Міністерство освіти i науки України
Полтавський національний технічний університет iм. Ю.Кондратюка
Кафедра технології машинобудування
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
з курсу:
«Технологія машинобудування (галузева)»
на тему Розробка технологічного процесу обробки диску07.02.00
КП.ТМ.61МТ-07.00.00
Виконав:
студент групи 6-МТ
ТовстухаС.В.
Залікова книжка 99197
Керівник роботи:
Барський В.М.
Полтава 2003
АНОТАЦІЯ
РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГОПРОЦЕСУ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ ДИСКУ 07.02.00 В УМОВАХ ДРІБНОСЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА.
Курсовий проект з дисципліни „Технологіямашинобудування (галузева)” (виконав студент гр. 61-зМТ Товстуха С.В.).
Були розроблені: маршрут обробки деталі,структура та зміст технологічних операцій обробки; визначені припуски наобробку окремих поверхонь, розраховані режими різання та пронормованийтехнологічний процес; вибрано схеми базування заготовки, підібранеметалорізальне обладнання, різальний інструмент та контрольні пристрої.Розроблена розрахункова-технологічна карта на 030 операцію.
В розрахунково-пояснювальній записціприводиться інженерне обгрунтування всіх прийнятих рішень,45с. Ілюстр.8.Табл.16.Бібліогр.10. Додатк.3. графічна частина складає 5 аркуші кресленьформату А1.
Міністерство освіти i науки України
Полтавський національний технічний університет iм. Ю.Кондратюка
Кафедра технології машинобудування
РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до курсового проекту з курсу:
«Технологія машинобудування (галузева)»
на тему Розробка технологічного процесу обробки диску07.02.00
КП.ТМ.61МТ-07.00.00.ПЗ
Виконав:
студент групи 6-МТ
ТовстухаС.В.
Залікова книжка 99197
Керівник роботи:
БарськийВ.М.
Полтава 2003
ЗМІСТ
ВСТУП.................................................................................................5
1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА.................................................................7
1.1. Аналіз матеріалудеталі ...............................................................................7
1.2. Аналізпараметрів точності деталі..............................................................8
ТЕХНОЛОГІЧНАЧАСТИНА.......................................................10
2.1. Аналіз технологічностідеталі...................................................................10
2.2. Обгрунтуванняметоду виготовлення заготовки.....................................11
2.3. Вибір методуобробки окремих поверхонь..............................................14
2.4. Вибір схемибазування...............................................................................16
2.5. Вибірметалорізальних верстатів..............................................................18
2.6. Розробкамаршрутів обробки деталі.........................................................20
2.7. Розробкаструктури та змісту технологічних операцій..........................22
2.8. Вибір верстатнихпристроїв......................................................................24
2.9. Вибір різальногоінструменту...................................................................25
2.10. Вибірвимірювальних пристроїв та інструментів.................................29
2.11. Розрахунокпохибок базування...............................................................31
2.12. Визначенняприпусків на обробки та операційних розмірів
деталі...................................................................................................................32
2.13. Розрахунокрежимів різання....................................................................37
3. КОНСТРУКТОРСЬКАЧАСТИНА................................................41
3.1. Розробкаконструкції верстатного пристрою...........................................41
3.1.1. Опис роботи тапринцип дії пристрою..................................................41
3.1.2. Розрахунокнеобхідної сили затиску деталі..........................................42
3.1.3. Розрахунок наміцність слабкої ланки...................................................47
3.2. Розробкаконструкції контрольного пристрою........................................48
ВИСНОВКИ....................................................................................................50
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ............................................................................51
КП.ТМ.61МТ-07.00.00 ПЗ
РОЗРАХУНКОВО-
ПОЯСНЮВАЛЬНА
ЗАПИСКА ПНТУ ім. Ю.Кондратюка
Гр.61-зМТ 2003
ВСТУП
В процесі механічної обробки деталей машинвиникає велика кількість проблемних питань які пов’язані із необхідністю вико-нання технічних вимог, що поставлені конструкторами перед ви-робництвом. Також, процес механічної обробки пов’язаний з експлуатацією складного обладнання– металорізальних верста - тів, тому трудомісткість та собівартістьмеханічної обробки біль - ші, ніж на інших етапах виготовлення деталей машин.
Переоцінка наявних методів проектування булавикликана такими чинниками, як комплексна механізація та автоматизаціявиробничих процесів, переоснащення машинобудівних підпи – ємств сучаснимиметалообробними верстатами, типізація та ста-ндартизація технологічнихпроцесів, повсюдне впровадження в
практику технологічного проектування електроннихобчислюва -льних машин.
Отже, сучасне технологічне проектування – цекомплексна система взаємодії засобів і методів, що зумовлюють створеннявисокоякісної технологічної документації на основі широкого ви- користаннястандартних технологічних вирішень.
Мета даного курсового проекту з технологіїмашинобудування — розробка технологічного процесу механічної обробки деталі
„диск 07.02.00” в умовах дрібносерійного виробництва.
Особливістю автоматизації в дрібносерійномувиробництві є потреба у створенні гнучких виробничих систем, які здатні авто-матичнопереходити з обробки деталей одного типорозміру на інший. У вирішенні цих задачпровідну роль відіграють верстати з
ЧПК та багатоцільові верстати. Адже використанняодного такого
верстата дозволяє замінити декілька фрезерних,свердлильних та розточних верстатів, при цьому значно підвищується продуктив-ність (в 2...3 рази) внаслідок скорочення допоміжного часу ( в ре –зультатіавтоматизації циклу обробки та автоматичної заміни інструменту).
В умовах реально діючих підприємств під часвиготовлення дета-лей для зменшення можливого браку на окремих операціях можутьпризначатися завищені значення припусків. В першу чергу це пояс-няєтьсявикористанням застарілого обладнання. Наслідком цього є підвищення вартостізаготовок, а також збільшення вартості механічної обробки.
Тому при розробці технологічного процесу вданому курсовому проекті була зроблена спроба використовувати сучасні методи об- робки та високопродуктивне обладнання. Рішення приймались з урахуваннямрекомендацій ГОСТів.
Внаслідок виконання курсового проекту булиотриманні прак- тичні знання та навички, що потрібні не тільки при виконаннідип- ломного проекту, але і при роботі на виробництві./>1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1. Аналіз матеріалу деталі
Вибір матеріалу залежить від службовогопризначення, конструктивної форми, методу отримання заготовки.
Деталь диск виготовляється з литої сталі25Л-2 ГОСТ 977-82.
Відливки з цієї сталі виконують підвищеної якості.
Розшифруємо умовне позначення марки цієї сталі:
Буква “Л” означає належність до ливарної сталі, цифри, що знаходятьсяперед буквою “Л” показують на середній міст вуглецю в сотих долях %. По вмістусірки та фосфору відливки поділяють на 3 групи; в нашому випадку цифра 2показує, що сталь належить до другої групи.
Із сталі 25Л-2 виготовляють: шаботи, подушки,баби, арматуру трубопроводів для температури до 450°С, комбіновані конструкції з великим об¢ємом зварювання, станини та деталі для прокатнихстанів, балансири, ричаги арматури.
Хімічний склад та механічнівластивості сталі 25Л-2 заносимо в таблицю 1.1.Хімічний склад сталі 25Л-2
Таблиця1.1.Марка сталі Вуглець (С), % Марганець (Мн), % Кремній (Sі), %
25Л-2
ГОСТ 977-82 0,22-0,3 0,5-0,8 0,17-0,37 Механічні властивості сталі 25Л-2
Таблиця1.2.
Межа текучості
δт
Межа міцності при розтягуванні δВР Відносне збільшення δу, % Відносне звужування поперечного перерізу y, % Ударна в¢язкість,δн 240 МПа 450МПа 19 30 4
1.2. Аналіз параметрів точностідеталі
Ескіз деталі “Диск” знумерацією поверхні приведений на рис. 1.
