Проектирование технологического процесса детали

35

1. Проектирование технологического процесса изготовления детали1.1 Технологический процесс изготовления детали Служебное назначение и технические характеристики детали. Червячные передачи применяют для передачи движения между двумя скрещивающимися валами. Движение в червячной передаче осуществляется по принципу винтовой пары, где винтом является червяк с трапецеидальной нарезкой, который входит в зацепление с колесом с косым зубом особой формы.Технические характеристики:- материал изготавливаемой детали сталь 40Х ГОСТ 4543-71,- твердость 28…32 HRCэ,- предел текучести ут = 80ч95 кгс/мм,- предел прочности ув =60ч75 кгс/мм,- относительное удлинение d ? 10%.С точки зрения механической обработки деталь является технологичной конструкцией, так как возможен свободный подход инструмента к любой поверхности детали. В процессе изготовления деталь подвергается термообработке: закалке в масле с высоким отпуском. Применение термообработки позволяет улучшить механические свойства материала, то есть повысить твердость детали, а следовательно её прочность и износостойкость. Допуски на неуказанные размеры назначаем по 14 квалитету, так как изготовление этих размеров не требует высокой точности.1.2 Определение типа производства и размера партии деталиОпределим годовую программу изготовления деталей в штуках с учетом запасных частей и возможных потерь по формуле:П = П1 * m *(1 +(в/100) ), шт. (1.2.1)где П - годовая программа изготовления деталей, шт.,П1 - годовая программа выпуска изделий, шт.,в - количество дополнительно изготовляемых деталей для запасных частей и для восполнения возможных потерь, %.Примем в = 5%.m - количество деталей данного наименования,П = 2000 * 1 * (1 + (5/100)) = 2100 (шт.)Размер производственной программы в натуральном количественном выражении определяет тип производства и имеет решающее влияние на характер построения технологического процесса, на выбор оборудования и оснастки, на организацию производства.Характерная особенность производства заключается в том, что обработка деталей производится партиями. Количество деталей в партии для одновременного запуска определяем по следующей формуле П * б n = , шт., (1.2.2). Fгде n - количество деталей в партии,П - годовая программа изготовления деталей, шт.,б - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей на складе, для обеспечения сборки принимаем б = 10,F - число рабочих дней в году, принимаем F = 240. 2100 * 10 n = = 88 (шт.). 240 Принимаем среднесерийный тип производства при количестве изделий (партия от 25 до 200 шт.).Допуски на неуказанные размеры назначаем по 14 квалитету, так как изготовление этих размеров не требует высокой точности.1.3 Выбор способа получения заготовкиДля выбора экономически выгодного способа получения заготовки рассматриваем 2 варианта:1) получение заготовки прокатом2) получение заготовки штамповкой.Сравним варианты по минимальной величине приведенных затрат на изготовление детали. Расчет величины приведенных затрат выполняется по формуле:Сдет. = Сзаг. - Сотх. + Смех.обр. , (1.3.1)где Сзаг. - стоимость заготовки, руб.Сотх.- стоимость отходов, руб.Смех.обр. - стоимость механической обработки, руб.Найдем стоимость заготовки по формуле: Сопт. Сзаг. = * Мзаг. ; (1.3.2) 1000где Сопт. - оптовая цена материала за 1 тонну, руб.,Мзаг. - вес заготовки, кг.,Мзаг.1 = 0,68 кг., Мзаг.2= 0,25 кг., 308 Сзаг.1 = *0,68 = 0,21 руб. 1000 433 Сзаг.2 = *0,25 = 0,11 руб. 1000Найдем стоимость отходов по формуле Сопт. Сотх. = * Мотх. , (1.3.3) 1000где Сопт. - оптовая цена отходов за 1 тонну, руб.,Мотх. - вес отходов, кг.,Мотх.1 = 0,45 кг., Мотх.2= 0, 087 кг., 13,2Сотх.1 = *0,45 =0,0059руб., 1000 13,2 Сзаг.2 = *0,087 = 0,0011руб., 1000 Найдем стоимость механической обработки по формуле: См.