Однако, пользуясь рекомендациями, приведёнными в (18, стр110, табл. 2.35) минимальная толщина стенки при литье в кокиль должна быть 15 мм. В нашем случае толщина стенок отливки равна 10 мм.

ВЫВОД: на основании технико-экономических расчётов и рекомендаций по технологичности конструкций машин выбираем метод получения заготовки -литьё в песчаные (земляные) формы.

4.5 Обоснование выбора технологических баз и разработка последовательности изготовления

Выбор технологичности баз в значительной степени определяет точность линейных размеров относительного положения поверхностей, получаемых в процессе обработки, выборе режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений, производительность обработки.

Рассмотрим корпус конического редуктора. Все поверхности заготовки этой детали можно обработать, используя в качестве установочной базы поверхность смотрового окна 6, соблюдая тем самым принцип единства баз. Поэтому на первой операции следует подготовить эту базу, произведя обработку поверхности под крышку смотрового технологического отверстия. На первой операции в качестве установочной базы используем главные отверстия корпуса конического редуктора. На последующих операциях технологического процесса заготовка будет базироваться по поверхности 6, кроме 25 и 30 операции. На 25 операции заготовка будет базироваться по поверхности 7, а на 30 операции - по поверхности 6.

На заводском маршруте последовательности обработки имеется около 150 обозначений операций. Это значительно затруднит обработку заготовок, нарушается принцип единства баз, резко повышается время на транспортирование заготовок от станка к станку, увеличивается количество обрабатываемого оборудования и следовательно число основных и вспомогательных рабочих обслуживающих технологическое оборудование. В конечном итоге повышается себестоимость механической обработки деталей. Составленный (проектируемый) технологический процесс состоит из 30 операций. На первой операции выполняется фрезерование, так как фрезерование обеспечивает более высокую производительность обработки, чем строгание. При массовом производстве этот факт является весьма существенным, а если не действуют какие - либо другие ограничения (например, по оборудованию) выбираем первый вариант. Обработка торцевых поверхностей 1, 5, 7, осуществляется на агрегатном станке, так как осуществляется одновременная обработка главных отверстий и фасок.

Операция 05 - фрезерная.

Анализируемые размеры на операцию 5 не применяются. Для анализа точности получения размеров Б10 и Б20 на операциях 10 и 20 необходимо определить точность размеров М5 и Д5.

Мб = бМ5 + тсМ5

Так как изменена база размера М5 (ось отверстия) и опорная явная ТБ (точка 6) не совмещены

бМ5 0;

бМ5 = ТНо,

где ТНо = напуск на размер отливки Но, который связывает опорную технологическую базу (точка 6) с измерительной базой размера М5.

Для отливки I класса точности по ГОСТ 1855-85 допуск на размер

Но 110 мм составляет 1,2 мм.

Следовательно:

бМ5 = ТНо = 1,2 мм.

Погрешность по размеру М5, обусловленная погрешностью технологической системы продольно - фрезерного станка, определяется как средняя экономическая точность фрезерования (13, стр. 22, табл. 10):

тсМ5 = 0,25 мм.

Тогда:

М5 = 1,20 + 0,25 = 1,45 мм

Д5 = б Д5 + т.с. Д5

Так как измерительная база размера Д5 совмещена с опорной ТБ.

б Д5 = 0 (13, табл. 10)

Для расстояния от обрабатываемой поверхности до ТБ при фрезеровании:

Д5 = т.с. Д5= 0,25 мм.

б5 = бБ5 = + т.сБ5

Так как измерительная база и направляющая технологическая база не совмещены: бБ5 0.

Размер Со ? 125 мм связывает технологическую и измерительную базу.

Следовательно,

бБ5 = ТСо ? 1,2 мм.

Аналогично М5 (13, стр. 26, табл. 13).

т.сБ5 = 0,25 мм.

Тогда

б5 = 1,20 + 0,25 = 1,45

шероховатость поверхности 6, получаемая в результате фрезерования на операции 5 Rz = 40 мкм (13 стр. 23).

Требуемая шероховатость обеспечена.

Операция 10 - агрегатная.

Обработка отверстий выполняется одновременно с двух сторон.

Анализируем точность линейных и угловых размеров.

б10 = б б10 + т.сБ10

Так как измерительная база и опорная ТБ (точки 1-3) совмещены,

б б10=0;

б10 = т.сБ10 = 0,12 мм (как расстояние между осями)

Заданная точность по размеру Б обеспечена, так как ТБ > б10. Для расчета точности размера Б20, на операции 20 определим точность размеров П5 и С10:

П5 = б П5 + т.с П5

так как измерительная база размера П5 совмещена с ТБ (точки 1-3)

б П5 = 0; П5 = т.с П5 = 0,25 мм;(13, стр. 26, табл. 13)

С10 = бС10 + т.сС10,

где: бС10 = ТП5 ? П5 = 0,25 мм, так как размер П5 связывает опорную ТБ с измерительной базой размера С10;

С10 = 0,12 мм (13).

Тогда

С10 = 0,25 + 0,12 = 0,37 мм.

Е10 = бЕ10 + т.с.Е10

так как оба отверстия растачиваются с одного установа заготовки, то

бЕ10 = 0.

