--PAGE_BREAK--Знаходимо об¢єм заготовки після того, як назначені напуски та припуски на виготовлення диска. Розрахунок виконується приблизно, так само, як і в попередньому варіанті:
[2.2.4.]
= 17,2 х 15,8 х 16,4 + 3,14 х 222 — 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 в кокіль 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 заготовки методом кокільного лиття являється найбільш дешевим способом.
Сутність методу кокільного лиття заключається в заливці розплавленого металу в металеві підігріті форми. Далі форми рознімають, з них видаляють відлиски. Точність відливок 1,5 мм на 100мм, при особливих умовах точність можна довести до 0,5мм на 100мм.
Відливки виходять щільні, мілкозернисті, мають гладкі і чисті поверхні, малі допуски і припуски, однорідні за властивостями. Крім того, знижуються витрати формованих матеріалів в 8-10 разів. Стійкість кокілів, виготовлених з чугуну або сталі становить для стальних відливок середнього розвісу 500-700 відливок.
Отримання порожнин в кокільних відливках відбувається за допомогою стержнів. В результаті проведеного аналізу, для деталі диск найкраще примінити кокільне лиття. До того ж в результаті кокільного лиття диска в процесі механічної обробки ряд поверхонь не потребує обробки.
2.3. Вибір методу обробки окремих поверхонь
Рішенням курсового проекту являється розробка технологічного процесу в умовах гнучкої виробничої системи (ГВС). ГВС – це сукупність технічного обладнання та системи, його функціонування в автоматичному режимі. В гнучкий виробничий комплекс входять: накопичувачі, пристосування супутник, пристрій загрузки та розгрузки супутників, пристрої заміни оснащення, видалення відходів, автоматизованого контролю. В умовах ГВС необхідно замінити технологічний процес обробки, пристосувавши його таким чином, щоб:
1) звести до мінімуму число переустановок деталі, оптимальним являється використання 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 будуть використовуватися як технологічні бази на наступних етапах;
- 2 етап – першочергова чорнова обробка мех. поверхонь, які не допускають дефектів;
- 3 етап – напівчистова та чистова обробка використовуємих поверхонь;
- 4 етап – виконання другорядних операцій (свердління, прорізання канавок, довбання і т.д.)
- 5 етап – оздоблювальні операції;
- 6 етап – заключний контроль, випробовування.
Різноманітні поверхневі деталі виконують різні функції, тому і вимоги до них різні: по точності, шорсткості, відхиленням форми та розміщення.
Ці вимоги забезпечуються виконанням різних технологічних методів механічної обробки.
При написанні маршруту обробки поверхонь виходять з того, що кожний наступний етап повинен бути точніше, чим минулий. Число ступенів обробки визначається за формулою:
Е = = .... = Е1, Е2… Еn = Еі
де: Е – загальне уточнення;
Еі – окремі уточнення;
п – число ступенів обробки;
Тз, Тg, Ті – допуски відповідно для заготовки деталі, окремої ступені обробки.
Розрахувати число найбільш точного числа степенів обробки можна по формулі:
np = Lg(E)/0,46
Можливі варіанти маршрутів обробки окремих поверхонь зазначимо в таблиці 2.3.1.
Вихідні дані – лиття в кокіль забезпечує відливки з точністю розмірів 12 квалитету і шорсткість поверхні Rа4 [1, стор. 65].
Таблиця 2.3.1.
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 схеми базування
Вибір схем базування проводимо відповідно з технологічним процесом, що виконується, притримуючись принципів єдності та постійності баз. При виборі теоретичних схем базування керуємося вимогами ГОСТ 21495-76 “Бази та базування в машинобудуванні”, а також ГОСТ 3.11.07-81 “Умовні позначення опор, затисків та установочних пристроїв”
В умовах проектування ГАП необхідно вибрати обмежене число установок. Аналіз робочого креслення деталі показує, що обробити поверхню деталі типу “Диск” потрібно при базуванні двома установками.
Схеми базування наведені в таблиці 2.4.1.
Зведена таблиця схем базування 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. Вибір металорізальних верстатів
До обладнання, які застосовується в ГВК, висувають додаткові вимоги, які гарантують можливість синхронної роботи його з засобами автоматизації допоміжних процесів та можливість отримання інформації, яка необхідна для керування виробничим процесом. До багатоцільових верстатів, які являються основним технологічним обладнанням в ГВК, пред¢являють наступні основні вимоги:
— висока напруга електродвигуна приводу головного руху та використання безступеневого регулювання його швидкості широкому діапазоні, які забезпечують необхідні нижню та верхні межи частот обертання шпинделя;
— підвищена жорсткість опорних частин верстата;
— компоновка вузлів верстата та герметизація робочої зони, які забезпечують вільний відвід стружки та мастильно-охолоджувальної рідини та велику подачу в зону обробки як для різання, так і для змиву стружки;
— високі швидкості допоміжних ходів робочих органів, які забезпечують використання новітніх високошвидкісних приводів подач;
— низька трудомісткість та мала довготривалість переналадки верстатів;
— використання в приводі подач високомоментних електродвигунів постійної напруги з датчиками оборотного зв¢язку в сполученні з кульково-винтовими парами кочення та направляючими, які знижують сили тертя та які підвищують чутливість до малих переміщень;
— використання інструментальних магазинів, які забезпечують автоматичну зміну ріжучого інструменту, в циклі роботи верстата, а також різного типу багатопозиційних револьверних головок, які забезпечують швидкозмінність та зручне розміщення інструментального оснащення;
— використання механізованих швидкопереналогоджуваних та швидкозмінних пристроїв для базування та закріплення заготовок, що обробляються, в широкому діапазоні розмірів;
— використання вбудованих в верстат конвеєрів та контейнером для вилучення стружки;
— висока надійність роботи всіх систем та механізмів, яка досягається за рахунок ретельної обробки їх конструкції та високої якості виготовлення;
— зручність обслуговування (гарний доступ до робочої зони та органів управління).
Виходячи з цього вибираємо 3 однакові моделі станка 2204АМ1Ф4 (станок горизонтальний багатоцільовий свердлильно–фрезерно–розточний з автоматичною зміною заготовок).
Вибрані дані та технічні характеристики верстата заносимо в таблицю 2.5.1.
Металорізальні верстати для обробки 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. Розробка маршрутів обробки деталі
Маршрут обробки деталі будуємо на основі обраних маршрутів обробки окремих поверхонь з урахуванням типу виробництва та схем базування.
Запишемо технологічний маршрут обробки деталі у вигляді послідовності обробки з описом змісту операцій та виконаних ескізів. В структуру маршруту необхідно включити перелік слюсарних, термічних та контрольних операцій.
Враховуючи пункти аналізу базового технологічного процесу та маршруту обробки окремих поверхонь будуємо технологічний процес обробки диску та заносимо в таблицю 2.6.1.
Маршрут обробки деталі “Диск” Таблиця 2.6.1.
Продовження таблиці 2.6.1
2.7. Розробка та зміст технологічних операцій
Розробка структури та змісту технологічних операцій проводиться на підставі технологічного маршруту обробки деталі у послідовності виконання операцій, номерів позицій і переходів, а також змісту переходів.
Структуру та зміст технологічних операцій обробки диску подаємо у таблиці 2.7.1.
Структура та зміст технологічних операцій обробки деталі “Диск” Таблиця 2.7.1.
Продовження таблиці 2.7.1.
Продовження таблиці 2.7.1.
1
2
3
030
Свердлильно-
фрезерно-
розточна
1.Фрезерувати торець прямокутника в розмір
165-0,25
2. Свердлити отвір
Ш23 на глибину 40
3. Свердлити отвір
Ш11,4 на глибину 19
4.Свердлити отвір
Ш6 на глибину 120
5. Нарізати різьбу G ј
6.Довбати шпонковий паз b=24 в розмір 87,5
2.8. Вибір верстатних пристроїв
Тип та конструктивні особливості затискних пристроїв для виконання технологічних операцій, які визначаються з урахуванням вибраної теоретичної схеми базування деталі та типу виробництва.
Інформацію про вибрані затискні пристрої заносимо в таблицю 2.8.1.[1, с. 263-265], [10, с. 67-110].
продолжение
--PAGE_BREAK--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. Вибір різального інструменту
Необхідний для кожного переходу технологічних операцій різальний інструмент вибираємо враховуючи метод та стадію обробки, тип виробництва, фізико-хімічні характеристики матеріалу і заготовки, а також його міцність та твердість.
Різальний інструмент вибираємо виходячи з довідкової літератури [5, стор.268-315], [1, стор. 233-265] та заповнюємо таблицю 2.9.1.
Різальний інструмент для обробки 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: Ш200; 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 Ш200; 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 Ш63; 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: Ш24; 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 Ш18; 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 Ш100; 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 Ш23; 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 Ш11,4; 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- Ш6
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 та контрольні пристрої для контролю встановлюємо згідно з розмірами деталі, стадії виготовлення та точності. При призначенні вимірювальних інструментів користуємося таблицею 3.153 [1. стор.290].
Принцип контролю в умовах ГВК організований шляхом контролю кожної 10-ї виготовленої деталі по багатокоординатній вимірювальній машині.
Дані на вибраному контрольному інструменту заносимо в таблицю 2.10.1.
2.10. Вибір вимірювальних пристроїв та інструментів
Вимірювальний інструмент і контрольні пристосування 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 Ш80Н7; перпендикулярність відносно торця Ш125
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
Ш24+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
Ш96+0,5; b=12±0,15 16 квалитет
Пробка Ш96+0,5
-
14807-
-69
2
Ш76+0,5; l=195±0,2514 квалитет
Пробка Ш76+0,5
-
14807-
-69
3
l=208-0,5
12 квалитет
Індивідуальний контрольно-вимірювальний пристрій
-
-
4
Ш78,5+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
Ш80+0,03 7 квалитет
Граничні калібри; ПР.НЕ
14807
14805
16775-
-71
16775-
-71
30
1
Ш23+0,26
12 квалитет
Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01
109
9244-
75
2
Ш11,4+0,15
12 квалитет
Індикаторний нутромір, ціна ділення 0,01
3
—
—
-
-
4
Різьба трубна G1/4”
Різьбова пробка
G ј; 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 високої точності обробки деталі необхідно дотримуватись принципу єдності баз: конструкторські, технологічні, вимірювальні бази повинні співпадати, в такому разі похибка базування рівна нулю.
При наявності порушення цього принципу виконується розрахунок похибки базування. Похибку базування співставляють з необхідною точністю розмірів та роблять висновок відносно можливості 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 заготовки в пристосуванні ∆Еу розраховується з урахуванням похибок:
∆Еб – базування;
∆Ез – закріплення;
∆Епр – похибка виготовлення та зношення опорних елементів пристрою.
Похибка установки визначається як граничне поле розсіювання положень вимірювальної поверхні відносно поверхні відліку в направленні витримуємого розміру.
Еу =; (2.11.1)
де: Еб – похибка установки заготовки на постійні опори, Еб=60мкм [1.14. ст.43];
Ез – контактна деформація стику 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 масового виробництва;
Епр=Езн – зношення установочних елементів пристроїв:
Еон=B x N = 1,2 x 4 = 4,8 мкм; (2.11.3)
Еу = =68 мкм (2.11.4)
Аналізуючи отриману похибку и порівнюючи точність відтворюючих розмірів можна зробити висновок про можливість вибраного способу базування.
2.12. Визначення припусків на обробку та операційних розмірів деталі
Визначення припусків розрахунково-аналітичним методом виконаємо для поверхонь, маршрут обробки яких передбачає багатоетапну послідовність
обробки. В цьому випадку це поверхня Ш80Н7(+0,03). Технологічний маршрут обробки записуємо в таблицю розрахунків припусків. Також записуємо в таблицю відповідно кожному переходу значення елементів припусків.
Для заготовок, отриманих литтям в кокіль, значення коефіцієнтів будуть дорівнювати: Rz=200мкм; Т=300 [6, 27. ст. 66].
Розрахунок припусків та граничних розмірів на обробку отвору Ш80Н7.
Таблиця 2.12.1.
Технологічні переходи обробки поверхні Ш80Н7
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 технологічного переходу величини T i Rz знаходимо по табл. 27 [6, стор.66]. та записуємо в таблицю.
Величина просторового відхилення становить ρ=290 мкм. Величина верстатного просторового відхилення після чорнового розточування
продолжение
--PAGE_BREAK--=0,05 х ρ= 0,05 х 290= 14,5 мкм (2.12)
Похибка установки при чорновому розточуванні:
Е1 = =168 мкм (2.12.1) Залишкова похибка установки при чистовому розточуванні:
Е2=0,05 хЕ1=0,05 х 168=8,4 (2.12.2)
Так як чорнове та чистове розточування проводиться в одній установці, то Ед=0;
На основі записаних в таблиці даних проводимо розрахунок мінімальних значень міжопераційних припусків, використовуючи основну формулу:
2Zmin=2(Rzi-1+) (2.12.3)
Мінімальний припуск під розточування:
— 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 47 мкм (2.12.5)
Маючи розрахунковий розмір, після останнього переходу (тонке розточування Ш80,03), для інших переходів отримуємо:
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 переходу приймаємо 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 з відніманням допуску.
Мінімальні значення припусківрівні різниці найбільших граничних переходів, а максимальне значення– відповідно різниця
найменших граничних розмірів.
На основі даних розрахунку будуємо схему графічного розташування припусків та допусків по обробці отвору Ш80Н7.
Рис. 2.12.1.
Загальні припуски Zmin та Zmax визначаємо додаючи проміжні припуски та 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=2340 мкм (2.12.11.)
dзном=dдном- Zоном=80-2,34=77,66 мкм (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 обробку інших поверхонь назначаємо по довіднику [10.стор.581].
Лиття в кокіль:
Клас точності розмірів мас 8 для призначення припусків;
Ряд припусків 3;
Для 8 класу точності по [10., табл.2, стор.582] призначаємо допуски лінійних розмірів, на основі яких назначаємо припуски на механічну обробку. Вихідні дані заносимо в таблицю 2.12.1.
Припуски і допуски на поверхні деталі “Диск, які обробляються
Таблиця 2.12.1
Поверхня
Розмір
Допуск
Припуск
1
165
1,60,8
2х2,4
2
160
1,60,8
2х2,4
3
160
1,60,8
2,4
4
Свердлення різьби в суцільному металі
5
Розточування канавки в суцільному металі
6
Ш80
1,40,7
2 х 2,3 (розрахунковий 2х1,2)
7
100
1,40,7
2,3
8
Ш304
2,01,0
:2,8
9
Свердління в суцільному металі
10
Свердління в суцільному металі
11
Шпоночна канавка в суцільному металі
Аналізуючи отримані результати для поверхні 6 – обробка отвору Ш80Н7 бачимо, що розрахунковий метод більш точний 2 х 1,2
2.13. Розрахунок режимів різання
Основні вихідні дані для розрахунку та вибору режимів різання використовуємо такі: річна програма, робоче креслення деталі та заготовки, використовуване обладнання та інструмент.
Розрахунковим методом визначаємо режими різання на операції фрезерування 020, 1 перехід, різання t при чорновому фрезеруванні назначаємо максимальну, в нашому випадку дорівнює товщині припуску t=2,4мм (12 квалитет) та шорсткість Ra=12,5.
На вказаному переході виконуємо торцьову фрезерування, на якому для досягнення виробничих режимів фрезерування, діаметр фрези більше ширини фрезерування.
На рис. 2.13.1 покажемо схему фрезерування на 1 перехід 020 операції.
Рис. 2.13.1
При обробці стальних заготовок обов¢язковим являється їх несиметричне розташування відносно фрези.
Для підвищення стійкості інструмента здвиг виконуємо в направленні врізання зуба фрези, чим забезпечуємо початок різання при малій товщині зрізуваного шару.
Подача.
При фрезеруванні розрізнюють такі види подач:
- подача на зуб Sz;
- подача на оборот фрези S;
- хвилинна подача Sм, яка знаходиться в співвідношенні Sм=S x n = Sz x Z x n.
Вихідною величиною при чорновому фрезеруванні є Sz. З таблиці [33.1.стор.240]; Sz=0,09-0,18 призначаємо Sz=0,12мм/зуб.
Швидкість різання – 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 обробки матеріалу;
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 нормальній кірці;
Kuv – коефіцієнт, який враховує матеріал інструменту;
Kuv=1.
Частота обертання шпинделя;
n = =328,8 об/хв.330 об/хв;
Знайдемо силу різання Pz при фрезеруванні. Головна складова сили різання при фрезеруванні – окружна сила, Н.
Для знаходження сили різання використовуємо 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==6,58 кВт (2.13.6)
На інші операції режимів різання визначаємо табличним методом.
Результати вибору параметрів різання заносимо в таблицю 2.13.1.
Режими різання при механічній обробці деталі “Диск”
Таблиця 2.13.1
Номер
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 час обчислюємо по формулі:
to=; (2.13.7)
L=l+l1+l2;
де: l- довжина поверхні, що обробляється;
n – число обертів шпинделя;
So – подача мм/об;
l1,l2 – врізання та перебіг інструменту.
3. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА
3.1.Розробка конструкції верстатногопристрою
В загальному випадку послідовність розрахунку пристрою можна представити в наступному вигляді:
1.Вибір типу та розмірів установочних елементів, їх кількості, виходячи із схеми базування оброблюваної заготовки, точності та шорсткості базових поверхонь.
2.Вибір типу пристрою (одно- чи багатомісний) виходячи із заданої продуктивності операції.
3.Складання схеми сил, діючих на заготовку, вибір точки прикладання та напрямку сили затиску, розрахунок її величини.
4.Вибір типу затискного механізму та розрахунок його основних конструктивно-розмірних параметрів.
5.Вибір типу силового приводу виходячи із сили тяги та регламентованого часу на закріплення-відкріплення деталі. Розрахунок та уточнення по нормалям та ГОСТам розмірів силового приводу.
6.Розробка загального вигляду пристрою та призначення точності його виконавчих розмірів.
7.Розрахунок на 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 на установочну базу – три упора з одночасним центруванням на підпружиненому кільці по поверхні Ш80Н7.
Заготовка провертається по часовій стрілці до упора до упорної бази, яка виконана у вигляді упорного штифта. Для застереження зміщення – заготовка зажимається прихватами. Прихвати управляються конічними кулачками, які змінюють свій осьовий розмір в залежності від кутового положення. Кутове положення кулачка змінюється шляхом розвороту рукоятки поз.11.
Розміщення прихвату вибрано таким чином, що зусилля зажиму направлено чітко над упором – це застерігає від перекосу заготовки при закріпленні. Ричажна система прихвату має співвідношення плеч ричагів 1:1, що є зусилля, що розвивається на конічному кулачці передається в співвідношенні 1:1 на заготовку, яка закріпляється.
3.1.2. Розрахунок необхідної сили затиску деталі
3.1.2.1. Підберемо параметри пружини кільця, що центруємо
На рис. 3.1.1. показана розрахункова схема підбору геометричних розмірів пружини стискання.
Рис.3.1.1.
Пружина підбирається таким чином, щоб стискатися під масою заготовки на 90%, подальше дотискання виконується завдяки ексцентриковим циліндричним прихватам. Така умова забезпечує найкращі умови 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, додатково нагружаєме 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 – прискорення вільного 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 пружинної проволоки 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 – середній діаметр пружини, призначаємо конструктивно: Dер=30мм;
К – поправочний коефіцієнт, К=1,2.
d = = 3,96мм;
Приймаємо пружину №416 (ГОСТ 13767-86) з параметрами d= 4,0мм, d=32мм.
Відповідно з умовою розрахунку при 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 робочих витків:
n= (3.4)
де: G – модуль пружності; G = 8 х 104;
n==9,359,4;
Повне число витків: n=1,5=9,4+1,5=10,9
Для розрахунків висоти пружини в вільному 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 необхідної сили затиску деталі
Для розрахунку необхідної сили зажиму деталі, розраховуємо відповідні сили різання на операціях, які виконуються вказаним способом закріплення деталі.
Найбільш енергоміскою та призводящої до виникнення найбільших зусиль різання є операція фрезерування.
В розділі визначення режимів різання для вказаного випадку було визначено зусилля різання; окружна сила при фрезеруванні: Pz=1951,5Н.
Покажемо схему направлення сил при фрезеруванні на рис. 3.1.2.
Рис.3.1.2
Випишемо співвідношення сил Ру та Рх (на рис. 3.1.2 сила Рх проектується в точку):
Ру: Рz = 0,9;
Рх: Рz = 0,5.
Зусилля зажиму повинно перешкоджати зміщенню деталі відносно опор. Направлення обертання вибрано таким чином, щоб окружне зусилля прижимало заготовку до опорної поверхні, тим самим зменшуючи зусилля зажиму.
Осьове Rх та радикальне зусилля прагнуть здвинути заготовку, визначимо зусилля зажиму деталі з умови нерухомості відносно вказаних сил.
На рис.3.1.3 покажемо розрахункову схему визначення необхідного зусилля зажиму.
Рис. 3.1.3
Р = = 1,02Pz = Pz;
Визначаємо зусилля зажиму в співвідношенні:
Qзат= (3.7)
Де: К – коефіцієнт заносу, к=1,2;
f – коефіцієнт тертя, для сталі f=0,1
Q= = 23418 Н;
Зусилля, яке приходиться на один з трьох затисків:
Qзаж.= = = 7806Н; (3.8)
Окружне зусилля не враховуємо, рахуючи, що воно приведе до збільшення коефіцієнту заноса К.
Визначаємо зусилля затиску, яке розвивається клиновим циліндром механізму. Для забезпечення самогальмування кут підйому клину
Визначаємо зусилля затиску:
Qзаж= ;
де: Р- зусилля, яке прикладене до рукоятки, Н, Р=100Н;
L – плече рукоятки, L = 150мм;
r – середній радіус клинового кулачка, r=30мм;
ά – кут підйому клина, ά=10є;
g – кут тертя на поверхні контакту клинового кулачка з коромислом; g=6є.
Qзаж= =8374Н;
Що й забезпечує нерухомість деталі при обробці.
Визначаємо величину осьового підйому клина при повороті циліндричного клину на 360є:
Рис. 3.1.4.
h = πd tgά = 94,2 x tg10є = 16,6 мм;
При співвідношення плеч прихвату 1:1 вказаної величини осьового переміщення достатньо (hmin = 4мм).
3.1.3. Розрахунок на міцність слабкої ланки
Слабкою ланкою пристрою являється коромисловий прижим. Необхідно визначити величину напруги в кожній точці прижиму і по допустимим напругам зробити висновок про роботоздатність.
Покажемо схему навантаження коромислового прихвату.
Схема дії сил в коромисловому зажимі
Рис. 3.1.5
Моз = Qзаж х lz = 8374 х 0,062 = 519 Нм (3.9)
Розрахуємо необхідний розмір поперечного зрізу ричала в точці „В”
Момент опору:
W = =692мм3 (3.10)
Знайдемо висоту поперечного зрізу з формули: ;
h = =12,9мм13мм (3.11)
З цього видно, що поперечний розтин коромислового прижиму повинен бути 10х13мм. В дійсності h=35мм, що значно перевищує потрібне значення, чим забезпечує запас міцності.
3.2. Розробка конструкції контрольного пристрою
На кресленні КП.МТ.61МТ-07.00.00 зображено контрольний пристрій для контролю співосності бічних площин квадрату внутрішньому циліндричному отвору Ш80Н7, а також перпендикулярності та паралельності площин квадрата між собою.
Контрольний пристрій працює наступним чином:
Контрольна деталь встановлюється на план-шайбу поз.2 по посадці Ш80Н7/h6.
Контрольна деталь до планшайби не закріплюється, оскільки утримується в нерухомому положенні за рахунок своєї маси.
Планшайба може повертатися за рахунок позиціювання положення на 90°.
Поворот здійснюється за рахунок рукоятки поз.10, фіксація здійснюється стопором поз.12.
Планшайба закріплюються відносно корпуса по посадці з мінімальним зазором Ш80Н7/h6, що забезпечує вільне провертання без порушення розташування.
На штанзі поз.3 закріплені індикатори часового