10. Контрольная.

В качестве инструмента используется штангенциркуль ШЦ 1-2-250-0,05 ГОСТ 166-89, калибры пробки, нутромер микрометрический ГОСТ 10-75, штангенреймас ШР-250-0,05 ГОСТ 164-80.

3.10 Разработка технологических операций обработки детали

В соответствии с разработанным технологическим маршрутом обработки детали окончательно устанавливаем перечень операций механической обработки детали «корпус». Содержание переходов в данном разделе приводить не будем, так как они были рассмотрены в разделе 3.7. и полностью расписаны в операционных картах и картах эскизов.

Технологические операции механической обработки детали «корпус».

Операция 05. Вертикально-фрезерная (2 перехода).

Операция 10. Универсально-фрезерная (11 переходов).

Операция 15. Слесарная (1 переход).

Операция 20. Токарная с ЧПУ (3 перехода).

Операция 25. Вертикально-фрезерная (1 переход).

Операция 30. Вертикально-сверлильная (2 перехода).

Операция 35. Координатно-расточная (3 перехода).

Операция 40. Слесарная (2 перехода).

Операция 45. Шлифовальная (1 переход).

Операция 50. Контрольная.

В данной схеме обработки используется одноместная последовательная одноинструментальная обработка. Здесь применяется концентрация операций на универсальных станках с последовательной обработкой ряда поверхностей у одной детали.

Далее заполняются технологические карты для каждой операции (ОК и КЭ) в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1404-86 и ГОСТ 3.1105-84.

4. Технологические расчеты

Для решения технологических задач по обеспечению заданных требовании в курсовом проекте выполняем расчеты заданных параметров: припусков, точности обработки, технологических размерных цепей, режимов резания, технических норм времен. Расчетно-аналитический метод будем применять для одной операции, для остальных операций будем использовать опытно-статистический (табличный) метод расчетов.

4.1 Расчет припусков на обработку

При проектировании технологических процессов механической обработки заготовок необходимо установить оптимальные припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей, и экономию материальных ресурсов.

Припуски могут быть общие, операционные и промежуточные.

Имеются два основных метода определения припусков на механическую обработку поверхности: расчетно-аналитический и опытно-статистический (табличный).

Выполним расчет припусков аналитическим способом на одну поверхность, которой предъявляются высокие требования точности и качества - торцевая установочная поверхность детали Ж. Данные расчетов заносим в таблицу 4.1.

Значения RZ - высота неровностей профиля поверхности, h - глубина дефектного слоя, p - пространственное отклонение обрабатываемой поверхности относительно базовых поверхностей заготовки определяем из таблиц справочника технолога-машиностроителя.

Погрешность установки детали на выполняемом переходе еу складывается из погрешности базирования еб и погрешности закрепления ез. Погрешность базирования определяется расчетным путем в зависимости от схем базирования. Погрешность закрепления ез устанавливается по табличным данным. При обработке плоских поверхностей, параллельных установочной базе:

еу = еб + ез.

Принимаем еу = 0.

При последовательной обработке противоположных или отдельно расположенных поверхностей минимальное значение припуска Zi min на сторону определяется по формуле:

Zi min = Rz i-1 + hi-1 + pi-1 + еуi

Определяем расчетные минимальные припуски по всем технологическим переходам и записываем в таблицу 4.1. значение Zi min для обрабатываемой поверхности.

Определяем наименьшие предельные размеры для наружных поверхностей по формуле:

Аi-1min = Аimin + Zimin

Значения допусков Т определяем из таблиц справочника технолога-машиностроителя [1]. технологический деталь алюминиевый литейный

Предельные значения припусков Zmin и Zmax для наруней поверхности определяем по формулам:

Zmax = Аmax i-1 - Аmax i ;

Zmin = Аmin i-1 - Аmin i .

Таблица 4.1. Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку наружной плоской поверхности детали Ж.

Технологические переходы обработки поверхностей	Элементы припуска, мкм	Zmin, мкм	Ар, мм	Т, мм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мм
	Rz	h	p	е				Аmin	Аmax	Zmin	Zmax
Заготовка	320	480	1040			80,23	0,74	80,23	80,97
Черновое фрезерование	50	50	150	0	1840	78,39	0,3	78,39	78,69	1,84	2,28
Чистовое фрезероание	25	25	90	0	250	78,14	0,19	78,14	78,33	0,25	0,36
Чистовое шлифование	5	15	0	0	140	78,00	0,03	78,00	78,03	0,14	0,30

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски, допуски и предельные отклонения на операционные размеры определяем по справочным данным.

