Разработка технологического процесса изготовления детали "Корпус 1445-27.004"

Служебное назначение и конструкция детали "Корпус 1445-27.004". Анализ технических условий изготовления детали. Выбор метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута обработки детали. Расчет припусков на обработку и режимов резания.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 02.10.2014
Размер файла 593,2 K

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.

Подробно выбор станочного приспособления, режущего и измерительного инструмента опишем для 4 и 8 позиции автоматной операции.

Произведем выбор станочного приспособления, режущего и измерительного инструмента для 4 позиции. На этой позиции осуществляются сверление двух отверстий Ш3,3+0,1 под резьбу в лапах с образованием фасок в размеры 90є±20'; Ш5±0,1; 24±0,1.

Для реализации схемы базирования, как на данной позиции, так и на всей операции (см. пункт 1.8) применяем специальное поворотное приспособление, которое будет спроектировано в конструкторской части проекта.

Сверление отверстий с образованием фасок будем производить комбинированными твердосплавными цельными перовыми сверлами Ш3,3 с дополнительными режущими кромками для образования фаски, материал сверла - ВК6ОМ по ГОСТ 3882-74 (твердый сплав группы К, применяется для сверления, зенкерования и нарезания резьбы в заготовках из цветных металлов). Для обработки обоих отверстий используем одинаковые сверла, что снижает номенклатуру применяемого инструмента. Применение твердосплавных перовых сверл позволяет намного увеличить скорость резания (сократить время обработки, что крайне важно для крупносерийного и массового производства) по сравнению со спиральными сверлами из быстрорежущей стали. Сверла выполнены целиком из твердого сплава, так как изготовление сборных перовых сверл таких малых диаметров невозможно. Применение напайных твердосплавных пластин невозможно из-за очень малого размера режущей части. Режущие кромки сверла можно перетачивать. Сверло имеет цилиндрический хвостовик Ш6h7 и устанавливается в цанговый патрон 1203 4хш6, который, в свою очередь, устанавливается в отверстие шпинделя силовой головки агрегатного станка.

Обработку всем выбранным инструментом будем вести с использованием эмульсионной СОЖ «Эмолон-2», применяемой для лезвийной обработки черных и цветных металлов [1].

Выберем измерительный инструмент. Контроль выдерживания требуемой точности размеров детали производится на посту ОТК после окончания полного цикла обработки на агрегатном станке. При наладке агрегатного станка для контроля диаметра Ш3,3+0,1 просверленного отверстия используем специальную калибр-пробку Ш3,3+0,1 с проходным и непроходным размером (так как допуск на диаметр отверстия находиться между 11 и 12 квалитетом размерной точности нет возможности применить стандартный калибр-пробку по ГОСТ 21401-75), контроль наличия фаски осуществляем визуально. Данные размеры являются технологическими (в отверстии будет нарезана резьба, а фаска необходима для направления метчика при нарезании резьбы), поэтому у готовой детали их контроль осуществляться не будет.

Произведем выбор станочного приспособления, режущего и измерительного инструмента для 8 позиции автоматной операции, на которой производится нарезание резьбы М7Ч0,75-6Н на длину 6±0,5.

Для базирования на данной операции применяем специальное поворотное приспособление.

Произведем выбор режущего и измерительного инструмента для этой операции.

Нарезание резьбы М7Ч0,75-6Н осуществляем с помощью машинного одинарного метчика 2621-2717 М7Ч0,75-6Н выполненного из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 3266-81 (в ред. 1999 г). Обработка резьбы производится за один проход. Обработка ведется с использованием эмульсионной СОЖ «Эмолон-2».

Измерительный инструмент: для контроля резьбы используем резьбовой калибр-пробку 8221-3034 М7Ч0,75-6Н по ГОСТ 17758-72.

Для остальных позиций выбор режущего и измерительного инструмента производим аналогично. Далее полностью запишем автоматную операцию с выбранным режущим инструментом. Измерительный инструмент, которым будет осуществляться контроль детали на посту ОТК после обработки на агрегатном станке, запишем в конце.

Операция 001 - транспортная.

Доставить заготовки на участок обработки.

Операция 005 - автоматная.

Приспособление - специальное поворотное приспособление.

Позиция 1 - загрузочная.

Приспособление - специальное манипуляторное загрузочно-разгрузочное устройство.

Позиция 2.

Рассверлить ступенчатое отверстие и торцевать прилегающую поверхность малых лап, выдержав размеры Ш15,2+0,1 и 2,5+0,2, фрезеровать цилиндрическую поверхность в размеры R8,8±0,1; 1±0,1.

Режущий инструмент - сверло специальное ступенчатое перовое 2159-4211 ВК6ОМ, резец специальный 2159-4210 пластина 61372 ВК3Н ГОСТ 25395-82, фреза специальная фасонная 2159-4179 и 2159-4218 пластины напайные ВК3М 21610-90.

Позиция 3

Рассверлить ступенчатое отверстие в размеры Ш6±0,2;Ш8,15+0,1; Ш10,6±0,05; 6,5±0,1; 13±0,2; 0,3Ч45є; 0,5Ч45є.

Режущий инструмент - сверло специальное ступенчатое перовое 2159-4206 ВК6ОМ.

Позиция 4.

Сверлить два отверстия под резьбу в лапах с образованием фасок в размеры Ш3,3+0,1; 90є±20'; Ш5; 24±0,1.

Выбор режущего инструмента описан выше.

Позиция 5.

Прорезать внутренний паз в центральном отверстии в размеры Ш9,5±0,2; 2,5±0,2; 18,5±0,2, сверлить отверстие в размеры Ш5±0,1; 16, сверлить кольцевое отверстие в размеры Ш6+0,1; Ш11,5±0,1; 5-0,3; 1,5-0,3.

Режущий инструмент - резец специальный прорезной 2159-4213 режущая часть ВК6ОМ, сверло специальное корончатое 2159-4182 напайные пластины ВК8, сверло специальное перовое 2159-4212 ВК6ОМ.

Позиция 6.

Рассверлить ступенчатое отверстие в боковом приливе в размеры Ш5,8-0,1; Ш6+0,1; Ш9,5±0,1; 95є±20'; 8,3±0,1; Ш3-0,1, сверлить 2 отверстия под резьбу в лапах с образованием фасок в размеры Ш3,3+0,1; Ш5±0,1; 90є±20'; 23±0,1.

Режущий инструмент - сверло специальное ступенчатое перовое ВК6ОМ, сверло специальное ступенчатое перовое 2159-4209 ВК6ОМ.

Позиция 7.

Сверлить отверстие под углом 38є±30' в размеры Ш2,5±0,1; 1±0,1; 16,3±0,2, сверлить ступенчатое отверстие со стороны лап в размеры 17±0,2; Ш3,9-0,1; Ш5±0,1; 5-0,3; 0,3Ч45є.

Режущий инструмент - сверло Ш2,5 Р6М5 со специальной заточкой для уменьшения увода ОСТ 2 И20-1-80, сверло специальное перовое 2159-4215 ВК6ОМ.

