Проект участка механического цеха с разработкой технологического процесса изготовления детали типа «Ролик»

Тип:
Добавлен:

Введение

Современные механизмы хозяйственной деятельности требуют от любого предприятия, рассчитывающего добиться серьезных успехов на рынке, выполнения нескольких обязательных условий:

- сокращение сроков подготовки производства

- увеличение производительности труда;

- выработки четкой процедуры учета материальных ценностей;

- обеспечения высокого качества выпускаемой продукции.

Для удовлетворения всех этих условий на машиностроительных предприятиях ведется большая работа.

Специалисты осваивают и внедряют новые материалы, новые технологические процессы изготовления изделий с наименьшей трудоёмкостью и материалоёмкостью, высокой надёжностью и долговечностью. Также большое внимание уделяется широкомасштабному использованию средств механизации и автоматизации производственных процессов.

В данном дипломном проекте был разработан проект участка механического цеха с разработкой технологического процесса изготовления детали типа «Ролик».

Деталь «Ролик» входит в узел «Установка кронштейна»которая в свою очередь входит в агрегат управления двигателем вертолетаДеталь изготовлена из алюминия марки АК6-Т1.

Был выбран оптимальний метод получения заготовки. Заготовка получается методом объемной горячей штамповки.Данный вид заготовки позволяет максимально приблизить контур заготовки к форме и размерам готовой детали. Это снизит трудоемкость механической обработки.

При выборе перспективного варианта технологического процесса изготовления детали проведен системный анализ по критериям: производственные площади и трудоемкость. Для этого были использованы программные комплексы AМACONT

Припуски на операциях технологического процесса рассчитаны с использованием программного комплекса APROPOS.

В результате был разработан технологический процесс изготовления детали «Ролик» с использованием современного оборудования.

В конструкторской части для сверления сквозного отверстия диаметром 10,5 мм рассчитано и спроектировано специальное приспособление с пневматическим приводом зажима заготовки. Для фрезерования поверхности паза рассчитано и спроектировано специальное приспособление с пневматическим приводом зажима заготовки.

Для контроля соосности отверстий диаметром 24H7 мм. рассчитано и спроектировано специальное приспособление -соосник.

В организационно-технической части приведены расчеты потребного количества оборудования, численности работающих, производственных и вспомогательных площадей. На основании этих расчетов разработан план участкаОборудование расставлено согласно операциям технологического процесса.

Анализ безопасности и экологичности данного проекта был проведен и рассчитан на примере двух факторов: вибрации и искусственного освещения

В экономической части приведены обоснования экономической целесообразности проектирования механического участка, оснащенного прогрессивным оборудованием и специальных механизированных приспособлений.

Специальная часть проекта посвящена теме «ультразвуковая размерная обработка».

1ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1Описание конструкции и назначение детали.

Деталь «Ролик» входит в узел «Установка кронштейна» которая в свою очередь входит в агрегат управления двигателем вертолета. Ролик приводит в движение тягу управления двигателем через трос закрепленный на ручье ролика с помощью хомута.

Деталь «Ролик» изготавливается изалюминия марки АК6-Т1ОСТ 190073-85

Рисунок 1.1. 3Dмодель детали ролик

1.2Анализ используемого материала

Таблица 1.1. Химический состав алюминия АК6-Т1, %:

Алюминий

%

Медь

%

Магний

%

2Примесей, не более %

крем-

ния

марган-ца

цинка

титана

никеля

93,4-95,5

1,8-2,6

0,4-0,8

0,7-1,2

0,4-0,8

0,3

0,1

0,1

447[МПа]

- Предел кратковременной прочности

378 [МПа]- Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации)

12.5%- Относитлельное удлинение при разрыве

190 кДж / м2- Ударная вязкость

95-100 МПа - Твердость по Бринеллю

Т1 - закаленное и искусственно состаренное (на максимальную прочность). Целью применения режима старения является получение повышенной прочности закаленного сплава или более стабильных размеров деталей

Таблица 1.2. Рекомендуемые режимы термической обработки сплавов АК6-Т1

Закалка

Старение

температура, ° С

закалочная среда

температура, ° С

выдержка, ч

505–525

Вода

155–165

10–15

1.3. Анализ технологичности конструкции детали.

Конструкциядетали технологична, если она обеспечивает простое и экономичное изготовление детали с минимальными затратами и высокой производительностью. Технологичность детали оценивается для конкретных условий производства.

