43246

Проектирование технологического процесса изготовления детали типа «корпус редуктора» в условиях крупносерийного производства

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Курсовой проект является большой самостоятельной работой будущего технолога, направленной на решение конкретных задач в области совершенствования технологии, организации производства и улучшение технико-экономических показателей работы участка. Наряду с этим курсовое проектирование закрепляет умение студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, номограммами, нормами и расценками умело, сочетая справочные данные с теоретическими знаниями, полученными в процессе изучения курса. Проект закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные студентами во время лекционных и практических знаний.

Русский

2013-11-04

1.25 MB

25 чел.


НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

ТМЗ-41у

    

150001

       Cмирнов А.

2008

.

G ЕМ

Рисунок 1

Новосибирский государственный

технический университет

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТМС

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе

по дисциплине “Технология машиностроения”

Автор проекта     (подпись, дата)  Смирнов А.

Специальность (направление) 150001

Группа     ТМЗ-41у

Руководитель проекта (подпись, дата)  Красильников Б.А.

Проект защищен    (дата)    Оценка

Новосибирск, 2008

Содержание

[1] 1. Введение

[2] Анализ служебного назначения и технологичности конструкции детали

[3] Выбор и обоснование типа производства.

[4] 3.1 Определение типа производства и формы его организации.

[5] Выбор заготовки

[6] Проектирование технологического маршрута

[7] 5.1  Выбор и обоснование схем технологического базирования

[8]  Расчёт и выбор припусков на механическую обработку.

[9] Расчет режимов резания и норм времени.

[10] Выбор режущего инструмента.

[11] Выбор средств измерения

[12]
Выбор оборудования и приспособлений

[13] Проектирование и расчет станочного приспособления

[14] 11.1 Определение метода базирования детали с учетом выбранных базовых поверхностей

[15] 11.2 Описание работы зажимного приспособления

[16] 11.3 Расчет усилия зажима

[17] 12.  Проектирование специального контрольно-измерительного приспособления

[18] 12.1 Расчет погрешности установки детали в приспособлении

1. Введение

Машиностроение, поставляющее новую технику всем отраслям народного хозяйства, определяет технический прогресс страны и оказывает решающее влияние на создание материальной базы нового общества. Потребности развивающегося машиностроительного производства вызвали появление новой технической науки, получившей в дальнейшем название «Технология машиностроения» – науки об изготовлении машин требуемого качества в установленном количестве и в заданные сроки при наименьшей себестоимости.

Продолжается совершенствование технологических процессов изготовления деталей машин и сборки. Развитие технологии машиностроения на данном этапе должно осуществлять переход к массовому применению высокоэффективных систем машин и технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию производства, техническое перевооружение его основных отраслей.

Целью данной курсовой работы является проектирование технологического процесса изготовления детали типа «корпус редуктора» в условиях крупносерийного производства.

В процессе работы была использована литература по технологии машиностроения, справочник технолога-машиностроителя, металлиста, а также методические рекомендации по выполнению курсовых работ по технологии машиностроения

Курсовой проект является большой самостоятельной работой будущего технолога, направленной на решение конкретных задач в области совершенствования технологии, организации производства и улучшение технико-экономических показателей работы участка. Наряду с этим курсовое проектирование закрепляет умение студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, номограммами, нормами и расценками умело, сочетая справочные данные с теоретическими знаниями, полученными в процессе изучения курса. Проект закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные студентами во время лекционных и практических знаний.

  1.  Анализ служебного назначения и технологичности конструкции детали

Деталь «корпус», рисунок 1, изготавливается из серого чугуна СЧ 15 ГОСТ 1412-70, механические свойства которого приведены в таблице 1, химический состав в таблице 2.

Таблица 1. Механические свойства чугуна СЧ15.

σв, МПа

σт, МПа

Стрела прогиба в мм при изгибе при расстоянии между опорами

НВ

600 мм

300 мм

150

320

8

2,5

163-229

Таблица 2. Химический состав чугуна СЧ15.

Марка чугуна

Массовая доля элементов, %

Углерод

Кремний

Марганец

Фосфор

Сера

Не более

СЧ15

3,5-3,7

2,0-2,4

0,5-0,8

0,2

0,15

Серый чугун является основным конструктивным материалом для многих корпусных и др. деталей. При относительно невысокой стоимости серый чугун обладает хорошими литейными свойствами, что позволяет использовать его для получения отливок сложной конфигурации. Он хорошо обрабатывается и имеет хорошие физико-механические свойства (см.таблицу 1), которые путем модификации и термической обработки   можно изменять в требуемом направлении.

Корпусные детали служат для монтажа в них различных механизмов. Имеются  характерные для корпусных деталей точно обработанные отверстие ø76Н7 и ø52Н7, координированное между собой и относительно крепежных отверстий ø11. Данную деталь относим к группе призматических, для которых характерно наличие плоских поверхностей больших размеров и основных отверстий, оси которых перпендикулярны.

Для определения технологичности детали выделяем следующие признаки (c.12[1]):

  1.  Серый чугун хорошо обрабатывается, обработка позволяет достичь требуемой шероховатости и точности;
  2.  Конструкция детали допускает обработку плоскости напроход;
  3.  Часть отверстий можно обрабатывать одновременно на многошпиндельных станках либо с использованием многошпиндельных головок;
  4.  Большая часть отверстий позволяет обрабатывать их напроход;
  5.  Конструкция детали обеспечивает свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям;
  6.  Жесткость детали достаточна, минимальная толщина стенки 12 мм;
  7.  Конструкция детали имеет достаточную по площади базовую поверхность;
  8.   Заготовка – отливка, способ ее получения достаточно прост - деталь симметрична и невелика по габаритам.

В то же время имеется ряд недостатков:

  1.  Имеется 16 глухих резьбовых отверстий М8;
  2.  Имеются четыре цекованных отверстия глубиной 10 мм;
  3.  Отсутствуют фаски на основных отверстиях, что затруднит обработку инструментом.

