Разработка технологического процесса изготовления детали

ПР: приспособление специальное.

РИ: резцовая головка; резцы специальные; пластины TPGN-110308 СК15

ГОСТ 19045-80; SPUN-120308 CК15М ГОСТ 19050-80.

ВИ: оправка специальная; борштанга специальная; ключ специальный.

ИИ: профилометр ГОСТ 19300-86; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; калибр специальный; приспособление специальное; индикатор ИЧ 10 кл.0 ГОСТ 577-68; штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05 ГОСТ 166-89; эталон; оправка; индикатор ИЧ 10 кл.1 ГОСТ 577-68; калибр-пробка специальный; штангенглубиномер ШГ-250-0,1 ГОСТ 162-68; пробка М10х1,25-6Н; калибр ; глубиномер индикаторный ГИ-100 ГОСТ 7661-67; наконечник специальный; эталон ; щуп специальный; плита 1-0-400х400 ГОСТ 10905-86; набор щупов кл. точности 1 ТУ 2-034-225-87; калибр ; скоба ; фаскомер специальный; нутромер 50-100 ГОСТ 9244-75; пробка ; нутромер НИ 18-50-1 ГОСТ 868-82; индикатор 1МИГ-1 ГОСТ 9696-82; кольцо ; кольцо ; пробка ; нутромер специальный.

Операция 040: Агрегатная. Станок агрегатный модели СМ427.

Позиция 1

1. открепить и снять деталь с приспособления вручную;

2. установить на приспособление заготовку и закрепить;

3. включить станок на цикл обработки;

4. передать обработанную деталь на последующую операцию;

Позиция 2

5. сверлить два отверстия под каналы, выдерживая размеры , , 36min, ;

Позиция 3

6. сверлить 4 отверстия под резьбу М10х1,5-6Н, сверлить отверстие, выдерживая размеры , , позиционный допуск 0,16 мм, , , ;

Позиция 4

7. сверлить пять отверстий под резьбу М10х1,25-6Н с одновременным образованием фаски, выдерживая размеры 29, 42, 11, 39, , , ;

Позиция 5

8. нарезать резьбу в пяти отверстиях одновременно, выдерживая размеры М10х1,25-6Н и 11 min;

Позиция 6

9. нарезать резьбу в четырёх отверстиях и развернуть два отверстия одновременно, выдерживая размеры , 7 min, , 16 min, М10х1,25-6Н, , , , , .

ПР: приспособление специальное.

РИ: напильник 2820-0016 ГОСТ 1465-80; надфиль 2828-0054 ГОСТ 1465-80;

метчик М10х1,25-6Н 2620-2185.5; сверло Ш8,7/Ш12; сверло Ш6,2 2300-7174 ГОСТ 886-77; сверло Ш4,8 2300-0033 ГОСТ 886-77; сверло Ш3,8 2300-0025 ГОСТ 886-77; сверло Ш8,8 2300-7003 ГОСТ 886-77; сверло Ш4,8 2300-0033 ГОСТ 886-77; развёртка Ш6,9.

ВИ: оправки переходные регулируемые специальные; втулки кондукторные; патроны специальные.

ИИ: штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; пробка резьбовая М10х1,25.

Операция 045: Сверлильная. Станок настольно-сверлильный 2С108.

1. установить деталь в приспособление и закрепить;

2. сверлить последовательно два отверстия, выдерживая размеры , , ;

3. снять деталь, передать на следующую операцию.

ПР: приспособление специальное.

РИ: сверло Ш2,2 2300-0145 ГОСТ 886-77.

ВИ: оправка специальная;

ИИ: штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; калибр специальный;

калибр-пробка специальный.

Операция 050: Сверлильная. Станок вертикально-сверлильный 2Н135.

1. цековать 4 бобышки, выдерживая размеры , .

ПР: приспособление специальное.

РИ: зенкер Ш30 специальный.

ВИ: головка 4-х шпиндельная специальная; оправка переходная специальная.

ИИ: штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89.

Операция 055: Слесарная. Верстак слесарный.

1. зачистить заусенцы, притупить острые кромки.

ПР: машина пневматическая ИП 2014 ГОСТ 12634-80.

РИ: круг 100х20х20 25А40ПСТ16К8 40 м/с А ГОСТ 2424-83

Операция 060: Моечная. Машина моечная М-485.

1. транспортировать детали к моечной машине;

2. уложить детали на конвейер моечной машины вручную;

3. включить машину, промыть детали моющим раствором и высушить;

4. выгрузить детали из моечной машины вручную;

5. передать детали на контроль.

Операция 065: Контрольная. Стол контрольный.

1. контролировать размеры детали согласно чертежу, а также качество промывки деталей, отсутствие заусенцев, забоин, острых кромок.

ИИ: профилометр ГОСТ 19300-86; штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89; калибр специальный; калибр специальный; приспособление специальное; индикатор ИЧ 10 кл.0 ГОСТ 577-68; штангенциркуль ШЦ-II -160-0,05 ГОСТ 166-89; приспособление специальное; эталон; оправка; индикатор ИЧ 10 кл.1 ГОСТ 577-68; калибр-пробка специальный; штангенглубиномер ШГ-250-0,1 ГОСТ 162-68; пробка М45х1,5-6Н; калибры специальные; пробка М10х1,25-6Н; калибр ; глубиномер индикаторный ГИ-100 ГОСТ 7661-67; наконечник специальный; эталон ; стержень специальный; щуп специальный; линейка ЛД-1-125 ГОСТ 8062-92; плита 1-0-400х400 ГОСТ 10905-86; набор щупов кл. точности 1 ТУ 2-034-225-87; калибр ; скоба ; калибр ; фаскомер специальный; нутромер 50-100 ГОСТ 9244-75; пробка ; пробка ; нутромер НИ 18-50-1 ГОСТ 868-82; индикатор 1МИГ-1 ГОСТ 9696-82; кольцо ; кольцо ; пробка ; штангенциркуль специальный; нутромер специальный; пробка ; пробка ; калибр-пробка .

