Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Технология машиностроения»

Тема: «Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению деталей колёсного тягача»

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Расчетно-пояснительная записка

Курган 2007

Содержание

Аннотация.

Введение.

1. Характеристика объектов производства.

2. Технологический раздел.

2.1 Определение типа производства.

2.2 Анализ технологичности детали.

2.3 Анализ базовых технологических процессов.

2.4 Выбор заготовки.

2.5 Разработка маршрутных и операционных технологических процессов.

2.6 Определение припусков, операционных размеров и допусков на обработку.

2.7 Определение режимов резания.

2.8 Расчет технической нормы времени.

2.9 Технико-экономическое обоснование проектного технологического процесса.

2.10 Проектирование инструментных наладок и УП.

3. Конструкторский раздел.

3.1 Проектирование конструкции фрезерного приспособления.

3.2 Проектирование конструкции токарного приспособления.

3.3 Расчет контрольного приспособления на точность.

3.4 Проектирование конструкции приспособления по заточке алмазных выглаживателей.

3.5 Проектирование державки выглаживателя.

4. Проектирование средств автоматизации производственного процесса.

4.1 Компоновка РТК.

4.2 Захватное устройство.

4.3 Расчет производительности.

5. Исследовательский раздел.

5.1 Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием.

5.2 Алмазное выглаживание наружных поверхностей деталей.

5.3 Основные выводы.

6. Производственные расчеты и разработка планировки.

6.1 Форма организации выполнения технологического проекта.

6.2 Производственная структура участка.

6.3 Расчет складской системы и системы стружко-уборки.

6.4 Синтез производственной системы.

7. Безопасность и экологичность проекта.

7.1 Безопасность труда на проектируемом участке в цехе.

7.2 Обеспечение экологической безопасности проекта.

7.3 Безопасность проекта в чрезвычайных ситуациях.

8. Организация производства.

8.1 Организация складского хозяйства.

9. Экологическая оценка проекта.

9.1 Краткий обзор.

9.2 Характеристика предприятия.

9.3 План производства.

9.4 Финансовый план.

Заключение.

Библиографический список.

Приложение.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Курганский государственный университет

Кафедра Технология машиностроения

ЗАДАНИЕ №

на дипломный проект (работу)

Студент

Группа ТЗш- Специальность 151001- Технология машиностроения

Тема работы (проекта) Проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению деталей колесного тягача.

Утверждена приказом ректора университета от “ ” 2007 г. №

Руководитель работы (проекта)

(должность, ученое звание, степень, фамилия, и., о.)

Консультанты:

(указать название раздела, должность, ученое звание, степень, фамилия, и., о.)

Экология и безопасность жизнедеятельности -

(указать название раздела, должность, ученое звание, степень, фамилия, и., о.)

Экономическая часть -

(указать название раздела, должность, ученое звание, степень, фамилия, и., о.)

Сроки выполнения работы (проекта) с “ ” 2007 г. по " " 2007 г.

Содержание задания: Расчетно-пояснительная записка: Введение. 1. Характеристика объектов производства. 2. Технологический раздел. 2.1. Определение типа производства. 2.2. Анализ конструкций деталей на технологичность. 2.3. Анализ базового технологического процесса. 2.4. Выбор заготовки. 2.5. Разработка маршрутного технологического процесса .

2.6. Расчет припусков, операционных размеров и допусков на обработку 2.7. Расчет режимов резания. 2.8. Техническое нормирование операций. 2.9. Технико-экономическое обоснование вариантов технологического процесса.2.10. Проектирование инструментальных наладок (3 листа).

3. Конструкторский раздел. 3.1. Проектирование и расчет станочных приспособлений (2 листа). 3.2. Расчет контрольного приспособления на точность (1 лист).

3.3 Проектирование конструкции приспособления по заточке алмазных выглаживателей (1 лист). 3.4. Проектирование державки выглаживателя (1 лист)

4. Проектирование средств автоматизации производственного процесса 4.1. Компоновка РТК (1 лист). 4.2. Захватное устройство (1лист). 4.3. Расчет производительности

5. Исследовательский раздел 5.1 Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным

пластическим деформированием. 5.2 Алмазное выглаживание наружных поверхностей деталей. (2 листа). 5.3. Основные выводы

6. Производственные расчеты и разработка планировки. (1 лист). 6.1. Форма организации выполнения технологического проекта. 6.2. Производственная структура участка. 6.3. Расчет складской системы и стружко-уборки. 6.4. Синтез производственной системы.

7. Безопасность и экологичность проекта. 7.1. Безопасность труда на проектируемом участке в цехе. 7.2. Обеспечение экологической безопасности проекта. 7.3. Безопасность проекта в чрезвычайных ситуациях.

8. Организация производства. 8.1. Организация складского хозяйства.

9. Экологическая оценка проекта. ( 1 лист). 9.1. Краткий обзор. 9.2. Характеристика предприятия. 9.3. План производства. 9.4. Финансовый план

Заключение. Библиографический список. Приложение.

Руководитель работы (проекта)

(подпись, дата) (фамилия, инициалы)

Заведующий кафедрой

(подпись, дата) (фамилия, инициалы)

Декан факультета .

(подпись, дата) (фамилия, инициалы)

С заданием ознакомлен

(подпись, дата) (фамилия, инициалы)

Решение о допуске студента к защите работы (проекта) в Государственной

экзаменационной комиссии

Объём работы (проекта): текстовая часть (записка) страниц

графическая часть листов

Консультанты Руководитель

(подпись, дата) (подпись, дата)

(подпись, дата) Нормоконтролер

(подпись, дата) (подпись, дата)

Считать, что работа (проект) установленным требованиям и

(соответствует, не соответствует)

студента к защите дипломной

(допустить , не допустить) ( фамилия, имя, отчество)

работы (проекта) в Государственной экзаменационной комиссии

Протокол кафедры (кафедральной комиссии ) № от “ ” 2007 г

Рецензент

( должность, место работы, фамилия, имя, отчество)

Защиту назначить на “ ” 2007 г

Заведующий кафедрой /

(подпись) (фамилия, и., о.)

Декан факультета /

(подпись) (фамилия, и., о.)

Аннотация

Дипломный проект является комплексной заключительной работой, подводящей итоги теоретической и практической подготовки. В данной дипломной работе рассмотрен проект участка на базе станков с ЧПУ по изготовлению деталей колесного тягача.

Дипломный проект содержит расчетно-пояснительную записку, графическую часть, комплект технологической документации.

При выполнении проекта решаются вопросы о классификации деталей, выборе заготовки, рассматриваются различные способы изготовления предложенной детали. Анализируется реальный базовый вариант технологического процесса изготовления данной детали, полученный во время прохождения практики на машиностроительном предприятии. После анализа разрабатывается маршрут технологического процесса изготовления детали представителя, разрабатывается операционная технология, т.е. выбираются базы и средства технологического оснащения. Определяется содержание и последовательность выполнения технологических переходов, режимы резания. Определяются нормы технологического времени.