В целом деталь имеет хорошие базовые поверхности для первых операций и довольно проста по конструкции, что позволяет применить высокопроизводительные методы обработки.

На чертеже детали отсутствуют необходимые для изготовления технические требования, не указана точность отливки, требования к поверхности, некоторые размеры проставлены неверно, отклонения заданы в обе стороны, нет требований к овальности и расположению основных отверстий, шероховатость задана неверно,  не указаны литейные радиусы и уклоны.

  1.  Выбор и обоснование типа производства.

Для определения типа производства используем годовой объём выпуска деталей N = 25000 штук и массу детали m=12 кг.

На этапе проектирования технологического маршрута тип производства определяют предварительно (укрупненно), руководствуясь данными таблицы 3  или [8, стр. 24].

Таблица 3

Характеристики типов производства

Тип производства

Количество деталей одного наименования, обрабатываемых в год

крупных, массой более 100 кг

средних, массой более 10 до 100 кг

малых, массой до 10 кг

Единичное

до 5

до 10

до 100

Мелкосерийное

5 – 100

10 – 200

100 – 500

Среднесерийное

100 – 300

200 – 500

500 – 5000

Крупносерийное

300 – 1000

500 – 5000

5000 – 50000

Массовое

св. 1000

св. 5000

св. 50000

Основываясь на программе выпуска и массе детали, принимаем предварительно тип производства – крупносерийный.

Данный тип производства характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготавливаемых периодически повторяемыми партиями (сериями), при заданном объеме выпуска. В серийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные операции, которые закреплены за определенными станками. Форма специализации участков технологическая, а в крупносерийном производстве возможна предметная специализация, которая позволяет применить принцип поточности производства с образованием предметно-замкнутых участков и как высшей формы поточных линий (прерывно-поточных или переменно-поточных).

3.1 Определение типа производства и формы его организации.

Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций К з.о., который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест.

На данном этапе проектирования нормирование переходов и операций выполняем приближенно (с.146 [1]).

Основное время:

1. Вертикально-фрезерная (черновое фрезерование за проход):

То = 6l = 625510-3 = 1,53 мин.

2. Вертикально-фрезерная (черновое фрезерование за проход):

То = 6l = 620510-3 = 1,23 мин.

  3. Вертикально-фрезерная (чистовое фрезерование за проход):

То = 4l = 4255∙10-3 = 1,0 мин.

  1.  Сверлильная:

 Сверление 4-х отверстий 11:

То = 0,52dl4 = 0,521118410-3 = 0,4 мин.

  1.  Цекование:

 Цекование 4-х отверстий 18:

То = 0,31dl = 0,311810410-3 = 0,22 мин.

  1.  Агрегатная:

 Сверление 4-х отверстий 6,5 на глубину 19мм:

 То = 0,52dl = 0,526,519410-3 = 0,26 мин.

 Подрезка 2-х торцев: То = 4l = 48810-32= 0,7 мин.

 Нарезание резьб М8 в 4-х отверстиях 6,5 на глубину 17 мм:

 То = 0,4dl = 0,4817410-3 = 0,22 мин.

 Подрезка 2-х торцев (чистовая): То = 3l = 38810-32= 0,5 мин.

 Чистовое зенкерование отверстия 75,5 глубиной 24 мм:

  То = 0,21dl = 0,2175,52410-3 = 0,38 мин.

 Развертывание отверстия 76:

 То = 0,86dl = 0,86762410-3 = 1,57 мин.

Сверление 4-х отверстий 6,5 на глубину 16мм:

 То = 0,52dl = 0,526,516410-3 = 0,21 мин.

Нарезание резьб М8 в 4-х отверстиях 6,5 на глубину 12 мм:

 То = 0,4dl = 0,4812410-3 = 0,15 мин.

  1.  Агрегатно-сверлильная:

Черновое зенкерование отверстия 51 глубиной 20 мм:

  То = 0,21dl = 0,21512010-32= 0,43 мин.

Чистовое зенкерование отверстия 51,7 глубиной 20 мм:

  То = 0,21dl = 0,2551,72010-32= 0,52 мин.

 Развертывание отверстия 52Н7:

 То = 0,86dl = 0,86522010-32 = 1,8 мин.

Сверление 8-и отверстий 6,5 на глубину 16мм:

 То = 0,52dl = 0,526,516810-3 = 0,43 мин.

Нарезание резьб М8 в 8-и отверстиях 6,5 на глубину 12 мм:

 То = 0,4dl = 0,4812810-3 = 0,3 мин.

Порядок расчета коэффициента закрепления операций заключается в следующем:

1. Штучно-калькуляционное время

где То - основное время, мин; к - коэффициент, зависящий от типа оборудования и производства.

2. Расчетное количество станков

где N = 25000 - годовая программа, шт.; Тшт-к - штучно-калькуляционьое время, мин; Fд = 4029 - действительный годовой фонд времени, часах; з.к. - нормативный коэффициент загрузки оборудования (для крупносерийного производства - 0,7).

3. Устанавливаем принятое число рабочих мест Р, округляя до ближайшего большего целого числа полученное значение mр.

4. По каждой операции вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места:

5. Количество операций, выполняемых на рабочем месте:

  1.  Вертикально-фрезерная

; ;

  1.  Вертикально-фрезерная

; ;

  1.  Вертикально-фрезерная

; ;

  1.  Сверлильная:

;;

  1.  Цекование:

; ;

  1.  Агрегатная:

;;

  1.  Агрегатная:

;;

6. Подсчитаем суммарное значение для О и Р, определяем коэффициент закрепления операций и тип производства:

Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ 3.1121 принимают равным: для мелкосерийного производства - свыше 20 до 40 включительно; для среднесерийного производства - свыше 10 до 20 включительно; для крупносерийного производства - свыше 1 до 10 включительно.

Рассчитаем такт выпуска деталей.

,

где Фо – эффективный годовой фонд времени работы оборудования (4029 ч), N – годовая программа выпуска (25000 штук).

