Усовершенствование технологии изготовления детали "Фланец"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Научно-технический прогресс в машиностроительной отрасли в значительной степени определяет возможности дальнейшего развития и укрепления Республики Беларусь.

Важнейшими условиями, обеспечивающими рост производства, являются: повышение производительности и эффективности труда, улучшение качества выпускаемой продукции, создание условий, исключающих возможность производственного травматизма.

Совершенствование технологий по изготовления деталей и механизмов имеет при этом первостепенное значение. Качественные показатели машин и механизмов, их надежность, долговечность и экономичность в эксплуатации зависят от конструкции входящих в их состав деталей, так и от технологии их изготовления.

Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность, качество поверхности деталей значительно повышает ресурс работы машин в целом.

Эффективное использование многоинструментальных наладок, станков-автоматов и полуавтоматов, внедрение прогрессивных конструкций быстродействующих приспособлений, применение прогрессивных форм организаций производственных процессов - все это направлено на повышение производительности труда и качества продукции, обеспечение экономической эффективности производства.

1. Назначение и конструкция детали, чертёж детали

Деталь «Фланец» входит в состав «Передачи конечной» линейки мини-тракторов Беларус (Рисунок 1.1- позиция 8).

Рисунок 1.1 - Передача конечная

Передача конечная служит для увеличения общего передаточного числа трансмиссии и, кроме того (у большинства тракторов), для передачи вращения от вала, находящегося в продольной плоскости трактора, валу, расположенному в его поперечной плоскости.

У колесных тракторов в ступице ведомой шестерни главной передачи размещен механизм, называемый дифференциалом, через который и происходит передача крутящего момента от главной передачи к конечной.

Передача конечная служит для увеличения передаваемого крутящего момента путем повышения передаточного числа трансмиссии, а также для передачи вращения от главной передачи или дифференциала к ведущим колесам (звездочкам) трактора.

В данной конструкции конечные передачи установлены в отдельных корпусах, которые закреплены по бокам заднего моста. Количество шестерен в передачах конечных бывает от двух до пяти в каждой (настоящая конструкция представлена двумя шестернями).

Деталь «Фланец» предназначена для передачи крутящего момента.

Деталь можно рассматривать, как совокупность поверхностей, обеспечивающих выполнение служебного назначения. Рассмотрим поверхности и охарактеризуем их служебное назначение (Рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Чертеж детали «Фланец»

В таблице 1.1 дана классификация поверхностей детали.

Таблица 1.1-- Классификация поверхностей детали

Вид поверхности	Номер поверхности	Назначение
Тоцевая	1, 3, 13, 15, 18, 20	Переходная торцевая поверхность от одного сечения вала к другому, предназначенная для упора деталей, установленных на валу или оси.
Цилиндрическая	2, 4, 8, 9, 12, 19, 24	Цилиндрические поверхности выполняют роль опорных шеек под подшипники, в которых вращается шпиндель.
Резьбовая	6	Служит для соединения деталей
Канавка	11, 14	Предназначена для выхода шлифовального круга, при обработке поверхности меньшего диаметра, установки стопорного кольца
Отверстие	22	Служит для базирования детали при обработке.
Фаска	5, 7, 16, 17, 21, 23	Скошенная часть боковой поверхности вала у торца вала. Служит для облегчения сборки и предотвращения травмирования рук.
Шлицевое соединение	10	Служит для передачи вращающего момента между валом и зубчатым колесом.

На поверхности 9, 24 напрессованы подшипники (позиции 1, 13 рисунок 1.2), которые в свою очередь запрессованы в крышку (позиция 3) и рукав (позиция 14). Фланец соединяется с цилиндрическим зубчатым колесом (позиция 11) посредством шпоночного соединения (поверхность 10).

Канавка 14 служит для выхода шлифовального круга при обработке поверхности Ш20h6. Канавка 11 предназначена для установки стопорного кольца, которое в свою очередь предотвращает перемещение зубчатого колеса.

Поверхность 8 служит для установки манжеты (позиция 7, рисунок 1.2).

Остальные поверхности являются свободными, поэтому к ним жестких требований не предъявляется.

