 48,785 мм.

6. Допуски на технологические переходы назначаем по таблице П34 [7], а допуск на заготовку-отливку - по ГОСТ 26645-85.

7. Предельный размер Dmax получаем, округляя расчетные размеры соответствующего перехода до точности допуска в меньшую сторону, а Dmin определяем вычитанием из наибольших предельных размеров допусков соответствующих переходов:

3-й переход: Dmax=51,991 мм; Dmin=51,961 мм;

2-й переход: Dmax=51,907 мм; Dmin=51,907-0,046=51,861 мм;

1-й переход: Dmax=51,61 мм; Dmin=51,61-0,19=51,42 мм;

заготовка: Dmax=48,7 мм; Dmin=48,7-0,8=47,9 мм.

8. Минимальные предельные значения припусков 2ZiminПР находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения 2ZimaxПР - как разность наименьших предельных размеров:

3-й переход: 2Z3minПР=51,991-51,907=0,084 мм;

2Z3maxПР=51,961-51,861=0,1 мм.

2-й переход: 2Z2minПР=51,907-51,61=0,297 мм;

2Z2maxПР=51,861-51,42=0,441 мм.

1-й переход: 2Z1minПР=51,61-48,7=2,91 мм;

2Z1maxПР=51,42-47,9=3,52 мм.

9. Предельные значения общих припусков 2ZОmin, 2ZОmax определим, суммируя промежуточные припуски:

2ZОmin=2,91+0,297+0,084=3,291 мм

2ZОmax=3,52+0,441+0,1=4,061 мм.

10. Общий номинальный припуск 2ZОном вычислим по формуле:

2ZОном= 2ZОmin+Вз-Вд, (1.9)

где Вз и Вд - соответственно верхние отклонения отверстия заготовки и готовой детали.

2ZОном= 3,291+0-(-0,009)=3,3 мм.

Зная значение 2ZОном, находим номинальный диаметр отлитого отверстия заготовки:

Dз.ном= Dд.ном.-2ZОном.=52-3,3=48,7 мм.

11. Производим проверку правильности выполненных расчетов по формулам:

2ZimaxПР-2ZiminПР = дDi-1-дDi; (1.10)

2ZОmax-2ZОmin = дDз-дDд. (1.11)

Для нашего случая имеем:

3-й переход: 0,1-0,084=0,046-0,030, то есть 0,016=0,016;

2-й переход: 0,441-0,297=0,190-0,046, то есть 0,144=0,144;

1-й переход: 3,52-2,91=0,800-0,190, то есть 0,610=0,610.

Общий припуск: 4,061-3,291=0,800-0,030, то есть 0,770=0,770.

Следовательно, расчеты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчеты параметров припусков сведем в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 - Параметры припусков и межоперационных размеров при обработке поверхности Ш52N7

Технологические переходы обработки поверхности Ш52N7	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчётный размер Dp, мм	Допуск на размер д, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мм
	Rz	h	p	е				Dmin	Dmax	2ZminПР	2ZmaxПР
Заготовка	200	300	906	-	-	48,785	800	47,9	48,7	-	-
1-й переход (зенкерование)	50	50	45,3	130	2х1415	51,615	190	51,42	51,61	2,91	3,52
2-й переход (чистовое растачивание)	20	20	1,8	6,5	2х146	51,907	46	51,861	51,907	0,297	0,441
3-й переход (тонкое растачивание)	5	5	-	-	2х42	51,991	30	51961	51,991	0,084	0,1
Общий припуск 2Z0	3,291	4,061

12. На основании данных таблицы 1.7 строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия Ш52N7 (рисунок 1.5). Рассчитаем припуски и предельные размеры по технологическим переходам обработки поверхности Ш385 мм маховика.

Исходные данные те же.

1. Составим технологический маршрут получения поверхности Ш385 с указанием Rz и h по переходам:

1-й переход - точение черновое, квалитет 12, Rz=50 мкм, h=50 мкм;

2-й переход - точение чистовое, квалитет 10, Rz=20 мкм, h=20 мкм.

Для заготовки Rz=200 мкм, h=300 мкм.

2. Пространственное отклонение формы поверхности заготовки при установке в самоцентрирующих патронах по наружному диаметру с прижимом к торцевой поверхности (таблица П14 [7]):

 мкм, (1.12)

где Дк=2 мкм/мм - удельная кривизна заготовки (по таблице П17 [7]);

D=385 мм - диаметр обрабатываемого цилиндра.

Величина остаточной пространственной погрешности составит:

после чернового точения: счерн. точение= 0,05*770=38,5 мкм;

после чистового точения: счист. точение= 0,04*38,5 0.

3. Погрешность установки детали определяем по формуле:

, мкм

При принятой схеме базирования погрешность базирования для выдерживаемого диаметра отсутствует еб=0.

Погрешность закрепления при установке в самоцентрирующий трехкулачковый патрон е_з=130 мкм (по таблице П29 [7]).

Погрешность установки:

на 1-м переходе мкм;

на 2-м переходе е₂ = 0,05*е₁ = 0,05*130 = 6,5 мкм;

4. Расчет минимальных значений межоперационных припусков производится по следующей формуле (таблица П1 [7]):

Минимальные припуски по переходам:

1-й переход: 2Z1min=2(200+300+)=2x1280=2560 мкм;

2-й переход: 2Z_2min=2(50+50+)=2x139=278 мкм.