Конструкторская часть содержит вопросы проектирования станочных и контрольных приспособлений, средств автоматизации.

Графическая часть содержит 13 листов формата А1.. Комплект технологической документации содержит маршрутные и операционные карты на технологические процессы.

Введение

Технология машиностроения - это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при наименьших затратах живого и овеществленного труда, т.е. при наименьшей себестоимости.

Одной из важнейших задач научно-технического прогресса явлюляется

комплексная механизация и автоматизация промышленного производства,

направленные на повышение производительности труда, улучшение качества продукции и других технико-экономических показателей производства.

Решение этой задачи связано с созданием автоматизированных участков. Они беспечивают автоматизацию многономенклатурного производства на базе широкого использования многоцелевого технологического оборудования с программным управлением и микропроцессорных управляюще-вычислительных средств в комплексе с промышленными роботами, автоматизированными транспортно-накопительными устройствами, системами инструментального обеспечения, удаления отходов, контроля технологических процессов и оборудования, автоматизации проектно-технологических, конструкторских и планово - производственных работ.

1. Характеристика объектов производства

Основная и дополнительные детали, которые были взяты на базовом предприятии АО «Русич», являются деталями колесного тягача МАЗ-537. Они относятся к типу тел вращения и классу фланцев.

Основная деталь «фланцев» входит в состав торсионной подвески передних колес тягача МАЗ-537. Подвеска предназначена для обеспечения плавности хода, смягчения динамичных толчков и ударов, возникающих при движении автомобиля. Фланец служит для передачи движения от карданного вала к ступице колеса. При работе деталь испытывает динамические нагрузки. Фланец соединен со ступицей колеса по шлицевой поверхности, а с карданным валом через корпус подшипников и с помощью четырех резьбовых отверстий.

Характеристика дополнительных деталей:

Деталь А - фланец привода ведущей цилиндрической шестерни входит в состав четвертого моста и передает крутящий момент через шлицевую часть на ведущую цилиндрическую шестерню.

Деталь Б - фланец входит в состав переднего моста и передает крутящий момент от редуктора через кардан к ступице колеса.

Деталь В - ведущая полумуфта полуосевого кардана входит в состав главной передачи заднего моста, она передает крутящий момент через кардан к ступице колеса.

Все детали имеют наружные цилиндрические поверхности, к которым предъявляются повышение требования по точности обработки и шероховатости. Например, основная деталь имеет две поверхности, а именно Ш 65 мм и Ш 74 мм, к которым предъявляются повышенные требования по состоянию поверхностного слоя и точности обработки детали. На Ш 65 мм дан допуск всего 0,02 мм с требуемой шероховатостью поверхности Ra=1,25 мкм. А на Ш 74 мм допуск составляет 0,12 мм с шероховатостью поверхности всего Ra=0,16 мм. Такие требования значительно увеличивают трудоемкость изготовления детали.

Детали, изготавливаются из стали 45 ГОСТ 1050-88. Заменить ее можно марками 40Х, 50, 50 Г2.

Таблица 1.1

Химический состав и механические свойства стали 45

C	Si	Mn	Cr, Cu, Ni	S	P	As	Gt	Gb	Б5
%	%	%	%, не более	Н/мм2	%
0,42-0,50	0,17-037	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,08	355	600	16	40

2. Технологический раздел

2.1 Определение типа производства

Тип производства по ГОСТ 3.1121-84 характеризуется коэффициентом закрепления операций (К 3.0.) :

1 К 3.0. < 10 - массовое и крупносерийное;

10 К 3.0. < 20 - среднесерийное;

20 К 3.0. < 40 - мелкосерийное;

40 К 3.0. - единичное производство.

Расчет коэффициента закрепления операций производится следующим образом:

1. Определяется расчетное количество станков, необходим для выполнения каждой станочной операции (Cpi)

,

где N - объем годового выпуска деталей, тип;

- штучно-калькуляционное время i-ой операции базового технологического процесса, скорректированное путем уменьшения на 10-20%. Корректировка производится с учетом последующего усовершенствования базового технологического процесса и некоторого сокращения трудоемкости изготовления детали, мин;

F0 - эффективный годовой фонд времени работы стоика.

КВ - средний коэффициент выполнения норм времени, КВ=1,2;

КР - коэффициент, учитывающий потери по организыционно-техническим причинам, КР=0,95.



2. Определяется принятое количество оборудования на каждой станочной операции (Si), для чего рассчитанное количество станков (Cpi) округляется увеличением до целых значений в большую сторону.

S05=1 S40=1 S75=1

S10=1 S45=1 S80=1

S15=1 S50=1 S85=1

S20=1 S55=1 S90=1

S25=1 S60=1 S95=1

S30=1 S65=1

S35=1 S70=1

3. Рассчитывается коэффициент загрузки каждого рабочего места (Г3i)

Г3i=Cpi / Si

Г305=0,11/1=0,11 Г355=0,19/1=0,19

Г310=0,12/1=0,12 Г360=0,19/1=0,19

Г315=0,08/1=0,08 Г365=0,16/1=0,16

Г320=0,21/1=0,21 Г370=0,25/1=0,25

Г325=0,33/1=0,33 Г375=0,12/1=0,12

Г330=0,31/1=0,31 Г380=0,12/1=0,12

Г335=0,08/1=0,08 Г385=0,16/1=0,16

Г340=0,19/1=0,19 Г390=0,22/1=0,22

Г345=0,41/1=0,41 Г395=0,2/1=0,2

Г350=0,41/1=0,41

4. Определяется число операций, закрепленных за одним рабочим местом (Opmi)

Opimi = Гн/Г3i

где Гн - нормативный коэффициент загрузки оборудования, Гн=0,8

ОРМ05 = 0,8/0,19 = 4,2

ОРМ10 = 0,8/0,22 = 3,64

ОРМ15 = 0,8/0,12 = 6,67

ОРМ20 = 0,8/0,33 = 2,42

ОРМ25 = 0,8/0,33 = 2,42

ОРМ30 = 0,8/0,31 = 2,58

ОРМ35 = 0,8/0,08 = 10

ОРМ40 = 0,8/0,19 = 4,2

ОРМ45 = 0,8/0,41 = 1,95

ОРМ50 = 0,8/0,41 = 1,95

ОРМ55 = 0,8/0,19 = 4,2

ОРМ60 = 0,8/0,19 = 4,2

ОРМ65 = 0,8/0,16 = 5

ОРМ70 = 0,8/0,25 = 3,2

ОРМ75 = 0,8/0,08 = 10

ОРМ80 = 0,8/0,08 = 10

ОРМ85 = 0,8/0,10 = 8

ОРМ90 = 0,8/0,14 = 5,71

ОРМ95 = 0,8/0,13 = 6,15

5.Расчитывается величина мест, выполняющих различные операции, без учета станков-дублеров.

К3.0.=

Этот коэффициент закрепления соответствует среднесерийному производству.