о. Смех.обр. = * мотх. ; (1.3.4) 1000где См.о. - стоимость механической обработки за 1 тонну, руб.,Мотх. - вес отходов, кг.,Мотх.1 = 0,45 кг., Мотх.2= 0,087 кг., 2100 См.о.1 = *0,45 = 0,945 руб., 1000 2100 См.о.2 = *0,087 = 0,128 руб., 1000Подставляем результаты в исходную формулу (1.3.1). Найдем затраты по сравниваемым вариантам.Сдет1. = 0,21 - 0,0059+0,945 = 1,15 руб.,Сдет2. = 0,11 - 0,0011 + 0,128 = 0,23 руб.,Из полученных результатов видно, что экономически выгодным является вариант получения заготовки штамповкой.Изготовление заготовки методом штамповки на различных видах оборудования является прогрессивным методом, так как значительно уменьшает припуски под механическую обработку в сравнении с получением прокатом, а также характеризуется более высокой степенью точности и более высокой производительностью. В процессе штамповки также уплотняется материал и создается направленность волокна материала по контуру детали.1.4 Определение содержания и последовательности выполнения технологических операций, обоснование выбора методов обработки, методов и средств контроля, оборудованияДеталь представляет собой ступенчатый вал и относится к телам вращения (см. КП. 1201.74)Производим обработку заготовки, полученную штамповкой. При обработке используем следующие операции.005 . фрезерно-центровальнаяОбработка ведётся на фрезерно-центровальном станке. 010 . Токарная.Обработка ведется на токарно-винторезном станке 16К20Краткое содержание операции: проточить поверхности 6,8; подрезать торец 7; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.; Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь). Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.Деталь базируется в поводковом патроне. В качестве измерительного инструмента используем скобу.015 . Токарная.Обработка ведется на токарно-винторезном станке16К20.Краткое содержание операции: проточить поверхность 10; подрезать торец 9; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.; Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь). Марка СОТС: 5%-ая эмульсия. Деталь базируется в поводковом патроне. В качестве измерительного инструмента используем скобу.020 . Токарная.Обработка ведется на токарно-револьверном станке 1П365.Краткое содержание операции: проточить поверхности 10, 12; подрезать торцы 9, 11, 13; снять фаски с поверхности 12; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь). Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.Деталь базируется в поводковом патроне. 025 . Токарная.Обработка ведется на токарно-револьверном станке 1П365.Краткое содержание операции: проточить поверхности 2, 4, 6, 8; подрезать торцы 1, 3, 5, 7; снять фаски с поверхностей 2, 8; притупить острые кромки 0,1…0,4 мм.Материал резца ЭК-42 (безвольфрамовая сталь). Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.Деталь базируется в поводковом патроне. 030 . Фрезерная.Обработка ведётся на вертикально-сверлильном станке 6Р81. Краткое содержание операции: фрезеровать поверхность 2; Материал фрезыЭК-41.Марка СОТС: 5%-я эмульсияДеталь базируется в призме035 . Зубонарезание Обработка ведется на токарно - винторезном станке 16К20Ф3Т1040 . Термообработка.Закалка в масле.045 . Круглошлифовальная.Обработка ведется на круглошлифовальном станке 3М150.Краткое содержание операции: шлифовать поверхность 2.Для обработки выбираем шлифовальный кругПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83.Деталь базируется в центрах.В качестве измерительного инструмента используем скобу.050 . Круглошлифовальная.Обработка ведется на круглошлифовальном станке 3М150Краткое содержание операции: шлифовать поверхности 4, 10, 11.