Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 62
Кшт. Тпз Тшт.
mxl printed ГОСТ
3.1118-82 Форма 1 Кшт. Тпз Тшт. Н,ра
mxl printed ГОСТ
3.1118-82 Форма
1б
Лищенко
А.В. Комплексний
дипломний
проект “Проект
дiльницi
по виробництву
технологiчноi
оснастки для
електромеханичного
вiдновлення
i
змiцнення
деталей машин” Дипломний
проект. ХГТУ.
5С. 1999
Пояснювальна
записка:
97 стр.;
Додаток
стр.;
Креслення
10 аркушiв
формату А1. В
проектi
розроблена
конструкцiя
пристрiiв
для электромеханичноi
обробки внутреннiх
поверхнь
обертання.
Ряд
операцiй
виконуется
на продуктивному
обладнаннi
з ЧПУ. Спроектован
оригiнальний
поводковий
патрон, електроконтактний
пристрiй
та державка
для висадження
i
змiцнення
внутренньоi
поверхнi.
Запропанованi
в проектi
технологiчнi,
кострукторськi
i
органiзацiйнi
рiшення
дозволили
отримати економiчний
ефект у розмiрi
3629
гр. СОДЕРЖАНИЕ 15 стр.
1.
ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ
1.1.
Назначение
детали и анализ
технических
условий на
изготовление.
Конструируемая
деталь представляет
собой деталь
типа рычаг. В
проектируемой
державке он
является корпусом
и служит для
крепления на
нее сменной
головки с
твердосплавной
пластиной, а
так же для передачи
усилия на цилиндр
через ось.
Рычаг не имеет
ответственных
поверхностей
и поэтому прост
в изготовлении.
Деталь имеет
три отверстия
10 мм, два
из которых
служат для
крепления оси,
передающей
усилие через
сухарь на пружину
цилиндра, третья
отверстие
служит для
крепления
рычага болтом
М10, который является
осью вращения
рычага. Деталь
имеет два отверстия
диаметром 6.8
мм для крепления
болтами М6 сменной
головки с
твердосплавной
пластиной.
Для сопряжения
этих поверхностей
предусмотрена
поверхность
длиной 35 мм и
шириной 20 мм.
Для сопряжения
поверхности
рычага с поверхностью
планки предусмотрена
поверхность
длиной 50 мм и
шириной 20 мм.
Рычаг имеет
паз шириной
60 мм для свободного
перемещения
в нем цилиндра
с пружиной.
Рычаг имеет
отверстие М8
для крепления
к нему многожильного
провода болтом.
Шероховатость
обрабатываемых
поверхностей
при фрезеровании
и сверлении
по четвертому
классу. Для
повышения срока
службы и придания
изделию эстетических
качеств деталь
подвергают
оксидированию. Материал
рычага – сталь
45 ГОСТ 1050-88.
Получают данную
сталь в конвертерах,
мартеновских
и электрических
печах.
Таблица 1.1
Химический
состав стали. C % Si % Mn % Cr % (не
более) 45 0.420.50 0.170.37 0.500.80 0.25
Предельно-допустимая
концентрация
вредных примесей
в стали 45 следующая:
S (не более)
0.04% , фосфор (не
более) 0.035% [6].
Таблица 1.2
Механические
свойства стали
45 т в s H/мм2 Hм/см2 45 360 610 16 40 50
Сталь 45 в
нормализованном
состоянии по
сравнению с
низкоуглеродистыми
сталями имеет
более высокую
прочность при
более низкой
пластичности.
Хорошо обрабатывается
резанием. 1.2.
Определение
программы
запуска и
типа
производства.
В зависимости
от размеров
производственной
программы,
характера
производства
и выпускаемой
продукции, а
так же технических
и экономических
условий осуществления
производственного
процесса различают
три основных
типа производства: единичное серийное массовое
Количественной
характеристикой
типа производства
является коэффициент
закрепления
операций Кз.о.,
который представляет
собой отношение
числа различных
операций, подлежащих
выполнению
в течении месяца,
к числу рабочих
мест. Математически
эта зависимость
выражается
следующей
формулой:
Кз.о. = О/Р (1.2.1) где
О – число различных
операций, шт. Р –
число рабочих
мест, шт. По
таблице типов
производств
определяем,
что выпуск
детали массой
2 кг и партией
2000 шт. соответствует
среднесерийному
производству.
Годовую
программу
запуска определяем
по формуле:
nз = nвып
(1+/100)
шт, (1.2.2) где
nвып = 200 шт. –
заданная годовая
программа,
= 4 – коэффициент
технологических
потерь.