Таблица 1.2Материал детали «Фланец»: Сталь 35ХГСА ГОСТ 4543:

Марка :	35ХГСА
Заменитель:	30ХГС, 30ХГСА, 30ХГТ, 35ХМ
Классификация	Сталь конструкционная легированная
Дополнение:	Сталь хромокремнемарганцовая.
Применение:	Фланцы, кулачки, пальцы, валики, рычаги, оси, детали сварных конструкций и другие улучшаемые детали сложной конфигурации, работающие в условиях знакопеременных нагрузок.

Таблица 1.3

Химический состав в % материала Сталь 35ХГСА ГОСТ 4543-2016:

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0.32 - 0.39	1.1 - 1.4	0.8 - 1.1	до 0.3	до 0.025	до 0.025	1.1 - 1.4	до 0.3

Таблица 1.4 Механические свойства при Т=20oС материала Сталь 35ХГСА ГОСТ 4543:

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Пруток, ГОСТ 4543			1620	1275	9	40	390	Закалка и отпуск
Поковки	100 - 300		660	490	13	40	540	Закалка и отпуск
Твердость 35ХГСА после отжига ГОСТ 4543	HB 10 -1 = 241 МПа

Вывод

Проанализировав предъявляемые требования к точности размеров, шероховатости поверхностей, точности их взаимного расположения, можно сделать вывод, что все требования обусловлены служебным назначением конструктивных элементов детали.

2. Анализ технологичности конструкции детали

Качественный анализ:

Материал детали - Сталь 35ХГСА ГОСТ 4543. Механические характеристики обеспечивают нормальною работу детали «Фланец». Материал не является дефицитным.

Свободные поверхности предусматривается обрабатывать по 14 квалитету точности.

Радиусы закруглений, фаски выполняются по ГОСТ 10948. С точки зрения механической обработки особых трудностей деталь не представляет. Деталь технологична, проста по конструкции, допускает применение высокопроизводительного технологического оборудования и высокотехнических режимов обработки с применением стандартного и унифицированного инструмента.

Конструктивная форма детали, и простановка размеров дают возможность совмещения конструкторских, технологических и измерительных баз при выполнении механических и контрольных операций. На первых операциях обрабатываются поверхности, которые в дальнейшем используются как чистовые базы.

Отверстия в детали имеют простую геометрическую форму.

Требования к точности и шероховатости соответствуют служебному назначению детали и не представляют технологических трудностей. Обработка производится стандартным и двумя специальными инструментами, на каждую операцию проектируется приспособление.

Для контроля так же используется стандартный контролирующий инструмент и одно специальное контрольное приспособление. Таким образом, с точки зрения получения заготовки и оценки стандартизации и унификации конструктивных элементов, деталь является технологичной.

Количественный анализ:

Показатель материалоемкости, который характеризуется коэффициентом использования материала

где М_д - масса детали, кг; М_з - масса заготовки, кг.

Вывод: Исходя из функционального назначения детали и анализа технических требований можно сделать следующие выводы: назначенные конструктором размерная и геометрическая точность обеспечат нормальную работу механизмов. Снижение требований к точности и взаимному расположения поверхностей может привести к появлению дополнительных динамических нагрузок, снижению долговечности и надежности работы механизма.

3. Определение типа производства

Комплектность технологических документов на единичные технологические процессы (ЕТП) согласно ГОСТ 3.1119 зависит:

1. От типа производства по ГОСТ 14.004;

2. Стадии разработки документов по ГОСТ 3.1102;

3. Степени детализации описания технологических процессов, установленных по ГОСТ3.1109;

4. Применяемых технологических методов изготовления и ремонта изделий.

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности, и объёма выпуска продукции различают следующие типы производства: единичное, серийное, массовое. Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций (К_ЗО):

- К_ЗО =1 -- массовое производство;

- <10 -- крупносерийное производство;

- <20 -- среднесерийное производство;

- <40 -- мелкосерийное производство;

-  -- единичное производство.