Данные о средней экономической точности по отклонению соосности отверстий при растачивании на многошпиндельных агрегатных станках в справочной литературе отсутствуют. Определим т.с.Е10 следующим образом: размер Е10 равен разности размеров Р'10 (расстояние от оси расточенного отверстия 12 до ТБ); погрешность обработки по каждому из этих размеров равна погрешности технологической системы и может быть принята для чернового растачивания равной 0,12 мм (13).

Отсюда т.с.Е10 = 0,12 + 0,12 = 0,24 мм.

Заданная точность по размеру Е на операции 10 не обеспечена, так как

Т Е10 < Е10.

Операция 15 - фрезерная.

Анализируемые размеры на операции 15 не изменяются.

Операция 20 - агрегатная (см. рис. 4.5.2.)

Б20 = бБ20 + т.с.Б20, где

бБ20 = 0,

так как измерительная база совмещена с опорной ТБ;

Б20 = т.с.Б20 = 0,05 мм

- для чистового растачивания на агрегатных станках (13).

Е20 = бЕ20 + т.с.Е20,

где бЕ20 = 0, поэтому (см. операцию 10)

Е20 = т.с.Е20 = 0,05 + 0,05 = 0,10

- для чистового растачивания на агрегатных станках.

Заданная точность по размеру Е обеспечена ( ТЕ > Е20 )

Операция 25 - агрегатная.

На этой операции производят обработку крепежных отверстий. Точность анализируемых параметров на операции 20 не изменяются.

Операция 30 - агрегатная.

На этой операции производят обработку крепежных отверстий. Точность анализируемых параметров на операции 30 не изменяется.

Операция 35 - агрегатная.

На этой операции производят обработку технологических отверстий. Точность анализируемых параметров на операции 35 не применяется.

4.6 Определение припусков и межпереходных размеров

Установим припуски на обработку всех поверхностей с использованием опытно - статистического метода (13, стр. 255, табл. 53 - 63).

Назначаем общие припуски (13, стр. 204, табл. 31).

При положении поверхности при заливке - верхнее, припуски и допуски назначаются:

до 50 мм - 2,5 ± 0,3 мм;

50 - 120 мм - 3,0 ± 0,4 мм;

120 - 160 мм - 3,0 ± 0,6 мм.

При положении поверхности при заливке низ, бок:

до 50 мм - 2,0 ± 0,3 мм;

50 - 120 мм - 2,5 ± 0,4 мм;

120 - 160 мм - 2,5 ± 0,6 мм.

Назначаем промежуточные припуски, необходимые для компенсации погрешностей при выполнении технологического перехода.

(13, стр. 255, табл. 53).

Для чернового фрезерования и растачивания назначаются

до 50 мм - 0,9 мм;

50 - 120 мм - 1,1 мм;

120 - 160 мм - 1,5 мм.

Припуски на обработку торцов, мм;

(13, стр. 256, табл. 59):

Чистовая подрезка после черновой:

на отверстия O 150 мм - 1,5 мм.

на отверстия O80 мм - 1,3 мм.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для двух отверстий корпуса O150 Н8. (см. графическую часть проекта).

На остальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски назначаем по ГОСТ 1855 - 55, которые приводились выше.

Заготовка представляет собой отливку 1 класса точности, массой 20,3 кг. Технологический маршрут обработки отверстий O150 Н8 состоит из двух операций: чернового и чистового растачивания. Базой служит плоскость 6. Схема установки при обработке показана в графической части дипломного проекта.

Суммарное значение Rz и Т, характеризующие качества поверхности литых заготовок, составляет 600 мкм (11, стр. 63, табл. 4.3.). После первого технологического перехода Т для деталей из чугуна исключаются из расчетов, поэтому для чернового и чистового растачивания находим по (11, табл.4.5.) только значение Rz (соответственно 50 и 20 мкм) и записываем их в расчетную таблицу.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:

p3 = vpкор2 +pсм2;

где pкор - удельное коробление отливок

pсм - суммарное смещение отверстия

где p кор = v(?к·d)2 + (?к·l)2 = v(0,7 ·150)2 + (0,7 · 28)2 = 107 мкм

Удельная коробление отливок находим по (11, табл. 4.8.), где d и l - диаметр и длина обрабатываемого отверстия.

При определении см в нашем случае следует принимать во внимание точность расположения базовых поверхностей, используемых при данной схеме установки и полученных на предыдущей операции, относительно обрабатываемой данной установки поверхности.

Допуск на размер 92 для отливки I класса точности (11, табл. 2.4.) составляет 400 мкм. При однократном фрезеровании возможно получение 11 квалитету с допуском 0,16 мм,

Следовательно

=(0,4 +0,16) / 2 = 0,28.

Учитывая, что суммарное смещение отверстия в отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получаем

см = v(400/2)2 + (400/2)2 = 284 мкм.

В числителе указаны допуски на размеры двух взаимно перпендикулярных плоскостей. (11, стр. 28, табл. 2.4.)

Суммарное значение пространственного отклонения заготовки

3 = 2842 + 1072 = 303 мкм

Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания:

1 = 0,05 3 = 0,05 303 = 15 мкм.

