Содержание

C	Si	Mn	S	P
			не более
0,32–0,40	0,20–0,52	0,45–0,90	0,050	0,050

σ0,2	σВ	σ, Н/мм2	Ψ, %	KCU, Дж/см2	НВ
Не менее
275	491	15	25	34	150

Тi (квалитет)	Ni (кол-во поверхностей)	Тi
8	4	32
7	4	28
6	1	6
14	2	28
сумма	11	94

Шi	Ni	Шi
6,3	12	75,6
1,25	2	2,5
1,6	2	3,2
3,2	6	19,2
14	2	28128,5
сумма	24	128,5

Операция	Тшт-к	Mр	Р	ηз.ф	О
010	7,2	0,7	1	0,7	1,07
015	1,8	0,17	1	0,17	4,41
020	0,3	0,029	1	0,029	25,86
030	0,5	0,049	1	0,049	15,31
035	3,7	0,36	1	0,36	2,08
040	3,5	0,343	1	0,343	2,187
045	0,1	0,01	1	0,01	75
050	0,2	0,019	1	0,019	39,47
055	1,6	0,157	1	0,157	4,77
060	1	0,098	1	0,098	7,65
065	1,9	0,186	1	0,186	4
080	0,15	0,134	1	0,134	5,59
090	0,145	0,13	1	0,13	5,76
Сумма=13				Сумма=193,127

Наименование показателей	1 вариант	2 вариант
Вид заготовки	Отливка (в оболочковые формы)	Отливка (в кокиль)
Класс точности	12	14
Масса заготовки, Q	73,8	75,6
Стоимость 1т заготовок, принятых за базу Сi , руб.	240	240
Стоимость 1т стружки Sотх , руб.	27	27
Стоимость заготовки S	20,137	20,581
Вывод:	S1<S2

Технологи-	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мм		Допуск	Предельный размер, мм			Предельные значения припусков, мкм
	R z	T	r	e	2Z min	d Р		d	d min	d max		2Z min	2Zmax
Заготовка	50	200	3956	-	-	111		3200	107,8	111		-	-
Обтачивание чистовое	30	50	237	-	2•4206	119,32		500	118,82	119,32		8320	11020
Обтачивание тонкое	15	20	158	-	2•317	120		46	119,954	120		680	1134
Итого:	9000	12154

Технологические переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск	Предельный размер, мм				Предельные значения припусков, мкм
	R z	T	r	e	Z min	НР	d	Нmin		Нmax		Z min		Zmax
Заготовка	50	200	3756	-	-	107	3000	104		107		-		-
Фрезерованиечистовое	30	50	225,36	-	4006	103	200	102,8		103		1200		4000
Итого:	1200		4000

Определим мощность резания:

Определение основного времени:

Сводная таблица режимов резания

Поверхность	Размер	Припуск	Допуск
1	n120	14	0,035
2	n202	6	0,029
3,4	103	4	0,2
5,6	125	14	0,25
7,8	34	4	0,4
9,10	282	10	0,2

Операция	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин
010 вертикально-фрезерная: 1 фрезеровать плоскость 3,4 2 фрезеровать плоскость 9,10 3 фрезеровать плоскость 5,6	12	0,08	64,68	200
015 Горизонтально – фрезерная: Разрезать на 2 части (шатун + крышка)	10	0,08	78,2	500
030 Фрезерная с ЧПУ: 1. Фрезеровать плоскость 2. Сверлить 4 отверстия 3. Зенкеровать 4 отверстия 4. Развернуть 4 отверстия	0,5 13 2 0,033	0,09 0,32 0,8–1 1,2	64,68 40,82 47,1 47,15	200 500 500 500
060 Вертикально-фрезерная: 1. Фрезерование чистовое	3	0,08	64,68	200
065Координатно-расточная: 1 точить поверхность 1 2 точить поверхность 2	7 3	0,25 0,25	189 189	500 500
080 Вертикально-сверлильная: 1. Сверлить 2 отверстия 2. Нарезание резьбы	5 0,25	0,32 0,6–0,8	15,7 8,2	500 200
090 Горизонтально-расточная: 1. Сверление 2. Зенкерование 3. Развертывание	5 1 0,015	0,32 0,8–1 1,2	18,84 18,84 18,84	500 500 500

8. Техническое нормирование

8.1 Расчет нормы времени на вертикально – фрезерную операцию 010 (фрезерование плоскости)

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени T_ш-к :

T_ш-к = T_п-з /n+ T_шт ,

Где Т_пз – подготовительно – заключительное время;

n – количество деталей в настроечной партии, n=225,33 шт.;

Т_шт – штучное время на операцию;

Определяем состав подготовительно-заключительного времени: наладка станка, инструмента при установке детали на столе фрезерного станка‑5 мин; получение инструмента и приспособлений до начала и сдача после окончания обработки – 10 мин:

T_п-з = 5+10=15 мин.