4.2 Расчет технологических размерных цепей

При работе на настроенных станках установление или выбор настроечных технологических баз имеет важное значение для обеспечения требуемой по чертежу точности размеров длин (расстояние между отдельными поверхностями или осями). Эта задача может быть разрешена только на основе размерного анализа технологического процесса, т.е. анализа размеров, получаемых в результате выполнения каждого технологического перехода.

При обработке партии заготовок на настроенных станках расчет технологических размерных цепей следует производить в тех случаях, когда имеет место несовпадение конструкторской и технологической баз.

Размерной цепью по ГОСТ 16319-80 называют совокупность размеров, расположенных по замкнутому контуру, определяющих взаимное расположение поверхностей или осей поверхностей одной детали или нескольких деталей сборочного соединения. В зависимости от назначения размерные цепи, в соответствии с ГОСТом, подразделяются на конструкторские и технологические.

Технологические размерные цепи, которые образуются при механической обработке деталей, определяют связь операционных размеров, допусков и припусков на всех стадиях технологического процесса изготовления.

Для решения технологических размерных цепей могут использоваться два метода: максимума-минимума и вероятностный.

В данном курсовом проекте рассчитаем операционный размер - расстояние от торцевой поверхности детали (торцевая поверхность отверсия ш76) до упорной (присоединительной) поверхности, методом максимума-минимума.

На рисунке 4.1. представлен эскиз детали, а на рисунке 4.2. схема размерной цепи.

Для рассматриваемой детали «корпус» заданы следующие линейные размеры: А2 = 78±0,37 мм; А1 = 73-0,12 мм. Необходимо определить, с какой точностью будет выдержана длина размера А0 при заданной схеме обработки.

На схеме размерной цепи над соответствующими размерными буквами обозначаем увеличивающиеся звенья стрелками в право (А), уменьшающиеся - влево (А). Общее число звеньев (включая замыкающее) m = 3.

Номинальное значение замыкающего звена определяем по формуле:

А0 = - А1 + А2 = - 73 + 78 = 5 мм.

Определяем координату середины поля допуска замыкающего звена А0 по формуле:

ДА0 = ДА2 - ДА1 ;

ДА0 = 0 - (- 0,6) = 0,6 мм.

Величину допуска замыкающего звена определяем по формуле:

m-1

ТА0 = ? ТАi = 0,12 + 0,74 = 0,86 мм.

i=1

Рис. 4.1. Эскиз детали.

Рис. 4.2. Схема размерной цепи.

Предельные отклонения замыкающего звена

ВОА0 = ДА0 + ТА0 / 2 = 0,6 + 0,86 / 2 = 1,03;

НОА0 = ДА0 - ТА0 / 2 = 0,6 - 0,86 / 2 = 0,17.

Окончательно получаем:

+1,03

А0 = 5 +0,17

4.4 Расчет режимов резания

Режимы резания определяются глубиной резания t, мм; подачей на оборот S0, мм/об и скоростью резания V, м/мин.

Режимы резания оказывают влияние на точность и качество обрабатываемой поверхности, производительность и себестоимость обработки.

Режим резания устанавливают исходя из особенностей обрабатываемой детали, характеристики режущего инструмента и станка.

Рассчитаем режим резания для операции 10 универсально-фрезерной: переход 1 - черновое торцевое фрезерование торцевой поверхности детали Ж. Данный переход необходим для снятия чернового слоя, а также для удаления прибылей оставшихся после литья.

Конфигурация обрабатываемой поверхности и вид оборудования определяют тип применяемой фрезы. Ее размеры определяются размерами обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя. Диаметр срезаемого слоя. Диаметр фрезы для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала выбирают по возможности наименьшей величины, учитывая при этом жесткость технологической системы, схему резания, форму и размеры обрабатываемой заготовки.

