Анализ технологичности конструкции детали "кронштейн"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В курсовом проекте произведен анализ технологичности конструкции детали. Определен тип производства, обоснован выбор способа получения заготовки. Выбран маршрут механической обработки, подобрано оборудование, рассчитаны припуски на механическую обработку, режимы резания. Произведен расчет норм времени, произведен расчет и проектирование специального приспособления.

Чертеж детали

1. Технологический анализ изделия на основании технических условий, указанных на чертеже

Деталь "Кронштейн", рассматриваемая в курсовом проекте согласно заданного чертежа изготавливается из Стали 40 Л, т.е. стали, предназначенной для отливок. Деталь имеет очертания сравнительно сложной формы. Деталь предназначена для крепления крупных узлов и агрегатов машин и имеет небольшой размер. Как правило, детали подобные заданной могут подвергаться большим статическим а так же динамическим нагрузкам.

Приведем химический состав стали 40Л, из которой изготавливается деталь:

Химический элемент и содержание в процентах

Si	Cu	Mn	Ni	P	Cr	S
0.2-0.52	<0.3	0.4-0.9	<0.3	<0.04	<0.3	<0.045

Механические свойства

Вид термообработки	у0,2	уВ	d5,%	y, %	KCU Дж/м2
Нормализация 860-880 С, отпуск 600-630 С	300	530	14	25	29
Закалка 860-880 С, отпуск 600-630 С	350	530	14	20	29

Технологические свойства:

Свариваемость: ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием:

В термообработанном состоянии при НВ 200 Ku тв.спл. = 1,1, Ku б.ст. = 1,0.

Склонность к отпускной способности: не склонна

Флокеночувствительность: не чувствительна

Литейные свойства:

Линейная усадка, \%1480-1490

Показатель трещиноустойчивости, Кт.у.2.2-2.3

Жидкотекучесть, Кж.т.0.8

Склонность к образованию усадочной раковины, Ку.р.1.0

Склонность к образованию усадочной пористости, Ку.п.1.2

Деталь включает в себя опорную усеченную цилиндрическую поверхность "И" Ш140+2 и пару параллельных ей поверхностей "Е" и "Ж" Ш40+0.34 мм разделенных вырезом, расстояние от края первой поверхности до оси второй 75±1 мм. Установлены требования к шероховатости поверхности "И" Ra 2, к шероховатости поверхностей "Е" и "Ж" Rz 40. К перпендикулярным к ним внутренним поверхностям "Л" и "К" предъявляется требование шероховатости Ra 3, расстояние между поверхностями 48+0,5. Расстояние от оси поверхности "Е" до оси 2х отверстий под резьбу М12-7H 28±0,5 мм., расстояние между отверстиями с резьбой 44±0,5 мм.

Со стороны торцевой поверхности "Д" у поверхности "Е" имеется фаска 1,6х45, к поверхности фаски установлено требование шероховатости Ra 3.

Фаска 1.6х45 с требуемой шероховатостью Ra 3 имеется также у резьбовых отверстий. Требование к шероховатости самой резьбы Ra 4.

По бокам деталь имеет две пары ребер жесткости толщиной 10 мм. Чертеж предполагает получение заготовки в виде отливки, кроме того ряд технических требований установлен в качестве поясняющего текста на чертеже:

Неуказанные на чертеже литейные составляют уклоны 2-3° радиусы 4-8 мм, твердость материала детали 143-229 HB, что не предполагает дополнительной термической обработки. Указана необходимость очистки отливки от песка и пригара. К качеству поверхности Д предъявлены повышенные требования: отсутствие наплывов и уклонов.