мин.

Число деталей в партии (с.23 [1]):

шт,

На основании произведенных расчетов назначаем тип производства- крупносерийный.

  1.  Выбор заготовки 

 Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Современное заготовительное производство располагает возможностью формировать заготовки самой сложной формы и самых различных размеров и точности.

Основные способы производства заготовок – литье, обработка давлением, сварка. В данном курсовом проекте, учитывая крупносерийное производство, объем выпуска деталей, материал, размеры и конфигурацию детали, целесообразно будет принять один из методов литья. Литьем получают заготовки практически любых размеров, как простой, так и очень сложной конфигурации. При этом отливки могут иметь сложные внутренние полости с криволинейными поверхностями, пересекающиеся под разными углами. Точность размеров и качество поверхности зависят от способа литья. Для данного курсового проекта оценим два способа получения заготовки для данной детали:

1.Литье в песчаные  формы ручной формовкой.

2. Литье в песчаные формы машинной формовкой.

Литье в песчаные формы – самый распространенный способ литья. В машиностроении им изготавливают 75…80% отливок (по массе). Получаемые заготовки характеризуются низкой точностью, высокими параметрами шероховатости  и большими припусками на механическую обработку. Литье в песчаные формы требует наибольших затрат материала. Применение его в массовом и крупносерийном производстве возможно только при высокой степени автоматизации.

Литье в песчаные формы машинной формовкой с применением металлических или деревянных моделей не требует рабочих высокой квалификации, ее применяют для малых и средних отливок в серийном и массовом производстве. Она обеспечивает более высокую производительность. Машинная формовка по сравнению с ручной позволяет получить более качественные однородные отливки со стабильными параметрами точности.  

Исходные данные для расчета стоимости заготовок сведем в таблицу 4.

                      Таблица 4

Показатели

Вариант 1

Вариант 2

Вид заготовки

Отливка в песчаные формы ручной формовки

Отливка в песчаные формы машинной формовки

Класс точности

1-й

1-й

Стоимость 1 т. заготовок, принятых за базу Сi, руб.

360

360

Стоимость 1 т. стружки Sотх, руб.

24,8

24,8

Масса детали q, кг

12

Масса заготовки Q, кг

18,5

15

Материал детали

СЧ 15

Годовая программа N

25000

Стоимость заготовок, получаемых этими способами литья рассчитываем по формуле :

                     (2)

где: Сi –базовая стоимость 1 т. заготовок, в руб..

       Q- масса заготовки, в кг

        kт , kс , kв , kм, kп –коэффициенты, зависящие от класса точности, группы, сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.

По данным справочной литературы [1] эти коэффициенты будут равны :

1 вар. kт-1,05;  kм-1,04;  kс (2 гр. сложности)-0,83; kв-0,91;  kп (2гр серийности табл.2.9) – 0,76.

2вар. Kn-1.1; kv-1.04; kc-0.83; kd-0.91; kg-0.76.

Подставим все значения в формулу 2 и получим следующие результаты:

Годовой экономический эффект:

руб.

По полученным результатам видно, что стоимость заготовки по 2 варианту дешевле и, учитывая, что технологический процесс проектируется для крупносерийного производства, окончательно принимаем способ производства заготовки – литье в песчаные формы машинной формовкой.

  1.  Проектирование технологического маршрута

При проектировании технологического маршрута следует ориентироваться на прогрессивные методы обработки и оборудование. Проектируемый технологический процесс должен обеспечивать выполнение всех требований, предъявляемых к детали, должен быть экономичен. Поэтому следует производить обработку с наименьшим количеством операций и переустановок. В первую очередь обрабатываются те поверхности, которые используются для базирования и ориентации детали на станке.

Проектирование технологического маршрута обработки начнём с определения класса детали. По конструктивным признакам её можно отнести к призматическим, поэтому за основу возьмём типовой техпроцесс призматических деталей. При обработке деталей такого типа широкое распространение получил метод базирования по плоскости и двум отверстиям.

Выбор технологических баз обусловлен заданными конструкторскими базами и типовым техпроцессом изготовления детали (с. 442, [3]).

Для обеспечения заданной шероховатости в основных отверстиях применим развертывание.

Окончательно к работе принимаем следующий маршрут обработки:

  1.  Литье;
  2.  Обрубка и очистка отливки;
  3.  Термообработка- искусственное старение;
  4.  Фрезерная: черновая обработка плоскости основания;
  5.  Фрезерная: чистовая обработка противоположной плоскости;
  6.  Фрезерная: чистовая обработка плоскости основания;
  7.  Сверлильная: обработка 4-х точных отверстий 11;
  8.  Цекование 4-х отверстий 18;
  9.  Агрегатная: предварительная и окончательная обработка основного отверстия  76,  предварительная и окончательная подрезка торцев, получение 8-и резьбовых отверстий М8;
  10.  Агрегатная: предварительная и окончательная обработка основного отверстия  52,  обработка 8-и резьбовых отверстий М8;
  11.  Слесарная обработка;
  12.   Приёмочный контроль детали.

На операциях 4-6 применим вертикально-фрезерный станок.

На операции 7,8 применим вертикально-сверлильный станок.

На операции 9,10 применим агрегатные станки для трехсторонней обработки с перебазированием заготовок. Для получения резьбовых отверстий М8 применим многошпиндельную головку.

Подробный техпроцесс приведён на маршрутной карте.

