Разработка технологического процесса изготовления детали

Выберем вспомогательный инструмент для установки свёрл в шпиндель станка. В обоих случаях используем цанговые патроны с наружным метрическим конусом №50 для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком:

Цанговый патрон 2-50-11-100 ГОСТ 26539-85 - для девятого перехода.

Цанговый патрон 2-50-7-100 ГОСТ 26539-85 - для десятого перехода.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для перехода 11

В качестве режущего инструмента выберем цельную машинную развёртку O8 с углом ?=15°, 2363-3416 ГОСТ 1672-80. Материал режущей части выберем быстрорежущую сталь Р6М5.

Выберем вспомогательный инструмент для установки развёртки в шпиндель станка. Выберем цанговый патрон с наружным метрическим конусом №50 для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком:

Цанговый патрон 2-50-8-100 ГОСТ 26539-85.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для переходов 12,13,14

Для всех переходов будем использовать концевые фрезы с коническим хвостовиком, в качестве материала режущей части выберем твёрдый сплав ВК8.

Для тринадцатого и двенадцатого перехода выберем фрезу концевую O56 2223-0863 ГОСТ 17026-71 с коническим хвостовиком, конус Морзе 4.

Для четырнадцатого перехода используем фрезу концевую O25, 2223-0011 ГОСТ 17026-71 с коническим хвостовиком, конус Морзе 3.

Выберем вспомогательный инструмент для установки фрез в шпиндель станка. Для тринадцатого и четырнадцатого перехода выберем втулку переходную для инструмента с конусом Морзе 191831074 ТУ 2-035-762-80. Для пятнадцатого 191831073 ТУ 2-035-762-80.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для перехода 15

Для наметки центра выберем центровочное сверло O4 мм исполнения 1, 2317-0107 ГОСТ 14952-75. Материал режущей части сверла выберем быстрорежущую сталь Р6М5.

Для установки сверла в шпиндель станка используем цанговый патрон для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком 2-50-10-100 ГОСТ 26539-85.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для перехода 16

Для данного перехода используем спиральное сверло O40 2301-0137, ГОСТ 10903-77 с коническим хвостовиком, конус Морзе 4. В качестве материала режущей стали выберем быстрорежущую сталь Р6М5.

Для установки сверла в шпиндель станка используем втулку переходную для инструмента с конусом Морзе 191831074, ТУ 2-035-762-80.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для перехода 17

Для данного перехода используем цельный зенкер O43,6 2320-2619 ГОСТ 12489-71 с коническим хвостовиком, конус Морзе 4. В качестве материала режущей стали выберем быстрорежущую сталь Р6М5.

Для установки зенкера в в шпиндель станка используем втулку переходную для инструмента с конусом Морзе 191831074, ТУ 2-035-762-80.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для перехода 18

В качестве режущего инструмента выберем цельную машинную развёртку O45 с углом ?=15°, 2363-3519 ГОСТ 1672-80. Материал режущей части выберем быстрорежущую сталь Р6М5.

Выберем вспомогательный инструмент для установки развёртки в шпиндель станка. Выберем цанговый патрон с наружным метрическим конусом №50 для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком:

Цанговый патрон 2-50-45-100 ГОСТ 26539-85.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для перехода 19

Для данного перехода будем использовать резец расточной державочный 2142-0104 ГОСТ 9795-73, с размером державки ?10, с пластинами из твёрдого сплава ВК4,

Выберем вспомогательный инструмент для установки резца в шпиндель станка, оправка расточная с микрорегулировкой резца для чистового растачивания 191421254, ТУ 2-035-774-80, исполнение 2 для крепления резцов с размерами державки ?10.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для перехода 20 и 21

Для перехода двадцать используем спиральное сверло O11 с цилиндрическим хвостовиком, 2300-2632 ГОСТ 10902-77. Материал режущей части выберем быстрорежущую сталь Р6М5.

Для перехода двадцать один используем спиральное сверло O8 с цилиндрическим хвостовиком, 2300-2602 ГОСТ 10902-77. Материал режущей части выберем быстрорежущую сталь Р6М5.