Определяем расчетное количество станков m_p для каждой операции по формуле:

,

где N -- годовой объём выпуска деталей, 10000 шт.;

 -- штучное время, мин.;

 -- действительный годовой фонд времени, 1989ч.;

- нормативный коэффициент загрузки оборудования = 0,75…0,85;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Принятое число рабочих мест Р устанавливаем округлением значений m_p до ближайшего целого числа. Далее для каждой операции вычисляем значение фактического коэффициента загрузки:

Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле:

На основе расчетов, заполняем таблицу 2.5

Таблица 2.5 -- Расчёт коэффициента закрепления операций

№	Наименование операции	Тшт , мин	mp	Р	з.ф	О
005	Токарная с ЧПУ	12,1	1,269	2	0,635	1,181
010	Токарная с ЧПУ	4,6	0,518	1	0,518	1,447
015	Сверлильная	2,7	0,261	1	0,261	2,869
020	Радиально-сверлильная	14,2	0,224	1	0,224	3,356
025	Круглошлифовальная	5,1	0,203	1	0,203	3,688
030	Круглошлифовальная	5,1	0,278	1	0,278	2,696
035	Круглошлифовальная	5,1	0,297	1	0,297	2,524
040	Круглошлифовальная	5,1	0,244	1	0,244	3,079
045	Токарная	4,22	0,472	1	0,472	1,591
Итого	33,71	3,766	10	3,132	22,431

Коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле:

,

Производство крупносерийное, так как .

4. Выбор метода получения заготовки

Выбор оптимального метода получения заготовки определяется на основе анализа ряда факторов: материала детали; технических требований на ее изготовление; объема и серийности выпуска; формы поверхностей и размеров деталей. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость, считается оптимальным.

Решение задачи максимального приближения геометрических форм и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали - одна из главных тенденций в заготовительном производстве. Оптимизация выбора метода и способа получения заготовки позволяет не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки.

Наиболее широко применяют для получения заготовок в машиностроении следующие методы: литье, обработка металлов давлением, сварка, а также комбинации этих методов. Однако каждый из методов содержит большое число способов получения заготовок.

Определение видов заготовок и способов их изготовления для конкретной детали определяется рядом основных показателей.

Материал является одним из важных признаков, определяющих метод получения заготовок. Наиболее широко используемые материалы объединены в 7 групп. Код группы определяется на основе данных чертежа детали.

Конструктивная форма. Конструктивные формы деталей общего машиностроения делятся на 14 видов. Соответствующий код выбирается на основе сравнения реальной детали с описанием типовых деталей.

Серийность производства. Для нахождения этого показателя необходимо знать массу детали (согласно чертежа) и задаться конкретной программой выпуска.

Исходная заготовка при производстве детали «Фланец» - поковка.

Технические требования детали:

1. Группа 255....302 НВ ГОСТ 8479-70.

2. Класс точности Т5 ГОСТ 7505-89.

3. Неуказанные радиусы до 2,5 мм.

4. Неуказанные штамповочные уклоны 7 .

5. Недорез облоя по линии разъема штампов до 1 мм, торцевой заусенец затянутый от обрезки по периметру в месте Б до 3 мм.

6. В месте А допускается кольцевой притупленный заусенец или выступ от выталкивателя высотой до 2 мм.

7. Допускается частичный срез штамповочных уклонов.

8. Перекос осей штампов до 1 мм.

9. Внешние дефекты согласно ГОСТ 8479-70.

10. Поковка должна быть очищена от окалины.

11. Покрытие. Грунтовать. Марка краски по техпроцессу на грунтование.

13. Степень сложности С3, группа стали М2, исходный индекс - 15. ГОСТ 7505-89.

Программа выпуска - 10000 штук.

Выбираем способ получения заготовки - штамповка на горизонтально-ковочных машинах, так как при этом способе литья наименьшая себестоимость и этот способ позволяет получить необходимую точность поковки.

5. Анализ базового технологического процесса

Технологический процесс - главная часть производственного процесса, включающая действия по изменению размеров, формы, свойств и качества поверхностей детали, их взаимного расположению с целью получения нужного изделия. Типовой технологический процесс является унифицированным для наиболее типичных деталей, обладающих сходными технико-конструктивными параметрами. Инженерами высокого класса разрабатывается технологический процесс для типовых деталей, а затем, с их помощью, составляют рабочие технологические процессы для конкретной детали. Использование типового технологического процесса позволяет упростить разработку тех. процессов, повысить качество этих разработок,

сэкономить время и сократить затраты на технологическую подготовку производства.

Проанализируем существующий технологический процесс изготовления детали «Фланец». В качестве заготовки используется прокат. Метод получения заготовки оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели технологического процесса изготовления детали. Правильный его выбор позволит нам повысить коэффициент использования материала, снизить материалоемкость конструкции, снизить трудоемкость механической обработки.