Погрешность установки при черновом растачивании

Е1 = Еб2 + Е32.

Погрешность закрепления заготовки

(11, стр. 81, табл.4.3.) принимаем равной 140 мкм. Тогда погрешность установки при черновом растачивании:

Е1 = 1402 = 140 мкм.

Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании:

Е2 = 0,05 Е1 + Еинд 7 мкм.

Так как черновое и чистовое растачивание производится в одной установке, то Еинд = 0.

На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:

2 Zmin1 = 2(Rzi-1 + Ti-1 + i-1 2 + Ei2)

Минимальный припуск под растачивание черновое:

2 Zmin1 = 2(600 + 3032 +1402) = 2 934 мкм.

чистовое:

2 Zmin2 = 2(50 + 152 + 72) = 2 66 мкм.

Заполним таблицу.

Имея чертежный размер: 150,063 для остальных переходов получаем:

для чернового растачивания: dp1 = 150,063 - 0,132 = 149,931 мм

Представим таблицу 4.6.1

Для заготовки dp3 = 149,931 - 1,87 = 148,061 мм.

Для чистового растачивания наибольший предельный размер - 150,063 мм; наименьший - 150,063 - 0,063 = 150,000 мм.

Для чернового растачивания наибольший

Табл. 4.1 Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстий корпуса O150Н8.

предельный размер - 148,061 мм,

наименьший - 148,061 - 0,4 = 147,661 мм.

Для чистового растачивания:

2Zmin2 пр = 150,063 - 149,931 = 0,132 = 132 мкм

2Zmax2 пр = 150 - 149,771 = 0,229 = 229 мкм

Для чернового растачивания:

2Zmin1 пр = 149,931 - 148,061 = 1,78 мм = 1870 мкм

2Zmax1 пр = 149,771 - 147, 661 = 2,11 мм = 2110 мкм.

Общие припуски:

2Z0min = 132 + 1870 = 2002 мкм

2Z0max = 229 + 2110 = 2339 мкм

Рисунок 4.5 Схема расчётов припусков.

Общий номинальный припуск:

Zоном = 2002 + 200 - 60 = 2142 мкм

d2ном = dДном - Zоном = 150 - 2,14 = 147,86 мм

Проверка:

Zmax2 пр - Zmin2 пр = 229 - 132 = 97 мкм;

б1 - б2 = 160 - 63 = 97 мкм

Zmax1пр - Zmin1пр = 2110 - 1870 = 240 мкм;

б3 - б1 = 400 - 160 = 240 мкм

4.7 Оформление технологической документации

4.7.1 Структура и содержание операций

Разработанный технологический процесс состоит из следующих операций:

005 - фрезерная. На данной операции производится фрезерование поверхности 6.

010 - агрегатная. Производится расточка отверстий 8,12 предварительно, точение фасок 9,13; подрезание торцов 1 и 5 предварительно.

Рабочий стол агрегатного станка поворачивается на 90? и производится расточка отверстия 10 предварительно, точение фаски 11 и подрезания торца 7 предварительно.

015 - фрезерная. Производится обработка поверхностей 2,4,19,20 на вертикально - фрезерном станке набором фрез.

020 - агрегатная. Выполняется на агрегатно - расточном станке. Производится расточка отверстий 8,12 окончательно, подрезание торцов 1 и 5 окончательно, расточка отверстий 10 окончательно, подрезание торца 7 окончательно.

025 - агрегатная. Выполняется на агрегатно - сверлильном станке. Производится сверление отверстий 17 и 16, нарезание в них резьбы; сверление и зенковка отверстий 15 и нарезание в них метрической резьбы.

030 - агрегатная. Выполняется на агрегатно - сверлильном станке. Производится сверление и зенковка отверстий 4 и отверстия 14 и нарезание резьбы в них.

035 - агрегатная. Выполняется на агрегатно - сверлильном станке. Производится сверление отверстий 3 и отверстий 21.

В условиях массового производства применяются агрегатные станки.

Проектируем горизонтальные двухсторонние агрегатные станки с поворотно - делительным столом. Категория ремонтной сложности рассчитывается по формуле (11, стр.56):

Р = US ± m,

где S - ориентировочная стоимость агрегатного станка;

U, m - коэффициенты, зависящие от компоновки станка и количества нормализованных узлов в компоновке. При количестве нормализованных (унифицированных) узлов более 1:

U = 1,2; m = 1,6.

P= 1,2 · 28,6 +1,6 = 35,92.

Компоновка агрегатного станка приведена в графической части дипломного проекта.

4.7.2 Режимы резания

Операция 005 - фрезерная.

Оборудование - продольно - фрезерный станок 6P12. Мощность 7,5 кВт. Глубина резания t = 2,1 мм. Выбираем торцевую фрезу. Ширина фрезерования В=124 мм. Диаметр фрезы: D=(1,25 1,5) D=1,35·124 =160 мм.

Подача: выбираем по (12, стр. 283, табл. 33), S2 = 0,25 мм - подача на один зуб.

На данной операции используется станок 6P12:

nmax= 1000 мин??, nmin= 63 мин??

m = 16 (11, стр. 190, табл. 4.36).

