Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Конструктивно-технологическая характеристика детали

1.1. Характеристика обрабатываемых поверхностей

1.2. Анализ способов получения заготовки

1.3. Анализ методов обработки поверхностей детали

2. Описание и обоснование разработанного технологического процесса

3. Определение припусков и операционных размеров

4. Техническое нормирование операций технологического процесса

4.1. Определение режимов резания

4.2. Определение штучно-калькуляционного времени

5. Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки

5.1. Описание технологической оснастки

5.2. Расчет погрешностей базирования детали

5.3. Расчет зажимных усилий

5.3.1. Расчет сил резания при обработке детали

5.3.2.Расчет зажимных усилий в приспособлении

Литература



Введение

Основные направления развития машиностроения предусматривают дальнейшее повышение его эффективности, интенсификации, уменьшение сроков создания, освоения и производства новой прогрессивной техники. Организационно-методической основой выполнения поставленной задачи является конструирование машиностроительных изделий с учетом требований технологичности конструкции.

Рассматривая современное состояние проектирования и изготовления машиностроительных изделий с учетом требований технологичности, можно отметить несколько направлений решения этой проблемы, которые непосредственно или косвенно способствуют повышению технологичности конструкций в соответствии с требованиями современного производства. К ним относятся:

широкое использование ЭВМ, обеспечивающее более высокий уровень анализа конструктивных решений в различных вариантах использования;

организация широкого обмена опытом в области создания технологичных конструкций между различными отраслями машиностроения.

Таким образом, генеральная линия развития машиностроения - комплексная автоматизация проектирования и производства - требует знания и совершенного метода проектирования.

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решения технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.



1. Конструктивно-технологическая характеристика детали

1.1 Характеристика обрабатываемых поверхностей

Деталь «Обойма» представляет собой пирамиду со ступенчатой конфигурацией, со сквозными отверстиями в торцевых поверхностях, резьбовыми отверстиями. Деталь выполнена из литейного латунного сплава ЛС 59-1.

Точность размеров лежит в диапазоне 5 - 11 квалитетов.

Шероховатость поверхности - в диапазоне Ra 0,5 - Rz 25.

Деталь типа «Обойма» должна отвечать следующим требованиям: должна быть прочной и жесткой, легко обрабатываться и при этом иметь возможность получения высокой точности размеров и шероховатости поверхности, иметь малый коэффициент объемного расширения, простоту и технологичность получения заготовки.

Рис. 1. Деталь «Обойма»

Для изготовления обоймы используется сталь Сплав ЛС59-1 ГОСТ 1019-47.

Химический и механический состав Сплав ЛС59-1 ГОСТ 1019-47 приведен в таблице 1.

Fe	P	Cu	Pb	Zn	Sb	Bi	Sn	Примесей	-
до 0.5	до 0.02	57 - 60	0.8 - 1.9	37.05 - 42.2	до 0.01	до 0.003	до 0.3	всего 0.75	Si + Sn < 0.5 %

Таблица 2 -- Физические свойства Сплав ЛС59-1 ГОСТ 1019-47

Твердость ЛС59-1 , Лист мягк. ГОСТ 2208-2007	100 МПа
Твердость ЛС59-1 , Лист тверд. ГОСТ 2208-2007	200 МПа
Твердость ЛС59-1 , Пруток мягк. ГОСТ 2060-2006	80 МПа
Твердость ЛС59-1 , Пруток тверд. ГОСТ 2060-2006	130 МПа

1.2 Анализ способов получения заготовки

Заготовка получается методом литья. Выбор способа литья определяется характером производства, химическим составом производства, точностью и шероховатостью поверхностей заготовки, существующими производственными возможностями и экономичностью производства. Рассмотрим несколько методов получения заготовки:

1. Литье в землю. Обладает низкой производительностью, грубые размеры (отливка должна соответствовать КИО 054.011 ТУ группа сложности ЛТ5), шероховатость поверхности не менее R_z160. Литьем в землю выгодно отливать крупногабаритные детали при единичном производстве.

2. Литье по выплавляемой модели. Широко применяется для изготовления отливок сложной формы массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов, с толщиной стенок 0,3-20 мм. Этим методом можно получить деталь из любых сплавов с шероховатостью поверхности не менее R_z40. Механическая обработка незначительная или отсутствует. Большой срок службы оснастки, но значительная стоимость литья, высокая производительность. Детали получаются высокой точности, чистоты поверхности и плотности. Припуски на обработку при данном способе меньше, чем при литье в землю и могут быть 0,1…0,2 мм.

3.Литье в кокиль. Это литьё в приборостроении применяют для отливок толстостенных деталей из алюминиевых или магниевых сплавов. Применяется в серийном или массовом производстве. Отличается невысокой стоимостью литья, большим сроком службы оснастки, малым объёмом механической обработки, высокой производительностью. При этом можно получить деталь 5-7 классов точности при шероховатости R_z20.

4.Литьё под давлением. Данный тип литья применяют для отливки деталей из сплавов цветных металлов. Механическая обработка изготовленной детали может быть очень незначительной или отсутствовать. Большой срок службы оснастки. Низкая стоимость литья. Высокая производительность. Применяется в серийном или массовом производстве. Получаемые детали отличаются высокой точностью и чистотой поверхности. Данным литьём получают детали простой и сложной конфигурации. Шероховатость поверхности R_z20…R_z40 и точность размеров отливок 9-12 квалитет зависит от точности изготовления форм. Одним из существенных недостатков является пористость отливок, которые вскрываются при механической обработке.

5.Литьё в песчаные формы. Данный вид литья применяют для изготовления средне и крупногабаритных отливок из черных и цветных металлов и сплавов. Получаемая отливка на обрабатываемых поверхностях должна иметь значительные припуски. Это малопроизводительный, но универсальный метод. Радиус отверстий - не менее 10 мм, радиусы закругления - не менее 3 мм. Точность размеров 14 - 16 квалитет, шероховатость поверхности R_z80. К изготавливаемым деталям не должны предъявляться специальные требования точности и чистоты поверхности.