5.1  Выбор и обоснование схем технологического базирования

При разработке технологического процесса руководствуются следующими принципами:

− в первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке;

− после этого обрабатывают поверхности с наибольшим припуском;

− далее выполняют обработку поверхностей, снятие металла с которых в наименьшей степени влияет на жесткость заготовки;

− в начало технологического процесса следует относить те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за скрытых дефектов металла (трещин, раковин, волосовин и т.п.);

− поверхности, обработка которых связана с точностью и допусками относительного расположения поверхностей (соосности, перпендикулярности, параллельности и т.п.), изготовляют при одной установке;

− совмещение черновой (предварительной) и чистовой (окончательной) обработок в одной операции и на одном и том же оборудовании нежелательно – такое совмещение допускается при обработке жестких заготовок с небольшими припусками;

− при выборе установочных (технологических) баз следует стремиться к соблюдению двух основных условий: совмещению технологических баз с конструкторскими; постоянству баз, т.е. выбору такой базы, ориентируясь на которую можно провести всю или почти всю обработку (например, центровые отверстия вала, оси или хвостовики режущего инструмента).

Принцип базирования заготовок должен строго соответствовать ГОСТ 3.1107–81.  С учетом вышеизложенного назначаем следующие схемы базирования:

Для фрезерной операции 005 выберем базирование по основному отверстию самоцентрирующей оправкой на конусах, установленной на призмах, и упором под полку, с прижатием в боковую поверхность детали.

Для фрезерных оп. 010 и 015 базируем деталь на базовые плоскости, с упором в боковые грани.

Для операции сверление11Н10 оп. 020 и цекование оп. 025  базируем деталь на базовую плоскость, с упором в боковые грани.

Для последующих операций базируемся на основную плоскость и два точных отверстия 11Н10 (основная технологическая база).

Таким образом, выполняются необходимые условия:

-черновая база используется только один раз, при первой операции;

-соблюден принцип постоянства баз;

-соблюден принцип совмещения баз (конструкторской и технологической), обработку начинаем от конструкторской базы- оси основного отверстия.

  1.   Расчёт и выбор припусков на механическую обработку.

Расчет припусков на обработку ведем расчетно-аналитическим методом на две различного вида поверхности: основное отверстие и основную плоскость.

Выполним расчёт припусков на механическую обработку 52+0,05 мм.

Суммарное значение Rz и Т, характеризующее качество поверхности литой заготовки (по выплавляемым моделям), составляет 600 мкм (табл. 4.3 [1]). После первого технологического перехода Т для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому для чернового и чистового зенкерования находим по (табл. 4.6 [1]) только значения Rz (соответственно 50 и 30 мкм) и записываем их в расчетную таблицу 5.1.

Суммарное значение пространственных отклонений при базировании на плоскость определяем по формуле (с.83, [1]):

Коробление отверстия следует учитывать как в диаметральном так и в осевом его сечении, поэтому:

мкм,

здесь - удельное коробление отливок (с.71,[1]), принимаем Δк=0,9 мкм/мм;

и  - диаметр и длина обрабатываемого отверстия (52 и 180 мм соответственно).

Т.к. для получения размера 125мм при обработке плоскости основания базой является отверстие, то погрешность расположения отверстия относительно плоскости определяем по формуле:

 

Допуск на размер 73 для отливки 1-го класса точности 800 мкм (табл. 2.4 [1]). Т.к. плоскость обрабатывается окончательно до получения 9 квалитета с допуском 50 мкм, следовательно:

мкм,

Таким образом,

мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений:

мкм.

Остаточное пространственное отклонение после чернового зенкерования  (с.73, [1]):

мкм.

Погрешность установки при черновом зенкеровании:

Погрешность базирования возникает за счет перекоса заготовки в горизонтальной плоскости при установке ее на штыри приспособления. Перекос при этом возникает из-за наличия зазоров между наибольшим диаметром установочных отверстий и наименьшим диаметром пальцев.

Наибольший зазор между отверстиями и пальцами:

где - допуск на отверстие: ;

- допуск на диаметр пальца (при посадке пальца с зазором по Н11/f9 диаметр пальца : ;

- минимальный зазор между диаметрами пальца и отверстия:

.

Тогда наибольший угол поворота заготовки на пальцах находим из соотношения наибольшего зазора при повороте в одну сторону к расстоянию между базовыми отверстиями, по формуле (с.85, [1]):

Погрешность базирования на длине обрабатываемого отверстия l:

Погрешность закрепления заготовки (табл. 4.13 [1]) принимаем  (при закреплении пневмозажимом).

Тогда погрешность установки при черновом зенкеровании:

.

Остаточная погрешность при чистовом зенкеровании:

.

Минимально необходимый припуск для зенкерования на переход определяется по формуле:

Минимальный припуск под зенкерование:

черновое

чистовое

Графа табл.5.1 «Расчетный размер» () заполняется начиная с конечного размера путем вычитания расчетного минимального припуска каждого перехода.

Минимально необходимый припуск для развертывания на переход определяется по формуле:

Минимальный припуск под чистовое развертывание:

Таким образом, имея расчетный (чертежный) размер после последнего перехода (чистового развертывания 52,05) для остальных переходов и операций получаем:

для чистового зенкерования

для чернового зенкерования

для заготовки

Значения допусков принимаются по (с.9,с.105 [2]) в соответствии с видом и квалитетом обработки.

Для чистового развертывания (чертежный);

Для чистового зенкерования ;

Для чернового зенкерования ;

Допуск на отверстие в отливке .

В графе табл.5.1 «Предельный размер» () получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные размеры () определяются из наибольших вычитанием допусков соответствующих переходов.

Таким образом,

для чистового развертывания:

наибольший предельный размер , наименьший ;

для чистового зенкерования:

наибольший предельный размер , наименьший ;

для чернового зенкерования:

наибольший предельный размер , наименьший .

Для заготовки наибольший предельный размер , наименьший .

Минимальные предельные значения припусков  равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные - соответственно разности наименьших предельных размеров.

Тогда для чистового развертывания

Для чистового зенкерования

Для чернового зенкерования

Общие припуски определяем, суммируя промежуточные припуски:

Общий номинальный припуск

где - верхнее отклонение заготовки и детали соответственно.

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

Результаты расчётов сводим в таблицу 3.

Таблица 3

Рис.5.1 Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия

Рассчитаем припуски на обработку основной плоскости, размер 73(-0,05).