Позиция 8.

Нарезать резьбу в размеры М7Ч0,75-6Н; 6±0,5.

Выбор режущего инструмента описан выше.

Позиция 9.

Нарезать резьбу в нижних лапах М4-6Н, нарезать резьбу в верхних лапах М4-6Н.

Режущий инструмент - метчик 2620-1089 М4-6Н Р6М5 ГОСТ 3266-81.

Позиция 10.

Расточить отверстие Ш15,5+0,1 и предварительно развернуть коническое отверстие в размеры Ш10,3; 9є32'; 19±0,2.

Режущий инструмент - специальный расточной резец 2159-4207 ВК6ОМ, специальная коническая развертка 2159-4201 ВК6ОМ.

Позиция 11.

Окончательно развернуть коническое отверстие в размеры Ш10,36+0,03; 9є32'±30”; 19±0,2.

Режущий инструмент - коническая развертка MAPAL с пластинами СТ20 фирмы «Сандвик Коромант».

Позиция 12 - разгрузочная.

Приспособление - специальное манипуляторное загрузочно-разгрузочное устройство.

Операция 010 - зачистная.

Очистить детали в центрифуге.

Центрифуга Н-500Н.

Операция 015 - моечная.

Промыть детали мающим раствором.

Машина моечная.

Операция 020 - контрольная.

Контролировать выдерживаемые параметры согласно карте контроля.

Измерительный инструмент - специальный калибр-пробка 8450-4406-02 Ш15,5+0,1, специальный калибр-пробка 8450-4400-05 Ш3-0,1, специальный калибр-пробка 8450-4400-04 Ш3,9-0,1, специальный калибр-пробка 8450-4400-03 Ш5±0,1, специальный калибр-пробка 8450-4400-01 Ш6±0,2, специальный калибр-пробка 8450-4400-02 Ш5,8-0,1, специальный калибр-пробка 8450-4406-01 Ш8,15+0,1, специальный калибр-пробка 8450-4406-00 Ш10,6±0,05, специальный калибр-пробка 8450-4400-06 Ш2,5±0,1, специальный калибр-пробка 8450-4400 Ш7,5±0,2, проектор типа TJ 302 (контроль размера R8,8±0,1), глубиномер «Ge 14-1» (контроль размера 6,5±0,1), глубиномер «Ge 13-1» (контроль размера 13±0,2), штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89, специальный калибр-пробка ТОК8.165.00 Ш11,5±0,1, специальный калибр-пробка 8450-4407 Ш6+0,1, резьбовая калибр-пробка 8221-3023 6Н ГОСТ 17758-72, резьбовая калибр-пробка 8221-3034 6Н ГОСТ 17758-72, глубиномер «Ge 04» (контроль размера 1,5-0,3), трехкоординатная измерительная машина UMM-500 (контроль размеров Ш10,36±0,01; 9є32'±30”), специальное контрольное приспособление для контроля соосности, специальный калибр-шаблон 8450-4416 (контроль размеров 24±0,2), специальный калибр-шаблон 8450-4413 (контроль размеров 24±0,1; 30є±30'; 2±0,1).

Для реализации данного технологического процесса используем многофункциональный станок агрегатного типа с поворотным столом «Микрон 50-012» с автоматизированной загрузкой заготовок и разгрузкой готовых деталей. Габаритные размеры станка (длина Ч ширина) - 7260Ч3950 мм. Категория ремонтной сложности - 36. Стоимость станка - 560 млн. руб.

1.11 Расчет припусков на обработку

Определим припуск и межоперационные размеры расчетно-аналитическим методом для двух поверхностей: посадочной конической поверхности Ш10,36+0,03 и посадочной поверхности Ш15,5+0,1.

Рассчитаем припуск и межоперационные размеры для перехода по обработке конического отверстия Ш10,36+0,03, выдерживаемый допуск формы продольного сечения отверстия составляет 5 мкм (соответствует 6 степени точности формы). При этом обрабатывается поверхность вращения, и припуски можно рассчитать по формулам для обработки поверхностей вращения.

Допуск размера обрабатываемой поверхности у заготовки Т = 360 мкм (соответствует 14 квалитету размерной точности), допуск формы отверстия в продольном сечении 240 мкм (соответствует 15 степени точности).

Параметры поверхности заготовки: Rz = 20 мкм, h = 80 мкм [1]. Технологический маршрут состоит из следующих переходов:

1 - рассверливание IT11, 11 степень точности (допуск формы 50 мкм), Rz = 12,5 мкм, h = 20 мкм [1];

2 - развертывание предварительное IT9, 8 степень точности (допуск формы 12 мкм), Rz = 6,3 мкм, h = 10 мкм [1];

3 - развертывание окончательное IT8, 6 степень точности Rz = 3,2 мкм [1];

Пространственное отклонение формы и расположения поверхности заготовки рассчитываем по формуле:

, (1.5)

где сформы = 240 мкм - отклонение, учитывающие неправильность формы литого глухого отверстия.

Отклонение от соосности литого отверстия и базового литого цилиндра Ш13±0,2 учтем при расчете погрешности установки заготовки как погрешность базирования. При расчете пространственного отклонения формы и расположения поверхности данную погрешность учитывать не будем для того, чтобы не учитывать одну и ту же величину 2 раза.

Рассчитаем пространственное отклонение формы и расположения поверхности на каждом переходе с учетом значений точности формы и расположения отверстий после каждого перехода (записаны выше):

Заготовка: ;

1 переход: ;

2 переход: .

Погрешность установки детали определяем по формуле [1]:

(1.6)

где еБ - погрешность базирования.

еЗ - погрешность закрепления;

еп - погрешность установки приспособления на станке.

Так как обработка производится на агрегатном станке с поворотным столом и поворотным приспособлением на точность установки детали будет оказывать влияние погрешность индексации:

где еи.стола = 0,02 - погрешность индексации вращающегося стола многофункционального агрегатного станка, мм;

еи.присп. = 0,01 - погрешность индексации поворотного приспособления, мм.

Для рассверливания и окончательного развертывания погрешность индексации поворотного приспособления не учитываем, так как рассверливание данного отверстия осуществляется на второй позиции станка (сразу после загрузки), а окончательное развертывание сразу после предварительного развертывания (приспособление не поворачивается).

Укрупненную суммарную величину погрешности базирования и закрепления в самоцентрирующемся зажимном приспособлении с пневмоприводом в радиальном направлении по необработанной базе Ш13±0,2 мм примем по [1]:

При этом приближенно учитывается как погрешность базирования заготовки в самоцентрирующемся зажимном приспособлении с пневматическим приводом, вызванная погрешностью формы базы и несоосностью обрабатываемой поверхности относительно базовой, так и погрешность закрепления, вызванная упругими отжатиями в системе «заготовка - приспособление».

Суммарную величину погрешности базирования и закрепления после дальнейшей лезвийной обработки рассчитываем, используя коэффициенты уточнения.