Существует два вида оценки технологичности конструкции:

·Качественный

·Количественный

Кроме того, технологичность может быть оценена дополнительными техническими показателями:

·- коэффициентом использования материала;

·- коэффициентом унификации и стандартизации;

·- коэффициентом точности и шероховатости поверхностей

1.3.1 Качественный анализ технологичности детали

При проведении качественного анализа технологичности следует проанализировать возможность обработки данной детали при условии сохранения принципа единства баз.

Деталь-Ролик изготовлена из алюминия Ак6-Т1 ОСТ 190073-85, обрабатываемость материала удовлетворительная. Деталь проходит термическую обработку, Т1 – закаленный и искусственно состаренный на максимальную прочность.[3] Способ изготовления заготовки – штамповка, значительно повышает производительность труда, снижает отходы металла, обеспечивает высокую точность формы изделия и качества поверхности.

Конструктивная форма детали позволяет выполнять следующие требования по технологичности механической обработки:

- возможность простого и надежного закрепления детали на станке;

-Инструмент имеет свободный доступ к обрабатываемым плоскостям

- форма поверхностей и их размеры позволяют производить обработку на выпускаемых станкостроительной промышленностью моделях металлорежущих станков.

Деталь имеет два ручья для хода тросика по наружному диаметру ?144, один ручей находится по неполному диаметру. Деталь Ролик имеет два классных отверстия ?24Н7, которые находятся на ступице; деталь имеет 4 технологических отверстия ?33 и 2 отверстия ?4,2 находящихся на основании, также имеется отверстие с резьбой М12х1,5; на ручье находятся отверстие ?7,1, отверстие с резьбой М4, и паз длиной 15х4мм.;

При обработке данной детали используется специальный фасонный резец для обработки ручьев, и комбинированное сверло. Для обработки паза находящегося под углом 160 на ручье, будет использоваться специальная оснастка.

После проведения качественного анализа технологичности детали делаем вывод, что, в целом, конструкция детали является технологичной.

1.3.2Количественный анализ технологичности детали

При проведении количественного анализа технологичности детали определяем следующие коэффициенты:

1. Коэффициент уровня технологичности по шероховатости

Кш=(?Rа*n)/?n(1.1)

Где n-число поверхностей соответствующего класса шероховатости

Кш=(2,5*2+3,2*1+6,3*22)/2+1+22=5,9 мкм

2. Коэффициент технологичностиобработки детали

Кт=1-(1/Тср)(1.2)

Где Тср - средний класс точности обработки детали

Тср=?Т*ni/?ni(1.3)

Где ni – число размеров соответствующего класса точности; Т – класс точности обработки

Тср= (10*2)/2=10

Кт=1-(1/10)=0,9

3. Коэффициент унификации

Ку=?m/?M(1.4)

Где М – общее число размеров; m – число унифицированных размеров

Ку=31/56=0,5

4. Коэффициент использования материала

Ким= мдз(1.5)

Где мд =0,23 кг; мз=0,6 кг.

Ким=0,23/0,6=0,4

ВЫВОД: На основании качественной и количественной оценкитехнологичности установлено, что деталь ролик технологична, показатели технологичности указывают, что деталь легко обрабатывается.

1.4 Выбор и обоснование исходной заготовки

Метод получения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, её массой, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.

Для изготовления заготовки детали «ролик», используется материал - алюминий марки АК6-Т1ОСТ 190073-85

Выбрать заготовку, значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

Для выбора заготовки сделаем сопоставление двух возможных способов получения заготовки методом:

1-ый вариант –заготовка из проката – круг.

2-ой вариант – заготовка из штамповки.

При сравнении заготовок различных видов и способов изготовления можно воспользоваться коэффициентом использования материала:

Ким=mд/mз,(1.6)

гдеmд= 0,23 кг - маса детали;

mз - маса заготовки;

mз1 =1,28 кг - заготовка изкруга,

mз2= 0,6кг - заготовка из штамповки.

Ким1 =0,23/1,28=0,2;

Ким2 =0,23/0,6=0,4.

Экономическоесравнениевариантовзаготовокприпринятии окончательного решения может выполняться:

1. по технологической себестоимости заготовки;

2. по цеховой себестоимости заготовки;

3. по себестоимости изготовления детали;

4. по приведенным затратам на изготовление заготовки;

5. по приведенным затратам на изготовление детали.