Показатели технологичности	Анализ детали по чертежу	Заключение по технологичности
Обрабатываемые поверхности должны быть взаимно параллельны или перпендикулярны	Поверхности детали, подлежащие обработке параллельны и перпендикулярны.	Технологично
Обрабатываемые поверхности должны быть сквозными, без внутренних канавок и выточек	Имеются несквозные поверхности, обработка которых затруднена	Нетехнологично
Расстояния между отверстиями не менее 25 мм для применения многошпиндельных станков	Расстояния между отверстиями более 25 мм.	Технологично
Длина резьбовых поверхностей не более двух диаметров	Длина резьбы не превышает 2 х диаметров	Технологично
Пазы должны быть доступны для обработки на станках	Пазы отсутствуют	технологично
Должна отсутствовать обработка по месту	Обработка по месту отсутствует	Технологично
Точные по размерам поверхности должны иметь соответствующие шероховатости	К параметрам шероховатости представлены более высокие требования	Нетехнологично
размеры должны быть нанесены по типовым правилам базирования	Размеры нанесены по типовым правилам	Технологично
Конструкция должна обеспечивать возможность использования высокопроизводительных методов обработки	Конструкция обеспечивает возможность использования высокопроизводительных методов при обработке	Технологично

В виде текста задается и требование параллельности Поверхностей "Е" и "Ж" поверхности "И". Указывается допустимость сквозного сверления отверстий под резьбу.

Отклонения размеров отливки заданы по ГОСТ 2009-55 III класс точности, неуказанные отклонения форм и поверхностей по НП 130-69.

Также можно сказать, что деталь неудобна с точки зрения ее базирования при обработке верхней части, т.к отсутствуют развитые плоские поверхности и выступающие элементы, которые можно использовать в качестве баз.

Для удобства оценки точности изготовления детали приведем квалитеты, которым соответствуют заданные отклонения размеров детали.

Размер на чертеже	Квалитет точности
Ш140+2	15
Ш40+0.34	12
75±1	16
48+0,5	13
28±0,5	15
44±0,5	15
М12-7H	7
Остальные размеры, (точность не оговаривается особо)	17 (точность, получаемая при литье в песчано-глинистые формы)

Из приведенной таблицы видно, что предъявляемые к детали требования точности изготовления невысоки и обработка каждой из поверхностей детали может производиться в 1-2 перехода.

Наиболее жесткие требования по шероховатости (Ra 2) предъявлены к цилиндрической поверхности Ш140⁺². Для достижения такого значения шероховатости достаточно чернового, получистового, чистового и тонкого фрезерования.

Параметры шероховатости Ra 3, Ra4 достигаются При обработке черновым, получистовым, чистовым фрезерованием и однократным шлифованием. Параметр Rz 40 может быть достигнут за 2 перехода при рассверливании и последующем зенкеровании отверстия заготовки.

Термообработка.

Термическая обработка (термообработка) стали - процесс изменения структуры стали, цветных металлов, сплавов, при нагревании и последующем охлаждении с определенной скоростью.

Термообработка приводит к существенным изменениям свойств стали, цветных метало и сплавов. Химический состав металла не меняется.

Термообработка стали и сплавов бывает следующих видов: отжиг, нормализация, закалка, отпуск.

Деталь - Кронштейн. Материал - Сталь 40л

Технические требования: твердость НВ 160 МПа.

Упрочняющей термообработки на этой стали НЕ делают.

Сталь горячекатаная НВ=160 МПа.

2. Обоснование и выбор типа производства

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования:

-- число различных операций

-- число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Так как на данном этапе проектирования указанные показатели неизвестны, предварительно тип производства можно определить по годовому объему выпуска и массе детали.

Масса детали	Объем производства для каждого типа
	Единичное	Мелко серийное	Средне серийное	Крупно серийное	Массовое
<1.0	<10	10-2000	2000-75000	75000-200000	>200000
1.0-2.5	<10	10-1000	1000-50000	50000-100000	>100000
2.5-5.0	<10	10-500	500-35000	35000-75000	>75000
5.0-10.0	<10	10-300	300-25000	25000-50000	>50000
>10.0	<10	10-200	200-10000	10000-25000	>25000

Масса детали, указанная на штампе чертежа составляет 4 кг., программа выпуска, заданная в условии 1800 шт. в год, согласно приведенной выше таблицы тип производства будет относиться к мелкосерийному.

Мелкосерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.

3. Выбор заготовки

На выбор заготовки влияют следующие показатели: назначение детали, материал, технические условия, объем выпуска и тип производства, тип и конструкция детали; размеры детали и оборудования, на котором они изготовляются; экономичность изготовления заготовки, выбранной по предыдущим показателям.

Учитывая достаточно сложные формы и конструкцию детали, наиболее приемлемым способом получения ее заготовки представляется литье. Применение методов обработки давлением ковки и штамповки в данном случае затруднено из-за сложности конструкции детали, а при получении заготовки путем механической обработки значителен расход материала. Кроме того, метод литья наиболее удобен для получения сквозных отверстий в заготовке.

Точное определение объема и масс снимаемого металла затруднено из-за сложной формы детали, поэтому определим массу снимаемого металла ориентировочно. Величина припусков ориентировочно составит 4 мм для всех обрабатываемых поверхностей с учетом того, что поверхности, расположенные в верхней части отливки обработке не подлежат.

Тогда объем металла снимаемого, при обработке сквозного отверстия Ш40^+0.34:

При обработке поверхности Ш140⁺²:

При сверлении отверстий под резьбу:

При обработке плоских поверхностей:

Масса снимаемого металла:

С учетом массы готовой детали , указанной на чертеже масса заготовки:

Коэффициент использования материала составит:

Нормативный коэффициент использования материала при серийном производстве составляет 0,5…0,6, т.е. расчетное значение коэффициента использования укладывается в норматив.

4. Выбор баз, обоснование маршрута обработки с картой эскизов

Маршрутный технологический процесс обработки детали "кронштейн" с указанием базовых поверхностей приведем в таблице.

№ Операции	Наименование операции	Технологические базы	Приспособление
000	Литейная
005	Пескоструйная
010	Термическая
015	Вертикально - фрезерная	Д,М	Тиски
020	Вертикально-фрезерная	Н,О	Тиски
025	Горизонтально-сверлильная	Н,О	Тиски, кондуктор
030	Плоско-шлифовальная	Н,О	Тиски
035	Копировально-Фрезерная	Е,Ж	Тиски (специальные)
040	Моечная
045	Контрольная

Опишем каждую операцию более подробно с учетом внутриоперационных переходов.

Операция 000 Литейная служит для получения заготовки методом литья. Операция 005 Пескоструйная предназначена для очистки полученной отливки.

Первая операция механической обработки 015 вертикально фрезерная. Переходы:

1. Фрезеровать торец 1

2. Фрезеровать торец 2

Базирование осуществляется по поверхностям Д и М в тисках. Операция имеет цель обработать поверхности Н и О для использования их при базировании заготовки на последующих операциях.

Вторая операция механической обработки 020 вертикально-фрезерная. Переходы:

1 Фрезеровать торец 1

2 Фрезеровать торец 2 предварительно

3 Фрезеровать торец 3 предварительно

4 Фрезеровать торец 4

5 Фрезеровать торец 2 получисто

6 Фрезеровать торец 3 получисто

7 Фрезеровать торец 2 начисто

8 Фрезеровать торец 3 начисто

Базирование осуществляется по поверхностям Н,О, обработанным в предыдущей операции. В операции производится окончательная обработка наружных торцовых поверхностей детали с целью устранения возможных наплывов и уклонов и предварительная обработка внутренних торцевых поверхностей.

Третья операция механической обработки 025 горизонтально-сверлильная. Переходы:

1. Рассверлить отверстия 1

2. Сверлить фаску 3

3. Зенкеровать отверстия 1

4. Сверлить отверстия 2

5. Сверлить фаски 4

6. Нарезать резьбу в отверстиях 2

В данной операции в качестве баз снова используются поверхности Н,О. Производится окончательная обработка отверстий детали.

Четвертая операция механической обработки 030 Плоско-шлифовальная.