Операция 070: Транспортная. Электропогрузчик ЕВ-738-12.

1. уложить детали в тару в один ряд с установкой на поверхность под боковую крышку, предварительно застелив дно тары картоном;

2. доставить детали на склад готовых деталей.

ВИ: тара 1Н 865-11.50; картон гофрированный Т21 ГОСТ 7376-89.

На выбранное оборудование составляем ведомость по форме представленной таблицей 1.6

Таблица 1.7 - Ведомость станочного оборудования

Наименование станка	Модель станка	Габаритные размеры
1	2	3
Агрегатный	АМ18474	3650х3900
Агрегатный	АМ18472	3900х4200
Агрегатный	АМ18475	3600х3350
Агрегатный	АМ19003	4050х2150
Агрегатный	СМ427	4000х4700
Настольно-сверлильный	2С108	750х325
Вертикально-сверлильный	2Н135	2760х1170

1.11 Расчёт припусков на две поверхности

Расчет припусков на обработку поверхности .

Технологический маршрут обработки данной поверхности состоит из следующих переходов:

Заготовка - 16 квалитет, =2,8 мм;

1. зенкерование предварительное - 13 квалитет, 1 =0,46 мм;

2. зенкерование получистовое - 10 квалитет 2 =0,12 мм;

3. зенкерование чистовое - 8 квалитет, 3 =0,046 мм;

4. растачивание тонкое - 7 квалитет, 5 =0,04 мм.

Зенкерование осуществляется на агрегатных станках АМ18472 и АМ18475, растачивание на агрегатном станке АМ19003 в специальном приспособлении.

Качество поверхности:

- заготовка RZ+h=500 мкм ([3] т.1, табл. 6, стр.183);

- зенкерование предварительное RZ=50 мкм, h=50 мкм ([3] т.1, табл. 25);

- зенкерование получистовое RZ=40 мкм, h=40 мкм;

- зенкерование чистовое RZ=20 мкм, h=20 мкм;

- растачивание тонкое RZ=5 мкм, h=10 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности ([2], табл. П14).

, мкм,

где - отклонение, возникающее в результате смещения стержня, мкм;

- ([2], табл. П17).

- учитывает коробление заготовки, мкм. - ([2], табл. П14)

, мкм,

Остаточные отклонения расположения определяем по формуле:

, мкм,

где ky- коэффициент уточнения ([3] т.1, стр. 190)

После зенкерования предварительного:

После зенкерования получистового:

После зенкерования чистового и растачивания тонкого остаточные отклонения настолько малы, что их можно не учитывать в расчётах.

Погрешность установки при предварительном зенкеровании:

, мкм,

где б -погрешность базирования, мкм;

зк - погрешность закрепления, мкм;

б = Smax =77 мкм;

зк = 80 мкм - при установке на опорную плоскость приспособления с пневматическим зажимом по начисто обработанным поверхностям ([2], табл. П30);

При получистовом зенкеровании:

При чистовом зенкеровании:

При тонком растачивании:

Минимальный припуск определяем по формуле:

, мкм,

где RZi-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем

переходе, мкм;

i-1 - суммарное отклонение расположения на предшествующем переходе, мкм;

I - погрешность установки на выполняемом переходе, мкм.

Предварительное зенкерование:

Получистовое зенкерование:

Чистовое зенкерование:

Тонкое растачивание:

Графу «Расчетный размер Dр» заполняем, начиная с конечного чертежного размера, путём последовательного вычитания расчётного минимального припуска каждого технологического перехода.

Тонкое растачивание:

Чистовое зенкерование:



Получистовое зенкерование:

Предварительное зенкерование:

Заготовка:

Допуски для технологических переходов назначаем по ([3] т.1, табл.32, стр.192) в зависимости от квалитета, а допуск заготовки по ГОСТ 26645-89.

1=2800 мкм, 2=460 мкм, 3=120 мкм, 4=46 мкм; 5=40 мкм.

В графе «предельные размеры» Dmax получаем, округляя Dр в большую сторону до знака после запятой, с каким дан допуск, а Dmin - вычитая из Dmax значения допуска соответствующего перехода.

Растачивание тонкое:

Зенкерование чистовое:

Зенкерование получистовое:

Зенкерование предварительное:

Заготовка:

Минимальные предельные значения припусков 2Zпрmin равны разности наибольших предельных размеров, выполняемого и предшествующего переходов, а максимальное значение 2Zпрmax - разности наименьших предельных размеров.

Зенкерование предварительное:

2Zпрmin2 = Dmax2 - Dmax1 = 73,93 - 70,9 = 3,03 мм

2Zпрmax2 = Dmin2 - Dmin1 = 73,47 - 68,1 = 5,37 мм

Зенкерование получистовое:

2Zпрmin3 =Dmax3 - Dmax2 = 74,35 - 73,93 = 0,42 мм

2Zпрmax3 =Dmin3 - Dmin2 = 74,23 - 73,47 = 0,76 мм

Зенкерование чистовое:

2Zпрmin4 =Dmax4 - Dmax3 = 74,73 - 74,35 = 0,38 мм

2Zпрmax4 =Dmin4 - Dmin3 = 74,684 - 74,23 = 0,454 мм

Растачивание тонкое:

2Zпрmin5 =Dmax5 - Dmax4 = 75,03 - 74,73 = 0,3 мм

2Zпрmax5 =Dmin5 - Dmin4= 74,99 - 74,684 = 0,306 мм

Общие припуски получаем, суммируя припуски каждого перехода:

2Zoпрmin = 3030 + 420 + 380 + 300 = 4130 мкм

2Zoпрmax= 5370 + 760 + 454 + 306 = 6890 мкм

Номинальный припуск:

2Zо ном = 2Zoпрmin + Нз - Нд, мкм,

где Нз, Нд - верхние предельные отклонения заготовки и детали.