(1.7)

где - величина пространственного отклонения формы поверхности заготовки после предыдущего перехода;

Ку - коэффициент уточнения на i-ом технологическом переходе.

Коэффициенты уточнения для различных видов обработки [1]:

- рассверливание - Ку = 0,06;

- предварительное развертывание - Ку = 0,04;

- окончательное развертывание - Ку = 0,02.

Тогда величина погрешности установки заготовки по переходам равна:

Для рассверливания:

Для предварительного развертывания:

Для окончательного развертывания:

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков при лезвийной обработке поверхностей вращения производится по следующей формуле:

(1.8)

1-й переход мкм.

2-й переход мкм;

3-й переход мкм.

Расчётные размеры:

3 переход. Dp.оконч.разв. = Dmax дет.- 2ЧZmin3 = (1.9)

= 10,39-0,07 = 10,32 мм.

2 переход. Dp.предв.разв.= Dp. оконч.разв.- 2ЧZmin2 =

= 10,32-0,174 = 10,146 мм.

1 переход. Dp.рассвер.= Dp. предв.разв.- 2ЧZmin1 =

= 10,146-0,722 = 9,424 мм.

Предельные размеры:

3 переход. Dmax = 10,39 мм; Dmin = 10,36 мм. (1.10)

2 переход. Dmax = 10,32 мм; Dmin = 10,32- 0,043 = 10,277 мм.

1 переход. Dmax = 10,14 мм; Dmin = 10,14-0,11 = 10,03 мм.

Заготовка Dmax = 9,42 мм; Dmin = 9,42-0,36 = 9,06 мм.

Минимальные и максимальные предельные отклонения припусков:

3 переход. 2Zmin ПР = 10,39-10,32 = 0,07 мм;

2Zmax ПР = 10,36-10,277 = 0,083 мм. (1.11)

2 переход. 2Zmin ПР = 10,32-10,14 = 0,18 мм;

2Zmax ПР = 10,277-10,03 = 0,247 мм.

1 переход. 2Zmin ПР = 10,14-9,42 = 0,72 мм;

2Zmax ПР = 10,03-9,06 = 0,97 мм.

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

2ZОmin = 0,07+0,18+0,72 = 0,97 мм; (1.12)

2ZОmax = 0,083+0,247+0,97 = 1,3 мм.

Общий номинальный припуск:

2Zо.ном. = 2ZОmin+Нзаг-НД (1.13)

где Нзаг и НД - соответственно нижние отклонения диаметра отверстия заготовки и детали.

2Zо.ном. = 0,97+0,16-0 = 1,13 мм.

Зная значение 2Zо.ном., находим номинальный диаметр отверстия заготовки:

Dзаг.ном = Dд.ном.-2Zо.ном. = 10,36-1,13 = 9,23 мм. (1.14)

Следовательно, размер заготовки равен: Ш9,23±0,16 мм.

Проверим правильность произведённых расчётов по уравнениям:

2ZmaxПР - 2ZminПР = дdi-1- дdi (1.15)

2ZОmax - 2ZОmin = дdз- дdд

Для рассматриваемого случая проверка точности произведённых расчётов имеет следующие результаты:

3 переход. 83-70 = 43-30, т.е. 13 = 13;

2 переход. 247-180 = 110-43, т.е. 67 = 67;

1 переход. 970-720 = 360-110, т.е. 250 = 250.

Общий припуск: 1300-970 = 360-30, т.е. 330 = 330.

Следовательно, расчёты межоперационного припуска произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 8.

Таблица 1.7 - Параметры припусков на размер Ш10,36+0,03 мм.

Технологические переходы обработки поверхности

Элементы припуска, мкм

Расчётный припуск 2Zmin, мкм

Расчётный размер dp, мм

Допуск на размер d, мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков, мкм

Rz

h

p

е

dmin

dmax

2ZminПР

2ZmaxПР

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Заготовка

20

80

240

-

-

-

360

9,06

9,42

-

-

1-й переход

(рассверл.)

12,5

20

50

102

2х361

9,424

110

10,03

10,14

720

970

2-й переход

(предварит. разв.)

6,3

10

12

24

2х87

10,146

43

10,277

10,32

180

247

3-й переход

(окончат. разв.)

3,2

-

-

20

2х35

10,32

30

10,36

10,39

70

83

Общий припуск 2Z0

970

1300

На основании данных таблицы строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку Ш10,36+0,03 мм.

Рисунок 1.2 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку Ш10,36+0,03 мм

Рассчитаем припуск и межоперационные размеры для перехода по обработке посадочной поверхности Ш15,5+0,1. При этом обрабатывается поверхность вращения, и припуски можно рассчитать по формуле для обработки поверхностей вращения.

Допуск размера обрабатываемой поверхности после рассверливания (у заготовки она непосредственно отсутствует, так как имеется технологический напуск) Т = 110 мкм (соответствует 11 квалитету размерной точности), допуск формы отверстия после рассверливания 50 мкм (соответствует 11 степени точности).

Параметры поверхности после рассверливания: Rz = 20 мкм, h = 50 мкм [1]. Технологический маршрут состоит из одного перехода:

- растачивание однократное IT10, Rz = 12,5 мкм [1].

Пространственное отклонение формы и расположения поверхности заготовки так же как и в первом случае рассчитываем по формуле:

,

где сформы = 50 мкм - отклонение, учитывающие неправильность формы рассверленного отверстия.

Отклонение от соосности литого отверстия и базового литого цилиндра Ш13±0,2 учтем при расчете погрешности установки заготовки как погрешность базирования. При расчете пространственного отклонения формы и расположения поверхности данную погрешность учитывать не будем для того, чтобы не учитывать одну и ту же величину 2 раза.

Погрешность установки детали определяем по формуле [1]:

, (1.16)

где еБ - погрешность базирования.

еЗ - погрешность закрепления;

еп - погрешность установки приспособления на станке.

Так как обработка производится на агрегатном станке с поворотным столом и поворотным приспособлением на точность установки детали будет оказывать влияние погрешность индексации:

, (1.17)

где еи.стола = 0,02 - погрешность индексации вращающегося стола многофункционального агрегатного станка, мм;

еи.присп. = 0,01 - погрешность индексации поворотного приспособления, мм.

Укрупненную суммарную величину погрешности базирования и закрепления в самоцентрирующемся зажимном приспособлении с пневмоприводом в радиальном направлении по необработанной базе Ш13±0,2 мм примем по [1]:

При этом приближенно учитывается как погрешность базирования заготовки в самоцентрирующемся зажимном приспособлении с пневматическим приводом, вызванная погрешностью формы базы и несоосностью обрабатываемой поверхности относительно базовой, так и погрешность закрепления, вызванная упругими отжатиями в системе «заготовка - приспособление».

Суммарную величину погрешности базирования и закрепления после дальнейшей лезвийной обработки рассчитываем, используя коэффициенты уточнения.

, (1.18)

где - величина пространственного отклонения формы поверхности заготовки после предыдущего перехода;

Ку - коэффициент уточнения на i-ом технологическом переходе.

