Технологический процесс механической обработки детали шкив

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Объект разработки - технологический процесс механической обработки детали Шкив.

Цель работы - ознакомление с правилами оформления технологической документации, приобретение практических навыков построения технологического процесса обработки деталей и сборки изделия.

В графической части курсовой работы разработана технологическая схема сборки коробки скоростей, в которую входит деталь Шкив, выполнены чертежи детали и заготовки.

Разработан (пояснительная записка и технологическая часть) единичный технологический процесс механической обработки детали Шкив. Определена последовательность технологических операций и переходов, обоснованно сделан выбор станков, назначены припуски на обработку, рассчитаны режимы резания, нормы времени и коэффициенты загрузки станков и их потребное количество.

В период курсового проектирования были закреплены теоретические знания, полученные в процессе учебы.

Курсовое проектирование является комплексной самостоятельной работой по дисциплине «Основы технологии машиностроения». Выполнение курсовой работы способствует закреплению, углублению и систематизации знаний, полученных в процессе изучения курса «Основы технологии машиностроения».

Цель курсовой работы заключается в приобретении практических навыков в процессах сборки изделий, в механической обработке (расчете припусков, межоперационных размеров и т. п.), в составлении и правильном оформлении технологической документации, нормировании обработки металлов резанием, выбора типа металлорежущих станков для выполнения операций технологического процесса.

1. Описание последовательности сборки коробки скоростей

Сначала корпус устанавливается поз. 3 на станину. Затем в него устанавливается предварительно собранная группа, состоящая из вала поз. 10, напрессованных на него подшипника поз.50, шпонки поз. 54 и втулки. После того, как группа будет заведена в корпус, на вал устанавливается зубчатое колесо поз. 8, распорное кольцо поз. 14 и напрессовывается подшипник поз. 50. После этого в корпус устанавливается крышка поз. 47 с прокладкой и крепится к стенке винтами поз. 39. Далее собирается еще одна крышка и устанавливается с другой стороны корпуса.

Затем переходят к установке среднего вала. Перед установкой на вал напрессовываются две шпонки поз. 53, 52 и подшипник поз. 49, одевается втулка поз. 15 и группа заводится в корпус. На вал устанавливают зубчатые колеса поз. 6, 7, распорную втулку поз. 15. Затем напрессовывается второй подшипник поз. 49, и вся конструкция монтируется в корпусе. Устанавливаются две крышки поз.45 с обеих сторон вала и крепятся винтами поз. 39. Далее начинают собирать верхний вал. Для этого на вал поз. 12 напрессовывают подшипник поз. 48 и заводят в корпус, где на него одевают блок зубчатых колес поз. 5. Потом напрессовывают второй подшипник поз. 48 и закрывают крышкой поз. 45. После этого переходят к установке стакана поз. 43, в который входит манжета поз. 28. Стакан крепится винтами поз. 38 к корпусу.

Теперь появляется возможность установить рычаг переключения передач. Рычаг предварительно собирается из вилки поз. 1, зубчатого сектора поз. 17, рычага поз. 18, оси поз. 19 и штифта поз. 55. Рычаг монтируется в корпусе и крепится винтами поз. 36.

К торцу корпуса крепится пластина. В ней устанавливается ступица, в отверстие которой предварительно помещается пружина с шариком. Комплект крепится на оси поз. 19 с помощью штифта поз. 55. Собирается рукоятка, состоящая из стержня поз. 2 и ручки.

С противоположного торца корпуса устанавливается маслоуказатель поз. 36. Сверху в крышку ввинчивается горловина поз. 22, а в корпус - сливная пробка поз. 23.

Теперь переходят к сборке шкива. Шкив в сборе состоит из двух пластин поз. 31, двух подшипников поз. 51, упорного кольца поз. 43. Для предотвращения утечек масла устанавливается манжета. В последнюю очередь, в отверстие шкива вставляется палец поз. 56.

На корпус одевается крышка, на входном валу монтируется фрикционная муфта, на выходном валу крепится упругая муфта.

Схема сборки коробки скоростей представлена в графической части курсовой работы - ТПЖА.303000.001ДПЛ

2. Краткое описание детали и ее служебного назначения

Деталь «шкив» является элементом ременной передачи поликлиновым ремнем. Она служит для передачи крутящего момента от двигателя к коробке скоростей. При этом шкив испытывает постоянную нагрузку.

Шкив имеет профиль, предназначенный для установки поликлинового ремня К - типа с числом ручьев, равным 17.

Чертеж детали представлен в графической части курсовой работы ТПЖА.714610.001-01.