Відомість проточні параметри деталі заносимо в таблицю 1.3.
Таблиця 1.3.№ Назва поверхні Розміри з відхи-ленням Квалі-тет точності Точність відносно положення Точність форми шорсткість Ra Rz 1 Площина квадрату 150; 160 11 - - 6,3 40 2 фаска квадрату 10 х 45° 11 - - 6,3 40 3 грань квадрату 160 + 0,5 12 - - 12,5 80 4 різьбовий отвір М27-7Н 7 - - 0,8 1,25 5 канавка Ø 96; b=12 11 - - 80 12,5 6 циліндрич-ний отвір Ø 80 Н7 - - 0,8 1,25 7 фаска 2 х 45º 11 - - 6,3 40 8 торець кільця Ø 304 12 - - 6,3 40 9 циліндрич-ний отвір Ø 23 10 - - 6,2 20 10 циліндрич-ний отвір Ø 6 10 - - 3,2 20 11 шпоночна канавка 24 Is9 - - 3,2 20
Проаналізувавши точність деталі,треба зауважити, що параметри шорсткості для даних технічних умов роботи дискане завищені.
Більшістьповерхонь мають низьку шорсткість. Вид обробки багатьох поверхонь – чорнове танапівчистове фрезерування та свердлення.
2.ТЕХНОЛОГІІЧНА ЧАСТИНА
2.1Аналізтехнологічності деталі.
Конструкція машини, вузла, деталі являється технологічною
Коли вона відповідає усім технічним та експлуатаційним вимогам і
коли на неї витрачається мінімальна кількість суспільної праці.
Вавтоматизованому виробництвівимоги до технологічності
базуються на таких самих вимогах, що і вимоги до виготовлення на
універсальному обладнанні. При використанні верстатів з ЧПК конструктор може створити деталі зі складною поверхнею, а неспрощувати її. Це значення для міцності, а багатоінструментальна обробка тавелика концентрація переходів вимагають більш точних базових поверхонь, а такождосяжності інструменту до більшості поверхонь.
Основні та спеціальні вимоги до технологічності деталі в умовах автоматизованого виробництва заводимо до таблиці 2.1.1
Аналіз технологічності деталідля умов АВ
Таблиця 2.1.1
№
п/п
Показники вимог до
технологічності
Висновки по
показникам Заходи щодо поліп-шення технологічності 1 2 3 4 1 Наявність зручних баз, що забезпечують необхідну орієнтацію та надійне закріплення заготовки Так, нетехнологічно При обробці наружної поверхні-закріплення в пристосуванні 2 Чи необхідні додаткові ребра жорсткості? Ні, технологічно Деталь достатньо жорстка 3 Наявність глухих отворів Ні, технологічно Глухих отворів немає 1 3 4 5 4 Наявність отвору глибиною більше 58d? Так, нетехнологічно Обробка в даному випадку виконується подовженим свердлом 5 Чи можлива багатошпин-дельна та багатоінструмен-тальна обробка Так, технологічно - 6 Чи є внутрішні торці, які необхідно обробляти? Ні, технологічно -
2.2. Обгрунтування методу виготовлення заготовки.
При виборі методу виготовленнязаготовки треба врахувати:
- конструктивнуформу, розміри, масу та матеріал деталі;
- річнупрограму випуску;
- необхіднуточність виготовлення заготовки;
- шорсткістьта якість поверхневих слоїв матеріалу заготовки.
Вибраний метод повинензабезпечити найменшу собівартість деталі.
Методвиготовлення заготовки вибираємо на основі порівняння результатівтехніко-економічного аналізу декількох можливих методів виготовлення заготовки.Раціональним є отримання заготовки литтям в пісочну форму та кокільне лиття.
Для вибору методунеобхідно розрахувати вартість отримання заготовки та порівняти результати позапланованим методам.
Вартістьзаготовки методом лиття в пісочну форму:
Маса готової деталі “Диска” m=68кг;
Об¢єм готової деталі “Диска”:
/>, звідси: />см3 [2.2.1.]
Знайдемо об¢єм заготовки, після того, якназначені напуски та припуски на виготовлення диска. Розрахунок зробимозбільшено, припуски на механічну обробку назначаються приблизно.
Об¢єм заготовки визначається яксума об¢ємів простих геометричних тіл, з яких складається заготовка.
Заготовку умовнопредставимо як таку, що складається з паралелепіпеда розміром />та диска R, h2,внутрішньою порожниною в формі циліндра розмірами r і h3.
/> [2.2.2.]
= 18,1 х 16,6 х 16,8 + 3,14 х22,82 х 4,4 – 3,14 х 6,62 х 16,3 =
= 5047,7 + 7183,3 – 2229,4 =10000,5 см3
При щільностісталі 25 Л ρ= 7,8 г/см3 m=ρ x V = 7,8 х10000,5 =
= 78003,92 = 78,0 кг;
Ціну заготовки, отриманої литтям впісочну форму визначаємо залежністю [1]:
Сп=0,001[Сбп х Gп Kт.п x Kс.п. x Kн.п. x Kп.п. x Kв.п. –
— (Gп–Gф) x Cв.х. ]; [2.2.3.]
де: Сп та Сб.п. – ціна заготовки та базоваціна однієї тони заготовок, виготовлених з базового матеріалу, з базовоюточністю та складністю заготовки, грн.;
Gп – маса заготовки, кг;
Кт.п., Кс.п., Кн.п., Кп.п., Кв.п. – коефіцієнтивідповідно точності розмірів та технологічної складності заготовки, маркиматеріалу, програми річного замовлення та маси заготовки, значення базових цінзаготовки та зазначених коефіцієнтів приведених в [2; стор. 351].
Сп =0,001 х [916,78 х 1,39 х 1,14, х 1,14 х 1,09, х 0,93 –
-(78-68)х96]= 129,8 грн.
Вартістьзаготовки методом лиття в кокіль.
Знаходимо об¢єм заготовкипісля того, як назначені напуски та припуски на виготовлення диска. Розрахуноквиконується приблизно, так само, як і в попередньому варіанті:
/> [2.2.4.]
= 17,2 х 15,8 х 16,4 + 3,14 х222 — 2,8 – 3,14 х 72 х 15,8 = 9281,1 см3
Отримаємо масу заготовки:
m=V x ρ = 7,8 х 9281,1 =72392,5г = 72,3 кг
Ціну заготовки, отриманої литтям вкокіль знайдемо за такою ж формулою, що і в першому варіанті:
Сп=0,001[Сбп х Gп Kт.п x Kс.п. x Kн.п. x Kп.п. x Kв.п. –(Gп –Gф) x Cв.х. ]=
=0,001 х [981 х 72,3 х 1,24, х 1,08 х 1,12 х 1,09 х 0,87 –
— (72-68)х96] = 100,4 грн.
Таким чином, отримання заготовкиметодом кокільного лиття являється найбільш дешевим способом.
Сутність методу кокільного литтязаключається в заливці розплавленого металу в металеві підігріті форми. Даліформи рознімають, з них видаляють відлиски. Точність відливок />1,5 мм на 100мм, приособливих умовах точність можна довести до />0,5ммна 100мм.
Відливки виходять щільні,мілкозернисті, мають гладкі і чисті поверхні, малі допуски і припуски,однорідні за властивостями. Крім того, знижуються витрати формованих матеріалівв 8-10 разів. Стійкість кокілів, виготовлених з чугуну або сталі становить длястальних відливок середнього розвісу 500-700 відливок.