Для обработки выбираем шлифовальный кругПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83.Деталь базируется в центрах.В качестве измерительного инструмента используем скобу.055 . КруглошлифовальнаяОбработка ведется на червячно-шлифовальном станке5К881. Краткое содержание операции: шлифовать поверхность 14.Для обработки выбираем шлифовальный кругПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83.Деталь базируется в центрах.В качестве измерительного инструмента используем скобу.1.5 Расчет операционных размеров1.5.1 Расчет диаметральных операционных размеровПри обработке поверхностей с двухсторонним расположением припуска расчет операционных размеров ведем с применением статистического метода определения величины операционного припуска в зависимости от выбранного способа обработки и от размеров поверхностей.Для определения величины операционного припуска статистическим методом в зависимости от метода обработки используем таблицы припусков [ 3 ].таблица 6 . Для расчета операционных размеров каждой поверхности составляем схему расчета согласно таблице 1.5.1. Ведомость расчета операционных размеров при обработке вала .Диаметр вала по чертежу Ш10-0,22 ммВедомость расчета операционных размеров при обработке вала .Диаметр вала по чертежу Ш19,2-0,021 ммВедомость расчета операционных размеров при обработке вала .Диаметр вала по чертежу Ш10-0,22 ммВедомость расчета операционных размеров при обработке вала .Диаметр вала по чертежу Ш ммВедомость расчета операционных размеров при обработке вала .Диаметр вала по чертежу Ш ммВедомость расчета операционных размеров при обработке вала .Диаметр вала по чертежу Ш мм1.5.2 Расчет длинновых операционных размеров1.5.2.1 Построение графа операционных размерных цепей рисунок. Граф строится на основании разработанной схемы обработки см.п.п.1.4. Каждая поверхность образует вершину графа, которая изображена кругом, линии, соединяющие вершины графа, являются его ребрами.1.5.2.2 Построение графа исходных размеров рисунок. 1.5.2.2Исходный граф включает в себя звенья - припуски и звенья - чертежные размеры. Связи, характеризующие чертежные размеры представлены в виде дугообразных кривых, связывающих поверхности, между которыми они расположены.Связи, характеризующие припуски нанесены в виде ломаных линий.1.5.2.3 Построение обобщенного графа размерных цепей рисунок. 1.5.2.3Обобщенный граф строим совмещением графов исходных структур и операционных размеров с учетом всех обозначенных направлений и знаков реберПроверим правильность построения обобщенного графа размерных цепей. Сущность проверки и цель построения графа заключается в составлении уравнений размерных цепей, по которым можно найти все операционные размеры.1.Определение операционного размера А3 из уравнения А3=С6А3 max= С6max А3 min= С6minА3 max =229 А3 min=227.85Принимаем А3=229-1,152.Определение операционного размера А14 из уравненияС5= А3- А14А14 min= А3 min- С5max = 227.85-8.5=219.35ммТА14=0,072; А14 max=А14 min+ТА14=219.35+0.072=219.42мм3.Определение операционного размера А7 из уравненияС4= А14-А7А7min=А14 min- С4max=219,35-184=35,35ммТА7=0,027ммА7max=А7min+ТА7=35.35+0.027=35.37Величина корректировки составляет 0,03мм. Принимаем размер А7=35,4-0,0274.