Сущность литья в песчаные форм заключается в формообразовании отливок, полученных при затвердевании расплавленного металла, который свободно заливается в разъемную разовую форму, полученную из уплотненной формовочной смеси.

Для изготовления песчаной формы используют модели, оформляющие внешнюю конфигурацию отливки. Для получения рабочей полости полуформ на модели в опоку засыпают формовочную смесь, которую уплотняют вручную. После затвердевания расплава и его охлаждения, осуществляется выбивка отливки с одновременным разрушением формы.

Песчаная форма - это разовая литейная форма, изготовленная уплотнением формовочной смеси. Она состоит из верхней I и нижней 2 полуформ, образующих полость формы 3. Наружную поверхность полости отливки в каждой полуформе получают по литейной модели в процессе уплотнения смеси.

Для образования отверстий, полостей или иного сложного контура в отливке применяют песчаные стержни 4.

В большинстве случаев песчаные формы изготавливают в парных опоках 5, служащих для удержания формовочной смеси при уплотнении полуформ, при изготовлении, заливке и транспортировки песчаных форм.

Для подвода расплавленного металла в полость формы, ее заполнения и питания отливки при затвердевании используют литниковую систему.

Литниковая система состоит из литниковой чаши 6, стояка 7, шлакоуловителя 8, питателя 9, выпора 10. Литниковая чаша предназначена для приема расплавленного металла и подачи его в стояк. Вертикальный канал стояка подает расплав в шлакоуловитель. В шлакоуловителе задерживаются шлаки и неметаллические примеси. Из шлакоуловителя расплав поступает в питатель, который необходим для подвода расплава в полость литейной формы.

Рис. 2

Собранную из двух полуформ песчаную форму заливают расплавом. Струю расплавленного металла направляют непрерывно в литниковую чашу 1 так, чтобы чаша была до краев заполнена расплавом. Это необходимо для того, чтобы в полость формы не попадали шлаковые включения, пузырьки воздуха. Расплав поступает в стояк 2, затем в шлакоуловитель 3, питатель 4, полость формы 6. При появлении расплава в выпоре 5 прекращается эаливка формы.

В зависимости от заливаемого металла (чугуна, стали или цветных сплавов), размеров и массы отливки применяют сырые, сухие и химически твердеющие формы.

Заливку литейных форм проводят из заливочных ковшей (рис. 3) или заливочных устройств. При этом литниковую чашу или воронку необходимо до краев заполнить жидким металлом, чтобы предотвратить попадание шлака в полость формы.

Затвердевание и охлаждение отливки в литейной форме зависит от теплофизических свойств расплава и литерной формы (теплоемкости, теплопроводности и т.д.), а также от геометрических параметров отливки (толщины стенок, габаритных размеров и т.д.). Обычно отливка охлаждается в форме до температуры, при которой ее материал будет иметь достаточную прочность, чтобы она не разрушилась или не покоробилась при выбивке.

После охлаждения отливок до температуры выбивки извлекают отливку из формы и выбивают стержень из отливки, затем отделяют литниковую систему, очищают поверхность отливок, обрубают и зачищают отливку от остатков питателей, заусенцев и заливов с помощью абразивных кругов или на обрезных прессах. После заполнения формы расплав охлаждается и затвердевает. Скорость затвердевания влияет на формирование механических свойств отливки.

Рис. 3

Выбивку отливок из песчаной формы осуществляют на выбивных установках. Выбивка стержневой смеси и стержней из отливок производится вручную или на выбивных установках. После выбивки отливки из формы отделяют лютиковую систему 1-5 , очищают отливки и проводят контроль качества литья. К основным показателям качества отливок относятся точность их размеров, состояние поверхностного слоя, отсутствие наружных и внутренних дефектов и др.

6.Ценробежное литьё. Применяется в мелкосерийном и серийном производстве. Отливки из любых сплавов. При этом типе литья производится большой объём механической обработки. Большой срок службы оснастки. Небольшая стоимость литья. Низкая производительность. Этим способом изготавливают детали без специальных требований чистоты поверхности и точности размеров, высокой плотности литья.

Из всех представленных видов литья выбираю литье по выплавляемым моделям, так как оно удовлетворяет требованиям по обеспечению точности и шероховатости поверхности не менее R_z40, необходимых для изготовления нашей детали.

1.3 Анализ методов обработки поверхности детали

Вид обработки выбирают в зависимости от требований точности размеров и шероховатости поверхности детали, а так же материала детали. Требования точности и шероховатости поверхности в большей степени обеспечивается методами изготовления. Анализ требований точности, шероховатости поверхностей и анализ возможных методов механической обработки, обеспечивающих эти требования, приведены в таблице 1.3.1 и 1.3.2. деталь обойма резание технологический

Таблица 1.3.1 Точность размеров и шероховатость охватываемых поверхностей детали и способы их обеспечения.

Обрабатываемая поверхность или размер	Возможные методы обработки
Обрабатываемая поверхность	Номинальный размер и допуск	Требования шероховатости Rz, мкм
Нижний торец в размер 20	h9	20	Токарная обработка 1. Черновая 2. Получистовая
Внутренняя поверхность 4	h7	Ra0,5	Токарная обработка 1. Черновая 2. Получистовая
Цилиндрическая внутренняя поверхность Ш8	H9	Ra1,25	Сверление 1. Сверление 2. Развертывание
Цилиндрическая внутренняя поверхность Ш4	H12	Ra1,25	Сверление 1. Сверление 2. Развертывание
Наружная цилиндрическая поверхность Ш55.	h7	Ra1,25	Токарная обработка 1. Черновая 2. Получистовая
3 отв. (сквозные) Ш3,2	H12	20	Сверление 1. Сверление 2. Развертывание
2 отв.	M2-5Н6H	20	Сверление Зенкование фасок Резьбонарезание
Цилиндрическая внутренняя поверхность Ш11	H7	Ra1,25	Сверление 1. Сверление 2. Развертывание

Остальные поверхности, неуказанные в данной таблице, получаются литьем на этапе заготовительного производства

Вывод: проведённый анализ требований точности размеров, формы, взаимного расположения, заданной шероховатости и возможные методы обработки будут использованы для разработки техпроцесса изготовления обоймы.