Базовый технологический процесс представим в таблице 1.

Таблица 5.1 -- Базовый технологический процесс

№ опе-рации	Наименование операции	Оборудование
010	Отрезная	Станок отрезной ленточный PAR280NC
020	Токарно-винторезная	Станок токарно-винторезный ГС526УДМ-01
030	Токарно-винторезная	Станок токарно-винторезный ГС526УДМ-01
040	Термическая	ШАХТНАЯ ПЕЧЬ (ОТЖИГ)
050	Токарно-винторезная	Станок токарно-винторезный ГС526УДМ-01
060	Токарно-винторезная	Станок токарно-винторезный ГС526УДМ-01
070	Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный станок 2Н118
080	Радиально-сверлильная	Csepel RF22/B
090	Круглошлифовальная	Станок круглошлифовальный 3М152В
100	Круглошлифовальная	Станок круглошлифовальный 3М152В
110	Круглошлифовальная	Станок круглошлифовальный 3М152В
120	Круглошлифовальная	Станок круглошлифовальный 3М152В
130	Токарно-винторезная	Станок токарно-винторезный ГС526УДМ-01

Заводской технологический процесс изготовления детали «Фланец» содержит 16 операцию, из которых 12 операций механической обработки, остальные - контрольные, слесарные, термические.

Технологический процесс начинается с отрезания образца (свидетеля) Ф130Х10 из сортового проката. Производится контроль образца на наличие дефектов, в том числе, и при помощи ультразвукового прибора Пеленг УДЗ-103. После контроля отрезается заготовка, которая так же проходит тщательный контроль. В дальнейшем по операциям механической обработки с партией деталей следует 1 образец.

Горизонтально-расточные операции. Осуществляются на горизонтально-расточных станках, применяются для центровки отверстий и для фрезерования сегментных шпоночных пазов.

Токарно-винторезные операции. Осуществляются на токарных станках, предназначенных для обработки деталей, представляющих собой тела вращения. На токарных станках выполняются следующие операции:

- точение наружных гладких и ступенчатых цилиндрических поверхностей;

- подрезка торцов и точение торцевых поверхностей, канавок;

- сверление отверстий;

- нарезание резьбы;

Термические операции. Осуществляются в шахтной печи. На этих операциях проводится высокий отпуск.

Слесарные операции относятся к процессам холодной обработки металлов резанием. Осуществляются они как вручную, так и с помощью механизированного инструмента.

Целью слесарных работ является придание обрабатываемой детали заданных чертежом формы, размеров и чистоты поверхности.

Качество выполняемых слесарных работ зависит от умения и навыков слесаря, применяемого инструмента и обрабатываемого материала.

Круглошлифовальные операции. Операции, при которых достигается наивысшая геометрическая точность. При этом методе невозможна обработка всей длины детали за один установ, так как часть поверхности детали используется для крепления поводка. При шлифовании длинных и тонких деталей необходима дополнительная опора в виде люнета.

Деталь закрепляется в неподвижных центрах или в зажимном приспособлении на вращающемся шпинделе передней бабки.

Универсально-шлифовальные операции. Применяются для предания окончательной обработки, и для шлифования внутренних отверстий.

Установим соответствие параметров принятого оборудования размерам обрабатываемой детали, точности обработки, производительности в таблице 2.

Таблица 3.2 -- Технологические характеристики применяемого оборудования

Модель станка	Предельные или наибольшие размеры обрабатываемых заготовок, мм	Экономическая точность обработки (квалитет)	Экономическая шероховатость обработанной поверхности Rа,мкм
	Диаметр (ширина) d (b), мм	Длина L,мм
HAAS ST-10	250	2600	12	6,3
Вертикально-сверлильный 2С125	500	1000	8-10	6,3
Зубофрезерный 53А30П	200	1000	3-4	0,16
Круглошлифовальный 3М152Ф3	50	600	12	6,3

Анализ, приведенных в таблицах 3.1 и 3.2 сведений показывает, что станки, используемые на операциях по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости поверхностей соответствуют требуемым условиям обработки данной детали.