Выберем вспомогательный инструмент для установки свёрл в шпиндель станка. В обоих случаях используем цанговые патроны с наружным метрическим конусом №50 для крепления инструмента с цилиндрическим хвостовиком:

Цанговый патрон 2-50-11-100 ГОСТ 26539-85 - для двадцатого перехода.

Цанговый патрон 2-50-8-100 ГОСТ 26539-85 - для двадцать первого перехода.

Станочное приспособление: специальные самоцентрирующиеся тиски с призматическими губками.

Для выбора средств контроля вначале необходимо выбрать форму контроля. Выбираем выборочную форму контроля так как, это уменьшит затраты. К тому же на данной операции не формируются ответственный поверхности. В соответствии с данной формой и с учётом точности получаемой поверхности выберем необходимые средства контроля.

Для всех переходов за исключением ниже перечисленных в качестве средства контроля выберем: Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89; Штангенглубиномер ШГ-160-0,05 ГОСТ 162-90.

Для 5 перехода (чистовое растачивание отверстия O124Н7 на длину 64±0,12) в качестве средства контроля выберем Нутромер НИ 120-150-1 ГОСТ 868-82, так полученная поверхность имеет 7 квалитет точности размера и штангенциркуль не может гарантировать необходимую точность измерения

Для 19 перехода (Чистовое растачивание O45 до O46) в качестве средства контроля выберем Нутромер НИ 18-50-1 ГОСТ 868-82, так полученная поверхность имеет 7 квалитет.

Так как на данной операции преобладают фрезерные, токарные и сверлильные переходы, а материал заготовки, нержавеющая сталь, то в качестве смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), выберем масленую смазывающе-охлаждающей жидкости МР-1У.

1.11 Расчет припусков аналитическим методом

Рассчитаем припуски и предельные размеры по технологическим переходам обработки отверстия O47H6() мм вала.

Исходные данные: заготовка - поковка, полученная на ГКМ (класс точности Т4, степень сложности С2), исходный индекс 16, материал заготовки - сталь 08Х17Т (группа стали М3), масса заготовки 14,26 кг. Допуск диаметра отверстия полученного после сверления, ТА0=0,39 мм с предельными отклонениями . Этот допуск соответствует 13 квалитету.

Cостав переходов механической обработки заданной поверхности:

1-ый Сверление;

2-й переход - чистовое зенкерование (уточнение с 13 до 11 квалитета, с ТА1=0,16 мм);

3-й переход - получистовое развёртывание (уточнение с 11 до 9 квалитета, с ТА2=0,062 мм);

4-й переход - чистовое растачивание (уточнение с 9 до 7 квалитета, с ТА3=0,025 мм);

5-й переход - тонкое растачивание (уточнение с 7 до 5 квалитета, с ТА4=0,011 мм);

В качестве технологических баз на всех переходах, используются наружный цилиндр и торец выступа, которыми заготовка базируется в призмы.

Определяем составляющие минимальных припусков Rzi-1 и hi-1 для поверхностей, получаемых после каждого перехода:

- для поверхности после чистового зенкерования Rz1=30 мкм, h1=40 мкм;

- для поверхности после получистовое развёртывание Rz2=30 мкм, h2=35 мкм;

- для поверхности после чистового растачивания Rz3=20 мкм, h3=25 мкм;

- для поверхности после тонкого растачивания Rz4=3,2 мкм, h4=10 мкм;

Значения пространственных отклонений для отверстия полученного сверлением определяем по формуле:

p0= (1.15)

где - смещение оси просверленного отверстия от номинального положения, мм; - удельный увод оси просверленного отверстия, мм/мм; длина отверстия, мм.

p0=, мм (1.16)

Величина остаточных пространственных погрешностей, получаемых после переходов механической обработки, составит:

после чистового зенкерования: ?1= ?0/K1=0,037/2,56=0,014 мм;

после получистовое развёртывание: ?2= ?1/K2=0,014/2,56=0,006 мм;

после чистового растачивания: ?3= ?2/K3=0,176/2,56=0,0023 мм;

после тонкого растачивания: ?4= ?3/K4=0,0023/2,56=0,0009 мм;

Погрешность установки ?yi в призмах рассчитаем по формуле.

(1.17)

где ??1 - погрешность базирования, вызвана неточностью размера технологической базы, мм;

??2 - погрешность базирования, вызвана неточностями формы и шероховатостью технологической базы, мм;

?з - погрешность закрепления заготовки, мм;

?пр - погрешность изготовления, настройки и износа используемого приспособления, мм.