Коэффициенты уточнения для различных видов обработки [1]:

- растачивание однократное - Ку = 0,05.

Тогда величина погрешности установки заготовки при растачивании равна:

, (1.19)

Расчёт минимального значения межоперационного припуска при лезвийной обработке поверхностей вращения производится по следующей формуле:

, (1.20)

мкм.

Расчётный размер:

Dp.растач. = Dmax дет.- 2ЧZmin = 15,6-0,252 = 15,348 мм.

Предельный размер:

Растачивание. Dmax = 15,6 мм; Dmin = 15,5 мм.

Рассверливание. Dmax = 15,34 мм; Dmin = 15,34-0,11 = 15,23 мм.

Минимальное и максимальное предельное отклонение припуска:

2Zmin ПР = 15,6-15,34 = 0,26 мм;

2Zmax ПР = 15,5-15,23 = 0,27 мм.

Предельные значения общих припусков 2ZОmin, 2ZОmax:

2ZОmin = 0,26 мм;

2ZОmax = 0,27 мм.

Общий номинальный припуск:

2Zо.ном. = 2ZОmin+Нзаг-НД , (1.21)

где Нзаг и НД - соответственно нижние отклонения диаметра отверстия после сверления и готовой детали.

2Zо.ном. = 0,26+0-0 = 0,26 мм.

Зная значение 2Zо.ном., находим номинальный диаметр отверстия после рассверливания:

Dрассверл.ном = Dд.ном.-2Zо.ном. = 15,5-0,26 = 15,24 мм. Рассчитанный диаметр соответствует назначенному при разработке технологической операции диаметру рассверливания Ш15,2 мм.

Проверим правильность произведённых расчётов по уравнениям:

2ZmaxПР - 2ZminПР = дdi-1- дdi (1.22)

2ZОmax - 2ZОmin = дdз- дdд (1.23)

Для рассматриваемого случая проверка точности произведённых расчётов имеет следующие результаты:

27-26 = 110-100, т.е. 10 = 10

Общий припуск: 27-26 = 110-100, т.е. 10 = 10.

Следовательно, расчёты межоперационного припуска произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сведём в таблицу 9.

Таблица 1.8 - Параметры припусков на размер Ш15,5+0,1 мм

Технологические переходы обработки поверхности

Элементы припуска, мкм

Расчётный припуск 2Zmin, мкм

Расчётный размер dp, мм

Допуск на размер d, мкм

Предельный размер, мм

Предельные значения припусков, мкм

Rz

h

p

е

dmin

dmax

2ZminПР

2ZmaxПР

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Рассверливание

20

50

50

-

-

-

110

15,34

15,23

-

-

Растачивание

12,5

-

-

24

2х126

15,348

100

15,5

15,6

260

270

Общий припуск 2Z0

260

270

На основании данных таблицы строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку Ш15,5+0,1 мм.

Рисунок 1.3 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку Ш15,5+0,1 мм

1.12 Расчёт режимов резания

Расчет режимов резания на два перехода производится по эмпирическим формулам [1].

1. Произведём расчёт режимов резания для рассверливания ступенчатого центрального отверстия максимальным диаметром Ш15,2. Данный переход осуществляется на автоматной операции 005. Глубина резания, получаемая суммированием глубин резания для каждой ступени сверла, равна t = 6,8 мм. В зависимости от диаметра сверла, типа обрабатываемого материала и его твердости, с учетом поправки на достижение более высокого качества отверстия в связи с последующим развертыванием отверстия и материал режущей части сверла (твердый сплав ВК6ОМ) выбираем подачу сверла sо = 0,25 мм/об [1]. Скорость резания при сверлении рассчитывается по следующей формуле:

(1.24)

где Т - период стойкости и показатели степеней находим для сверления ступенчатого отверстия в медном сплаве сверлом из ВК6ОМ с подачей s = 0.25 мм/об по таблицам [1]:

СV = 40,4; q = 0.45; y = 0,3; x = 0,15; m = 0,2; T = 30 мин.

D = 15,2 - наибольший диаметр инструмента, мм;

S = 0,25 - подача, мм/об;

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

KV = KМVЧ KlVЧ KИV, (1.25)

где KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (латунь);

KlV - коэффициент, учитывающий глубину сверления;

KИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента.

KМV = 1,0 (обрабатывается латунь),

KИV = 2,7 (материал сверла - ВК6ОМ); KlV = 1 - определяем по [1].

Тогда KV = 1Ч2,7Ч1 = 2,7.

Для одинарной заточки сверла применим поправочный коэффициент по [1]:

Частота вращения сверла:

(1.26)

Максимальная частота вращения шпинделей силовых головок у данного станка составляет 4000 об/мин. Принимаем ближайшую стандартную для данного станка частоту вращения n = 3150 об/мин.

Уточним скорость резания:

Крутящий момент Mкр:

(1.27)

Коэффициенты и показатели степеней определяем для медного сплава и материала сверла ВК6ОМ по таблицам [1]:

СМ = 0,01; у = 0,8; q = 2,2; x = 0.

Коэффициент, учитывающий условия обработки КР= КМР;

КМР определяется для обработки латуни сверлом из ВК6ОМ [1]:

KМР = 0,7

Осевая сила:

(1.28)

Коэффициент СР и показатели степеней определяем по таблицам [1]:

СР = 32,8; у = 0,75; q = 1,2; x = 0.

Тогда мощность резания:

(1.29)

Предварительно выбранный станок агрегатного типа «Микрон 50-012» с мощностью электродвигателей силовых головок 3,2 кВт обеспечит необходимую мощность резания.

Произведем расчет основного времени:

(1.30)

где l1+ l2 = 4 мм - суммарная величина врезания и перебега по [4];

l = 9,2 мм - длина обрабатываемой части пролитого отверстия.

2. Произведём расчёт режимов резания при фрезеровании цилиндрической поверхности и нижней плоскости лап на позиции 2.

Обработка ведется двумя специальными дисковыми фасонными фрезами (правой и левой) с напайными пластинами из ВК3М Ш98,85 z=24 посаженными на одну оправку.

Схема обработки - цилиндрическое фрезерование.

Глубина фрезерования t = 1,0 мм.

Ширина фрезерования для одной фрезы - В = 22 мм.

Для чистового фрезерования дисковой фрезой (необходимо обеспечить параметр шероховатости Ra 3,2) выбираем подачу на оборот для твердосплавных пластин фрезы по [1] (см. табл. 79 на странице 405, том 2) S = 0,84 мм/об.

Тогда подача на зуб фрезы:

(1.31)

Скорость резанья при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы:

(1.32)

Период стойкости Т и показатели степеней находим по таблицам (торцовая схема обработки) [1]:

СV = 158,5; q = 0,25; x = 0,3; y = 0,2; u = 0,1; p = 0,1; m = 0,2; T = 180 мин.

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

KV = KМV KПV KИV, (1.33)

где KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

KПV - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

KИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента.