Определим степень применяемости высокопроизводительного режущего инструмента, анализируя таблицу 3:

Таблица 3.3

№ опер.	Название инструмента	Вид инструмента
005	Резец MWLNR 2520-M08	Станд.
	резец контурный MVJNR 2525-M16	Станд.
	сверло Р6М5 2301-0006 ГОСТ 14952-75	Станд.
010	Резец MWLNR 2520-M08	Станд.
	сверло Р6М5 2301-0006 ГОСТ 14952-75	Станд.
015	Сверло 2301-0030 ГОСТ 10903-77	Станд.
	Сверло 2317-5068 ГОСТ 14952-75	Станд.
	Метчик 2620-1513 ГОСТ 3266-81	Станд.
020	Фреза 2510-5049 ГОСТ 6637-80	Станд.
025	Круг шлифовальный 400х50х203 А25 24 ПС 21Х 50м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83	Станд.
030	Круг шлифовальный 400х50х203 А25 24 ПС 21Х 50м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83	Станд.
035	Круг шлифовальный 400х50х203 А25 24 ПС 21Х 50м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83	Станд.
040	Круг шлифовальный 400х50х203 А25 24 ПС 21Х 50м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83	Станд.
045	Резец канавочный 2131-5008 ГОСТ 18874-73	Станд.
050	Напильник 2820-0137 ГОСТ 1465-80	Станд.

Как видно из таблицы 3.3, в технологическом процессе применяется в основном стандартный покупной инструмент, что ускоряет технологическую подготовку производства и уменьшает затраты на него, а также твердосплавные специальные режущие инструменты.

Определим степень оснащенности технологического процесса механизированными приспособлениями, отразив их в таблице 3.4:

Таблица 3.4

№ операции	Наименование приспособления	Привод	Кол-во шт. на станке
005	Оправка 292 141 121, Оправка 291 342 331	Мех.	1
010	Оправка 292 141 121, Оправка 291 342 331	Мех.	1
015	Головка четырех-шпиндельная специальная	Мех.	1
020	Приспособление фрезерное	Мех.	1
045	Патрон 7100-0035 ГОСТ 2675-80	Мех.	1

В рассматриваемом технологическом процессе применяется универсальная вспомогательная оснастка. Время, необходимое на смену одного режущего инструмента во вспомогательном, сравнительно невелико. Затраты времени на смену (правку) инструмента можно снизить, если применить более стойкие твердосплавные инструменты с износостойкими покрытиями. Крепление инструментов, их установка и смена не сложны. Таким образом, вспомогательная оснастка соответствует данному типу производства.

Специальные приспособления, применяемые в технологическом процессе, соответствуют современным требованиям: позволяют добиться нужных параметров по качеству и точности, предъявляемых к детали, обеспечивают точное базирование и надежное закрепление, а также повышают производительность труда.

Таблица 3.5

№ опер.	Наименование инструмента (прибора) и эталона	Вид инструмента
1	2	3
005	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ 166-89	Станд.
	Скоба 8102 9996 ГОСТ 18360-93
	Скоба 8113 4287 ГОСТ 18360-93
	Шаблон 8151-9974 ГОСТ 18360-93
	Скоба 8113 4813 ГОСТ 18360-93
010	Штангенциркуль ШЦ 1-150-0,05 ГОСТ 166-89	Станд.
	Скоба 8102 9996 ГОСТ 18360-93
	Скоба 8113 4287 ГОСТ 18360-93
	Шаблон 8151-9974 ГОСТ 18360-93
	Скоба 8113 4813 ГОСТ 18360-93
015	Штангенциркуль ШЦ 1-150-0,05 ГОСТ 166-89	Станд.
020	Микрометр МК 50-0,01 ГОСТ 6507-90	Станд.
	Скоба 8316 7119 ГОСТ 18360-93
	Ролик 4,4 8344-7156-11
	Штангенциркуль ШЦ 1-150-0,05 ГОСТ 166-89
025	Скоба 8113-0130 h7 ГОСТ 18360-93	Станд.
	Скоба 8102-9996 ГОСТ 18360-93	Станд.
030	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ 166-89	Станд.
	Скоба 8113-0122 ГОСТ 18360-93
035	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ 166-89	Станд.
040	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ 166-89	Станд.
045	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ 166-89	Станд.
	Скоба 8102 9996
	Скоба 8113 4287
	Шаблон 8151-9974
	Скоба 8113 4813

Анализируя таблицу 3.5 видно, что в технологическом процессе применяются быстродействующие измерительные инструменты. Точность измерения достаточно высокая (погрешность измерения не превышает 30% допуска на размер). Оснащенность измерительными средствами операций обработки хорошая. Дополнительных мероприятий по совершенствованию оснащения операций измерительными инструментами не требуется.