Принимаем ??1=0, так как при базировании в двух равномерно сходящихся призмах рассеяние диаметра наружной цилиндрической базы не вызывает рассеяние положений её оси относительно центра схождения призм. Соответственно получаем.

(1.18)

Так как зенкерование вместе с получистовым и чистовым растачиванием выполняются при неизменном базировании и закреплении, после сверления, то на них не влияет погрешность установки, соответственно принимаем:

чистовое зенкерования: ?уст1= 0 мм;

получистовое развёртывание: ?уст2=0 мм;

чистового растачивания: ?уст3=0 мм;

Тонкое растачивание будет проводиться на другом станке, соответственно для него будет учитывать погрешность установки:

тонкого растачивания: ?уст4=0,1 мм;

На выбранном обрабатывающем центре переходы мехобработки выполняются последовательно после автоматической установки инструмента в шпиндель станка. После смены инструмента со шпинделем и заготовка выходят в положение для следующего перехода, с погрешностями позиционирования оси Х и оси Y. Принимаем мкм для горизонтально обрабатывающего центра ИР500. Эти погрешности складываются геометрически и для каждого перехода получаем:

мкм.

При тонком точении обработка будет проводиться, настроенным инструментом поэтому:

мкм

Рассчитаем минимальные двухсторонние припуски для всех переходов по формуле:

мм (1.19)

Удвоив в ней правую и левую части, с округлением до числа значащих цифр в соответствующем допуске:

Для чистового зенкерования

мм;

Для получистового развёртывания

мм;

Для чистового растачивания

мм;

Для тонкого растачивания

 мм;

Максимальные размеры для каждого перехода определяем начиная с последнего перехода, формирующего размер готового отверстия детали.

Для тонкого растачивания мм

Для предыдущих переходов

-для чистового растачивания мм

-для получистового развёртывания мм

-для чистового зенкерования мм

-для сверления мм

Минимальные размеры для каждого перехода

-для тонкого растачивания мм

-для чистового растачивания мм

- для получистового развёртывания мм

-для чистового зенкерования мм

-для сверления мм

Определяем максимальный двухсторонний припуск для каждого перехода мехобработки:

-для тонкого растачивания мм

-для чистового растачивания мм

- для получистового развёртывания мм

-для чистового зенкерования мм

Определяем общий двусторонний минимальный припуск, удвоив правую и левую части:

мм

Определяем общий двухсторонний максимальный припуск, удвоив правую и левую части:

мм

Выполним проверку правильности арифметических расчётов припусков

Таблица 1.6 - Составляющие припусков, предельные припуски и размеры для переходов обработки отверстий O47H6()

№	Наименование перехода	Составляющие минимального припуска, мкм	Предельные припуски, мм	Предельные размеры, мм
		Rzi	hi	pi	eyi	?позi	2Zmin	2Zmax	Aimin	Aimax
0	Сверление	100	70	37	-	-	-	-	45,824	46,214
1	Чистовое зенкерование	30	40	14	0	35	0,215	0,445	46,269	46,429
2	получистовое развёртывания	30	35	6	0	35	0,201	0,299	46,568	46,63
3	Чистовое растачивание	20	25	2,3	0	35	0,16	0,197	46,765	46,79
4	Тонкое растачивание	3,2	10	0,9	100	0	0,226	0,24	47,005	47,016
Предельные припуски >
	0,802	1,176

Общий номинальный двухсторонний припуск определим по формуле, удвоив припуски правой и левой её частей и учитывая отклонения диаметров заготовки и детали:

мм.

Рисунок 1.7- Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров для поверхности вала диаметром O47Н6(+0,016) мм

1.12 Выявление и расчет технологической размерной цепи

При разработке технологических процессов механической обработки заготовок деталей машин, технологу часто приходится вместо конструкторских размеров устанавливать размеры и определять допуски на эти размеры, но так, чтобы в результате их выполнения обеспечивались размеры и допуски, установленные чертежом детали. Определение технологических размеров и допусков должно производиться на основе выявления и расчёта технологических размерных цепей, выражающих связь размеров обрабатываемой детали по мере выполнения технологического процесса.