2Zо ном = 4130 + 1400 - 30 = 5500 мкм

Номинальный диаметр заготовки:

Dз ном = dy ном - 2Zо , мм,

Dз ном = 75 - 5,5 = 69,5 мм

Проверяем правильность произведённых расчётов по уравнениям:

1-й переход: 5370 - 3030 = 2800 - 460 мм, т. е. 2340 = 2340

2-й переход: 760 - 420 = 460 - 120, т. е. 340 = 340

3-й переход: 454 - 380 = 120 - 46, т. е. 74 = 74

4-й переход: 306 - 300 = 46 - 40, т. е. 6 = 6

Общий припуск:

6890 - 4130 = 2800 - 40, т. е. 2760 = 2760

Проверка дала верные результаты, значит расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сводим в таблицу.

Таблица 1.8 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам обработки поверхности

№ п/п	Маршрут обработ- ки	Элементы припуска, мкм	Расч. прип. 2Zmin мкм	Расч. разм. Dр, мкм	Допу ск мкм	Предельные размеры, мм	Пред. при- пуски, мкм
		Rz	h						Dmin	Dmax	2Zmin	2Zmax
1	Заго- товка	500	1110	-	-	70,9	2800	68,1	70,9	-	-
2	Зенкер. предв.	50	50	67	110	2.1515	73,93	460	73,47	73,93	3030	5370
3	Зенкер. получис	40	40	4	110	2.210	74,35	120	74,23	74,35	420	760
4	Зенкер. чист.	20	20	0	110	2.190	74,73	46	74,684	74,73	380	454
5	Растач. тонкое	5	10	0	110	2.150	75,03	40	74,99	75,03	300	306
	4130	6890

Расчет припусков на обработку торца картера с выдерживанием размера до оси отверстия .

Технологический маршрут обработки данной поверхности состоит из следующих переходов:

Заготовка - 16 квалитет; =2,2 мм;

1. фрезерование предварительное - 14 квалитет, 1 =0,4 мм;

2. фрезерование окончательное - 12 квалитет, 2 =0,3 мм;

3. точение - 11 квалитет, 2 =0,2 мм;

Рисунок 1.7 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности .

Качество поверхности:

- заготовка RZ+h=500 мкм ([3] т.1, табл. 6, стр.183);

- фрезерование предварительное RZ=200 мкм, h=200 мкм ([3] т.1, табл. 26);

- фрезерование окончательное RZ=50 мкм, h=50 мкм;

- точение RZ=16 мкм, h=10 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности по формуле

- ([2], табл. П17).

- учитывает коробление заготовки, мкм; находим по формуле

Определяем остаточные отклонения расположения по формуле

После фрезерования предварительного:

После фрезерования окончательного:

После точения:

Погрешность установки при предварительном фрезеровании определяем по формуле

б = Smax =77 мкм;

зк= 80 мкм - при установке на опорную плоскость приспособления с пневматическим зажимом по начисто обработанным поверхностям ([2], табл. П30);

При окончательном фрезеровании:

При точении:

Минимальный припуск определяем по формуле:

, мкм,

где RZi-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм;

i-1 - суммарное отклонение расположения на предшествующем переходе, мкм;

I - погрешность установки на выполняемом переходе, мкм.

Фрезерование предварительное:

Фрезерование окончательное:

Точение:

Графу «Расчетный размер Lр» заполняем, начиная с конечного чертежного размера, путём последовательного прибавления расчётного минимального припуска каждого технологического перехода.

Точение:

Фрезерование окончательное:

Фрезерование предварительное:

Заготовка:

Допуски для технологических переходов назначаем по ([3] т.1, табл.32, стр.192) в зависимости от квалитета, а допуск заготовки по ГОСТ 26645-89.

1=2200 мкм, 2=400 мкм, 3=300 мкм, 4=200 мкм.

В графе «предельные размеры» Lmin получаем, округляя Lр в большую сторону до знака после запятой, с каким дан допуск, а Lmax - прибавляя к Lmin значения допуска соответствующего перехода.

Точение:

Фрезерование окончательное:

Фрезерование предварительное:

Заготовка:

Минимальные предельные значения припусков Zпрmin равны разности наибольших предельных размеров, выполняемого и предшествующего переходов, а максимальное значение Zпрmax - разности наименьших предельных размеров.

Фрезерование предварительное:

Zпрmin2 = Lmin1 - Lmin2 = 59 - 57,6 = 1,4 мм

Zпрmax2 = Lmax1 - Lmax2 = 61,2 - 58 = 3,2 мм

Фрезерование окончательное:

Zпрmin3 =Lmin2 - Lmin3 = 57,6 - 57,1 = 0,5 мм

Zпрmax3 =Lmax2 - Lmax3 = 58 - 57,4 = 0,6 мм

Точение:

Zпрmin4 =Lmin3 - Lmin4 = 57,1 - 56,9 = 0,2 мм

Zпрmax4 =Lmax3 - Lmax4 = 57,4 - 57,1 = 0,3 мм

Общие припуски получаем, суммируя припуски каждого перехода:

Zoпрmin = 1400 + 500 + 200 = 2100 мкм

Zoпрmax = 3200 + 600 + 300 = 4100 мкм

Номинальный припуск:

Zо ном = Zoпрmin + Нз - Нд, мкм,

где Нз, Нд - верхние предельные отклонения заготовки и детали.

2Zо ном = 2100 + 1100 - 100 = 3100 мкм

Номинальный размер заготовки:

Lз ном = Ly ном + Zо ном , мм,

Lз ном = 57 + 3,1 = 60,1 мм

Проверяем правильность произведённых расчётов по уравнениям:

,

1-й переход: 3200 - 1400 = 2200 - 400 мм, т. е. 1800 = 1800

2-й переход: 600 - 500 = 400 - 300, т. е. 100 = 100

3-й переход: 300 - 200 = 300 - 200, т. е. 100 = 100

Общий припуск:

4100-2100=2200-200, т. е. 2000=2000

Проверка дала верные результаты, значит расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков сводим в таблицу.