Вывод

Проанализировав базовый технологический предлагаю объединить операции 070 и 080, заменить материал режущего инструмента на быстрорежущий, спроектировать комбинированный специальный инструмент сверло-зенковку для сверления отверстия и фаски за один установ, разработать сверлильное контрольное приспособления.

6. Варианты технологического маршрута обработки детали

001 Транспортирование

1. Транспортировать заготовки согласно маршруту

005 Токарная с ЧПУ

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Точить поверхности по программе, выдерживая размеры 1-14

Рисунок 6.1 Операция 005

010 Токарная с ЧПУ

1. Установить заготовку, закрепить

2. Точить поверхности по программе, выдерживая размеры 1-5

Рисунок 6.2 Операция 010

015 Вертикально-сверлильная

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Сверлить одновременно 4 отверстия с фаской, выдерживая размеры 1, 2, 4.

3. Нарезать последовательно резьбу в 4 отверстиях, выдерживая размер 3.

Рисунок 6.3 Операция 015

020 Зубофрезерная

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Фрезеровать шлицы, выдерживая размеры 1, 2, 3.

Рисунок 6.4 Операция 020

025 Круглошлифовальная

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 1, 2, 3.

Рисунок 6.5 Операция 025

030 Круглошлифовальная

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 1, 2.

Рисунок 6.6 Операция 030

035 Круглошлифовальная

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 1-4.

Рисунок 6.7 Операция 035

040 Круглошлифовальная

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Шлифовать поверхность с подшлифовкой торца, выдерживая размеры 1-4.

Рисунок 6.8 Операция 040

045 Токарная с ЧПУ

1. Установить заготовку, закрепить.

2. Точить канавку, выдерживая размеры 1-3.



Рисунок 6.9 Операция 045

050 Слесарная

1. Зачистить заусенцы и притупить острые кромки

055 Промывка

1. Промыть деталь моющим раствором.

2. Детали уложить в тару.

060 Контрольная

1. Проверить выполнение всех операций, отсутствие трещин, заусенцев, острых кромок, наличие фасок, радиусов.

7. Расчет общих и межоперационных припусков

Рассчитаем припуск на обработку и промежуточные предельные размеры на поверхность Ш76_-0,19. Результаты расчетов представим в таблице 7.1.

Технологический маршрут обработки состоит из 2-х переходов: чернового, чистового точения. Установочными базами для заготовки служат наружные поверхности.

Таблица 7.1 - Расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку

Технологич. переходы обработки поверхности Ш76-0,19	Элементы припуска, мкм	Расч. прип., 2zmin, мкм	Расч. размер dр, мм	Допуск , мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	T						dmin	dmax
Заготовка	700	2801	-	-	75,409	2800	75,409	75,311	-	-
Точение черновое	50	50	168,1	-	2·3501	74,411	74,411	75,774	75,111	7002	3320
Точение чистовое	30	30	112,04	-	2·268,1	74,947	74,947	75,238	75,904	536	820
Итого:	7538	4140

Значения R_z и Т, характеризующие качество поверхности литых заготовок, составляют 400 мкм [2]. Для чернового, чистового точения [2], значение R_z и T и записываю в табл. 2.5

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки:

(7.1)

Коробление наружной:

_кор=?_к·Ф (7.2)

где Ф - диаметр обрабатываемой детали, мм

_кор=0,872= 57,6 мкм

Допуск на размер 76 для отливки II класса равен = 2800 мкм.

Смещение обрабатываемой поверхности:

Таким образом, суммарное значение пространственных отклонений заготовки:

Остаточные пространственные отклонение после черновой обработки ₁=0,062801=168,1 мкм; после чистовой обработки ₂=0,042801=112,04мкм.

Чистовое точение осуществляется в центрах е=0.

На основе записанных в таблице данных проводим расчёт минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь формулой:

(7.2)

Минимальный припуск под точение:

черновое:

чистовое:

Вычисляем расчётный размер:

чертёжный размер: Ш76_-0,19.

для чернового точения: d_p1=71,947-0,536=75,411мм

для заготовки: d_p=71,411-7,002=75,409мм

Для чистового точения значение допуска составляет 43 мкм (чертёжный размер); для чернового точения =300 мкм; допуск для отливки 2-го класса точности по ГОСТ 1855 составляет =2800 мкм.