5. Расчетный размер диаметра вала d_р вычислим, начиная с конечного минимального чертежного размера путем последовательного прибавления минимального припуска каждого предыдущего перехода:

2-й переход: d_{p чист. точение}=385,53 мм;

1-й переход: dp черн. точение=385,53+0,278=385,808 мм;

заготовка: dp загот.=385,808+2,560=388,368 мм.

6. Допуски на технологические переходы назначаем по таблице П34 [7], а допуск на заготовку-отливку - по ГОСТ 26645-85.

7. Предельный размер dmin определяем, округляя dр до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а dmax определяем прибавлением к dmin допусков соответствующих переходов:

2-й переход: dmin=385,53 мм; dmax=385,76 мм;

1-й переход: dmin=385,81 мм; dmax=385,81+0,57=386,38 мм;

заготовка: dmin=388,4 мм; dmax=388,4+1,2=389,6 мм.

8. Максимальные предельные значения припусков 2ZimaxПР находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а минимальные значения 2ZimaxПР - как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:

1-й переход: Z1maxПР=389,6--386,38=3,22 мм.

2Z1minПР=388,4-385,81=2,59 мм;

2-й переход: Z2maxПР=386,38-385,76=0,62 мм.

2Z2minПР=385,81-385,53=0,28 мм.

9. Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припусков:

2ZОmin=2,59+0,28=2,87 мм;

2ZОmax=3,22+0,62=3,84 мм.

10. Общий номинальный припуск 2ZОном вычислим по формуле:

2ZОном= 2ZОmin+Нз-Нд, (1.13)

где Нз и Нд - соответственно нижние отклонения отверстия заготовки и готовой детали. 2ZОном=2,87+0,6-0,53=2,94 мм.

Зная значение 2ZОном, находим номинальный размер заготовки:

dзагот.ном=dд.ном+2ZОном=385+2,94=387,94 мм.

11. Проверяем правильность произведенных расчетов по уравнениям:

2ZmaxПР-2ZminПР=di-1-di; (1.14)

2ZОmax-2ZОmin=dз-dд. (1.15)

Для рассматриваемого случая проверка точности произведённых расчётов имеет следующие результаты:

2-й переход: 0,62-0,28=0,570-0,230, то есть 0,34=0,34;

1-й переход: 3,22-2,59=1,200-0,570, то есть 0,63=0,63;

Общий припуск: 3,84-2,87=1,200-0,230, то есть 0,97=0,97.

Следовательно, расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 1.8.

Таблица 1.8 - Параметры припусков и межоперационных размеров при обработке поверхности Ш385

Технологические переходы обработки поверхности Ш385	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчётный размер dp, мм	Допуск на размер , мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков
	Rz	h	p	е				dmin	dmax	2ZminПР	2ZmaxПР
Заготовка	200	300	770	-	-	388,368	1200	388,4	389,6	-	-
Черновое точение	50	50	38,5	130	2х1280	385,808	570	385,81	386,38	2,59	3,22
Чистовое точение	20	20	-	6,5	2х139	385,53	230	385,53	385,76	0,28	0,62
Общий припуск 2Z0	2,87	3,84

12. На основании данных таблицы 1.8 строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия Ш385 (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности Ш385

1.9 Расчет режимов резания

Режимы резания рассчитаем для двух разнохарактерных технологических переходов по эмпирическим формулам - для перехода 4 на токарной с ЧПУ операции 040 и для вертикально-сверлильной операции 050. На все остальные операции (переходы) режимы резания определим по нормативам.

Операция 040 Токарная с ЧПУ: переход 4 - точить окончательно выборку.

Режущий инструмент: резец расточной ВК6М ГОСТ 19059-80.

Глубина резания t=0,5 мм (при параметре шероховатости Ra=3,2 мкм включительно t=0,5…2,0 мм [12]).

Подачу на оборот при чистовом точении выбираем в зависимости от требуемых параметров шероховатости обработанной поверхности и радиуса при вершине резца s_о= 0,1 мм/об (по таблице 14 [12] при Ra=3,2 мкм и r=2 мм).

Стойкость инструмента Т=50 мин.

Скорость резания при точении определяется по формуле:

v = , (1.16)

где C_v, m, x, y - эмпирический коэффициент и показатели степени (таблица 17 [12]);

К_v - поправочный коэффициент, рассчитываемый по формуле:

К_v = , (1.17)

где К_мv, К_иv, К_пv - коэффициенты, учитывающие марку обрабатываемого материала, материал режущей части инструмента, состояние поверхности (по таблицам 1-6 [12]).

К_мv = = = 1,15 (1.18)

где НВ=170 - твердость серого чугуна СЧ20 (таблица 1.2);

n_v - показатель степени (таблица 1.2 [12]).

К_иv=1,0 - при обрабатываемом материале серый чугун и марки инструментального материала ВК6;

К_пv=1,0 - состояние поверхности заготовки - без корки.

К_v = = 1,15

v == 270 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n = = = 716 мин^-1. (1.19)

Принимаем ближайшую меньшую частоту согласно паспорта станка n=630 мин^-1.