В серийном производстве норма штучного времени определяется по формуле:

Т_шт =Т_о +Т_в +Т_об +Т_от =Т_оп +Т_об +Т_от ,

Где Т_о – основное время, мин;

Т_в вспомогательное время, мин;

Т_об – время обслуживания рабочего места, мин;

Т_от – время отдыха, мин;

Т_оп – оперативное время, мин.

Основное время мы определяли при расчете режимов резания:

Т_о =1,25•4=5 мин, т. к. идет фрезерование четырех поверхностей

Вспомогательное время определяется по формуле:

Т_в =Т_у.с +Т_з.о +Т_уп +Т_из ,

Где Т_у.с – время на установку и снятие детали ([I], c. 197);

Т_зо – время на закрепление, открепление детали;

Т_у.с + Т_зо =0,148 мин;

Т_уп – Время на приемы управления: включить, выключить станок кнопкой ([1], прил. 5.9);

Т_уп =0,04 мин;

Т_из – время на измерение ([1], прил. 5.17);

T_из. =0,18 мин;

Поправочный коэффициент на вспомогательное время при серийном производстве равен 1,85.

В результате расчетов получаем величину вспомогательного времени, равную:

T_в =(0,148+0,04+0,18) 1,85=0,72 мин.

Оперативное время определяется по формуле: ([1], с. 102)

Т_оп =Т_о +Т_в

T_оп =5+0,72=5,72 ин.

Время на обслуживание рабочего места и отдых составляет 6% от оперативного времени: T_об.от. =5,7*6/100=0,342 мин.

В результате расчетов получили норму штучного времени:

Т_шт =5+0,72+0,342=6,062 мин

В результате расчетов получили норму штучно-калькуляционного времени:

Т_шт.к. =Т_пз /n+Т_шт =15/225,33+(5+0,72+0,342)=6,128 мин

8.2 Расчет нормы времени на координатно-расточную операцию 065 (растачивание отверстий)

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени T_ш-к :

T_ш-к = T_п-з /n+ T_шт ,

Где Т_пз – подготовительно – заключительное время;

n – количество деталей в настроечной партии, n=225,33 шт.;

Т_шт – штучное время на операцию;

Определяем состав подготовительно-заключительного времени: наладка станка, инструмента при установке детали на столе координатно-расточного станка‑5 мин; получение инструмента и приспособлений до начала и сдача после окончания обработки – 10 мин:

T_п-з = 5+10=15 мин.

В серийном производстве норма штучного времени определяется по формуле:

Т_шт =Т_о +Т_в +Т_об +Т_от =Т_оп +Т_об +Т_от ,

Где Т_о – основное время, мин;

Т_в вспомогательное время, мин;

Т_об – время обслуживания рабочего места, мин;

Т_от – время отдыха, мин;

Т_оп – оперативное время, мин.

Основное время мы определяли при расчете режимов резания:

Т_о1 =2,5 мин (обработка отверстия n120 мм);

Т_о2 =5 мин (обработка отверстия n202 мм);

Т_о =Т_о1 +Т_о2 =2,5+5=7,5 мин;

Вспомогательное время определяется по формуле:

Т_в =Т_у.с +Т_з.о +Т_уп +Т_из ,

Где Т_у.с – время на установку и снятие детали ([I], c. 197);

Т_зо – время на закрепление, открепление детали;

Т_у.с + Т_зо =0,148 мин;

Т_уп – Время на приемы управления: включить, выключить станок кнопкой ([1], прил. 5.9);

Т_уп =0,05 мин;

Т_из – время на измерение ([1], прил. 5.17);

T_из. =0,18 мин;

Поправочный коэффициент на вспомогательное время при серийном производстве равен 1,85.

В результате расчетов получаем величину вспомогательного времени, равную:

T_в =(0,148+0,05+0,18) 1,85=0,592 мин.