Таблица 1.9 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам торца картера

№ п/п	Маршрут обработ- ки	Элементы припуска, мкм	Расч. прип. Zmin мкм	Расч. разм. Lр, мкм	Доп. мкм	Предельные размеры, мм	Пред. при- пуски, мкм
		Rz	h						Lmin	Lmax	Zmin	Zmax
1	Заго- товка	500	910	-	-	59,05	2200	59	61,2	-	-
2	Фрезер. предв.	100	100	55	110	1420	57,63	400	57,6	58	1400	3200
3	Фрезер. оконч.	50	50	3	110	520	57,11	300	57,1	57,4	500	600
4	Точение	16	10	0	110	210	56,9	200	56,9	57,1	200	300
	2100	4100

Рисунок 1.8 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку торца картера

1.12 Расчёт режимов резания

Произведем расчет режимов резания на два перехода по эмпирическим формулам. Принцип расчета и выбор коэффициентов производим по [3, т.2].

Определим режимы для сверления отверстия мм на агрегатном станке СМ429:

Принимаем глубину резания: t= D/2= 8,8/2=4,4 мм;

Подачу выбираем по [3, т.2 табл. 11] S=0,14 мм/об;

Глубина сверления - l = 26 мм;

Стойкость инструмента - Т=35 мин;

Скорость резания при сверлении рассчитываем по следующей формуле:

, м/мин,

где Cv- коэффициент скорости резания;

m, y, q - показатели степени;

Кv - общий поправочный коэффициент на скорость резания,

учитывающий фактические условия резания:

,

где KМV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, для чугуна ВЧ50

,

KИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента, для Р6М5

KИV = 1,0;

KlV - коэффициент, учитывающий глубину сверления;

так как l/D=26/8,8=2,95, принимаем при l<3D KlV =1,0;



Значения коэффициентов и показателей степени по [3, т.2 таблица 28]:

СV = 14,7; q = 0,25; y = 0,55; m = 0,125; T = 35 мин;

Таким образом, окружная скорость вращения сверла:

м/мин;

Частота вращения инструмента:

, ,

Принимаем: nФ = 800 мин-1.

Минутная подача:

, мм/мин,

Фактическая окружная скорость вращения инструмента:

Крутящий момент Mкр определяем по формуле:

, ,

Коэффициенты и показатели степеней определяем по [3, т.2 таблица 32]:

СМ = 0,021; у = 0,8; q = 2,0;

Коэффициент, учитывающий условия обработки КР = КМР =1,29;

Подставив значения, получим:

Найдём значение осевой силы:

, Н,

Коэффициенты и показатели степеней определяем по [3, т.2 таблица 32]:

СР = 42,7; у = 0,8; q = 1,0;

Подставив значения, получим:

Мощность резания:

Определим режимы для предварительного фрезерования базовых платиков на агрегатном станке АМ18474.

Обрабатываемый материал - чугун ВЧ50 ГОСТ 7293-85.

Инструмент: фреза торцовая.

Глубина фрезерования - t = 2 мм.

Ширина фрезерования - В = 52 мм.

Подача на зуб - SZ = 0,22 мм/об.

Число зубьев фрезы - z = 24.

Диаметр фрезы - D = 250 мм.

Скорость резания при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы:

, м/мин,

где Т - стойкость инструмента, мин;

Kv - общий поправочный коэффициент на скорость резания;

Cv - коэффициент скорости резания;

m, x, y, u, p, q - показатели степени.

Значения коэффициентов и показателей степени по [3, т.2 таблица 39]:

Сv = 445; q = 0,3; x = 0,15; y = 0,32; u = 0,5; p = 0; m = 0,32; Т = 180 мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

,

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

для чугуна ВЧ50 по формуле:

;

- коэффициент, учитывающий материал инструмента;

- коэффициент, отражающий состояние поверхности слоя заготовки.

Таким образом, окружная скорость вращения фрезы:

м/мин

Частота вращения инструмента по формуле:

мин-1

Принимаем n = 125 мин-1.

Фактическая окружная скорость вращения инструмента по формуле:

м/мин

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила:

, Н,

Значения коэффициентов и показателей степени определяем по [3]:

СР = 825; q = 1,3; x =1,0 ; y = 0,75; u = 1,1; w = 0,2.

Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала:

,

Тогда окружная сила резания равна:

Н

Находим крутящий момент на шпинделе:

, Нм,

Нм

Находим мощность резания (эффективная):

, кВт,

кВт

Найдем основное время:

, мин,

где LPX - величина рабочего хода, мм;

SМ - минутная подача, мм/мин.

Режимы резания для остальных переходов и операций сводим в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Сводная таблица режимов резания