Подставив
известные
величины в
формулу (1.2.2), получаем:
nз = 2000(1+4/100)
= 2012
1.3.
Анализ технологичности
конструкции
детали. Технологичность
конструкции
– это совокупность
свойств конструкции
изделия, определяющих
ее приспособляемость
к достижению
оптимальных
затрат при
производстве,
эксплуатации
и ремонте для
заданных показателей
качества, объема
выпуска и условий
выполнения
работы. Важное
место среди
требований
к технико-экономическим
показателям
промышленных
изделий занимают
вопросы технологичности
конструкции.
Технологичность
конструкции
детали анализируется
с учетом условий
ее производства,
рассматривая
особенности
конструкции
и требования
качества как
технологические
задачи изготовителя.
По ГОСТ 14.205 – 83
технологичность
конструкции
– это совокупность
свойств конструкции
изделия, определяющих
ее приспособляемость
к достижению
оптимальных
затрат при
производстве,
эксплуатации
и ремонте для
заданных показателей
качества, объема
выпуска и условий
выполнения
работ.
2.3.1 Количественный
метод оценки
технологичности.
Для количественного
метода оценки
техно- логичности
конструкции
применяют
показатели,
предусмотренные
ГОСТ 14.202 – 73. Произведем
расчет по некоторым
из этих показателей.
Коэффициент
унификации
конструктивных
элементов
детали:
Кц.э.=
Qу.э./Qэ (1.3.1) где
Qу.э. = 8 шт.
– число унифицированных
элементов
детали; Qэ
= 9 шт. – общее
число конструктивных
элементов. Подставляя
известные
величины в
формулу (1.3.1), получим:
Кц.э. = 12/12 =1 При
Кц.э.> 0.6 деталь
считается
технологичной.
Деталь считается
технологичной
по точности,
если коэффициент
точности обработки
Кточ.
0.8. Этот коэффициент
определяется
по формуле:
Кточ. = 1 –
1/Аср. (1.3.2) где
Аср.
– средний
квалитет точности
обработки,
определяется
как:
Аср.
= Аni
/ ni
(1.3.3) где
А – квалитет
точности обработки; n
– число размеров
соответствующих
данному квалитету,
шт.
Так как все
поверхности
по 14’му
квалитету,
подставляя
известные
величины в
формулу
(1.3.3), получим:
Аср = (14n)/n
= 14 Подставляя
известные
величины в
формулу (1.3.2), получим:
Кточ.
= 1-1/14 = 0.92 При
коэффициент
Кточ >
0.8 деталь считается
технологичной.
Определим
технологичность
по коэффициенту
шероховатости,
который должен
стремиться
к нулю:
Кш = Qш.н./
Qш.о. (1.3.4) где
Qш.н. – число
поверхностей
с необоснованной
шероховатостью,
шт; Qш.о.
– общее число
поверхностей
подлежащих
обработке, шт. Так
как Qш.н.
= 0 то Кш = 0 и
следовательно
деталь может
считаться
технологичной.
1.3.2 Качественный
метод оценки
технологичности.
Качественный
метод оценки
технологичности
детали основан
на практических
рекомендациях.
Анализируемая
деталь типа
вилка имеет
простую форму,
ограниченную
плоскими и
цилиндрическими
поверхностями.
Рычаг имеет
паз для точного
позиционирования
сменной головки
с твердосплавной
пластиной, и
паз для плотного
прилегания
к планке, что
обеспечивает
перпендикулярность
поверхностей,
а в дальнейшем
и простоту
настройки
инструмента
на станке. Отверстие
с резьбой М8
расположено
так, чтобы
многожильный
привод, крепящийся
к рычагу болтом,
не попадал в
зону работы.
Деталь
имеет четыре
отверстия
диаметром 10
и 6.8 мм,
что является
технологичным,
так как уменьшается
количество
типа режущего
инструмента.
Ко всем обрабатываемым
поверхностям
обеспечен
удобный подход
режущих инструментов. Отсутствуют
поверхности
с необоснованно
высокой точностью
обработки. Все
неответственные
поверхности
обрабатываются
по 14-му квалитету.
При обработке
ответственных
поверхностей
соблюдается
принцип единства
баз, что снижает
количество
брака.
Проанализировав
все вышеперечисленные
факторы,
будем считать
деталь – технологичной.
1.4. Технико-экономичесике
исследования
приемлемых
методов получения
заготовки.