2. Описание и обоснование разработанного технологического процесса

В основе данного технологического процесса лежат новейшие разработки оборудования, оснастки и инструмента в области приборостроения, они предусматривают достижения заданной точности форм и шероховатости поверхностей.

Технологический процесс изготовления детали построен с учётом программы выпуска, материала детали, требуемой точности.

На основе типовых технологических процессов определяют последовательность и содержание технологических операций по обработке конкретной детали. Когда последовательность обработки определена и операции намечены, для каждой из них подбирают необходимое оборудование, технологическую оснастку (рабочие и измерительные инструменты, приспособления) и вспомогательные материалы (средства для окраски заготовок при разметке, охлаждающе-смазочные материалы и т.д.).

При обработки деталей на станках рассчитывают и назначают режимы обработки. Затем технологический процесс нормируют, т. е. определяют норму времени на выполнение каждой технологической операции.

Литье по выплавляемым моделям - основной способ получения заданной формы детали типа «Обойма» при этом создается определенная точность некоторых размеров и плоскостей, на которые можно базироваться для дальнейшей обработки детали.

Ниже приведена таблица анализа, разработанного согласно подраздела 2.1.1, маршрута технологического процесса изготовленной детали “Обойма”:



Таблица 2.1.1 Маршрутный технологический процесс изготовления детали “Обойма”

005	Заготовительная	Литье по выплавляемым моделям
010	Слесарная	Очистить от окалины
015	Термическая	Термообработка детали
020	Контрольная	ОТК
025	Токарная с ЧПУ	Обработка правой стороны
030	Токарная с ЧПУ	Обработка левой стороны
035	Сверлильная	Сверление отверстий с 2х сторон
040	Сверлильная	Зенковка фосок под резьбу
045	Фрезерная	Фрезерование паза
050	Резьбонарезная	Нарезание резьбы
055	Моечная	Промыть деталь
060	Оксидирование	Хим. окс. пр.
065	Контрольная	Проверка ОТК
070	Упаковочная	Упаковка готового изделия
075	Транспортная	Транспортировать на склад



3. Определение припусков и операционных размеров

Одним из направлений развития современного машино- и приборостроения является уменьшение удельного веса процессов обработки резанием с целью обеспечения экономии основных материалов и повышения производительности труда при изготовлении деталей машин и приборов. Эта цель достигается двумя основными путями: применением высокоточных исходных заготовок, обеспечивающих минимальные трудовые затратами на последующую обработку резанием, и назначением научно обоснованных величин припусков, снимаемых в процессе обработки резанием.

Для определения припусков используем метод минимальных припусков. При данном методе полученный в результате припуск будет минимальным, но достаточным для устранения дефектного слоя материала и обеспечения требуемой шероховатости обработанной поверхности. Затем к полученным припускам добавляются допуска на выдерживаемые размеры и по полученным значениям определяются операционные размеры. Для расчета припуска на обработку плоскостей и торцев будем использовать формулу

Zmin=Rz(i-1)+T(i-1)+щ(i-1), где(3.1)

Rz(i-1) - шероховатость поверхности, полученная при предшествующей обработке;

T(i-1) - глубина дефектного слоя, образовавшегося при предшествующей обработке;

щ(i-1) - погрешность формы обрабатываемой поверхности, полученная при предшествующей обработке.

Для расчета припусков на обработку диаметральных размеров будем использовать формулу

Z_min=2*( Rz_(i-1)+T_(i-1)+), где(3.2)

д_k - соответствующий допуск погрешности формы либо расположения на обрабатываемую поверхность.

Пространственные погрешности, входящие в (3.2), могут быть обусловлены несоосностью поверхности относительно технологической базы, изогнутостью поверхности или иными факторами.

При определении операционных размеров будем использовать формулу

A_i=A_(i+1)±Z_min(i+1) ±д_i, где (3.3)

A_(i+1) - размер, выдержанный на предшествующей ступени обработки;

Z_min(i+1) - минимальный припуск на предшествующую обработку;

д_i - допуск на размер, выдерживаемый на данной ступени обработки.

3.1 Расчет припусков и операционных размеров на обрабатываемые поверхности

Расчёт операционных размеров начинают с последней операции. Операционные размеры рассчитываются последовательно, начиная с последней (i=k) с последней ступени обработки и кончая нулевой (i=0), связанной с получением исходной заготовки.

1)Проточка поверхности Ш55Н7мм.

1.Заготовительная операция: отливка.

Rzз=80 мкм. [Табл. 1п.]

Тз=100 мкм. [Табл. 1п.]

Допуск на соответствующие координатные размеры: по оси Х: на 50-±0.03,на 35-±0.1

по оси Y: на 17.5-±0.1, на 80-±0.1

дxз = 0.25 мм.

дyз = 0.35 мм.

2.Черновая расточка

Rz2=60 мкм. [Табл. 1п.]

Т2=0 [Табл. 1п.]

дx2 = 0.2 мм.

дy2 = 0.3 мм.

3.Получистовая расточка

Rz3=40 мкм. [Табл. 1п.]

Т3=0 [Табл. 1п.]

дx3 = 0.15 мм.

дy3 = 0.25 мм.

4.Чистовая расточка

Rz4=6 мкм. [Табл. 1п.]

Т4=0 [Табл. 1п.]