В серийном производстве детали изготавливаются партиями. Количество заготовок в партии для одновременного запуска рассчитывается по формуле:

где Sn - количество запусков в год, для среднесерийного производства Sn = 12.

шт.

2.2 Анализ технологичности детали

Технологический анализ конструкции обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического прогресса. Поэтому технологический анализ один из важнейших этапов технологической разработки.

Основная деталь «фланец» изготавливается из стали 45 методом штамповки. Форма и размеры заготовки приближены к форме и размерам готовой детали, т.е. заготовка является рациональной. Анализируя служебное назначение детали, можно сделать вывод, что выбор материала детали сделан правильно. Поверхности детали имеют оптимальные, экономически и конструктивно обоснованные точность и шероховатость. Конструкция детали имеет элементы, удобные для закрепления в приспособлении. Деталь имеет достаточно сложную конфигурацию, хотя формы поверхностей, подлежащих обработке, достаточно просты.

Для количественной оценки технологичности детали можно использовать некоторые дополнительные показатели, например, такие, как масса детали, коэффициенты использования материала (КИ.М.), точности обработки (КТ.Ч.), шероховатости поверхности (КШ), которые определяются следующим образом |2|:

КИ.М.=,

где тД и т3 - соответственно массы детали и заготовки в базовой варианте, кг.

Например, массы детали и заготовки составляют 3 кг и 5,9 кг соответственно. Тип производства - среднесерийный. В этом случае КИ.М.= 3/5,9=0,51, что свидетельствует о вполне удовлетворительном использовании материала, т.к. КИ.М.=0,50-0,55 - для среднесерийного производства.

КТ.Ч.=1-,

где Аср - средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям.

КШ=,

где Бср - среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали.

Оценка технологичности конструкции детали по коэффициентам точности обработки (КТ.Ч.) и шероховатой поверхности (КШ) производится путем сравнения их рассчитанных значений с нормативными значениями. При этом если КТ.Ч. 0,8, а КШ 0,32, то деталь по этим показателям можно считать технологичной.

Таблица 2.1

Результаты рабочего чертежа детали

Наименование поверхностей	Количество поверх- ностей	Квалитет точности	Параметр шероховатости, мкм
Центральное отверстие Выточка в центральном отверстии Правый торец фланца Левый торец фланца Наружная цилиндрическая поверхность Ш 65 Наружная цилиндрическая поверхность Ш 74 Плоские поверхности Пазы Фаски Радиусные пазы Фаски Отверстия	3 1 1 2 1 1 2 4 2 2 2 4	8 12 7 12 7 5 8 8 12 12 7 10	3,2 12,5 1,25 12,5 1,25 0,16 3,2 3,2 12,5 12,5 1,25 6,3

Определяем значения коэффициентов КТ.Ч. и КШ, для чего находим Аср. и Бср.

Бср=

Аср==6,3

КТ.Ч.=1- КШ=

По обоим показателям деталь технологична.

2.3 Анализ базовых технологических процессов

При изготовлении основной и дополнительных деталей на базовом предприятии технологические процессы их изготовления построены по принципу дифференциации операций с использованием универсального и полуавтоматического оборудования. Данный принцип построения технологического процесса подразумевает использование широкой номенклатуры технологической оснастки, вспомогательного режущего инструмента. При изготовлении деталей часто мешаются их базовые поверхности.

Кроме того, при обработке деталей, используются устаревшие конструкции инструмента и марки инструментальных материалов.

Перечисленные выше недостатки базового технологического процесса, существенно увеличивают себестоимость и трудоемкость изготовления деталей.

Более подробно рассмотрим технологический процесс изготовления основной детали.

00. Заготовка - штамповка

05. Операция вертикально - сверлильная.

Оборудование - вертикально - сверлильный станок 2А150; приспособление - кондуктор. На этой операции сверлится центральное отверстие.

10. Токарно-винторезная операция. Обработка производится на токарно-винторезном станке 1К62; деталь устанавливается в оправке. На этой операции происходит подрезка торца и растачивание внутренней фаски.

15. Гидрокопировальная операция. Оборудование - гидрокопировальный станок 1713; деталь устанавливается в центрах. Точатся наружные поверхности по копиру.

20. Слесарная. Верстак 203-00. Приспособление - тиски. Притупляются острые кромки.

25. Токарно-винторезная операция. Станок 1К62; деталь устанавливается в оправке. Операция состоит их трех переходов: подрезка торца и растачивание внутреннего отверстия с образованием фаски.

30. Операция гидрокопировальная. Оборудование - Гидрокопировальный станок 1713; деталь устанавливается в центрах. На этой операции происходит чистовое точение наружных цилиндрических поверхностей.

35. Контроль операционный.

40. Термообработка. На этой операции участок наружной цилиндрической поверхности Ш 74,6-0,2 калить ТВЧ на глубину h 1,8… 3,3 мм HRCЭ 53

45. Токарно-винторезная. Станок 1К62; деталь находится в патроне трехкулачковом. Растачивается внутреннее отверстие и выточка с подрезкой торца.

50.Горизонтально-протяжная операция. Оборудование - горизонтально-протяжной станок 7А520; деталь находится в патроне. На операции протягивается внутреннее шлицевое отверстие.

55. Операция вертикольно-фрезерная ; оборудование - вертикольно-фрезерный 6Н13П; приспособление фрезерное. На этой операции фрезеруются два радиусных паза с переустановкой детали

60.65. Операция круглошлифовальные. Оборудование - круглошлифовальный станок 3Б161; деталь по внутренней шлицевой поверхности закреплена на оправке, которая находится в центрах. Происходит наружное шлифование двух цилиндрических поверхностей.

70.75.80.85. Операции горизонтально-фрезерные. Оборудование - горизонтально-фрезерный станок 6М82; приспособления - фрезерные. На этих операциях фрезеруются пазы.

90. Операция вертикально-фрезерная. Оборудования - вертикально-фрезерный станок 6Н13П; приспособление - фрезерное. Операция содержит два перехода - фрезерование двух плоских поверхностей одновременно.

95. Вертикально-сверлильная операция. Оборудование - вертикально-сверлильный станок 2А150; приспособление - кондуктор. Происходит сверление 4-х отверстий одновременно.

100. Операция радиально-сверлильная. Оборудование - сверлильный станок 2А53; приспособление - кондуктор. На этой операции происходит последовательное зенкование 4-х фасок отверстий и нарезание резьбы в этих отверстиях.

105. Операция слесарная. Оборудование - верстак 203-00; приспособление - тиски. Снимаются заусенцы на торцах шлицев с переустановкой детали.

110.115. Операции груглошлифовальные. Оборудование - круглошлифовальный станок 3Б161; деталь по шлицевой поверхности держится на оправке, которая находится в центрах. На этих операциях происходит шлифование и полирование наружных цилиндрических поверхностей.

120. Моечная операция. Оборудование - машина моечная АС-3702.

125. Контроль окончательный.