В графе «Предельные размеры» наименьшее значение (d_min) получается, по расчётным размерам, округляя расчётные размеры увеличением их значений. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округлённому наименьшему предельному размеру:

d_max3=75,947-0,043=75,904 мм

d_max2=75,411-0,3=75,111 мм

d_max1=75,111-2,8=73,311 мм

Общие припуски z_оmin и z_оmaxопределяю, суммируя промежуточные припуски, и записываю их значения внизу соответствующего граф:

Произвожу проверку правильности выполнения расчётов:

Проверка сошлась.

На основе полученных данных строю схему графического расположения припусков (схема) и допусков на обработку наружной поверхности Ш76_-0,19.

Рисунок 7.1 Схема расположения припусков, допусков и операционных размеров на обработку поверхности

На остальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски выбираю по таблицам (ГОСТ 1855).

Таблица 7.2 Припуски

№	Размер	Допуск
1	Ш38	h7(-0,025)
2	Ш30	js6(±0,065)
3	Ш20	js6(±0,065)
4	55	-0,14 -0,33
5	51,4	+0,19
6	Ш28,5	0,21
7	102	±1,5

8. Определение режимов резания обработки детали

Расчет режимов резания на операцию 010 Токарная

Определение режимов резания

При точении глубина резания t = 2 мм.

При точении принимаем подачу S = 0.15 мм/об

Скорость резания рассчитывается по формуле.

,

где ; ;; ; мин.

- коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания

где =1;

- поправочный коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

- поправочный коэффициент учитывающий влияния поверхности заготовки.

- общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.

Выбираем частоту вращения шпинделя n_ст = 400 мин^-1.

Сила резания.

=381.1

где ; ; ; ;

- поправочный коэффициент учитывающий фактические условия резания.

Мощность резания.



Расчет режимов резания на операцию 020 Токарная с помощью программы walter machining calculator:

Рисунок 8.1 Режимы резания для операции 020

Рисунок 8.2 формулы расчета для операции 020

Таблица 8.1 Режимы резания

Номер операции	Название инструмента	D, мм	L, мм	t, мм	S, мм/зуб(мм/об)	V, м/мин
1	2	3	4	5	6	7
005-1 005-2 005-3	Резец MWLNR Резец MWLNR сверло Р6М5	124 20 3,5	12 19 10	2 2 0,875	0,08/400 0,1/50 0,1/71	50 50 12
010-1 010-2	Резец MWLNR сверло Р6М5	72 3,5	5 10	2 0,875	0,1/50 0,1/71	50 12
015-1 015-2	Сверло-зенковка Метчик	10,2 12	12 1,5	12 1,5	0,15 0,1	19 2,5
020	Фреза	36	104	2	0,15	25
025	Круг шлифовальный	38	22	0,5	0,32/200	34
030	Круг шлифовальный	30	22	0,5	0,32/200	34
035	Круг шлифовальный	30	22	0,5	0,32/200	34
040	Круг шлифовальный	20	22	0,5	0,32/200	34
045	Резец MWLNR	124	12	2	0,08/400	50

9. Нормирование технологического процесса

Расчёт норм времени на операцию 010 Токарная

Исходные данные:

Основное время, затрачиваемое на обработку детали:

- вспомогательное время, мин

мин

мин - время на установку, и снятие детали.

мин - время на очистку приспособления от стружки.

мин - время на закрепление и открепление детали.мин

мин - время на установку инструмента.

мин - время на включение шпинделя.

мин - время для изменение оборотов и подачи.

мин.

мин,

мин.

Таблица 9.1- Технические нормы времени

№ опер.	То	Тв	Тшт
1	2	3	4
005 Токарная с ЧПУ	8,4	3,3	12,1
010 Токарная с ЧПУ	3,7	0,6	4,6
015 Вертикально-сверлильная	1,9	0,5	2,7
020 Зубофрезерная	7,9	0,8	14,2

025 Круглошлифовальная	2,16	2,3	5,1
030 Круглошлифовальная	2,16	2,3	5,1
035 Круглошлифовальная	2,16	2,3	5,1
040 Круглошлифовальная	2,16	2,3	5,1
045 Токарная с ЧПУ	3,3	0,5	4,2

10. Расчет и проектирование приспособления

Составим техническое задание на проектируемое приспособление и представим его в виде таблицы 10.1.