Отримання порожнин в кокільнихвідливках відбувається за допомогою стержнів. В результаті проведеного аналізу,для деталі диск найкраще примінити кокільне лиття. До того ж в результатікокільного лиття диска в процесі механічної обробки ряд поверхонь не потребуєобробки.
2.3. Вибір методу обробки окремих поверхонь
Рішенням курсового проектуявляється розробка технологічного процесу в умовах гнучкої виробничої системи(ГВС). ГВС – це сукупність технічного обладнання та системи, йогофункціонування в автоматичному режимі. В гнучкий виробничий комплекс входять:накопичувачі, пристосування супутник, пристрій загрузки та розгрузкисупутників, пристрої заміни оснащення, видалення відходів, автоматизованогоконтролю. В умовах ГВС необхідно замінити технологічний процес обробки,пристосувавши його таким чином, щоб:
1) звести до мінімуму число переустановок деталі, оптимальним являєтьсявикористання одним або двома затискними пристосуваннями;
1)2) обмежити кількість станів в ГВС;
1)3) використовувати багатоінструментальну обробку.
При цьому,основні вимоги послідовності етапів механічної обробки залишаються незмінними:
- 1 етап – обробка поверхонь, які будутьвикористовуватися як технологічні бази на наступних етапах;
- 2 етап – першочергова чорнова обробка мех.поверхонь, які не допускають дефектів;
- 3 етап – напівчистова та чистова обробкавикористовуємих поверхонь;
- 4 етап – виконання другорядних операцій(свердління, прорізання канавок, довбання і т.д.)
- 5 етап – оздоблювальні операції;
- 6 етап – заключний контроль, випробовування.
Різноманітніповерхневі деталі виконують різні функції, тому і вимоги до них різні: поточності, шорсткості, відхиленням форми та розміщення.
Ці вимогизабезпечуються виконанням різних технологічних методів механічної обробки.
При написаннімаршруту обробки поверхонь виходять з того, що кожний наступний етап повиненбути точніше, чим минулий. Число ступенів обробки визначається за формулою:
Е = /> = />./>.../> = Е1, Е2… Еn = />Еі
де: Е – загальне уточнення;
Еі – окремі уточнення;
п – числоступенів обробки;
Тз, Тg, Ті– допуски відповідно для заготовки деталі, окремої ступені обробки.
Розрахувати число найбільш точногочисла степенів обробки можна по формулі:
np =Lg(E)/0,46
Можливі варіанти маршрутів обробкиокремих поверхонь зазначимо в таблиці 2.3.1.
Вихідні дані – лиття в кокільзабезпечує відливки з точністю розмірів 12 квалитету і шорсткість поверхні Rа4[1, стор. 65].
Таблиця2.3.1.Позначення поверхонь
Квалитет
точності Допуск по кресленню Шорсткість кресленню Допуск заготовки по кресленню Задуманий квалитет Загальні уточнення Номер маршруту Можливі варіанти обробки Квалитет після обробки Допуск, що досягаємо Приватний коеф. уточнення Загальне уточнення перехід МОП 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 11 270 6,3 1,3 14 5,8 1 Фрезерування 11 0,27 5,18 5,18 2 11 270 6,3 1,3 14 5,8 1 Фрезерування 11 0,27 5,18 5,18 3 12 500 12,5 1,3 14 2,8 1 Фрезерування 11 0,5 2,8 2,8 2 шліфування 11 0,5 2,8 6 7 30 1,25 0,9 14 30 1 Розточування чорнове 11 0,19 4,7 30 Розточування чистове 9 0,074 2,5 Розточування тонке 7 0,03 1,9 2 Розточування чорнове 11 0,3 4,7 30 Шліфування напівчистове 9 0,074 2,5
Продовження таблиці2.3.1.1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Шліфування чистове 7 0,03 1,9 8 12 340 6,3 1,4 14 5,8 1 Фрезерування 11 0,34 4,11 4,11 2 Шліфування 11 0,34 4,11
2.4. Вибір схемибазування
Вибір схем базуванняпроводимо відповідно з технологічним процесом, що виконується, притримуючисьпринципів єдності та постійності баз. При виборі теоретичних схем базуваннякеруємося вимогами ГОСТ 21495-76 “Бази та базування в машинобудуванні”, а такожГОСТ 3.11.07-81 “Умовні позначення опор, затисків та установочних пристроїв”
В умовах проектування ГАПнеобхідно вибрати обмежене число установок. Аналіз робочого креслення деталіпоказує, що обробити поверхню деталі типу “Диск” потрібно при базуванні двомаустановками.
Схеми базування наведенів таблиці 2.4.1.
Зведена таблиця схембазування Таблиця 2.4.1 Операція Базова поверхня Ескіз базування заготовки 1 2 3 Свердлильно-фрезерно-розточна
Центрування по подвійній направляючої поверхні А
Установочна база поверхня Б.
Упорна база –поверхня В
/>
/> Свердлильно-фрезерно-розточна
Базування по трьом поверхням А, Б, В
А – установочна поверхня
Б – направляюча поверхня
В – упорна поверхня
/>
2.5. Вибірметалорізальних верстатів
До обладнання,які застосовується в ГВК, висувають додаткові вимоги, які гарантують можливістьсинхронної роботи його з засобами автоматизації допоміжних процесів таможливість отримання інформації, яка необхідна для керування виробничимпроцесом. До багатоцільових верстатів, які являються основним технологічнимобладнанням в ГВК, пред¢являють наступні основні вимоги:
— висока напруга електродвигунаприводу головного руху та використання безступеневого регулювання йогошвидкості широкому діапазоні, які забезпечують необхідні нижню та верхні межичастот обертання шпинделя;
— підвищена жорсткість опорних частинверстата;
— компоновка вузлів верстата та герметизаціяробочої зони, які забезпечують вільний відвід стружки та мастильно-охолоджувальноїрідини та велику подачу в зону обробки як для різання, так і для змиву стружки;
— високі швидкості допоміжних ходів робочихорганів, які забезпечують використання новітніх високошвидкісних приводівподач;
— низька трудомісткість та мала довготривалістьпереналадки верстатів;
— використання в приводі подачвисокомоментних електродвигунів постійної напруги з датчиками оборотного зв¢язку в сполученні зкульково-винтовими парами кочення та направляючими, які знижують сили тертя таякі підвищують чутливість до малих переміщень;
— використання інструментальнихмагазинів, які забезпечують автоматичнузміну ріжучого інструменту, в циклі роботи верстата, а також різного типу багатопозиційних револьверних головок, які забезпечують швидкозмінність та зручне розміщення інструментальногооснащення;
— використання механізованихшвидкопереналогоджуванихта швидкозміннихпристроїв для базування та закріплення заготовок, що обробляються, в широкому діапазоні розмірів;
— використання вбудованих в верстат конвеєрів та контейнером для вилучення стружки;
— висока надійність роботи всіхсистем та механізмів, яка досягається за рахунок ретельної обробки їхконструкції та високої якості виготовлення;
— зручність обслуговування (гарнийдоступ до робочої зони та органів управління).
Виходячи з цього вибираємо 3однакові моделі станка 2204АМ1Ф4 (станок горизонтальний багатоцільовийсвердлильно–фрезерно–розточний з автоматичною зміною заготовок).
Вибрані дані та технічніхарактеристики верстата заносимо в таблицю 2.5.1.
Металорізальні верстати дляобробки деталі „Диск”
Таблиця 2.5.1.Номер операції Назва та модель верстата Габаритні розміри робочого стола Коротка технічна характеристика Частота обертання Діапазон подач, мм/об Потуж-ність мВт
020
025
030
Верстат горизонтальний
багатоцільовий свердлильно-фрезерно-розточний з автоматичною заміною заготовок, модель 2204АМ1Ф4 630х630
10- 4000 об/хв.
