Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ СПО «Салаватский индустриальный колледж»

Дипломное проектирование

На тему: Проект участка механической обработки детали «Корпус»

Пояснительная записка

ДП 151001.14Д.16.00.000 ПЗ

Разработал Лихацкий С.Н.

Проверил Шегурова О.Г.

2011г



Содержание

• Введение
• 1. Общая часть
• 1.1 Краткое описание изделия, в которое входит деталь и ее назначение
• 1.2 Характеристика материала детали
• 1.3 Анализ конструктивных особенностей детали
• 1.4 Анализ технологичности конструкции детали
• 1.5 Определение типа производства
• 1.6 Расчет такта выпуска или величины партии деталей
• 2. Технологическая часть
• 2.1 Выбор и обоснование способа получения заготовки
• 2.1.1 Выбор заготовки по коэффициенту использования материала
• 2.1.2 Экономическое обоснование выбора заготовки
• 2.2 Разработка технологического процесса
• 2.2.1 Выбор баз и их обоснование
• 2.2.2 Существующий технологический процесс
• 2.2.3 Анализ существующего технологического процесса
• 2.2.4 Предлагаемый вариант технологического процесса
• 2.2.5 Выбор технологического оборудования и оснастки
• 2.2.6 Технико-экономическое обоснование предлагаемого ТП
• 2.3 Расчет припусков и межоперационных размеров
• 2.4 Конструирование заготовки
• 2.5 Расчет режимов резания
• 2.6 Расчет технических норм времени выполнения операции
• 3. Расчетно-конструкторская часть
• 3.1 Выбор, расчет и конструирование специального станочного приспособления
• 3.2 Расчет погрешности базирования
• 3.3 Расчет сил зажима
• 3.4 Прочностный расчет ответственныхдеталей приспособления
• 3.5 Выбор и проектирование вспомогательного инструмента
• 3.6 Выбор и проектирование режущего инструмента
• 3.7 Выбор и проектирование измерительного средства
• 4. Мероприятия по охране труда (окружающей среды)
• 4.1 Разработка мероприятий по охране труда и технике безопасности при обработке детали
• 5. Организационная часть
• 5.1 Определение потребного количества оборудования
• 5.2 Разработка плана расположения оборудования на участке
• 6. Экономическая часть
• 6.1 Расчет технико-экономических показателей и плановой себестоимости механической обработки детали
• Заключение
• Список использованной литературы


Введение

Ведущее место в росте экономики страны принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства.

Технология машиностроения - это наука о производстве машин - изучает технические процессы, применяемые на машиностроительных предприятиях. Изготовление современных машин осуществляется на базе сложных технологических процессов, в ходе которых из исходных заготовок с использованием различных методов обработки, изготавливают детали и собирают различные машины и механизмы. При освоении новых необходимо их отработать на технологичность, выбрать заготовки, методы их пооперационной обработки, оборудование и технологическую оснастку. При этом приходится решать множество других технических задач: обеспечение точности, качества поверхностного слоя, экономичности и другое.

Одним из важнейших направлений совершения технологии машиностроения является разработка таких технологических процессов, которые позволяют уже в заготовке (отливке, поковке) получить окончательные или близкие окончательным размеры и формы деталей. Это дает возможность или совсем устранить последующую обработку деталей, или значительно сократить ее.

Главные задачи машиностроения - рост эффективности повышения качества продукции, усиление режима экономии.

Тема для данного дипломного проекта: «Проект участка механической обработки детали «Корпус»».

В проекте рассматриваются следующие вопросы: краткие сведения о детали, технические требования на изготовление детали, материал детали и его свойства, анализ технологичности детали, определение типа производства, выбор заготовки, разработка технологического процесса, определение припусков, режимов резанья, норм времени, разработка мероприятий по охране труда и технике безопасности при обработке детали, определение потребного количества оборудования, разработка плана расположения оборудования на участке. А также проектируется специальное станочное приспособление на сверлильную операцию технологического процесса. Графическая часть содержит: чертеж детали, чертеж заготовки, чертежи карт наладок на сверлильную и токарную операции технологического процесса, сборочный чертёж приспособления, чертежи специальных деталей приспособления, чертежи специального режущего и мерительного инструмента, планировка механического участка.

1. Общая часть

1.1 Краткое описание изделия, в которое входит данная деталь и ее служебное назначение

Рассматриваемая деталь Корпус

Рисунок 1 - Общий вид детали

Корпус входит в состав в аксиального роторно-поршневого гидромотора. В корпусе устанавливается вал, наклонная шайба и подшипники. Гидромотор это устройство, предназначенное для преобразования энергии в механическую энергию, с последующим воздействием на рабий орган. В качестве такого органа выступает выходной вал, который получает преобразованную энергию. Далее вращательные движения вала способствуют работе всей машины, а также выполнению технологических функций.

1.2 Характеристика материала детали

1) Для материала детали указываю наименование, марку и ГОСТ согласно чертежа детали, [8].

Материал Корпуса - литейный алюминиевый сплав АК8ЛКТ5 ГОСТ1583-83

2) Указываю химический состав, механические свойства данного материала. Результаты оформляю в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Химический состав материала

Марка материала	Содержание элементов, в процентах
	Медь	Магний	Кремний	Алюминий
сплав АК8ЛКТ5 ГОСТ1583-83	4,6-5,2	0,40-0,8	0,6-1,2	94,4-92,8

Таблица 2 - Механические свойства материала

Марка материала	Показатели
	В, МПа	Т, МПа	Твердость НВC
сплав АК8ЛКТ5 ГОСТ1583-83	490	380420	13028..34

1) Применяется для изготовления следующих деталей: корпуса, крышки, втулки и другие детали, к которым предъявляются требования большей пластичности, прочности, легкости, легкообрабатываемости и большей теплопроводностиь.

2) Материала заменитель - АЛ9М КТ6 АДИ 157-82 ТУ.

1.3 Анализ конструктивных особенностей детали

Рассматриваемая деталь (смотри рисунок 2) - корпус относится к классу корпусных деталей.



1-торец, 2-внутренняя цилиндрическая поверхность(75), 3-канавка (70) под углом 12°, 4 - отверстие (13), 5 сквозная внутренняя поверхность(27), 6 - канавка (55), 7- внутренняя поверхность (52), 8 - внутренняя поверхность (53), 9 - фаска, 10 - отверстие под углом 30°, 11 - боковое резьбовое отв.М22 , 12 - торцевое резьбовое отверстие М12, 13 - торцевое резьбовое отверстие М4, 14 - торцевое резьбовое отверстие М12, 15 - штифтовое отверстие, 16 - боковое отверстие , 17 -боковая торцевая поверхность, 18 - радиусная поверхность.