Находим n прип;

m-1 = nmax/nmin;

m-1 = 15; 15 = 1000 / 63 = 15,9

По табл. 13(11) находим 15 = 15,9, что соответствует

= 1,26.

х = n расч. / n min = 400 / 63 = 6,3

В графе таблицы, соответствующей = 1,26 находим ближайшее меньшее значение

х = 10,08.

Тогда n прип = 63 · 10,08 = 635,04 мин??.

Рассчитаем скорость резания:

Окружная скорость фрезы

V=[(CvDg ) / (TmtxS2yBuZp)] Kv

Значения коэффициента Cv в табл. 39 (12)

V=[(445·160 0,2)/(1800,32·2,10,15·0,250,35·1240,2·400)]·0,71=91,8 м/мин.

Kv = KMV · KNV · KUV = (190 / 190)1,25 · 0,85 · 0,83 = 0,71.

Сила резания:

Окружная сила

P2 = [(10 · Cp· tx · Szx · Bn· Z ) / (D? · n w )] · KMp

где, Z - число зубьев фрезы;

n - частота вращения фрезы, мин??.

P2 = (10 · 54,5 · 2,10,9 · 0,250,74 · 1241,1 · 40)/(1601,1 · 6350,1) = 6037,9 Н

010 - агрегатная.

Расчет режимов резания для обработки деталей на агрегатных станках рекомендуется производить по справочнику Бороновского Ю. В.

Определение длины рабочего хода L р.х.

L = Lрез + у + L доп. (19, стр.14, табл. Т-1)

где, Lрез - длина обрабатываемого отверстия.

у - подвод врезание и перебег инструмента,

Lдоп - дополнительная длина хода.

L = 28 + 1 + 5 = 34 мм.

Принимаем длину рабочего хода L р.х. = 36 мм.(20, стр. 76, табл. 12).

Назначаем подачи суппорта на оборот шпинделя So в мм/об (19, стр. 22 - 25, карта Т-2):

So = 0,4 мм / об.

Определим стойкость для предположительно лимитирующих инструментов Тр, мин:

Тр = 100 ·? , (19, стр. 26 - 27, картаТ-3).

где ? - коэффициент времени резания;

? = Lрез / So = 14 / 0,4 = 35

Тр = 100 · 35 = 3500 мин.

Определим скорость резания V, м/мин.

V = Vтабл. · K1 · K2 · K3 (19, стр. 15)

V = 125 · 0,8 · 1,15 · 1 = 117 м/мин.

Определим число оборотов шпинделя станка:

n = 1000 ·V/·d;

где V-cскорость резания, м/мин.

d - диаметр обработки.

n = 1000 ·117/3,14·150 = 186,8 мин??.

Определим силу резания Pz (19, стр. 16).

Pz = Pzтабл. · к1 · к2;

Pz = 250 · 0,6 · 0,9 = 135 кГ.

Определим мощность резания:

Nрез= Pz · V / 61200;

Nрез= 135 · 115 / 61200 = 0,254 кВт

015 - фрезерная.

Оборудование: вертикально - фрезерный станок 6Р10.

Инструмент: дисковая трехсторонняя фреза ГОСТ 3755-88 - 4 шт.

Рассчитаем длину рабочего хода Lp.x. и среднюю ширину фрезерования bcp:

Lp.x= Lрез.+ y + Lдоп.

Где: Lрез - длина обрабатываемого отверстия.

у - подвод врезание и перебег инструмента,

Lдоп - дополнительная длина хода.

Lp.x= 38 + 3 + 5 = 46 мм.

bcp=F / Lрез

Где F - площадь фрезерной поверхности;

bcp=4500 / 38 = 118 мм

Принимаем глубину резания, пользуясь рекомендациями, равной 2,5 мм.

Определим рекомендуемую подачу на зуб фрезы Sz =0,25 мм/зуб (19).

Определим стоимость каждого инструмента в минутах резания

Тр= Кф · (Тм1 + Тм2 + Тм3 + Тм4) · ?;

Где Тм1…Тм4 - стойкость инструментов наладки;

? - коэффициент времени резания каждого инструмента;

?= Lрез / Lp.x ; ?= 38 / 46 = 0,83;

Тр= 0,7 · (300 + 300 + 300 + 300) · 0,83=697,2 мин.

Определим скорость резания V в м/мин

V = 110 м/мин (19).

Рассчитаем число оборотов шпинделя:

n = (1000 ·110) / (3,14 · 150) = 233,5 мин??

Назначим число оборотов шпинделя станка по паспорту, исходя из рассчитанных чисел оборотов.

n = 242 об/мин.

Операция 020 - агрегатная.

Механическая обработка производится на агрегатно - расточном станке.

Назначаем глубину резания t = 0,4 0,5 мм.

Подача S = 0,06 0,07 мм/об (12, стр. 268, табл. 14)

Определим скорость резания, м/мин:

V = [Cv / Tm · tx · Sx]·Kv; (12, стр. 270, табл. 17).

V=[243 / (600,2 · 0,40,15 · 0,060,4)] · 0,85 = 321,9 м / мин.