Использование выпускаемого отечественной промышленностью высокопроизводительного оборудования с ЧПУ, режущего инструмента с механическим креплением многогранных пластин и современных марок твердых сплавов и минерало-керамики, а также использование прогрессивных методов финишной отделочно-упрочняющей обработки позволит качественно по-новому организовать технологический процесс изготовления детали.

2.4 Выбор заготовки

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска. Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры.

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. При проектировании технологического процесса механической обработки для деталей средней сложности важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки и, в частности, о наличии в заготовке отверстий, полостей, углублений.

Для вновь проектируемого технологического процесса метод получения заготовки - фланца, принимается аналогичным базовому в среднесерийном производстве - штамповка на горизонтально - ковочной машине. Данный способ изготовления заготовки является наиболее универсальным.

Стоимость заготовок, получаемых таким способом, можно с достаточной точностью определить по формуле :

Sзаг. = (·Мз·Кт·Кс·Кв·Км·Кп) - (Мз - Мд) ·

где Ci - базовая стоимость 1т. заготовок, руб.

Ci - 6225,5 руб.

КТ, КС, КВ, КМ, КП - коэффициенты зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства.

Кт=1; Кс=0,88; Кв=0,79; Км=1,21; Кп=1.

Мз - масса заготовки, Мз=5,9 кг.

Мд - масса готовой детали, Мд=3 кг

Sотх - цена 1т. Отходов, Sотх = 1200 руб.

Sзаг.=( ·5,9·1·1·0,88·0,79·1,21)-(5,9-3) ·=27,4 руб.

Стоимость заготовки рассчитана по ценам 2002 года.

2.5 Разработка маршрутных и операционных технологических процессов

Маршрутные технологические процессы изготовления основной и дополнительных деталей разработаны на основе базового технологического процесса и ориентированы на автоматизированное производство. Технологические процессы их изготовления построены по принципу концентрации операций. При этом сокращается число установок заготовок на станок, широко применяется многоинструментная обработка одной или нескольких поверхностей. При этом повышается точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, производительность обработки за счет снижения основного и вспомогательного времени, сокращается длительность производственного цикла, упрощается календарное планирование, возрастают требования к точности станка, его технологическим возможностям.

Маршрутный технологический процесс изготовления основной детали включает в себя следующие операции:

00. Заготовка - штамповка

05. Токарная операция. Оборудование - токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3. В качестве приспособления используется патрон 3-х кулачковый. Операция содержит 4 перехода: точение наружных цилиндрических поверхностей и фасок, рассверливание центрального отверстия и растачивание окончательное этого отверстия под протягивание. Инструменты - резец Т5К10, сверло Р6М5Ш42, резец К01-4209-000.

10. Токарная операция. Оборудование - токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3. Приспособление - патрон 3-х кулачковый. Операция состоит из трех переходов: подрезки торца и растачивание 2-х внутренних поверхностей с подрезкой торцев. Инструменты: Резец Т5К10, резец Т15К6.

15. Слесарная операция.

20. Контрольная.

25. Горизонтально-протяжная операция. Оборудование - горизонтально-протяжной станок 7А520. Протягивается отверстие Ш 50 т 0,09. Инструмент - протяжка 9359-125. Деталь устанавливается в патроне 9478-1.

30. Вертикально-фрезерная операция. Оборудование - вертикально-фрезерный станок с ЧПУ СВМ1Ф4. Деталь устанавливается в специальное приспособление. Операция пять переходов: фрезерование двух плоских поверхностей, центрование 4-х отверстий со снятием фасок, сверление 4-х отверстий и нарезание в них резьбы. Инструменты: фреза Ш 32 Т15К6, сверло центровочное Ш 14 Р6М5, сверло Ш 12,2 Р6М5, метчик М14·1,5.

35. Горизонтально-фрезерная операция. Оборудование - горизонтально-фрезерный станок с ЧПУ 6904ВМФ2. Деталь устанавливается в специальное приспособление. Операция включает три перехода: последовательное фрезерование 2-х продольных пазов, последовательное фрезерование 2-х поперечных пазов. Инструмент - фреза Ш 125 Р6М5.

40. Вертикально - фрезерная операция с ЧПУ. Станок СВМ1Ф4. Деталь устанавливается в специальном приспособлении. Операция состоит из 2-х переходов: фрезерования двух радиусных пазов R 30…40 специальной грибковой фрезой Ш 36.

45. Термообработка, закалка ТВЧ.

50. Токарная операция. Оборудование - токарный станок с ЧПУ 16К20ФЗ. Деталь устанавливается на оправке по шлицевой поверхности. На этой операции происходит чистовая обработка наружных цилиндрических поверхностей и выглаживание одной из них алмазным инструментом. Инструменты - державка спец алмазный выглаживатель АСПК-У ТУ…

55. Шлифовальная операция. Оборудование - крутошлифовальный станок с ЧПУ ЗМ151Ф2. Деталь устанавливается на оправке, которая закрепляется в центрах. На этой операции шлифуется наружная цилиндрическая поверхность. Инструмент - КРУГ ПП600·63·305 91А-25-ПСМ24 к535 м/с Б2 кл.

60. Моечная операция. Оборудование - моечная машина АС 3702.

65. Контроль окончательный.

Операционные технологические процессы изготовления основной детали, а также маршрутные технологические процессы по изготовлению дополнительных деталей можно найти в комплекте документов.

2.6 Определение припусков, операционных размеров и допусков на обработку

Определение припуска на механическую обработку проводим расчетно-аналитическим методом на компьютере на поверхность Ш 65 0,01 и. длину торца 19-1,0. Результаты расчетов приведены ниже на распечатке. Но сначала нужно составить таблицы с исходными данными, которые потребуются для расчета по программе.

1) Технологический маршрут обработки поверхности Ш 65 0,01 состоит из следующих операций: черновое точение, чистовое точение и шлифование.

Заполним таблицу исходных данных.

Таблица 2.2

Технологические переходы обработки поверхности Ш 65 h6 0,01	Элементы припуска, м км	Допуск Т, м км
	Rz	h		E
Заготовка Черновое точение Чистовое точение Шлифование	200 50 25 5	250 50 25 15	800 48 - -	600 60 53	2600 460 120 20

Rz и h выбираем из таблицы 4.3 . Погрешность установки выбираем из таблицы II. 23 |4|.

E шлиф.= 0,05·Е чист.точ. + Е нид.=0,05· 60+50=53

Определяем погрешности формы

з=800 м км - для заготовки

ч.т.= заг·Ку - для чернового точения, где

Ку=0,06 - коэффициент уточнения формы

ч.т.=800·0,06=48м км

при чистовых обработках погрешностью формы можно пренебречь (при чистовом точении и шлифовании).

Допуск на переходы берется из таблицы 32 экономически достижимой точности .

2) Технологический маршрут обработки длины торца 19-1,0 состоит из одного перехода: фрезерование торца.