№ оп.	Наименование операции или перехода	D или В	i	t, мм	Lpx, мм	SО, мм/ об	n, мин-1	v м/ мин	Sмин, мм/ мин	Т0, мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
010	Агрегатная фрез. платиков свер отверстий зенкер. 2 отверстий развер. 2 отверстия фрез. платиков чис.	250 13,2 12,3 13,15/ 15,3 13,3 250	2 1 1 1 1 1 1	2 6,6 6,15 0,42 1,07 0,075 2	200 64 64 64 3 22 140	5,28 0,23 0,23 0,28 0,28 0,67 2	125 400 400 280 280 115 150	97,1 16,5 15,5 11,1 14 4,8 120	660 92 92 78,4 78,4 77,1 300	0,65 0,69 0,69 0,81 - 0,29 0,47
015	Агрегатная фрезерование торца фрезерование торца зенкеров. отвер и обтачив. фаски зенкер. отверстие зенкер 2 отверстия зенкер. отверстие подр. торец и канав. подр. торец и канав. фрезеровать паз	160 160 160 160 26 41 66 68 27,5 47 72 48 76 200	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	2 1 4 2 1 2,5 6 1,5 0,75 3 1 5 4 4	340 340 340 340 26 41 66 140 40 8 140 24 25 14	2 2 2 2 0,27 0,27 0,27 0,8 0,075 0,075 0,4 0,05 0,05 1,4	220 220 220 220 300 300 300 155 480 480 200 330 330 40	117 117 117 117 24,6 38,8 62 34 42 70,8 35 50 50 62	440 440 440 440 81 81 81 310 36 36 80 16,5 16,5 56	0,77 0,77 0,77 0,77 0,32 0,51 0,81 0,89 1,11 0,22 1,75 1,5 1,51 0,25
020	Агрегатная фрезерование торца фрезеровать торец зенкер. отверстие зенкер. отверстие зенкер. 2 отверстия зенкер. 2 отверстия расточить канавку расточить отвер.	160 160 160 160 30 35 39 45 39 48 47,5 43,1	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	3 1 2 1 1,5 2,5 2 3 2 2 6 2	340 340 340 340 190 190 45 10 130 20 7 110	2 2 2 2 0,38 0,43 0,28 0,28 0,28 0,28 0,06 0,28	220 220 220 220 362 323 252 252 252 252 277 277	117 117 117 117 34 35,5 30,9 35,6 30,8 38 41,3 37,5	440 440 440 440 137 139 70,6 70,6 70,6 70,6 16,6 77,5	0,79 0,79 0,79 0,79 1,39 1,37 0,64 0,15 1,82 0,28 0,42 1,42
025	Агрегатная зенкер. отверстие расточить 3 отвер. со снятием фаски	74,3 48 43,43 29,1	1 1 1 1	0,5 2,25 1,25 0,8	140 15 37 50	0,5 0,12 0,12 0,12	170 542 542 542	40 81,7 65 50	85 65 65 65	1,65 0,23 0,6 0,77
030	Агрегатная зенкер. отверстие расточить 3 отвер. со снятием фаски	41,1 43,1 46,2 41,1 45,1 49 45	1 1 1 1 1 1 1	1 1 0,6 1 1 0,5 0,75	45 25 3 140 105 20 20	0,12 0,12 0,12 0,42 0,42 0,42 1,5	542 542 542 542 542 542 20	70 70,3 79 70 73,3 83 7	65 65 65 227 227 227 30	0,69 0,38 0,04 0,62 0,46 0,09 0,67
035	Алмазно-расточная расточить 2 отвер. расточить 3 отвер. подрезать торец	44 42 105 50 45,9 42 115 77 75 32 30	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	0,45 0,45 0,5 0,5 0,45 0,45 0,5 1,0 0,15 1,0 0,45	22 27 35 18 22 42 25 6 140 6 15	0,06 0,06 0,075 0,1 0,06 0,06 0,05 0,11 0,05 0,11 0,11	800 800 400 1300 1300 1300 500 850 850 850 850	112 105 157 200 187 170 180 205 200 85 80	48 48 30 130 80 80 25 93 25 93 93	0,46 0,56 1,17 0,14 0,28 0,53 1 0,06 5,6 0,06 0,16
040	Агрегатная сверлить 2 отвер. свер. отверстие сверлить 4 отвер. сверлить 5 отвер. сверлить отвер. нарез. резьбу в 5 отв нарез. резьбу в 4 отв зенкер. 2 отверстия развер. 2 отверстия	6,2 4,8 3,8 8,7 8,7 6,2 10 10 6,85 6,95	1 1 1 4 5 1 5 4 1 1	3,1 2,4 1,9 4,35 4,35 3,3 0,65 0,65 0,4 0,05	48 20 50 30 20 40 20 20 14 14	0,045 0,07 0,05 0,1 0,08 0,05 1,25 1,25 0,25 0,25	470 720 1120 356 430 750 20 20 323 323	14,1 7,0 13,3 9,4 11,9 14,6 6,3 6,3 7,1 7,1	32,4 33 56 35,6 34,4 37,5 25 25 80,7 80,7	1,48 0,61 0,89 0,84 0,58 1,07 0,8 0,8 0,17 0,17
045	Сверлильная свер. отвер.	2,2	2	1,1	4	0,05	1400	9,7	70	0,12
050	Сверлильная цековка бобышек	30	1	8,4	5	0,28	160	8,5	44,8	0,12

1.13 Расчёт технических норм времени на операции

При массовом производстве норма штучного времени определяется по формуле:

,

где То - основное (машинное) время обработки детали, мин;

Тв - вспомогательное время на операцию (время на установку и снятие детали, подвод и отвод инструмента, время на управление станком и т.д.), мин;

Тобс - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (время на замену затупившегося инструмента, время на уборку рабочего места в конце работы), мин;

Тотд - время на отдых и личные надобности, мин.

,

где Тус - время на установку и снятие детали, мин;

Тзо - время на закрепление и открепление детали, мин;

Туп - время на приемы управления, мин;

Тиз - время на измерение детали, мин.

,

где Ттех - время на техническое обслуживание рабочего места, мин;

Торг - время на организационное обслуживание рабочего места, мин.

Оперативное время Топ

,

В массовом производстве Ттех определяется по следующим формулам - для токарных, сверлильных и фрезерных операций:

,

где tсм - время на смену инструментов и подналадку станка, мин;

- для остальных операций:

,

где ПТЕХ - затраты на техническое обслуживание рабочего места в

процентах от основного времени;

Т - период стойкости при работе одним инструментом или расчетный период стойкости лимитирующего инструмента при многоинструментальной обработке, мин.

Время на организационное обслуживание Торг определяется в процентах от оперативного времени.

Время на отдых:

,

где П - затраты времени на отдых в процентном отношении к оперативному.

Рассчитаем норму штучного времени для агрегатной операции 010.

Расчет ведем по методике, изложенной в [8].

Производство массовое, масса детали 7,15 кг.