Kv=(190 / 190)1,25 · 0,85 · 1,0 = 0,85

Принимаем скорость резания V = 150 м/мин, так как на операции производится чистовое растачивание (12, стр. 271, табл. 19).

Определим частоту вращения расточной головки:

n = 1000 ·V/·d = 1000 ·150 /3,14·150 = 318,5 об/мин.

Сила резания:

Pz = 10 ·Cp· tx · Szx · Vn· kp

Pz =10 ·92· 0,41 · 0,060,75 · 1500 · 0,48 = 21,4 Н

где - kp = (190 / 750)0,75 · 1,08 · 1,0 ·1,0 = 0,48.

Pz = 10 ·Cp· tx · Szx · Vn· kp=10 ·54· 0,40,9 · 0,060,75 · 1500 · 0,8 = 22,9 Н

Pz = 10 ·Cp· tx · Szx · Vn· kp=10 ·48· 0,41 · 0,060,4 · 1500 · 0,78 = 46,4 Н

Определим мощность резания:

Nрез= Pz·V/ 1020·60= 21,4·150/ 1020·60=0,05 кВт.

Операция 025 - сверление.

Определим глубину резания:

t = 0,5 ·D

t = 0,5 · 8,4 = 4,2 мм

Подачу принимаем по (12, стр. 277, табл. 25).

S=0,24 0,31

Скорость резания:

V= CV ·Dq / Tm · Sy · kV, (12, стр. 278, табл. 28)

V= 14,7 ·8,40,25 / 350,125 · 0,240,55 · 0,8 = 28,1 м/мин

Стойкость режущего инструмента принимаем равной Т=35 мин (12, стр. 279, табл. 30).

Коэффициент kv определим по следующей формуле:

kv= kMV · kUV · kLV= (190/190)1,3 · 0,8 · 1,0 = 0,8

Чистота вращения n, об/мин.:

n = 1000 ·V/·d = 1000 ·28,1 /3,14·8,4 = 1065,4 мин??

Крутящий момент Н·м и осевая сила, Н:

Мкр=10·СМ·Dд ·Sх·Кр= 10·0,021·8,42,0·0,240,8·0,95 = 4,5 Н·м

(12, стр. 281, табл.32)

Pо = 10 ·Ср ·Dд ·Sх·Кр = 10 · 42,7 · 8,41 · 0,240,8 · 0,83 = 950,5 Н.

При резьбонарезании нормативы принимаем по /19/:

t = 0,75 мм; S = 1,5 мм/об; n = 180; V = 56 м/мин

Определяем мощность резания, Nрез, кВm:

Nрез = Мкр · n / 97400 = 120 · 180 / 97400 = 0,22 кВm:

Нормативы режимов резания принимаем по /12/ и /19/ и уточняем с паспортными данными унифицированных узлов агрегатных станков: силовых головок, силовых столов.

4.7.3 Техническое нормирование

Рассчитаем норму штучного времени для операции 005 - фрезерная. Производится фрезерование плоскости торцевой фрезой на вертикально - фрезерном станке с длиной стола 1250 мм. Масса детали - 15,3 кг. Производство массовое, размер партии 90000 штук. Деталь устанавливается в центрах. Основное время - 1,53 мин.

Определяем состав подготовительно - заключительного времени: установка центров и приспособления - 14 мин, установка фрезы - 2 мин, получение инструмента и приспособлений до начала работы и сдача их после завершения работ.

/11, прил. 5/ - 7 мин.

ТП.З. = 14+ 2 + 7 = 23 мин.

Время на установку и снятие детали, закрепление ее и открепление. /11, прил. 5/

ТУ.С. + ТЗ.О. = 0,136 мин.

Время на приемы управления /11, прил. 5/: включить и выключить станок кнопкой - 0,01 мин, подвести деталь к фрезе в продольном направлении - 0,03 мин, переместить стол в обратном (продольном) направлении на 300 мм - 0,11 мин.

Тогда

ТУ.П. = 0,01 + 0,03 +0,11 = 0,15 мин.

Время, затраченное на измерение /11, прил. 5/ детали, равно 0,15 мин /табл. 4.21, 11/.

Получим

ТИ.З. = (0,15 · 80) / 100 = 0,12 мин

Поправочный коэффициент на вспомогательное время при массовом производстве k = 1,5 /11, стр. 101/:

Вспомогательное время:

ТВ = (0,136 + 0,15 + 0,12) · 1,5 = 0,609 мин.

Оперативное время:

Т оп = 1,53 + 0,609 = 2,14 мин.

Время на обслуживание рабочего места и отдых /11, прил. 5/ составляет 6% оперативного времени, тогда:

Тоб.от. = (2,14 · 6) / 100 = 0,13 мин.

Штучное время:

Тшт = 23/90000+1,53+(0,136+0,15+0,12) · 1,5 + 0,13 = 2,27 мин.

Операция 010 - агрегатная.

Определим машинное время на данной технологической операции:

tм = (Lр.х.) / (Sо · n);

где, Lр.х - длина рабочего хода (берется по максимуму), Sо - подача; n - частота вращения инструмента

tм = 34 / (0,4 · 187,1) = 0,45 мин;

Штучное время:

Тшт = То + Тв + Тоб + Тот = 0,45 + 0,63 + 0,33 + 0,29 = 1,70 мин.