дx4= 0.05 мм.

дy4 = 0.03 мм.

Расчет припусков и операционных размеров начинаю с последнего чистового прохода.

Наименьший операционный припуск определяется по формуле: [1]

=1.14 мм.

Принимаю Zmin4=1 мм.

Операционный размер: [1]

А4=(А0 + Zmin4 +д40H10)-д40H10=(55+1+0.016)-0.016=56.016-0.016мм.

Принимаю А4=56-0.016мм.

Получистовая расточка:

=1.42мм.

Принимаю Zmin3=1.4 мм.

Операционный размер:

А3=(А4 + Zmin3 +д40H11)-д40H11=(56+1.4+0.012)-0.012=57.412-0.012мм.

Принимаю А3=57.4-0.012мм.

На черновом проходе:

=1.94мм.

Принимаю Zmin2=1.9 мм.

Операционный размер:

А2=(А3 + Zmin2 +д40H12)-д40H12=(57.4+1.9+0.25)-0.25=59.55-0.25мм.

Принимаю А2=59.6-0.25мм.

На заготовительной операции:

=1.49мм.

Принимаю Zminз=1.4 мм.

Операционный размер:

Аз=(А2 + Zminз +д40H12)-д40H12=(59.6+1.4+0.25)-0.25=61.25-0.25мм.

Принимаю Аз=61+0.25мм.

Схема обработки отверстия Ш4H12.

1.Сверление.

Rz1=60 мкм. Табл. 1п.[1]

Т1=0 Табл. 1п. [1]

дx1 4H12 = 0.15 мм

дy1 4H12 = 0.15 мм.

2.Получистовая расточка.

Rz2=20 мкм. Табл. 1п. [1]

Т2=0 Табл. 1п. [1]

дx2 4H11 = 0.09 мм.

дy2 4H11 = 0.09 мм.

3.Чистовое растачивание.

Rz3=7 мкм. Табл. 1п. [1]

Т3=0 Табл. 1п. [1]

дx3 4H6 = 0.1 мм.

дy3 4H6 = 0.05 мм.

Расчет припусков и операционных размеров начинаю с чистового растачивания.

=0.733мм.

Принимаю Zmin3=0.7 мм.

Операционный размер:

А3=(А0 - Zmin3 -д8H6)+д8H6=(4-0.7-0.006)+0.006=3.294+0.006мм.

Принимаю А3=3.3+0.006мм.

На получистовом проходе:

=0.7988мм.

Принимаю Zmin3=0.8 мм.

Операционный размер:

А2=(А3 - Zmin2 -д8H11)+д8H11=(3.3-0.8-0.09)+0.09=2.41+0.09мм.

Принимаю А2=2.4+0.09мм.

При сверлении:

=0.897мм.

Принимаю Zmin3=0.2 мм.

Операционный размер:

А1=(А2 - Zmin1 -д8H12)+д8H12=(2.4-0.2-0.15)+0.15=2,05+0.15мм.

Принимаю А1=2+0.15мм.

А1- это и есть диаметр сверла.



4.Техническое нормирование операций технического процесса

Техническое нормирование операции заключается в определении штучно-калькуляционного времени и режимов резания для данной операции. Для нормирования конкретной технологической операции сначала определяем режущий инструмент, используемый для обработки поверхностей детали на данной операции. При выборе руководствуемся геометрией обрабатываемых поверхностей и возможностями режущего инструмента. После выбора инструмента определяем режимы резания, исходя из параметров выбранного инструмента и припуска на обработку конкретной поверхности. Затем, используя данные режимов резания, определяем силы резания, которые будут действовать на заготовку и режущий инструмент в процессе обработки. Так же по данным режимов резания определяем время, необходимое для обработки конкретной поверхности детали. Найдя время на обработку каждой поверхности детали на данной технологической операции, находим суммарное время обработки всех поверхностей детали на данной операции, которое будет главной составляющей штучно-калькуляционного времени.

В разработанном технологическом процессе изготовления детали ключевыми являются 8 операций: 1 токарная, 3 сверлильные, 3 фрезерная и 1 резьбонарезная. Для данных операций осуществляем выбор режущего инструмента, исходя из геометрии обрабатываемых поверхностей и припуска на обработку. Выбранный режущий инструмент приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Режущий инструмент для ключевых операций технологического процесса

№ операции	Операция	Режущий инструмент
025	Токарная	Резец:STFCR S06H-STFCR 06 Пластина:TCGX 0 T1 04-AL: ТВ-4
030	Токарная	Резец:STFCR S06H-STFCR 06 Пластина:TCGX 0 T1 04-AL: ТВ-4
035	Сверлильная	Сверло спиральное Ш8, Ш9 ГОСТ 19543-74 Развертка ГОСТ 11543-84.
040	Сверлильная	Сверло спиральное Ш2 ГОСТ 19543-74
045	Фрезерная	Фреза дисковая b=3,5 мм ГОСТ 17025-71
050	Резьбонарезная	Метчик машинно-ручныой класса 2: для отверстий М5.

Затем для ключевых операций технологического процесса выбираем измерительный инструмент. Выбранный для них измерительный инструмент приведен в таблице 4.2.