Выбираем четвертый вариант.

Определим стоимость основных материалов заготовки: [1]

М=Цз –Цо* то;(1.7)

где Цз -цена заготовки;

Цо — цена отходов, Цо = 22руб./кг;

то - масса отходов,

то1 =1,05 кг - масса отходовзаготовки полученнойпроката;

то2 =0,37 кг - масса отходов из штамповки.

Цз=mз* Цм ,

где цена материала Цм1- 294 руб, Цм2 – 97,5 руб.

Цз1 = тз1* Цм1=1,28*294=376,32руб.

Цз2 = тз2* Цм2 =0,6*97,5=58,2 руб.

М1=376,32-22*1,05=353,22руб.

М2=58,2 -22*0,37=50,06 руб.

Таблица 1.3. таблица сравнения заготовок

Заготовка

Маса заготовки

Маса отходов

Коэффициент использования материала

Цена заготовки

Прокат

1,28

1,05

0,2

353,32

Штамповка

0,6

0,37

0,4

50,06

Учитывая конфигурацию, размеры детали и цену на заготовку отдаем предпочтение второму варианту – изготовление заготовки из штамповки, близкую по форме и размерам к детали.

1.5 Разработка технологического процесса обработки детали

Технологический процесс проектировался под станки с числовым программным управлением.При выборе режущего инструмента использовался стандартный режущий инструмент, для облегчения трудоемкости в операции 025 и 085 используется специальный инструмент-фасонный резец и комбинированное сверло.

Модель станка выбирают из следующих соображений:

1. соответствийосновныхразмеровстанкагабаритам обрабатываемых деталей, устанавливаемых по принятой схеме обработки;

2. соответствие станка по производительности заданному масштабу производства;

3. возможность работы на оптимальных режимах резания;

4. соответствие станка по мощности;

5. возможностьмеханизациииавтоматизациивыполняемой обработки;

6. наименьшая стоимость обработки;

7. необходимость использования имеющихся станков.

В процессе обработки алюминиевых сплавов происходит налипание обрабатываемого материала, что затрудняет достижение необходимой шероховатости поверхности, ухудшает точность обработки. Применение смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) улучшает обрабатываемость материала и обеспечивает повышение периода стойкости инструмента до двух раз и более согласно [6]. По рекомендациям [6] применяем 5%эмульсию.

При разработке технологического процесса производим нормирование операций согласно[7], [8], [9].

Таблица 1.4 Разработка технологического процесса обработки детали

№ операции

Наименование операции

Оборудование

Приспособление

Инструмент

мерительный инструмент

000

Заготовительная

005

Контрольная

Контрольный стол

010

Токарная

ЧПУ 16К20 Ф3

Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80

Резец подрезной отогнутый 2112-0009ВК3 ГОСТ 18880

Резец проходной прямой 2100-0473ВК3 ГОСТ 18878

Сверло ?20 2301-3627 Р6М5 ГОСТ10903

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

015

Токарная

ЧПУ 16К20 Ф3

Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80

Резец подрезной отогнутый 2112-0009ВК3 ГОСТ 18880

Резец проходной прямой 2100-0477 ВК3 ГОСТ 18878

Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

020

Токарная

ЧПУ 16К20 Ф3

Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80

Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

025

Токарная

ЧПУ 16К20 Ф3

Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80

Резец специальный фасонный ВК3 R1.5

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

Шаблон

030

Сверлильная

Sterlitamak 400V

Приспособление специальное

Сверло ?10,5 2301-0032 Р6М5 ГОСТ10903

Сверло ?10,5 2301-0032 Р6М5 ГОСТ10903

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

035

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособление специальное

Фреза ?16 R4 2223-0003 Р6М5 ГОСТ 17026

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

Шаблон

040

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Фреза ?16 R2 2223-0003 Р6М5 ГОСТ 17026

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

Шаблон

045

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Фреза концевая ?6 2220-0008 Р6М5 ГОСТ 17025

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

Шаблон

050

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Фреза концевая ? 50 R1 2223-0025Р6М5 ГОСТ 17026

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

Шаблон

055

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Фреза концевая ?20 2223-0319 Р6М5 ГОСТ 17026

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

060

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Фреза концевая ?26 2223-0129 Р6М5 ГОСТ 17026