1.4.1. Выбор
и обоснование
метода получения
заготовки.
Учитывая, что
деталь имеет
простую форму,
невысокие
требования
к чистоте
поверхности,
а так же, что
тип производства
– среднесерийный,
принимаем метод
получения
заготовки –
горячая ковка
на горячештамповочном
прессе в закрытом
штампе.
1.4.2. Определение
параметров
заготовки.
Припуски на
обработку и
допуски размеров
на поковки,
определяются
по ГОСТ 7505 – 89 из,
вышеупомянутого
источника
определяем,
что деталь
имеет следующие
обозначения: класс
точности – Т3,
что соответствует
получению
заготовки на
горячештамповочных
прессах в закрытых
штампах; группа
стали – М2, что
соответствует
стали 45; степень
сложности
заготовки –
С3; разъем
плоскости
штампа плоский
– П; исходный
индекс –10. В
соответствие
с этими обозначениями
рассчитаем
припуски на
обработку и
допуски размеров,
которые занесем
в таблицу (табл.
1.3).
Таблица 1.3
Припуски и
допуски на
обработку. размер детали основной припуск дополн. припуск общий припуск допуск размеров размер заготовки мм 380 3 1 4 380 20 1.1 0.5 1.6 21.6 20 2.2 1 3.2 23.2 R30 1.2 0.2 1.4 28.6 Радиусы
закруглений
наружный R
= 3мм, внутренний
r = 9мм. Штамповочные
уклоны наружных
поверхностей
- 7, внутренних
- 10.
1.4.3. Стоимостной
анализ. Чтобы
окончательно
убедиться в
правильности
выбранного
метода получения
заготовки,
проведем стоимостной
анализ двух
видов заготовки
I -
поковка II -
листовой прокат
H=25 мм. П 45 ГОСТ
1050-88.
Численным
критерием
данного анализа
является коэффициент
использования
материала,
который определяется
по формуле:
Ки.м. = mд
/ mз (1.4.1) где
mд – масса
детали, кг; mг
– масса заготовки,
кг; Массу
определяем
по формуле:
m=V
кг, (1.4.2) где
- плотность
материала
детали, =7.8
г/см3; V
– объем детали,
см3.
Определяем
массу заготовки-поковки
и заготовки
проката.
Разбив тело
детали на простые
геометрические
фигуры, определим
ее объем: Vз1
=38421.623.2+45.621.623.3+57.22-28.62/223.2+ +30
21.623.2+(51.62-28.62)23.2/423.2=241820
мм3
Тогда
масса заготовки1
равна:
mз1 =
2417.8
= 1879.8 г. Аналогично
определяем
объем и массу
заготовки2
Vз.2.
= 24125385
= 1010625 мм3
mз.2. = 7.81011
= 7885г
Из расчета
хорошо видно,
что коэффициент
использования
материала при
заготовке-поковке
значительно
выше. Подставляя
известные
величины в
формулу (1.4.1) , получим:
Ки.м.1 = 1.611.88
= 0.86
Ки.м.2 = 1.617.88
= 0.2 Наглядно
видно, что
коэффициент
использования
материала при
заготовке
поковке значительно
выше. Определим
денежный эквивалент
экономии материала.
Для этого посчитаем
разность масс
двух видов
заготовок:
mз1
– mз2
= 7.88 – 1.88 = 6 кг Умножив
полученную
разность на
стоимость
одного килограмма
материала
(сталь 45) и на
годовую программу
выпуска детали
мы получим
полную годовую
экономию Э.
Э = 6 2012 = 12072
гр Проанализировав
полученные
результаты,
принимаем
заготовку –
поковку, получаемую
методом горячей
ковки на горячештамповочном
прессе в закрытом
штампе.
1.5.
Проектирование
технологического
процесса обработки
детали.
1.5.1. Разработка
и обоснование
маршрутного
технологического
процесса.
Проанализировав
конструкцию
детали на
технологичность,
определив тип
производства
и выбрав вид
получения
заготовки,
разработаем
маршрут механической
обработки
детали.
Так как при
обработке
большинства
поверхностей
базой будет
служить наиболее
развитая поверхность
то, соответственно,
первой обработаем
ее, а так как у
нас среднесерийное
производство,
и предлагается
наличие станков
с ЧПУ, то обработаем
и торцы в размер
380 мм. Для увеличения
производительности
деталь будем
зажимать по
две штуки в
тисках.