Шкив изготавливается из серого чугуна марки СЧ 15 ГОСТ 1412-79. Выбор материала обусловлен тем, что материал относительно дешевый, имеет хорошие литейные свойства, обладает достаточными физико-механическими свойствами, а также хорошо обрабатывается резанием.

3. Анализ технологичности детали

Деталь - шкив для поликлинового ремня из серого чугуна СЧ15 ГОСТ 1412 - 79. Конфигурация рассматриваемой детали не вызывает затруднений при получении заготовки. Некоторые трудности могут возникнуть в связи с тем, что деталь несимметричная. Поэтому потребуется более сложная модель.

Форма детали - это тело вращения, обработка которого не должна вызвать затруднений. Точность размеров и величина погрешностей формы поверхностей вполне приемлемы. Габариты и масса детали также относятся к средним значениям.

С точки зрения механической обработки, конфигурация детали особых трудностей не вызывает. Большинство поверхностей, подлежащих механической обработке - плоские. Это относится к торцам ступицы, венца, торцу бобышки.

Центральное отверстие не имеет шпоночного паза, что значительно облегчает его получение. Крепежные отверстия с торцов шкива не обладают высокой точностью взаимного расположения, и могут легко быть получены на сверлильном станке с ЧПУ.

Наибольшую трудность вызывает получение профиля шкива. Это в первую очередь связано с необходимостью изготовления специального фасонного режущего инструмента (резца), которым будет получена эта сложнопрофильная поверхность. Сложность в изготовлении резца может возникнуть из - за трудоемкости получения семнадцати режущих кромок, расположенных с довольно жестким допуском друг относительно друга.

В целом, деталь можно считать технологичной, так как не требует большого числа станков для формообразования поверхностей, при обработке, в основном, используется стандартный режущий, а также контрольные приспособления достаточно простой конструкции.

Станки, применяемые для обработки - универсальные и широко распостраненные. Исключение составляет, как это указывалось выше, получение профиля, но и эта операция не требует специального станка.

Таким образом, деталь Шкив вполне может быть признана технологичной.

4. Анализ требований к точности и шероховатости поверхностей детали

При обработке детали Шкив наибольшее внимание уделяется получению центрального отверстия 60Н7 (Ra 0.8), к которому также предъявляется требование по цилиндричности. Это объясняется тем, что неточное отверстие может приводить к увеличенным вибрациям, что снижает качество зацепления профиля шкива и поликлинового ремня. А это приведет к уменьшению КПД всего привода.

Для обеспечения заданных технологических параметров отверстие подвергается черновому растачивания для снятия возможного дефектного слоя на отливке, чистовому растачиванию и тонкому растачиванию, применение которого необходимо для достижения седьмого квалитета точности поверхности. Оно также повышает класс шероховатости стенок отверстия.

Торцевые поверхности шкива не требуют высокой точности обработки, так как являются неответственными. Торец ступицы служит для крепления крышки к шкиву. Для этого он выполняется с высокой чистотой поверхности.

Отверстие в бобышке служит для передачи крутящего момента от шкива к муфте, осуществляемое за счет запрессованного в него пальца. Так как высокая точность здесь не требуется, то отверстие выполняется по десятому квалитету точности, за один проход.

Профиль шкива служит для передачи крутящего момента от двигателя на механизм коробки. Это осуществляется за счет сил трения, поэтому шероховатость поверхности должна быть не очень высокой.

Остальные поверхности выполняются по 14 квалитету точности.

5. Выбор вида заготовки и метода ее получения

В настоящее время существует множество различных методов литья. От самого примитивного и не требующего особых затрат, литья в землю до точного литья, способного в некоторых случаях исключить лезвийную обработку.

Но так как наша деталь не является ответственным изделием и не требует высокой точности и чистоты поверхности, то следует остановиться на двух методах: литье в землю и литье в кокиль.

Литье в кокиль применяется в серийном и крупносерийном производствах для получения отливок с достаточно высокой точностью и шероховатостью поверхности. Литьем в кокиль получают сложные по конфигурации детали, небольших размеров и массы. Рассматриваемый метод требует подготовки металлической формы, что связано с немалыми финансовыми затратами. Он характеризуется трудоемкостью т.к. требует специального инструмента и оснастки.

Литье в землю технологично, дешево, не требует наличия пресс-формы. Конфигурация детали получается как копия деревянной модели, которая помещается в глиняно-песчаные формы. Метод не требует изготовления металлических стержней, в отличие от предыдущего. К недостаткам метода можно отнести необходимость разрушать форму после получения каждой детали и низкое качество поверхности.