Операционное время Т0 = 0,81 мин

Время на установку и снятие детали открепление и закрепление ([8], табл. 5.6) - в расчёте не учитываем:

Тус+Тзо=0,112

Время на приёмы управления ([8], табл. 5.8):

Туп=0,02 мин

Время на измерение штангенциркулем, калибрами, приспособлением специальным ([8], табл. 5.10-5.16). При расчёте Тв не учитывается, так как измерение производится одновременно с обработкой других деталей:

Тиз=0,51 мин

Вспомогательное время

Тв=0,02=0,02 мин

Оперативное время

Топ=0,81+0,132=0,942

Время на смену инструмента tсм=7,2 мин ([8], табл. 5.17), тогда время на техническое обслуживание:

Затраты времени на организационное обслуживание рабочего места в процентном отношении к оперативному равно 2,4% ([8], табл. 5.21), тогда:

мин

Время на обслуживание рабочего места:

Тобс=0,097+0,02=0,117 мин;

Определяем затраты времени на отдых Пот=9% ([8], табл. 5.22).

Время на отдых

мин

Таким образом, норма штучного времени

Тшт=0,81+0,02+0,117+0,08=1,027 мин

Рассчитаем норму штучного времени для сверлильной операции 085.

Производство массовое, масса детали 7,15 кг.

Операционное время Т0 =0,12 мин

Время на установку и снятие детали открепление и закрепление

Тус+Тзо=0,095 мин

Время на приёмы управления ([8], табл. 5.8):

Туп=0,06 мин

Время на измерение калибром-пробкой ([8], табл. 5.13):

Тиз=0,09 мин

Вспомогательное время:

Тв=0,095+0,04+0,09=0,225 мин

Оперативное время

Топ=0,12+0,225=0,345 мин

Время на техническое обслуживание

мин

Затраты времени на организационное обслуживание в процентном отношении к оперативному равно 1% ([8], табл. 5.21)

мин

Время на обслуживание рабочего места

Тобс=0,0012+0,0034=0,0046 мин

Определяем затраты времени на отдых Тот=8% ([8], табл. 5.22). Время на отдых:

 мин

Таким образом, норма штучного времени при сверлении будет равна следующей величине

Тшт=0,12+0,225+0,0053+0,03=0,38 мин

Остальные нормы времени определяем таким же образом и сводим в таблицу 1.10.

Таблица 1.10 - Сводная таблица технических норм времени по операциям, мин

№ оп.	Наименование операции	То	Твсп	Топ	Тобсл	Тотд	Тшт
			Тус+Тзо	Туп	Тизм		Ттех	Торг
010	Агрегатная	0,81**	0,112*	0,02	0,51*	0,942	0,097	0,02	0,08	1,027
015	Агрегатная	1,75**	0,112*	0,02	0,83*	1,77	0,107	0,042	0,142	2,06
020	Агрегатная	1,82**	0,112*	0,02	0,92*	1,84	0,126	0,044	0,165	2,175
025	Агрегатная	1,65**	0,112*	0,02	0,89*	1,67	0,078	0,041	0,15	1,939
035	Алмазно-расточная	5,6**	0,112	0,02	4,36*	5,62	0,089	0,134	0,449	6,292
040	Агрегатная	1,48**	0,112*	0,02	0,63*	1,5	0,134	0,36	0,135	2,129
045	Сверлильная	0,12	0,095	0,06	0,09	0,345	0,0012	0,0034	0,03	0,38
050	Сверлильная	0,12	0,06	0,05	0,12	0,35	0,0041	0,0035	0,028	0,386

* - значение в расчете не учитывается, так как установка и снятие детали, а также измерение, происходит параллельно с обработкой на других переходах.

** - расчет ведем по наиболее продолжительному переходу.

1.14 Расчёт технологической размерной цепи

Размерной цепью называют совокупность размеров, образующих замкнутый контур и непосредственно участвующих в решении поставленной задачи. Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. деталь заготовка цепной конвейер

Расчёт размерных цепей и их анализ - обязательный этап конструирования машин, способствующий повышению качества, обеспечению взаимозаменяемости и снижению трудоёмкости их изготовления. Сущность расчёта размерной цепи заключается в установлении допусков и предельных отклонений всех её звеньев, исходя из требований конструкции и технологии.

Рассчитаем размерную цепь, образующуюся при растачивании в картере отверстия под подшипник .

Рисунок 1.9 - Схема размерной цепи

где А1 , А2 - составляющие звенья размерной цепи;

А? - замыкающее звено.

Параметры составляющих звеньев, передаточные отношения: е1=+1; е2=-1. Расчёт допусков звеньев:



Расчёт координат середины полей допусков:

Расчёт номинального размера замыкающего звена:

Расчёт допуска замыкающего звена:

Расчёт предельных отклонений замыкающего звена:



Расчёт координаты середины поля допуска замыкающего звена:

Проверка:

1.15 Определение необходимого количества оборудования и коэффициентов его загрузки

Для поточного производства количество станков S определяется по формуле:

,

где Si - количество единиц оборудования для выполнения одной операции в поточной линии;

Тшт - штучное время обработки изделия, мин;

Ni - количество изделий, подлежащих обработке в год;

F - действительный годовой фонд времени работы оборудования,

F=4015 час.

Коэффициент загрузки оборудования:

,

где Sпр - принятое количество станков.

Операция 010

; Sпр=1,0; ;

Операция 015

; Sпр=1,0; ;

Операция 020

; Sпр=1,0; ;

Операция 025

; Sпр=1,0; ;

Операция 035

; Sпр=3,0; ;

Операция 040

; Sпр=1,0; ;

Операция 045

; Sпр=1,0; ;

Операция 050

; Sпр=1,0; ;

На основании рассчитанных коэффициентов строим график загрузки оборудования.

Рисунок 1.10 - График загрузки оборудования.

Незагруженные станки 2С108 и 2Н135 являются универсальными и их можно использовать для выполнения операций при производстве других деталей.

1.16 Уточнённый расчёт типа производства

Уточненный расчет типа производства основывается на определении коэффициента закрепления операций Кзо.

,

где: О - количество всех различных технологических операций; выполненных в течении месяца;

Р - число рабочих мест, необходимых для выполнения месячной программы.

Согласно ГОСТ для массового типа производства Кзо=1,0.

Число рабочих мест для выполнения определенной i-ой операции определяем по формуле.