Таблица 2.3

Технологические переходы обработки поверхности 19-1,0	Элементы припуска, м км	Допуск Т, м км
	Rz	h		E
Заготовка Фрезерование торца	200 50	250 50	177 10,6	- -	2400 1000

з=К·177=1·177=177м км

ф=177·Ку=177·0,06=10,6м км

Погрешностью установки также пренебрегаем.

Ниже приведена карта припусков и размеров заготовки по технологическим переходам этих поверхностей.

Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Деталь : фланец. Материал : сталь 45 ГОСТ 1050-74

Поверхность для расчета припусков : 65

Таблица 2.4

Маршрут обработки

Элементы припуска

Расчетный припуск 2z min мкм.

Расчетный Размер D min мкм.

До-пуск д мкм

Размеры по переходам

Предельные припуски

Rz мкм

h мкм

p мкм

е мкм.

D min мкм.

D max мкм.

2z min мкм.

2z max мкм.

Заготовка Точение черновое Точение чистовое Шлифо-вание

200 50 25 5

250 50 25 15

800 48

600 60 53

2900 354 206

68.450 65.550 65.196 64.990

2600 460 120 20

69.000 65.600 65.200 65.990

71.600 66.060 65.320 65.010

3400 400 210

5540 740 310

ПРОВЕРКА РАСЧЕТА : 2400 - 20 + 4010 - 6590 = 0

Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Деталь : фланец. Материал : сталь 45 ГОСТ 1050-74

Поверхность для расчета припусков :торец 19.

Таблица 2.5

Маршрут обработки

Элементы припуска

Расчетный припуск 2z min мкм.

Расчетный Размер D min мкм.

До-пуск д мкм

Размеры по переходам

Предельные припуски

Rz мкм

h мкм

p мкм

е мкм.

D min мкм.

D max мкм.

2z min мкм.

2z max мкм.

Заготовка Точение черновое

200 50

250 50

1 11

62

18.627 18.000

2400 1000

19.000 18.000

21.400 19.000

1000

2400

ПРОВЕРКА РАСЧЕТА : 2400 - 1000 + 1000 - 2400 = 0

2.7 Определение режимов резания. Расчет режимов резания ведется по методике, изложенной в

Расчет режимов резания на операцию 10 технологичного процесса

Эта токарная операция выполняется на токарном станке с ЧПУ 16К20ФЗ и включает в себя следующие переходы: подрезка торца резцом Т5К10 ГОСТ 21151-75 и растачивание двух внутренних цилиндрических поверхностей резцом Т15К6 ГОСТ-75.

а) Первый переход - подрезка торца.

Скорость резания определяется по эмпирической формуле:

где Т - значение стойкости инструмента;

Cv, x, y, m - эмпирические показатели;

Kv - поправочный коэффициент

Kv=Kmv·Kпv·Kuv,

где Кмv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки

Kmv=Kг·,

где Кг - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости

Кг=1,0

nv=1,0

Kmv=1·

Knv - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки

Knv=0,8

Кuv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента

Кuv=0,65

Кv=1,25·0,8·0,65=0,65

Глубина резания t=2мм

Подача S=0,51мм/об

Определим скорость резания:

Определим число оборотов шпинделя:

где Д - максимальный диаметр обработки детали, мм.

б) Второй переход - растачивание внутренних цилиндрических поверхностей

Глубина резания t=3,5 мм

Подача S=0,51 мм/об

Kv=1,25·1·0,2=1

Диаметр обработки детали Д=52 мм

Глубина резания t=6,5мм

Подача S=0,51 мм/об

Диаметр обработки детали Д=58 мм

Kv=1,25·1·0,8=1

Для того, чтобы определить обеспечивает ли требуемую мощность электродвигатель станка для найденных режимов обработки станок, найдем мощность резания

где Рz - потенциальная сила резания

Рz=10Ср tx Sy Vn Kр,

где Ср, х, y, n - эмпирические показатели

Кр=Кмр·Кур·Кjр·Кр·Кrр,

где Кмр - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала на игловые зависимости, Кмр=1;

Кр, Кjр, Кр,Кrр - поправочные коэффициенты, учитывающие влияния геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания.

Кр=1

Рz=10·300·3,5·0,510,75·117-0,15·1=3102 Н

Определим мощность резания

к Вт

Мощность электродвигателя главного привода станка 16К20ФЗ 10к Вт. Таким образом, станок обеспечивает требуемую мощность резания.

Расчет режимов резания на операцию 30 технологического процесса

Эта вертикально-фрезерная операция выполняется на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ СВМ1Ф4. Она включает в себя следующие переходы: фрезерование 2-х плоских поверхностей, центровка 4-х отверстий со снятием фасок, сверление 4-х отверстий и нарезание в них резьбы.

а) Первый переход - фрезерование двух поверхностей. Инструмент - концевая фреза Ш 32 Т15К6 ГОСТ 17026-71

Глубина фрезерования t=32мм

Ширина фрезерования В=3,5 мм

Число зубьев фрезы Z=6

При чистовом фрезеровании S=0,3 мм/об

Тогда подача на один зуб Sz, определяется по формуле:

Sz=S/Z

Sz=0,3/6=0,05мин/зуб

Определим скорость резания - окружную скорость фрезы V, м/мин

где Т - период стойкости, Т=120 мин

Д - диаметр фрезы, Д=32 мм.

Значение коэффициента Сv и показателей степени: Cv=145; q=0,44; x=0,24; y=0,26; u=0,1; р=0,13; m=0,37/

Kv - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

Kv=Kмv·Kпv·Kuv

Kv=1,25·0,8·0,65=0,65

Определим число оборотов шпинделя:

По паспорту станка из ряда частот вращения шпинделя выбираем ближайшее n=630 об/мин. По найденной частоте вращения корректируем скорость резания:

определим главную составляющую силы резания при фрезеровании - окружную силу Pz, H.

,

где Z - число зубьев фрезы, Z=6;

n - частота вращения фрезы, n=630 об/мин

Значения коэффициента Ср и показателей степени:

Ср=12,5; х=0,85; у=0,75; n=1; q=0,73; w=-0,13;

Kмр - коэффициент на качество обрабатываемого материала, Кмр=1,25.

Определим крутящий момент на шпинделе Мкр.

где Д - диаметр фрезы, мм;

Rz - окружная сила, Н.

Определим эффективную мощность резания Ne

Мощность электродвигателя главного привода станка 7,5 к Вт. Таким образом, станок обеспечивает требуемую мощность резания.

Определим окружную скорость фрезы V, при :

глубине фрезерования t=32 мм

ширине фрезерования В=9мм

число зубьев фрезы Z=6

Подача S=0,3 мм/об

Подача на один зуб Sz=0,3/6=0,05 мм/зуб

Число оборотов шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=630 об/мин.

Корректируем скорость:

Определим окружную силу Pz, H

Определим крутящий момент на шпинделе Мкр

Определим эффективную мощность резания Ne

Nсm.>Ne рез.