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

Размерная цепь, в которую входят размеры одной детали, называется детальной, а если размеры нескольких деталей - сборочной.

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.

Технологическая цепь возникает, если чертёжный размер детали формируется окончательно без совмещения измерительной и технологической базы на одном из переходов техпроцесса. В этом случае не одна из границ чертёжного размера не будет иметь стабильного положения в пределах партии деталей, так как не контактирует с неизменными опорами приспособления.

На многоцелевой операции при образовании цилиндра длиной 64±12 не выдерживается принцип единства баз измерительной и технологической, то есть одной из измерительных баз является наружный левый торец детали O138 мм, а технологической - ось и торец выступа O175, таким образом размер 64±12 будет замыкающими звеном. Выявим технологические размеры, влияющие на замыкающее звено. Первым из них будет размер от правой границы замыкающего звена, до торца выступа, вторым же будет размер от левой границы замыкающего звена до того же торца выступа. В итоге получаем замкнутую размерную цепь. Произведём расчёт размерной цепи:

Рисунок 1.8- Схема размерной цепи

Необходимо решить проектную задачу, то есть по номиналу, допуску и предельным отклонениям исходного звена определить аналогичные параметры составляющих звеньев.

Применим способ равноточных допусков.

Устанавливаем, какие составляющие звенья являются увеличивающими размер замыкающего звена, какие - уменьшающими.

А1 - уменьшающее; А2- увеличивающие; А?-замыкающее. Общее число звеньев 3. А1= А2-А?=148-64=84 мм.

Величина единицы допуска для каждого составляющего звена принимаем по ГОСТ 25346-89:

i1=2,17; i2=2,52.

Среднее число единиц поля допуска:

(1.20)

По таблице для соответствующего среднего числа единиц поля допуска точность составляющих звеньев должна быть на уровне 9-го квалитета размерной точности. Назначаем допуски по 10 квалитету точности размера, для размера А1 и по 9 квалитету точности размера для размера А2:

ТА1=0,14 мм; ТА2=0,1 мм.

Проверка:

мкм

TA?=240 мкм; - условие выполняется, значит можно утверждать, что при реализации разработанного варианта техпроцесса, требуемая точность замыкающего звена будет обеспечена.

1.13 Расчёт режимов резания

Расчет режимов резания на два перехода производится по эмпирическим формулам из справочной литературы [1].

1. Рассчитаем режимы резания для чернового растачивания отверстия O120 мм.

Режущий инструмент резец расточной державочный 2142-0115 ГОСТ 9795-73 с размером державки ?25.

Глубина резания t=5,75 мм, равна 50% от припуска на данную поверхность.

Подача для чернового растачивания конструкционных сталей принимаем SО=0,47 мм/об.

Скорость резания определим по формуле:

, м/мин (1.21)

Коэффициент CV и показатели степеней определяются по таблицам: СV=420; x=0,15; y=0,2; m=0,2; Т - стойкость инструмента, Т = 60 мин.

Коэффициент КV, учитывающий конкретные условия резания определяется

КV=КMV·KПV·KИV (1.22)

где КMV - учитывает влияние обрабатываемого материала на скорость резания

(1.23)

КПV=0,8 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности, в данном случае это поковка;

КИV=0,75 - коэффициент, показывающий, что сталь 08Х17Т обрабатываем инструментом из твердого сплава ВК8.

КV=1,78•0,8•0,75=0,92;

Тогда скорость резания равна:

Частота вращения шпинделя

 (1.24)

Принимаем n = 400мин-1.

Фактическая скорость резания

Определим силу резания

PZ = 10CptxsyvnKp , Н (1.25)

Коэффициент Ср и показатели степеней определим по таблицам Ср=300; x=1; y=0,75; n=-0,15.

Поправочный коэффициент Кр представляет собой произведение ряда коэффициентов (КР=Кмр·K?р·K?р·K?р), которые определяются по таблицам

(1.26)

K?р =1; K?р =1,1; K?р = 0,89.

КР=0,65·1·1,1·0,89=0,685

Сила резания равна:

PZ = 10·300·5,750,9·0,470,75·151-0,15·0,685=2653 Н

Мощность резания равна

(1.27)

Определим длину рабочего хода инструмента:

LР.Х. = Lрез+Lврез+Lпер , мм (1.28)

где Lрез - длина резания; Lврез - длина врезания; Lпер - длина перебега.