При фрезеровании торцевой поверхности детали Ж используем концевую фрезу с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали Р6М5 по ГОСТ 17026-71 со следующими параметрами:

диаметр фрезы d = 32 мм; длина фрезы L = 155 мм; длина рабочей части l = 53 мм; число зубьев z = 6.

Выбор данной фрезы диаметром 32 мм обусловлен ее возможностью обработать торцевую поверхность детали по контуру за один проход (по программе ЧПУ) и использованием данного инструмента для последующих переходов - фрезерование поверхностей рабочих камер детали.

Определяем глубину резания торцевой поверхности при черновом фрезеровании, исходя из припусков на дальнейшую обработку:

t = Zзаг - Zчис.фр. - Zчис.шл. = 3 - 0,5 - 0,2 = 2,3 мм,

где: Zзаг - припуск на литье заготовки;

Zчис.фр. - припуск на чистовое фрезерование;

Zчис.шл. - припуск на чистовое шлифование.

При фрезеровании концевой фрезой по замкнутому контуру расчетная длина обработки определяется по формуле:

Lр = Lкон + lвр

Величину врезания инструмента определяем как:

lвр = 0,5 Ч d + (0,5 … 1) = 0,5 Ч 32 + 1 = 17 мм.

Длина контура обработки поверхности определяется из чертежа детали:

Lкон = 320 мм.

Тогда, расчетная длина обработки Lр, мм:

Lр = L + lвр = 320 + 17 = 337 мм

При фрезеровании различают подачу на один зуб SZ, подачу на один оборот фрезы S, и подачу минутную SМ, мм/мин, которые находятся в следующем соотношении:

SМ = S Ч n = SZ Ч z Ч n,

где:

n - частота вращения фрезы, об/мин; z - число зубьев фрезы.

Из таблиц справочника [2] SZ = 0,2 мм/зуб.

Скорость резания:

q

CV Ч D .

V = m x y u p Ч KV,

T Ч t Ч SZ Ч В Ч z

где:

Т - стойкость при инструментальной обработке, Т = 100 мин.

Ширину фрезерования принимаем максимальную В=32мм.

Коэффициенты CV, q, x, y, u, p, m - определяются из таблиц справочника [2].

Общий поправочный коэффициент KV на скорость резания определяется по формуле:

KV = КМV Ч КПV Ч KИV,

где:

КМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, КМV = 0,95;

КПV - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки, КПV = 0,9;

КИV - коэффициент учитывающий материал инструмента, КИV = 1.

Тогда:

KV = 0,95 Ч 0,9 Ч 1 = 0,86

Скорость резания будет равна:

0,45

185,5 Ч 32 .

V = 0,33 0,3 0,2 0,1 0,1 Ч 0,86 = 107 м/мин.

100 Ч 2,3 Ч 0,2 Ч 32 Ч 6

Частоту вращения фрезы:

n = 1000 Ч V = 1000 Ч 107 = 1065 об/мин.

р Ч d 3,14 Ч 32

Так как многоцелевой вертикальный сверлильно-фрезерный станок модели СС2В05ПМФ4 имеет бесступенчатую регулировку частоты вращения шпинделя, принимаем число оборотов шпинделя n = 1065 об/мин.

Силу резания (главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила) определяем по формуле:

x y u

10 Ч CP Ч t Ч SZ Ч B Ч z .

РХ = q w Ч Kмр,

d Ч n

где:

Kмр - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала, Kмр = 1.

Значение коэффициента СР и показателей степеней x, y, n, q, w определяем из таблиц справочника [2]. Окружная сила при фрезеровании алюминиевых сплавов рассчитывается, как для стали, с введением коэффициента 0,25.

0,86 0,72 1

10 Ч 68,2 Ч 2,3 Ч 0,2 Ч 32 Ч 6 .

РХ = 0,86 0 Ч 1 Ч 0,25 = 256 Н.

32 Ч 1065

Для последующих операций все данные режимов резания определяем табличным способом.

4.5 Расчет технических норм времени

Под технически обоснованной нормой времени понимается время, необходимое для выполнения заданного объема работы (операции) при определенных организационно-технических условиях.

Норма штучного времени - это норма времени на выполнение объема работы, равного единицы нормирования, на выполнение технологической операции.

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени ТШ-К :

ТШ-К = ТП-З + ТШТ ,

n

где:

ТП-З - подготовительно-заключительное время на партию деталей;

n - количество деталей в настроечной партии.