Таблица 4.2 Измерительный инструмент для ключевых операций

Название операции	Измерительный инструмент
025 Токарная	Штангенциркуль ЩЦ - I погрешность 0,05 мм ГОСТ 166-80.
030 Токарная	1.Штангенциркуль ЩЦ - III погрешность 0,03 мм ГОСТ 166-80. 2.Калибры пробки модель 500: Ш65H7 ГОСТ 14807-69. 3.Образцы шероховатости (Т), (Р) ГОСТ 9378-93.
035 Сверлильная	1.Штангенциркуль-глубиномером с цифровым отсчетом модель 124011 погрешность 0,03 мм ГОСТ 166-80. 2.Калибры пробки модель 500: Ш8H9, Ш9H9 ГОСТ 14807-69.
040 Сверлильная	1.Штангенциркуль-глубиномером с цифровым отсчетом модель 124011 погрешность 0,03 мм ГОСТ 166-80.
045 Фрезерная	Штангенциркуль ЩЦ - I погрешность 0,05 мм ГОСТ 166-80.
050 Резьбонарезная	1.Калибры пробки модель 500: Ш3,2H9 ГОСТ 14807-69. 2. Калибры пробки резьбовые модель 600 ГОСТ 24997-81

4.1 Определение режимов резания

Операция 45.Фрезеруем паз в детали на фрезерном станке модели 6Р12

Величина подачи на один зуб: Sz=0.04 мм/зуб. Табл 3.4.3[4]

Оборотная подача:

So=Sz*Z;

где Z- число зубьев фрезы(Z=10).

So=0.04*10=0.4 мм/об.

Минутная подача:

Sm=Sz*Z*n=(1000VZSz)/ПDp;

где n-частота вращения фрезы;

V-скорость резания в мм/ мин.

Dp-диаметр резания.

Dp=Dф+2t/tgц.

Dф- максимальный диаметр фрезы.

ц- угол фрезы в плане.

t- глубина фрезерования.

Dp= 100+2*0.3/tg45= 100.6 мм.

Скорость резания согласно [4]:

;

где Vф- табличное значение скорости фрезерования и эталонного представителя

материала подгруппы с одинаковой скоростью фрезерования, полученной в определённых условиях обработки.

Sz и t - принятые соответственно подача и глубина фрезерования(t=0.3 мм.)

Табл 3.4.2. [4]

m и k- показатели степеней.

B- ширина фрезерования(B=3,5 мм.)

KHB- поправочный коэффициент, учитывающий разницу табличной и фактической твердости (HB), обрабатываемого материала заготовки или отдельных поверхностей.( KHB=1.1) Табл 3.1.5. [4]

Kn- поправочный коэффициент, учитывающий влияние соответствующей подгруппы применения выбранной марки твердого сплава (Kn=0.9) Табл 3.4.4.[4]

Kиn Kз- поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно влияние износостойкого покрытия СМП и свойства поверхностного слоя обрабатываемой заготовки(КИП=1.3;КЗ=1). Табл 3.1.5.[4]

Кс=1.1ч1.2- обработка с СОЖ.

Т- назначаемая стойкость фрезы в мин.(20 мин)

=2112.7 м/мин.

тогда скорость вращения фрезы согласно [4]:

n=1000*V/П*Dp=(1000*2112.7)/(3.14*100.6)=6681.57 об/мин.

n=1000*V/П*Dp? nCT;.

где nCT- частота вращения шпинделя, выбранного для обработки фрезерного станка модели 6Р12. (nCT=2500 м ).

Т.к. условие (n=1000*V/П*Dp? nCT) не выполняется, тогда фактическая скорость резания согласно [4] будет равна:

Vф=П*Dp* nCT/1000=790.495 м/мин.

тогда

Sm=(1000*790.5*0.04*10)/(3.14*100.6)=1000 мм/мин.

Тангенциальная составляющая силы резания(Н) согласно [4]:

Рz=(t*B*Kc1*hcp*Sz*z)/ПDc

Где Kc1-удельная сила фрезерования при максимальной толщине стружки hlx=1 мм.

hcp- среднее значение толщины стружки.

х- показатель степени.

hcp=(sinц*180*B*Sz)/(П*Dф*arcsin(B/Dp))=(0.707*180*50*0.4)/(3.14*100*30)=0.03 м. (ф-ла 3.4.14 эл.справочник.)

Рz=(0.3*50*460*0.03*0.04*10)/3.14*100=21.1 Н.

Определим мощность резания

N=(Pz*V)/1020*60=(21.12*790.495)/ 1020*60=0.27 кВт.

(ф-ла 3.4.15 эл.справочник.)

N/? ? Ncт

Где Ncт- мощность электродвигателя привода главного движения выбираемого фрезерного станка.

?-К.П.Д. привода главного движения.

Операция 35.Сверление отверстия Ш8Н9,сверление и последующая расточка, а также расточка отверстия Ш11Н7, с помощью инструмента: 1.сверла спирального быстрорежущего ГОСТ19543-74;d=8мм 2.Резец расточной

SO6H-STFCR/LO6;dm=06;марка: СТ15; пластина: TCMT06T102.

Сверление отверстия Ш8.

Скорость резания при сверлении быстрорежущим сверлом Ш8 мм ГОСТ 19543-74 согласно [4]:

Где Кu-коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента(Кu=1(быстрорежущая сталь)).

Кс= коэффициент, влияния глубины сверления(Кс=0.7)

nv- берём со знаком <+>, т.к. обрабатывается материал с НВ < 155.

Т- стойкость инструмента(20 мин.)

Сv=0.041

nv=0.9

m=0.2

x=0

y=0.7

q=0.65

So=0.2 мм/об.

НВ=55.

d=8

тогда подставив исходные данные в уравнение

получим:

=6.7 м/мин.

При этом осевое усилие:

;

где: np=0.75

C1=0.4

тогда, подставив исходные данные в уравнение ;

получим:

=76 Н.

Крутящий момент согласно [4] :

;

Где np=0.7

C1=0.2

тогда крутящий момент будет равен:

=2.4 Н*м.

тогда эффективная мощность :

Nэ=Мкр*n/9741;

Где n- частота вращения шпинделя выбранного станка(2500 м).

Отсюда

Nэ=2.4*2500/9741=0.6 к Вт;

Расточка отверстия Ш11H7

Резец расточной

SO6H-STFCR/LO6;dm=06;марка: СТ15; пластина: TCMT06T102.

Черновая расточка.

Величину подачи определяем по формуле согласно [4]:

Где ST-Табличное значение подачи для различных материалов.