Рисунок 3 - Поверхности детали

Анализ конструктивных особенностей детали оформляю в таблице 3.

Таблица 3 - Конструктивные особенности детали

№ поверхности (смотри рисунок 3)	Выдерживаемый размер	Кол-во поверхностей	Квалитет точности	Квалитет шероховатости
1	115	2	14	Ra=1,6
2	75	2	14	Ra=6,3
3	70	2	14	Ra=1,6
4	13	8	14	Ra=12,5
5	27	1	14	Ra=6,3
6	55	2	14	Ra=6,3
7	52	2	9	Ra=0,8
8	53	2	9	Ra=1,6
9	1х30	1	14	Ra=1,6
10	46	2	14	Ra=6,3
11	М22	8	14	Ra=12,5
12	М12	8	14	Ra=12,5
13	М4	8	14	Ra=12,5
14	М12	8	14	Ra=12,5
15	6	2	9	Ra=1,6
16	1,9	4	14	Ra=12,5
17	95	2	14	Ra=6,3
18	R18	4	14	Ra=6,3

1.4 Анализ технологичности конструкции детали

Цель анализа - возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Анализ выполняю двумя методами: качественным и количественным.

Качественная оценка технологичности

1) Изучив условия работы и годовую программу выпуска изделий целесообразно оставить имеющийся материал сплав АК8ЛКТ5, так как данный материал отвечает требованиям эксплуатации.

2) Деталь - Корпус должна соответствовать ряду предъявляемых к ней требованиям. Это соосность поверхностей, высокие требования к параметрам шероховатости. На детали существует несколько баз - торец 1 (смотри рисунок 3); внутренняя цилиндрическая поверхность 7.

3) Поверхность 4 закрыта для обработки, необходимо повернуть деталь на угол, остальные поверхности детали открыты и доступны для обработки.

4) При обработке заготовки используется инструмент, из быстрорежущей стали..

5) Поверхности детали удобны и доступы для контроля.

6) Наиболее целесообразным способом получения заготовки при данной конфигурации детали будет отливка.

7) Жесткость конструкции высокая.

Количественная оценка технологичности [3, 6]

Технологичность конструкции изделия оценивается количественно посредством системы показателей, которые характеризуют технологическую рациональность конструктивных решений и преемственность конструкции или пригодность к использованию.

Оценку технологичности выполняю только по двум показателям: коэффициенту точности и коэффициенту шероховатости.

Коэффициент точности обработки

(1)

где Т_ср - средний квалитет точности;

(2)

где Т_i - квалитет точности соответствующей поверхности;

n_i - количество размеров соответствующего квалитета точности.

Для выполнения расчетов составляю таблицу 4, в которую записываю данные, взятые из ранее составленной таблицы 3.

Таблица 4 - Квалитеты точности поверхности детали

Тi	ni	Tini
9	6	54
14	65	910

Полученный коэффициент точности К_тч >0,8, то есть деталь является технологичной.

Определяем коэффициент унификации конструктивных элементов.

Куэ = Qуэ / Qэ

где Q_уэ - число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов - резьбы, отверстия Q_уэ =3 ;

Q_э - число типоразмеров конструктивных элементов в изделии Q_э =15.

К_уэ = 10 /15 = 0,65

По рекомендации ЕСТПП К_уэ = 0,65 и выше.

Коэффициент шероховатости

К_ш = (3)

где Б_ср - средний класс шероховатости;

Б_ср = (4)

где Б_i - класс шероховатости соответствующей поверхности;

n_i - число поверхностей соответствующего класса шероховатости.

Для выполнения расчетов составляю таблицу 5, в которую записываю данные, взятые из ранее составленной таблицы 1.



Таблица 5 - Классы шероховатости поверхности детали

Бi	ni	Бini	Бi	ni	Бini	Бi	ni	Бini
1,6	5	8	6,3	6	37,8	12,5	6	75

Б_ср =

К_ш =

полученный коэффициент К_ш 0,6, то деталь является технологичной.

На основании произведенных расчетов количественной и качественной оценки конструкции детали можно сказать, что деталь Корпус технологична.

1.5 Определение типа производства [3, 6]

Согласно ГОСТ 3.1108-74 - тип производства рассчитывается по коэффициенту закрепления операций

, (5)

где О - суммарное число различных операций;

Р - суммарное число рабочих мест на данном участке цеха.

1) Существующий технологический процесс

005 Токарная t_шт = 1,08 мин

010 Токарная t_шт = 6,24 мин

015 Токарная t_шт = 3,6 мин

020 Сверлильная t_шт = 2,4 мин

025 Токарная t_шт = 10,02 мин

030 Токарная t_шт = 3,6 мин

035 Сверлильная t_шт = 2,58 мин

040 Фрезерная t_шт = 2,7 мин

045 Фрезерная t_шт = 1,02 мин

050 Токарная t_шт = 3,6 мин

070 Сверлильная t_шт = 1,38 мин

075 Сверлильная t_шт = 3,36 мин

080 Сверлильная t_шт = 5,4 мин

083 Расточная t_шт = 22,2 мин

085 Сверлильная t_шт = 4,2 мин

090 Сверлильная t_шт = 1,02 мин

095 Сверлильная t_шт = 1,08 мин

122 Сверлильная t_шт = 19,2 мин

2) Рассчитываю потребное количество станков для каждой операции по формуле:

m_р = (6)

где N - годовая программа, шт;

Т_шт - штучное время, мин.;

F_g - действительный годовой фонд времени работы оборудования;

F_g - 4030 часов при двухсменной работе;

_з.н. - нормативный коэффициент загрузки оборудования;

_з.н. - 0,75…0,8.

3) Рассчитываю фактический коэффициент загрузки рабочего места для каждой операции по формуле:

_з.ф. = (7)

005 Токарная ;

010 Токарная ;

015 Токарная ;

020 Сверлильная

025 Токарная

030 Токарная

035 Сверлильная

040 Фрезерная

045 Фрезерная

050 Токарная

070 Сверлильная

075 Сверлильная

080 Сверлильная

083 Расточная

085 Сверлильная

090 Сверлильная

095 Сверлильная

122 Сверлильная

Определяю количество операций, выполняемых на рабочем месте

О = (8)

005 Токарная

010 Токарная

015 Токарная

020 Сверлильная

025 Токарная

030 Токарная

035 Сверлильная.

040 Фрезерная

045 Фрезерная

050 Токарная

070 Токарная

075 Сверлильная

080 Сверлильная

083 Расточная

085 Сверлильная

090 Сверлильная.

095 Сверлильная

122 Сверлильная.