Норму штучного времени определяют по формуле:

ТШТ = tо + tв + tоб + tот ,

где:

tо - основное время;

tв - вспомогательное время;

tоб - время обслуживания рабочего места;

tот - время перерывов на отдых.

Рассчитаем норму штучно-калькуляционного времени при черновом фрезеровании торцевой поверхности детали Ж, операция 10, переход 1.

Основное технологическое время определяется по формуле:

tо = Lр Ч i ,

SМ

где:

Lр - общая расчетная длина резания (Lр = 337 мм);

SМ - минутная подача инструмента.

SМ = SZ Ч z Ч n = 0,2 Ч 6 Ч 1065 = 1278 мм/мин,

тогда:

tо = 337 Ч 1 = 0,26 мин.

1278

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

tв = tу.с. + tз.о. + tуп + tиз ,

где:

tу.с. - время на установку и снятие детали, мин;

tз.о. - время на закрепление и открепление детали, мин;

tуп - время на приемы управления, мин;

tиз - время на измерение детали, мин.

tв = 0,04 + 0,04 + 0,03 + 0,04 = 0,15 мин.

Время на обслуживание рабочего места определяется:

tоб = tтех + tорг ;

где:

tтех - время на техническое обслуживание;

tорг - время на организационное обслуживание.

tоб = 0,01 + 0,02 = 0,03 мин.

Время перерывов на отдых tо устанавливается ? 2,5 % от основного времени: tо = 0,01 мин

Тогда штучное время:

ТШТ = 0,26 + 0,15 + 0,03 + 0,01 = 0,45 мин.

Штучно-калькуляционное время:

ТШ-К = 0,46 + 0,45 = 0,68 мин

Результаты расчетов заносим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2. Сводная таблица норм времени по операциям, мин.

Номер операции.	tо	tв	tоб	tот	Тшт	Tп-з	n, шт	Tш-к
		tу.с.	tу.п.	tум	tиз	tтех	tорг
10, пер 1	0,26	0,04	0,04	0,03	0,04	0,01	0,02	0,01	0,45	0,46	2	0,68

Для остальных операций технологические нормы времени определяем табличным способом и заносим в маршрутные и операционные карты.

5. Проектирование и расчет приспособления

В данном курсовом проекте разрабатываем пневматическое станочное зажимное приспособление, так как пневматические приспособления наиболее часто используются в серийном и массовом производствах. Приспособление будем разрабатывать для операции 10 универсально-фрезерной, так как к этой операции выполнены расчеты режимов резания.

При обработке заготовки концевой фрезой на ее будут действовать следующие силы (рис 5.1.): Рх, Ру - составляющие силы резания; Q - сила действия прихватов (равная силе Р на штоке пневмоцилиндра); Nх, Nу, Nz - обобщенные силы реакции станочного приспособления (условно показаны в центре приспособления); Т1, Т2, Т3 - силы трения, возникающие в местах контакта заготовки с поверхностями прихватов.

На рисунке 5.1. показана принципиальная схема действия на заготовку различных сил при фрезеровании торцевой поверхности детали и установке заготовки в разрабатываемом зажимном приспособлении. Заготовка устанавливается на противоположную обработанную торцевую поверхность и зажимается тремя прихватами, так как это наиболее оптимально при данной конфигурации заготовки. Заготовка выставляется по предварительно размеченным меткам или с помощью специального приспособления в соответствии с системой координат управляющей программы станка СС2В05ПМФ4 с ЧПУ, а затем зажимается прихватами.

При обработке заготовки, установленной в данном зажимном приспособлении, вследствие действия составляющих силы резания Рх, Ру возможны два случая:

1. Проворачивание заготовки под действием силы Рх (или момента резания), которое предотвращается силами трения, возникающими в местах контакта заготовки с поверхностями прихватов приспособления (Т1, Т2, Т3).

2. Отрыв (опрокидывание) заготовки под действием силы Ру, который предупреждается силой зажима Q, равномерно распределенной на три прихвата.

Рассчитав для обоих случаев значение силы зажима Q, выбирают наибольшее и принимают его за расчетную величину необходимой зажимной силы.