Кs-Коэффициент, характеризующий влияние толщины (s) режущей пластины.

Кц- Коэффициент, характеризующий влияние главного и вспомогательного углов резца в плане и угла при вершине (е) режущей пластины.

Кб- Коэффициент, характеризующий влияние заднего угла резца.

Кn- Коэффициент, характеризующий прочностные свойства твердого сплава соответствующей подгруппы применения.

КНВ- Коэффициент, характеризующий влияние твердости обрабатываемой поверхности заготовки.

КТ- Коэффициент, характеризующий влияние радиуса вершины режущей пластины.

Кy- Коэффициент, характеризующий влияние условий обработки заготовки.

КВ- Коэффициент, характеризующий вид обработки.

ST=1

Кs=0.5

Кц=1.1

Кб=0.8

Кn=0.9 Табл 3.1.2 [4]

КНВ=1.4

КТ=0.2

КВ=0.8

Кy=0.8

тогда:

=0.12 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле согласно [4]:

Где VT-Табличное значение скорости резания, обрабатываемого материала, полученной в определённых условиях обработки. Табл 3.1.4 [4]

KHB- поправочный коэффициент, учитывающий разницу табличной и фактической твердости (HB), обрабатываемого материала заготовки или отдельных поверхностей.( KHB=1.1). Табл. 3.1.5 [4]

Кц- поправочный коэффициент, учитывающий разницу главного угла в плане (ц) выбираемого и эталонного (цэ=90?). Табл. 3.1.5 [4]

КТ- поправочный коэффициент, учитывающий разницу периода стойкости выбираемого (Т) и эталонного (Тэ=15 мин) режущих инструментов. Табл. 3.1.5 [4]

Kn- поправочный коэффициент, учитывающий влияние соответствующей подгруппы применения выбранной марки твердого сплава (Kn=0.9). Табл. 3.1.5 [4]

Kиn,Kз- поправочные коэффициенты, учитывающие соответственно влияние износостойкого покрытия СМП и свойства поверхностного слоя обрабатываемой заготовки(КИП=1.3;КЗ=1). Табл. 3.1.5 [4]

Кс- Коэффициент, учитывающий применение СОЖ.

VT=800

KHB=1.1

Кц=1.3

КТ=0.95

Кс=1.2

Kиn=1.3

Kз=1

Kn=0.9

тогда:

=1560 м/мин.

при этом частота вращения:

n=1000*V/П*Dо

где Do- диаметр обрабатываемой поверхности заготовки.

n=1000*1560/3.14*30=12420 об/мин (n>>ncт)

тогда фактическая скорость резания будет равна:

V=(П*Do* ncт*)/1000=(3.14*30*2500 *)/1000=291 м/мин.

Тангенциальную составляющую силы резания определяем по формуле согласно [4]:

Рz=t*S*Kc0.4*(0.4/S*sinц) K1*K2*K3

Где t и S- глубина резания и подача.

Kc0.4-удельное значение силы резания при толщине среза

материала заготовки 0.4 мм.

K1-Коэффициент учитывающий влияние радиуса вершины режущей пластины.

K2- Коэффициент учитывающий влияние переднего угла резца.

K3- Коэффициент учитывающий влияние износа пластины по задней поверхности.

K1=0.85 Табл. 3.1.9. [4]

K2=1 Табл. 3.1.6. [4]

K3=1.15 Табл. 3.1.6. [4]

Kc0.4=500

тогда

Рz=0.85*0.12*500*(0.4/0.12*0.707) 0.85*1*1.15=78 Н.

Мощность резания определяется по формуле:

N=Pz*V/60*1020=78*291/60*1020=0.37 кВт.

Получистовая расточка отверстия Ш11H7.

Величину подачи на получистовом проходе определяем согласно [4]:

S=Sчерн/1.5=0.07 мм/об.

где Sчерн- Величина подачи на черновом проходе.

Скорость резания определяется по формуле согласно [4]:

VT=800

KHB=1.1

Кц=1.3

КТ=0.95

Кс=1.2

Kиn=1.3

Kз=1

Kn=0.9

тогда:

=1772 м/мин.

при этом частота вращения:

n=1000*V/П*Dо

n=1000*1772/3.14*33,8=14108 об/мин (n>>ncт).

тогда фактическая скорость резания будет равна:

V=(П*Do* ncт*)/1000=(3.14*33.8*2500 *)/1000=310 м/мин.

Тангенциальную составляющую силы резания определяем по формуле:

Рz=t*S*Kc0.4*(0.4/S*sinц) K1*K2*K3

K1=0.85

K2=1

K3=1.15

Kc0.4=500

тогда

Рz=0.35*0.07*500*(0.4/0.07*0.707) 0.85*1*1.15=21 Н.

Мощность резания определяется по формуле:

N=Pz*V/60*1020=21*310/60*1020=0.1 кВт.

Чистовая расточка отверстия Ш11H7.

Величина подачи на чистовом проходе определяем по формуле согласно [4]:

S R_zr_в/125;

где R_z -Параметр шероховатости обработанной поверхности(R_z=0.06 мм.).

r_в - радиус вершины выбранной режущей СМП.

тогда,

R_zr_в/125= 0.060.4/125=0.0384;

Принимаю S=0.04 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

VT=800

KHB=1.1

Кц=1.3

КТ=0.95

Кс=1.2

Kиn=1.3

Kз=1

Kn=0.9

тогда:

=2145 м/мин.

при этом частота вращения:

n=1000*V/П*Dо

n=1000*2145/3.14*34,5=17294 об/мин (n>>ncт).

тогда фактическая скорость резания будет равна:

V=(П*Do* ncт*)/1000=(3.14*34.5*2500 *)/1000=314 м/мин.