где, Тв = Ту.с. + Тз.о + Ту.п. + Ти.з. /11, прил. 5/.

Т в = 0,13 + 0,024 + 0,01 + 0,13 + 0,024 + 0,13 + 0,18 = 0,63 мин.

Т об. = Т техн. + Т орг. = 0,15 + 0,18 = 0,33 мин.

Т от. = 0,29 мин.

Операция 015 - фрезерная.

Основное технологическое время:

То = Lр.х./Sм;

где Lр.х.- длина рабочего хода;

То = 46/132 = 0,99 мин.

Где Sм - минутная подача, Sм = П·d расчет:

nст = 3,14 · 0,175 · 242 = 132 мин об/мм.

Т шт = То + Тв +Т об + Тот;

Т шт = 0,99 + 0,512 + 0,025 + 0,12 = 1,65 мин;

Тв = Ту.с.+Тз.о+Ту.п.+Т и.з.

Тв=0,168+0,024+0,01+0,04+0,07+0,04+0,07+0,15=0,512 мин

На техническое обслуживание рабочего места (11, прил. 6)

Ттех.= Тоtсм/ Т= (0,99 · 3) / 697,2 = 0,004 мин

Тоб.= Ттех.+Торг.= 0,004 + 0,021= 0,025 мин

Операция 020- агрегатная.

Основное технологическое время:

То(м)= Lр.х./Sо · n = 34 / (0,09 · 319) = 1,18 мин

Штучное время:

Тшт =То +Тв +Тоб +Тот., Тшт = 1,18 +0,63 +0,33 +0,29 =2,43 мин

Операция 025 - агрегатно-сверлильная.

Основное технологическое время:

То(м) = Lр.х./ n Sо = 40 / (1065,4· 0,24) = 0,16 мин.

Штучное время на данной технологической операции:

Тшт = То +Тв +Тоб +Тот;

Тшт = 0,16+0,63+0,33+0,29+0,38 = 1,85 мин.

Операция 030 - резьбонарезная агрегатная

Основное технологическое время:

То =2 Lр.х. /Sn;

То= 2 · 20/1,18 · 180 = 0,18 мин.

Штучное технологическое время, затрачивамое на данной операции.

Тшт =То +Тв +Тоб +Тот;

Тшт = 0,18 +0,63 +0,33 +0,29 +0,38 = 1,85 мин.

Операция 035 - агрегатно - резьбонарезная.

Основное технологическое время:

То(м) = (Z·Lр.х) / (S · n ) = (2 · 40) / (1 · 280) = 0,28 мин;

Штучное время, затрачиваемое на данной технологической операции:

Тшт =То + Тв + Тоб + Тот;

Тшт = 0,28 + 0,63 + 0,33 + 0,29 + 0,54 =2,07 мин.

5. Специальные средства технологического оснащения

5.1 Проектирование агрегатного станка сверлильно - расточной группы

В настоящем дипломном проекте в качестве металлорежущего оборудования на 010 операции технологического процесса обработки корпуса конического редуктора применен агрегатный станок. Агрегатный станок создается из нормализированных узлов (агрегатов), которые скомплектованы соответственно характеру обрабатываемой детали.

Основные особенности принципа агрегатирования и создания на основе станков из нормализированных узлов следующие: исходные положения принципа агрегатирования металлорежущих станков заключается в заблаговременной разработке конструкции, изготовлении и тщательной обработке опытных образцов отдельных агрегатов - нормализированных узлов.

К нормализированным узлам агрегатных станков предъявляются следующие требования:

нормализированные узлы должны являться законченными механизмами;

конструкция узлов должна удовлетворять требованиям разнообразных по назначению станков;

монтаж этих узлов должен быть возможным при компоновке их в различных положениях с минимальным количеством стыков;

независимо от конструктивного оформления и принципа работы нормализированные узлы должны быть регламентированы по типам, размерному ряду и присоединительным размерам.

Основными достоинствами агрегатных станков являются высокая производительность обработки деталей, низкая себестоимость изготовления, сравнительно невысокая квалификация операторов, работающих на этих станках, высокая надежность и ремонтопригодность.

Агрегатирование металлорежущего оборудования обеспечивает:

сокращение сроков, стоимости проектирования и изготовления станков;

гибкость станков - возможность их переналадки применительно к изменению конструкции обрабатываемой детали, увеличению концентрации операций;

расширение границ использования оборудования по сравнению с теми масштабами производства, в которых ранее было целесообразно и рентабельно применять специальные станки;

значительное увеличение надежности работы станков за счет возможности тщательной обработки конструкции элементов.

Требуется спроектировать агрегатный станок для обработки корпусной детали (чертеж корпусной детали представлен в графической части дипломного проекта). Производительность агрегатного станка.

Qn = 1 / (tм +tв) дет/ч (21, стр.257);

Q = 1 / 0,028 = 35,29 дет/ч - производительность принципиальная.

Коэффициент загрузки станка 64,6%.

Заготовкой для детали служит отливка I класса точности с твердостью поверхности НВ=190.