Принимая во внимание, что сила Ру слишком мала, то расчет силы зажима Q будем производить только для первого случая, а силой Ру будем пренебрегать.

Допускаем, что масса заготовки незначительная, а система приспособления абсолютно жесткая. Наибольший момент для проворачивания заготовки сила резания Рх создаст в точке наиболее удаленной от центра приспособления, в момент врезания. Рассматриваем данный случай.



Рис. 5.1. Принципиальная расчетная схема.

Составляем уравнения равновесия моментов относительно оси z:

Рх Ч l1 - Т1 Ч R - Т2 Ч R - Т3 Ч R = 0

При Т1 = Т2 = Т3 получаем:

3 Т = Рx Ч l1 ,

R

Определяем силы трения:

3 Т = Q Ч f ,

где, f = 0,2 - коэффициент трения при контакте заготовки с прихватами приспособления.

Из данных уравнений определяем допустимые значения силы зажима:

Q ? Рх Ч l1,

R Ч f

Введя коэффициент запаса надежности закрепления К = 2, определяем необходимую силу зажима:

Q = К Ч Рx Ч l1 = 2 Ч 256 Ч 95 = 3 040 Н

R Ч f 80 Ч 0,2

Силу на штоке пневмоцилиндра, с учетом сил сжатия пружины, определяем, как:

Р = Q + 3Рпр = 3 040 + 3 Ч 50 = 3 190 Н

где: Рпр - сила сжатия пружины.

Принимая давление воздуха ив пневмосистеме с = 0,4 МПа и КПД з = 0,85, определяем необходимый диаметр пневмоцилиндра:

DЦ = v 4ЧР = ? 4 Ч 3 190 = 109 мм

р Ч с Чз 3,14 Ч 400 000 Ч 0,85

По справочным таблицам принимаем DЦ = 110 мм. Остальные размеры пневмоцилиндра принимаем по ГОСТ 15608-81.

Заключение

Высокая технико-экономическая эффективность мероприятий по повышению производительности труда, улучшению качества продукции обеспечиваются, прежде всего внедрением новых видов оборудования и технологической оснастки.

Высокопроизводительные методы обработки обуславливают все большее усложнение технологической оснастки, внедрение конструкций со сменными элементами и узлами, позволяющими использовать ее в групповых технологических процессах, с устройствами регулирования и компенсации износа.

Из сказанного ясно, что современный инженер-технолог должен обладать высокой профессиональной подготовкой, иметь широкий технический кругозор, хорошо знать возможности используемого оборудования. Он должен разбираться в сложной технологической документации, чертежах и принятых системах условных обозначений, уметь производить различные расчеты, грамотно назначать режимы резания, находить рациональные методы обработки деталей.

Список литературы

1. Косилова А.Г., Мещереков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя: В 2т. Т.1. М.: Машиностроение, 2001г. 912с.

2. Косилова А.Г., Мещереков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя: В 2т. Т.2. М.: Машиностроение, 2001г. 944с.

3. Гусев А.А., Ковальчук Е.Р. и др. Технология машиностроения: Учебник для вузов. - М.: Машиностроение, 1986г. 480с.

4. Худобин Л.В. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для вузов. - М.: Машиностроение, 1989г. 288с.

5. Орнис Н.М. Основы механической обработки металлов: Учеб. пособие. - М.: Машиностроение, 1968г. 230с.

6. Локтев Д.А. Металлорежущие станки инструментального производства: Учеб. пособие. - М.: Машиностроение, 1968г. 304с.

7. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник - М.: Машиностроение, 1962г. 380с.

8. Серебрицкий П.П. Краткий справочник станочника. - Л.: Лениздат, 1982г. 360с.

9. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3т. Т1. М.: Машиностроение, 2001г. 736с.

10. Колев Н.С. и др. Металлорежущие станки. - М.: Машиностроение, 1980г. 500с.

11. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов: Справочник. - М.: машиностроение, 1972г.

12. Локтев А.Д. Гущин И.Ф. М. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2т. Т.1. - М.: Машиностроение, 1991г. 640с.

13. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ: Сер. Пр-во. М.: Машиностроение, 1977г. 416с.

14. Плашей Г.И. и др. Приспособления агрегатных станков, альбом конструкций. М.: Машиностроение, 1977г. 192с.

Размещено на Allbest.ru