Суммарная пространственная погрешность:

где - вектор коробления;

;

Остаточные пространственные отклонения:

Погрешность установки при черновом фрезеровании:

погрешность базирования отсутствует, (с.33, [2] сх. 13)

погрешность закрепления в радиальном направлении (конусными оправками)(с.25, [2])

Таким образом .

Остаточная погрешность установки при чистовом фрезеровании

На основании записанных в таблице 5.1 данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков. Для плоских поверхностей (с.177 [2]):

где - соответственно высота микронеровностей, глубина дефектного слоя и суммарное значение пространственных отклонений обрабатываемой поверхности на предшествующем переходе, назначаются по (табл.5, с.13 [2]);

- погрешность заготовки при установке на выполняемом переходе.

Минимальный припуск под фрезерование:

черновое

чистовое

Графа «Расчетный размер» заполняется, начиная с конечного размера путем прибавления расчетного припуска каждого технологического перехода.

для чернового фрезерования

для заготовки

Допуски для чистового фрезерования 50 мкм (чертежный размер), для чернового 120 мкм (табл.5, с.13 [2]), для отливки 800 мкм (с.99 [2]).

Предельные размеры:

Чистовое фрезерование

Черновое фрезерование

Заготовка

Предельные значения припусков:

для чистового фрезерования:

для чернового фрезерования:

Общие припуски определяем, суммируя промежуточные припуски:

Общий номинальный припуск

где - нижнее отклонение заготовки и детали соответственно.

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

Расчеты произведены верно.

Результаты расчётов заносим в таблицу 2

Таблица

По литературе [4] определяем припуски на остальные размеры. Результаты сводим в таблицу .

Таблица

Размер

Припуск

Размер заготовки

Допуск

Табличный

Расчетный

125

4,0

-

129

18

2,0

-

20

76

4,0

72

73

-

0,95

74

52

4,0

4,5

48

Остальные поверхности либо не обрабатываются, либо выполняются в сплошном материале, и размеры выдерживаются за счёт напусков.

  1.  Расчет режимов резания и норм времени.

Рассчитаем режимы резания для операций - сверление отверстия  Ø6,5 под резьбу М8 на агрегатном станке и фрезерование основной плоскости на вертикально-фрезерном станке.

Сверление (без охлаждения):

Инструмент: сверло спиральное нормальной заточки с коническим хвостовиком Ø6,5 ГОСТ 2092-77, материал Р6М5 ГОСТ 6396-78 (все коэффициенты взяты из [2]. т.2 стр.430 - 437). Назначаем подачу по табл. 27 стр. 434 [2] S=0,36…0,57, т.к. отверстие сверлится под дальнейшее нарезание резьбы метчиком, уменьшаем ее в 2 раза, принимаем S=0,2мм/об. Глубина резания .

Расчет скорости резания:

м/мин

По табл. 28 стр. 434 [2] определяем значение коэффициента и показатели степеней.

  = 14,7;

     0,25;

     у = 0,55;

     m = 0,125;

 x=0;

     Т = 35 мин - стойкость инструмента (сверла) без переточки.

Расчет поправочного коэффициента:

- коэффициент на обрабатываемый материал, (СЧ15, НВ=190 ед.):

– коэффициент на инструментальный материал,  =1;

– коэффициент, учитывающий глубину сверления,   =1.

Расчет частоты вращения:

об/мин,

По паспортным данным силовой головки 1УХ4035 принимаем n = 1800 об/мин, и пересчитываем скорость резания: V=39 м/мин.

Расчет основного времени:

Длина рабочего хода (с. 104 [6])

мин

Крутящий момент:

, Нм

По табл. 31 стр. 445 [2] определяем значение коэффициента и показатели степеней.

= 0,021,

q = 2,

y = 0,8,

 Нм 

Осевая сила:

, Н

= 42,7,

q = 1,

y = 0,8,

Н

Эффективная мощность резания:

кВт

Расчет нормы времени.

Деталь устанавливается в приспособлении на 2 пальца, закрепляется пневмозажимом. 20% деталей контролируется гладким калибром-пробкой.

Определяем состав подготовительно-заключительного времени (с.216 [1]):

- установка приспособления с креплением 4 болтами: 9 мин.

- на получение инструмента и приспособления и их сдачу: 5 мин.

мин.

Время на установку и снятие детали, закрепление и ее открепление (с.200[1]):   мин.

Время на приемы управления:

-включить, выключить станок кнопкой- 0,01 мин;

Вспомогательное время на измерения :

мин.

Поправочный коэффициент при крупносерийном производстве- k=1,5.

Определяем вспомогательное время операции:

 мин.

 Определяем оперативное время:

         

       

Находим время на обслуживание станка:

        

        

Находим время на отдых:

        

        

Находим штучное время:

        

        

Определяем штучно – калькуляционное время:

    где n – размер партии деталей запускаемых в производство, шт

       

Фрезерование

Инструмент: торцовая насадная фреза со вставными ножами из твердого сплава Ø200 ВК6  z=12 ГОСТ 24359—80 (все коэффициенты взяты из [3] т.2 стр.437—445).

Назначаем глубину резания t =0,95 мм (рассчитана выше)

По таблицам находим подачу на зуб  Sz =0,14 мм/зуб.

Подача на оборот: So=0,14·12=1,7 мм/об.

Расчет поправочного коэффициента:

По табл. 37 стр. 442 [2] определяем значение коэффициента и показатели степеней.

  = 445;

     0,2;

     у = 0,35;

     m = 0,32;

 x=0,15;

 u=0,2;

 p=0;

     Т = 180 мин - стойкость инструмента (фрезы) без переточки;

В=180- ширина фрезерования.

Расчет поправочного коэффициента:

- коэффициент на обрабатываемый материал, (СЧ15, НВ=190 ед.):

– коэффициент состояния поверхности заготовки,  =0,85;

– коэффициент, учитывающий инструментальный материал,  =1.

Расчет скорости резания:

м/мин.

Расчет частоты вращения:

об/мин.