Исходя из приведенных соображений можно сделать вывод, что для нашей, достаточно простой по конфигурации детали, с довольно значительными размерами наиболее подходит метод литья в землю. Учитывая серийность производства, следует применять метод машинной формовки. Шероховатость поверхности большого значения иметь не будет, так как ответственные поверхности будут дополнительно подвергаться механической обработке, а для остальных качество поверхности не имеет значения. Так как на детали есть элементы, с нормированным взаимным расположением, то степень точности должна быть высокой. Поэтому литье будет производиться по шестой степени точности.

6. Выбор черновых и чистовых баз

В качестве комплекта черновых баз выбирается внутренняя сторона венца шкива и один из торцев, так как с торца снимается минимальный припуск, а венец изнутри не обрабатывается. Кроме того, они имеют достаточные размеры для обеспечения устойчивости установки с достаточной жесткостью, а также они представляют собой ровные поверхности.

В качестве комплекта чистовых баз принимаются торец шкива и центральное отверстие. Эти поверхности удовлетворяют требованиям правил выбора чистовых баз. От торца откладываются осевые размеры, а отверстие является измерительной базой всех радиальных размеров, в том числе диаметра, на который рассчитываются параметры ремня, а следовательно и всей ременной передачи. Отверстие определяет и величину биений венца шкива. Кроме того, эта поверхность обрабатывается наиболее точно, в отличие от остальных поверхностей детали и обеспечивает достаточную жесткость.

Таким образом, при разработке технологического процесса обработки детали необходимо пользоваться: черновые базы - внутренняя поверхность венца шкива и торец; чистовые базы - центральное отверстие и торец.

7. Обоснование выбора станков для каждой операции

Для обработки детали на первой операции (105) выбирается токарно - револьверный станок модели 1365. Станок предназначен для обработки штучных заготовок диаметром до 500 мм. Изготовление детали происходит за ряд последовательных переходов. На данной операции происходит предварительное точение поверхности шкива, подрезка одного из торцев и снятие фаски. Также на станке производит черновое растачивание центрального отверстия.

На следующей операции (110) используется такой же станок.

На операции 115 применяется токарно - винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3П. Станок оснащен контурной системой ЧПУ. Применение такого станка обусловлено необходимостью получить отверстие высокой точности. Для этого целесообразно применение станка повышенной точности. На нем производят не только тонкое растачивание центрального отверстия, но и чистовую обработку торцов шкива и ступицы с целью получить поверхность с шероховатостью Ra 1,6.

На операции 120 и 125 используют универсальный токарно - винторезный станок 16К20. Несмотря на кажущуюся трудоемкость получения профиля шкива, для этого не требуется специальный станок. Выбранный станок обеспечит заданные параметры по точности и шероховатости.

На операциях 130 и 135 целесообразно применить сверлильный станок с ЧПУ 2А135Ф2. Так как требуется обеспечить высокую точность позиционирования отверстий , то следует использовать станок с ЧПУ. Применение станка с ЧПУ обусловлено и большим количеством получаемых отверстий, что может быть трудоемким при использовании в условиях серийного производства универсальных сверлильных станков. Станок с позволяет нарезать резьбу в крепежных отверстиях, а также снять фаски.

8. Расчет припусков на механическую обработку

Расчет припусков производится на поверхности 60Н7. Данная поверхность обрабатывается на трех операциях: черновое растачивание, чистовое растачивание и тонкое растачивание. Качество поверхности после каждого перехода, а также результаты расчетов сведены в таблицу 1

Таблица 1 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на 60Н7.

Переходы

Элементы припуска

Расчетный припуск, мкм

Расчетный размер, мм

Допуск, мкм

Предельный размер, мм

Предельный припуск, мкм

Наибольший

Наименьший

Наибольший

Наименьший

Rz

T

Р

Е

Заготовка Растачивание: 1.Черновое 2.Чистовое 3.Тонкое

600 50 20

400 24 20

500 75 54

2*1840 2*127 2*72

56 59.632 59.886 60.03

800 120 74 30

56 59.64 59.886 60.030

55.2 59.52 59.812 60

4320 292 188

3640 246 144

Суммарный показатель Rz+Т для отливки данного класса точности 600 мкм. Шероховатость после черновой обработки 50 мкм. Глубина дефектного слоя после механической обработки для чугуна равна нулю. Коэффициент уточнения исходной погрешности при черновом растачивании резцом составляет 0.06. Погрешность установки в трехкулачковом патроне по черной поверхности 500 мкм. Погрешность индексации 50 мкм. Пространственная погрешность - допуск соосности центрального отверстия, относительно базы 400 мкм. Коэффициент уточнения при черновом растачивании 0.05.