Определим действительную скорость резания:

V_д = = = 237,4 м/мин. (1.20)

Минутная подача:

s_м = = = 63 мм/мин. (1.21)

Сила резания:

Р_z = , (1.22)

где С_р, x, y, n - эмпирический коэффициент и показатели степени (таблица 22 [12]);

К_р - поправочный коэффициент, рассчитываемый по формуле:

К_р = , (1.23)

где К_мр, К_цр, К_гр, К_лр, - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние качества обрабатываемого материала и геометрических параметров режущей части инструмента соответственно (по таблицам 9 и 23 [12]).

К_мр = = = 0,89 (1.24)

где n - показатель степени (таблица 9 [12]).

К_цр=0,89 - при главном угле в плане ц=90є и материале режущей части инструмента - твердом сплаве ВК6М;

К_гр=1,0 - при переднем угле г=10є и материале режущей части инструмента - твердом сплаве ВК6М;

К_лр=1,0 - при угле наклона главного лезвия л=5є.

К_р = = 0,79;

Р_z = = 64,6 Н.

Мощность резания:

N_р = = = 0,3 кВт, (1.25)

Основное время:

Т_о = , (1.26)

где L - длина рабочего хода в направлении подачи, мм;

i - число проходов для снятия припуска.

То = = 0,63 мин.

Операция 50 Вертикально-сверлильная: сверлить глухое отверстие 8Н12 с одновременным снятием фаски 1х45. Обработка осуществляется комбинированным сверлом, поэтому наибольшая глубина резания, а соответственно и сила будет при одновременном снятии фаски и равна tmax=5 мм. Материал инструмента быстрорежущая сталь Р6М5. Стойкости инструмента Т=35 мин.

Осевую подачу принимаем для однократного сверления без последующей обработки S_o=0,14 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по формуле:

м/мин. (1.27)

где Сv, m, x, y, q - эмпирические коэффициенты, зависящие от вида обработки, материала режущей части инструмента и подачи (Сv=14,7, m=0,125, x=0, y=0,55, q=0,25);

Кv - общий поправочный коэффициент на скорость резания.

К_v = ,

где К_мv - коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_иv=1,25 - коэффициент учитывающий инструментальный материал;

К_пv=1,0 - коэффициент, учитывающий глубину просверливаемого отверстия (l до 3D).

,

Где n=1,3 - эмпирический коэффициент.

Kv=1,161,251,0=1,45.

Тогда окончательно определим скорость резания:

м/мин.

Частота вращения шпинделя по формуле (1.19):

мин^-1.

С целью обеспечения более длительного периода стойкости специального инструмента принимаем согласно паспорта станка из ряда частот привода главного движения более низкую частоту вращения инструмента п=2000 мин-1. Определим действительную скорость резания по формуле (1.20):

 м/мин.

Минутная подача:

Sм=So·n=0,14·2000=280 м/мин

Длина рабочего хода:

Lp.x=l1+l2+L=2+2,3+15=19,3 мм;

где l1=2 - расстояние недобега инструмента, мм;

l2=2,3 - длина врезания конической части сверла, мм;

L - длина просверливаемого отверстия, мм.

Основное время по формуле (1.26):

мин

Расчеты режимов резания на остальные технологические переходы осуществляем аналогичным образом, и результаты расчетов сводим в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Сводная таблица режимов резания