,

где Nм - месячный объем выпуска детали:

Nм =Nгод /12=80000/12=6667 шт;

Тшт - штучное время на выполнение определенной операции, мин;

Fм - месячный фонд времени работы оборудования (388 час);

Кв - коэффициент выполнения норм времени, Кв=1,1…1,3.

Рассчитанное число рабочих мест округляем до ближайшего большего целого числа Рi.

Таким образом, число рабочих мест на каждой операции:

; Принимаем Р010 =1,0;

; Принимаем Р015 =1,0;

; Принимаем Р020 =1,0;

; Принимаем Р025 =1,0;

; Принимаем Р035 =2,0;

; Принимаем Р040 =1,0;

; Принимаем Р045 =1,0;

; Принимаем Р050 =1,0;

Коэффициент загрузки данных рабочих мест выполняемой операцией рассчитываем по формуле.

,

; ;

; ;

; ;

; ;

Количество операций, выполняемых на этом рабочем месте, при его нормативной загрузке определяем по формуле:

,

где н=0,65…0,75 - нормативный коэффициент загрузки для массового производства.

; ;

; ;

; ;

; ;

Общее количество операций, выполняемых на всех рабочих местах проектируемого техпроцесса и общее количество рабочих мест, определяется как сумма всех операций и сумма всех рабочих мест соответственно.

,

,

Определяем коэффициент закрепления операций по формуле (1.50):



По полученному значению принимаем крупносерийный тип производства.

Оборудование применяемое для производства нашей детали полностью соответствует данному типу производства.

Определим такт выпуска продукции :

, мин,

мин

где F - действительный годовой фонд времени работы оборудования при двухсменной работе, F=4015 час;

Nгод - годовая программа выпуска, Nгод=80000 шт.

2. РАСЧЁТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИ - ЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ

2.1 Расчёт и проектирование приспособления для растачива- ния отверстий

Служебное назначение и описание приспособления

Рисунок 2.1 - Приспособление для растачивания отверстий

Приспособление состоит из плиты, на которой установлен корпус, в котором установлены узлы пневмопривода. На корпус также крепится плита и два установочных пальца, с помощью которых реализуется схема базирования на плоскость и два пальца. Точность установки корпуса на плите обеспечивается при помощи установочных штифтов. Приспособление позволяет обработать все базовые отверстия за одну установку.

Зажим и разжим заготовки осуществляется при помощи механизированного пневмопривода, который представляет собой два пневмоцилиндра, установленных внутри приспособления. Через муфту подвода воздуха и каналы в полости цилиндра воздух из магистрального трубопровода попеременно подаётся то в одну, то в другую полость пневмоцилиндра, благодаря чему осуществляется разжим и зажим заготовки. Поршни, закреплённый на штоке двигают тягу, которые при помощи штифтов соединены с рычагами, на которых установлены качающиеся прижимы в виде призм, в результате чего происходит зажим заготовки.

Применение данного приспособления уменьшает вспомогательное время, облегчает труд рабочего благодаря механизации и обеспечивает равномерность силы зажима заготовки.

Расчет сил зажима заготовки

Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.

Рассчитаем усилие на штоке пневмоциллиндра Q, необходимое для зажима заготовки и диаметр поршня пневмоциллиндра Dц.

Исходные данные для расчёта:

- диаметр обрабатываемой поверхности D=75 мм;

- глубина резания t=0,3 мм;

- частота вращения n=850 мин;

- скорость резания v=200 м/мин;

- сила резания

Рисунок 2.2 - Схема для расчёта усилия необходимого для зажима заготовки

Уравнение равновесия составляем из условия, что опорные пальцы приспособления не должны воспринимать силы резания, и то, что силы резания при растачивании отверстий под подшипники компенсируют друг друга.

Возможному смещению заготовки противодействуют силы трения.

Условие равновесия системы выглядит следующим образом:

где Q - сила зажима заготовки;

P - сила резания;

f1 и f2 - коэффициенты трения f1=f2 =0,8;

К - коэффициент запаса.

где Ко = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

К1 = 1,2 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки ([12] стр.199);

К2 = 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента ([12], стр. 206, табл. 95);

Кз = 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании ([12], стр.199);

К4 = 1,0 - коэффициент непостоянства зажимного усилия ([12], стр.199);

К5 = 1,0 - степень удобства расположения рукояток ([12], стр.206);

К6 = 1,5 - коэффициент, учитывающий влияние крутящих моментов ([12] стр. 207)



По ГОСТ 12.2.029-77 минимальный запас надежности закрепления равен 2,5, а рассчитанный коэффициент превышает это значение.

После преобразования из формулы (2.1) расчетная формула имеет вид:

, Н,

Так как в приспособлении используется рычажный механизм, то усилие зажима на штоке пневмоцилиндра будет находиться по следующей формуле:

, Н, (2.4)

Диаметр поршня пневмоциллиндра находим по формуле:

, мм

где р = 0,6 МПа - давление сжатого воздуха;

=0,95 - механический КПД пневмоциллиндра.

Принимаем ближайший больший стандартный диаметр поршня пневмоци-линдра Dц=80 мм.

Расчет приспособления на точность

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному точностному параметру и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.

Рассчитаем погрешность приспособления, которая обеспечит точность линейного размера от оси базового отверстия до отверстия под поршень-рейку.

, мкм,

где пр - погрешность приспособления, мм;

Т - допуск выполняемого размера, мм;

Кт - коэффициент, учитывающий отклонения рассеивания значенийсоставляющих величин от закона нормального распределения, Кт = 1,1; kт1 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, kт1 = 0,85; kт2 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, независящими от приспособления, kт2 = 0,7;

б - погрешность базирования, мм;

з - погрешность закрепления, мм;

у - погрешность установки приспособления на станке, мм;

и - погрешность положения рабочих поверхностей рабочих элементов в результате их изнашивания в процессе эксплуатации приспособления, мм;

пи - погрешность от перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления, мм;

- экономическая точность обработки ( = 0,09 мм). б = Smax=77 мкм. з = 80 мкм. у = 0, так как установка производится по развитой поверхности и неопределённости не возникает.