LР.Х. = 158+3+0 = 161 мм

Определим основное машинное время:

Рассчитаем режимы резания для чернового фрезерования торца квадрата детали Операция 020.

Режущий инструмент: фреза 2223-0156 ГОСТ 17026-71.

Глубина t=5,2 мм, равна величине припуска на данную поверхность.

Подача для чернового фрезерования концевыми фрезами с режущей частью из твердого сплава SZ=0,05 мм.

Скорость резания определим по формуле:

, м/мин (1.29)

Коэффициент CV и показатели степеней определяются по таблицам: СV=234; x=0,24; y=0,26; m=0,37; q=0,44; u=0,1; p=1; Т - стойкость инструмента, Т = 180 мин.

Коэффициент КV, учитывающий конкретные условия резания определяем по формуле:

;

КПV=0,8 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности, в данном случае это поковка;

КИV= 1 - коэффициент, показывающий, что сталь 08Х17Т обрабатываем инструментом из твердого сплава ВК8.

КV=1,78•0,8•1=1,424.

Тогда, скорость резания равна:

Частота вращения шпинделя

;

Принимаем n = 1100 мин-1.

Фактическая скорость резания

Определим силу резания

, Н (1.30)

Коэффициент Ср и показатели степеней определим по таблицам Ср=12,5; x=0,85; y=0,75; u=1; q=0,73; w=-0,13.

Поправочный коэффициент КМР определим по формуле:

;

Сила резания равна

Крутящий момент на шпинделе

(1.31)

Мощность резания (эффективная) равна

(1.32)

Основное время обработки определяется по формуле

, мин (1.33)

где L=l+y+?=56+11,5+3,5=71 мм - длина перемещения инструмента (с учетом врезания и перебега); SM = SZ·n·z = 0,05 · 1100 · 6 = 330 мм/мин - минутная подача.

Расчеты режимов резания на остальные технологические переходы определяем по нормативам [4].

Таблица 1.7 -- Режимы резания

Наименование операции	D или В, мм	t, мм	Lp.x,мм	V, м/мин	n, мин1	S, мм/об мм/зуб	Nэ, кВт	То, мин
010 Многоцелевая
Черновое Фрезерование	16	3	433	34	430	0,07	0,82	2,87
Получистовое фрезерование	16	2	433	34	430	0,06	0,82	3,35
чистовое фрезерование	16	1,82	433	34	430	0,06	0,82	3,35
Черновое растачивание O120	120	5,75	161	151	400	0,47	6,54	0,85
Получистовое растачивание O124	121,6	0,8	67,5	146	380	0,42	6	0,42
Чистовое растачивание O124	122,8	0,6	67,5	308	800	0,26	5,2	0,32
Черновое фрезерование дна стакана	97	2,5	165	38	215	0,07	1,6	1,31
Формирование Фаски 3х10°	124,5	0,5	8,5	146	375	0,42	1	0,05
Черновое фрезерование O138, с выступом O175	17	1,4	433	34	430	0,07	0,82	2,87
Сверление 6 отв. O11	11	5,5	16	21,6	625	0,29	1,10	0,54
Сверление O7	7	3,5	16	25,5	1160	0,19	0,64	0,07
Развёртывание Чистовое O8Н9	8	0,5	12	15	600	0,58	0,49	0,03
Черновое фрезерование торца 56	61	5,2	125	193	1100	0,05	7,48	0,21
Черновое фрезерование торца цилиндра O145	200	14	300	44	560	0,04	1,3	2,23
Черновое фрезерование цилиндра O145, совместно с выступом O175	13	3	455	34	430	0,07	0,82	3
Наметка 2 отверстий	4	2	8	25,5	730	0,19	0,64	0,22
Сверление 2 отв O40	40	20	37	14,6	116	0,53	4,1	1,2
Чистовое зенкерование 2 отв O40	43,6	1,8	37	25,5	188	0,58	1,05	0,68
Получистовое развёртывание 2 отв O40	45	0,7	37	6,5	46	1,4	0,38	1,14
Чистовое растачивание 2 отв O40	46	0,5	37	380	2630	0,26	3,8	0,1
Сверление O8Н11	8	4	14	25,5	1010	0,19	0,64	0,07
Сверление 2 отв O11	11	5,5	14	21,6	625	0,29	1,10	0,16
	25,03
020 Токарная c ЧПУ
Получистовое точение O138	141,5	0,7	23,5	174	390	0,2	3,9	0,3
Чистовое Точение O138	140,1	0,7	23,5	370	840	0,08	5,2	0,35
Тонкое Точение O138	138,7	0,35	23,5	487	1120	0,06	3,8	0,35
Черновое Точение O175	175	3,5	200	143	260	0,20	4,5	1,92
Черновое Точение O150	150	3	117	167	250	0,23	4,9	2,03
Получистовое точение O145	145	2,2	30	187	410	0,13	3,6	0,56
	5,51
030 Фрезерная
Фрезерование 6 лысок	32	7,5	40	35	350	0,05	1,05	2,74
	2,74
035 Горизонтально-расточная
Тонкое растачивание O124	123,4	0,3	67,5	395	1020	0,19	3,8	0,35
Тонкое растачивание O47	47	0,5	37	308	2100	0,25	2,5	0,14
	0,49
045 Внутришлифовальная
Чистовое шлифование O124Н7	124	0,3	67,5	55	175	0,02	5,6	0,25
	0,25
050 Круглошлифовальная
Чистовое шлифование O138Н7	138	0,35	21	60	191	0,05	5,6	0,11
	0,11