Как указывалось выше, значение р для заготовки составляет 400 мкм. Для остальных переходов оно определяется по формуле:

где Ку - коэффициент уточнения формы.

рчерн=400*0.06=24 мкм,

рчист=400*0.05=20 мкм.

Погрешность установки определяется по формуле

Еi=Еi-1*КУ+Еинд; (2)

где Еинд - погрешность индексации.

Ечист=500*0.06+50=75 мкм.

Етонк=75*0.06+50=54 мкм.

Расчет минимальных межоперационных припусков производим по формуле

, (3)

для чернового точения:

мкм,

для чистового растачивания

мкм,

для тонкого растачивания

мкм.

Графа «Расчетный размер» заполняется начиная с конечного (чертежного размера) путем последовательного вычитания расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Dр3=60.030-2*0.072=59.886 мм,

Dр2=59.886-2*0.127=59.632 мм.

Dр1=59.632-2*1.840=56 мм.

В графе «допуск» записывается значения допусков на каждом технологическом переходе и заготовке. В графе «наибольший предельный размер» записывается округленное значение размера. Округление производят до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск для каждого размера. Наименьшие предельные размеры получаются путем вычитания допуска из наибольших.

Dmin3=60.03-0.03=60 мм,

Dmin2=59.886-0.074=59.812 мм,

Dmin1=59.64-0.12=59.52 мм,

Dзаг=56-0.8=55.2 мм.

Предельные значения припусков Zmin определяются как разность наибольших предельных размеров, а Zmax как разность наименьших предельных размеров.

мм=188мкм,

мм=246 мкм,

мм=4320мкм,

мм=144мкм,

мм=246мкм,

мм=3640мкм.

Общие припуски:

2Zomin=3640+246+144=4030мкм,

2Zomax=4320+292+188=4800мкм.

Производится расчет припусков на механическую обработку на торец шкива за два перехода : черновое растачивание, чистовое растачивание.

Удельное коробление на диаметре 210 мм составляет 140 мкм/мм. Погрешность закрепления в трехкулачковом патроне в осевом направлении составляет 150 мкм. Коэффициент уточнения исходной погрешности 0.06. Глубина дефектного слоя после механической обработки равна нулю. Остальные параметры соответствуют тем, которые использовались при расчете припусков на центральное отверстие.

Результаты расчетов сведены в таблицу 2

Таблица 2 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на торец 47.8h14.

Переходы

Элементы припуска

Расчетный припуск , мкм

Расчетный размер, мм

Допуск, мкм

Предельный размер, мм

Предельный припуск, мкм

Наибольший

Наименьший

Наибольший

Наименьший

Rz

T

р

Е

Заготовка Растачивание: 1.Черновое 2.Чистовое

600 50

400 8.4

150 9

890 67.4

48,45 47,5674 47,5

1100 960 600

49 47.57 47.5

50.1 48.53 48.1

1430 7

1570 43

Расчет минимального припуска ведут по формуле:

Zmini=Rzi-1+pi-1+Ei; (4)

Zminчерн=600+140+150=890 мкм,

Zminчист=50+8.4+9=67.4 мкм.

Графа «расчетный размер» заполняется путем последовательно прибавления к чертежному размеру припусков, снимаемых на каждом переходе. Данные в графах «предельные размеры» и «предельные значения припусков» рассчитываются аналогично рассмотренному выше расчету на 60Н7.

Общие припуски определяются суммированием промежуточных припусков

2Zomin=7+1430=1437мкм ,

2Zomax=43+1570=1613мкм.

9. Расчет режимов резания

Определяются режимы резания на черновое растачивание центрального отверстия (операция 105, переход 1).

Глубина резания t=2.25 мм,

Подача S=0.15мм /1, с267/.

Скорость резания определится по формуле

, (5)

где Сv=292, x=0.15, y=0.2, m=0.2,

Т=60 мин. - период стойкости инструмента (резца)

Kv - суммарный коэффициент, учитывающий условия обработки.

Кv=KMv*Kпv*Kuv, (6)

где KMv=0.6 - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала,

Kпv=0.8 - коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности,

Kuv=1.0 - коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала. /1, с 263/.

Кv=0.6*0.8*1.0=0.48,

м/мин.