№	Наименование операции или перехода	t, мм	L, мм	Т, мин	sо, мм/об	n, мин-1	vд, м/мин	sм, мм/мин	То, мин
015	Токарная с ЧПУ 1А734Ф3:
	Точить торец и диаметры двумя суппортами одновременно, точить диаметр	1,5 1,7 1,7 3	54 35 78 72	50	0,4 0,4 0,4 0,1	400 125 125 160	172,1 162,5 160,9 203	160 50 50 16	0,34 0,7 1,56 4,5
	Зенкеровать отверстие	1	30	60	0,4	60	12,3	24	1,25
	Расточить выточки, канавку	1,6 1,8 2 2,5	167 72 40 11	50	0,4 0,4 0,2 0,1	125 250 400 160	144,4 153,1 150,7 184,9	50 100 80 16	3,34 0,72 0,5 0,69
020	Токарная с ЧПУ 1А734Ф3:
	Точить торец, уступ и диаметр предварительно и окончательно	1 2 1,5 0,8	150 16 22 22	50	1 0,4 0,4 0,1	125 125 125 200	152,9 162,5 151,1 241,8	125 50 50 20	1,2 0,32 0,44 1,1
	Точить торец	2	10	50	0,4	400	153,2	160	0,06
	Расточить отверстие и выточку предварительно и окончательно, канавку, фаску	0,5 0,5 1 0,4 1	30 30 40 40 4	50	0,3 0,1 0,4 0,1 0,1	1250 1600 560 800 630	200,2 261,2 192 276,3 217	375 160 224 80 63	0,08 0,19 0,18 0,5 0,06
040	Токарная с ЧПУ 1А734Ф3:
	Точить торец предварительно и окончательно	1 0,5	50 50	50	0,2 0,1	160 200	208 260	32 20	1,56 2,5
	Точить окончательно выточку	0,5	40	50	0,1	630	237,4	63	0,63
	Точить окончательно зеркало	0,5	90	50	0,1	200	231,1	20	4,5
045	Координатно-расточная WKV-100:
	Фрезеровать 4 паза 60Н9 предварительно и окончательно	1,5 0,5	40	90	0,18 0,1	125 200	12,6 20	22,5 20	(1,78)·4 (2)·4
	Сверлить отверстие Ш13,8Н14(+0,43)	6,9	23	60	0,25	1000	43,3	250	(0,09)
	Сверлить 2 отверстия Ш6,8Н14(+0,36)	3,4	45	35	0,2	2000	53,4	500	(0,09)·2
	Сверлить 9 отверстий Ш15Н14	7,5	23	60	0,6	630	29,7	378	(0,06)·9
	Сверлить 4 отверстия Ш15Н14	7,5	25	60	0,6	630	29,7	378	(0,07)·4
	Сверлить 10 отверстий Ш8,5Н14	4,25	45	35	0,2	2000	53,4	400	(0,11)·10
	Расточить отверстие Ш14,1Н11	0,15	23	50	0,1	2000	88,5	200	(0,12)
	Расточить 2 отверстия Ш12,3Н10	2,75	12	50	0,2	2000	77,2	400	(0,03)·2
	Расточить 2 отверстия Ш12,5	0,1	12	50	0,1	2000	78,5	200	(0,06)·2
	Развернуть отверстие Ш14,2D9	0,05	23	60	2,4	315	14	756	(0,03)
	Зенковать фаски 1,6х45°	0,75	3	60	0,4	1000	31,4	400	(0,01)·10
	Нарезать резьбу в 10-ти отверстиях М10-6Н	0,75	38	90	1,5	160	5	240	(0,16)·10
	Нарезать резьбу в 2-х отверстиях М8-6Н	0,75	28	90	1,25	200	5	240	(0,12) ·2
050	Радиально-сверлильная 2Н55:
	Сверлить отверстие Ш8Н12 со снятием фаски	5	19,3	35	0,14	2000	62,8	280	0,07

1.10 Техническое нормирование

Техническая норма времени определяется в зависимости от типа производства. При крупносерийном производстве определяется штучно-калькуляционное время:

Т_шт-к =, (1.28)

Т_шт = Т_о+Т_в+Т_обс+Т_отд, (1.29)

где Т_о - основное (машинное) время обработки детали. (Рассчитывается по формулам, соответствующим данным методам обработки, на основании размеров обрабатываемой поверхности и выбранных режимов резания);

Т_в - вспомогательное время на операцию (время на установку и снятие детали, подвод и отвод инструмента, время на управление станком, время на измерение и так далее) определяется по нормативам [6];

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время:

Т_оп = Т_о+Т_в (1.30)

Т_обс - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (время на замену затупившегося инструмента, время на уборку рабочего места в конце работы и так далее) определяется в % от Т_оп [6];

Т_отд - время на отдых и личные надобности определяется в % от Т_оп [6];

Т_п-з - подготовительно-заключительное время на партию деталей;

n - партия деталей.

n = = = 291, (1.31)

где N_г - объем выпуска в год;

а - периодичность запуска в днях (а=2…3 дня для крупных деталей);

Ф - число рабочих дней в году.

Для определения составляющих норм времени необходимо выявит все основные и вспомогательные переходы, действия и приемы, выполняемые оборудованием и рабочим, установить возможность совмещения их по времени. Время на отдельные действия и приемы определяют по нормативам, вспомогательное время определяют как сумму времен несовмещаемых вспомогательных действий.

Приведем расчет технических нор времени для операции 050 радиально-сверлильной. На этой операции используется кондуктор накладной. Установка деталей на стол станка осуществляется захватом, масса детали 37,3 кг. Основное время обработки Т_о=0,07 мин (таблица 1.9). Обработка осуществляется комбинированным сверлом.

Вспомогательное время:

Т_в = (Т_ус+Т_зо+Т_уп+Т_из)·k, (1.32)

где Т_ус=0,13 мин - время на установку и снятие детали (таблица 3.6 [6] - установка на горизонтальную плоскость при массе детали больше 20 кг);

Т_зо=0,19 мин - время на открепление и закрепление детали (таблица 3.7 [6]);

Т_уп=0,10 мин - время на приемы управления (таблицы 3.8-3.9 [6] - включить или выключить станок кнопкой - 0,01 мин; поставить кондукторную втулку и снять при внутреннем диаметре втулки до 20 мм - 0,05 мин; подвести или отвести инструмент к детали при обработке: сверло - 0,01 мин; переместить шпиндель в вертикальном направлении - 0,03 мин);

Т_из=0,23·30%=0,07 мин - время на измерение детали (таблицы 5.10, 5.15, 5.16 [6] - измерение пробкой - 0,06 мин; штангенциркулем - 0,12 мин; проверка биения индикатором часового типа - 0,05 мин) не учитывается при определении Т_в, так как оно перекрывается Т_о;

k=1,5 - коэффициент для крупносерийного производства.

Т_в = (0,13+0,19+0,10)·1,5 = 0,63 мин.

Оперативное время:

Т_оп = 0,07+0,63 = 0,7 мин.