Погрешность от износа установочных элементов определяем по формуле

, мкм,

где n - количество смен опор в течение года, принимаем n=2;

u - величина износа.

Так как установка происходит на опору с большой площадью контакта:

, мкм,

где - постоянная, зависящая от вида установочного элемента и условия контакта (1 = 0,002 мкм);

N - количество контактов заготовки с опорой (установок в приспособление, снятий с него), в год. В нашем случае равна годовой программе выпуска: Nг=80000 шт.

, т.к. в приспособлении отсутствуют направляющие элементы.

Подставим значения в формулу, получим:



Принимаем

На основании расчета можно сделать вывод, что допустимый зазор между пальцем приспособления и базовым отверстием Smax=77 мкм.

Расчет приспособления на прочность.

Рассчитаем на прочность самое опасное звено приспособления. Рассматривая данное приспособление можно прийти к выводу, что наиболее нагруженным звеном является тяга и штифт, соединяющий тягу с рычагом, который передаёт усилие со штока пневмоцилиндра на рычаг. Штифт работает на срез. Он изготовлен из стали 20.

Расчет на прочность проводим по следующей формуле:

, МПа,

где Q - расчетная осевая сила, Q = 1360 Н;

d - диаметр оси, мм;

n - число осей в соединении;

i - число плоскостей среза;

- допускаемое нагружение среза; для сталь 20 .

Необходимый размер опасного сечения находим из формулы (2.9):

(2.10)

Поскольку используемый размер d=16 мм больше рассчитанного минимально допустимого, то оставляем его тем же.

2.2 Расчёт и проектирование контрольного приспособления для контроля перпендикулярности

Служебное назначение и описание приспособления.

Прибор предназначен для проверки перпендикулярности торца картера оси отверстий в которые устанавливается вал в подшипниках, а также допуска на размер радиуса R25.

Прибор состоит из следующих основных узлов: двух корпусов, втулок, угольника, рычагов, пружин, индикатора ИЧ 10 кл.1 ГОСТ 577-68. Также к прибору прилагаются эталон и оправка. Втулки устанавливаются в корпуса и крепятся к ним винтами.

Рисунок 2.3 - Приспособление для контроля перпендикулярности.

Работа на приборе.

Деталь устанавливается на гладкую цилиндрическую оправку отверстием под подшипник, чем обеспечивается измерение перпендикулярности торца относительно оси отверстия. Приспособление устанавливается на оправку с упором в торец картера. Повернув приспособление на 360о определяется разность показаний на первом индикатора, которая для годной детали не должна превышать 0,08 мм. При контроле размера R25+0,21 приспособление настраивается на «0» по эталону, а затем производится измерение на детали. Показание второго индикатора должно быть в пределах от 0 до +0,21 мм.

Расчет приспособления на точность.

Для того, чтобы контрольное приспособление обеспечивало правильность контроля, требуется, чтобы его погрешность составляла 1/3…1/4 допуска на контролируемый параметр: самый точный измеряемый параметр - отклонение от перпендикулярности торца картера оси отверстий, в которые устанавливается вал в подшипниках 0,02 мм. Однако в расчётах будем использовать величину отклонения от перпендикулярности 0,08 мм, что обусловлено конструктивными элементами приспособления: передаточным рычажным устройством с соотношением плеч равным 2, и схемой установки щупа, которая приводит к тому, что контролируемая величина в два раза превышает отклонение от перпендикулярности.

Таким образом, расчет приспособления на точность проведем следующим образом:

, мм,

где [изм] - допустимая погрешность измерения, мм;

Т - допуск контролируемого размера с учётом изменений, вносимых конструкцией приспособления, мм; Т=0,08 мм

Погрешность измерения приспособления изм рассчитывается по формуле:

, мм,

где - суммарное значение погрешностей в процессе измерения;

где - погрешность базирования, имеет место вследствие наличия зазоров между оправкой и деталью и оправкой и приспособлением и характеризуется перекосом приспособления;

- погрешность закрепления;

- погрешность, возникающая в результате износа установочных элементов;

- погрешность средств измерения (индикатора), принимают равной цене деления прибора;

- погрешность передаточных механизмов;

, мм,

где S1 - зазор между оправкой и приспособлением;

S2 - зазор между оправкой и деталью;

НПР - высота приспособления;

НОТВ - высота отверстия, по которому устанавливается деталь;

l - длина расстояния от оси до щупа приспособления;

мм

, так как деталь не закрепляется силой зажима в каком либо приспособлении;

, так как износ элементов приспособления не оказывает влияния на измеряемый параметр;

= 0,01 мм, так как в качестве средства измерения используется индикатор часового типа (ИЧ), у которого цена деления равна 0,01 мм;

, поскольку рычаг устанавливается на коническую ось и зазора не возникает.

Таким образом по формуле:

Т.к. [изм] = 0,026 мм > изм = 0,022 мм, то можно сказать, что данное приспособление обеспечит необходимую точность измерения.

2.3 Расчёт и проектирование зенкера ступенчатого

На операции 015 для увеличения производительности при обработке отверстия используют специальный режущий инструмент - зенкер ступенчатый.

Исходные данные:

- обрабатываемый материал: чугун ВЧ 50 ГОСТ 7293-85, НВ=153…245

- диаметры обрабатываемых отверстий: и

Зенкер выполняем сборным: пластины из твёрдого сплава припаиваются к корпусу из конструкционной стали.

Выберем материалы рабочей и режущей части.

Материал корпуса - сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Материал твердосплавных пластин - ВК6 ГОСТ 25400-90.

Число зубьев на каждой ступени - 4.

При обработке отверстия зенкером с твёрдосплавными пластинами используются следующие углы:

На первой ступени:

- задний угол пластины ;

- задний угол корпуса ;

- угол наклона винтовой канавки ;

- главный передний угол ;

- угол на...