Коэффициент закрепления операций составит:

Полученный коэффициент соответствует серийному производству.

На основе расчетов, а также по величине программы выпуска и массы детали, производство детали Корпус относится к серийному.



1.6 Расчет величины партии деталей [3]

Количество деталей в партии одновременного выпуска определяю по формуле:

n = (9)

где t - периодичность запуска в днях, (Рекомендуется следующая периодичность запуска изделий: 3; 6; 12; 24 дней);

254 - рабочих дней в году.

n =

Рассчитываю число смен на обработку всей партии деталей на основных рабочих местах.

С = (10)

где Т_{шт.к.ср.} - среднее штучно - калькуляционное время по основным операциям, мин.

С =

Принимаю число смен работы оборудования С = 1.

Определяю число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение числа смен

n_пр = (11)

где 476 - действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин.;

0,8 - нормативный коэффициент загрузки станков в серийном производстве.

n_пр =

окончательно устанавливаю количество деталей в партии 25 шт.

Произведенные расчеты показали, что для годовой программы выпуска детали Корпус достаточно односменной работы оборудования, а число деталей в партии составляет 25 шт.

Вывод: В данном разделе дано краткое описание изделия в которое входит данная деталь. Дана характеристика материала детали и анализ конструктивных особенностей детали. Произведена оценка технологичности детали с помощью расчета коэффициентов точности, шероховатости, унификации. Также был определен тип производства. Также была рассчитана величина партии детали. Общий вывод деталь технологична, тип производства - серийное. Количество деталей в партии 25 шт.



2. Технологическая часть

2.1 Выбор и обоснование способа получения заготовки

2.1.1 Выбор заготовки по коэффициенту использования материала [12]

Выбор заготовки по коэффициенту использования материала выполняю в следующей последовательности:

1. Заготовку для Корпуса возможно получить штамповкой.

2. Данная деталь сложной конфигурации с отверстиями и внутренними полостями поэтому целесообразно получить литьем в кокиль..

Окончательно устанавливаю способ получения заготовки по коэффициенту использования материала.

К_м =, (12)

где a - масса детали, кг;

q - масса заготовки, кг;

, (13)

где V - объем заготовки;

- плотность материала.

Масса детали по чертежу a = 0,93 кг.

Для штампованной заготовки прямоугольной формы массу находим по формуле 13:

Коэффициент использования материала определяю по формуле 12:

К_м =,

что допустимо при использовании заготовок из штамповки.

Массу отливки определяем средствами САПР Компас выполнением модели и расчетом МЦХ. Масса заготовки составляет:

Коэффициент использования материала определяю по формуле 13:

К_м =,

что допустимо при литье.

По выполненным предварительным расчетам видно, что наиболее оптимальная заготовка - отливка.

2.1.2 Экономическое обоснование выбора заготовки [1, 3]

Стоимость заготовки определяю по формуле

М = Q С - (Q - q) (14)

где Q - масса заготовки, кг;

С - цена 1 кг материала заготовки, руб.;

q - масса готовой детали, кг;

S_отх. - цена 1т. отходов, руб.

Стоимость 1 кг материала заготовки рассчитывается по формуле:

С = (15)

К_т, К_с, К_в, К_м, К_п - коэффициенты, зависящие от точности группы сложности, массы, марки материала, программы выпуска заготовок.

Расчет технико-экономического обоснования, выбранных вариантов приведен в таблице 6.

Таблица 6 - Сравнительный анализ вариантов заготовок

Наименование показателей	Вариант
	первый	второй
Вид заготовки	поковка	отливка
Класс точности	-	5
Группа сложности	-	2
Масса заготовки Q, кг	3,63	2,3
Стоимость одной тонны заготовок, принятых за базу Cм.т., руб.	165000	165000
Коэффициент зависящий от точности, Кт	0,9	1,0
Коэффициент зависящий от сложности, Кс	0,95	1,0
Коэффициент зависящий от массы, Кв	1,2	1,2
Коэффициент зависящий от материала, Км	1,4	1,4
Коэффициент зависящий от программы выпуска, Кп	0,8	0,8
Переводной коэффициент	1000	1000
Масса готовой детали, q	1,1	1,1
Стоимость одной тонны стружки, Sотх.	7500	7500

Для первого варианта:

Стоимость 1 кг материала заготовки рассчитываю по формуле 15:

С =

Стоимость заготовки определяю по формуле 14:

М = 3,63 189,6 - (3,63 - 0,93)

Для второго варианта:

Стоимость 1 кг материала заготовки рассчитываю по формуле 15:

Стоимость заготовки рассчитываю по формуле

М = 2,3 189,6 - (2,3 - 0,93)

Экономический эффект составит:

(668 - 425,8) • 15000 = 3 633 000 руб.

Вывод: Проведенный расчет показал положительный экономический эффект от использования литых заготовок в размере 3'633'000 руб. Окончательно принимаю заготовку, получаемую литьем в кокиль.

2.2 Разработка технологического процесса механической обработки детали

2.2.1 Выбор баз и их обоснование

Для деталей тел вращения типа втулок характерно использование в качестве баз ось детали, торцы, наружные или внутренние поверхности. У рассматриваемой детали Корпус базами являются: 1 - торец 1 (смотри рисунок 2); 2,3 - внутренние цилиндрические поверхность 2,7.

В качестве измерительных баз используется торец 1 (смотри рисунок 2), размеры диаметров задаются относительно оси детали.

2.2.2 Существующий технологический процесс

Существующий технологический процесс записываю в таблицу 7.