Время на обслуживание рабочего места, а также отдых и личные надобности:

Т_{обс. отд.}== = 0,04 мин. (1.33)

где П_об.от. - суммарный процент от Т_оп (таблица 4.1 [6] - для радиально-сверлильного станка).

Штучное время:

Т_шт = 0,07+0,63+0,04= 0,74 мин.

Нормы подготовительно-заключительного времени в крупносерийном производстве при работе на радиально-сверлильном станке включают:

- наладка станка и установка приспособления при установке детали в специальном приспособлении, устанавливаемом вручную, 7 мин;

- поворот стола на угол 2 мин;

- на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу после окончания обработки 7 мин.

Т_п-з = 7+2+7 = 16 мин.

Штучно-калькуляционное время:

Т_шт-к = +0,74 = 0,79 мин.

Рассчитаем штучно-калькуляционное время на операцию 020 Токарная с ЧПУ. На этой операции используется самоцентрирующий трехкулачковый патрон. Установка деталей в приспособление осуществляется с помощью крюка, масса детали 37,3 кг. Основное время обработки Т_о=4,13 мин (таблица 1.9). Обработка осуществляется резцами.

Определим составляющие вспомогательного времени:

Т_ус+Т_зо= 0,22 мин (по таблице 3.1 [6] - при массе детали свыше 20 кг и установке в самоцентрирующем патроне с креплением пневметическим зажимом);

Т_уп= 0,195 мин (по таблицам 3.8 и 3.9 [6] включить или выключить станок кнопкой - 0,01 мин; подвод и отвод инструмента к детали при обработке: резец - 0,075 мин; перемещение суппорта - 0,11 мин);

Т_изм= 0,57·20%=0,11мин (таблицы 5.10, 5.15, 5.16 [6] - измерение скобой - 0,05 мин; штангенциркулем - 0,25 мин; нутромером - 0,22 мин; проверка биения индикатором часового типа - 0,05 мин).

Т_в = (0,22+0,195)·1,5 = 0,62 мин.

Оперативное время:

Т_оп= 4,13+0,62 = 4,75 мин.

Время на обслуживание рабочего места, а также отдых и личные надобности:

Т_{обс. отд.}= = 0,33 мин.

Штучное время:

Т_шт = 4,13+0,62+0,33 = 5,08 мин.

Нормы подготовительно-заключительного времени в крупносерийном производстве при работе на токарном станке включают:

- на наладку станка, инструмента и приспособления в патроне самоценрирующем 14 мин;

- установка резца на многорезцовой державке 3 мин;

- получение инструмента и приспособлений до начала и сдача после окончания обработки 7 мин.

Т_п-з = 14+3+7 = 24 мин.

Штучно-калькуляционное время:

Т_шт-к = +5,08 = 5,16 мин.

На другие операции назначаем нормы времени по такой же методике и результаты сводим в таблицу 1.10.

Таблица 1.10 - Сводная таблица технических норм времени по операциям, мин

№	Наименование операции	То	Тв	Топ	Тобс.от.	Тшт	Тп-з на 1 деталь	Тшт-к
			Тус	Тзо	Туп	Тиз
015	Токарная с ЧПУ 1А734Ф3. Точить торец, уступ и диаметры двумя суппортами одновременно. Зенкеровать отверстие. Точить диаметр, зеркало и чашку.	12,35	0,22	0,195	0,11	12,88	0,7	13,58	0,08	13,66
020	Токарная с ЧПУ 1А734Ф3. Точить торец, уступ и диаметр предварительно и окончательно. Точить торец. Расточить отверстие и выточку предварительно и окончательно.	4,13	0,22	0,195	0,11	4,75	0,33	5,08	0,08	5,16
040	Токарная с ЧПУ 1А734Ф3. Точить торец. Точить окончательно выборку. Точить окончательно зеркало.	9,19	0,22	0,195	0,11	9,72	0,6	10,32	0,08	10,4
045	Координатно-расточная WKV-100. Фрезеровать, сверлить, расточить, зенковать, нарезать резьбу.	20,3	0,25	0,3	21,13	1,48	22,61	0,08	22,69
050	Радиально-сверлильная 2Н55. Сверлить отверстие Ш8Н12 со снятием фаски.	0,07	0,13	0,19	0,1	0,07	0,7	0,04	0,74	0,05	0,79

1.11 Расчет технологической размерной цепи

На радиально-сверлильной операции 050 при сверлении отверстия Ш8Н12 мм принцип единства баз не соблюдается. Поэтому для выдерживаемого размера 15±0,2 мм построим размерную цепь.

В качестве исходного звена А_о принимаем чертежный размер 15±0,2 мм, при выдерживании которого его измерительная база не совпадает с технологической базой детали в направлении данного размера. В качестве составляющих звеньев в размерную цепь включаем те размеры, от которых непосредственно зависит величина исходного звена.

При условии обработки деталей на заранее настроенных станках и настройки режущего инструмента на размер между обрабатываемой поверхностью и технологической базой, исходный размер будет зависеть от указанного настроечного размера А₁=108,5 мм и размера А₂=123,5_-0,25 мм между технологической базой детали и измерительной базой. В качестве измерительной базы принимаем ту границу исходного размера, которая сформирована до анализируемой операции. Таким образом, исходный размер будет зависеть от двух размеров, определяющих положение его границ относительно технологической настроечной базы, которая имеет одинаковые положения для всех заготовок в партии.