1.14 Определение норм времени на операции

При среднесерийном типе производства норма штучно-калькуляционного времени определяется по формуле:

(1.34)

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

, мин;

где: атех,орг,отд - доли времени технического обслуживание, организационного обслуживания, на отдых в зависимости от оперативного времени.

Тпз - подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на действия рабочего по подготовке рабочего места для обработки партии одинаковых деталей и на действия после обработки партии, приводящие рабочее место к исходному состоянию, мин;

m - число деталей в партии.

Вспомогательное время:

(1.35)

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.

Время на обслуживание:

(1.36)

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

Торг - время на организационное обслуживание рабочего места, мин.

Оперативное время Топ

(1.37)

В среднесерийном производстве Ттех определяется по следующей формуле:

(1.38)

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

Время на организационное обслуживание Торг определяется по формуле:

Время на отдых

(1.39)

Расчёт норм времени проводим подробно для многоцелевой операции 010 по справочным данным.

Производство среднесерийное, масса детали 8,8 кг.

Основное время Т0 = 25,03 мин;

Найдём вспомогательное время, для этого выявим его составляющие и назначим на них время по нормативам [3]:

Время на установку и снятие детали открепление и закрепление:

Тус+Тзо=0,21 мин;

Время на поворот стола с приспособлением:

Тпов=0,16 мин;

Время на приёмы управления, включение и выключение:

Туп=0,02 мин

Суммарное время на смену инструмента в шпинделе tсм=0,1?22=2,2 мин.

Вспомогательное время

Тв=0,21+0,16+2,2=3,02 мин

Оперативное время

Топ=25,03+3,02=28,05 мин

Время на смену инструмента tсм=2,5 %, тогда время на техническое обслуживание:

мин

Затраты времени на организационное обслуживание рабочего места в процентном отношении к оперативному равно 1,7%, тогда

мин

Время на обслуживание рабочего места:

Тобс=0,7+0,47=1,17 мин;

Определяем затраты времени на отдых Пот=7%.

Время на отдых

мин.

Отсюда штучное время на операцию равно:

мин.

Определим штучно калькуляционное время. Для этого определим объём партии:

 (1.40)

где: N - годовой объём выпуска деталей, 7000 шт; а - число дней запаса для сборки, для средних деталей а=3…6; Ф - число рабочих дней в году, 253 дн.

И подготовительно-заключительное время Тпз. Выявим все его составляющие и назначим на низ время по нормативам [3].

Время на получение чертежа и документации, наряда и т.п - 4 мин;

Получение инструмента и заготовок = 10 мин;

Ознакомление с чертежом = 2 мин;

Получение инструкции от мастера = 2 мин;

Установка приспособления = 5 мин;

Подключить приспособление к пневмосети = 1,5 мин;

Ввести программу в память системы с ЧПУ = 0,7 мин;

Проверка работоспособности программы, то есть выполнение всей операции и наблюдение за правильностью её работы, равна Топ = 28,05 мин.