Таблица 7 - Существующий технологический процесс механической обработки тарелки

№ оп.	Наименование	Оборудование	Приспособление	Режущий интсрумент	Измерительный инструмент	Содержание операции
1	2	3	4	5	6	7
005	Токарная	Токарно-винторезный станок 16К20	Патрон трех кул. ГОСТ 2675-80 Спец кулачки	Резец 2102-0055 ВК8 ГОСТ 18877-73;		1. Подрезать торец, Ж как чисто
010	Токарная	Токарно-винторезный станок 16К20	Спец. кулачки	Резец 2102-0055 ВК6 ГОСТ 18877-73; 2301-0069 Сверло 20 Р6М5 ГОСТ10903-77 2301-30939 Сверло 48 Р6М5 ГОСТ10903-77 Резец 2141-0010 ВК6 ГОСТ 18883-73	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89 Пробка 50 специальная	1. Подрезать торец, выдерживая размер 20 2. сверлить 20 3. сверлить предварительно 4.расточить 50 5. расточить фаску
015	Токарная	Токарно-винторезный станок 16К20	Спец. кулачки	Резец 2102-0055 ВК6 ГОСТ 18877-73; 2301-0069 Резец 2141-0010 ВК6 ГОСТ 18883-73	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89	1. Подрезать торец, выдерживая размер 117 2. расточить 72 на глубину 55,2
020	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор специальный	Сверло 2301-0895 ГОСТ 19543-74 Развертка 10 2363-0104 ГОСТ1672-71	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка	1. Сверлить отверстие 9,7, на глубину 29 2. Развернуть отверстие 10
025	Токарная	Токарно-винторезный станок 16К20	Приспособление	Резец 2102-0055 ВК6 ГОСТ 18877-73; 2301-0069 Резец 2141-0010 ВК6 ГОСТ 18883-73	Штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89 Калибр - пробка	1.Подрезать торец, выдерживая размер 115 2. Расточить отверстие 46 3. Расточить отверстие 52 4. Расточить отверстие 53 5. Нарезать канавку 56 на ширину 1,9
030	Токарная	Токарно-винторезный станок 16К20	Приспособление	Резец 2140-0008 ВК6 ГОСТ 18882-73; резец специальный	Калибр пробка 27 Калибр специальный	1 Расточить отверстие 27 2. Расточить конусное отверстие
035	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор специальный	Сверло 2301-0194 ГОСТ 10902-77 Развертка 80 2363-0071 ГОСТ1672-71	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка	1. Сверлить отверстие 7,8, на глубину 15 2. Развернуть отверстие 8
040	Фрезерная	Вертикально-фрезерный станок СФ-15	6222-0035 Оправка ГОСТ 13785-68	2223-1058 Фреза Р5М6 ГОСТ16225-81	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89;	1 Фрезеровать боковую плоскость с двух сторон выдержав 96
045	Фрезерная	Вертикально-фрезерный станок СФ-15	Патрон Цанга	2220-0007 Фреза Р5М6 ГОСТ17025-71	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89;	1 Фрезеровать паз R3 на глубину 1
050	Токарная	Токарно-винторезный станок 16К20	Приспособление	Резец ВК6 специальный	Калибр 70 спец. Уступомер Глубиномер	1. Расточить отверстие 70 под углом
070	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор специальный 6100 Втулка ГОСТ13598-68	Сверло 2301-0070 ГОСТ 10903-77	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка	1. Сверлить отверстие 20,5
075	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор специальный Патрон Направляющая	Зенкер специальный Зенковка	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка	1. Зенкеровать отверстие 20,95 2. Зенковать фаску 3. Зенковать поверхности 45
080	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор специальный 6100-0142 Втулка ГОСТ 13598-85 Патрон 10-В16 ГОСТ8522-79 6039-0009 Оправка ГОСТ2682-86	Сверло 2301-0895 ГОСТ 19543-74 Развертка 10 2363-0104 ГОСТ1672-71	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка	1. Сверлить 2 отверстия 9,7, на глубину 29 2. Развернуть отверстие 10 3. Сверлить 2 отверстия 5,6 на глубину 12 4. переустановить деталь повторить переходы.
083	Расточная	Координатно расточной станок КРС 2431	Приспособление Державка спец.	Резец специальный	Калибр-пробка	1. Расточить 2 отверстия 6, на глубину 10 2. Переустановить деталь повторить переход
085	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор специальный	Сверло 11 2301-0034 ГОСТ 10903-77 2300-0666 Сверло ГОСТ 4010-77 Зенковка	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка	1. Сверлить 4 отверстия 11, на глубину 18 мах 2. Сверлить 4 отверстия 13,4 на глубину 13 3. Зенковать 4 отверстия 3,4
090	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Подставка	Зенковка 2629-2427Н3 Метчик М12 ГОСТ17928-72 2629-2425Н3 Метчик М12 ГОСТ17928-72	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Пробка резьбовая Глубиномер	1. Зенковать 4 отверстия 13 на глубину 1 2. Зенковать фаски 3. Нарезать резьбу М12
095	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Кондуктор специальный Патрон 4-В10 ГОСТ 8522-79	Сверло 1,6 2300-5236 ГОСТ 886-77	Калибр-пробка 1,5	1. Сверлить 2 отверстия 1,6
122	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	7200-0214 Тиски ГОСТ 14904-80	2629-2427Н3 Метчик М12 ГОСТ17928-72 2629-2425Н3 Метчик М12 ГОСТ17928-72 2629-2247Н3 Метчик М4 ГОСТ17928-72 2629-2245Н3 Метчик М4 ГОСТ17928-72	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Пробка резьбовая Глубиномер	1. Нарезать резьбу М12 в 4 отверстиях1 2. Нарезать резьбу М4 в4 отверстиях.

2.2.3 Анализ существующего технологического процесса

1) Из произведенных расчетов видно, что имеющийся вариант получения заготовки из литья остается более выгодным.

2) Принцип единства баз соблюдается, то есть совпадают измерительная и технологическая базы.

3) В заводском тех. процессе используется универсальное оборудование, что не отвечает требованиям серийного производства, при заданной программе выпуска.

4) Параметры применяемого оборудования при механической обработки детали соответствуют требованиям операций.

5) Операции механической обработки оснащаются стандартным режущим и измерительным инструментами.

6) На токарных операциях применяются резцы с пластинками из твердого сплава ВК6, отвечающим требованиям скоростной обработке алюминиевых сплавов.

7) Технология обработки детали Корпус базируется на одном участке, то есть применяемое оборудование находится в непосредственной близости друг от друга.

2.2.4 Предлагаемый вариант технологического процесса

Учитывая выявленные при анализе недостатки существующего технологического процесса предлагаю заменить 025 токарную операцию, выполняемую на токарно-винторезном станке 16К20, на 025 токарную операцию с ЧПУ, выполняемую на токарном станке 16А20Ф3. При этом сократиться время механической обработки, и значительно сократиться время на переходы. Также предлагаю отказаться при измерении от использования штангенциркуля, а применить специальные калибр-пробки. В результате получим общее сокращение времени выполнения данной операции.

В этом случае операция будет выглядеть следующим образом:

Операция: 025 Токарная с ЧПУ

Оборудование: Токарный станок с ЧПУ 16А20Ф3

Приспособление: Пневматический трехкулачковый патрон

Содержание операции:

1.Подрезать торец, выдерживая размер 115

2. Расточить отверстие 46

3. Расточить отверстие 52

4. Расточить отверстие 53.

2.2.5 Выбор технологического оборудования и оснастки

Оборудование, необходимое при обработке Корпуса на предлагаемой операции приведено в таблице 8.