Для выявленной размерной цепи решаем проектную задачу, то есть по требуемому номиналу, допуску и предельным отклонениям замыкающего (исходного) звена определим аналогичные параметры составляющих звеньев. При этом должно выполняться условие:

ТА_оТА₁+ТА₂, (1.34)

где ТА_о=0,4 мм - допуск исходного звена;

ТА₁=0,14 мм - допуск настроечного размера;

ТА₂=0,25 мм - допуск размера, полученного на предыдущей операции.

0,40,14+0,25;

0,40,39.

Следовательно, данный техпроцесс обеспечивает требуемую точность замыкающего звена.

Определим предельные отклонения настроечного размера.

Координата середины поля допуска исходного звена:

Е_сА_о = , (1.35)

откуда координата середины поля допуска настроечного размера равна:

= = -0,125-0 = -0,125 мм,

где = = = -0,125 мм - середина поля допуска размера 123,5_-0,25 мм;

= = = 0 - середина поля допуска исходного звена 15±0,2 мм.

Предельные отклонения настроечного размера:

мм. (1.36)

мм (1.37)

Следовательно, размер настроечного звена А₁= 75,5 мм.

1.12 Определение необходимого количества оборудования. Графики загрузки оборудования

После того как мы разработали технологический процесс и определили нормы времени, производим уточненный расчет типа производства, который согласно ГОСТ 3.1121-84 устанавливается на основе определения коэффициента закрепления операций (К_зо):

К_зо = , (1.38)

где О - количество всех различных технологических операций, выполненных в течение месяца;

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

Согласно ГОСТ приняты следующие коэффициенты закрепления операций:

- для единичного производства К_зо>40;

- для мелкосерийного К_зо=20…40;

- для среднесерийного К_зо=10…20;

- для крупносерийного К_зо=2…10;

- для массового К_зо=1.

Число рабочих мест для выполнения определенной і-ой операции определяется по формуле:

Р_рі=, (1.39)

где N_м==3084 - месячный объем выпуска данной детали, шт;

Т_шт-к - штучно-калькуляционное время на выполнение определенной операции, мин;

К_п.з.=1…1,1 - коэффициент подготовительно-заключительного времени;

F_м - месячный фонд времени работы оборудования, 338 часов;

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

Р_р015 = = 1,6

округляем до ближайшего большего числа Р₀₁₅=2;

Р_р020 = = 0,6, следовательно Р₀₂₀=1;

Р_р040 = =1,2, следовательно Р₀₄₀=2;

Р_р045 = = 2,35, следовательно Р₀₄₅=3;

Р_р050 = = 0,09, следовательно Р₀₅₀=1.

Коэффициент загрузки данных рабочих мест выполняемой операцией:

з_зі = . (1.40)

з_з015 = = 0,8;

з_з020 = = 0,6;

з_з040 = = 0,6;

з_з045 = = 0,78;

з_з050 = = 0,09.

Нормативный коэффициент загрузки оборудования для крупносерийного производства зн=0,75…0,8.

На операциях коэффициент загрузки ниже нормативного, поэтому данные рабочие места необходимо догружать выполнением аналогичных операций над другими деталями, имеющими конструктивное сходство.

Количество операций, выполняемых на рабочем месте при его нормативной загрузке, определяется по формуле:

О_і = . (1.41)

О₀₁₅ = = 1;

О₀₂₀ = = 2;

О₀₄₀ = = 2;

О₀₄₅ = = 2;

О₀₅₀ = = 9.

Общее количество операций, выполненных на всех рабочих местах проектируемого техпроцесса и общее количество рабочих мест, определяется по формулам соответственно:

О == 1+2+2+2+9 = 16. (1.42)

Р == 2+1+2+3+1 = 9. (1.43)

Тогда коэффициент закрепления операций равен:

К_зо = = 1,8,

следовательно, тип производства - крупносерийный.

Для крупносерийного производства количество станков S определяется по формуле:

S_i = , (1.44)

где S_i - количество единиц оборудования на каждой операции;

N_г - годовая программа выпуска;

Т_шт-к - штучно-калькуляционное время обработки изделия, мин;

F=4015 - действительный годовой фонд времени работы оборудования,

часов.

S₀₁₅ = = 2,1,

округляем до ближайшего большего целого числа S_пр=3;

S₀₂₀ = = 0,79, следовательно S_пр=1;

S₀₄₀ = = 1,59, следовательно S_пр=2;

S₀₄₅ = = 3,18, следовательно S_пр=4;

S₀₅₀ = = 0,12, следовательно S_пр=1.

Коэффициент загрузки оборудования:

з_зі=, (1.45)

где S_i - расчетное количество станков;

S_пр - принятое количество станков.

з_з015 = = 0,7;

з_з020 = = 0,79;

з_з040 = = 0,795;

з_з045 = = 0,795;

з_з050 = = 0,12.

Коэффициент загрузки оборудования не должен превышать нормативного з_з=0,75…0,8.

Строим график загрузки оборудования (рисунок 1.8).