Пятая операция механической обработки 035 Копировально-фрезерная. Переходы:

1. Фрезеровать поверхность 1 предварительно

2. Фрезеровать поверхность 1 получисто

3. Фрезеровать поверхность 1 начисто

В данной операции заготовка базируется по обработанным в предыдущей операции отверстиям (поверхности "Е", "Ж") при помощи специальной оправки. Окончательно обрабатывается усеченная цилиндрическая поверхность "И"

После этого готовая деталь моется (Операция 035 моечная) и поступает на контроль (операция 040 Контрольная)

Технические характеристики станков, используемых при обработке детали:

Вертикально-фрезерный станок 6Т1404:

Размеры рабочей поверхности станка 160х630

Наибольшее перемещение стола продольное 400

поперечное 160

вертикальное 320

Наибольший угол поворота шпиндельной головки ±45°

Число скоростей шпинделя 12

Частота вращения шпинделя 63-2800 об/мин

Число подач стола 12

Скорость подачи стола продольная и поперечная 11,2-500 мм/мин

Скорость быстрого перемещения стола 3800 мм/мин

Мощность электродвигателя 2,2 кВт

Длина 1250

Ширина 1205

Высота 1630

Масса 830 кг.

Копировально-фрезерный горизонтальный станок 6Б443Г

Размеры стола 630х1250 мм

Наибольшее перемещение стола заготовки продольное 1000

поперечное 320

вертикальное 560

Наибольшее перемещение стола копира: продольное 100

поперечное 380

вертикальное 250

Наибольшее осевое перемещение шпинделя 175

Минимальное расстояние от оси шпинделя

до поверхности стола 120 мм

Масштаб копирования 1:1

Число скоростей шпинделя 20

Частота вращения шпинделя 31,5-2500 об/мин

Продольная и поперечная подача стола 6-1000 мм/мин

Скорость быстрого перемещения подвижных рабочих органов 4000 мм/мин

Мощность электродвигателя привода главного движения 5,5 кВт

Габаритные размеры:

Длина 4750

Ширина 4550

Высота 2630

Масса 9100 кг.

Радиально-сверлильный станок 2М55:

Наибольший условный диаметр сверления в стали 50 мм

Расстояние от оси шпинделя до образующей колонны 375-1600мм

Расстояние от нижнего торца шпинделя до рабочей поверхности плиты 450-1600

Наибольшее перемещение:

вертикальное 750 мм

горизонтальное 1225 мм

Конус Морзе отверстия шпинделя 5

Число скоростей шпинделя 21

Частота вращения шпинделя 20-2000 об/мин

Число подач шпинделя 12

Подача шпинделя мм/об 0,056-2,5

Наибольшая сила подачи 20 МН

Мощность электродвигателя привода главного движения 5,5 кВт

Габаритные размеры: длина 2665

ширина 1020

высота 3430

Масса 4700 кг

Плоскошлифовальный станок 3Е710В-1

Размеры стола 250х125

Наибольший размер обрабатываемых заготовок 400х125х320

Масса обрабатываемых заготовок кг не более 50 кг

Наибольшее расстояние от оси шпинделя до зеркала стола 300

Наибольшее перемещение стола и шлифовальной бабки

продольное 320

поперечное 160

вертикальное 200

Размер шлифовального круга диаметр 200

высота 25

внутренний диаметр 32

Максимальная скорость резания 35

Скорость продольного перемещения стола 2-25 м/мин

Мощность двигателя главного привода 1.5 кВт

Габаритные размеры: длина 1310

ширина 1150

высота 1790

Масса 2300 кг.

Далее приведена маршрутная карта и эскизные карты обработки детали.

4.1 Расчет припусков на механическую обработку

Припуски на механическую обработку могут быть определены расчетным путем, для чего используется ряд формул. Минимальный припуск рассчитывается по следующим формулам.

При односторонней обработке плоской поверхности:

При двухсторонней обработке плоской поверхности:

При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения:

Где -- высота неровности профиля на предшествующем переходе

-- глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе

-- суммарное отклонение расположения поверхности на предшествующем переходе

При наличии нескольких отклонений

Для отливки при расчете припусков при первом переходе для каждой поверхности принимаем:

На последующих переходах величину отклонений расположения находим при помощи ориентировочных коэффициентов уточнения.