Минутная подача

мм/мин.

Т.к. регулирование скорости бесступенчатое, уточнять частоту вращения не надо.

Расчет основного времени:

мин

Определяем силу резания:

По табл. 39 стр. 445 [2] определяем значение коэффициента и показатели степеней.

= 54,5,

x = 0,9,

y = 0,74,

n = 1,

q = 1,

w = 0.

Определяем крутящий момент.

Определяем эффективную мощность резания.

Расчет нормы времени.

Деталь устанавливается в приспособлении на конуса, закрепляется пневмозажимом,  20% деталей контролируется калибр-скобой.

Определяем состав подготовительно-заключительного времени (с.216 [1]):

- установка приспособления с креплением 4 болтами: 14 мин.

- установка фрезы: 2 мин.

- на получение инструмента и приспособления и их сдачу: 7 мин.

мин.

Время на установку и снятие детали, закрепление и ее открепление (с.200[1]):   мин.

Время на приемы управления:

-включить, выключить станок кнопкой- 0,01 мин;

Вспомогательное время на измерения :

мин.

Поправочный коэффициент при крупносерийном производстве- k=1,5.

Определяем вспомогательное время операции:

 мин.

 Определяем оперативное время:

         

       

Находим время на обслуживание станка и отдых:

        

        

Находим штучное время:

        

        

Определяем штучно – калькуляционное время:

    где n – размер партии деталей запускаемых в производство, шт

       

  1.  Выбор режущего инструмента.

Выбор режущего инструмента, его конструкции и размеров определяется видом технологической операции, размерами обрабатываемой поверхности, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и величиной шероховатости поверхности. Основную массу режущих инструментов составляют конструкции нормализованного и стандартизованного инструмента, для подбора которого существуют многочисленные справочники и каталоги. В крупносерийном производстве могут применяться специальные и комбинированные режущие инструменты, проектируемые в индивидуальном порядке.

- Для фрезерования плоскости используется торцевая фреза 2214-0007  ГОСТ 24359-80 200 мм с вставными ножами из ВК6, число зубьев z=12. Фреза устанавливается в оправку по ГОСТ 26538-90.

Для подрезки торцев используется торцевая фреза 2214-0153  ГОСТ 9473-80 100 мм со вставными ножами из ВК6, число зубьев z=10.

- Фрезерование паза – концевой фрезой 26 мм 2223-0327 ГОСТ 17026-71, материал режущей части ВК6. Для закрепления фрезы - втулка переходная для фрез концевых 6103-0002 ГОСТ 13790-68

#G0Праворежущие

Конус Морзе

, не более

Пластины твердосплавные

Обозначение

Обозначение пластин по #M12291 1200009583ГОСТ 25400#S

2235-0327

26

124

3

0,5

21630

22

5,6

- Сверление отверстия  6,5; 11 осуществляется сверлами по ГОСТ 10903-77

Сверла нормальной точности классов В1 и В

с нормальным хвостовиком

Сверла с нормальным

хвостовиком

Обозначение

Конус Морзе

2301-0005

6,50

69

1

2301-0034

11,0

87

1

- Цекование отверстий  18 осуществляется цековкой 2350-0687 по ГОСТ 26258-87 с направляющей цапфой и хвостовиком под штифтовой замок  ВК6

 - Зенкерование отверстий  75,5, 76, 51,7 Н8 осуществляется насадными зенкерами  по ГОСТ 12489-71 с пластинами из твердого ВК 6  

#G0Обозначение

, h8, u8

2320-5803

51,7

2320-2063

75,5

2320-5815

76,0

- Развертывание отверстия  76, 52Н8 осуществляется сборными насадными развертками с привернутыми ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава  76 ВК6 2364-2080 Н8,  52 ВК6 2364-2052 Н8 ГОСТ 11176-71

- Нарезание резьб М8 осуществляется метчиком машинным 2620-3417

по ГОСТ 17933-72.

  1.  Выбор средств измерения

Для уменьшения вспомогательного времени на измерение применяются калибры.

Измерение диаметральных размеров осуществляем гладкими калибрами-пробками по ГОСТ 21401-75.

- для контроля резьбовых отверстий М8х1,25 применим резьбовые калибр-пробки Пр и НЕ по 6 степени точности ГОСТ 5682-76, такая степень назначается при неуказанной в чертеже.

- для контроля линейных размеров применим скобы гладкие по ГОСТ 2216-80

Для определения шероховатости применяют образцы шероховатости поверхности ГОСТ 9378-84.

Для контроля перпендикулярности осей основных отверстий применим специальное приспособление с показывающим прибором - индикатором типа 1МИГ, цена деления 1 мкм, погрешность измерения 2,5 мкм/1мм.

  1.  
    Выбор оборудования и приспособлений

1) Фрезерование базовой плоскости:

 Вертикально-фрезерный станок 6Н11

Основные характеристики

Длина и ширина стола, мм

1600х400

Частота вращения шпинделя, мин-1

40…2000

Число инструментов в револьверной головке

5

Подача стола (бесступенчатое регулирование), мм/мин:

продольная

8….1200

вертикальная

8….800

Мощность электродвигателя, кВт

10.6

Габариты станка (LxHxB), мм

257521802480

Приспособление: самоцентрирующая оправка на конусах, установленная на призмах, с прижатием детали в боковой упор.

2) Сверление отверстий 11 и их  цекование 18:

Вертикально-сверлильный станок 2М118

Основные характеристики

Наибольший условный диаметр сверления, мм

35

Частота вращения шпинделя, мин-1

68…1100

Число ступеней частот вращения

9

Число ступеней подач

12

Пределы подач, мм/мин:

0,06…1,8

Мощность электродвигателя, кВт

4,5

Габариты станка (LxHxB), мм

22503070910

Приспособление: кондуктор специальный.

3) Агрегатно-сверлильные операции

Агрегатно-сверлильный станок для трехсторонней обработки.