Подготовительно-заключительное время, есть сумма всех вышеперечисленных времён, Тпз = 53,25 мин.

Отсюда штучно калькуляционное время

мин.

Остальные нормы времени определяем таким же образом и сводим в таблицу

Таблица 1.8- Сводная таблица технических норм времени, мин

№	Наименование операции	То	Твсп	Топ	Тобс	Тшт-к.
			Тус+Тзо	Туп	Тизм		Ттех	Торг
005	многоцелевая	25,63	0,21	2,38	2,2	28,05	0,77	0,47	39,48
010	Токарная	5,51	0,16	0,62	1,04	7,33	0,13	0,09	7,74
025	Фрезерная	2,74	0,11	0,33	0,26	3,44	0,086	0,058	3,65
030	Горизонтально-расточная	0,49	0,21	0,42	0,57	1,69	0,041	0,027	1,74
035	Внутришлифовальная	0,25	0,21	0,03	0,19	0,68	0,02	0,01	0,7
040	Круглошлифовальная	0,11	0,16	0,03	0,19	0,49	0,01	0,008	0,493

1.15 Определение необходимого количества оборудования

Для среднесерийного производства количество станков S определяется по формуле:

(1.41)

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

Тшт - штучно-калькуляционное время обработки изделия, мин;

Ni - количество изделий, подлежащих обработке в год;

F - действительный годовой фонд времени работы оборудования, 4055 часов.

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

Коэффициент загрузки оборудования:

(1.42)

где Pпр - принятое количество станков.

Объём выпуска деталей - 7000 шт.

Операция 005, ИР500

; Sпр=1 ;

Операция 010, 16ГС25Ф3

; Sпр=1 ; .

Операция 025, ИР500

; Sпр=1 ; .

Операция 030, 2705(П)

; Sпр=1 ; .

Операция 035, 3К228А

; Sпр=1 ; .

Операция 040, 3М151

; Sпр=1 ; .

На основании рассчитанных коэффициентов строим график загрузки оборудования.

Рисунок 1.9- График загрузки оборудования

1.16 Уточненный расчет типа производства по коэффициенту закрепления операций

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

(1.43)

где О - количество всех различных технологических операций, выполненных в течении планового периода; Р - число рабочих мест, необходимых для выполнения месячной программы.

Согласно ГОСТ для среднесерийного типа производства Кзо=10...20

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

(1.44)

где Nм - годовой объем выпуска детали (7000 шт); Тшт - штучное время на выполнение определенной операции, мин; КП.З. - коэффициент подготовительно заключительного времени (КП.З.=1,1); Fм - годовой фонд времени работы оборудования (4055 час); Кв - коэффициент выполнения норм времени (Кв=1,1…1,3).

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

Коэффициент загрузки данных рабочих мест выполняемой операцией:

(1.45)

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

(1.46)

где н=0,8 -- нормативный коэффициент загрузки для среднесерийного 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.

Результаты расчетов сведем в таблицу

Таблица 1.9- Определение типа производства

№ опер.	Ppi	Pi	i	Opi	Oi
005	0,96	1	0,96	0,83	1,00
010	0,22	1	0,22	3,63	4,00
025	0,1	1	0,1	8	8,00
030	0,05	1	0,05	16	16,00
035	0,02	1	0,02	40	40
040	0,01	1	0,01	80	80
	Pi=6		Oi=149

Определяем коэффициент закрепления операций:

Коэффициент Кзо равен 24,83, тогда получаем мелкосерийное производство.

2. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ

2.1 Служебное назначение и описание конструкции приспособления

В данном разделе необходимо спроектировать приспособление, предназначенное для базирования заготовки при выполнении многоцелевой операции. Данная операция включает в себя расточные, фрезерные и сверлильные переходы. Приспособление является специальным, так как для заготовки такого диаметра нет стандартных призм. Приспособление устанавливается на поверхность стола, горизонтально-обрабатывающего центра.

Приспособление должно иметь: губки которые будут прижимать и базировать заготовку. Пневмоцилиндр, который будет создавать силу зажима.