при черновом фрезеровании

при получистовом фрезеровании

при чистовом фрезеровании

-- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе

Номинальный припуск на обработку наружных поверхностей определяются по формулам:

-- при односторонней обработке

-- при двухсторонней обработке

Номинальный припуск на обработку внутренних поверхностей:

-- при односторонней обработке

-- при двухсторонней обработке

-- нижние отклонения размеров на предшествующем и выполняемом переходах

-- верхние отклонения размеров на предшествующем и выполняемом переходах.

Максимальный припуск на обработку наружных поверхностей:

При обработке внутренних поверхностей:

-- допуски размеров на предшествующем переходе

-- допуски размеров на выполняемом переходе

Для проверки проведенных расчетов используют выражения:

при односторонней обработке:

при двухсторонней обработке:

Для удобства расчеты припусков для обработки всех поверхностей, подлежащих обработке представим в форме таблицы:

Технологические переходы	Элементы припуска мкм	Расчетный припуск мкм	Расчетный размер мм	Допуск мкм	Предельные
								Размеры мм	Припуски мкм.
Обработка отверстия Ш40+0.34
Отливка	500	0	2200	--		34,608	2500	34,60	32,108
Рассверливание	50	70	43	120	5407	40,015	390	40,015	39,625	5406	7516
Зенкерование				--	325	40,340	340	40,340	40,000	325	375
Всего										5731	7891
Обработка поверхности Ш140+2
Отливка	500	0	2200	100		138,419	4000	138,419	134,419
Предварительное фрезерование	250	240	132	--	2702	141,121	2500	141,121	138,621	2702	4202
Получистовое фрезерование	100	100	6,6	--	622	141,743	2500	141,743	139,243	622	622
Чистовое фрезерование	25	25	--	--	207	141,950	2000	141,950	139,950	206	706
Фрезерование тонкое			--	--	50	142,000	2000	142,000	140,000	50	50
Суммарно										3580	5580
Обработка внутренних торцевых поверхностей 48+0.5
Отливка	500	0	2200			41,142	2500	41,142	38,642
Предварительное фрезерование	250	240	132	100	5600	46,742	1600	46,742	45,142	5600	6500
Получистовое фрезерование	100	100	6.6		1244	47,986	1000	47,986	46,986	1244	1844
Чистовое фрезерование	25	25	0.264		413	48,399	620	48,399	47,779	413	793
Шлифование					101	48,50	500	48,500	48,000	100	220
Суммарно										7357	9357

4.2 Расчет режимов основных технологических операций

Определим режимы обработки внутренних торцевых поверхностей. Для обработки их на вертикально-фрезерном станке используются концевые фрезы.

Наиболее подходящая для этой операции фреза по ГОСТ 17026-71 имеет диаметр 50 мм, длину рабочей части 75 мм, полную длину 200 мм. количество зубьев

Скорость резания при фрезеровании определяется по формуле:

-- период стойкости инструмента

- подача на зуб. При фрезеровании концевыми фрезами из быстрорежущей стали при диаметре фрезы 25 мм , принимаем

Для чистового фрезерования в таблицах приводятся значения подачи на оборот, для фрез диаметром 25 мм , принимаем

-- ширина срезаемого слоя. При обработке торцевых поверхностей мм

-- глубина резания, при черновом фрезеровании

-- диаметр фрезы,мм

-- коэффициент, выбирается из справочных таблиц

-- показатели степени, выбираются из справочных таблиц.