Основными агрегатами, предопределяющими эффективность работы агрегатных станков, являются силовые узлы, обеспечивающие рабочие и установочные перемещения рабочих инструментов.

Основными требованиями, характеризующими использованиясиловых узлов являются: соответствие технологическому назначению, необходимая степень универсальности и переналаживаемости для агрегатовобеспечение требуемых режимов резания, обеспечение удобства и минимум трудоемкости регулирования для переналаживаемых агрегатов, соответствие установленной мощности, режимов резания, обеспечение необходимой производительности, полная автоматизация цикла, высокая надежность, соответствие требованиям техники безопасности.

Принимаем силовые головки типа 1УХ4035,  используем их для компоновки с горизонтальными и вертикальными шпинделями.

Техническая характеристика силовой головки 1УХ4035.

Класс точности        н,  п;

Мощность электродвигателя, кВт     1,1…3,0;

Максимальный ход пиноли, мм      100;

Максимальная осевая сила, Н      

с обгонной муфтой     3500

без обгонной муфты     4000;

Пределы пода на обороты шпинделя,  мм/об   0,005…1,785;

Осевая, н/м                                              25000;

Условный диаметр сверления

по стали ( = 600…700 Мпа),      16;

Частота вращения шпинделя, мин-1     72…3170;

с зубчатым приводом      72…3170;

с ременным приводом     355…3980;

продолжительность цикла работы, с    5…460;

Нестабильность реверсирования шпинделя

при нарезании резьбы, мм      0,2;

Нестабильность остановки шпинделя

в крайнем положении, мм      0,015;

Максимальный крутящий момент, нмм

 для шпинделя      70000;

 для приводного вала     27000;

Габаритные размеры с направляющей плитой, мм

с зубчатым приводом     980250425;

с ременным приводом     685250708;

Силовая головка является самостоятельным узлом станка и предназначена для вращения рабочих шпинделей и осуществления продольной подачи инструмента.

  1.  Проектирование и расчет станочного приспособления

В данном разделе спроектируем и рассчитаем приспособление для зенкерования отверстия 75,5Н10 для последующего развертывания до 76Н8.

Приспособления для обработки отверстий, имеющие кондукторные втулки для направления режущего инструмента, называются кондукторами.

На рисунке 11.1 представлена деталь в такой стадии обработки, в которой она поступает на сверлильную операцию. Жирными линиями изображено требуемое отверстие.

Рис. 11.1

Деталь обрабатывается на агрегатном станке вертикальной головкой, поэтому ограничений в вертикальной плоскости нет. В горизонтальной плоскости габарит ВхL ограничен размерами круглого стола-  не более 500 мм.

Стол станка со станочными пазами «И» по ГОСТ 1574-75:

Размер Т-образного паза стола, мм:

ширина

14Н8

Расстояние между осями пазов, мм

80

11.1 Определение метода базирования детали с учетом выбранных базовых поверхностей

Опорная база - база, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси

Скрытая база - база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

Двойная опорная база - база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей.

Разработка схемы базирования детали является первым этапом обеспечения точности изготовления при проектировании технологического процесса обработки. В дальнейшем, разработанная схема базирования должна реализоваться в приспособлении. Практика показывает, что реализация схемы базирования - одна из самых сложных задач при проектировании приспособлений. Особую проблему составляет реализация скрытого, неявного базирования. Анализируя техническое задание, эскиз детали под выполняемую операцию по ГОСТ 21495-76 выбираем теоретическую схему базирования по [5].

Базирование производим по плоскости (установочная база, опорные точки 1,2,3 (рис. 11.2)),  внутренней цилиндрической поверхностью (двойная опорная база, опорные точки 4,5), второй внутренней цилиндрической поверхностью (опорная база; опорная точка 6) и закрепляем заготовку силами Р1 и Р2 одновременно, направленными по нормали к установочной базе.  В приспособлении заготовку устанавливаем на плоскость опорных пластин, смонтированных на корпусе, и два пальца- цилиндрический и срезанный. На столе станка приспособление ориентируем при помощи шпонок, вставляемых в пазы стола станка, и закрепляем болтами. Закрепление детали выполним прихватами с пневматическим приводом.

Рассчитаем режимы резания для операций - зенкерование отверстия Ø72  до  Ø75,5 на агрегатном станке.

Инструмент: насадной зенкер  Ø75,5 по ГОСТ 12489-71 с пластинами из твердого  ВК 6  (все коэффициенты взяты из [2]. т.2 стр.430 - 437). Назначаем подачу по табл. 27 стр. 434 [2] S=2,4, т.к. отверстие сверлится под дальнейшее развертывание, уменьшаем ее в 0,7 раза, принимаем S=1,7 мм/об. Глубина резания .

По табл. 28 стр. 434 [2] определяем значение коэффициента и показатели степеней.

  = 105;

     0,4;

     у = 0,45;

     m = 0,4;

 x=0,15;

     Т = 100 мин - стойкость инструмента (зенкера) без переточки.

Расчет поправочного коэффициента:

- коэффициент на обрабатываемый материал, (СЧ15, НВ=190 ед.):

– коэффициент на инструментальный материал,  =1;

– коэффициент, учитывающий глубину сверления,   =1.

Расчет скорости резания:

 м/мин

Расчет частоты вращения:

об/мин,

Расчет основного времени:

Длина рабочего хода (с. 104 [6])

мин

Крутящий момент:

, Нм

По табл. 31 стр. 445 [2] определяем значение коэффициента и показатели степеней.

- подача на зуб;

= 92,

z = 4,

y = 0,75,

Нм

Осевая сила:

 Н

Эффективная мощность резания:

кВт

 

Рис. 11.1

11.2 Описание работы зажимного приспособления

Заготовка плоской поверхностью устанавливается на 4 опоры  и на два пальца, один цилиндрический, другой срезанный. Закрепление детали производится передвижным прихватом.

11.3 Расчет усилия зажима

При расчете сил зажима определяют величины реакций в точках контакта базируемого объекта с установочными элементами.