Тангенциальную составляющую силы резания определяем по формуле:

Рz=t*S*Kc0.4*(0.4/S*sinц) K1*K2*K3

K1=0.85

K2=1

K3=1.15

Kc0.4=500

тогда

Рz=0.25*0.04*500*(0.4/0.04*0.707) 0.85*1*1.15=10 Н.

Мощность резания определяется по формуле:

N=Pz*V/60*1020=10*314/60*1020=0.05 кВт.

Наружный диаметр Ш55h7.

Получистовая проточка.

Величину подачи на получистовом проходе принимаю:

S=0.12 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

VT=800

KHB=1.1

Кц=1.3

КТ=0.95

Кс=1.2

Kиn=1.3

Kз=1

Kn=0.9

тогда:

=1455 м/мин.

при этом частота вращения:

n=1000*V/П*Dо

n=1000*1455/3.14*58=16550 об/мин (n>>ncт).

тогда фактическая скорость резания будет равна:

V=(П*Do* ncт*)/1000=(3.14*58*2500 *)/1000=219 м/мин.

Тангенциальную составляющую силы резания определяем по формуле:

Рz=t*S*Kc0.4*(0.4/S*sinц) K1*K2*K3

K1=0.85

K2=1

K3=1.15

Kc0.4=500

тогда

Рz=1*0.12*500*(0.4/0.12*0.707) 0.85*1*1.15=92 Н.

Мощность резания определяется по формуле:

N=Pz*V/60*1020=92*219/60*1020=0.33 кВт.

Чистовая проточка.

Величина подачи на чистовом проходе определяем по формуле согласно [4]:

S R_zr_в/125;

R_zr_в/125= 0.70.4/125=0.0778;

Принимаю S=0.08 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

VT=800

KHB=1.1

Кц=1.3

КТ=0.95

Кс=1.2

Kиn=1.3

Kз=1

Kn=0.9

тогда:

=1985 м/мин.

при этом частота вращения:

n=1000*V/П*Dо

n=1000*1985/3.14*60=22026 об/мин (n>>ncт).

тогда фактическая скорость резания будет равна:

V=(П*Do* ncт*)/1000=(3.14*60*2500 *)/1000=225 м/мин.

Тангенциальную составляющую силы резания определяем по формуле:

Рz=t*S*Kc0.4*(0.4/S*sinц) K1*K2*K3

K1=0.85

K2=1

K3=1.15

Kc0.4=500

тогда

Рz=0.35*0.08*500*(0.4/0.08*0.707) 0.85*1*1.15=38 Н.

Мощность резания определяется по формуле:

N=Pz*V/60*1020=38*225/60*1020=0.14 кВт.

Сверление отверстия Ш3,2.

Скорость резания:

=6.9 м/мин.

При этом осевое усилие:

;

=80 Н.

Крутящий момент :

;

=2.5 Н*м.

тогда эффективная мощность :

Nэ=Mkp*ncт/9741

Nэ=2.5*2500/9741=0.63 к Вт;

4.2 Определение штучно-калькуляционного времени

Расчет штучно-калькуляционного позволяет определить время, необходимое для выполнения отдельных операций технологического процесса, а также время, затрачиваемое на изготовление данной детали. В основе расчета лежит расчет нормы времени - времени, затрачиваемого на одну операцию технологического процесса. Нормы времени можно определять статистическим и аналитическим путем. Статистический расчет дает приближенные результаты не способствует повышению производительности труда. Аналитический расчет позволяет точно вычислить норму времени, однако является более трудоемким. В данной курсовой работе нормы времени будут вычисляться аналитическим путем.

Норма времени конкретной операции технологического процесса вычисляется по формуле:

T_н=+T_шт, где(4.2.1)

Т_пз - подготовительно-заключительное время - время на настройку станка и на ознакомление с документацией;

N_п - количество деталей в партии;

Т_шт - штучное время - время, затрачиваемое на данную операцию технологического процесса.

Время на операцию технологического процесса складывается из нескольких составляющих и может быть найдено по формуле:

T_шт=T_оп+T_обс+T_пер, где(4.2.2)

T_оп - оперативное время - время, затрачиваемое на обработку детали;

T_обс - время на обслуживание станка ;

T_пер - время на перерывы в работе.

Время обслуживания и время на перерывы можно найти по формулам:

T_обс=(0.040.08)*T_оп(4.2.3)

Т_пер=0.025* T_оп(4.2.4)

Оперативное время также складывается из нескольких составляющих и находится по формуле:

T_оп= T_обУ+ T_{вспУ -}, где(4.2.5)

T_обУ - суммарное время обработки - время, затрачиваемое на обработку

всех поверхностей детали;

T_вспУ - суммарное вспомогательное время - время, необходимое для вспомогательных действий (закрепление детали, подвод инструмента).

Время на обработку поверхности детали зависит от режимов резания и вычисляется по формуле:

T_об=, где(4.2.6)

L_п - длина обрабатываемой поверхности;

S₀ - оборотная подача;

n - частота вращения детали (инструмента).

Вспомогательное время для закрепления, измерения, снятия детали принимается по статистическим данным, а время на перемещение инструмента определяется по формуле:

T_вспи= , где(4.2.7)

L_х - длина перемещения инструмента;

V_х - скорость перемещения инструмента (2000 мм/мин).

Произвожу расчет для токарной операции. Предварительно определяю станок, используемый для данной операций, так как для расчета необходимо знать частоту вращения детали (инструмента).

Использую станок ТВ - 320: частота вращения 36ч2000 об/мин.

Вспомогательное время T_вспУ складывается из:

1.Установка и снятие детали- 0,15 мин;

2.Замеры- 0,1мин;

3.Очистка от стружки- 0,1мин.

Затем определяю количество деталей в партии, поделив годовую программу выпуска детали на количество месяцев в году

N_п=167 шт.

Для дальнейшего расчета принимаем, что подготовительно-заключительное время на партию деталей

Т_пз=25 мин.