Далее производим
обработку на
четвертой
операции. Зажимаем
одну заготовку
в тисках и
обрабатываем
вторую наиболее
развитую поверхность
в размер 20 мм,
фрезеруем паз
шириной 35 мм и
глубиной 2 мм,
а так же паз
шириной 60 мм
на длину 45 мм
с радиусом
закругления
R30 мм.
Базой служит
поверхность
обработанная
на третьей
операции. На
пятой операции
обрабатываем
боковую поверхность
детали в размер
20 мм. Обработку
ведем сразу
для четырех
деталей, закрепляя
их в тисках и
базируя за
обработанные
поверхности
и нижнюю часть
детали. На
шестой операции
обрабатываем
паз шириной
50 мм. Обработку
ведем сразу
для четырех
деталей. Зажим
производим
в тисках. На
седьмой операции
сверлим отверстие
диаметром 10
мм. Восьмая
операция сверлильная.
На радиально-сверлильном
станке сверлим
два отверстия
диаметром 6.8
мм. Девятая
операция сверлильная
с ЧПУ, на которой
сверлится
отверстие
диаметром 6.8
мм на длину 20
мм, отверстие
зенкуется для
нарезания
резьбы и нарезается
резьба М8, а так
как предполагается
применение
станка с ЧПУ,
то вначале
зацентруем
отверстие. Для
увеличения
коррозионной
стойкости
детали на десятой
операции
оксидирование.
Технологический
процесс изготовления
детали имеет
следующий вид: 005
Заготовительная
010
Контрольная 015
Вертикально-фрезерная 020
Вертикально-фрезерная 025
Вертикально-фрезерная 030
Вертикально-фрезерная 035
Вертикально-сверлильная 040
Вертикально-сверлильная 045
Вертикально-сверлильная 050
Электрохимическая 055
Контрольная
1.5.2. Обоснование
выбора чистовых
технологических
баз. При
выборе технологических
баз необходимо
руководствоваться
принципом
единства баз.
В данном случае
все обрабатываемые
поверхности
на предыдущей
операции, являются
базами для
последующих.
По операциям
базы указаны
выше.
1.5.3.
Выбор и обоснование
оборудования На
третьей и четвертой
операциях
обработка будет
вестись на
станках с ЧПУ.
Учитывая габариты
заготовки, а
так же количество
одновременно
обрабатываемых
заготовок на
станке, размеры
зажимных
приспособлений
выбираем станок
с ЧПУ 6Р13РФ3, с
шпиндельной
головкой и
магазином
инструментов
из 24 шт.
Технические
характеристики
вертикально-фрезерного
станка 6Р13РФ3: Размеры
рабочей поверхности
– 1600x400 мм Наибольшие
перемещения
станка: продольное
- 1000 мм; поперечное -
300 мм; вертикальное -
400 мм; Наибольшая
масса обрабатываемой
заготовки –
300 кг Мощность
привода главного
движения – 10
кВт Мощность
привода подач
– 3 кВт Число
оборотов привода: главное
движение - 1460
мин-1; подач -
1430 мин-1; Габариты
станка: длина -
2560 мм; ширина -
2260 мм; высота -
2250 мм; Масса
станка – 4500 кг. На
пятой и шестой
операциях у
нас обрабатывается
по четыре заготовки
одновременно
(за один проход).
Обработку ведем
на предварительно
настроенном
вертикально-фрезерном
станке 6Р13.
Технические
характеристики
вертикально-фрезерного
станка 6Р13: Размеры
рабочей поверхности
– 1600x400 мм Наибольшие
перемещения
станка: продольное
- 1000 мм; поперечное -
300 мм; вертикальное -
400 мм; Наибольшая
масса обрабатываемой
заготовки –
300 кг Мощность
привода главного
движения – 10
кВт Мощность
привода подач
– 3 кВт Число
оборотов привода: главное
движение - 1460
мин-1; подач -
1430 мин-1; Габариты
станка: длина -
2560 мм; ширина -
2260 мм; высота -
2250 мм; Масса
станка – 4200 кг.
На седьмой и
восьмой операциях
сверлятся 4
отверстия 10
и 6.8 мм.