Определение операционного размера А6 из уравненияZ4= А6+ А7- А3А6min= А3max- А7min+ Z4min=229-35.35+0.2=193.85ммTА6=0.115ммА6max= А6min+ TА6=193.85+0.115=193.965ммВеличина корректировки составляет 0,035мм. Принимаем размер А6=194-0,115Z4max= А6max- А3min+ А7max=194-227.85+35,4=1,55мм5. Определение операционного размера А5 из уравненияС1=А3-А5А5min= А3min-C1max=227.85-17=210.85ммTА5min=0.046ммА5max=210.896ммВеличина корректировки составляет 0,004мм. Принимаем размер А5=210,9-0,046мм6. Определение операционного размера А4 из уравненияZ3min= А4min-А5maxА4min= А5max+ Z3min=210.9+0.2=211.1ммТА4=0,115ммА4max= А4min+ ТА4=211,1+0,115=211,215ммВеличина корректировки составляет 0,085мм. Принимаем размер А4=211.3-0,115ммZ3max= А4max- А5min=211.3-210.85=0.45мм 7. Определение операционного размера А16 из уравненияZ2min= А16min- А3maxА16min= А3max+ Z2min=229+0.7=229.7ммTA16=0.29А16max= А16min+ TA16=229.7+0.29=229.99ммВеличина корректировки составляет 0,01мм. Принимаем размер А7max=230-0,290Z2max= А16max- А3min=230-227.85=2.15мм8. Определение операционного размера А2 из уравненияZ10min= А2min- А16maxА2min= А16max+ Z10min=230.0+0.7=230.7ммTА2=1.15ммА2max= А2min+ TА2=230.7+1.15=231.85ммВеличина корректировки составляет 0,05мм. Принимаем размер А2=231,9-1,15 ммZ10max= А2max- А16min=231.9-229.7=2.2мм9. Определение операционного размера А10 из уравненияС2=А3-А7-А10А10min= А3min- А7max- С2max=227.85-35.4-36=156.45ммTА10=0.16ммА10max= А10min +TА10=156.45+0.16=156.61ммВеличина корректировки составляет 0,09мм. Принимаем размер А10=156,7-0,16мм10. Определение операционного размера А11 из уравнения С3min=А11min-А16min+А10maxА11min =А16min -А10max +С3min=229.7-156.7+21.48=94.48ммTА11=0.087ммА11max = А11min +TА11=94.48+0.087=94.567ммВеличина корректировки составляет 0,033мм. Принимаем размер А11=94.6-0,087мм 11. Определение операционного размера А12 из уравнения Z7min= А12min- А11maxА12min= А11max +Z7min=94.6+0.7=95.3ммTА12=0.87ммА12max =А12min +TА12=95.3+0.87=96.17ммВеличина корректировки составляет 0,03мм. Принимаем размер А12=96.2-0,87ммZ7max= А12max- А11min=96.2-94.48=1.72мм 12. Определение операционного размера А17 из уравненияZ1min= А17min-А2maxА17min =А2max +Z1min=231.9+1.0=232.9ммTА17=1.15ммА17max =А17min +TА17=232.9+1.15=234.05ммВеличина корректировки составляет 0,05мм..Принимаем размер А17=234.1-1.15ммZ1max= А17max-А2min=234.1-230.7=3.4мм13. Определение операционного размера А18 из уравнения Z11min= А18min- А17max А18min=А17max +Z11min=234.1+1.0=235.1 ммTА18=2,4ммА18max= А18min +TА18=235.1+2,4=237,5ммПринимаем размер А18=ммZ11max= А18max- А17min=237.5-232.9=4.6 Z11max= 4.5мм. 14. Определение операционного размера А9 из уравненияZ6min= А9min- А2max +А16min- А10maxА9min =А2max -А16min +Z6min+ А10max=231,9-229,7+16,7+0,7=159,6ммТА9=1,0ммА9max =А9min +ТА9=159,6+1,0=160,6ммZ6max= А9max- А2min +А16max- А10min=160.6-230.7+230-156.45=35.4мм.15. Определение операционного размера А8 из уравненияZ5min= А17min- А9max- А8maxА8max =А17min -А9max -Z5min=232.9-160.6-1.0=71.3ммТА8=2.4ммА8min= А8max -ТА8=71.3-2.4=68.9ммПринимаем размер А8=70.1Z5max= 4мм16.Определение операционного размера А13 из уравненияZ8min= А13min- А17max- А12max+ А2minА13min =А17max -А2min +А12max +Z8min =234.1-230.7+92.6+1.0=100.6 ммTA13=2.4ммА13max =А13min+ TA13=100.6+2.4=103 мм Принимаем размер А13 =101.8Z8max= А13max- А17min- А12min+ А2max= 103-232.9-95.3+231.9=11.7мм17.определение операционного размера А15 из уравненияZ9min= А15min- А16max- А14max+ А3minА15min =А16max -А3min +А14max +Z9min=230-227.85+219.5+0.2=221.85ммTA15=0,115 ммА15max= А15min+TA15=221.85+0.115=221.965ммВеличина корректировки равна 0,035. Принимаем размер А15=222-0,115ммВедомость расчета операционных размеров Таблица1.6 Расчет режимов резанияПри расчете режимов резания устанавливают глубину резания, минутную подачу, скорость резания. Приведем пример расчета режимов резания для трех операций. Для остальных операций режимы резания назначаем согласно [ 5 ] т.2,с 265-303.010 . Точение черновое (Ш 13,4)1. Обоснование марки материала и геометрии режущей части.1.1 Резец оснащен температуростойкой