При расчете сначала определяем оперативное время для всех переходов данной операции, затем вычисляем суммарное оперативное время. Используя суммарное оперативное время, вычисляем время на перерывы и обслуживание станка, а затем вычисляем норму времени на всю операцию.

025 Токарная Точение торца за три прохода

Черновой проход:

S₀=0,42 мм/об,n=2000 об/мин,L_п=66,5 мм,L_х=5 мм.

Определяем время обработки по формуле (4.2.6):

Т_об== 0,079 мин.

Определяем вспомогательное время по формуле (4.2.7):

T_вспи== 0,0025 мин.

Получистовой проход:

S₀=0,13 мм/об,n=2000 об/мин,L_п=65,8 мм,L_х=5 мм.

Определяем время обработки по формуле (4.2.6):

Т_об== 0,253 мин.

Определяем вспомогательное время по формуле (4.2.7):

T_вспи== 0,0025 мин.

Чистовой проход:

S₀=0,05 мм/об,n=2000 об/мин,L_п=65,2 мм, L_х=5 мм.

Определяем время обработки по формуле (4.2.6):

Т_об== 0,652 мин.

Определяем вспомогательное время по формуле (4.2.7):

T_вспи== 0,0025 мин.

Определяем оперативное время по формуле (4.2.5) учитывая, что в процессе обработки производится 1 замер детали:

Т_оп1=0,079+0,253+0,625+0,0025*3=0,965 мин.



5. Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки

5.1 Описание спроектированной технологической оснастки

5.1.1 Фрезерное приспособление

Разработанное в данном курсовом проекте фрезерное приспособление состоит из основания, на котором прикреплена специальная призма, имеющая пазом, для установки обрабатываемой детали по двум диаметрам.

Рис. 5.2 - Фрезерное приспособление

Деталь фиксируется прижимом.

После базирования детали в станочном приспособлении, можно начать процесс обработки поверхности.

Важным условием работоспособности приспособления является возможность лёгкого удаления стружки из зоны установки детали. Особенно тщательно следует очищать поверхность установочных элементов, поэтому к ним должен быть обеспечен свободный доступ.

5.1.2 Расчет силы зажима детали

Под действием сил резания заготовка может провернуться или опрокинуться. В нашем случае, опрокидывание менее вероятно, поэтому силу зажима будем рассчитывать в случае когда может возникнуть проворт.

Для расчета силы зажима детали:

, Н,

где k - коэффициент запаса;

f - коэффициент трения на рабочих поверхностях зажимов, для гладких поверхностей f = 0,25;

P₁, P₂ - составляющие силы резания;

б - угол призмы, б=90є.

Определим коэффициент запаса:

,

где К₀ =1,5 - гарантированный коэффициент запаса зажимной силы;

К₁ =1,0 - коэффициент, учитывающий непостоянство снимаемого

припуска при обработке;

К₂ =1,54 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от

прогрессирующего затупления режущего инструмента в

процессе обработки;

К₂ =1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при

обработке прерывистых поверхностей;

К₄ =1,0 - коэффициент, учитывающий постоянство зажимной силы,

развиваемой приводом приспособления;

К₅ =1,0 - коэффициент, учитывающий удобство расположения

рукояток в ручных зажимных устройствах;

К₆ =1,0 - коэффициент, учитываемый при наличии моментов,

стремящихся повернуть обрабатываемую заготовку на

базовой плоскости.

.

Произведем расчет окружной силы резания P₂ при фрезеровании шпоночного паза по следующей формуле:

, Н,

Значение подачи Sz, глубины резания t, диаметра D, частоты вращения фрезы n берем из режимов резания.

Коэффициенты и показатели степеней определяем по таблице 83 [5]:

С_Р = 68,2; х=0,86; у = 0,72; u=0,1; q = 0,86; w=0.

Коэффициент, учитывающий условия обработки: К_МР;

К_МР определяется по формуле:

.

Силу P₁ определяем по таблице 84 [5]:

P₁=0,8·Р₂, Н

P₁=0,8·148=118,4 Н.

Значит сила зажима ровняется:

Н

5.2 Назначение и принцип работы.

При анализе технологичности детали было отмечено, что нетехнологичными являются отверстия. Для их обработки необходимы специальные приспособления.

Рис.5.2. Эскиз Кондуктора

Заготовка 3, устанавливается нижней базовой поверхностью на постоянную опору 2. Сверху заготовка прижимается прихватами кондукторной плитой 5. Для обеспечения точного направления сверления отверстия, используется кондукторная втулка 7.

5.2.1 Расчет погрешностей базирования детали

Для межцентровых размеров на отверстия погрешность базирования равна 0. Для размеров, координирующих отверстия относительно осевых линий, погрешность базирования равна максимальному зазору посадки детали на фиксатор (Ш3,2H7/g6).

Д_б = Z_max = D_max - d_min = 3,215 - 3,186 = 0,029 мм

Литература

1. Копаневич Е.Г. «Точность изготовления заготовок.» "Москва", 1964г..

2. Попов Е.Н. «Расчет припусков и операционных размеров.» МАТИ, "Москва", 1982г..

3. Попов Е.Н. «Справочные таблицы.» МАТИ, "Москва", 1982г..

4. Косилова А.Г. и Мещеряков Р.К. «Справочник технолога машиностроителя.» том 2. М., "Машиностроение", 1985г., 567 с.

5. Копаневич Е.Г. «Установочно-зажимные приспособления в приборостроении.» "Машиностроение", 1971г., 280 с.

6. Кораблев П.А. «Точность обработки на металлорежущих станках в приборостроении.» М., "Машгиз", 1962г., 297 с.

7. Горошкин А.К. «Приспособление для металлорежущих станков.» Справочник, "Машиностроение", 1979г., 303 с.

8. «Справочник технолога приборостроителя.» под редакцией профессора Малова А.Н. Москва 1962 г..

Размещено на Allbest.ru