Таблица 8 - Оснащенность предлагаемого технологического процесса

Номер и наименование операции	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Средства технического контроля
020 Токарная с ЧПУ	Токарный станок 16А20Ф3	Планшайба Приспособление	Резец подрезной ВК6 Резец расточной ВК6,	Штангенциркуль ШЦ-I-160-0,05 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка 46; Калибр-пробка 52; Калибр-пробка 53;.

2.2.6 Технико-экономическое обоснование предлагаемого технологического процесса

Сравнение по трудоемкости обработки

Трудоемкость обработки предлагаемой операции рассчитана в п. 2.6 и составляет Т_шт.к. = 6,23 мин.

Трудоемкость обработки заводской операции рассчитана в п.2.6 и составляет Т_шт = 10,02 мин.

Тем самым предлагаемая операция менее трудоемка на

= 10,02 - 6,23 = 3,79 минут.

Сравнение по минимуму приведенных затрат

Приведенные затраты определяю по формуле:

С_п.з. = С_з + С_п.з. + Е_н. (К_с. + К_э.), (17)

где Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (в машиностроении Е_н = 0,15)

С_з. - основная и дополнительная зарплата с начислением руб/час.;

С_п.з. - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, руб/час.;

К_с, К_з.- удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок, коп/час.

,

где ЗП - норма заработной платы в зависимости от разряда выполняемых работ; для 3го разряда ЗП = 15,83 руб/ч; 5го разряда ЗП = 28,15 руб/час.

n - программа выпуска.

Для первого варианта приведенные затраты по формуле 17 составят:

С_п.з. = 81093+ 36818 + 0,15 (70 + 25) = 117925 руб.

Для второго варианта приведенные затраты по формуле 17 составят:

,

С_п.з. = 28353 + 38200 + 0,15 (90 + 25)=66570 руб.

Результаты сравнения оформляю в таблице 9.

Таблица 9 - Сравнительный анализ вариантов технологических процессов

Наименование позиции	Варианты
	1-ый (существ.)	2-ой (предлаг.)
1. Отличающиеся операции механической обработки	025 Токарная	025 Токарная с ЧПУ
2. Трудоемкость обработки, мин. Технологическая себестоимость обработки, руб.	10,02 117925	6,23 66570

Вывод: По проведенным расчетам видно, что предлагаемая операция менее трудоемкая. Экономический эффект составляет:

=117925 - 66570 = 51355 руб.

2.3 Расчет припусков и межоперационных размеров

Расчет припусков приведен для размера 52_-0,02.

Минимальный припуск, мкм, рассчитываю по формуле:

, (18)

где R_zi-1 и h_i-1 - высота неровностей поверхности заготовки, мкм;

_i-1 - пространственные отклонения, мкм;

_i - погрешность установки, мкм;

Для расчета припусков составляю таблицу 10.

Для литья R_z = 160 мкм; и h_i = 200 мкм; _i = 270

Рассчитываю припуск на чистовое точение по формуле 18:

Рассчитываю припуск на получистовое точение по формуле 18:

Рассчитываю припуск на черновое точение по формуле 18:

Проверка:

Td_з - Td_д = 2200 - 87 = 2Zomax - 2Zomin = 4600 - 2637 = 1913.

Таблица 10 - Карта припусков

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск, 2Zmin	Расчетный минимальный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Размеры по переходам	Полученные предельные припуски, мкмк
	Rz	h						dmax	dmin	2Zmax	2Zmin
Литье	160	200	270	-	-	20	220	222	20	-	-
Точение: черновое	100	100	50	90	1260	45	870	54	53,5	2800	1700
получистовое	50	50	25	-	606	50	350	53	52,7	1200	600
чистовое	25	25	5	-	250	52	140	52	51,98	400	300

2.4 Конструирование заготовки

1) По таблице 3.1.3 [2] выбираем:

а) Оборудование - литье в кокиль

б) Литейные уклоны: внешние - 5°, внутренние- 7°;

в) Радиусы закруглений r = 5 мм, R = 3 мм.

2) По таблице 3.4 [2] назначаем припуски на обработку на сторону и сводим их в таблицу 11.

Таблица 11 - Размеры заготовки

Размеры (мм)	Припуск (мм)	Допуск (мм)	Расчёт заготовки (мм)	Окончательные размер(мм)
Ш95	2,5	+1,3-0,7	Ш95+(2·3)	Ш101+1,3-0,7
Ш75	2,5	+1,2 -0,6	Ш75+(2·3)	Ш69+1,2 -0,6
115	4,0	+1,5 -1,0	115+(2·3,0)	121+1,5 -1,0

Рисунок 3 - Размеры заготовки

2.5 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания на 025 токарную операцию заводского тех. процесса.

Исходные данные:

- оборудование: токарно-винторезный станок 16К20, N = 11 кВт;

- приспособление: специальное;

- режущий инструмент: Резец ВК6 ГОСТ 18877-73; резец Т15К6 ГОСТ 18883-73;

- измерительный инструмент: Штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89.

Содержание операции:

1. Подрезать торец, выдержав 115

2. Расточить отверстие 46

3. Расточить отверстие 52 окончательно

4. Расточить отверстие 53 окончательно

Глубина резания, число проходов. На текущей операции выполняется обработка поверхностей по 10 квалитету точности, что обуславливает большее число проходов. Глубина резания составит: t₁=2мм, i=1; t₂=4 мм, i=2; t₃=1 мм i=1; t₄=0,5 мм i=1;

Подачу принимаю для черновых проходов s=0,3 мм/об, для чистовых s=0,12 мм/об.

Скорость резания рассчитываю по формуле:

, (19)

где С, q, m, x, y - коэффициенты и показатели степеней, используемые при расчете скорости резания;

Т - стойкость резца, мин; Т = 60 мин;

К - общий поправочный коэффициент на скорость резания;

,

где K_m - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала, [6];

, (20)

где K_r - поправочный коэффициент, [6];

n^r - показатель степени, [6];

G_в - предел прочности обрабатываемого материала, [1];

=

K_u - поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, [6]; K_u = 1,0;

K_n - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки, [6]; K_n = 0,8;

K_m = 0,61 1 0,8 = 0,48

м/мин

м/мин

м/мин

м/мин

Частоту вращения шпинделя рассчитываю по формуле:

, (21)

где - скорость резания, м/мин;

D - диаметр детали, мм;

принимаю по паспорту станка n₁ = 500 об/мин.

принимаю по паспорту станка n₂ =315 об/мин.

принимаю по паспорту станка n₃ = 500 об/мин.

принимаю по паспорту станка n₄ = 500 об/мин.