без-ступенева 0,1....6000 столу та шпиндель-ної головки без-ступеневе 11кВт
2.6. Розробкамаршрутів обробки деталі
Маршрут обробкидеталі будуємо на основі обраних маршрутів обробки окремих поверхонь зурахуванням типу виробництва та схем базування.
Запишемо технологічниймаршрут обробки деталі у вигляді послідовності обробки з описом змісту операційта виконаних ескізів. В структуру маршруту необхідно включити перелікслюсарних, термічних та контрольних операцій.
Враховуючи пунктианалізу базового технологічного процесу та маршруту обробки окремих поверхоньбудуємо технологічний процес обробки диску та заносимо в таблицю 2.6.1.Маршрут обробки деталі “Диск”
Таблиця2.6.1.Номер та назва операції Номер та зміст переходу 1 2
Операція 05
Заготівельна Заготовка – лиття в кокіль з обрубленими литниками
Операція 010
Термічна Нормалізація, t=870-880ºС. Охолодження з піччю
Операція 015
Пісочноструйна Очистити заготовку від окалини
Операція 020
Свердлильно-фрезерно-розточна
1. Фрезерувати чотири площини прямокутника в розмір 150/>165/>
2. Фрезерувати чотири фаски 10х45º
3. Фрезерувати торець прямокутника
в чорно.
4. Свердлити Ø24-0,1 на відстані 90/>0,5
5. Нарізати різьбу М27-7Н
Продовження таблиці 2.6.11 2
Операція 025
Свердлильно-фрезерно-розточна
1. Розточити канавку Ø96+0,5 шириною 12/>0,15
2. Розточити поверхню Ø80Н7 попередньо Ø76+0,5 підрізати торець в розмір 195-0,5
3. Фрезерувати поверхню шириною
12 на Ø304 в розмір 208-05.
4. Розточити Ø80Н7 начисто Ø78,5+0,25 підрізати фаску 2 х45º
5. Розточити поверхню Ø80Н7 до кінця.
Операція 030
Свердлильно-
фрезерно-
розточна
1.Фрезерувати торець прямокутника в розмір
165-0,25
2. Свердлити отвір Ø23 на глибину 40
3. Свердлити отвір Ø11,4 на глибину 19
4.Свердлити отвір Ø6 на глибину 120
5. Нарізати різьбу G ¼
6.Довбати шпонковий паз b=24/> в розмір 87,5/>
Операція 035
контрольна Контролювання точності виготовлення на контрольних пристроях
2.7. Розробката зміст технологічних операцій
Розробка структури та змісту технологічних операцій проводиться напідставі технологічного маршруту обробки деталі у послідовності виконанняоперацій, номерів позицій і переходів, а також змісту переходів.
Структуру та зміст технологічних операцій обробки диску подаємо у таблиці2.7.1.Структура та зміст технологічних операцій обробки деталі“Диск”
Таблиця2.7.1.Номер та назва операції Ескіз операції Номер та зміст переходу 1 2 3 05 Заготівельна Заготовка – лиття в кокіль з обрубленими литниками 010 Термічна Нормалізація, t=870-880ºС. Охолодження з піччю 015 Пісчаноструйна Очистити заготовку від окалини
Продовженнятаблиці 2.7.1.1 2 3
020
Свердлильно-фрезерно-розточна
/>
1. Фрезерувати чотири площини прямокутника в розмір />
165/>
2. Фрезерувати чотири фаски 10х45º
3. Фрезерувати торець прямокутника в чорно
4. Свердлити Ø24-0,1
на відстані 90/>0,5
5. Нарізати різьбу М27-7Н
025
Свердлильно-фрезерно-розточна
/>
1. Розточити канавку Ø96+0,5 шириною 12/>0,15
2. Розточити поверхню Ø80Н7 попередньо Ø76+0,5 підрізати торець в розмір 195-0,5
3. Фрезерувати поверхню шириною
12 на Ø304 в розмір 208-05.
4. Розточити Ø80Н7 начисто Ø78,5+0,25 підрізати фаску 2 х45º
5. Розточити поверхню Ø80Н7 до кінця.
Продовженнятаблиці 2.7.1.1
2 3
030
Свердлильно-
фрезерно-
розточна
/>
1.Фрезерувати торець прямокутника в розмір
165-0,25
2. Свердлити отвір
Ø23 на глибину 40
3. Свердлити отвір
Ø11,4 на глибину 19
4.Свердлити отвір
Ø6 на глибину 120
5. Нарізати різьбу G ¼
6.Довбати шпонковий паз b=24/> в розмір 87,5/>
2.8. Вибір верстатних пристроїв
Тип таконструктивні особливості затискних пристроїв для виконання технологічнихоперацій, які визначаються з урахуванням вибраної теоретичної схеми базуваннядеталі та типу виробництва.
Інформаціюпро вибрані затискні пристрої заносимо в таблицю 2.8.1.[1,с. 263-265], [10, с. 67-110].
Затискні пристрої для деталі„Диск”
Таблиця 2.8.1.Номер операції
Назва
пристроїв Код ГОСТ 20 Затискне ричажне механічне пристосування ексцентрикового типу з посадкою по опорній поверхні на 3 опори ГОСТ 13442-68 з центруванням по підпружиненному конічному пальцю - - 25, 30 Затискний механічний пристрій ексцентрикового типу з посадкою по опорній поверхні на 3 опори ГОСТ13442-68 ти центруванням по торцевій та боковій поверхні приміняючи опори ГОСТ 13440-68 - -
2.9. Вибіррізального інструменту
Необхідний для кожногопереходу технологічних операцій різальний інструмент вибираємо враховуючи методта стадію обробки, тип виробництва, фізико-хімічні характеристики матеріалу ізаготовки, а також його міцність та твердість.
Різальний інструментвибираємо виходячи з довідкової літератури [5, стор.268-315], [1, стор.233-265] та заповнюємо таблицю 2.9.1.