Таблица 10.1 - Техническое задание на проектируемое приспособление

Раздел	Содержание
1. Наименование и область применения	Приспособление для сверления отверстия. В данном технологическом процессе используется на операции 015 Вертикально-сверлильная
2. Основание для разработки	Операционная карта ТП механической обработки детали «Фланец».
3. Цель и назначение разработки	- Проектируемое приспособление должно обеспечить точную установку и закрепление заготовки, а также постоянное положение, после закрепления, с целью получения точности размера.
4. Технические требования	Тип производства - крупносерийное. Программа выпуска - 10000 шт.

Рассчитаем выпуск количества деталей, которое может обеспечить приспособление в год:

Пропускная способность приспособления:

шт/год

Сила зажима W определяется по формуле:

,

где , -коэффициент трения;

Нм

- коэффициент запаса в соответствии с рекомендациями [4, стр. 118-119]

где -гарантированный коэффициент запаса;

= 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок;

= 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания в следствии затупления режущего инструмента;

= 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании;

= 1,0 - коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом;

= 1,0 - коэффициент, характеризующий эргономику немеханизированного зажимного механизма.

= 1,0 - коэффициент, отражающий неопределённость положения мест контакта заготовки с установочными элементами и изменение в связи с этим моментов трения, противодействующих повороту заготовки на базовой плоскости.

Получаем:

За потребную силу зажима принимается большее значение и W.

Расчёт приспособления на точность

Цель расчета заключается в определении требуемой точности изготовления приспособлении по выбранному параметру и заданий допусков размеров деталей и элементов приспособления.

Точность обработки напрямую зависит от точности изготовления приспособления:

,

где

- допуск, выполняемого при обработке размера заготовки;

- допуск на размер 24 мм квалитету (= 360мм);

K_T=1 - коэффициент, учитывающий отклонения рассеяния значений составляющих величин от значения нормального распределения;

K_T1 = 0,8 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенном станке;

- погрешность поверхностей установочных элементов в результате их изнашивания.

- коэффициент, учитывающий погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

- так как все необходимые базы совмещены;

- погрешность закрепления ( мкм); [4, с. 210, табл. 4]

мкм - погрешность установки приспособления.

Погрешность установки приспособления может возникнуть вследствие возникновения зазора между пазами станка и базирующими элементами приспособления.

Погрешность от изнашивания установочных элементов определяется по формуле: где: ₂=0,002 - постоянная зависящая от условий контакта; N=10000 - количество контактов в год.

мкм.

Определяем экономическую точность обработки. Заготовка из стали, фрезерование: мкм - экономическая точность.

мкм.

Вывод: изготовление выполняемого размера должно быть выполнено с погрешностью не больше 126,7 мкм.

Описание работы приспособления

Рисунок 10.1 Приспособление сверлильное

На основании 1 винтами 6 и штифтами 7 при помощи плиты 2 крепится патрон трехкулачковый 4, в который в последующем устанавливается заготовка. Две втулки позиция 3 предназначены для направления сверлильной головки. Для установки на стол станка имеются пазы и болт 5 с шайбой 9 и гайкой 8. Транспортируется приспособление при помощи рым-болтов 11.

Список использованной литературы

деталь фланец конструкция резание

Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.М. Дальского, А.Г.Косиловой и др. В 2-х томах. Т.2. - М.: Машиностроение, 2003.-944 с.

Технология машиностроения. Курсовое проектирование: учебное пособие/ под ред. М.М. Кане, В.К. Шелега.-Минск: Выш.шк.,2013.

Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3- х т.- М.: Машиностроение, 2001.

Чемисов Б.П., Абрамов В.И. Методические указания к дипломному проектированию для студентов специальности Т.03.01 Новополоцк 1999.

Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. Минск. Вышэйшая школа.1986 - 238с.

Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ , выполняемых на универсальных .и многоцелевых станках с числовым программным управлением. В 2-х т. Т.2. Москва, 1990г.

Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.М. Дальского, А.Г.Косиловой и др. В 2-х томах. Т.1. - М.: Машиностроение, 2003.-912 с.

Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. Л. 1975 - 656с.

Размещено на Allbest.ru

...