Сила резания при точении, Н, рассчитывается по формуле:

(22)

где Cр, x, y, n - зависят от свойств обрабатываемого материала, материала рабочей части инструмента и вида обработки; [6]

К_Р - поправочный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала, рассчитывается по формуле:

;

Расчет привожу для наиболее нагруженного перехода 3:

Мощность, затрачиваемая на резание, кВт, рассчитывается по формуле

, (24)

То есть обработка возможна 2,16 < 11.

Расчет режимов резания на 025 токарную операцию с ЧПУ

Исходные данные:

- оборудование: токарный станок с ЧПУ 16А20А3, N = 10 кВт

- приспособление: специальное;

- режущий инструмент: резец с ромбической пластинкой ВК6; резец расточной Т15К6.

- измерительный инструмент: калибр-пробки.

Содержание операции. Оптимизирую маршрут движения инструмента принимаю: 1й переход - подрезать торец;

2й - расточить;

3й - расточить.

Глубина резания, число проходов. На текущей операции выполняется обработка поверхностей по 10 квалитету точности, что обуславливает большее число проходов. Глубина резания составит: черновой t₁₁=1 мм, чистовой t₂₁=1, i=1; черновой t₂₂=1 мм, чистовой t₂₃=0,5 i=1.

Подачу принимаю для черновых проходов s=0,5 мм/об, для чистовых s=0,15 мм/об.

Скорость резания рассчитываю по формуле 19:

м/мин

м/мин

м/мин

м/мин

Частоту вращения шпинделя рассчитываю по формуле:

, (21)

где - скорость резания, м/мин;

D - диаметр детали, мм;

принимаю по паспорту станка n₄ = 500 об/мин.

Сила резания при точении, Н, рассчитывается по формуле:

(22)

где Cр, x, y, n - зависят от свойств обрабатываемого материала, материала рабочей части инструмента и вида обработки; [6]

К_Р - поправочный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала, рассчитывается по формуле:

Расчет для перехода 1:

Расчет для перехода 2:

Расчет для перехода 3:

Расчет для перехода 4:

Мощность, затрачиваемая на резание, кВт, рассчитывается по формуле

, (24)

Мощность рассчитываем для максимальной силы резания.

То есть обработка возможна 1,5 < 10.

Рассчитаем режимы резания на операцию 035 Сверлильная

Табличный метод

Число оборотов определяем в зависимости от скорости резания и диаметра инструмента.

Выбираем подачу из таблице 74 [10] 0,25 мм/об

Из таблице 75

V =31 м/мин

Принимаем паспорту n=1250 м/мин

Расчет операции 80 Сверлильная

Выбор оборудования и режущих инструментов

Для операции 80 Сверлильная выбран Вертикально-сверлильный

станок 2Н125 .

Режущий инструмент - сверло Ш9,7 ГОСТ10902-77.[1с.137 т.2]

Глубина резания t: Назначаем t=10/2 мм при Rа=6,3(Rz=40)

Подача S: Выбираем .[1с.277 т.2 табл.25]

Скорость резания v:

, м/мин (25)

Т - период стойкости резца, Т = 25 мин;

S - подача на оборот, мм/об;

С_v =40,7 при подаче свыше 0,3 мм/об для алюминия

m=0.25, q=0.4, у =0.125.[1с.278 т.2 табл.28]

(26)

- поправочный коэффициент; табл. 1-4 стр. 278 [1]

- коэффициент, учитывающий качество обрабатывающего материала,

=1,26 (27)

- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки, =1;

- коэффициент, учитывающий качество состояния инструмента, =1;

м/мин

При этом частота вращения заготовки

, м/мин; (28)

- постоянная =3,14;

D - диаметр заготовки, мм.

Согласно паспорта станка 2Н125 принимаем n_ш-800 об/мин.

Крутящий момент, Нм, и осевую силу находим:

(29))

(30))

Где t - глубина резания, мм;

S_z - подача на оборот, мм/зуб;

V - скорость резания, м/мин;

С_v, x,y.n, - коэффициенты, выбираются по таблице 22[1] стр.273

;

коэффициенты, выбираются по таблице 23 [1] стр.275

откуда

.=10

Мощность резания точения находим по формуле:

, кВт, (31)

Подставляем значения в формулу получим

кВт

По паспорту станка 2Н125 мощность двигателя N_дв=4 кВт,

Мощность электродвигателя станка больше чем мощность резания, отсюда следует станок подходит.



2.6 Расчет технических норм времени выполнения операции

Расчет технических норм времени на 025 токарную операцию

, (32)

где L - длина обрабатываемой поверхности, мм;

l - врезание и перебег инструмента, мм;

S - подача инструмента, мм/об;

n_д - действительная частота вращения шпинделя, об/мин;

i - число проходов;

Вспомогательное время на операцию, мин, рассчитывается по формуле:

Т_всп = t_уст + t_пер + t_изм, (33)

где t_уст - время на установку и снятье заготовки, мин [8];

t_пер - время, связанное с переходом, мин [8];

t_изм - время на измерение размеров, мин [8];

Т_всп = 0,3 + 5 0,17 + 7 • 0,19 + 0,32 = 2,41 мин

Оперативное время, мин, рассчитывается по формуле

Т_оп = Т_осн + Т_всп, (34)

где T_осн - основное время на операцию, мин;

Т_всп - вспомогательное время на операцию, мин

Т_оп = 0,96 + 2,41 = 3,37 мин

Время на обслуживание рабочего места, мин, рассчитывается по формуле:

, (35)

где %Т_обсл - процент от оперативного времени на обслуживание рабочего места

Время на отдых и личные нужды, мин, рассчитывается по формуле

, (36)

где %Т_отл - процент от оперативного времени на отдых и личные нужды, мин;

Т_шт = 3,37 + 0,13 + 0,11 = 3,61 мин

Штучно-калькуляционное время, мин, рассчитывается по формуле

, (37)

где Т_п.з. - подготовительно-заключительное время, мин [8];

n - количество деталей в партии

.

Расчет технических норм времени на 025 токарную операцию с ЧПУ

Основное время рассчитываю по формуле :

Вспомогательное время на операцию для станков с ЧПУ, мин, рассчитывается по формуле:

Т_всп = t_уст + t_пр, (38)

где t_уст - время на установку и снятье заготовки, мин [8];

t_пр - время, связанное с обработкой программы, мин [8];

Т_всп = 0,13 + 0,6 = 0,73 мин

Оперативное время, мин, рассчитывается по формуле :

Т_оп = 1,28 + 0,73 = 2,01 мин

Время на обслуживание рабочего места, мин, рассчитываю по формуле

Время на отдых и личные нужды, мин, рассчитываю по формуле :

Т_шт = 2,01 + 0,06 + 0,05 = 2,12 мин

Штучно-калькуляционное время, мин, рассчитываю по формуле :

.