Оперативное время определяется по формуле: ([1], с. 102)

Т_оп =Т_о +Т_в

T_оп =7,5+0,592=8,092 мин.

Время на обслуживание рабочего места и отдых составляет 6% от оперативного времени: T_об.от. =8,092*6/100=0,49 мин.

В результате расчетов получили норму штучного времени:

Т_шт =7,5+0,592+0,49=8,58 мин;

В результате расчетов получили норму штучно-калькуляционного времени:

Т_шт.к. =Т_пз /n+Т_шт =15/225,33+(7,5+0,592+0,49)=8,65 мин

Сводная таблица технических норм времени по операциям, мин.

Операция	Tо	Тв			Tоп	T.об.от.	Tшт	Tп-з	Tш-к
		Тус +Тзо	Туп	Тиз
010 вертикально-фрезерная	5	0,148	0,04	0,18	5,72	0,342	6,062	15	6,128
065 координатно-расточная	7,5	0,148	0,05	0,18	8,09	0,49	8,58	15	8,65

9. Размерный анализ

Размерный анализ технологического процесса осуществляется по следующей методике: [6]

1. Определяют фактическое поле рассеяния замыкающего звена по формуле:

2.

,

где – количество составляющих звеньев, – поле рассеяния (допуск) i ‑того звена.

3. Определяют средний размер замыкающего звена – конструкторского размера и средние размеры всех составляющих размеров , за исключением определяемого звена можно рассчитать по формуле:

4.

;

Для замыкающего звена – припуска исходный размер определяют по формуле:

,

где – минимальный припуск, определяется по формуле

– шероховатость поверхности, – толщина дефектного слоя, оставшиеся от предыдущей обработки

– максимальный припуск, определяется по формуле

5. Средний размер определяемого звена:

6. Номинальный размер определяемого звена:

7. Запас по допуску замыкающего звена:

;

Произведём размерный анализ притирочной операции №65

Схема расчётной цепи

Z₁ ⁶⁵ – припуск;

А₁ ¹⁵ – размер на предыдущей операции;

А₁ ⁶⁵ =А₁ – конструкторский размер;

Цепь:

А_{1 min} =119,954 мм;

А_{1 max} =120 мм;

А_{1 min} ¹⁵ =118,82 мм;

А_{1 max} ¹⁵ =119,32 мм;

Z₁ ⁶⁵ – замыкающее звено;

А₁ ¹⁵ – уменьшающее звено;

А₁ ⁶⁵ =А₁ -увеличивающее звено;

1. Определяем фактическое поле рассеяния замыкающего звена:

2. Средний размер составляющих звеньев:

·

·

3. Фактический средний размер замыкающего звена

4. Находим номинальный размер определяемого (искомого) звена:

Для припуска номинальным размером является минимум.

5. Запас по допуску замыкающего звена

. Т.к. v=0, то коррекция номинального размера не производится.

Конструкторская часть

1. Проектирование и расчет конструкции станочного приспособления

1.1 Описание конструкции и принципа работы приспособления

Станочное приспособление для фрезерования лысок. Приспособление применяется на фрезерных операциях. Приспособление состоит из корпуса, к корпусу крепятся опора, призма, установ. Обрабатываемая деталь устанавливается на опору и призму, зажимается прижимом. По установу, прикрепленному к корпусу, настраивается рабочий инстремент на выполнение размеров и . На эти размеры и влияет точность приспособления.

Расчет конструкции станочного приспособления на точность.

1) Расчет на точность размера .

Точность обработки будет соответствовать точности получаемых на данной операции размеров, если будет выполнено условие:

D£d=2

где D – суммарная погрешность обработки, мкм.;

d – допуск на обрабатываемый размер, мкм.

,

где e – погрешность установки детали в приспособлении;

D _Н – погрешности настройки на размер;

D _ОБР – точность метода обработки.

,

где e _б – погрешность базирования;

e _З – погрешность закрепления;

e _ПР – точность приспособления;

e _б = 0, так как установочная и технологическая базы совмещены;
e _З = 0, так как. направление сил зажима направлено перпендикулярно выполняемого размера.

e _ПР =

– погрешности изготовления деталей приспособления =0,03 (Определяется перпендикулярностью поверхности установа и боковой плоскостью);

– погрешности установки приспособления на станке d _У = 20 мкм.;

– погрешности износа деталей приспособления, ввиду недостатка статистических данных d _И = 0.

e _ПР = мкм.