износостойкой твердосплавнойпластиной ЭК - 42(TiN+ TiN+ TiN). Применение твердосплавной пластины, которая не нуждается в переточке, снижает затраты времени на смену инструмента. Применяется поверхностное упрочнение режущего инструмента трехслойным износостойким покрытием, которое препятствует расширению лунки износа на передней поверхности резца.2. Марка СОТС: 5%-ая эмульсия.3. Глубина резания соответствует величине припуска, так как припуск снимается за один поход.t = z7 = 0,7 мм.4. Расчетная подача определяется исходя из требований шероховатости и уточняется по паспорту станка.S = 0,5 об/мин.5. Стойкость Т = 50 мин.6. Расчетная скорость резания определяется из заданной стойкость, подачи и глубины резания. Сv vр = * Кv , Тm * Sx * tyгде Сv , х , m, у - коэффициенты [ 1 ]. с.270.Т - стойкость инструмента, мин.S - подача, об/мм.t - глубина резания, мм. Кv - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, состояние поверхности, материал инструмента и т.д. 350 vр = *0,8 = 160,90 (м/мин). 500,2* 0,50,15 * 0,70,357. Расчетная частота вращения. 1000 * vр nр = , p * Dгде, D - обрабатываемый диаметр детали, мм.vр - расчетная скорость резания, м/ мин. 1000 * 160,90 nр = = 3825 (об/мин). p * 13,4По паспорту станка принимаем n = 4000 об/мин.8. Фактическая скорость резания. p* D * n v = , 1000где D - обрабатываемый диаметр детали, мм. n - частота вращения, об/мин. p* 13,4* 4000 v = = 168 (м/мин). 10009. Мощность.Рz= 10*Ср*Sх*tу.где Рz - сила резания, Н.Ср, х,у - коэффициенты [1] с.273.S - подача, мм/об.t - глубина резания, мм.Рz= 10*300*0,5*0,70,75 = 1148 (Н). Рz*v Nр = , 60*1000где Рz - сила резания, Н. v - скорость резания, об/мин. 1148 * 168 Nр = = 3,21 (кВт). 60000Nр < Nст .3,21 кВт <4 кВт.Мощность станка достаточна для заданных условий обработки.030 . Фрезерная Фрезеровать шпоночный паз шириной 2мм1. Глубина фрезерования t=1,2ммВ=2мм2. Назначение подачи S=0,006 мм/зуб3. Назначение стойкости инструментаТ=80 мин4.Расчет скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя n, об/мин 5. Общий поправочный коэффициент на скорость резанияKV=KMV*KNV*KUVгде KMV=1,26KNV=1KUV=16.Определяем значения коэффициентов и показателей степени в формуле скорости резания.CV=12, q=0,3, x=0,3, y=0,25, u=0, p=0, m=0,267.Находим потребное число оборотов шпинделя По паспорту станка принимаем n=2800 об/минУточняем скорость резания 8.Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила, Н где z-число зубьев фрезыn-частота вращения фрезы, об/минS=0,02-продоьное движение9.Определяем значения коэффициентов и показателей степени в формуле силы резанияСp=82.5; x=0.95; y=0.8; u=1.1 q=1.1; w=0 Величина осевой силы резания Px, НPx=(0.5-0.55)*Pz=0.5*79.2=39.6, НКрутящий момент, Н*м 10.Мощность резания N < Nст . 0,023 кВт < 5,5 кВт.Мощность станка достаточна для заданных условий обработки. 055 Круглошлифовальная1. Марка материала, геометрия режущей части.круг:ПП 600Ч80Ч305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83.2. Глубина резания t = 0,04 мм.3. Подача [1], с.301.S = 0,4 мм/об.4. Скорость круга.vk = 35 м/c.5. Скорость заготовки.vз = 25 м/c.6. Мощность.N = СN* vз r *tх * Sу* d q .где СN,r,x,у, q, - коэффициенты [1] с.303.S - подача, мм/об.d - диаметр сверления, мм.vз - cкорость заготовки, м/с.N = 0,1*250,85 * 0,040,6 * 0,40,7 * 200,54 = 0,38 (кВт).N < Nст .0,38 кВт < 4 кВт.Мощность станка достаточна для заданных условий обработки.1.7 Нормирование операцийНа данном этапе определяем нормы времени на обработку. Определяем значение вспомогательного времени, времени на обслуживание рабочего места, подготовительно - заключительное время [ 6 ].