Сила резания определится по формуле:

, (7)

шкив резание деталь скорость

где Ср=92, х=1, y=0.75, n=0.

Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия резания. /1, с. 275/, определяется по формуле

, (8)

Кр=0.75*0.89*1*1*1=0.66,

Н.

Число оборотов шпинделя

, (9)

n=1000*81/(3.14*55)=469 об/мин.

Принимается число оборотов n= 390 /2, с. 26/,

Тогда скорость резания

V=пDnприн/1000,

Vприн=3.14*55*390/1000=67.3 м/мин.

Мощность резания определится по формуле

N=PzVприн/(1020*60), (10)

N=329*67.3/(1020*60)=0.36 кВт.

Мощность привода определяется по формуле

, (11)

где =0.8 - КПД данного станка.

Nпр=0.36/0.8=0.45 кВт.

Определяются режимы резания на черновую обработку торца диаметром 204 мм (операция 105, переход 3).

Глубина резания t=1 мм,

Подача S=0.12 мм/об,

Скорость резания определится по формуле

, (12)

Сv=292, m=0.2, x=0.15, y=0.25, T=60,

Kv=0.6*0.8*1.15=0.5, /3, c 270/.

м/мин

Сила резания Pz определится по формуле (7).

Н.

Число оборотов шпинделя определится по формуле (9).

n=1000*109.3/(3.14*204)=153 об/мин

Принимается число оборотов n= 135 /2, с. 26/,

Vприн=3.14*210*135/1000=89 м/мин.

Мощность резания определится по формуле (10)

N=123.8*89/(1020*60)=0.18 кВт.

Nпр=0.18/0.8=0.225 кВт.

Для остальных переходов режимы резания определяются по нормативам. Для операции 105 значения режимов резания приведены в таблице 3

Таблица 3 - Режимы резания на операции 105

Наименование перехода	S, мм/об	n, об/мин	V, м/мин	N, кВт
Точение поверхности диаметром 200h14 Подрезка торца на диаметр 100мм Снятие фаски на диаметре 170 мм Снятие фаски на диаметре 100мм	1.2 0.12 1 1	96 135 135 135	73 125 80 137	3.6 0.16 0.1 0.1

Режимы резания для всех переходов операции 130 определяются по нормативам и они приведены в таблице 4

Таблица 4 - Режимы резания на операции 130

Наименование перехода	S, мм/об	n, об/мин	V, м/мин	N, кВт
Центрование отверстия Сверления отверстия Нарезание резьбы	0.1 0.15 1.25	1100 1200 424	35.4 20 8	0.07 0.18 0.1

10. Расчет и выбор норм времени

Определение норм времени на операцию 105.

Норма штучно - калькуляционного времени определится по формуле

Тшк=То+Тв+Тобсл+Тотд+Тп.з./n, (13)

где То -основное время;

Тв - вспомогательное время;

Тобсл - время на обслуживание рабочего места;

Тотд - время на отдух и личные надобности;

Тп.з. - подготовительно-заключительное время на партию деталей;

n - объем партии деталей.

Основное время для всех переходов определится по формуле

, (14)

где Lpx - длина рабочего хода с учетом врезания и перебега.

Для первого перехода

То=(34+2+2)/0.15*390=0.65 мин.

Значения основного времени для остальных переходов

приведены в таблице 5.

Вспомогательное время включает следующий ряд элементов нормы времени:

tуст=0.16 - время на снятие и установку заготовки;

tпуск=0.02 - время на пуск и остановку станка;

tшп=0.07 и tпод=0.06 - время на изменение числа оборотов шпинделя и величины подач соответственно;

tр.г.=0.08 - время на поворот револьверной головки;

tизм=0.13 - время на измерение;

tвкл=0.02 - время на включение подачи.

Вспомогательное время на первом переходе определится как

Тв=0.16+0.02+0.07+0.06+0.02+0.08+0.13=0.54 мин

Для остальных переходов значение вспомогательного времени представлено в таблице 5.

Для токарно-револьверной операции время на обслуживание рабочего места определится по формуле

Тобсл=0.055Топер, (15)

где Топер=То+Тв - операционное время,

Топер=10.6+2.36=13 мин,

Тобсл=0.055*13=0.7 мин.

Время на отдых и личные надобности

Тотд=0.08Топер, (16)

Тотд=0.08*13=1 мин.

Подготовительно - заключительное время включает ряд элементов /3/:

tозн=4.0 мин - время на ознакомление с чертежом, технологической документацией и т. д.;

tинстр=2.0 мин - время на инструктаж мастера;

tу.и.=3.5 мин - время на установку режущего инструмента;

tу. пр.=4.0 мин - время на установку приспособления;

tперем=1.6 мин - время на перемещение револьверной головки, каретки суппорта и непосредственно суппорта.

Тп.з.=4.0+2.0+3.5+4.0+1.6=15.1 мин.

По формуле 13 определяется норма штучно - калькуляционного времени:

Тшк=10.6+2.36+0.7+1+15.1/580=14.7 мин.

Таблица 5 - Расчет основного и вспомогательного времени

105 Токарно-револьверная	Основное время То, мин	Вспомогательное время Тв, мин	Суммарное Тв, мин
		Время на уст. и снятие дет	На пуск и останов станка	На изменение числа оборотов шпинделя	На изменение величины подачи	На поворот револь- верной головки	На включение подачи	Время на измерение
1.Растачивание отверстия 2.Точение наружной поверхности 3.Подрезка торца на диаметре 170мм 4.Подрезка торца на диаметре 100мм 5.Снятие фаски на диаметре 170мм 6.Снятие фаски на диаметре 100мм	0.65 0.49 6.7 2.8 0.03 0.02	0.16 0.16	0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02	0.07 0.07 0.07 0.07 0.07 0.07	0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06	0.08 0.08 0.08	0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02	0.13 0.13 0.13 0.13 0.13 0.13	0.54 0.3 0.3 0.3 0.38 0.54
Итого на операции	10.6	2.36

Производится расчет норм времени для вертикально - сверлильной операции с ЧПУ.

Норма времени для операции с ЧПУ рассчитывается по /3/. При работе на одном станке :

, (17)

где Тш - норма штучного времени;

Тп.з. - норма подготовительно - заключительного времени;

n - объем партии.

Штучное время определяется по формуле

Тш=(Тц+Тв+Кtв)*(1+Qтех+Qорг+Qотл/100) , (18)

где Тц - время цикла автоматической работы станка по программе, мин;

Тв - вспомогательное время, мин;

Кtв - поправочный коэффициент на время выполнения ручной вспомогательной работы в зависимости от партии обрабатываемых деталей;

Qтех, Qорг, Qотл - время на техническое, организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности при одностаночном обслуживании, 8% от оперативного времени, мин.

Время цикла работы станка по программе

Тц=То+Тмв, (19)

Где То=1.08мин - основное время на обработку одной детали;

Тмв - машинно - вспомогательное время по программе.

Вспомогательное время определяется по формуле

Тв=Тв.у.+Тв.оп+Тв изм, (20)

Где Тв.у - время на установку и снятие детали, мин;

Тв сп. - время, связанное с операцией по управлению станком;

Тв изм. - перекладываемое время на измерение, мин.

Норма подготовительно-заключительного времени определится по формуле:

Тп.з.=Тп.з.1+Тп.з.2+Т пр обр, (21)

Где Тп.з1 - норма времени на организационную подготовку, мин;

Тп.з2 - норма времени на наладку станка, приспособления, инструмента, программных устройств, мин; Тпр обр - норма времени на пробную обработку, мин. Значение составляющих Тп.з. на партию деталей приведено в таблице 6.

Таблица 6 - Время Тп.з. для операции 135

Вспомогательное действие	Время, мин
Организационная подготовка Тп.з1: 1.Получить наряд, чертеж, технологическую документацию, программоноситель, инструмент. 2.Ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки. 1	4 22
3.Инструктаж мастера Итого Тп.з1 Наладка станка, приспособления, инструмента, программных устройств ЧПУ Тп.з2. 1.Установить приспособление 2.установить исходные режимы обработки 3.Установить и снять режущий инструмент 4.Установить программоноситель в считывающее устройство и снять 5.Проверить работоспособность считывающего устройства и перфоленты 6.Ввести программу в память системы с ЧПУ 7.Установить исходные координаты X и Y 8.Настроить устройство для подачи СОЖ Итого Тп.з2 Пробная обработка Итого Тп.з.:	2 8 1.3 0.15 9*0.5 1 1 1 5 0.2 14.15 12.8 35

Время на установку и снятие детали Тв.у.=0.2 мин.

Тв.оп. включает в себя:

- включение и выключение станка - 0.04 мин;

- открытие и закрытие заградительного щитка - 0.03 мин;

- включение и выключение пульта лентоперетяжного механизма - 0.04 мин;

- продвижка перфоленты в исходное положение - 0.25 мин;

- установление координаты X и Z -0.15 мин;

- ввод коррекции - 0.08 мин;

- перемотка перфоленты -0.04 мин.

Получается Тв.оп.=).04+0.03+0.04+0.25+0.15+0.08+0.04=0.63 мин.

Время измерений Тизм=0.55 мин, оно полностью перекрывается То, тогда по формуле 20

Тв=0.2+0.63=0.83 мин

Для данного станка Тмв=0.03 мин, тогда по формуле 19

Тц=1.08+0.03=1.12 мин,

Топер=Тц+Тв=1.12+0.83=1.95 мин.

(Qтех+Qорг+Qотл)=8*1.95=15.6

Для данного объема партии Кtв=0.81.

По формуле 18

Тшт=(1.12+0.83*0.81)/(1+15.6/100)=1.55 мин.

По формуле 17

Нвр=1.55+35/500=1.62 мин.

11. Расчет межоперационных размеров

Производится расчет межоперационных размеров на торец шкива.

Согласно комплекту документов на единичный технологический процесс, обработку данной поверхности можно представить в виде графической схемы, представленной на рисунке 1.

Для расчета межоперационных размеров необходимо по схеме механической обработки, представленной на рисунке 1 составить, а затем решить размерные цепи, где замыкающим звеном будет являться припуск на механическую обработку.

Исходные данные:

Конечный (чертежный размер детали 47.8-0.6 мм;

Минимальные припуски, снимаемые на каждой операции

Zmin105=0.89 мм, Zmin110=1 мм, Zmin115=0.064мм, Zmin120=0.3 мм.

Значения минимальных припусков на операции 105 и 115 берется из приведенного выше расчета межоперационных припусков, а для операций 110 и 120 из таблицы /4/.

В данном случае получается четыре размерные цепи.

1. ТZ120=0.6+0.6=1.2мм;

Zmax=0.3+1.2=1.5мм;

Z120=(1.5+0.3)/2=0.9+0.6мм

A115=47.5+0.9=48.4+0.3=48.7-0.6

2. TZ115=0.6+0.7=1.3мм;

Zmax=0.064+1.3=1.4мм;

Z115=(1.4+0.064)/2=0.7+0.65мм;

А110=48.4+0.7=49.1+0.35=49.45-0.7;

3. TZ110=0.7+0.7=1.14мм;

Zmax=1+1.14=2.14мм;

Z110=(2.14+1)/2=1.5+0.7мм;

А105=49.1+1.5=50.6+0.35=50.95-0.7;

4. TZ105=0.7+0.8=1.5мм;

Zmax=0.89+1.5=2.4мм;

Z105=(2.4+0.89)/2=1.6+0.75мм;

Азаг=50.6+1.6=52.2+0.4

Таким образом, с помощью размерных цепей были определены все межоперационные размеры на обработку торцевой поверхности. Расчет показал, что припуск на заготовку, взятый из таблицы достаточен.

12. Определение ожидаемой суммарной погрешности

Оценка ожидаемой погрешности на чистовую обработку центрального отверстия диаметром 60Н7 определится по формуле

, (22)

где упр - погрешность, связанная с колебанием упругих отжатий системы;

изн - погрешность вызванная износом;

ст - погрешность, связанная с геометрической неточностью станка;

тепл - погрешность, вызванная тепловой деформацией;

з - погрешность закрепления;

пр - погрешность, связанная с неточностью приспособления;

см - погрешность смещения центра группирования относительно настроенного размера;

рег - погрешность регулировки;

изм - погрешность измерения.

Погрешность, связанная с колебаниями упругих отжатий определяется по формуле

упр=WmaxPmax-WminPmin, (23)

где Wmax Wmin - максимальная и минимальная податливости системы; Рmax, min - минимальная и максимальная силы резания:

, (24)

n=0, y=0.75, x=0.9, Cp=540, S=0.12, t=0.14 /1, c. 275/

tmax=0.14+0.074/2=0.18мм.

Н.

Н.

Максимальная податливость системы:

Wmax=Wинстр+Wст, (25)

Где Wинстр=0 - податливость инструмента (так как инструмент закреплен консольно и вылет резца меньше сечения державки.)

Wст=У/[Р], (26)

Где У=40 мм - перемещение; [Р]=686Н /1, с. 31/ - предельное значение силы.

Wст=40/0.686=58.3 мкм/кН,

Минимальная податливость системы:

Wmin=Wст=58.3 мкм/кН.

упр=58.3(0.022-0.018)=0.23 мкм.

Погрешность, вызванная износом режущего инструмента

изн=Uo*L/1000, (27)

где Uo=13 мкм/км - удельный износ резца при обработке чугуна /1, с.75/; L - длина пути резания, мкм.

L=LH+LT, (28)

где LH=1000 м - начальная длина пути резания, на которой происходит приработка инструмента,

LT=vT=120*60=7200 м.

L=1000+7200=8200 м,

изн=13*8200/1000=106 мкм.

Погрешность, связанная с геометрической неточностью станка определится по формуле:

ст=СmLm/L, (29)

где Lm=36 мм - длина обрабатываемой поверхности,

L=264 - длина на которой нормируется

Сm=20 мкм - допускаемое отклонение от параллельности оси шпинделя направляющих станины в плоскости выдерживаемого размера L.

ст=20*24/264=1.81 мкм.

Погрешность, вызванная тепловой деформацией определяется по формуле

tтепл=B(изн +ст +изн), (30)

tтепл=0.13(1.81+0.23+106)=14.1мм.

Погрешность закрепления найдется из выражения для погрешности установки

(31)

где =0 - погрешность базирования в трехкулачковом патроне;

=0 - погрешность приспособления.

Следовательно можно принять =30 мкм /1, с. 41/.

Погрешность регулирования выбирается в зависимости от типа станка. В рассматриваемом случае она принимается равной 10 мкм /1, с.71/.

При выборе погрешности на измерение необходимо учесть, то что она не должна превышать допустимую погрешность измерения.

, (32)

где [изм]=20 мм - предельная допустимая погрешность измерения

Принимается значение изм=10 мкм.

Погрешность смещения центра группирования от начально настроенного размера определяется по формуле

, (33)

где - мгновенное поле рассеивания размеров, мкм

m = 2 - количество пробных деталей.

, (34)

мкм.

мкм.

Ожидаемая суммарная погрешность, мкм

.

Ожидаемая суммарная погрешность показывает, что при данных условиях получение чертежного размера невозможно.

Таким образом, чтобы уменьшить ожидаемую погрешность, необходимо уменьшить погрешность, связанную с износом режущего инструмента. Она оказывает влияние на только непосредственно, но и воздействуя на величину некоторых других погрешностей. Для ее уменьшения следует задавать меньшее время стойкости режущего инструмента, так как при обработке чугуна имеет место интенсивный его износ, особенно по задней поверхности.

13. Определение загрузки станков и необходимого их количества

Количество единиц оборудования Sp, необходимого для выполнения операции, определится по формуле

Sp=Tшт/tв, (35)

где tв - такт выпуска деталей, определяемый по формуле

tв=Fd*60/N, (36)

где N=10000 - годовая программа выпуска деталей

Fd=4015 ч/см - действительный годовой фонд времени работы оборудования по две смены.

tв=4015*60/10000=24 мин/шт

Для операции 105 количество единиц оборудование определится как

Sр=14.7/24=0.61,

Для операции 135:

Sp=1.55/24=0.064.

Таким образом для каждой операции потребуется один станок.

Определяется коэффициент загрузки оборудования

, (37)

где Sp(ф) - принятое (фактическое) число станков.

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы произошло закрепление и углубление теоретических знаний по дисциплине «Основы технологии машиностроения». Курсовая работа явилась завершающим этапом по освоению пройденного материала.

В процессе выполнения курсовой работы, я ознакомился с правилами заполнения технологической документации, составлением технологического процесса механической обработки типовой детали. Выполнение данной самостоятельной комплексной задачи, подготавливает к более великим свершениям в области технологии машиностроения!

Библиографический список

1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. /Под ред А.Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - М.; Машиностроение, 1985. - Т.1, 656 с.; Т.2, 496 с.

2. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на многоцелевых и универсальных станках и станках с числовым управлением; В 2-х ч. - М.: Экономика, 1990. -ч.1, 206 с.;ч.2, 472 с.

3. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно - заключительного для технического нормирования станочных работ : Серийное производство - М.: Машиностроение, 1974. - 422 с.

4. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / Под общей ред. А. Ф. Горбацевича. - Минск: Вышейшая школа, 1975. - 288 с.

5. Методические указания для проведения практических занятий по теме «Точность механической обработки»; Дисц. «Основы технологии машиностроения». Спец 1201 - «Технология машиностроения». - Киров: РИО ВятГУ, 1995. - 35 с.

6. Справочное приложения к методическим указаниям для проведения практических занятий по теме «Точность механической обработки» : Дисц «Основы технологии машиностроения». - Киров : РИО ВятГУ, 1996. - 50 с.

Размещено на Allbest.ru