При фрезеровании стальных заготовок концевыми фрезами из стали Р6М5:

46,7	0,45	0,5	0,5	0,1	0,1	0,33

-- общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

-- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

Для сталей

-- предел прочности обрабатываемого материала

-- коэффициент, характеризующий группу стали, при обработке инструментом из быстрорежущей стали

-- показатель степени при обработке фрезами, сверлами и зенкерами:

-- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, для отливок для чистой поверхности

-- коэффициент, учитывающий материал инструмента, при обработке стали инструментом из стали Р6М5:

Расчетное число оборотов шпинделя станка

Уточняем число оборотов по характеристикам станка. Число оборотов шпинделей станков может быть определено выражению:

,

где -- номер передачи станка

-- минимальная скорость вращения шпинделя

-- число передач станка

-- максимальная скорость вращения шпинделя

Для используемого станка ,,

Тогда скорость вращения на 4 передаче:

Уточняем скорость резания:

Далее определяем окружную силу резания по формуле:

-- коэффициент, определяется по справочным таблицам

-- показатели степени, определяются по справочным таблицам.

При обработке углеродистой стали концевыми фрезами:

68,2	0,86	0,72	1,0	0,86	0

-- поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала. Для стали определяется по формуле:

-- показатель степени, при фрезеровании принимается

Мощность резания:

Двигатель станка имеет большую мощность, обработка на выбранном станке при выбранном режиме возможна.

Аналогичным образом рассчитываем режимы резания в других переходах вертикально-фрезерной и копировально-фрезерной операций. Результаты расчета представим в таблице.

Технологические переходы	Глубина резания	Подача на зуб	Ширина поверхности	Диаметр фрезы	число зубьев фрезы	Скорость резания расчетная	Скорость вращения шпинделя станка расчетная	Скорость вращения шпинделя уточненная по характеристикам станка	скорость резания уточненная	Главная сила резания	мощность резания
вертикально-фрезерная операция
Черновое фрезерование	3	0.1	70	25	5	22.63	288.14	250.34	19.66	6617.7	2.12
Получистовое фрезерование	0.7	0.1	70	25	5	46.84	596.50	499.05	39.19	1893.0	1.21
Чистовое фрезерование	0.25	0.067	70	25	5	95.77	1219.4	1404.60	110.31	585.31	1.05
Копировально-фрезерная операция
Черновое фрезерование	3	0.1	120	63	16	21.27	107.49	99.58	19.71	1629.1	5.280
Получистовое фрезерование	0.7	0.1	120	63	16	70.54	356.42	314.85	62.31	4690.30	4.775
Чистовое фрезерование	0.25	0.067	120	63	16	144.2	728.63	790.74	156.50	1450.17	3.708
Тонкое фрезерование	0.05	0.067	120	63	16	322.4	1629.28	1577.53	312.22	363.33	1.853

Далее определяем штучное время для операции. Штучное время складывается из нескольких составляющих:

-- операционное время, затрачиваемое непосредственно на изменение размеров формы и свойств

-- Длина перемещения инструмента

-- длина обрабатываемой поверхности

-- величина врезания инструмента

-- длина подвода инструмента

-- длина перебега инструмента

-- минутная подача инструмента мм/мин

-- подача на один оборот

-- частота вращения шпинделя

-- вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение приемов, необходимых для последующего изменения состояния предметов труда (установ, крепление, измерение и т.д.)

-- время для обслуживания рабочего места и поддержания его в работоспособном состоянии

-- время технического обслуживания (смена инструмента, настройка и наладка)

-- подготовка рабочего места, уборка, смазка механизмов

-- время на отдых и личные потребности

Результаты расчета представим в табличной форме:

переходы	кол-во пов.
вертикально-фрезерная операция
Черновое фрезерование	4	0.1	0.6	100	0	10	10	177.31	3.33
Получистовое фрезерование	2	0.1	0.6	100	0	10	10	353.46	0.80
Чистовое фрезерование	2	0.067	0.402	100	0	10	10	704.61	0.58
Всего в операции									4.72	0.62	5.34	0.213	0.08	0.26	5.904
Копировально-фрезерная операция
Черновое фрезерование	1	0.1	1.6	135	0	10	10	99.58	0.901
Получистовое фрезерование	1	0.1	1.6	135	0	10	10	314.85	0.271
Чистовое фрезерование	1	0.067	1.072	135	0	10	10	790.74	0.198
Тонкое фрезерование	1	0.067	1.072	135	0	10	10	1577.53	0.088
Всего в операции			1.6	135	0	10	10		1.460	0.5	1.96	0.259	0.10	0.32	2.641

Так же рассчитаем режимы резания. Для горизонтально-сверлильной операции. При рассверливании и зенкеровании скорость резания определяем по формуле:

Значения коэффициентов

Рассверливание	16.2	0,4	0.2	0.5	0.2
Зенкерование	16.3	0,3	0.2	0.5	0.3

-- коэффициент, учитывающий глубину сверления.