б) Второй переход - центровать 4 отверстия. Инструменты - сверло центровое Ш 14 Р6М5 ГОСТ 14952-75.

Глубина резания t=0,5 Д

t=0,5·14=7 мм

Подача S=0,3 мм/об

Скорость резания при сверлении V, м/мин:



Т - период стойкости, Т=90 мин;

Д - диаметр сверла, Д=14 мм;

Значения коэффициента Сv и показателей степени:

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

Kv - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

Kv=Kмv·Kuv·K1v

Kv=1,25·1·1=1,25

Определим расчетное число оборотов шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=400 об/мин

Уточняем скорость резания:

Для того, чтобы определить соответствие требуемой мощности резания, имеющейся на станке, определим крутящий момент и осевую силу.

Мкр=10·См·Дq · Sy · Kр

Р0=10·Ср·Дq · Sy · Kр

Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, Кр=1,25.

Мкр=10·0,0345·142·0,30,8=25,8 Н·м

Р0=10·68·14·0,30,7=4099 Н

Определим мощность резания

Nсm. > N рез.

В) Третий переход - сверление 4-х отверстий. Инструменты - сверло Ш 12,2 Р6М5 ГОСТ 10903-77. Режимы резания рассчитываются аналогично второму переходу.

Глубина резания t=0,5·12,2=6,1 мм

Подача S=0,3 мм/об

По паспорту станка принимаем n=500 об/мин, тогда

Мкр=10·0,0345·12,22·0,30,8=19,5 Н·м

Nсm. > N рез.

г) Четвертый переход - нарезание резьбы в 4-х отверстиях. Инструмент - метчик машинный Р5М5 М 141,5 ГОСТ 3266-81.

Глубина резания t=1,5 мм/об

Скорость резания V, м/мин:

Т - период стойкости, Т=90 мин;

Значения коэффициента Cv и показателей степени:

Cv=64,8; q=1,2; m=0,9; y=0,5.

Kv - общий поправочный коэффициент

Kv=Kмv·Kuv·Kтr

Kv=1,25·1·1=1,25

Определим расчетное число оборотов шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=400 об/мин

Тогда скорость резания V, м/мин:

Определим крутящий момент при нарезании резьбы метчиком:

Мкр

где Р - шаг резьбы, Р -=1,5 мм;

Д - номинальный диаметр резьбы, Д=14мм;

Значение коэффициента См и показателей степени: См=0,027; q=1,4; y=1,5;

Кр - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, Кр=1.

Мкр=10·0,027·141,4·1,51,5·1=20 Н·м

Мощность при нарезании резьбы:

Расчет режимов резания на операцию 35 технического процесса.

Эта горизонтально-фрезерная операция выполняется на горизонтально-фрезерном станке с ЧПУ 6904ВМФ2. Она включает в себя два перехода последовательной фрезеровки двух пазов. Инструмент - дисковая фреза Ш 125 Р6М5 ГОСТ 2679-73.

а) Первый переход - последовательное фрезерное двух продольных пазов.

Глубина фрезерования t=1мм

Ширина фрезерования B=4мм

Число зубьев фрезы Z=100

При чистовом фрезеровании подача S=0,8 мм/об. Тогда подача на один зуб Sz, определяется по формуле: Sz=S/Z

Sz=0,8/100=0,008 мм/зуб

Определим скорость резания - окружную скорость фрезы V, м/мин.

где Т - период стойкости, Т=120 мин.

Д - диаметр фрезы, Д=125 мм.

Значения коэффициента Cv и показателей степени:

Cv=53; q=0,25; x=0,3; y=0,2; u=0,2; p=0,1; m=0,2/

Kv - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.

Kv=Kмv·Kпv·Kuv

Kv=1,25·0,8·1,00=1

Определим число оборотов шпинделя:

По паспорту станка из ряда частот вращения выбираем ближайшие n=200 об/мин.

По найденной частоте вращения корректируем скорость резания:

Определим окружную силу Pz, H

где Z - число зубьев фрезы, Z=100;

n - частота вращения фрезы, n=200 об/мин

Значения коэффициента Ср и показателей степени:

Ср=68,2; х=0,86; у=0,72; n=1; q=0,86; w=0/

Кмр - коэффициент на качество обрабатываемого материала, Кмр=1,25

крутящий момент на шпинделе М кр, Н·м:

Мкр=

Где Д - диаметр фрезы, мм;

Pz - окружная сила, Н.

Мкр=

Определим эффективную мощность резания

Мощность электродвигателя главного привода станка 6904ВМФ2 - 4,5 к Вт. Таким образом, станок обеспечивает требуемую мощность резания.

Б) Второй переход - последовательное фрезерование двух поперечных разов.

Глубина фрезирования t=1 мм

Ширина фрезирования В=4 мм

Число зубьев фрезы Z=100

Так как t и B такие же, что и в первом переходе, а также инструмент не изменился, то режимы резания будут такие же, т.е.

S=0,8 мм/об

Sz=0,008 мм/зуб

V=78,5 м/мин

n=200 об/мин.

Расчет режимов резания на остальные операции проводится аналогично по методике, изложенной в Полученные значения режимов резания заносятся в операционные карты.

2.8 Расчет технической нормы времени

Технические нормы времени в серийном производстве устанавливаются расчетно-аналитическим методом, а также в серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени. Методика расчета изложена в .

Штучно-калькуляционное время определяется по следующей формуле:

Т шт-к=

где Тn-3 - подготовительно - заключительное время на обработку партии деталей, мин;

n - размер партии деталей, запускаемых в производство, шт.;

t шт. - штучное время, мин.

Штучное время на обработку партии деталей определяется по формуле:

t шт. = t0+tи+tоб.+tп.

где t0 - основное время, определяемое на основании рассчитанных режимов резания, мин.;

tв - вспомогательное время, определяемое по нормативам, мин.;

tоб - время на обслуживание рабочего места, мин.;

tп - время перерывов на отдых и личные потребности, мин.

Основное время определяем по формуле:

где L - длина обрабатываемой поверхности, мм;

l - величина врезания и перебега резины, мин.;

n - частота вращения шпинделя, об/мин.;

S - подача, мм/об;

i - число рабочих ходов.

Вспомогательное время включает в себя:

t в = t в.у.+ t м.в.,

где t в.у. - вспомогательное время, связанное с установкой и снятием заготовки, мин.;

t м.в. - время, связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке, мин.

Оперативное время определяем по формуле:

tоп = t0+tв

Время работы станка по программе равно неполному оперативному времени работы станка:

tп.у.=t0+tв.а.

где tв.а. - вспомогательное программное время.

Техническое нормирование 10-й операции технологического процесса.