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

Шаблон

065

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Фреза ?12R2 2223-0129 Р6М5 ГОСТ 17026

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

Шаблон

070

Фрезерная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Фреза концевая ?4 2220-0003 Р6М5 ГОСТ 17025

Штангенциркуль ШЦ-III 0-500-0,1 ГОСТ 166

Шаблон

075

Сверлильная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Сверло ?4,2 2300-7551 Р6М5 ГОСТ10902

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

080

Сверлильная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Сверло ?7,12300-0188 Р6М5 ГОСТ10902

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

085

Сверлильная

Sterlitamak 400V

Приспособ-ление специ-альное

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

090

Расточная

Sterlitamak 400V

Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80

Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

095

Расточная

Sterlitamak 400V

Патрон 7102-0079 ГОСТ 2675-80

Резец расточной 2141-0045 ВК3 ГОСТ 18882-73;

Штангенциркуль ШЦ-II-250-0.05 ГОСТ 166-89

Калибр-пробка 8133—0607 ГОСТ 14807-69

100

Резьбонарезная

Sterlitamak 400V

Метчик М4 2620-1089 ВК8 ГОСТ 3266-81

Метчик М12х1,5 2621-1513 ВК8 ГОСТ 3266-81

шаблон резьбовой гост 519-77

105

Контрольная

Контрольный стол

1.6 Системный анализ технологического процесса

Системный подход к решению сложных технических задач основывается на анализеи синтезе структуры, функции и характеристик рассматриваемого объекта.Приэтомосновой системных исследований является представлениеэтого объекта (изделия, процесса проектирования, технологического процесса и др.) в виде системы, состоящей из множества взаимосвязанных элементов, выступающих как единое целое

Всесистемноерассмотрениеосуществляетсячерезпризму

структуры объекта, под которой понимается совокупность устойчивых

отношениймежду частямицелостного объекта. Приэтомструктура

представляет собой единство противоположных сторон: расчлененности и целостности. Расчлененность характеризуется следующими признаками:

а) качественной спецификой частей системы;

б) количеством частей, на которое расчленяется система.

Целостность же определяется организацией системы в виде совокупностисвязеймежду вышеназваннымичастями.Причемсвязимогут быть как физически наполненными (энергетическими, информацион-

ными и др.), так и абстрактными, в виде отношений при описании то-

пологии, системы классификации и др.[5]

ОптимизационныйрасчетвыполняетсянаПЭВМс помощьюпрограммы «AMACONT» с указанием на обобщенный критерий. Распечаткафайларезультатовданногорасчетаприводитсяв приложениипояснительнойзаписки

Математическая модель технологического процесса обработки детали ролик представлена на чертеже.

1.7 Расчет режимов обработки

1.7.1Расчет режимов обработки при сверлении

При расчете режимов резанияпри сверлении пользуемся

справочником [7].

Расчет режимов обработки при сверлении рассчитывается для операции 030

Исходные данные для расчета:

диаметр сверления - D = 10,5 мм;

по справочным данным выбирается подача - s = 0,35 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

(1.8)

где Cv = 34,2 - постоянный коэффициент

q = 0,45 - показатель степени при диаметре сверления

y = 0,3 - показатель степени при подаче

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента

T = 45 мин. - период стойкости сверла из быстрорежущей стали

Kv - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

Kv = Kmv*Kuv*Klv ,(1.9)

где Kmv = 1,2 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали

Kuv = 1 - коэффициент, учитывающий материал инструмента

Klv = 1 - коэффициент, учитывающий соотношение глубины и диаметра сверления

Kv = 1,2*1*1 = 1,2 .

По формуле (1) вычисляется скорость резания:

м/мин.

Число оборотов рассчитывается по формуле:

(1.10)

где D = 10,5 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

об/мин.

Принимается число оборотов шпинделя n = 2000 об/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

(1.11)

м/мин.

Крутящий момент Мкр и осевая сила резания Ро рассчитываются по формулам:

(1.12)

(1.13)

где Cm = 0,005 и Cp = 9,8 - постоянные коэффициенты

qm = 2 и qp = 1 - показатели степени при диаметре сверления

ym = 0,8 и yp = 0,7 - показатели степени при подаче

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

Kp = Kmp,(1.14)

Kmp = 1,5 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости

Kp = 1,5.

Тогда по формулам (5), (6):

Мощность резания определяется по формуле:

(1.15)

Мощность электродвигателя привода главного движения станка Sterlitamak 400VNэ.д. = 7 кВт.

При КПД ? = 0,85 мощность привода Nшп = 7*0,85 = 5.95кВт.

Следовательно, обработка возможна поскольку Nшп > Ne (5.95кВт> 0.87 кВт).

1.7.2 Расчет режимов обработки при фрезеровании

При расчете режимов резания при фрезеровании пользуемся

справочником [7].

Расчет режимов обработки при фрезеровании рассчитывается для операции 045

Режущий инструмент – фреза концевая O 6 мм. Материал фрезы – быстрорежущая сталь Р6М5.

Глубина резания t = 6 мм.

Ширина фрезерования В = 16 мм.

Минутная подача:

Sм = Sz *z *n,(1.16)

где Sz – подача на зуб, Sz = 0,06 мм

z – число зубьев фрезы, z = 3;

n – частота вращения фрезы;

Частота вращения шпинделя:

N = (1000• V) / (?? D),(1.17)

гдеV – скорость резания;

V = (Cv · Dq · Kv) / (Tm · tx · Szy · Bu · zp)(1.18)

где Cv – коэффициент, Cv = 185,5;

q, m, x, y, u, p – показатели степени,

q = 0,45; m = 0,33; x = 0,3;y = 0,2 u = 0,1; p = 0,1

D – диаметр фрезы, D = 6 мм;

Т – период стойкости фрезы, Т = 80 мин;

Кv – поправочный коэффициент на скорость резания,

Кv = Кмv · К пv · К uv,(1.19)

гдеКмv = 1,0 ; К uv = 1,0

К пv– коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки,

К пv = 0,9;

Кv =1,0 • 0,9 • 1,0 = 0,9.

V = (185,5 • 2,239 • 0,9) / (4,246 • 1,72 • 0,57 • 1,31• 1,12) = 61 м/мин

n = (1000 • 61) / (3,14? 6) = 3237 об/мин

По паспортным данным станка принимаем nд = 3000 об/мин.

Vд= ? • D • nд/ 1000,(1.20)

Vд=(3,14 • 6 • 3000)/1000=57м/мин.

Окружная сила резания:

Pz = (10 · Cp · tx · Szy · Bu · z · Kmp) / (Dq · nд?)(1.21)

где Cp = 22,6 – коэффициент;

x = 0,86; y = 0,72; u = 1,0; q = 0,86; ? =0;

Kmp – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого

материала;

Kmp = 1;

Pz = (10 • 22,6 • 4,66 • 0,132 • 16• 3 • 1) / (4,67• 1) = 1428,8 Н.

Крутящий момент на шпинделе:

Мкр = (Рz • D) / (2 • 100);(1.22)

Мкр = (1428,8 • 6) / (2 • 100) = 42,86 H.

Мощность резания:

Ne = (Рz • Vд) / (1020 • 60);(1.23)

Ne = (1428,8 • 56.52) / (1020 • 60) = 1.32 кВт.

Мощность электродвигателя привода главного движения станка Sterlitamak 400V

Nэ.д. = 7,5 кВт.

При КПД ? = 0,85 мощность привода Nшп = 7,5*0,85 = 5.95кВт.

Следовательно, обработка возможна поскольку Nшп > Ne (6,375кВт>1.32 кВт).

1.8 Расчет норм времени

1.8.1 Расчет норм времени при сверлении

Расчет норм времени при сверлении рассчитывается для операции 030

Основное время переходарассчитывается по формуле:[9]

Тосн = (1.24)

гдеL – расчетная длина обработки, мм;

L = l + у + D ,(1.25)

l – длина обработки по чертежу, мм;

l = 18 мм; i=1;

у = 0,5D = 0,5 • 10.5 = 5.25 мм – врезание;

D- перебег, принимаем D=5.25мм.

Sм=S·nд=0.35·2000 = 700 мм/об.

Тосн = = 0,04 мин.

Вспомогательное время определяем из выражения:[9]

Твсп = Туст +Тпер + Тконтр,(1.26)

гдеТуст – время на установку и снятие детали, мин;

Тпер – время, связанное с выполнением технологического перехода, мин;

Тконтр – время на выполнение контрольных измерений, мин.

Твсп =1,11мин

Оперативное время находим из зависимости:[9]

Топер = Тосн + Твсп,(1.27)

Топер = 0,04 +1,11 =1,15мин.

Штучное время:[9]

Тшт = Топер + Тдоп,(1.28)

гдеТдоп – дополнительное время, затраченное на техническое и организационное обслуживание рабочего места, а так же время перерывов на отдых рабочего;

Тдоп = 10% • Топер,(1.29)

Тдоп = 0,1 •1,15 =0,115мин,

Тшт =1,15 +0,115 = 1,26мин,

Норма штучно-калькуляционного времени на деталь

Тшт.к. = Тшт + (Тп.з. / nопт.),(1.30)

гдеТп.з. – подготовительно-заключительное время;Подготовительно-заключительное время состоит из времени на наладку станка, инструментов и приспособлений (Тп.з.А), времени на дополнительные приемы (Тп.з.Б), и времени на получения и сдачу инструментов и приспособлений в начале и в конце работы (Тп.з.В).

Тп.з. = 5,59 мин;

nопт – количество деталей в партии

nопт = (Nзап?T) / N,(1.31)

гдеNзап – программа запуска, Nзап = 683 шт. (см. таблицу 3.2);

Т – страховой запас деталей на складе, Т = 4 дня [1]

N – число рабочих дней в году, N = 247 дней

nопт = (683 ? 4) / 247 = 11 шт.,

Тшт.к. = 1,26 + (5,59 / 11) = 1,8 мин.

1.8.2 Расчет норм времени при фрезеровании

Расчет норм времени при фрезеровании рассчитывается для операции 045

Основное время перехода рассчитывается по формуле:[9]

Тосн = (1.31)

гдеL – расчетная длина обработки, мм;

L = l + у + D ,(1.32)

гдеl – длина обработки по чертежу, мм;

l = 48,2мм;

у- врезание при фрезеровании;

у = 0,5D = 0,5 • 6 = 3 мм – врезание;

=5 мм – перебег;

Sм = Szznд,

гдеSz – подача на один зуб фрезы;

z – число зубьев фрезы;

nд–обороты фрезы.

Sм = 0,06• 3 • 3000 = 540 мм/об;

Тосн =48,2+3+5/540 = 0,1 мин.

Твсп = Туст + Тпер + Тконтр[9](1.33)

гдеТуст – время на установку и снятие детали, мин;

Тпер – время, связанное с выполнением технологического перехода, мин;

Тконтр – время на выполнение контрольных измерений, мин.

Твсп = 0,24 + 2,08 + 0,73 = 3,05 мин.

Вспомогательное время:Твсп = 3,05 мин.

Оперативное время находим из зависимости:[9]

Топер = Тосн + Твсп,(1.34)

Топер = 0,1 + 3,05 = 3,17 мин.

Штучное время:[9]

Тшт = Топер + Тдоп,(1.35)

Тдоп – дополнительное время, затраченное на техническое и организационное обслуживание рабочего места, а так же время перерывов на отдых рабочего;

Тдоп= 10% · Топер,(1.36)

Тдоп=0,1 · 3,17 = 0,31 мин.

Тшт =3,17 + 0,31 = 3,5 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени на деталь

Тшт.к. = Тшт + (Тп.з. / nопт.),(1.37)

гдеТп.з. – подготовительно-заключительное время;Подготовительно-заключительное время состоит из времени на наладку станка, инструментов и приспособлений (Тп.з.А), времени на дополнительные приемы (Тп.з.Б), и времени на получения и сдачу инструментов и приспособлений в начале и в конце работы (Тп.з.В).

Тп.з. = 5,71 мин;

nопт – количество деталей в партии

nопт = (Nзап?T) / N,(1.38)

гдеNзап – программа запуска, Nзап = 683 шт. (см. таблицу 3.2);

Т – страховой запас деталей на складе, Т = 4 дня [1]

N – число рабочих дней в году, N = 247 дней

nопт = (683 ? 4) / 247 = 11 шт.,

Тшт.к. = 3,5 + (5,71 / 11) = 4 мин.

1.9 Размерный анализ проектируемого технологического процесса

Размерный анализ технологического процесса заключается в выявлении технологических размеров входящих в размерные цепи по всему техпроцессу и определение их номинальных значений и предельных отклонений.

Исходными данными для размерного анализа являются:

1)чертеж детали;

2)план обработки детали с выбранной постановкой операционных размеров и указанными базами обрабатываемых поверхностей;

3)чертеж заготовки.

Целью расчета является обеспечение конструкторских размеров и допусков расположения поверхностей, а также требуемых операционных припусков.

Размерный анализ выполняем на компьютере, используя программный комплекс "APROPOS", который предназначен для проектного расчета операционных размеров, их отклонений, отклонений расположения поверхностей колебаний припусков при проектировании технологического процесса механической обработки детали.

Результат расчетов со следующей информацией:

1)исходные данные;

2)система уравнений размерных цепей;

3)графический образ схемы размерных связей;

4)расчетные значения операционных размеров и припусков;

5)ожидаемые значения чертежных размеров и припусков по результатам поверочных расчетов приведён в приложении 1.

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет кондуктора

2.1.1 Описание конструкции и принципа работы

В процессе обработки заготовки на нее действуют силы резания. Их величина, направления и место приложения изменяются. Силы резания и возникающие моменты стремятся переместить и повернуть заготовку. Несмотря на это, заготовка должна сохранять в процессе обработки неизменное положение своими базовыми поверхностями относительно опорных элементов – это обеспечивается надежным закреплением.

Любое зажимное устройство в общем случае включает источник и передаточный механизм. Исходное усилие, развиваемое источником, может создаваться либо человеком за счет мускульной энергии при использовании ручных зажимов, либо каким-то приводом – пневматическим, гидравлическим, электромагнитным и т.п.

Приспособление применяется для сверления отверстия и предназначено для базирования заготовки плоскими поверхностями – установочная база, внутренними цилиндрическими поверхностями и установочной призмой – двойная направляющая база и закрепляется усилием зажима (W3).

Приспособление содержит корпус поз. 1, на котором закреплен палец установочный поз. 7, на который крепится обрабатываемая деталь, также на корпусе закреплен пневмоцилиндр, приспособление имеет кондукторную плиту на которой закреплена кондукторная втулка, призма неподвижная, и палец установочный.

В приспособление заготовка устанавливается на палец установочный поз. 7. и поверх детали устанавливается кондукторная плита, прижимается с помощью прижимной шайбы и быстросъемной шайбы путем подачи воздуха в верхнюю камеру пневмоцилиндра.

Для съема обработанной заготовки, поворачиваем кран управления в положение «Разжим» и сжатый воздух поступает в нижнюю полость цилиндра и перемещает поршень со штоком вверх – происходит открепление заготовки.

Убираем быстросъемную шайбу, прижимную шайбу и кондукторную плиту, снимаем обработанную деталь. Ставим новую заготовку и процесс повторяется.

2.1.2 Силовой расчет кондуктора

В качестве зажима заготовки выбираем пневматический привод двустороннего действия. В пневматических приводах подводится сжатый воздух от сети под давлением ? = 0,4…0,8 Мпа. Для обеспечения

герметичности и устранения утечки сжатого воздуха применяется уплотнительные кольца круглого сечения ГОСТ 9833- или V-образные

манжеты ГОСТ 6678- изготавливаемые из малостойкой резины.

При расчете сил зажима и параметров силового привода необходимо знать силы и моменты, действующие на заготовку во время выполнения операции технологического процесса сверления и схемы расположения установочных и зажимных элементов, в соответствии с принципиальной схемой базирования и применяют кинематической передачи усилия от привода к зажимным элементам.

Требуемую силу зажима определяем на основе решения задачи статики, рассматривая равновесие заготовки под действием приложенных сил резания и моментов при обработке и силы зажима.

Мкр · К = W3 · l · f,(2.1)

гдеW3 – усилие зажима, развиваемое пневмоприводом, Н.

W3 = - привод текучего исполнения(2.2)

где D – диаметр цилиндра, мм;

d = 15мм;

? - давление сжатого воздуха в системе, Мпа; ?=0,4…0,8 Мпа

для расчета принимаем ? = 0,4Мпа;

?= 0,8 КПД пневмопривода

W3 =

К – коэффициент надежности закрепления заготовки, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку [3] К=2,5…8,0

К = Ко · К1 · К2 · К3 · К4 · К5 · К6 ? 2,5(2.3)

гдеК0 –гарантированные коэффициент запаса надежности закрепления,

К0 = 1,5; [1]

К1 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхности, при черновой обработке;

принимаем К1 = 1,2;[1]

К2 = коэффициент, учитывающий увеличение силы резания от затупления режущего инструмента,

К2 = 1,0…1,6; принимаем К2 = 1,3; [1]

К3 – коэффициент, учитывающий условия обработки,

К3= 1,0…1,2;[1]

принимаем К3 = 1,0;

К4 – коэффициент, учитывающий неравномерность зажимных усилий, прикладываемых к заготовке.[1]

для гидропривода одностороннего действия К4 = 1,0;

для пневмопривода К4 = 1,0…1,2;

принимаем К4 = 1,2;

К5 – коэффициент, характеризующий степень удобства расположения рукояток; принимаем К5 = 1,2;[1]

К6 – коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку на опорах,

К6 = 1,0…1,5; принимаем К6 = 1,5.[1]

К = 1,5 · 1,2 · 1,3 · 1,0 · 1,2 · 1,2 · 1,5 = 5,05

l – расстояние между опорным элементом, точкой приложения силы резания и приложением силы зажима заготовки, мм;

l = 55мм

f – коэффициент трения между поверхностями опорных элементов и заготовки; f = (0.1…0,15)[10]

принимаемf = 0,14

Мкр = 3,57 Н·м.

Подставив все значения в уравнение 2.1 находим величину диаметра цилиндра, обеспечивающее надежное закрепление заготовки.

3570 · 5,05 = (0,25D2 – 56,52) · 55 · 0,14

D = 97,9мм.

Из стандартного ряда принимаем D = 100 мм.

2.1.3 Точностной расчет кондуктора

Особенностью приспособлений для обработки отверстий на сверлильных и расточных станках является наличие в конструкции элементов для направления режущих инструментов (кондукторных втулок). Направление и ориентация инструментов осуществляется непосредственно по режущей части.

Погрешность обработки заготовок в кондукторах во многом зависит от погрешности положения направляющих элементов относительно установочных элементов приспособления. В то же время погрешности, связанные с установкой кондуктора на станке, не оказывают влияния на точность координатного расположения обрабатываемых отверстий. Поэтому элементы для ориентации приспособления на станке в большинстве случаев отсутствуют; положение кондуктора определяется свободным вхождением инструмента в направляющий элемент.

В приспособлении для сверления отверстия контролируемыми являются размеры: 10,5мм; 55мм.

Точность размера отверстия диаметром 10,5мм обеспечивается режущим инструментом, а координаты этого отверстия зависят от точности установки кондукторной втулки и зазора между кондукторной втулки и сверлом.

Суммарная погрешность должна быть меньше или равна допуску межосевых расстояний 55h14(+0,740)мм.

Т55???;

Т55 =0,740мм

Определим суммарную погрешность приспособления:[11]

? = ?1 + ?2,(2.4)

где ?1 – максимальный зазор между базовой поверхностью(отверстия) и поверхностью оправки кондукторной плиты

O20

?1 = Dmax.отвdmin.оправки(2.5)

гдеDmaxотв – наибольший размер отверстия;

Dmaxотв=20,084

dminоправки – наименьший размер оправки;

dminоправки=19,98

?1 = 20,084 – 19,98 = 0,104мм.

?2 – максимальный зазор между режущим инструментом отверстия кондукторной втулки, O10,5

?2= Dmaxkoн dmin свер,(2.6)

гдеDmaxkoн – наибольший размер кондукторной втулки;

dmin свер – наименьший размер сверла;

?3 = 10,543 – 10,483 = 0,06мм.

Подставив полученые значения в уравнение 2.4 определим суммарную погрешность:

? ? = 0,104 + 0,06 = 0,164мм

Суммарная погрешность меньше допуска размера ? ??Тдет, 0,101мм?0,740мм, следовательно, приспособление обеспечивает получение точности размеров.

2.2 Расчет приспособления для фрезерования

2.2.1 Описание конструкции и принципа работы фрезерногоприспособления

Приспособление с пневматическим приводом зажима заготовки предназначено для выполнения технологических операций фрезерования наружных поверхностей и предназначено для базирования заготовки плоскостью – установочная база, внутренний цилиндрической поверхностью с помощью установочного пальца и срезанного пальца – опорная база. Закрепление заготовки осущест

Copyright © 2018 WorldReferat.ru All rights reserved.