KМV = 1,0 (обрабатывается латунь),

KИV = 2,5 (материал сверла - ВК3М); KПV = 0,9 (медный сплав) - по таблицам [1].

KV = 1,0Ч2,5Ч0,9 = 2,25.

Определяем окружную скорость вращения фрезы:

Частота вращения фрезы:

Принимаем ближайшую стандартную частоту для силовой головки n = 1250 oб/ мин.

Уточним скорость резания:

Главная составляющая силы резанья при фрезеровании -

- окружная сила, Н.

(1.34)

Коэффициенты и показатели степеней определяем для дисковой фрезы Ш98,85 с режущими пластинами из ВК3М по таблицам как для стали, а затем умножаем на поправочный коэффициент 0,3 [1]:

СР = 261; х = 0,9; у = 0,8; u = 1,1; q = 1,1; w = 0,1.

Коэффициент, учитывающий условия обработки КР= КМР;

KМР = 0,3

Тогда окружная сила резания на фрезе равна:

Находим мощность резанья:

(1.35)

Тогда мощность резания для двух фрез на оправке составляет:

Предварительно выбранный станок агрегатного типа «Микрон 50-012» с мощностью электродвигателей силовых головок 3,2 кВт обеспечит необходимую мощность резания.

Произведем расчет основного времени:

где l = 15 мм - длина фрезеруемой поверхности;

l1+ l2 = 47 мм - величина врезания и перебега (определена графически по чертежу детали);

Sm - минутная подача.

(1.36)

На все остальные переходы режимы резания определим по нормативам, приводимым в технических справочниках [1], и полученные результаты расчетов режимов резания сведём в таблицу 10.

Таблица 1.9 - Сводная таблица режимов резания.

Наименование операции или перехода

t,

Мм

S,

мм/об

T,

мин

n,

мин-1

Uq,

м/мин

Sмин,

мм/мин

Np,

кВт

To,

мин

Lр.х.,

мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

005

Автоматная.

2 позиция.

Рассверлить ступенчатое отверстие, выдержав размер Ш15,2+0,1

6,8

0,25

30

3150

150,3

787,5

2,96

0,017

13,2

Торцевать поверхность малых лап, выдержав размер 2,5+0,2

8,2

0,03

50

1850

203,3

55,5

1,38

0,054

3

Фрезеровать сферическую поверхность в размеры R8,8±0,1; 1±0,1

1,0

0,84

180

1250

387,9

1050

1,54

0,059

62

3 позиция.

Рассверлить ступенчатое отверстие в размеры Ш6±0,2;Ш8,15+0,1; Ш10,6±0,05; 6,5±0,1; 13±0,2; 0,3Ч45є; 0,5Ч45є.

5,3

0,2

30

3150

104,8

630

1,73

0,026

16

4 позиция.

Сверлить два отверстия под резьбу в лапах с образованием фасок в размеры Ш3,3+0,1; 90є±20'; Ш5; 24±0,1.

1,65

0,05

20

4000

41,4

200

0,54

0,04

8

5 позиция.

Прорезать внутренний паз в центральном отверстии в размеры Ш9,5±0,2; 2,5±0,2; 18,5±0,2

2,5

0,02

50

2500

74,6

50

0,32

0,05

2,5

Сверлить отверстие в размеры Ш5±0,1; 16.

2,5

0,05

20

4000

62,8

200

0,41

0,1

20

Сверлить кольцевое отверстие в размеры Ш5±0,1; Ш6+0,1; Ш11,5±0,1; 5-0,3; 1,5-0,3.

2,75

0,15

30

2500

90,3

375

1,78

0,043

16

6 позиция.

Рассверлить ступенчатое отверстие в боковом приливе в размеры Ш5,8-0,1; Ш6+0,1; Ш9,5±0,1; 95є±20'; 8,3±0,1; Ш3-0,1

4,75

0,12

30

2950

88

354

1,1

0,042

15

Сверлить 2 отверстия под резьбу в лапах с образованием фасок в размеры Ш3,3+0,1; Ш5±0,1; 90є±20'; 23±0,1.

1,65

0,05

20

4000

41,4

200

0,54

0,04

8

7 позиция.

Сверлить отверстие под углом 38є±30' в размеры Ш2,5±0,1; 1±0,1

1,25

0,05

20

4000

31,4

200

0,38

0,08

16

Сверлить ступенчатое отверстие со стороны лап в размеры 17±0,2; Ш3,9-0,1; Ш5±0,1; 5-0,3; 0,3Ч45є.

2,5

0,1

25

4000

62,8

400

0,76

0,048

19

8 позиция.

Нарезать резьбу в размеры М7Ч0,75-6Н; 6±0,5.

0,5

0,75

30

950

20,9

712,5

0,21

0,028

20

9 позиция.

Нарезать резьбу в нижних лапах М4-6Н, нарезать резьбу в верхних лапах М4-6Н.

0,35

0,7

25

1250

15,7

875

0,17

0,023

20

10 позиция.

Расточить отверстие Ш15,5+0,1

0,15

0,12

50

2500

121,7

300

0,34

0,013

4

Предварительно развернуть коническое отверстие в размеры Ш10,3; 9є32'; 19±0,2.

0,1

0,2

60

950

30,7

190

0,27

0,051*

6,5

11 позиция.

Окончательно развернуть коническое отверстие в размеры Ш10,36+0,03; 9є32'±30”; 19±0,2.

0,04

0,1

60

715

23,3

71,5

0,18

0,089*

4

Примечание:

* - для достижения требуемой шероховатости к основному времени обработки добавлено время «выглаживания» разверткой поверхности отверстия без рабочей подачи, для предварительного развертывания оно составляет 1 секунду, для окончательного - 2 секунды.

1.13 Определение норм времени на операцию

Основное время на разрабатываемой автоматной операции равно сумме основных времен обработки на лимитирующей позиции (позиция 5):

То = 0,05+0,1+0,043 = 0,193 мин.

Определяем вспомогательное время, не перекрываемое основным временем обработки. Время на загрузку манипулятором заготовки в приспособление и ее зажим составляет согласно паспорту станка 0,12 мин, следовательно, это время перекрывается основным временем обработки. Аналогично обстоит дело с разгрузкой станка. Время вспомогательных перемещений одного инструмента (подвод и отвод) на лимитирующей позиции на длину не более 20 мм по паспорту станка составляет 0,04 мин. Тогда для 3 инструментов данное время будет составлять 0,04Ч3 = 0,12 мин. Не перекрывается также время поворота стола станка с одной позиции на другую. По паспорту данное время составляет 0,035 мин. Так как полная обработка детали осуществляется на одном станке, то после очистки и промывки деталь поступает непосредственно на пост ОТК (см. пункт 1.10), поэтому контроль выдерживаемых параметров непосредственно у станка не производиться. С учетом вышесказанного вспомогательное не перекрываемое время равно:

Тв = 0,12+0,035 = 0,155 мин.

Оперативное время:

Топ = Тв+То

Топ = 0,193+0,155 = 0,348 мин.