Полученные расчетные данные п.п. 2.5, 2.6 свожу в таблицу 12.

Расчет технических норм времени на 035 сверлильную операцию

Вертикально сверлильный станок 2Н135

Основное машинное время сверления определяется для глухих отверстий материал конструкция деталь станочный

L -глубина отверстия;

L₁ - величина врезания;

s -подача

n -число оборотов.

Вспомогательное время выбираем из таблице 76 [10];

Т_всп=0,12+0,07+0,07=0,26 мин

Время обслуживания рабочего места, отдых и естественные нужды.

Подготовительно-заключительное время в среднем принимаем 3 мин.

Т_шт = 0,06+0,26+ 0,01 =0,33 мин

Таблица 12 - Режимы резания и нормы времени выполнения операций

Наименование операции	Содержание Операции	t, мм	i	s, мм/об	, м/мин	n, об/мин	То, мин	tшт.к., мин
005 Токарная 16К20	1. Подрезать торец	1	1	0,25	98	500	0,2	1,3
010 Токарная 16К20	1. Подрезать торец	1	1	0,3	108	500	3,8	5,32
	2. Сверлить 20	10	1	0,15	85	630
	3. Сверлить 20	15	1	0,2	102	630
	4. Расточить отверстие 50	0,5	1	0,15	123	500
	5. Расточить фаску	15	1	0,15	123	500
015 Токарная 16К20	1. Подрезать торец	1	1	0,3	108	500	2,3	4,32
	2. Расточить 72	10	1	0,15	85	630
020 Сверлильная 2Н125	1. Сверлить 9,7	4,85	1	0,3	108	500	1,5	3,2
	2. Развернуть 10	0,15	1	0,05	85	630
	3. Сверлить 20	15	1	0,2	102	630
025 Токарная 16К20	1. Подрезать торец	1	1	0,3	108	500	3,37	12,3
	2. Расточить отверстие 46	1	1	0,12	75	500
	3. Расточить отверстие 46	1	1	0,12	120	500
	4. Расточить отверстие 46	0,5	1	0,12	133	500
030 Токарная 16К20	1. Расточить отверстие 27	1	1	0,3	108	500	3,37	4,9
	2. Расточить конусное отверстие 46	5	2	0,15	85	500
035 Сверлильная 2Н135	1.Сверлить отверстие	3,35	1	0,25	30	1250	0,01	2
040 Фрезерная СФ-15	1.Фрезеровать боковую поверхность с двух сторон	3,35	1	0,25	50	800	1,6	3,3
045 Фрезерная СФ-15	1.Фрезеровать паз	2	1	0,25	80	800	0,8	2,1
050 Токарная 16К20	1. Расточить отверстие 70	5	3	0,3	82	500	2,8	4,9
070 Сверлильная 2Н135	1.Сверлить отверстие	10	1	0,25	30	1250	1,1	2,3
075 Сверлильная 2Н125	1. Сверлить отверстие	11	1	0,25	110	500	1,8	4,8
	2.Зенковать фаску	1	1	0,5	118	500
	3.Зенковать поверхность	1,5	1	0,5	85	500
080 Сверлильная 2Н125	1. Сверлить отверстие	4,85	1	0,25	110	500	3,8	6,2
	2.Развернуть отверстие	0,02	1	0,05	35	250
	3.Сверлить 2 отверстия	2,8	1	0,15	42	250
	Переустановить деталь повторить переходы
083 Расточная КРС	1. Расточить отверстие 2 отверстия 6	0,5	1	0,05	35	250	15,7	25,3
090 Сверлильная 2Н125	1. Сверлить отверстие	6,5	1	0,25	110	500	0,8	1,5
	2.Зенковать фаску	1	1	0,5	118	500
	3.Нарезать резьбу	1,5	1	1	35	125
095 Сверлильная 2Н125	1. Сверлить отверстие	0,8	1	0,05	25	125	0,6	1,3
122 Сверлильная 2Н125	1.Нарезать резьбу М12	0,5	4	1	50	125	12,3	20,3
	2.Нарезать резьбу М4	0,5	4	0,5	25	125
025 Токарная С ЧПУ 16А20Ф3	1. Подрезать торец	1	1	0,5	104	500	1,28	3,56
	2. Расточить по программе	1 0,5	1 1	0,5 0,15	118 130	500

Вывод: технологической части бала выбрана заготовка способ получения заготовки литье в кокиль, обоснован выбор заготовки по коэффициенту использования материала. Произведено экономическое обоснование заготовки. Произведен выбор и обоснование баз. Произведен анализ существующего техпроцесса, также разработана операция на предполагаемый. Выбрано оборудование и оснастка на предполагаемый техпроцесс. Далее произведено конструирование заготовки. Расчет режимов резания и расчет технических норм времени выполнения операций.

В общей части курсового проекта было выполнена общая и технологическая часть согласно задания.

В общей части краткое описание детали Корпус, изделия и их назначение, характеристика материала детали и анализы на технологичность и конструктивность.

В технологической части был произведен выбор и обоснование заготовки, а также анализ существующего техпроцесса. Была предложена и экономически обоснована токарная операция, обработанная на станке с ЧПУ. Общий вывод замена операции экономически выгодна.

В графической части были разработаны чертежи: заготовки, детали, чертежи наладок на токарную операцию с ЧПУ и сверлильную.



3. Расчетно-конструкторская часть

3.1 Выбор, расчет и конструирование специального станочного приспособления

3.1.1 Описание работы приспособления

Специальное сверлильное приспособление предназначено для устойчивого закрепления детали при обработке двух отверстий детали на вертикально - сверлильном станке.

Применение данного приспособления обеспечит точную и быструю установку обрабатываемой детали в данном приспособление.

При установке и снятие детали рабочему не требуется совершать трудоемких действий, что уменьшает время на установку и снятие детали.

По числу устанавливаемых заготовок оно является одноместным.

1 - база, 2 - винт, 3 - втулка, 4 - направляющая, 5 - плита нижняя, 6 - плита верхняя, 7 - прижим, 8 - корпус, 11 - винт, 12 - винт, 13 - винт,14 -втулка, 15 - втулка, 16 - гайка, 17 -пружина, 18 - шайба, 19 - штифт, 20 - штифты.

Рисунок 6 - Эскиз сверлильного приспособления

Принцип действия и составные элементы специального сверлильного приспособления состоит в следующем:

1. Устанавливается обрабатываемая деталь на базу (1) которая установлена на плите нижней (5) и с сверху поджимается плитой верхней(6). При установке детали на базу производится сверление двух отверстий диаметром Ш10 мм.