Рисунок 1.8 - График загрузки оборудования

2 Конструкторский раздел

2.1 Описание работы и расчет установочного приспособления (патрон токарный)

На токарной с ЧПУ операции 040 для базирования и закрепления заготовок используется патрон с осевым зажимом (по жесткому пальцу), устанавливаемый на вертикальный шпиндель токарного полуавтомата 1А734Ф3. Установленное станочное приспособление имеет конструкцию, позволяющую закреплять различные модификации выпускаемых маховиков.

В пазах корпуса 1 установлены три прихвата 2, к корпусу винтами 18 прикреплены три опоры 13. Коромысло 9 винтом и тягой 12, размещенной в отверстии шпинделя станка, соединено со штоком привода. Заготовка устанавливается плоскостью А (рисунок 1.1) на три опоры 13 и отверстием Ш52N7 на палец 5 и зажимается в патроне при перемещении штока привода вниз. При этом через тягу 12 и винт движение передается паре зубчатое колесо 7 - шестерня 4, прихваты поворачиваются к обрабатываемой заготовке и зажимают ее. Открепление заготовки происходит при движении штока привода вверх, который через тягу 12 придает движение зубчатому колесу 7 и шестерне 4, которые движутся в противоположную сторону, прихваты расходятся, и заготовка открепляется.

Применение пневматического привода обусловлено необходимостью создания большой силы зажима из-за больших сил резания. С применением пневматического привода облегчается труд рабочих, создаются более стабильные по значению зажимные силы, обеспечивается возможность автоматизации процессов обработки, повышаются быстродействие приспособлений и производительность оборудования.

Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие заготовки под действием системы внешних сил. Обрабатываемая заготовка находится с одной стороны - под действием силы тяжести и сил, возникающих в процессе обработки; с другой стороны - под действием сил зажима и реакций опор.

Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.

Заготовка диаметром Ш410 мм центрируется по отверстию Ш52N7 мм и поджимается к трем точечным опорам тремя прихватами. При этом реакции всех трех опор имеют одинаковое значение. На заготовку действуют момент сил обработки М_р и осевая сила Р_х. Моменты трения М_тр1 и М_тр2 противодействуют повороту заготовки. R₁, R₂ - реакции соответственно зажимных и установочных элементов.

Рисунок 2.1 - Схема действия сил и моментов

Уравнение равновесия:

kМ_р = М_тр1+М_тр2 = Wf₁r₁+Wf₂r₂+Р_хf₂r₂, (2.1)

где k - коэффициент запаса, который рассчитывается по следующей формуле:

k = k₀·k₁·k₂·k₃·k₄·k₅·k₆, (2.2)

k₀=1,5 - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

k₁=1,05 - коэффициент, учитывающий возрастание сил обработки при затуплении инструмента (таблица 4.1 [3]);

k₂=1,0 - коэффициент, учитывающий колебание силы резания из-за непостоянства припуска (для чистовой обработки);

k₃=1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

k₄=1,0 - коэффициент, учитывающий непостоянство развиваемых приводами сил зажима (для механизированных приводов);

k₅=1,0 - коэффициент, учитывающий удобство расположения рукояток у ручных зажимов;

k₆=1,0 - коэффициент, учитывающий неопределенность положения мест контакта заготовки с установочными элементами и изменение в связи с этим моментов трения, противодействующих повороту заготовки на базовой плоскости (для опор с ограниченной поверхностью контакта - точечных).

k = 1,5·1,05·1,0·1,2·1,0·1,0·1,0 = 1,89.

М_р - момент резания:

М_р = Р_z·d/2, (2.3)

где Р_z - тангенциальная составляющая силы резания;

d - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки.

М_р = 206·0,410/2 = 42,23 Н*м.

W - необходимая сила зажима;

f₁=f₂=f=0,15 - коэффициент трения между контактирующими поверхностями заготовки и элементов приспособления;

Р_х=190 Н - осевая составляющая силы резания.

Тогда необходимая сила зажима заготовки:

W = = = 3523,5 Н. (2.4)

Усилие, создаваемое Г-образным прихватом на детали, может быть определено по формуле:

Wґ = W·(1-), (2.5)

где W=3523,5 Н - усилие, приложенное к прихвату;

f=0,1 - коэффициент трения в направляющих прихвата;

l=55 мм - плечо приложения усилия прихвата;

Н=110 мм - длина опорной поверхности направляющей прихвата.

Wґ= 3523,5·(1-) = 3305,82 Н.

Расчет привода:

Рабочим является толкающее усилие на штоке Р= Wґ = 3305,82 Н. Давление сжатого воздуха р=0,5 МПа. Принимается з=0,9.

Тогда диаметр пневмоцилиндра равен:

D = 1,16= 99,4 мм. (2.6)

Принимаем стандартный пневмоцилиндр с диаметром D=100 мм, диаметр штока d=25 мм.

Фактически развиваемая на штоке пневмоцилиндра сила:

Р= = = 3532,5 Н (2.7)

обеспечит еще более надежный зажим заготовки в приспособлении.

2.3 Описание принципа работы и расчет приспособления для контроля радиального биения поверхностей

Контрольное приспособление 8531-5048-02 относится к сборно-разборной системе приспособлений и предназначено для проверки биения:

- поверхности Г относительно поверхности Д не более 0,1 мм;

- поверхности К относительно поверхности З не более 0,25 мм (рисунок 1.1).