Значения табличных коэффициентов:

Рассверливание	16.2	0.4	0.2	0.5
Зенкерование	16.3	0.3	0.2	0.5

Определяем крутящий момент и осевую силу по формулам:

Значения коэффициентов:

Рассверливание	0.09	1	0.9	0.8
Зенкерование	0.09	1	0.9	0.8

Значения коэффициентов:

Рассверливание	67	--	1.2	0.65
Зенкерование	67	--	1.2	0.65

При сверлении и нарезании резьбы метчиками формулы для определения скорости резания, момента сопротивления и осевой силы принимают вид:

Значения коэффициентов в формуле

Сверление	55	0.4	0.5	0.2
Нарезание резьбы	64.8	1.2	0.5	0.9

Значения коэффициентов в формуле

Сверление	0.0345	2	1
Нарезание резьбы	0.027	1.4	1.5

Сверление	68	1	0.7
Нарезание резьбы	1	1.4	1.5

Результаты расчета режимов резания и штучного времени по горизонтально-сверлильной операции представим в таблицах:

Технологические переходы	Глубина резания	Подача на оборот	Диаметр сверла	Скорость резания расчетная	Скорость вращения шпинделя станка расчетная	Скорость вращения шпинделя уточненная по характеристикам станка	скорость резания уточненная	Крутящий момент на шпинделе станка	Главная сила резания	мощность резания
Рассверливание	2,5	0,50	39	20,6	168,6	158,86	19,46	41,43	1155	0,67
Зенкерование	0,5	1,00	40	10,2	81,56	79,62	10,00	17,38	262,7	0,14
Сверление отверстий под резьбу	--	0,50	10,1	49,0	1547	1588,65	50,40	15,85	3809	2,58
Нарезание резьбы	--	0,50	10,1	14,9	472,4	115,59	3,667	2,190	81,14	0,02

переходы	кол-во пов.
Рассверливание	1	0,50	100	0	10	10	158,86	1,422
Зенкерование	1	1,00	100	0	10	10	79,621	1,471
Сверление отверстий под резьбу	2	0,50	24	5	10	0	1588,6	0,100
Нарезание резьбы	2	0,50	20	5	10	0	115,59	0,296
Всего в операции								4,751	0,72	5,47	0,259	0,09	0,32	6,152

4.3 Расчет норм времени

Использование данного приспособления позволяет сэкономить в среднем 10 сек (0.167 мин). на закреплении заготовки, а так же позволяет задействовать при проведении операции персонал с более низкой квалификацией.

Штучное время для проведения копировально-фрезерной операции составило

Соответственно без использования приспособления время возрастает

Заработная плата фрезеровщика 6 разряда составляет около 30000 р.

При использовании приспособления операция может осуществляться фрезеровщиком 5 разряда с заработной платой 28000 р.

Оплата труда за час составит

При заданной годовой программе выпуска изделий 20000 шт. Объем времени, затраченного на копировально-фрезерную операцию:

Без приспособления

С приспособлением:

Объем оплаты труда рабочих за это время:

Без приспособления:

.

С приспособлением:

Экономия от использования приспособления:

4.4 Операционные карты

Для операций обработки резанием разрабатываем операционные карты. Ниже приведены операционные карты на следующие операции:

015 вертикально-фрезерная

020 Вертикально-фрезерная

025 Горизонтально-сверлильная

030 Плоско-шлифовальная

035 Копировально-фрезерная

4.5 Обоснование, конструирование, расчет и описание работы специального приспособления для проведения заданной операции

Станочные приспособления применяют для установки заготовок и деталей в процессе их обработки на металлорежущие станки. Использование данных приспособлений связано с тем, что их обоснованное применение позволяет получить более высокие технико-экономические показатели в технологическом процессе, чем при отсутствии приспособлений.