2. Плиту прижимаем к корпусу (2), с помощью шайбы (18) и затягивается гайкой (16).

3. Корпус придерживает от разворота прижим (7) который крепится с помощью винта(2).

4. В плиту верхнюю устанавливаются втулки направляющие(3), которые удерживаются от поворота винтами (11).

5. Далее специальное приспособление устанавливают на стол вертикально - сверлильного станка.

Использование приспособлений способствует повышению производительности и точности обработки, облегчению условий труда, сокращению количества и снижению необходимой квалификации рабочих; строгой регламентации длительности выполняемых операций; расширению технологических возможностей оборудования; повышению безопасности работы и снижению аварийности, за счет снижения трудоёмкости и себестоимости обработки деталей.

3.1.2 Расчет погрешности базирования

Погрешность базирования еб - это отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого. Она определяется, как предельное поле рассеяния расстояний между технологической и измерительной базами в направлении выдерживаемого размера. Приближенно еб можно оценить разностью между наибольшим и наименьшим значениями указанного расстояния. Величина еб зависит от принятой схемы базирования и точности выполнения баз заготовок (включая отклонения размера, формы и взаимного расположения баз).

Погрешность базирования еб может быть 0, если совмещены технологическая и измерительная базы, к чему необходимо стремиться при проектировании станочного приспособления. В данном случае конструкторский размер не соответствует технологическому размеру базы.

Так как размер посадочной базы по кондуктору DК = ш51,95 +0,02 а размер отверстия по которому устанавливается деталь DД = ш52,+0,2, то погрешность базирования может достигать:

(70)

где Smin - зазор минимальный, мм

Smin = 52 - 51.95=0.05мм

3.1.3 Расчет сил зажима детали

Определение усилий зажима, необходимых для надежного удержания обрабатываемых деталей, является основой для установления расчетно-конструктивных параметров силовых цилиндров, приводов и зажимных устройств приспособлений.

Расчет необходимых зажимных сил выполняем в следующем порядке:

1. Выбираем оптимальную схему базирования и закрепления детали.

Рисунок 7 - Схема базирования детали в станочном приспособлении и действия сил

2. На составленной схеме изображаются стрелками все приложенные к детали силы: стремящиеся сдвинуть или повернуть деталь в приспособлении (силы резания и их моменты) и удерживающие ее (зажимные силы, силы трения). В нашем случае объемные силы не учитываются.

3. Вводится коэффициент надежности закрепления k, учитывающий возможное увеличение силы резания в процессе обработки. Величина коэффициента запаса (надежности) k устанавливается дифференцированно с учетом конкретных условий обработки и закрепления детали. Определяется он по формуле:

,(39)

где k0 - гарантированный коэффициент запаса надежности закрепления. Для всех случаев рекомендуется принимать k0 =1,5;

k1 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на заготовках. При черновой обработке k1 = 1,2;

k2 - коэффициент учитывающий увеличение силы резания от затупления режущего инструмента, k2 = 1 - 1,8;

k3 - коэффициент, учитывающий условия обработки при прерывистом резании, k3 = 1,2;

k4 - коэффициент, характеризующий погрешность зажимного устройства. Для ручных зажимов k4 = 1;

k5 - коэффициент, характеризующий степень удобства расположения рукояток в ручных зажимных устройствах. При удобном их расположении k5 =1;

k6 - коэффициент, учитывающий только наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку на опорах; при установке на плоские опоры k6 = 1,

4. Устанавливаются усилия зажима. Величина зажимного усилия определяется на основе решения задачи статики на равновесие детали под действием всех приложенных к ней сил и моментов.

В общем случае должно соблюдаться выражение:

, (40)

Силу резания находим по нормативам по режимам резания (см. ранее)

Nрез =0,54 кВт;

Ро = 7215 Н

Условие прочности шпильки:

[уp] = 315 МПа

Для обеспечения надежного зажима должно выполняться условие:

(41)

В нашем случае условие выполняется.

3.1.4 Прочностной расчет ответственных деталей приспособления

Для расчета прочности наиболее ответственных и нагруженных деталей приспособления выбираем винт М8. Резьбовые соединения работают с предварительной затяжкой. В результате затяжки в поперечном сечении резьбового винта возникает продольная сила и крутящий момент. Таким образом, стержень винта испытывает растяжение и кручение, а резьба - срез и смятие.

Расчет винта на растяжение ведется по следующей формуле:

(42)

где - коэффициент затяжки;

K - коэффициент переменной нагрузки;

- допускаемая сила затяжки, Н;

[у]- допускаемое напряжение на растяжение материала резьбового винта, МПа;

- расчетный диаметр резьбового винта

Расчетный диаметр считается по следующей формуле:

(43)

где d - номинальный диаметр резьбового винта, мм;

Р - шаг резьбы, мм

По формуле рассчитываем напряжение растяжения в данной резьбовой паре:

Допускаемое напряжение при растяжении для материала резьбового винта принимается равным 98 МПа.

3,85 МПа < 98 МПа

Рассчитанное напряжение при растяжении меньше допускаемого, значит, условие прочности при растяжении соблюдается.

Расчет прочности на кручение:

(44)

где - полярный момент сопротивления

Полярный момент сопротивления рассчитываем по формуле:

(45)

d - номинальный диаметр резьбового винта, мм;

- допускаемое напряжение для валов при кручении, МПа;

- максимально допустимый крутящий момент

Максимально допустимый крутящий момент рассчитываем по формуле:

(46)



где G - модуль сдвига для стали, МПа;

- приведенный угол трения, рад/мм;

- полярный момент инерции, для круга рассчитывается по формуле:

(47)

Полярный момент инерции:

Максимально допустимый крутящий момент:

Полярный момент сопротивления:

Напряжение, возникающее при кручении:

Допускаемое напряжение, при кручении вала из стали, принимают в пределах 90 МПа.

108МПа?75МПа

Условие прочности при кручении выполняется.

Условие прочности при срезе:

(48)



где - площадь среза, для круга рассчитывается по формуле:

(49)

где - сила резьбового зажима, Н;

- допускаемое напряжение при срезе, МПа;

d - номинальный диаметр резьбового винта, мм

Площадь среза:

Сила резьбового зажима:

Напряжение, возникающее при срезе:

(50)

2,33МПа?15МПа

Напряжение, возникающее при срезе, меньше допускаемого напряжения, значит, условие прочности выполняется.

3.1.5 Выбор и проектирование вспомогательного инструмента

Вспомогательный инструмент, применяемый для изготовления детали «Корпус» стандартный и приведены ранее в таблице 6.



3.1.6 Выбор и проектирование режущего инструмента