Проверяемая деталь устанавливается на приспособление. Вращая маховичок поз.60, деталь предварительно базируется по выступу корпуса поз.18, приподнимая деталь над опорными планками поз.30. Подводится кронштейн поз.2 и планка поз.31, несущие индикаторные головки в рабочее положение. Вращая проверяемую деталь, необходимо проследить за показаниями индикаторных головок поз.57. Допуски биения не должны превышать оговоренных техническими требованиями.

Хранение и уход: приспособление хранить на столе контролера, предохранять от ударов; перед работой протереть, после работы смазать маслом индустриальным И-5А ГОСТ 20799-73.

Достоинствами приспособления являются простота конструкции, легкость измерения, применение стандартных индикаторов часового типа. Однако применение в одной из индикаторных головок рычага приводит к появлению погрешности передаточного механизма вследствие наличия зазора между осью и отверстием рычага.

От точности изготовления приспособления и установки его на станке, износостойкости и жесткости установочных элементов в значительной мере зависит точность обработки заготовок.

Цель расчета на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.

В дипломном проекте расчет приспособления на точность ведем как проектный. Произведем расчёт приспособления на выполнение требования по взаимному расположению и геометрической точности поверхности: торцовое биение относительно поверхности А на более 0,1 мм. При этом пользуемся упрощенной формулой, где погрешность изготовления приспособления по выбранному параметру, зависящая от погрешности изготовления и сборки установочных и других элементов приспособления (е_пр) будет:

е_пр д-k_т·, (2.8)

где д=0,1 мм - допуск биения поверхности А;

k_т=1,1 - коэффициент, учитывающий отклонения рассеивания значений составляющих величин от закона нормального распределения (k_т=1…1,2);

k_т1=0,82 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках (k_т1=0,8…0,85);

k_т2=0,65 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, независящими от приспособления (k_т2=0,6…0,8);

щ=0,001 мм - экономическая точность расположения параллельных поверхностей (по таблице П19 [3]);

е_б=0,03 мм - погрешность базирования - отклонение от параллельности поверхностей А и Д;

е_з=0,08 мм - погрешность закрепления при установке в патроне с механизированным приводом на окончательно обработанную поверхность (таблица П29 [7]);

е_у=0 мм - погрешность установки, так как обеспечено плотное прилегание торца Б к торцу шпинделя;

е_пи=0 мм - погрешность от перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления, так как в приспособлении нет направляющих элементов;

е_и - погрешность положения рабочих поверхностей рабочих элементов в результате их изнашивания в процессе эксплуатации приспособления.

Износ установочных элементов для опор с развитой поверхностью:

и = в₂·N = 0,001·37000 = 37 мкм = 0,037 мм, (2.9)

где и - размерный износ опоры, мкм;

в₂=0,001 - коэффициент, зависящий от вида установочных элементов и условий контакта (таблица 3.2 [3]);

N=37000 - количество контактов заготовки с опорой в год.

Погрешность от изнашивания установочных элементов е_и можно принять равной и, то есть е_и = и = 0,037 мм. При этом в ТУ на эксплуатацию приспособления следует указать, что проверку приспособления и ремонт (замену) установочных элементов необходимо производить после года работы приспособления (один раз в год).

Тогда

е_пр 0,1-1,1·= 0,02 мм.

Следовательно, допуск биения поверхностей Д, Е, Г относительно оси шпинделя 0,02 мм.

Прочность - одно из основных требований, предъявляемых к деталям и приспособлениям в целом. Прочность деталей может рассматриваться по коэффициентам запаса или по номинальным допускаемым напряжениям.

Из рассмотрения данного приспособления можно прийти к выводу, что одной из наиболее нагруженных деталей является тяга 12, она испытывает повышенные нагрузки связанные, с зажимом обрабатываемых заготовок.

Расчет на прочность детали в виде стержня круглого сечения, нагруженного осевой силой, по допускаемым напряжениям растяжения осуществляется по формуле:

у = [у], (2.10)

где у - фактическое напряжение растяжения, МПа;

Р = Р= 3532,5 Н - расчетная осевая сила (сила, развиваемая на штоке гидроцилиндра);

d = 25,5 мм - диаметр опасного сечения (для резьбового стержня - внутренний диаметр резьбы);

[у] = 120 МПа - допускаемое напряжение растяжения (по таблице П28 [3]).

Условие

у = = 6,9 МПа [у] = 120 МПа выполняется.

Произведем расчёт контрольного приспособления на проверку биения:

поверхности К относительно поверхности З не более 0,25 мм.

Для расчета контрольного приспособления на точность используем следующую формулу:

[?_изм]=Т, (2.11)

где [Д_изм] - погрешность измерения, мм;

Т=0,25 мм - допуск контролируемого размера.

[?_изм]?? ?_i, (2.12)

?_і=, (2.13)

где е_б=0,064 мм - погрешность базирования, состоящая из дух составляющих - зазора между маховиком и втулкой поз.9, равным 0,054 мм, и отклонения от перпендикулярности торца Д и отверстия Е, равное 0,01 мм;