Обработку ведем
на заранее
настроенном
вертикально-сверлильном
станке модели
2М55. Технические
характеристики
вертикально-сверлильного
станка модели
2М55: Наибольший
условный диаметр
сверления =
50мм. Вылет
шпинделя от
образующей
колоны:
наибольший
– 1600 мм;
наименьший
– 375 мм; Расстояние
от торца шпинделя
до плиты:
наибольшее
– 1600 мм;
наименьшее
– 450 мм; Количество
ступеней скоростей
шпинделя - 21 Приделы
скорости шпинделя
– от 20 до 2000 об/мин Количество
ступеней механических
подач шпинделя
–12 Пределы
подач шпинделя
– от 0.056 до 2.5 мм/об Мощность
на шпинделе
– 4.0 кВт Габариты
станка: длина -
2665 мм;
ширина - 1020 мм;
высота - 3430 мм; Масса
станка – 4700 кг. На
девятой операции
обработка
ведется без
участия рабочего,
кроме установки
и снятия детали,
это значительно
сокращает
вспомогательное
время. Используем
вертикально-сверлильный
станок с ЧПУ.
Технические
характеристики
вертикально
– сверлильного
станка с ЧПУ
модели 2Р135Ф2: Наибольший
условный диаметр
сверления =
35мм. Наибольший
диаметр нарезания
резьбы = 24мм. Число
шпинделей
револьверной
головки - 6 Вылет
шпинделя от
направляющей
колоны –
450мм Расстояние
от торца шпинделя
до рабочей
поверхности
стола: наибольшее
– 600 мм;
наименьшее
– 40 мм; Количество
подач суппорта
– 18 Приделы
подач суппорта:
10500
мм/мин Количество
скоростей
шпинделя - 12 Приделы
частот шпинделя
– 45 2000 об/мин Размеры
рабочей поверхности
стола:
длина - 710
мм;
ширина - 400 мм; Габариты
станка:
длина -
1860 мм;
ширина - 2170 мм;
высота - 2700 мм; Масса
станка – 4700 кг. 1.6.
Проектирование
технологических
операций.
1.6.1 Расчет
режимов резания.
Расчет режимов
резания можно
проводить двумя
методами
аналитическим
и табличным.
1.6.2. Аналитическим
методом рассчитаем
режимы резания
на операцию
020, а именно –
фрезерование
паза шириной
50 мм и глубиной
2 мм. Для расчета
используем
[17]. В
качестве инструмента
выбираем концевую
фрезу из быстрорежущей
стали Р6М5, с числом
зубьев Z=8,
диаметром
D=50мм. Одновременно
обрабатываются
четыре заготовки
. Глубина резания
t=2 мм. Определим
подачу на зуб
Sz.
Так как концевая
фреза – инструмент
не жесткий, то
выбираем Sz
= 0.1 ммзуб.
Скорость резания,
допускаемая
режущими свойствами
фрезы, определяется
по формуле
Vn
= C
Dq/
(Tm
tx
SyBuZp)
K
ммин, (1.7.1)
где Т – среднее
значение стойкости,
T= 180 мин;
t – глубина
резания;
Sz
– подача
на зуб, ммзуб;
D – диаметр
фрезы, мм
B – ширина
фрезеруемой
поверхности
B=50 мм
z – количество
зубьев, шт.
Значение
коэффициентов
C
и показателей
степеней выбираем
из [17. табл.17]
C
= 46.7, x = 0.5, y = 0.5, m = 0.33, q=0.45, p=0.1;
К - общий
поправочный
коэффициент
на изменение
условий обработки.
K
= Km
Kп
Ku (1.7.2)
где Km
- коэффициент
учитывающий
влияние материала
заготовки;
Kп
- коэффициент
учитывающий
состояние
поверхности;
Ku
- коэффициент
учитывающий
материал инструмента;
Определим
коэффициент
Kmv
по формуле
Km=
Kr
(750/в)nv (1.7.3)
где Kr
= 1 – коэффициент
зависящий
от группы стали;
в = 610
Н/мм2 –
предел прочности
для стали 45.
Приняв Kп
= 0.8, Ku
= 0.4, nv = -0.9, подставляя
известные
величины в
формулу (1.7.3) , получим:
Km
= 1.0
(750/610)-0.9 = 0.83 Подставляя
известные
величины в
формулу (1.7.2), получим:
Kv
= 0.83
0.8
0.4 = 0.27 Выбрав
значения показателей
степеней из
таблиц и подставляя
их величины
в формулу (1.7.1),
получим:
Vn
= 46.7500.45м(1800.3320.50.10.5500.180.1)0.27
=
= 17.06 ммин.
Частоту вращения
шпинделя определяем
по формуле
n = 1000vu/(D)
мин-1, (1.7.4) где
D – диаметр
фрезы. Подставляя
известные
величины в
формулу (1.7.4), получим:
n = 100017.6/(50)
|