При сверлении на заготовку действует осевая сила Ро=569Н, и вращающий момент Мкр=128Нм (рассчитаны выше).

Рис. 11.3  Схема установки детали и силы, действующие на неё.

В проектируемом приспособлении на заготовку будет действовать в вертикальной плоскости сила Ро от зенкера, а в горизонтальной- крутящий момент Мкр (рисунок 11.3). Сила Ро полностью компенсируется установочными опорами. Поворот заготовки возможен от действия момента Мкр. Чтобы избежать проворота, заготовка должна быть прижата в вертикальной плоскости силой  , равной (с.380 [11]):

11.1 Расчет усилия зажима.

Усилие на штоке цилиндра рассчитывается по формуле:

;

Н.;

;

Н.;

Усилие передающееся  на прихват рассчитываем по формуле:

Н.;

Сравнивая результаты расчета усилий зажима с силами резания, которые действуют на деталь при ее обработке, следует что получаемое усилие зажима в пять раз превышает силы резания, что обеспечит надежный зажим детали в приспособлении.

12.  Проектирование специального контрольно-измерительного приспособления 

Измерительные приспособления предназначены для измерения и контроля отклонения от формы, расположения поверхностей, радиального и торцевого биения и пр. Это необходимо для своевременного выявления нарушений геометрии детали, вызванного в свою очередь различными факторами, в числе которых первостепенное значение имеют износ инструмента, приспособления и оборудования, так называемая система СПИЗ.  Необходимо производить измерение и контроль хотя бы 20% деталей от всего годового выпуска, что может позволить снизить брак из-за износа инструмента при обработки детали и других факторов.

В данном проекте разрабатывается приспособление для контроля перпендикулярности осей основных отверстий. По условию неперпендикулярность составляет не более 0,2 мм.

С помощью набора концевых мер индикатор на стойке предварительно выставляют на требуемый размер.

12.1 Расчет погрешности установки детали в приспособлении

Погрешность базирования детали в измерительное приспособление:

где TD – максимальный допуск на диаметры отверстия и оправки.

TD1 – максимальный допуск на перпендикулярность штанги к оправке. Необходимо чтобы погрешность базирования была меньше допуска на отклонение. В нашем случаи допуск на отклонение равен 0,2 мм, а погрешность базирования равна 0,13 мм,  что меньше допуска на отклонение.

Список использованной литературы.

  1.  Курсовое проектирование по технологии машиностроения. А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред, Минск, Высшая школа, - 1982г.
  2.  Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. под ред. Косиловой и Мещерякова Р.К. – М.: Машиностроение, 1985.
  3.  Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под ред. А.А. Панова. – М.: Машиностроение, 1988.
  4.  Технология автоматизированного производства. Методические указания к курсовому проектированию. Составители:  В.И. Комиссаров, Э.З. Мартынов. Рецензент Х.М. Рахимянов - Н-ск.: НГТУ, 1993.
  5.  Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. Под ред. Косиловой и Мещерякова Р.К. – М.: Машиностроение, 1976.
  6.  Режимы резания металлов. Справочник. Ред. Ю.В. Барановский. М.: Машиностроение, - 1972г.
  7.  Технология машиностроения. Беспалов Б.Л. и др., М.: Машиностроение, - 1973 г.
  8.  Конструкция агрегатных станков. А.И. Дащенко и др. В.ш., 1982.
  9.  Белоусов А.П.Проектирование станочных приспособлений.1980
  10.  Антонюк В.Е.Справочник конструктора по расчёту и проектированию станочных приспособлений.1969
  11.  Вардашкин Б.Н. (ред) - Станочные приспособления. Справочник. т.1 (1984)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

64704. Доходах и расходах государственного бюджета 852.5 KB
  Понятие государственного бюджета понятие расхода и дохода государственного бюджета. Так в практической части данной работе рассматривается влияние доходов государственного бюджета на расходы государственного бюджета.
64706. АНАЛИЗ ДОХОДОВ ОТ ОСНОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ БАНКА 487 KB
  Постоянные изменения экономической социальной правовой и культурной среды сохраняющееся недоверие населения к финансовым институтам и особенной банкам вместе с тем усиление конкуренции на российском рынке финансовых услуг приводят к тому что...
64707. Семь основных инструментов контроля качества 1.34 MB
  Обычно цели сбора данных в процессе контроля качества состоят в следующем: контроль и регулирование процесса; анализ отклонений от установленных требований; контроль выхода процесса. Если например возник вопрос о вариации качества изделия в течение дня то необходимо собирать несколько данных.
64708. ФИНАНСОВАЯ МАТЕМАТИКА 3.2 MB
  Опционы продажи обратный тип по отношению к опционам купли. Английское название такого опциона put options. Дело в том что покупатель опциона в момент заключения контракта выплачивает эмитенту определенную премию размер которой объявлен заранее и которая выплачивается сразу.
64709. ІСТОРІЯ РІДНОГО КРАЮ 1.44 MB
  Зледеніння на території області його причини. Після просмотру такого уявного фільму можна зрозуміти яке важливе значення мають дві перші геологічні ери відкладення яких широко представлені в Дніпропетровській області.
64710. ЛЕКЦИИ С ФИЛОСОФИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ 605 KB
  Очень важную роль играет также методологическая функция философии, вытекающая из универсального характера философского знания. В итоге ее общие принципы и методы становятся общеметодологическими по отношению к специфическим дисциплинарным.
64711. КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ФИЛОСОФИИ 1.06 MB
  В предлагаемом Курсе лекций по философии рассматриваются проблемы философского знания впервые в отечественной литературе на основе творческого вклада русской философской мысли используются современные подходы и оценки отечественных и зарубежных авторов...
64712. ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ 1.55 MB
  На внутреннем и внешнем рынках действуют свободные цены на продукцию либерализована внешнеэкономическая деятельность отсутствует жесткая система управления на федеральном и региональном уровнях; огромная номенклатура выпускаемой продукции.