Точность обработки деталей с применением приспособлений в среднем возрастает на 20-40%. Станочные приспособления позволяют снизить требования к квалификации станочников основного производства в среднем на разряд, объективно регламентировать длительность выполняемых операций и расценки, расширить технологические возможности оборудования.

Рассматриваемое в проекте приспособление предназначено для базирования заготовки кронштейна в копировально-фрезерной операции. На этой операции последовательно производится черновое, получистовое, чистовое и тонкое фрезерование цилиндрической поверхности заготовки.

Заготовка устанавливается по сквозному отверстию на паре конусов и при этом центруется по фаскам отверстий с резьбой. Фиксаторы связаны с пневмоцилиндром через звено-компенсатор, благодаря которому все стержни фиксаторы плотно прижимаются к заготовке независимо от погрешности заготовки. кронштейн технологический механический

К выставленной на конусных зажимах заготовке вплотную подводится регулируемая опорная призма, установленная в пазах основания и имеющая подвижность в пределах 4 мм. Эта призма воспринимает основную нагрузку от сил, возникающих при фрезеровании и препятствует проворачиванию заготовки относительно оси конусов.

Схема сил при резании показана на рисунке.

- сила резания при фрезеровании; -- сила реакции призмы; -- сила реакции конусной опоры.

В данном случае величина момента силы резания относительно оси опор непостоянна.

Проекция силы -- изменяется в зависимости от угла наклона касательной по закону:

Плечо силы изменяется по закону:

Где -- расстояние от оси опор до ближайшей точки на обрабатываемой поверхности

-- радиус обрабатываемой поверхности

Момент, действующий на заготовку при ее обработке:

Зависимость момента от угла наклона касательной заготовки представим в виде графика. Из графика видно, что наибольших значений момент достигает при обработке краев заготовки.

Для расчетов принимаем

Величина реакции призмы:

Величина горизонтальной составляющей реакции конусов:

Величина вертикальной составляющей реакции конусовпри условии пренебрежения вертикальной реакцией призмы:

Суммарная поперечная реакция конусов:

Так как основную нагрузку по удержанию заготовки от проворачивания при обработке воспринимает призма, необходимая сила зажима определится величиной конусности удерживающих деталей приспособления.

Принимаем конусность K 1:5, тогда сила зажима:

-- величина конусности (равна удвоенному тангенсу угла при вершине конуса)

Предварительно примем для приспособления пневмоцилиндр диаметром поршня и диаметром штока

Давление в системе привода пневмоцилиндра, при работе на сжатие:

Для компенсации трения в узлах приспособления давление увеличиваем по сравнению с расчетным, принимаем

Список использованной литературы

1. Косилова А.Г. Мещеряков Р.К. «Справочник технолога-машиностроителя» Ч1, издательство «машиностроение» 2001 г.

2 Косилова А.Г. Мещеряков Р.К. «Справочник технолога-машиностроителя» Ч2, издательство «машиностроение» 2001 г.

3 Вардашкин Б.Н., Шапилова А.А. «Станочные приспособления» 2 тома Москва 1984 г.

«Справочник технолога-машиностроителя» Ч1, издательство «машиностоение» 2001 г.

4. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Технологическая оснастка» Донецк 2006 г.

5. Чугунов А.В. «Технология лесного машиностроения» СПб 2004

6. Чугунов А.В. «Технология лесного машиностроения. Методические указания по выполнению курсового проекта» СПб 2003 г.

7. Горошкин А.К. «Приспособления для металлорежущих станков» справочник Москва 1979 г.

8. Мурашкин С.Л. «Технология машиностроения» в 3х томах Сп 2003 г.

Размещено на Allbest.ru

...