Масса заготовки, поступающей на агрегатный станок, равна 20,3 кг.

По геометрической форме деталь относится к классу коробчатых деталей. В детали необходимо обработать три главных отверстия диаметром соответственно O 149,2Н10(+0,16 ) и O 79,2Н10 (+0,14 ). Необходимо также подрезать торцы трех главных отверстий; отверстия диаметром 13 мм на длине 20 мм в количестве 4 шт. деталь вполне технологична с точки зрения ее обработки на агрегатном станке, имеет удобную для установки и закрепления форму поверхности, расположение обрабатываемых поверхностей.

Требования точности поверхностей и их расположение позволяет обработать их на агрегатном станке нормальной точности.

Исходя из размеров обрабатываемых поверхностей, припусков на обработку и размеров самих заготовок выбираем в качестве силовых агрегатов проектируемого станка электромеханическую силовую головку 1УХ4035 с кулачковым приводом подачи, технические характеристики которой приведены (21, стр. 67)

Характер обрабатываемых поверностей ( их форма, расположение и требование качества) требует многопереходной обработки, поэтому станок должен быть многопозиционным, что может быть обеспечено применением поворотного электромеханического стола 1УХ 2064 (21, стр. 154, табл. 33) с мальтийским приводом поворота.

Исходя из такого набора унифицированных узлов можно сделать вывод, что станок будет среднего размера.

В детали, типа корпуса конического редуктора, необходимо выполнить ряд технологических переходов: черновое растачивание трех главных отверстий диаметром O149,2Н10(+0,16) на длине 14 мм и O79,8Н10(+0,14) на длине 28 мм; подрезание торцов; сверление четырех отверстий O13Н14 на длине 20 мм.

Целесообразна обработка деталей в приспособлении с применением шпиндельной коробки.

Основные положения теории базирования приведены в ГОСТ 21495 - 76, устанавливающих термины и определения в этой области. В соответствии с теорией базирования для обработки поверхностей детали с заданной точностью заготовка ориентируется в системе координат станка, т.е. должны быть определены все шесть ее координат как твердого тела: деталь должна быть лишена шести степеней свободы - трех перемещений вдоль координатных осей и поворота вокруг них. Схема базирования, специальное приспособление, сконструированные в дипломном проекте представлены ниже.

При разработке предварительной схемы обработки детали производим группирование намеченных технологических переходов, т.е. их распределение по инструментальным шпинделям, силовым агрегатам, рабочим позициям, установление очередности их выполнения и тем самым определение предварительного варианта технологической компановки станка. Три различных технологических перехода сгруппированы в 3 группы инструментов и распределены по трем силовым анрегатам. Деталь обрабатывается в двух рабочих позициях. На этих позициях производится одновременная обработка (растачивание) главных отверстий с одновременным сверлением отверстий, после двухпозиционный стол поворачивается на 90? и производится обработка перпедикулярно расположенного отверстия.

Приведем схему компоновки агрегатного станка.

Рисунок 5.1 Схема компоновки агрегатного станка

Окончательный выбор силовой бабки осуществляется по мощности электродвигателя, соответствующему Nру, числу оборотов выходного вала принятому ближайшему nпр инструментальных шпинделей, с учетом минимальной цены комплекта.

Выбор силового стола привода подачи производится по наибольшему усилию подачи стола, соответствующему Рх, диапазону рабочих подач, соответствующему Sм пр, с учетом минимальной цены комплекта.

На станке (представлен в графической части) не имеется специальной загрузочной позиции, т.е. время установки и снятия детали не перекрывается. Силовые головки расположены на одной оси обрабатываемой детали и оснащены по конструкции одинаковым режущим инструментом. Обработка деталей осуществляется в специальном приспособлении, сконструированном для данного станка.

При отводе головок в исходное положение инструмент поддерживается специальной плитой, прикрепленной скалками к шпиндельной коробке. Указанная плита играет роль кондукторной для спиральных сверл, которые обрабатывают технологические отверстия деталей.

Основным базирующим узлом при сборке агрегатного станка является

станина, которая представляет собой отливку. Механической обработке у станины подвергаются опорные плоскости под силовые агрегаты и горловина, на которой устанавливают поворотный делительный стол. Стол располагают прямо на горловине или подкладке, выставляют на станине, и по их отверстиям производят разметку под крепеж к обработке резьбовых отверстий. Затем стол устанавливают окончательно, закрепляют винтами и фиксируют коническими штифтами. На этом же этапе на станке закрепляют узел подготовки воздуха, собираемый из стандартной аппаратуры и переключатель воздуха.

Следующим этапом монтажа является расположение на станине станка силовых агрегатов. Навесные приспособления устанавливают на скалки державки, которую крепят на передний торец силовой головки. Скалки выставляют относительно основания силовой головки, закрепляют винтами и фиксируют штифтами, после чего на скалках производят разметку отверстий под крепеж насадок и обработку их.

При установке силового агрегата на станину для получения необходимого по высоте размера применяют подкладки. Для получения размера с необходимой точностью в размерную цепь вводят компенсатор, который рассчитывается после установки головки на подкладку.

Приспособление устанавливают на планшайбе стола на два установочных пальца и крепят к планшайбе двумя винтами. После чего производят разводку трубок для подвода сжатого воздуха от переключателя к пневмокамере приспособления. Установку на станине унифицированных узлов производят согласно чертежу, затем выполняют разметку отверстий, обработку их и окончательное закрепление узлов. Для поворотного стола в станину устанавливается привод, состоящий из электродвигателя и редуктора. Для компенсации погрешности установки и расширения возможностей расположения редуктора в кинематическую цепь привода поворота планшайбы стола включаются шарнир Гука.

5.2 Расчёт и конструирование специального приспособления

5.2.1 Техническое задание

Операционный эскиз предварительной расточной операции представлен в графической части дипломного проекта. Предшествующая операция 005 - фрезерная.

На операции 010 - агрегатной, применяется агрегатный станок сверлильно - расточной группы. На операции 005 - фрезерная, применяется вертикально - фрезерный станок 6Р12. В качестве инструмента используется торцевая фреза. Сконструированное приспособление применяется для расточки отверстий 150Н10 и 80Н7.

Цель и назначение разработки.

Проектируемое приспособление должно обеспечивать: точную установку и надежное закрепление заготовки корпуса конического редуктора, а также постоянное во времени положение заготовки относительно стола станка и режущего инструмента, с целью необходимой точности размеров отверстий и их положения относительно других поверхностей заготовки; удобство установки, закрепления и снятия заготовки; время установки заготовки не должно превышать 0,05 мин; рост производительности труда (ожидаемый) 10…15 %.

5.2.2 Выбор и обоснование схемы приспособления

Рисунок 5.2 Схема для расчёта сил закрепления

Вводя коэффициент запаса k, получим силу закрепления по условию приложенных моментов.

Q = (k · Pz ·l) / L;

где Pz -сила, возникающая при расточке отверстия, L и l -длины (см. чертёж).

Определим коэффициент k. Этот коэффициент необходим для обеспечения надёжности зажимных устройств, так как вырыв или смещение заготовки при работе недопустимо.

k = k0·k1·k2·k3·k4·k5·k6.

k = 1.7 ·1.2 ·1.0 ·1.2· 1.0 · 1.0 ·1.0= 2.45

k2 (15, стр. 84, таблица 12).

Pz= 10·Сp ·tx ·Sx ·Vn ·Kp (12, стр.271).

Pz= 10·300·1.51.0·0.50.75·90-0.15·0.38=518 Н

Kp= Kmp· Kp·Kp·Krp;

Kp = (190/750)0,75 · 0,94 ·1,1 · 1,0 ·1,04 = 0,38.

Опрделим Q.

Q = (2,45 · 518 · 0,35) / 0,055 = 8076 Н.

Определим силу на штоке пневмокамеры:

Составим уравнение равновесия:

Рисунок 5.3 Действие сил в рычажном механизме

N · L1 = N · F 1 · L1 + Q · L2 + Q · F2 · L2 + S ·;

S = (Q + N) · 1/ cos .

Подставим S в уравнение равновесия:

N=Q · (L2+ F1 · L1 + / cos ) / (L1- F2 · L2 - / cos );

= f ·r;

f = 0,19

По ГОСТ 12475-67 (16, стр. 158) выбираем рычаг угловой двух пазовый.

Н = 62?120;

L= 55?100;

Изготовляется из стали 40х, HRC 35…40.

Также выбираем три вильчатых рычага по ГОСТ 12476-71; А= 40? 160; В= 20 ?50; L=56 ? 200.

Изготовляется из стали 45, HRC 35…40.

L2 = 55 мм;

L2 = 7 мм;

r = 3 мм;

L1 = 28 мм;

L1 = 10 мм;

r = 3 мм.

Определим N:

N=8076·(0,055+0,22·0,007+0,0006/0,96)/(0,028+0,22·0,010-0,0006/0,96) =15036 Н

Так как рычажные зажимы осуществляют одновременное и равномерное закрепление заготовки в двух местах, то на каждом

N = 15036 /2.

Принимаем давление воздуха в пневмосети р = 0,4 МПа и КПД привода =0,85. Определим диаметр пневмокамеры.

Dk = 4· p / · · ;

D= 2 · 15036 · 10-6 / 3,14 · 0,4 · 0,85 = 120 мм.

Принимаем диаметр пневмокамеры 115 мм.

Материал - резина.

Усилие на штоке, в исходном положении - 1730 кГс; при ходе штока, равном 0,220 = 1550 кГс; допустимый ход штока -55 мм; рабочий ход штока-12мм.

5.2.3 Расчёт станочного приспособления на точность

Определим необходимую точность приспособления для обеспечения смещения оси симметрии главного отверстия корпуса, относительно оси её наружной цилиндрической поверхности (см. рис 5.2.3.1) не более 0,2 мм.

Рисунок 5.4

1. Погрешность не совмещения баз поданному параметру н.б.=0;

2. Погрешность закрепления заготовки 3=0, так как сила зажима действует перпендикулярно выдерживаемому параметру.

3. Погрешность установки у.= н.б.+ 3 = 0 + 0 = 0.

4. Суммарная погрешность обработки 2 = К · т.с.;

Страницы: 1, 2, 3