Выбор пневмоцилиндра, обусловлен следующими факторами:

· Внушительный срок эксплуатации при соблюдении правил использования, достигающий 10000--20000 ч.

· Высокое быстродействие

· Прост и экономичен в эксплуатации, так как отработавший воздух выходит непосредственно в атмосферу.

· Невысокая стоимость

Рычаги для передачи усилия от пневмоцилиндра к губкам; пружины, которые будут разжимать губки после завершения обработки; откидной упор, который будет ограничивать угловое перемещение заготовки; основание на которое будут устанавливаться все вышеперечисленные элементы и которое будет крепиться на поворотный стол.

Так же стоит отметить что пневмоцилиндр который будет использовать в приспособлении, будет не стандартным, так как он будет передавать усилие через 2 штока на 2 рычага.

Базирование в приспособлении происходит по наружному цилиндру заготовки O156 мм, торцу выступа и стороне квадрата.

Приспособление также может налаживаться на обработку деталей подобного типоразмера.

2.2 Расчет сил зажима заготовки

Заготовка в процессе выполнения многоцелевой операции, будет обрабатываться различными методами: фрезерование, растачивание, сверление и развёртывание. Из всех методов рассмотрим, тот, при котором будут возникать наибольшие силы резания, и составим для него расчётную схему (рис. 2.1). Рассмотрим фрезерование правого торца детали, концевой фрезой, так как на данном переходе будет возникать наибольший крутящий момент, вызванный силой резания Рз, стремящийся провернуть заготовку вокруг своей оси. Данная сила имеет большое плечо h, именно поэтому и рассмотрим данный переход. Возможному повороту заготовки противодействуют моменты создаваемые силами трения Fтр. На заготовку действуют 2 одинаковые силы зажима Q и 2 реакции опор R, которые равны силам зажима.

Cоставим схему сил действующих на заготовку и запишем уравнение равновесия:



Рисунок 2.1 - Схема сил действующих на заготовку при фрезеровании торца заготовки

Уравнение равновесия:

(2.1)

где К - коэффициент запаса

f - коэффициент трения, 0,15.

Q - сила зажима одного прихвата.

(2.2)

где - гарантированный коэффициент запаса

- коэффициент, учитывающий степень затупления инструмента.

- коэффициент, учитывающий неравномерный припуск,

- коэффициент, учитывающий прерывистость резания,

- коэффициент, учитывающий непостоянство сил зажима,

- коэффициент, учитывающий непостоянство положения сил на

поверхностях контакта установочных элементов с

заготовкой.

Подставим все известные величины в формулу (2.1), найдём силу зажима Q.

Зная необходимую силу зажима, определим необходимую тяговую силу W развиваемую пневмоцилиндром с учётом рычага и пружины:

Рисунок 2.2 - Схема механизма зажима

;

Где: ? - КПД привода; l, l1 - плечи рычага; F - рабочая нагрузка пружины.

Зная необходимую силу зажима, найдём диаметр поршня:

(2.3)

Где р - давление сжатого воздуха 0,4…0,6 мПа

? - КПД привода 0,85

,

Принимаем значение D=0,08 м

2.3 Расчет приспособления на прочность

Рассчитаем на прочность самое уязвимое звено приспособления. Рассматривая данное приспособление можно прийти к выводу, что наиболее нагруженным звеном является ось связывающая рычаг и шток, так как она имеет наименьший диаметр. На ось действует сила развиваемая штоком W, которая направлена перпендикулярно оси. В результате можно сделать вывод, что ось работает на срез. Ось изготовлена из стали 20.

Расчет на прочность проводим по следующей формуле:

(2.4)

где: W - расчетная осевая сила на штоке пневмоцилиндра;

d - диаметр оси, мм;

n - число осей в соединении;

i - число плоскостей среза;

- допускаемое нагружение среза;

Для материала сталь 20 после нормализации [2]

Необходимый размер опасного сечения:

Поскольку используемый размер d=12 мм больше рассчитанного минимально допустимого, то оставляем его тем же.

2.4 Расчет приспособления на точность

Данный расчёт не производиться, так как точность изготовления приспособления напрямую ни как не влияет на точность получаемых размеров.

Размещено на Allbest.ru

...