Суммарная погрешность установки детали в приспособлении:

=0,4 – поставлена на чертеже;

=0,006 – при толщине щупа 0,5 мм;

=0,02 – определяется настройкой рабочим фрезы на размер по установу с помощью щупа;

D _ОБР = К₂ * w

– К₂ = 0,5 при выполнении размеров выше 7-го квалитета;

– средняя экономическая точность обработки w = 160 мкм.

D _ОБР = 0,5*160 = 80 мкм.

Суммарная погрешность обработки:

Заданная точность обработки будет обеспечена, т. к. D < d (156 мкм. < 2000 мкм.).

2) Расчет на точность размера .

Точность обработки будет соответствовать точности получаемых на данной операции размеров, если будет выполнено условие:

D£d=0,4

где D – суммарная погрешность обработки, мкм.;

d – допуск на обрабатываемый размер, мкм.

,

где e – погрешность установки детали в приспособлении;

D _Н – погрешности настройки на размер;

D _ОБР – точность метода обработки.

,

где e _б – погрешность базирования;

e _З – погрешность закрепления;

e _ПР – точность приспособления;

e _б = 0,06 мм – допук на кольцо в наборе фрез;
e _З = 0, так как. направление сил зажима направлено перпендикулярно выполняемого размера.

e _ПР =

– погрешности изготовления деталей приспособления =0,03 (Определяется перпендикулярностью поверхности установа и боковой плоскостью);

– погрешности установки приспособления на станке d _У = 20 мкм.;

– погрешности износа деталей приспособления, ввиду недостатка статистических данных d _И = 0.

e _ПР = мкм.

Суммарная погрешность установки детали в приспособлении:

=0,03 – поставлена на чертеже;

=0,006 – при толщине щупа 0,5 мм;

=0,02 – определяется настройкой рабочим фрезы на размер по установу с помощью щупа;

D _ОБР = К₂ * w

– К₂ = 0,5 при выполнении размеров выше 7‑го квалитета;

– средняя экономическая точность обработки w = 160 мкм.

D _ОБР = 0,5*160 = 80 мкм.

Суммарная погрешность обработки:

Заданная точность обработки будет обеспечена, т. к. D < d (190 мкм. < 400 мкм.).

2 Описание конструкции и принципа работы контрольного приспособления

Контрольное приспособление-калибр, предназначенная для контроля диаметра вала и фрезерованных лысок. Состоит из корпуса и двух планок. Планки крепятся на корпусе. Отверстием в корпусе контролируется диаметр вала на котором лыски, а планками расстояние между лысками.

3 Описание конструкции режущего инструмента

Дисковая фреза изготовлена из быстрорежущей стали. Количество зубов‑60. Две одинаковые фрезы устанавливаются на определенном расстоянии друг от друга. Расстояние определяется толщиной кольца, которое ставится между фрезами. Таким образом обрабатываются обе лыски одновременно.

Исследовательская часть

Оптимизация процесса шлифования профиля роторов одновинтовых насосов

Рассмотрен системный подход к управлению процессом финишного шлифования роторов одновинтовых насосов, заключающийся в предварительном проектировании технологических переходов (исходя из условий обеспечения максимальной производительности обработки) и последующем регулировании этого процесса (с учетом индивидуальных особенностей обрабатываемых роторов). Дана методика и приведены результаты проектирования технологических переходов шлифования.

Процесс шлифования рабочего профиля роторов одновинтовых насосов протекает в условиях нестабильной температуры помещения, переменной температуры узлов шлифовального станка и непостоянства теплосодержания заготовок. Нестабильность температуры приводит к изменению температурных деформаций технологической системы шлифования, что отрицательно сказывается на точности обработки профиля. Эта точность обусловлена индивидуальными особенностями обрабатываемых заготовок и изменением температурных условий шлифования.

Сущность предлагаемого способа управления стабильностью шлифования заключается в использовании системного подхода к управлению: на первом этапе выполняется расчет оптимальных режимов и проектирование управляющей программы для системы ЧПУ станка, на втором – регулирование режимов шлифования (скорости детали) с учетом индивидуальных особенностей (случайных факторов) обрабатываемых деталей, на третьем – компенсация оставшейся погрешности. Причем все три перечисленных этапа управления осуществляются исходя из обеспечения стабильности температурного удлинения обрабатываемых роторов (ТУР) при максимальной производительности обработки. Отличительной особенностью описанного способа является использование единой математической модели ТУР на всех этапах управления, причем каждый последующий этап предназначается для компенсации погрешности, оставшейся от предыдущего этапа. Применение данного системного подхода позволяет всесторонне использовать технологические резервы увеличения производительности и точности обработки профиля роторов.