Время на обслуживание рабочего места определяется как:

Тобс = Ттех Ч Торг.

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

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

Ттех =

где tсм = 31,5 мин - время на смену инструмента инструментальной наладки (21 инструмент по 1,5 мин, инструмент настраивается в специальном приспособлении вне станка);

Т = 180 мин - средняя стойкость наладки, согласно рекомендациям [1].

Ттех = = 0,034 мин;

Торг = 0,007 мин - 1,8% от Топ по [4]

Тобс = 0,007 + 0,034 = 0,041 мин.

Так как станок работает в автоматическом режиме, время на перерывы, отдых и личные надобности не учитываем.

Далее определяем норму штучного времени:

Тшт = Тосн+ Твсп + Тобс

Тшт = 0,193+0,155+0,041 = 0,389 мин.

Для принятия решения о выборе формы организации производства определим средний коэффициент загрузки станка:

,

где Тср.шт - штучное время обработки, мин;

ф - такт производства, мин;

Кв = 1,1 - средний коэффициент выполнения норм времени.

,

где Fд = 4015 - действительный годовой фонд времени при работе в две смены, ч;

N = 500000 - планируемый годовой объем выпуска деталей, шт.

.

Так как средний коэффициент загрузки станка соответствует среднему коэффициенту загрузки для массового производства, делаем вывод о том, что для выполнения требуемой программы выпуска детали данный станок будет загружен весь год. Вследствие этого выбираем поточную форму организации производства.

Действительный такт производства с учетом загрузки станка:

1.14 Выявление и расчёт технологической размерной цепи

На позиции 2 автоматной операции при сверлении отверстия Ш15,2 выдерживается размер (глубина отверстия) А? = 2,5 мм с допуском ТА? = 0,2 мм при этом не соблюдается принцип единства баз, так как измерительная база - больший торец заготовки не совпадает с технологической базой - осью цилиндра Ш13.

Выявим размерную цепь. Она состоит из выдерживаемого размера и двух размеров от технологической базы до обеих границ выдерживаемого размера.

Рисунок 1.4 - Размерная цепь

Номиналы составляющих звеньев: А1 = 9,5 мм, А2 = 7 мм.

Для расчета размерной цепи в первом приближении будем использовать метод равноточных допусков (метод допусков одного квалитета).

Условие обеспечения чертежной точности замыкающего звена:

(1.37)

где ТАj - допуск j-го составляющего звена размерной цепи.

(1.38)

где a - число единиц допуска, определяет зависимость допуска от квалитета;

- единица допуска, определяет его зависимость от номинального размера.

(1.39)

где - среднее геометрическое границ интервала номинальных размеров в таблице допусков в который попадает j-е составляющее звено.

(1.40)

Тогда, с учетом вышесказанного:

(1.41)

(1.42)

Найдём среднее геометрическое границ интервала:

Определяем единицы поля допуска:

Найдём среднее число единиц поля допуска

По таблице для соответствующего среднего числа единиц поля допуска точность составляющих звеньев должна быть на уровне 11-го квалитета размерной точности. Точность звена А1 обеспечивается на уровне 11 квалитета при предварительной подрезке большего торца заготовки относительно той же технологической базы на этой же позиции 2, точность настроечного размера А2 может быть обеспечена на данном уровне при настройке инструмента на размер.

Назначим допуски на составляющие звенья:

мкм; мкм;

Проверка:

мкм

мкм; - условие выполняется, значит можно утверждать, что при реализации разработанного варианта техпроцесса, требуемая точность замыкающего звена будет обеспечена.

Рассчитаем предельные отклонения составляющих звеньев размерной цепи.

(1.43)

Предельное отклонение звена А1 назначаем по Js:

;.

Тогда предельные значения размера А2, являющегося настроечным:

Принимаем .

1.15 Определение необходимого количества оборудования

Необходимое количество станков S для выполнения годовой программы выпуска определяется по формуле:

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

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

N -- количество изделий, подлежащих обработке в год;

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

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

Коэффициент загрузки оборудования:

где: Sпр -- принятое количество станков.

Тогда необходимое количество станков для автоматной операции:

Коэффициент загрузки:

1.16 Уточнённый расчёт типа производства

Уточнённый расчёт типа производства производится на основе определения коэффициента закрепления операции:

(1.44)

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

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

В предыдущем пункте мы определили коэффициенты загрузки оборудования разработанного техпроцесса. Так как на единственной автоматной операции он соответствует нормативному для крупносерийного и массового производства (з = 0,75…0,8), то на данном станке для выполнения программы выпуска, весь год будет обрабатываться одна деталь.

Определим количество операций, выполняемых на рабочем месте за год при нормативной загрузке оборудования:

(1.45)

где з = 0,75 - нормативный коэффициент загрузки станков для крупносерийного и массового типа производства;

зi - коэффициент загрузки станка операции.

Тогда коэффициент закрепления операций:

Кзо = 1,02

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

1…10 - массовое и крупносерийное;

10…20 - среднесерийное;

20…40 - мелкосерийное.

В единичном производстве коэффициент закрепления операций не нормируется.

Так рассчитанное значение Кзо приблизительно равно 1, то можно сделать вывод о том, что предварительный выбор массового типа производства для выполнения требуемой годовой программы выпуска детали «Корпус 1445-27.004» (500000 штук) верен.

2. Расчёт и проектирование средств технологического оснащения

2.1 Расчет и проектирование приспособления для обработки детали «Корпус 1445-27.004»

деталь корпус заготовка обработка

2.1.1 Служебное назначение и описание работы приспособления

Данное приспособление предназначено для комплексной обработки детали «Корпус 1445-27.004» на многофункциональном станке «Микрон 50-012» агрегатного типа с поворотным столом. Заготовки устанавливаются в приспособление вручную, закрепление заготовок осуществляется пневмоприводом.

Приспособление состоит из корпуса 1, к верхней части которого винтами прикреплены направляющие 3. На направляющих установлены две подвижные губки 4. На губках 4 установлены прижимные губки 5 с призмами. В нижней части корпуса располагается встроенный пневмоцилиндр, шток которого соединен с коромыслом 7. Оба конца коромысла посредством осей 9 соединены с рычагами 6. Рычаги, закрепленные на осях 8, вторым плечом устанавливаются в пазах подвижных губок. Приспособление устанавливается на поворотное устройство, смонтированное в столе станка, посредством двух штифтов по отверстиям Ш6Н7 и закрепляется двумя болтами М12. Поворотное устройство позволяет осуществлять запрограммированный поворот приспособления с деталью и тем самым обеспечивать ее полную обработку. Всего на поворотном столе станка на 12 позициях устанавливается 12 приспособлений с поворотными устройствами.

Приспособление функционирует следующим образом. Заготовка доставляется манипулятором в зону зажима с высокой точностью, при этом заготовка ориентирована манипулятором таким образом, что большие лапы находятся сверху (захват манипулятором осуществляется по боковым поверхностям больших лап). Прижим осуществляется двумя парами равномерно сходящихся призм по наружным поверхностям Ш13, когда в штоковую полость пневмокамеры подается давление. Таким образом, заготовка лишаются всех шести степеней свободы.