Для 3 операций приводим пример расчета норм времени.045 Токарная1. Основное время [ 7 ] L Тосн. = . (1.7.1) n * Sгде Тосн. - основное время, мин.n - число оборотов, об/мин.S - подача, мм/об.L - расчетная длина рабочего хода инструмента, мм. L = l + l1 + l2 . (1.7.2)где l - длина обрабатываемой поверхности, мм.l1 - величина врезания инструмента, мм.l2 - величина перебега, мм.L =135,7 + 2 + 1 = 138,7 (мм).Подставляем данные в формулу 1.7.1 138,7 Тосн. = = 0,07 (мин). 4000*0,52. Вспомогательное время [ 6 ]Твсп. = tпер. + tизм., (1.7.3)где Твсп. - вспомогательное время, мин.tпер. - время, связанное с переходом, мин.tизм.- время на контрольные измерения, мин.Подставляем значения, найденные по [ 7 ], в формулу 1.7.3 Твсп. = 0,02 + 0,11 = 0,13 мин.3. Штучное время [ 6 ] Тобс. + ТолТшт. = (Тосн. + Твсп.) * (1 + ) (1.7.4) 100%где Тосн. - основное время, мин.Твсп. - вспомогательное время, мин.Тобс. - время на обслуживания рабочего места, мин.Тол - время на отдых и личные надобности, мин.Подставляем в формулу 1.7.4 4 + 4 Тшт. = ( 0,07 + 0,13) * ( 1 + ) = 1,8 (мин.) 100%4. Подготовительно - заключительное время [ 6 ] Тпз. = 11,2 (мин.).5. Штучное - калькуляционное времяТшт.к. = Тшт. + Тпз. /n. (1.7.5)где Тшт.к. - штучное - калькуляционное время, мин.Тшт. - штучное время, мин.Тпз. - подготовительно - заключительное время, мин. n - количество деталей в партии. Тшт.к. = 1,8 + 11,2/88 = 1,92 (мин.).020 Фрезерная1. Основное время [ 7 ] l + l1 Тосн. = . (1.7.6) n * Sгде Тосн. - основное время, мин.n - число оборотов, об/мин.S - подача, мм/об.l - длина обрабатываемой поверхности, мм.l1 - величина врезания инструмента, мм.Подставляем данные в формулу 1.7.6 10+1,2 Тосн. = = 0,66 (мин). 2800*0,0062. Вспомогательное время [ 6 ]Твсп. = tпер. + tизм. + tвыв., (1.7.7)где Твсп. - вспомогательное время, мин.tпер. - время, связанное с переходом, мин.tизм.- время на контрольные измерения, мин.tвыв., - время на вывод сверла, мин.Подставляем значения, найденные по [ 7 ], в формулу 1.7.7. Твсп. = 0,06 + 0,31 + 0,1 = 0,47 мин.3. Штучное время [ 6 ] Тобс. + ТолТшт. = (Тосн. + Твсп.) * (1 + ) (1.7.8) 100%где Тосн. - основное время, мин.Твсп. - вспомогательное время, мин.Тобс. - время на обслуживания рабочего места, мин.Тол - время на отдых и личные надобности, мин.Подставляем в формулу 1.7.8 4 + 4 Тшт. = ( 0,66 + 0,47) * ( 1 + ) = 10,4 (мин.) 100%4. Подготовительно - заключительное время [ 6 ] Тпз. = 10,3 (мин.).5. Штучное - калькуляционное время Тшт.к. = Тшт. + Тпз. /n. (1.7.8)где Тшт.к. - штучное - калькуляционное время, мин. Тшт. - штучное время, мин. Тпз. - подготовительно - заключительное время, мин. n - количество деталей в партии. Тшт.к. = 0,54 + 10,3/88 = 10,5 (мин.).055 Шлифовальная1. Основное время [ 7 ] L Тосн. = * К . (1.7.10) n * Sгде Тосн. - основное время, мин.n - частота вращения изделия, об/мин.S - подача, мм/об.L - расчетная длина рабочего хода инструмента, мм.К - коэффициент, учитывающий выхаживание и доводку.Подставляем данные в формулу 1.7.10 17 Тосн. = * 1,5 = 0,25 (мин). 260 *0,42. Вспомогательное время [ 6 ]Твсп. = tоп. + tизм., (1.7.11)где Твсп. - вспомогательное время, мин.Tоп. - время, связанное с обработкой поверхности, мин.tизм.- время на контрольные измерения, мин.Подставляем значения, найденные по [ 7 ], в формулу 1.7.11 Твсп. = 0,8 + 0,11 = 0,91 мин.3. Штучное время [ 6 ] Тобс. + ТолТшт. = (Тосн. + Твсп.) * (1 + ) (1.7.12) 100%где Тосн. - основное время, мин.Твсп. - вспомогательное время, мин.Тобс. - время на обслуживания рабочего места, мин.Тол - время на отдых и личные надобности, мин.Подставляем в формулу 1.7.12 4 + 4Тшт. = ( 0,25 + 0,91) * ( 1 + ) = 1,16 (мин.) 100%4. Подготовительно - заключительное время [ 6 ] Тпз. = 10,5 (мин.).5. Штучное - калькуляционное время Тшт.