Для этого на этапе проектирования производят оптимизацию распределения припуска на технологические переходы шлифования по критерию максимальной производительности обработки при обеспечении качества и точности обработки, эта задача решалась некомплексно. Например, в работе [1] решена задача распределения припуска на технологические переходы шлифования, исходя из следующего условия: глубина образуемого при шлифовании дефектного слоя равна величине оставшегося припуска. Однако в указанной работе не рассматривалась задача проектирования технологических переходов прецизионного финишного шлифования, исходя из обеспечения максимальной производительности при требуемой точности обработки с учетом возможного образования при шлифовании дефектного слоя.

В работе [2] решается задача стабилизации накопленной погрешности шага резьбы при финишном многопроходном шлифовании. Однако этап проектирования технологических переходов в этой работе не рассмотрен и, следовательно, не использованы технологические резервы увеличения производительности обработки путем выбора глубины шлифования.

Рис. 1. Изменение температурного удлинения роторов l по мере съема припуска за n технологических переходов при различной производительности обработки (1 , 2 , 3 , 4 – номера обрабатываемых роторов)

На рис. 1 приведены графики изменения ТУР по мере съема одного и того же припуска Z = 0,3 мм с различной интенсивностью шлифования при величине настройки коррекционной линейки мкм. Кривые 1 и 4 на рис. 1 соответствуют низко‑и высокопроизводительным режимам.

обработки, а кривые 2 –3 характерны для режимов со средней производительностью. При высокопроизводительной обработке (кривая 4 ) припуск удаляется за 2–3 технологических перехода, а при низкопроизводительной (кривая 1 ) – за 5–8 переходов. Высоко- и низкопроизводительные режимы являются двумя крайностями, обусловливающими, с одной стороны, снижение размерной стойкости шлифовального круга и появление шлифовочных дефектов (кривая 4 ) при высокой производительности, а, с другой стороны, – быстрое затупление шлифовального круга при низкой производительности (кривая 1 ). Последнее обусловливается уменьшением коэффициента ( – соответственно толщина среза одним зерном и радиус его закругления) до уровня, при котором большая часть энергии резания превращается в тепло. Следовательно, оптимальными являются режимы шлифования, которым соответствует зона между кривыми 2 и 3 на рис. 1. Выбор режимов финишного шлифования осуществляется на основе расчета распределения припуска по переходам в соответствии со следующим критерием: величина ТУР к началу последнего технологического перехода должна быть равна величине коррекции , внесенной в ходовой винт станка. В соответствии с этим критерием разработана методика расчета распределения припуска по технологическим переходам шлифования. Анализ позволил установить, что системный подход к управлению процессом шлифования прецизионных роторов одновинтовых насосов заключается в предварительном автоматизированном проектировании технологической и управляющей программы для станков с ЧПУ и последующем автоматизированном регулировании процесса, причем указанные этапы управления шлифованием (проектирование и регулирование) имеют единое технологическое и математическое обеспечение. Величина коррекции шага , внесенная в настройку ходового винта шлифовального станка, предопределяет производительность процесса. С увеличением уменьшается число технологических переходов финишного шлифования. Для увеличения производительности финишного прецизионного шлифования необходимо на предыдущей операции шлифования формировать положительную накопленную погрешность шага ротора, величина которой не должна превосходить .

Список использованных источников

1. А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Высшая школа, 1983 г.

2. Справочник технолога – машиностроителя. 1 том. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985.

3. Справочник технолога – машиностроителя. 2 том. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985.

4. Е.М. Левенсон. Конструирование измерительных приспособлений и инструментов в машиностроении. – М.: МАШГИЗ, 1956.

5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1. Токарные станки.

6. А.В. Перминов. – Размерный анализ технологических процессов на ЭВМ: Часть 1. Основы размерного анализа: учеб. пособие. 2007 год.

7. Ю.Н. Иванкин. Методические указания. Курсовое проектирование по курсу ТМС: ПГТУ, кафедра ТМС, 2002.

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  490  491  492   ..