На разгрузочной позиции, после того как манипулятор захватит готовую деталь, воздух подается в безштоковую полость пневмокамеры, ее шток и коромысло двигаются вверх, поворачивая рычаги, которые, в свою очередь, раздвигают призмы, открепляя заготовку.

2.1.2 Расчет сил зажима заготовки

Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних сил. 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. Рассмотрим силы, действующие на заготовку.

Анализируя последовательность обработки заготовки, приходим к выводу о том, что наибольшие силы будут действовать на заготовку при рассверливании центрального отверстия в размер Ш15,2+0,1 на позиции 2 автоматной операции (наибольший диаметр сверления из всех обрабатываемый отверстий, силы резания при фрезеровании цилиндрической поверхности R8,8 меньше, см. пункт 1.12)

При сверлении на заготовку будут действовать осевая сила Р0 = 2127 Н и крутящий момент М = 9,19 НЧм.

Крутящий момент будет создавать силу, стремящуюся отжать призмы, осевая сила вызывает нормальные реакции на поверхностях призм, стремящиеся их разжать. Этому противодействует непосредственно сила зажима и силы трения, возникающие в местах контакта заготовки с призмами в результате действия силы зажима.

Изобразим схемы сил действующих на заготовку.

Рисунок 2.1 - Схема сил, возникающих под действие крутящего момента

Рисунок 2.2 - Схема сил, возникающих под действием осевого усилия

Рассмотрим схему сил, возникающих под действием крутящего момента. Уравнение для силы зажима, достаточной для противодействия данному смещению, будет иметь вид:

(2.1)

где Q - усилие зажима, Н;

F - сила, создаваемая крутящим моментом, Н;

Ртр - сила, создаваемая моментом трения, возникающим под действием сил Q в местах контакта заготовки с вертикальными призмами, Н;

К - коэффициент запаса.

К =К0ЧК1ЧК2ЧК3ЧК4ЧК5ЧК6, (2.2)

где К0 = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса [1];

К1 = 1,2 - коэффициент, учитывающий колебание силы резания из-за непостоянства припуска (при черновой обработке) [1];

К2 = 1,15 - учитывает увеличение силы резания в результате износа инструмента (расчет по крутящему моменту при сверлении) [1];

К3 = 1,0 - учитывает условие обработки при прерывистом резании (рассверливание) [1];

К4 = 1,0 - учитывает постоянство силы зажима (пневмоцилиндр двойного действия) [1];

К5 = 1,0 - учитывает удобство расположения рукояток [1];

К6 = 1,0 - учитывает наличие момента стремящегося повернуть заготовку на плоскости (заготовку не устанавливают по плоскости) [1].

К = 1,5Ч1,2Ч1,15Ч1,0Ч1,0Ч1,0Ч1,0 = 2,07

Так как рассчитанный коэффициент запаса меньше 2,5, то принимаем К = 2,5.

где а = 11 - плечо рычага (расстояние от оси обрабатываемого отверстия до середины горизонтальных призм), мм.

где f = 0,2 - коэффициент трения при закреплении по необработанной поверхности [1];

d = 13 - диаметр поверхности, по которой происходит закрепление, мм.

Тогда окончательное уравнение для силы зажима будет иметь вид:

Тогда минимальная необходимая сила зажима равна:

Рассмотрим схему сил, возникающих под действием осевого усилия. Уравнение для силы зажима, достаточной для противодействия смещению, будет иметь вид:

(2.3)

где FТР - силы трения, возникающие под действием силы зажима Q в местах контакта заготовки с вертикальными призмами;

где ц = 11,3є - угол трения при коэффициенте трения f = 0,2.

Тогда окончательное уравнение для силы зажима будет иметь вид:

Тогда минимальная необходимая сила зажима равна:

Дальнейший расчет буде вести по наибольшей величине силы зажима Q = 919 Н.

Усилие со штока пневмоцилиндра на подвижные губки передается через два рычага. Сила на плече рычага, соединенного с губкой равна 919 Н. Тогда сила на плече рычага, соединенного с коромыслом:

(2.4)

где L1 = 31 - длина плеча рычага соединенного с подвижной губкой, мм;

L2 = 28 - длина плеча рычага соединенного с коромыслом, мм.

Так как заготовка зажимается двумя губками, то суммарная сила зажима на штоке пневмоцилиндра:

(2.5)

Формула для расчета рабочего диаметра пневмоцилиндра с подачей давления при зажиме в штоковую плоскость:

(2.6)

где Q = Qзаж - сила зажима заготовок, мм;

р = 0,63 - давление воздуха в пневмосети цеха, МПа;

d = 16 - диаметр штока, мм.

В проектируемом приспособлении применяем пневмоцилиндр стандартного диаметра D = 80 мм, тогда сила зажима с учетом потерь на трение (КПД з = 0,92):

(2.7)

Так как Qпр > Qзаж., то заготовка при обработке будет надежно закреплена.

2.1.3 Расчет приспособления на точность

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

Так как при установке в данном приспособлении производится полная обработка детали, расчет точности произведем для одного из наиболее точных чертежных размеров, точность которых не обеспечивается инструментом. На позиции 6 при рассверливании ступенчатого отверстия в боковом приливе выдерживается размер 9,5±0,1 мм от оси этого отверстия до торца детали.

Погрешность изготовления приспособления, допустимую для обеспечения требуемой точности выдерживаемого размера определим по формуле:

(2.8)

где д = 0,2 мм - допуск выдерживаемого размера;

Кт = 1,1 - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих элементов от закона нормального распределения;

Кm1 = 0,85 - учитывает уменьшение предельного значения погрешности базирования при обработке на настроенных станках;

Кm2 = 0,75 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

щ = 0,12 мм - среднеэкономическая точность обработки, для рассверливания принята как для зенкерования по [1] (зависит от неравномерности снимаемого припуска, геометрических погрешностей станка и других погрешностей, не зависящих от приспособления);

еб - погрешность базирования. Измерительной базой в данном случае является торец детали, а технологической - ось наружной поверхности Ш13, по которой производиться базирование в горизонтальные призмы. Так как измерительная база предварительно обрабатывается относительно технологической без переустановки, то в качестве погрешности базирования возьмем среднюю экономическую точность обработки измерительной базы относительно технологической по 10 квалитету (однократная подрезка торца, обработка детали из алюминиевого сплава):

еб = 0,07 мм.

ез = 0 - так как заготовка устанавливается в самоцентрирующемся приспособлении, то силы зажима компенсируют друг друга и смещения оси обрабатываемого отверстия в результате контактных деформаций не происходит;

еу - погрешность установки приспособления на станке. Погрешность установки проектируемого зажимного приспособления на поворотное приспособление отсутствует, так как установка осуществляется на конические штифты без зазора и в дальнейшем приспособление не перемещается, первоначальную погрешность расположения конических отверстий можно нивелировать настройкой станка. Так как обработка производится на агрегатном станке с поворотным столом и поворотным приспособлением, то на окончательную точность установки приспособления относительно силовых головок будет оказывать влияние погрешность индексации:

(2.9)

где еи.стола = 0,02 - погрешность индексации вращающегося стола многофункционального агрегатного станка, мм;

еи.присп. = 0,01 - погрешность индексации поворотного приспособления, мм.

еи - погрешность положения рабочих поверхностей призм в результате их изнашивания в процессе эксплуатации. Так как в первом приближении призмы изнашиваются равномерно по всей длине, то на рассматриваемый размер их износ не влияет.

еи = 0

епи = 0 - погрешность перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов, так как направляющие элементы отсутствуют.

Полученный результат имеет положительный знак и, следовательно требуемая точность обработки может быть обеспечена при использовании проектируемого приспособления. Данная величина является суммарной величиной погрешностей элементов приспособления, влияющих на выдерживаемый параметр (точность расположения губок в зажатом состоянии относительно отверстий под конические штифты).

2.1.4 Расчет приспособления на прочность

Проанализировав конструкцию приспособления, можно прийти к выводу, что одним из наиболее нагруженных звеньев является ось, соединяющая коромысло со штоком пневмоцилиндра. Данная ось воспринимает при зажиме заготовки поперечную силу от двух рычагов и штока пневмоцилиндра и при проектировании необходимо провести проверку этой оси на срез.

Условие прочности при расчете оси на срез имеет вид:

(2.10)

где: Р - расчетная поперечная сила, Н;

d - диаметр оси, мм;

[] = 200 МПа - допускаемое напряжение среза для стали 45Х после закалки с охлаждением в масле до HRC 48.

Расчетная поперечная сила равна геометрической сумме сил от штока пневмоцилиндра и рычагов. Так как силы параллельны друг другу, то геометрическую сумму можно заменить алгебраической.

Р = Р1+ Р2+Р3 (2.11)

где Р1 = Qшт.пневм. = 2795 - сила от штока пневмоцилиндра, Н;

Р2 = Р3 = Р1/2 - силы приложенные к рычагам, Н:

Р = 2Ч Р1 = 2Ч2795 = 5590 Н (2.12)

Тогда минимальный необходимый размер опасного сечения оси:

мм (2.13)

Принятая ось диаметром d = 10 мм обеспечит требуемую прочность.

2.2 Расчёт и проектирование приспособления для контроля соосности отверстий Ш10,36+0,03 и Ш15,5+0,1

Данное контрольное приспособление предназначено для контроля соосности конического отверстия Ш10,36+0,03 и цилиндрического отверстия Ш15,5+0,1. Оно состоит из основания 5, на которое установлены передняя 3 и задняя 2 опоры, а также кронштейн 1. В передней опоре установлена неподвижная коническая оправка для базирования детали при измерении. В задней опоре установлен подвижный прижим, приводящийся в движение винтом. В кронштейн устанавливается индикатор часового типа с ценой деления 1 мкм.

Измерения проводят следующим образом. В отверстие Ш15,5+0,1 устанавливают точную специальную цанговую оправку 7. Лепестки цанги сжимают специальным инструментом и вставляют в отверстие Ш15,5+0,1 до упора, после чего усилие снимают и лепестки разжимаются. Усилия разжима лепестков достаточно для фиксации цанги в отверстии и точного центрирования. Точность центрирования, согласно данным [1] достигает 0,01…0,015 мм. Затем деталь с цангой устанавливают на коническую оправку по коническому отверстию Ш10,36+0,03 и поджимается прижимом. Оправка выполнена с высокой точностью и обеспечивает центрирование с погрешностью не более 0,005…0,01 мм [1]. Ножку индикатора устанавливают на измерительный поясок цанговой оправки. Устанавливаем шкалу индикатора на 0. Проворачивая деталь, снимаем показания индикатора. Половина суммы максимального и минимального значения по абсолютной величине будет характеризовать контролируемую несоосность. При контроле необходимо учитывать коэффициент перевода, равный отношению длины цанговой оправки (измерение производится на ее конце) к длине отверстия Ш15,5+0,1.

Для того чтобы контрольное приспособление обеспечивало правильность контроля, требуется, чтобы его погрешность была не более 1/3 допуска на контролируемый параметр.

; (2.14)

, (2.15)

где ?еi - суммарное значение погрешностей в процессе измерения.

Погрешности в процессе измерения:

еб - погрешность базирования;

еЗ - погрешность закрепления;

еИ - погрешность в результате износа установочных элементов;

епер. мех - погрешность передаточных механизмов;

еизм. средства - погрешность средств измерения (индикатора).

Найдем погрешности, возникающие в процессе измерения:

1. еб = 0,005 мм, погрешность центрирования при базировании детали по конической оправке;

2. еЗ = 0, сила разжима лепестков цанги и сила поджима детали прижимом невелики и не вызывают таких контактных деформаций, которые смогли бы повлиять на точность измерения;

3. еИ = 0, так как при установке детали на контрольное приспособление индикатор каждый раз выставляется на «0», а износ конической оправки равномерен по ее длине;

4. епер. мех. = 0,015 мм, погрешность центрирования цанговой оправки, являющейся передаточным элементом, в отверстии Ш15,5+0,1;

5. еизм. средства = 0,004 мм, так как в качестве средства измерения используется индикатор часового типа с ценой деления равной 0,001 мм.

Допустимая погрешность:

Условие выполняется, значит, измерение будет проведено с достаточной точностью.

2.3 Разработка конструкции ступенчатого сверла

Ступенчатое сверло предназначено для обработки ступенчатого отверстия в детали «Корпус 1445-27.004». Сверло изготавливаем перовым цельным из твердого сплава ВК6ОМ по ГОСТ 3882-74. Перовое ступенчатое сверло более просто в изготовлении по сравнению со спиральным. Максимальный диаметр обрабатываемого отверстия равен Ш10,6±0,05 мм. Из-за малого диаметра сверло проще изготовить цельным из твердого сплава. Твердый сплав ВК6ОМ широко применяется для высокопроизводительной обработки деталей из цветных металлов и сплавов, а также чугуна.

Рассчитаем диаметры ступеней инструмента:

dmax=Dном+ESD - p (2.16)

где Dном - номинальный диаметр отверстия, мм;

ЕSD - верхнее отклонение обрабатываемого отверстия, мм;

p - величина разбивки отверстия при рассверливании, мм.

Ориентировочно величина разбивки принимается 0,3-0,4 допуска на обрабатываемое отверстие.

Для отверстия Ш10,6±0,05 получаем:

р = (0,3…0,4)ЧTD (2.17)

р = (0,3…0,4)Ч0,1 = 0,03…0,04 мм.

Принимаем p = 0,03 мм.

dmax = 10,6+0,05-0,03 = 10,62 мм.

Допуск на изготовление по наружному диаметру рассчитаем по формуле:


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.