Определим основное и вспомогательное время для первого перехода:

t01=(90-78)/0,51·165=0,14 мин

tв1=0,05+0,02+0,04+0,03=0,14 мин

Определим основное и вспомогательное время для второго перехода:

t02=0,04+0,1+0,04+0,14=0,32 мин

tв2=0,1+0,03+0,05=1,08 мин

Суммарное основное время для операции:

t0=0,14+0,32=0,46 мин

Суммарное вспомогательное время для операции:

tв=0,2+0,14+0,18=0,42 мин

Оперативное время:

tоп=0,46+1,42=1,88 мин

Время работы стоика по программе:

tп.у.=0,46+1,22=1,68 мин

Время на обслуживание рабочего места и личные потребности составляет 10% от оперативного времени:

tоб=0,19 мин

Штучное время определяется:

tшт=0,46+0,42+0,19=1,07 мин

Подготовительно-заключительное время

Tп.3.=Tп.3.1.+Tп.3.2.+Tп.3.3.

Тп.3.1.=12 мин

Тп.3.2.=1,1+5+3=9,1 мин

Тп.3.3=9 мин

Тп.3.=12+9,1+9=30,1 мин

Штучно-калькуляционное время:

Тшт-к=+1,07=1,09 мин

Техническое нормирование 30-й операции технологического процесса.

Определим основное и вспомогательное время для первого перехода:

t01=(140+140+200)/630·0,3=2,55 мин

tв1=0,04+0,12+0,06+0,2=0,42 мин

Определим основное и вспомогательное время для второго перехода:

t02=4·(103-95)/400·0,3=0,27 мин

tв2=0,07+0,12+0,04+0,12+0,2=0,55 мин

Определим основное и вспомогательное время для третьего перехода:

t03=4(103-78)/500·0,3=0,67 мин

tв3=0,07+0,12+0,04+0,12+0,2=0,55 мин

Определим основное и вспомогательное время для четвертого перехода:

t04=8·(103-78)/400·1,5=0,34 мин

tв4=0,07+0,12+0,04+0,12=0,35 мин

Суммарное основное время для операции:

t0=2,55+0,27+0,67+0,34=3,83

Суммарное вспомогательное время:

tв=0,4+0,42+0,55+0,55+0,35=2,27 мин

Оперативное время:

tоп=3,83+2,27=6,1 мин

Время работы стоика по программе:

Tп.у.=3,83+1,87=5,7 мин

Время на обслуживание рабочего места и личные потребности составляет 16% от оперативного времени:

tоб=0,98 мин

Штучное время:

tшт=3,83+2,27+0,98=7,08 мин

Подготовительно заключительное время:

Тп.3.1.=12 мин

Тп.3.2.=12 мин

Тп.3.3.=10 мин

Тп.3.=12+12+10=34 мин

Штучно-калькулятивное время:

Тшт-к=+7,08=7,11 мин

Техническое нормирование 35-й операции технологического процесса.

Определим основное и вспомогательное время для первого перехода:

t01=2·(61+61)/0,8·200=1,52 мин

tв1=0,06+0,12+0,1=0,28 мин

Определим основное и вспомогательное время для второго перехода:

t02=4·(97-40)/0,8·200=1,4 мин

tв2=0,06+0,12+0,12=0,3 мин

Суммарное основное время для операции:

t0=1,51+1,4=2,92 мин

Суммарное вспомогательное время:

tв=0,2+0,28+0,3=0,78 мин

Оперативное время:

tоп=2,92+0,78=3,7 мин

Время работы станка по программе:

tп.у.=2,92+0,58=3,5 мин

Время на обслуживание рабочего места и личные потребности составляет 16% от оперативного времени:

tоб=0,59 мин

Штучное время:

tшт.=2,92+0,78+0,59=4,29

Подготовительно-заключительное время:

Т.п.3.1=12 мин, Т.п.3.2=13 мин, Т.п.3.3.=0

Тп.3.=12+12=24 мин

Штучно-калькуляционное время:

Тшт-к=+4,29=4,31 мин

Нормирование остальных операций проводится аналогично. Полученные нормы времени заносятся в маршрутный и операционный ТП.

2.9 Технико-экономическое обоснование проектного технологического процесса

Технический прогресс в машиностроении характеризуется непрерывным совершенствованием технологии изготовления изделий. В свою очередь это требует научно-обоснованного подхода к анализу экономичности разрабатываемых технологических процессов механической обработки деталей и экономическому стимулированию их внедрения.

Целесообразность разработанного технологического процесса механической обработки заготовки определяется на основе сравнительной экономической эффективности двух вариантов: базового и проектного на примере сравнения отдельных технологических операций.

Приведем сведения о маршрутах обработки. Базовый технологический процесс состоит из 4-х операций:

Токарная

Кругло-шлифовальная

Кругло-шлифовальная

Кругло-шлифовальная

В проектном варианте технологического процесса эти четыре операции объединяются в одну - токарную с ЧПУ.

В соответствии с действующей методикой расчета экономической эффективности новой техники в машиностроении общим экономическим показателем эффективности является величина годовой экономии на приведенных Д Сп, определяемая из уравнения:

Д Сп=Сп1-Сп11,

где Сп1 и Сп11 - соответственно сумма годовых приведенных затрат базового и проектного вариантов, р.

Сумма годовых приведенных затрат по каждому варианту можно определить по формуле:

Сп=(Сi+En·Ki),

где i - номер технологической операции в каждом варианте технологического процесса;

Ci - годовая технологическая себестоимость i-ой операции по вариантам, р;

EH - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, ЕН=0,15;

Кi - сумма годовых капитальных затрат на i-ой операции по вариантам, р.

Расчет ведет в соответствии вышеуказанной методике по специальной программе. Результаты расчета приведены на распечатке.

Сравнение вариантов технологтческого процесса.

1. исходные данные:

а) годовой объем выпуска : 15000 шт. ;

б) базовый технологический процесс :

таблица 2.6

№ п/п	Модель станка	Цена, тыс. руб.	Штучное время, Мин.	Капит. затраты, руб.	Технол. себестоимость, руб.	Приведенные затраты, руб.
005	16К20Т1	57,3	1,7	39881	1368800	1374782,15
010	3М151Ф2	72,6	5,6	270737	4623180	4663790,55
015	3М151Ф2	72,6	5,6	270737	4623180	4663790,55
020	3М151Ф2	72,6	2,75	132951	2307555	2327497,65
итого				714306	12922715	13029860,9

в) проектный технологический процесс :

таблица 2.7

№ п/п	Модель станка	Цена, тыс. руб.	Штучное время, Мин.	Капит. затраты, руб.	Технол. себестоимость, руб.	Приведенные затраты, руб.
050	16К20Ф3	46,2	2,09	50315	1677510	1685057,25
итого				50315	1677510	1685057,25

2. результаты расчета :

Величина годовой экономии : 11344803,65 руб.

2.10 Проектирование инструментальных наладок и УП

Инструментальные наладки проектируются на 3 операции, на две фрезерных и одну токарную, которые изображены на 1, 2, 3 листах графической части дипломной работы.

Оформления инструментальных наладок выполняется после выбора оборудования, приспособления, режущих инструментов, расчетов режимов резания и норм времени. Для разработки наладок выбираем операции с многоинструментной обработкой.