к. = Тшт. + Тпз. /n. (1.7.13)где Тшт.к. - штучное - калькуляционное время, мин.Тшт. - штучное время, мин.Тпз. - подготовительно - заключительное время, мин.n - количество деталей в партии. Тшт.к. = 1,16 + 10,5/88 = 1,28 (мин.).1.9. Разработка карты наладки на операцию № 025Наладка станка подразумевает подготовку оборудования и технологической оснастки выполнению операции. Для операции 025 выбран многорезцовый полуавтомат 1730. В качестве настроечных размеров принимаем размеры, соответствующие середине поля допуска операционного размера. где допуск на настроечный размер, мм допуск на операционный размер, ммОснованием расчета являются операционные размеры на данной операции.Производим расчет настроечных размеров, результаты заносим в таблицу. Таблица 1.9.1 - ведомость расчёта настроечных размеров2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ СТАНОЧНОЙ ОСНАСТКИ2.1 Исходные данные для проектирования станочного приспособленияТребуется разработать компоновку приспособления для фрезерования шпоночного паза в детали типа вал. Изготовление деталей происходит в условиях среднесерийного производства. Материал детали сталь 40Х, твёрдость 28…32 HRC.Приспособление для вертикально-фрезерного станка модели 6Т104 на операцию 030 - фрезерование шпоночного паза.Px=39.6Н, Мкр=0,8Н*м2.2 Принципиальная схема станочного приспособленияПри фрезеровании шпоночного паза возможен вариант базирования по внешней цилиндрической поверхности и перпендикулярной к её оси плоскости.Этот вариант базирования позволяет уменьшить возможные погрешности, совмещает конструкторские базы с технологическими и измерительными. Опорные точки 1,2,3,4 (двойная направляющая база) и 5(опорная база) реализуется с помощью двух призм, 6 (опорная база) реализуется с помощью прижимной планки. Это приспособление наиболее часто используется для фрезерования шпоночных пазов, отличается простотой конструкции, надёжностью и стабильностью работы.Принципиальная схема станочного приспособления, реализующая схему базирования детали, представлена на рисунке 2,2,22.3 Расчет станочного приспособленияДля расчёта потребной силы закрепления Q представим расчетные схемы (рисунок 2,3,1). При этом следует отметить, что не требуется участия в расчете потребного усилия закрепления силы Pz . Предполагается, что упором, при базировании детали , будет служить торцовая поверхность призмы. В определении потребного усилия закрепления будут принимать участие осевая сила Px, крутящий момент Мкр, стремящийся повернуть деталь Выберем призму с углом б=Уравнение равновесия для обеспечения неподвижности детали под действием силы Px запишется следующим образом (условие неотрывности):где k-коэффициент запаса закрепленияf-коэффициент трения в местах контакта детали с призмой и прижимной планкойПримем f=0,16Значение коэффициента запаса закрепления определим как произведение первичных коэффициентов 1,5*1*1,7*1,2*1*1*1,5=4,6 Уравнение равновесия для обеспечения неизменности положения детали под действием крутящего момента запишется следующим образом (условие непроворачиваемости)kM-Mтр.у.=*f*sin*pгде М - крутящий момент создаваемый фрезой.kM -*f*sin*p=0p=r*cos=6.5*0.707=4.6 мм4,6*0,8-*0,16*0,707*4,6=03,68-*0.26=0=14.2 НСравнив полученный результат в первом и во втором случае убедимся, что , поэтому для обеспечения неизменности положения детали при обработке выбираем потребное усилие закрепления, т.е. Q=2603 Н.Для расчета диаметра поршня пневмоцилиндра используем Q=2603 Н.Для пневматических цилиндров двустороннего действия:Q=0.785*D*p*где p=0,4 Мпа- коэффициент учитывающий потери от трения=0,95 Определяем стандартный диаметр пневматического цилиндра D=100мм. Диаметр штока d=25ммОпределим действительную силу пневмоцилиндра

40

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНОЙ КОНТРОЛЬНОЙ ОСНАСТКИ3.1 Исходные данные3.1.1 Операция , 55 «Шлифовальная».1. Шлифовать наружный диаметр 19,2.Оборудование: червячно -шлифовальный станок 5К8812. Контрольное приспособление разработано на операцию 40 «Шлифование». Принципиальная схема приспособления представляет собой закрепление детали на оправке с установкой по наружной цилиндрической поверхности.Данное контрольное приспособление является универсальным, легким в изготовлении, простым по конструкции и предназначено для контроля радиального биения наружного диаметра детали относительно базовой поверхности.3. Расчет контрольного приспособления.Расчет контрольного приспособления осуществляют на точность, при этом осуществляют суммарную погрешность измерения по формуле: изм = 1/3 Тк ;где Тк - допуск на контролируемый размер, мм .Т.е. изм = 1/3 0,03 = 0,01 мм . Погрешность контрольного приспособления = б + п + з + м ,где б - погрешность базирования, мм;расчет погрешности базирования проводим, исходя из максимального диаметра изготовления оправки и минимального базирующего диаметра:Оправка 8 мм, вал 19,2 мм .В таком случае имеем:Оправка (max) 8,005 мм, (min) вал 19,2 ммПогрешность базирования в таком случае будет равнаб = 0,0025 мм ;п - погрешность передаточных устройств, мм;п = 1 - l1min/l2min = 1 - 12/13 = 0,002 мм ;м - погрешность показания прибора, мм;Для индикатора многооборотного п = 0,0025 ммз - погрешность закрепления, мм; = 0,0025 + 0,002 + 0,0025 = 0,0025 ммпр = 0,0025 мм изм = 0,01 мм . Условие выполняется.4. Описание конструкции и принципа работы.Приспособление состоит из плиты- основания 7 с охватывающими. На плите посредством винтов 9 и гаек 10 крепятся стойка 4 и 11. Благодаря наличию охватывающих на основании, положение стоек регулируется в соответствии с габаритами контролируемого изделия. На стойках крепятся с натягом оправки 5 и 13. Для надежного крепления детали в оправке смонтирован пружинный механизм 12, позволяющий компенсировать зазор между деталью и оправкой, и исключает перекос детали, что влияет на погрешность измерения. На кронштейн 8 устанавливается стойка 1. Закрепление и фиксация стойки осуществляется при помощи винта 9. На стойке 1, посредством винта 6, устанавливается кронштейн 2, по которому осуществляется перемещение и фиксация индикатора 3. Для снятия показаний с индикатора, т.е. для непосредственного контроля биения, необходимо повернуть деталь в оправке вокруг оси.БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПО РАЗДЕЛУ1. Каплунов Р.С. Точность контрольных приспособлений. - М.: Машиностроение, 1968.2. Левенсон Е.М. Контрольно - измерительные приспособления в машиностроении. - М.: Машгиз,1960.ВЫВОДЫ ПО ПРОЕКТУСогласно заданию на курсового проекта, спроектирован технологический процесс изготовления вала. Технологический процесс содержит 65 операций, на каждую из которых указаны режимы резания, нормы времени, оборудование и оснастка. Для сверлильной операции спроектировано специальное станочное приспособление, которое позволяет обеспечить необходимую точность изготовления детали, а также требуемое усилие зажима.При проектировании технологического процесса изготовления вала разработана карта наладки на токарную операцию №30, которая позволяет понять сущность настройки станка с ЧПУ при выполнении операции с автоматическим способом получения заданной точности. При выполнении проекта была составлена расчетно-пояснительная записка, в которой подробно описываются все необходимые расчеты. Также расчетно-пояснительная записка содержит приложения, в которые входят операционные карты, а также чертежи.