Різальний інструмент дляобробки деталі „Диск”
Таблиця 2.9.1.Номер
Назва
інструмента Стандарт Різальна частина Опе-рації Поз. Пере-хід КОД ГОСТ Мате-ріал Стан-дарт 1 2 3 4 5 6 7 8 020 1-4 1 Фреза торцова насадна мілкозуба зі вставними ножами, яка оснащена пластинками з твердого сплаву: Ø200; L=46; Z=20 2214-0159 9473-80 ВК10ХОМ 2214-82 Оправка з конусом 7:24 для насадних торцових фрез, центруємих по отвору до станків з ЧПK 6222-0097 26541-85 5-8 2 Фреза торцова насадна мілкозуба з вставними ножами, оснащена пластинками з твердого сплаву Ø200; L=46; Z=20 2214-0159 9473-80 ВК10-ХОМ 2214-82 Оправка з конусом 7:24 для насадних торцових фрез, які центровані по отвору до верстатів з ЧПK 6222-0097 26541-85 - - 1,2 3 Фреза циліндрична, оснащена пластинками з твердого сплаву Ø63; L=96; Z=8 2208-0106 8721-69 ВК10 ХОМ 2209-82 Оправка з конічним хвостовиком для горизонтально-фрезерних верстатів з ЧПK 6225-0177 15062-75 - - 4 Свердло з конічним хвостовиком, оснащене пластинками з твердого сплаву: Ø24; Lріж.=115; конус Морзе – 3 2301 ВК10 ХОМ 2206-82 Втулка перехідна з хвостовиком конусністю 7:24 та внутрішнім конусом Морзе №3 до верстатів з ЧПK 5001 ОСТ2 П12-7-84 - - 5 Мітчик М27-7Н гаєчний, хвостовик циліндричний Ø18; L=40 2640-0278 1604-71 Р6М5 22736-77 Патрон для мітчиків з конусністю Z:24 для кріплення інструменту з циліндричним хвостовиком конус 50, d=18 3301 26539-85 - - 25 1 1 Різець розточний з пластинкою з твердого сплаву 2140-0084 18882-73 Т5К10 2209-82 Спеціальний розточний пристрій - - - - 2 Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву 2121-005 18872-73 Т5К10 2209-82 Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву 2112-005 18880-73 Т5К10 2204-82 Оправка розточна консольна з кріпленням різців під кутом 45° і 90° та хвостовиком конусністю 7:24 для верстатів з ЧПK 6300-0226 21224-75 - - 3 Фреза торцова насадна з вставними ножами, оснащеними пластинками з твердого сплаву Ø100; L=39 2214-0153 9473-80 - - Оправка з конусом 7:24 для насадних торцових фрез, які центруються по отвору до верстатів з ЧПK 6272-0091 26541-85 - -
Продовження таблиці 2.9.1.1 2 3 4 5 6 7 8 4 Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву 2121-005 18872-73 Т15К6 2209-82 Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву 2112-005 18880-73 Т15К6 2209-82 Оправка розточна консольна з кріпленням різців під кутом 45° та хвостовиком конусністю 7:24 для верстатів з ЧПK 8300-0824 21224-75 - - 5 Різець токарний розточний з пластинкою з твердого сплаву 2121-005 18872-73 Т15К6 2209-82 Оправка розточна консольна з кріпленням різців під кутом 45° та хвостовиком конусністю 7:24 для верстатів з ЧПK 6300-082 212224-75 - - 30 1 Свердло з конічним хвостиком, оснащене пластинками з твердого сплаву Ø23; Lріж.=110, конус Морзе 3 2300 22736-77 ВК10ХОМ 2206-88 Втулка перехідна з хвостовиком конусністю 7:24 та внутрішнім конусом Морзе 3 до верстатів з ЧПK 4309 ОСТ2 П12-7-84 - - 2. Свердло з конічним хвостовиком, оснащене пластинками з твердого сплаву Ø11,4; Lріж.=80 Втулка перехідна з хвостовиком конусністю 7:24 та внутрішнім конусом Морзе 2 до верстатів з ЧПK 3301 ОСТ2-1118-84 - -
Продовження таблиці 2.9.1.1 2 3 4 5 6 7 8 3 Свердло спіральне подовжене з циліндричним хвостовиком, оснащеним пластинками з твердого сплаву 2300-8332 22735-77 ВК10ХОМ 2206-82 Патрон цанговий з конусом конусністю 7:24 для кріплення інструменту з циліндричним хвостовиком конус 50- Ø6 33102 26534-85 - - 4 Мітчик для трубної різьби G1/4” 2640-0189 5227-80 Р6М5 19265-73 Патрон цанговий з конусом конусністю 7:24 для кріплення інструменту з циліндричним хвостовиком ГОСТ26539-85, патрон для мітчиків
3387
6161-0183
26539-85
22627-77
-
-
-
- 5 Різець стругальний з пластинкою з твердого сплаву 2173-0001 18874-73 ВК10ХОМ 25395-82 Спеціальний стругальний пристрій - - - -
Вимірювальний інструмент таконтрольні пристрої для контролю встановлюємо згідно з розмірами деталі, стадіївиготовлення та точності. При призначенні вимірювальних інструментівкористуємося таблицею 3.153 [1. стор.290].
Принцип контролю в умовахГВК організований шляхом контролю кожної 10-ї виготовленої деталі побагатокоординатній вимірювальній машині.
Дані на вибраномуконтрольному інструменту заносимо в таблицю 2.10.1.
2.10. Вибір вимірювальних пристроївта інструментів
Вимірювальний інструмент і контрольніпристосування для контролю деталі „Диск”
Таблиця 2.10.1.Номер Розмір деталі, що перевіряється, квалитет Назва вимірювального інструменту Стандарт опера-ції пози-ції пере-ходу Код ГОСТ 1 2 3 4 5 6 7 20 1
l=150; 165, 11 квалитет
Паралельність відносно Ø80Н7; перпендикулярність відносно торця Ø125
Індикаторна скоба
Індивідуальний контрольно-вимірювальний пристрій з вико-ристанням вимі-рювальної головки годинникового типу
05205
-
214-10
18833-73
-
577-68 2
l=10; 16 квалитет Скоба 337 2216-74 3
l=165 -0,15
14 квалитет Скоба 337 2216-74 4
Ø24+0,26
l=90; 16 квалитет
Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01
Скоба
109
337
9244- -75
2216-
-74 5 Різьба М27-7Н Різьбова пробка М27-7Н, ПР, НЕ
3251-
-0133
3251-
-0131
2166-
-83
2418-
-83 25 1
Ø96+0,5; b=12±0,15 16 квалитет
Пробка Ø96+0,5 -
14807-
-69 2
Ø76+0,5; l=195±0,2514 квалитет
Пробка Ø76+0,5 -
14807-
-69 3
l=208-0,5
12 квалитет Індивідуальний контрольно-вимірювальний пристрій - - 4
Ø78,5+0,25
12 квалитет Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01 154
9244-
-75
l=2; 16 квалитет Скоба 337
2213-
-82
Продовження таблиці 2.10.1.1 2 3 4 5 6 7 5
Ø80+0,03 7 квалитет Граничні калібри; ПР.НЕ
14807
14805
16775-
-71
16775-
-71 30 1
Ø23+0,26
12 квалитет Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01 109
9244-
75 2
Ø11,4+0,15
12 квалитет Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01 3 - - - - 4 Різьба трубна G1/4”
Різьбова пробка
G ¼; ПР.НЕ
3251-
2706;
3251-2304
2416---83;
2416-
-83 5
b=24/>;
b=87±0,3;
10 квалитет
Граничні калібри
ПР.НЕ
23804
23804
14807-
-89
2.11. Розрахунок похибок базування
Для досягнення високоїточності обробки деталі необхідно дотримуватись принципу єдності баз:конструкторські, технологічні, вимірювальні бази повинні співпадати, в такомуразі похибка базування рівна нулю.
При наявності порушенняцього принципу виконується розрахунок похибки базування. Похибку базуванняспівставляють з необхідною точністю розмірів та роблять висновок відносноможливості виконання заданої точності або необхідності заміни схеми базування. Номер операції
Розрахункова
схема Розрахункова формула Похибка базування 025
/>
Базування по 3 плоским поверхням - ТН
Таблиця 2.11.1
Похибка установки заготовкив пристосуванні ∆Еу розраховується з урахуванням похибок:
∆Еб – базування;
∆Ез – закріплення;
∆Епр – похибкавиготовлення та зношення опорних елементів пристрою.
Похибка установкивизначається як граничне поле розсіювання положень вимірювальної поверхнівідносно поверхні відліку в направленні витримуємого розміру.
Еу =/>; (2.11.1)
де: Еб – похибка установкизаготовки на постійні опори, Еб=60мкм [1.14. ст.43];
Ез – контактна деформаціястику заготовки – опора пристрою [1.22. ст.52];
Ез=[(Кrz x Rz + Kнб х HB) + G1] x />x /> (2.11.2)
Ез=[(0 + — 0,003 х 250) + 0,67 x />] x /> х /> = 20 мкм (2.11.2)
Епр — для серійного та масовоговиробництва;
Епр=Езн – зношення установочнихелементів пристроїв:
Еон=B x N = 1,2 x 4 = 4,8мкм; (2.11.3)
Еу = />=68мкм (2.11.4)
Аналізуючи отриману похибкуи порівнюючи точність відтворюючих розмірів/> можназробити висновок про можливість вибраного способу базування.
2.12. Визначення припусків на обробкута операційних розмірів деталі
Визначення припусківрозрахунково-аналітичним методом виконаємо для поверхонь, маршрут обробки якихпередбачає багатоетапну послідовність
обробки. В цьому випадку це поверхняØ80Н7(+0,03). Технологічний маршрут обробки записуємо втаблицю розрахунків припусків. Також записуємо в таблицю відповідно кожномупереходу значення елементів припусків.
Для заготовок, отриманихлиттям в кокіль, значення коефіцієнтів будуть дорівнювати: Rz=200мкм; Т=300 [6, 27. ст. 66].
Розрахунок припусків таграничних розмірів на обробку отвору Ø80Н7.
Таблиця 2.12.1.Технологічні переходи обробки поверхні Ø80Н7
Елементи
припуску, мкм Розрахунковий припуск, 2Zmin, мкм Розрахунковий розмір, dp, мкм Допуск б, мкм Граничний розмір, мм Граничні значення припусків, мкм Rz T ρ
E
dmin
dmax
2Z пр min
2Zпрmin 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Заготовка 200 300 290 78,034 740 14кв 77,29 78,03 Розточування чорнове 50 50 14,5 168 2х835 79,704
190
11кв 79,51 79,7 1670 2220 Чистове 20 25 2 8,4 2х116 79,936
74
9кв 79,866 79,940 240 356 Тонке 5 10 - - 2х47 80,03
30
7кв. 80,00 80,03
90
2000
134
2710
Після першого технологічногопереходу величини T i Rzзнаходимо по табл. 27 [6, стор.66]. та записуємо в таблицю.
Величина просторовоговідхилення становить ρ=290 мкм. Величина верстатного просторового відхилення післячорнового розточування
/>=0,05 х ρ= 0,05 х 290= 14,5мкм (2.12)
Похибка установки при чорновомурозточуванні:Е1 = />=168 мкм (2.12.1)
Залишкова похибка установки при чистовомурозточуванні:
Е2=0,05 хЕ1=0,05 х168=8,4 (2.12.2)
Так як чорнове та чистове розточуванняпроводиться в одній установці, то Ед=0;
На основі записаних втаблиці даних проводимо розрахунок мінімальних значень міжопераційнихприпусків, використовуючи основну формулу:
2Zmin=2(Rzi-1+/>/>) (2.12.3)
Мінімальний припуск підрозточування:
— чорнове:
2Zmin1=2(200+300+/>) = 2 х 835 мкм (2.12.3)
— чистове:
2Zmin2=2(50+50+/>) =2 х 116 мкм (2.12.4)
— тонке:
2Zmin3=2(20+25+2)= 2 х 47мкм (2.12.5)
Маючи розрахунковий розмір, післяостаннього переходу (тонке розточування Ø80,03), для інших переходівотримуємо:
для чистового розточування:
dp=80,03– 2 x 0,047 = 79,936мм (2.12.6)
для чорнового розточування:
dp=79,936– 2 x 0,116 = 79,936мм (2.12.7)
для заготовки:
dp=79,704– 2 x 0,835 = 79,936мм (2.12.8)
Значення допусків кожного переходуприймаємо та таблицям в відповідності з квалитетом:
заготовка – 14 кв.;
розточування чорнове – 11 кв.;
розточування чистове – 9 кв.;
розточування тонке – 7 кв.;
dmax – розрахунковий розмір, округлений до точності відповідного допуску;
dmin – це найбільший розмір звідніманням допуску.
Мінімальні значення припусків/>рівні різниці найбільшихграничних переходів, а максимальне значення/>–відповідно різниця
найменших граничних розмірів.
На основі даних розрахунку будуємосхему графічного розташування припусків та допусків по обробці отворуØ80Н7.
Рис.2.12.1.
/> Загальніприпуски Zmin та Zmax визначаємо додаючи проміжні припускита записуємо їх значення внизу відповідних граф.
2Zоmin=90+240+1670=2000мкм (2.12.9)
2Zоmах=134+356+2220=2710мкм (2.12.10)
Загальний номінальна припуск:
Zоном=Zоmin+Вв-Вд=2000+370-30=2340мкм (2.12.11.)
dзном=dдном- Zоном=80-2,34=77,66мкм (2.12.12)
Проведемо перевірку правильності розрахунків, які виконали:
/>--/> =134-90=44; />=74-30=44;
/>=356-240=116; />=190-74=116;
/>=2220-1670=550;/>=740-190=550;
Припуски на механічну обробкуінших поверхонь назначаємо по довіднику [10.стор.581].
Лиття в кокіль:
Клас точності розмірів мас 8 дляпризначення припусків;
Ряд припусків 3;
Для 8 класу точності по [10.,табл.2, стор.582] призначаємо допускилінійних розмірів, на основі яких назначаємо припуски на механічну обробку.Вихідні дані заносимо в таблицю 2.12.1.
Припускиі допуски на поверхні деталі “Диск, які обробляються
Таблиця2.12.1Поверхня Розмір Допуск Припуск 1 165
1,6/>0,8 2х2,4 2 160
1,6/>0,8 2х2,4 3 160
1,6/>0,8 2,4 4 Свердлення різьби в суцільному металі 5 Розточування канавки в суцільному металі 6 Ø80
1,4/>0,7 2 х 2,3 (розрахунковий 2х1,2) 7 100
1,4/>0,7 2,3 8 Ø304
2,0/>1,0 :2,8 9 Свердління в суцільному металі 10 Свердління в суцільному металі 11 Шпоночна канавка в суцільному металі /> /> /> /> />
Аналізуючи отримані результати дляповерхні 6 – обробка отвору Ø80Н7 бачимо, що розрахунковий метод більшточний 2 х 1,2
2.13. Розрахунок режимів різання
Основні вихіднідані для розрахунку та вибору режимів різання використовуємо такі: річнапрограма, робоче креслення деталі та заготовки, використовуване обладнання таінструмент.
Розрахунковимметодом визначаємо режими різання на операції фрезерування 020, 1 перехід,різання t причорновому фрезеруванні назначаємо максимальну, в нашому випадку дорівнюєтовщині припуску t=2,4мм (12квалитет) та шорсткість Ra=12,5.
На вказаномупереході виконуємо торцьову фрезерування, на якому для досягнення виробничихрежимів фрезерування, діаметр фрези більше ширини фрезерування.
На рис. 2.13.1покажемо схему фрезерування на 1 перехід 020 операції.
Рис. 2.13.1
/>
При обробцістальних заготовок обов¢язковим являється їх несиметричне розташування відносно фрези.
Для підвищеннястійкості інструмента здвиг виконуємо в направленні врізання зуба фрези, чимзабезпечуємо початок різання при малій товщині зрізуваного шару.
Подача.
При фрезеруваннірозрізнюють такі види подач:
- подача на зуб Sz;
- подача на оборот фрези S;
- хвилинна подачаSм, яка знаходиться вспіввідношенні Sм=S x n = Sz x Z x n.
Вихідноювеличиною при чорновому фрезеруванні є Sz. Зтаблиці [33.1.стор.240]; Sz=0,09-0,18призначаємо Sz=0,12мм/зуб.
Швидкістьрізання – окружна швидкість фрези, м/хв;
V=/>; (2.13.1)
Значення Сv та показників ступені вибираємо з таблиці 40[1.стор.241]
Сv=332, q=0,2; x=0,1; y=0,4;u=0,2; p=0;m=0,2;T=240хв.
V=/>=206,5 об/хв.
Kv =Kmv x Knv x Kuv; (2.13.2.)
Kmv – коефіцієнт, який враховує якість обробкиматеріалу;
Kmv=Kr(/>)nv= 0,85(/>)1,45=1,04 (2.13.3)
Knv – коефіцієнт,який враховує стан поверхні заготовки;
Knv = 0.8; — як стальна відливка по нормальнійкірці;
Kuv – коефіцієнт, який враховує матеріалінструменту;
Kuv=1.
Частота обертання шпинделя;
n= />=328,8 об/хв./>330 об/хв;
Знайдемо силу різання Pz при фрезеруванні. Головна складова силирізання при фрезеруванні – окружна сила, Н.
Для знаходження сили різаннявикористовуємо формулу:
Pz=/> (2.13.4)
Cp=825; x=1; y=0,75; u=1,1; q=1,3;m=0,2;
Kmp=(/>)1= 0,86;
Pz=/> 0,86 = 1951,5 H;
Крутячий момент на шпинделі:
Мкр=/>=1951б5Нм; (2.13.5)
Потужність різання (ефективна),кВт;
Nc=/>=6,58кВт (2.13.6)
На інші операції режимів різаннявизначаємо табличним методом.
Результати вибору параметріврізання заносимо в таблицю 2.13.1.
Режимирізання при механічній обробці деталі “Диск”
Таблиця2.13.1Номер
Глибина
різання
t, мм Подача
Швид-кість різання V,
м/хв Частота оберта-ння шпин-деля n, об/хв. Потуж-ність, N, кВт Основ-ний час to, xв. Опера-ції Пози-ції Пере-ходу
So
мм/об
Sz
мм/зуб 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 020 1-4 1 2,4 2,4 0,12 206,5 330 6,58 4х0,33 5-8 2 2,4 2,4 0,12 206,5 330 6,58 4х0,27 3 2,4 0,96 0,12 262 1324 4,82 2х0,14 4 12 0,32 - 128 509 1,35 0,21 5 1,8 3 - 12 159 2,17 0,10 025 1 12 0,35 - 188 748 3,76 0,09 2 1,1 0,5 - 202 804 2,27 0,39 3 2,8 2,4 0,12 212 675 3,21 0,56 4 0,2 0,25 - 280 1114 1,43 0,57 5 0,06 0,1 - 385 1532 1,07 1,04 030 1 11,5 0,32 - 60 796 1,35 0,09 2 5.7 0,24 - 60 1624 1,04 0,05 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3 3 0,06 - 60 3185 0,18 0,84 4 0,8 1,34 - 60 1592 0,78 0,01 5 12 0,32 - 186 740 4,85 1,67
Основний часобчислюємо по формулі:
to=/>; (2.13.7)
L=l+l1+l2;
де: l- довжина поверхні, щообробляється;
n – числообертів шпинделя;
So – подача мм/об;
l1,l2– врізання та перебіг інструменту.
3. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА
3.1.Розробка конструкціїверстатногопристрою
В загальному випадку послідовністьрозрахунку пристрою можна представити в наступному вигляді:
1.Вибіртипу та розмірівустановочних елементів, їхкількості, виходячи із схеми базуванняоброблюваної заготовки, точності та шорсткості базових поверхонь.
2.Вибіртипу пристрою (одно- чи багатомісний) виходячи із заданоїпродуктивності операції.
3.Складання схеми сил, діючих на заготовку, вибір точкиприкладання та напрямку сили затиску, розрахунок її величини.
4.Вибіртипу затискногомеханізму та розрахунок його основнихконструктивно-розмірних параметрів.
5.Вибіртипу силового приводу виходячи із силитяги тарегламентованого часу на закріплення-відкріпленнядеталі. Розрахунок та уточнення по нормалям та ГОСТам розмірів силового приводу.
6.Розробка загального вигляду пристрою та призначення точності його виконавчихрозмірів.
7.Розрахунокна міцність та зносостійкість навантажених та рухаючихся елементів пристрою.
8.В данному курсовому проекті розробляється конструкція зажимного механізму супутника.
3.1.1. Опис роботита принцип діїпристрою
Заготовка деталі встановлюється наустановочну базу – три упора з одночасним центруванням на підпружиненому кільціпо поверхні Ø80Н7.
Заготовка провертається по часовійстрілці до упора до упорної бази, яка виконана у вигляді упорного штифта. Длязастереження зміщення – заготовка зажимається прихватами. Прихвати управляютьсяконічними кулачками, які змінюють свій осьовий розмір в залежності від кутовогоположення. Кутове положення кулачка змінюється шляхом розвороту рукояткипоз.11.
Розміщення прихвату вибрано такимчином, що зусилля зажиму направлено чітко над упором – це застерігає відперекосу заготовки при закріпленні. Ричажна система прихвату має співвідношенняплеч ричагів 1:1, що є зусилля, що розвивається на конічному кулачціпередається в співвідношенні 1:1 на заготовку, яка закріпляється.
3.1.2. Розрахунок необхідноїсили затиску деталі
3.1.2.1.Підберемо параметри пружини кільця, що центруємо
На рис. 3.1.1. показанарозрахункова схема підбору геометричних розмірів пружини стискання.
Рис.3.1.1.
/>
Пружина підбирається таким чином,щоб стискатися під масою заготовки на 90%, подальше дотискання виконуєтьсязавдяки ексцентриковим циліндричним прихватам. Така умова забезпечує найкращіумови центрування заготовки по внутрішньому діаметру. Маса заготовки 72,3кг;зусилля: F=м g =72,3х9,8=708,5Н (3.1)
Зусилля повного стиснення пружини: Fенс = мзагх1,1хg; де шзаг — маса заготовки, 1,1 –коефіцієнт, який враховує 10% збільшення нагрузки; g – прискорення вільного падіння;
Fсис= 72,3 х 1,1 х 9,8=779,4Н;
Відповідно, зусилля, додатковонагружаєме ексцентриковим циліндричним прихватом:
Qпр = 1/n x шз х 0,1 х g (3.2)
Де: n – число прихватів, n=3;
мз – маса заготовки, шз=72,3 кг.
0,1 – коефіцієнт, який враховує 10% залишкове натяжіння пружини;
g – прискореннявільного падіння.
Qпр = 1/3 x 72,3 х 0,1 х 9,8 = 23,6Н
З формули для максимальної напруги в пружині [7, стор.120]знаходимо необхідний діаметр проволоки:
d= /> (3.3)
Межа міцності пружинноїпроволоки для класу П та ПА (ГОСТ 9389-75) не менше, чим 1800МПа;приймаємо відповідно з ГОСТ 13764 допустиму напругу [τк]= 0,3δb =0,3 х 1800 = 540 МПа;
F – максимальне зусилля дії на пружину; Fсж=779,4Н;
Dср – середнійдіаметр пружини, призначаємо конструктивно: Dер=30мм;
К – поправочний коефіцієнт, К=1,2.
d= /> = 3,96мм;
Приймаємо пружину №416 (ГОСТ13767-86) з параметрами d= 4,0мм, d=32мм.
Відповідно з умовою розрахункупри стисненні на 4мм зміна зусилля пружини дорівнює:779,4 – 708,5 = 70,9Н;
Звідси необхідна жорсткість пружини:
С=/>=17,7 Н/мм
Визначаємо необхідне число робочихвитків:
n=/> (3.4)
де: G –модуль пружності; G = 8 х 104;
n=/>=9,35/>9,4;
Повне числовитків: n=1,5=9,4+1,5=10,9
Для розрахунків висоти пружини ввільному стані, найдемо найбільшу деформацію:
f= /> = /> =44мм (3.5.)
При найбільшому зазорі між витками– 0,5мм в вільному стані крок дорівнює:
Р=0,5+ f/ n+ d=0,5+44/9,4+4=9,1мм (3.6)
Висота пружини в вільному стані:
Н=пр+ d=9,4 х 9,1 +4 =89,5мм
3.1.2.2. Розрахунок необхідноїсили затиску деталі
Для розрахунку необхідної силизажиму деталі, розраховуємо відповідні сили різання на операціях, яківиконуються вказаним способом закріплення деталі.
Найбільш енергоміскою тапризводящої до виникнення найбільших зусиль різання є операція фрезерування.
В розділі визначення режимів різаннядля вказаного випадку було визначено зусилля різання; окружна сила прифрезеруванні: Pz=1951,5Н.
Покажемо схему направлення сил прифрезеруванні на рис. 3.1.2.
Рис.3.1.2
/>
Випишемо співвідношення сил Ру таРх (на рис. 3.1.2 сила Рх проектується в точку):
Ру: Рz = 0,9;
Рх: Рz =0,5.
Зусиллязажиму повинно перешкоджати зміщенню деталі відносно опор. Направлення обертання вибрано такимчином, щоб окружне зусилля прижимало заготовку до опорної поверхні, тим самимзменшуючи зусилля зажиму.
Осьове Rх та радикальне зусилля прагнуть здвинутизаготовку, визначимо зусилля зажиму деталі з умови нерухомості відносновказаних сил.
Нарис.3.1.3 покажемо розрахункову схему визначення необхідного зусилля зажиму.
Рис.3.1.3
/>
Р = /> = 1,02Pz = Pz;
Визначаємо зусилля зажиму вспіввідношенні:
Qзат= /> (3.7)
Де: К – коефіцієнт заносу, к=1,2;
f – коефіцієнт тертя, для сталі f=0,1
Q=/> = 23418 Н;
Зусилля, яке приходитьсяна один з трьох затисків:
Qзаж.=/> =/> =7806Н; (3.8)
Окружне зусилля не враховуємо,рахуючи, що воно приведе до збільшення коефіцієнту заноса К.
Визначаємо зусилля затиску, якерозвивається клиновим циліндром механізму. Для забезпечення самогальмування кутпідйому клину />
Визначаємо зусилля затиску:
Qзаж= />;
де: Р- зусилля, яке прикладене до рукоятки,Н, Р=100Н;
L – плечерукоятки, L = 150мм;
r – середнійрадіус клинового кулачка, r=30мм;
ά – кут підйому клина, ά=10º;
g – кут тертя наповерхні контакту клинового кулачказ коромислом; g=6º.
Qзаж= />=8374Н;
Що й забезпечує нерухомість деталі приобробці.
Визначаємо величину осьовогопідйому клина при повороті циліндричного клину на 360º:
Рис. 3.1.4.
/>
h = πd tgά = 94,2 x tg10º = 16,6 мм;
При співвідношення плеч прихвату 1:1вказаної величини осьового переміщення достатньо (hmin= 4мм).
3.1.3. Розрахунок на міцністьслабкої ланки
Слабкоюланкою пристрою являється коромисловий прижим. Необхідно визначити величинунапруги в кожній точці прижиму і по допустимим напругам зробити висновок пророботоздатність.
Покажемо схему навантаженнякоромислового прихвату.
Схемадії сил в коромисловому зажимі
Рис.3.1.5
/>
Моз = Qзаж х lz = 8374 х 0,062 = 519 Нм (3.9)
Розрахуємо необхідний розмірпоперечного зрізу ричала в точці „В”
Момент опору:
W= />=692мм3 (3.10)
Знайдемо висоту поперечного зрізуз формули: />;
h= />=12,9мм/>13мм (3.11)
З цього видно, що поперечнийрозтин коромислового прижиму повинен бути 10х13мм. В дійсності h=35мм, що значно перевищує потрібне значення,чим забезпечує запас міцності.
3.2. Розробка конструкціїконтрольного пристрою
На кресленні КП.МТ.61МТ-07.00.00 зображеноконтрольний пристрій для контролю співосності бічних площин квадратувнутрішньому циліндричному отвору Ø80Н7, а також перпендикулярності тапаралельності площин квадрата між собою.
Контрольний пристрій працюєнаступним чином:
Контрольнадеталь встановлюється на план-шайбу поз.2 по посадці Ø80Н7/h6.
Контрольна деталь до планшайби не закріплюється, оскільки утримується в нерухомому положенні зарахунок своєї маси.
Планшайба можеповертатися за рахунок позиціювання положення на90°.
Поворот здійснюється за рахунок рукоятки поз.10,фіксація здійснюється стопором поз.12.
Планшайба закріплюються відноснокорпуса по посадці з мінімальним зазором Ø80Н7/h6, що забезпечує вільне провертання без порушення розташування.
На штанзі поз.3 закріпленііндикатори часового шипа. Вони рознесені один від одного на відстань – 100мм.Їх наконечники розміщені та закріплені в контрольній плитці поз.8, такрозташування дозволяє контролювати відхилення розміщення та не включативідключення похибки формули.
При вертикальному розміщеннііндикатори настроюються в нульовому положенні по контрольній деталі. Показникиіндикаторів повинні співпадати один з одним. При вимірюванні контрольної деталірізниця індикаторів показує відхилення від паралельності.
Для контролю перпендикулярностіплощин по базовій площині індикатори при їх горизонтальному розміщенні(позначаються індикатором) встановлюється в нульове положення (показники двохіндикаторів співпадають). Вимірювальна пластинка вручну відводиться в крайнєправе положення і планшайба разом з деталлю повертається на 90°. Вимірювальнапластина опускається на контрольовану поверхню. Різниця показників індикаторівпоказує відхилення від перпендикулярності.
Для можливості безперешкодногознімання та встановлення контрольної деталі, вузол індикаторів повертається вбудь-якому напрямі відносно індикаторної стійки.
Висновки
В ході виконання курсового проекту з дисципліни„ технологія машинобудування” було розроблено технологічний процес виготовленнядеталі диск 07.02.00 в умовах дрібносерійного виробництва.
Було розраховано та обрано найбільшраціональний метод отримання заготовки з представленим кресленням в графічнійчастині. Було розроблено: маршрут обробки деталі, структуру та змісттехнологічних операцій, обрана схема базування заготовки, призначеніметалорізальні верстати, металорізальний інструмент для обробки, верстатніпристрої, вимірювальні пристрої та вимірювальний інструмент. Також буливизначені припуски на механічну обробку деталі та розраховані режими різання,про нормований технологічний процес.
Було розроблено конструкцію пристрою дляустановки та закріплення деталі, а також контрольного пристрою для перевіркиточності деталі після її виготовлення з представленими кресленнями в графічнійчастині.
Внаслідок виконання курсового проекту булиотримані практичні знання та навички, що потрібні не тільки при виконаннідипломного проекту, але при роботі на виробництві.
Список літератури.
1. Балабанов А.Н. «Краткий справочник технологамашиностроителя». –М: Издательство стандартов. 1992 г.
2. Боженко Л.І. «Технологія машинобудування.Проектування та виробництво заготовок».: Підручник.-Львів; Світ 1996р.
3. Единая система технологической документации.ГОСТ3.1001-81-М.: Издательство стандарт, 1983г.
4. Курсовое проектирование по технологии машиностроения –Минск: Высшая школа, 1975г.
5. «Обработка металла резанием»: Справочник технолога /Подобщ. Редакцией А.А.Панова – М.: Машиностроение, 1998г.
6. Руденко П.О. „Проектування технологічних процесів умашинобудуванні”-К.: Вища школа, 1993р.
7. «Справочник технолога машиностроителя» в 2-х томах, т.2 /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение,1985г.
8. Рудь В.Д. «Курсове проектування з технології машинобудування» Навчальниц посібник: ІСДО,1996р.
9. Методичні вказівки по вибору режиміврізання.-Полтава, ПДТУ ім… Ю.Кондратюка,1998р.
10. Методичні вказівки по призначенню режимів різаннятабличним методом.-Полтава, ПДТУ ім… Ю. Кондратюка, 1999р.