Разработка инструментальных наладок производилась в следующей последовательности.

1. Вычерчивается эскиз детали в прямоугольной системе координат, оси которой параллельны системе координат станка; отмечаются контуры обрабатываемых поверхностей (красными линиями) и снимаемого припуска; указываются размеры с отклонениями, шероховатость обрабатываемых поверхностей и технические требования по обработке.

2. Конструктивно изображаются элементы приспособления для базирования и закрепления обрабатываемой заготовки и режущие инструменты в исходной точке траектории.

3. Синими линиями показаны расчетные траектории инструментов с учетом черновых и чистовых переходов. Исходная точка совмещена с конечной точкой траектории инструмента, а также совпадает с точкой смены инструмента. Весь обрабатываемый контур детали разделяется на участки, каждый из которых представляет определенную геометрическую форму. Точки сопряжения участков, т.е. переходы от одной геометрической фигуры к другой, называются геометрическими опорными точками. Кроме опорных точек указанного типа определяются точки, в которых изменяются технологические параметры (режимы обработки, инструмент). Такие точки называются технологическими опорными точками.

4. Оформляется специальная таблица, в которой записывается последовательность обхода опорных точек каждым инструментом; по каждому участку обработки указываются режимы резания, даются сведения о режущем инструменте. При заполнении таблицы имеются в виду, что все время, затрачивается на выполнение операции на станке с УПУ, является машинным, кроме времени на установку заготовки и снятия детали.

Управляющая программа (УП) представляет собой совокупность команд на языке программирования, соответствующих алгоритму функционирование станка по изготовлению конкретной детали.

Фрагмент текста управляющей программы на переход - центрование 4-х отверстий на фрезерной операции.

Система ЧПУ - СВМФ4 с УЧПУ мод. 2Р32. N10 Т1ПС (смена инструмента, сверло Ш 14 Р6М5) N20 G54. GO. G90. X135. У115. ПС (задание координатной заготовки, режима программирования, выход в исходные точки)

N30 GO. G43. H1.Z175.ПС (задание коррекции на длину инструмента)

N40 GO. X-65. У6. МОЗ. ПС (выход в координаты сверление 1-го отверстия, включения вращения шпинделя)

N50 G81. R103. Z95. F120. S400. MO9 ПС (задание цикла обработки отверстия, режимов обработки, включения СОЖ)

N60 X-65. У-46. ПС задание координат

N70 X65/ У-46 ПС обрабатываемых отверстий

N80 X65. У46. ПС

N90 G80. Z175. ПС (отмена цикла обр-ки отверстий)

N100 GO. X135. У115. ПС (возврат в исходную точку)

N110 T2 ПС (смена инструмента)

3. Конструкторский раздел

3.1 Проектирование конструкции фрезерного приспособления

При обработке сетки отверстий и фрезерования двух поверхностей на операции 30 технологического процесса, устанавливается приспособление специальной конструкции, общий вид которого показан на графическом листе №4.

Приспособление работает с пневмогидроусилителем и пневмопанелью.

Базирование заготовки осуществляется по торцевой поверхности, которая упирается в контрольный вал 5, а ее центрирование происходит в двух призмах 8. Для фиксации углового положения этого приспособления используется два упора 13.

При нажатии кнопки на панели управления, происходит задвижение и выдвижение штока 14. При выдвижении штока базовая и прижимная призмы расходятся. Деталь снимается. Затем устанавливается заготовка.

Силу закрепления заготовки находим из условия равновесия заготовки под действием на нее сил (или их моментов). При сверлении четырех отверстий, на заготовку действует момент М (он определяется при расчете режимов резания)

Расчет ведется по методике, изложенной в . Силу закрепления Р3 определяем из условия равновесия силовых факторов, действующих на заготовку:

Р31=2МК/(Д3·n·f),

Где Д3 - диаметр базы заготовки, Д=77 мм.

М - действующий на заготовку крутящий момент, М=25,8 Н·м;

n - действующие радиальные силы (их число);

n=4;

f - коэффициент трения; f=0,16;

К - коэффициент запаса для обеспечения надежного закрепления заготовки

К=К0К1К2К3К4К5К6

К=1,5·1·1,15·1·1,3·1·1=2,5

Р31=2·25,8·2,5/(77·4·0,16)=2,62 к Н

Р3=4Р31=4·2,62=10,48 к Н

По силе Р3 определяется диаметр пневмоцелиндра Д:

Д=125 мм

На рисунках 3.1 и 3.2 дано графическое изображение сил действующих на заготовку при сверлении и при ее закреплении в приспособлении.



3.2 Проектирование конструкции токарного приспособления

При выполнении токарной операции 50 технологического процесса, на станок модели 16К20Ф3 вместо патрона устанавливается приспособление - оправка, общий вид которой показан на графическом листе 5.

Оправка работает с пневмоналадкой и переходной планшайбой.

Планшайба является переходным элементом для сокращения переналадки станка при обработке деталей однотипных с базовой.

Базирование заготовки осуществляется по торцевой поверхности, которая упирается в основание цанги, имеющей корпусные шлицы, по которым базируется внутренняя шлицевая часть заготовки. По команде электроавтоматики подается воздух в пневмоналадку, происходит втягивание тяги 2, которая своей корпусной оконечностью разжимает цангу 3, зажимающую заготовку на разжим.

Силу закрепления заготовки находим из условия равновесия заготовки под дейсвием сил или их моментов.

Зная Pz - потенциальную силу резания и диаметр приложения силы, находим момент :

Мрез. = = = 114.744 (Н*мм)

Момент силы трения (Мтр) возникает между базирующей поверхностью заготовки и поверхностью цанги, т.е. по наружнему диаметру шлицевой цанги. Ссумарная сила зажима, развиваемая всеми лепестками цанги, определяется по формуле :

Qсум.fR = Кмрез.

Где f -коэффициент трения = 0.1

К - коэффициент запаса прочности = 0,9

R - радиус наружной поверхности цанги шлицевой = 25.

Тогда :

Qcум. = = 68.846 (Н)

Теперь можно найти необходимое усилие пневмоцилиндра :

Рпц. = Qсум. * tqd = 68.846 * 0,0262 = 1,8037 (Н).

Выразим развиваемое необходимое усилие пневмоцилиндра через его рабочую площадь, которую можно найти через диаметры штока цилиндра и самого цилиндра :

Sраб. = Sцил. - Sшт. =

Зная, что Рпц. = Р * Sраб. *Ю,

Где Р - рабочее давление в магистрали, принимаемое по справочным данным, как 4,5 кг/см;

Ю - к.п.д. = 0,9 ;

Отсюда найдем диаметр пневмоцилиндра :

D =

Принимаем Dпц. = 80 мм.

Графическое изображение дано на рисунке 3.3

3.3 Расчет контрольного приспособления на точность

Это приспособление служит для контроля симметричности двух пазов. Настройка ведется по эталону. Последовательность контроля следующая: