Содержание
Содержание:
Введение
1. Технологическая часть
1.1 Обоснование типа производства
1.2 Характеристика детали
1.3 Характеристика материала
1.4 Расчёт заготовки
1.5 Маршрутная технология
1.6 Расчёт межоперационных размеров
1.7 Техническое нормирование
1.8 Расчёт управляющей программы
2. Конструкторская часть
2.1 Расчёт станочного приспособления
2.2 Расчёт режущего инструмента
2.3 Расчёт мерительного инструмента
3. Экономическая часть
3.1 Расчёт количества оборудования
3.2 Расчёт численности рабочих
3.3 Расчёт себестоимости продукции
3.4 Расчёт технико-экономических показателей участка
4. Организационная часть
4.1 Описание планировки
4.2 Охрана труда
4.3 Пожарная безопасность
Вывод
Список литературы
Выдержка из текста работы
Современное состояние промышленности России определяется невысоким уровнем спроса на новые технологии. Данное обстоятельство объясняется необходимостью смены оборудования, использования более прогрессивных материалов и др. Вместе с тем темпы разработки технологий в машиностроении опережают их внедрение. Это означает, что первоначальные стадии инновационного цикла значительно эффективнее, чем последующие этапы (освоение результатов и выход на рынок). Здесь в качестве причин следует указать слабое использование современных методов управления и маркетинга на предприятии машиностроения. Часть инноваций экспортируется, но остается невостребованной отечественным машиностроением. В машиностроении по влиянием НТП и других факторов постоянно меняется сам организационно-структурный характер производства. В настоящее время массовое производство занимает в машиностроении по объему продукции не более 20%. Остальные 80% приходятся на долю изделия серийного, мелкосерийного и индивидуального производства, которое в обобщенном виде можно назвать многоцелевым. Здесь уровень специализации рабочих мест значительно ниже, а уровень автоматизации всего 10-13%. Для современной России достаточно актуальной является тема инновационного развития, причем практически всех видов полезной для общества деятельности людей. В современной экономике значительно возрастает роль инноваций, что является логическим продолжением постепенного усиления влияния научно-технического прогресса на производственной деятельности предприятия.
К сожалению, приходится констатировать, что в нынешнем состоянии предприятия российского машиностроения могут осуществлять производство конкурентоспособной продукции только для сравнительно узких сегментов рынка. По оценкам экспертов, на мировом рынке могут конкурировать в соответствующих сегментах незначительное число российских машиностроительных компаний.
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Назначение и описание узла, работы детали в узле
Электрические фильтры, предназначенные для подавления высокочастотных радиопомех, возникающих при работе электрооборудования машин.
Данная модель относится к электротехнике. Фильтр сетевой помехоподавляющий содержит элементы присоединения к линии заземления. Фильтр состоит из медного корпуса 1 с дном 12 и боковыми стенками, пространство между которыми разделено перегородками образующими отсеки, в которых смонтированы компоненты состоящие из конденсатора с шиной 2, шайбы регулировочной 5, гайки 3, шайбы 6, защитными крышками 8. В этом фильтре все элементы соединения изготовлены из меди.
Рисунок 1-Фрагмент CБ чертежа электрического фильтра Ф5: 1- корпус; 2- конденсатор с шиной; 3- гайка; 4- кольцо; 5- шайба регулировочная; 6- шайба; 7-кольцо; 8-крышка
Рисунок 2- ФрагментCБ чертежа электрического фильтра Ф5: 9- шайба; 10- скоба; 11- дроссель; 12- крышка; 13- гайка; 14,15 — зажимная втулка
1.2 Служебное назначение детали и технические требования, предъявляемые к ней
Корпус фильтра является базовой деталью сборки, изготовлен из алюминиевого сплава на которую монтируется конденсатор с шиной, регулировочная шайба и другие сборочные единицы электрического фильтра. Корпус обеспечивает постоянства точности взаимного расположения деталей, как в статическом состоянии, так и в процессе эксплуатации, а так же плавность работы и отсутствие вибраций.
Рисунок 3- Фрагмент чертежа детали «Корпус»
На рисунке 3 обозначены следующие элементы: 1 — отверстие с резьбой М6-7Н, предназначено для соединения дросселя с корпусом; 2 — отверстие с резьбой М4-7Н предназначено для соединения крышки с корпусом; 3 — оребрение корпуса, для повышения жесткости корпуса и увеличения охлаждения; 4 — отверстие с резьбой М4-7Н, для резьбового соединения крышки с корпусом; 5 — отверстие с резьбой М4-7Н, используется для закрепления конденсатора в корпусе шайбой и винтом.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Анализ технологичности детали
Так как деталь имеет сложную геометрическую форму получение заготовки с максимальным приближением по форме к готовой детали возможно при использовании метода литья под давлением, что обеспечивает наименьшее применение специальной технологической оснастки для механической обработки
Точность и шероховатость большинства поверхностей получаются на заготовительной операции
Возможность подхода режущего и мерительного инструмента к детали хорошая, т.к нет труднодоступных мест для которых необходимо проектировать специальные мерительные и режущие инструменты. С этой точки зрения деталь технологична
Требуемая точность и качество изготовления поверхности детали не очень высокие и не требуют дополнительных затрат. Наиболее точный размер предъявляемый к детали Ш115, он является посадочным диаметром для соединения корпуса с дросселем, минимальная шероховатость поверхности
Замена материала не целесообразна, по причине сложности подбора материала с аналогичными особенностями получения тонкостенных и сложных по конструкции отливок, а так же аналогичными коррозионными свойствами
Вывод: учитывая выше изложенные доводы можно сделать вывод, что деталь технологична.
2.2 Анализ действующего технологического процесса
2.2.1 Анализ документации действующего техпроцесса
Чертежа детали представлен в масштабе 1:1 и выполнен на листе формата А1. Содержит все необходимые размеры, технические требования, допуски формы, расположение поверхностей, выносные элементы и местные разрезы, которые дают полное представление о форме детали. Выполнен в соответствии ЕСКД.
Чертеж заготовки представлен в масштабе 1:1 и выполнен на листе формата А1. Выполнен в соответствии ЕСКД.
Маршрутная карта (МК) технологического процесса МК оформлена в соответствии с ГОСТ 3.1105-74, с несущественными недостатками, т.к. не содержит информацию о трудозатратах (Тп.з; Тшт) на все входящие операции механической обработки детали «Корпус».
Операционные карты технологического процесса «Корпус» заполнены в соответствии с ГОСТ 3.1404-74. Операционная карта содержит информацию индивидуально для каждой механической обработки. В нее входит применяемый инструмент (вспомогательный, режущий, мерительный), приспособление, режимы резания, нормы времени, содержание перехода (установить, закрепить, снять деталь), инструкция по технике безопасности.
В карте эскиза изображены все проекции, сечения, разрезы которые дают полную информацию о всех обрабатываемых поверхностях и их размерах которые должны быть обработаны на данной операции. Обозначение шероховатости поверхности размещено на карте в правом верхнем углу по ГОСТ2.309-73. На эскизах обозначение опор, зажимов и установочных устройств имеют условное изображение в соответствии с ГОСТ 3.1107-81.
2.2.2 Анализ оборудования, режущего инструмента, оснастки
В операции 005 «Вертикально-фрезерная» используется вертикально-фрезерный станок 6М12П. Станок применяются для выполнения разных фрезерных работ в условиях как индивидуального, так и крупносерийного производства. Рабочая поверхность станка и высота от торца шпинделя до поверхности стола, с учетом используемого режущего и вспомогательного инструмента, позволяют разместить и обработать данную деталь на станке.
В операции 015 «Токарно-револьверная» используется токарно-револьверный станок R5. Токарно-револьверный станок R5 предназначен для токарной обработки деталей в средне- и многосерийном производстве. Исходя из габаритных размеров детали, ее можно обрабатывать на данном станке.
В операциях 025..080 «Вертикально-сверлильная» используется вертикально-сверлильный станок 2А1354. Станок 2А135 предназначен для сверления, рассверливания, зенкования, развертывания отверстий. Рабочая поверхность станка и высота от торца шпинделя до поверхности стола, с учетом используемого режущего и вспомогательного инструмента, позволяют разместить и обработать данную деталь на станке.
В операциях 085..105 «Вертикально-сверлильная» используется настольный вертикально-сверлильный станок НС-12.
Станок НС-12 предназначен для сверления, рассверливания, зенкования, развертывания отверстий. Рабочая поверхность станка и высота от торца шпинделя до поверхности стола, с учетом используемого режущего и вспомогательного инструмента, позволяют разместить и обработать данную деталь на станке.
В операциях 130..155 «Резьбонарезная» используется резьбонарезной станок Р-130.Станок Р-130 предназначен для нарезания внутренней резьбы диаметром 1,7—6 мм.
Рабочая поверхность станка и высота от торца шпинделя до поверхности стола, с учетом используемого режущего и вспомогательного инструмента, позволяют разместить и обработать данную деталь на станке.
Токарная операция выполняется стандартным режущим инструментом типа резец Р50407-1. Вспомогательным инструментом служат стандартные державки типа 20*20*100. Измерительным инструментом служат калибр 72, плита 2-1-400 ГОСТ 10905-75, щуп.
Вертикально-фрезерная операция выполняется стандартным режущим инструментом КР2210 фреза Ш66мм в оправке КР6222-4004. Измерительным инструментом служат стандартные штангенциркули типа ШЦ — 1 — 125 — 01 ГОСТ 166-80.
Вертикально-сверлильная операция выполняется стандартными зенкерами и сверлами ГОСТ 19543-74, вспомогательный инструмент — втулки типа 6100-0145 ГОСТ 13598-68, патрон Б-В10 ГОСТ 8522-79. Измерительным инструментом служат пробки ГОСТ 14810, штангенциркули КР8700-4004.
2.2.3 Размерный анализ действующего техпроцесса
Рисунок 4 — Размерная схема линейных размеров действующего технологического процесса
1) [27_28] = (27_38) — (38_28) = 10 -1,5 — 0,5 -0,5 = мм
[27_28]minнеобх. = Rz + Df,
где Rz- шероховатость поверхности с предшествующего перехода,
Rz = 40 мкм;
Df -дефектный слой с предшествующего перехода, Df = 150 мкм;
[27_28]minнеобх. = 0,04 + 0,15 = 0,19 мм
[27_28]minрасч. = 8 мм
[27_28]maxрасч. = 10 мм
Припуск завышен на 7,81мм, что приводит к увеличению трудоемкости механической обработки, перерасходу материала в стружку
2) [48_47] = (48_58) — (58_18) + (18_57) — (57_47) = 7+0,58 — 72±0,4+73±0,5- 6,8±0,2= мм
[48_47]minнеобх. = 0,04 + 0,15 = 0,19 мм.
[48_47]minрасч. = 0,1 мм
[48_47]maxрасч. = 2,88 мм
Припуск занижен на 0,09 мм, что приведет к браку, т.к. велика вероятность, что дефекты предшествующих переходов не устранятся
3) [58_57] = — (58_18) + (18_57) =- 72±0,4+73±0,5= 1±0,9мм
[48_47]minнеобх. = 0,04 + 0,15 = 0,19 мм.
[48_47]minрасч. = 0,1 мм
[48_47]maxрасч. = 1,9 мм
Припуск занижен на 0,09 мм, как и в предыдущем случае, приведет к браку
Вывод: размерный анализ действующего технологического процесса показал, что припуск на механическую обработку детали на операции 005 «Вертикально-фрезерная» завышен, а на операцию 015 «Токарно-револьверная» занижен на два размера, это приведет к повышению себестоимости выпускаемой детали.
2.2.4 Выводы из анализа и предложения по разработке проектного техпроцесса
Пользуясь действующим технологическим процессом при работе на универсальных станках необходимо:
индивидуальная станочная оснастка (для каждой операции)
большое количество универсальных станков (транспортировка заготовки от станка к станку)
использование режущего инструмента с советских времен (заточка реж. кромок)
большоеколичество квалифицированных станочников
Мы пришли к выводу, что происходят значительные потери времени при использовании данного оборудования.
Для механической обработки детали «Корпус» целесообразно использование:
1 режущего инструмента с СМП (быстросменность пластин)
2 станок с ЧПУ токарно-фрезерный (выполнение большого количества операций на одном станке)
3 автоматическое оснащение
4 один станочник (оператор)
Вывод: наиболее целесообразно использование станка с ЧПУ, что приводит к сокращению времени на производство качественной детали.
2.3 Разработка проектного технологического процесса
2.3.1 Разработка маршрута проектного техпроцесса
Таблица 1
|
Номер и наименование операции |
Оборудование |
Метод обработки, инструмент |
|
|
000 Заготовительная |
Машина для литья металлов под давлением |
Метод литья под давлением |
|
|
005 Транспортирование |
Кран мостовой Q=5т |
Тара ПР-99.0124 |
|
|
010 Комплексная на ОЦ с ЧПУ |
ОЦ MCU 630-5X |
Фреза торцевая-1шт Сверло-зенковка-1шт |
|
|
015 Комплексная на ОЦ с ЧПУ |
ОЦ MCU 630-5X |
Фреза торцевая-1шт Фреза концевая-1шт Сверло-5шт Зенкер ступенчатый-1шт Метчик- 3шт; |
|
|
020 Слесарная |
Слесарный верстак |
Напильник ГОСТ 1465-80 Шарошка абразивная |
|
|
025 Промывка |
Машина моечная Magido L311V |
Раствор на водной основе |
|
|
030 Контрольная |
КИМ |
Измерительные щупы |
2.3.2 Выбор оборудования для реализации техпроцесса
Обработка детали «Корпус» на ОЦ MCU 630-5X позволит получить заданные чертежом размеры, выполнить все технические требования. Наличие на станке много инструментального магазина с широким набором режущего инструмента дает возможность автоматически выполнять на нескольких рабочих позициях с одной установки заготовки различные технологические переходы по обработке плоских поверхностей, главных и крепежных отверстий, по нарезанию резьб и получению требуемых выточек.
Рисунок 5 — ОЦ MCU 630-5X
Применение ОЦ MCU 630-5X (см. рис. 5)позволяет существенно повысить точность обработки деталей сложной конфигурации, и в несколько раз снизить вспомогательное время.
Технические характеристики:
Ускоренная подача по осям X, Y, Z, м об/мин 60/60/60
Конус шпинделя ISO 50 HSK-A63
Макс. число инструмента в магазине 32 накалывание
Масса станка, кг 18 000
Ход в осях X/Y/Z, мм 700/820/550
Макс. число оборотов, об/мин 18 000
Мощность двигателя шпинделя, кВт 25
Макс. крутящий момент, Нм 130
Система управления Siemens
Габариты станка, мм 4 200 x 3 500 x 3 600
Макс. нагрузка на стол, кг 850
Зажимная поверхность стола-диаметр, мм 630
2.3.3 Выбор исходной заготовки
Для проектного техпроцесса заготовку получают методом литья под давлением. Главные преимущества подобной технологии состоит в том, что алюминиевое литьё под давлением позволяет получить заготовку с минимальной шероховатостью поверхности и максимально приближенными размерами отливки к размерам готовой детали.
Отливка имеет мелкозернистую структуру, а следовательно высокие механические свойства. Заготовка-отливка имеет чистую и гладкую поверхность, это значительно сокращает дальнейшую механическую обработку деталей. Так же при данном методе получения заготовки Ким=0,84, что показывает эффективность использования материала.
Вывод: так как деталь имеет достаточно сложную конфигурацию, множество отверстий, внутренние перегородки, наружные канавки, скругления (литейные радиусы) и др. сложные геометрические элементы, метод литья под давлением является наиболее рациональным способом получения данной заготовки.
2.3.4 План операций и переходов проектного техпроцесса
Таблица 2
|
№ операции |
Наименование и содержание операции |
Операционный эскиз и оборудование |
|
|
000 |
Заготовительная Получить заготовку методом литья под давлением |
Машина для литья металлов под давлением |
|
|
010 |
Вертикально-фрезерная с ЧПУ: установить деталь в приспособление с пневмозажимом 1.Фрезеровать поверхность 1наразмер 0,5max; Фреза торцевая HPF90 AND63-0,9-22-07 2.Рассверлитьотверстие 2 на Ш7Н14 и обработать поверхность 3 выдерживая размер 1±0,2; Сверло-зенковка ЗИЭФ-418.00.02 |
ОЦ с ЧПУ MCU 630 5X Установ 1 |
|
|
015 |
Вертикально-фрезерная с ЧПУ: установить деталь в приспособление 1) фрезеровать поверхность 4 выдерживая размер 72±0,4; фреза торцевая HM90 F90APD125-10-40 2) фрезеровать поверхность 5 на размер 7Н15, формируя размер 6 (Ш115d11);фреза концевая ММ ЕА200Н20R0.2CF-3T12 3) обработать два отверстия, формируя размер 7 (Ш28Н14); фреза концевая HM 90 E90A-D28-4-C25 4)сверлить отверстие 8 предварительно, выдерживая размер Ш4,95+0,26; сверло SCD 040-0.9-060 AP5 5)сверлить отверстие 9 предварительно, выдерживая размер Ш3,3+0,16; сверло SCD 033-017-060 AM5 |
Установ 2 Позиция 1 |
|
|
015 |
6)нарезать резьбу М6-7Н в отверстии 8;фреза концевая MTEC 0604 C17 1.0 ISO 6) нарезать резьбу М4-7Н в отверстии 9;фреза концевая MTEC 06031C7 0.7ISO 7) обработать два отверстия, формируя размер 10 (Ш28Н14); фреза концевая HM 90 E90A-D28-4-C25 8) сверлить отверстие 11 предварительно, выдерживая размер Ш3,3+0,16;сверло SCD 033-017-060 AM5 9) нарезать резьбу М4-7Н в отверстии 11;фреза концевая MTEC 06031C7 0.7ISO 10)Обработать отверстие 12(17Н13);фреза концевая HM 90E90A-D17-2-C-16 11) сверлить отверстие 13 предварительно, выдерживая размер Ш2,5+0,14; сверло SCD025-015-030AР6 12) нарезать резьбу М3-7Н в отверстии 13;фреза концевая MTEC 06022C50.5ISO |
Позиция 2 Позиция 3 |
|
|
015 |
13)обработать отверстие 14(Ш43,7Н13) и 15(40,5Н14);Зенкер-ступенчатый ЗИЭФ-418.00.01 14) сверлить отверстие 16 предварительно, выдерживая размер Ш3,3+0,16;сверло SCD 033-017-060 AM5 15) сверлить отверстие 17 предварительно, выдерживая размер Ш3,3+0,16;сверло SCD 033-017-060 AM5 16) нарезать резьбу М4-7Н в отверстии 16;фреза концевая MTEC 06031C7 0.7ISO 17) нарезать резьбу М4-7Н в отверстии 17;фреза концевая MTEC 06031C7 0.7ISO |
Позиция 4 |
|
|
015 |
18)Обработать отверстие 12(17Н13);фреза концевая HM 90E90A-D17-2-C-16 19) сверлить отверстие 13 предварительно, выдерживая размер Ш2,5+0,14; сверло SCD025-015-030AР6 20) нарезать резьбу М3-7Н в отверстии 13;фреза концевая MTEC 06022C50.5ISO |
Позиция 5 |
2.3.5 Размерный анализ проектного техпроцесса
На рисунке 5 показана размерная схема для расчета цепей проектного варианта технологического процесса.
Рисунок 5 — Размерная схема линейных размеров проектного технологического процесса
Составим уравнения припусков и замыкающих звеньев:
1) [38_48] = — (38_18)±0,15 + (18_48) ±0,15
Тd[38_48] = 0,6 ? W = 0,3 + 0,3 = 0,6 мм.
[38_48]ном = [38_48]min+ W/2 — Д0 = [38_48]ср — Д0 = 30 — = 30 мм.
30 = — 1 + (18_48)
(18_48) = 30 + 1 = 31 мм.
А1 = (18_48) = 31±0,15 мм.
2) [17_18] = (17_38) ±0,2 — (38_18) ±0,15
[17_18]ном=[17_18]min+ W[17_18]/2 — W[17_18],
где [17_18]min — минимальный припуск;
W[17_18] — поле рассеяния замыкающего звена;
W[17_18] — координата середины поля рассеяния замыкающего звена.
[17_18]min = Rz + Df,
где Rz- шероховатость поверхности с предшествующего перехода,
Rz = 40 мкм;
Df -дефектный слой с предшествующего перехода, Df = 150 мкм.
[17_18]min = 0,04 + 0,15 = 0,19 мм.
W[17_18] = T(17_38) + T(38_18) = 0,4 + 0,3 = 0,7 мм.
?W[17_18] = T(17_38) — T(38_18) = = 0 мм.
[17_18]ном = 0,19 + 0,7/2 — 0 = 0,54 мм.
0,59 = (17_38) — 1;
(17_38) = 0,54 + 1 = 1,54 мм.
Округлим размер до 1,6 мм (+0,06).
А4 = (17_38) = 1,6±0,2 мм
3) [27_28] = (27_38)-1,5 — (38_28)-0,5
[27_28]ном=[27_28]min+ W[27_28]/2 — W[27_28].
[27_28]min = 0,04 + 0,15 = 0,19 мм.
W[27_28] = T(27_38) + T(38_28) = 1,5 + 0,5 = 2 мм.
?W[27_28] = T(27_38) — T(38_28) = = — 0,5 мм.
[27_28]ном = 0,19 + 2/2 — (-0,5) = 1,69 мм.
1,69 = (27_38) — 0,5;
(27_38) = 1,69 + 0,5 = 2,19 мм.
Округлим размер до 2,2 мм (+0,01).
А2 = (27_38) = 2,2-1,5 мм.
4) [68_67] = — (68_18)±0,4 + (18_38)±0,15 + (38_67)±0,5
[68_67]ном=[68_67]min+ W[68_67]/2 — W[68_67],
[68_67]min = 0,19 мм;
W[68_67] = T(68_18) + T(18_38) + T(38_67) = 0,8 + 0,3 + 1 = 2,1 мм.
W[68_67]= — T(68_18) +T(18_38) + T(38_67) =
= + = 0 мм.
[68_67]ном = 0,19 + 2,1/2 — 0 = 1,24 мм.
1,24 = — 72 + 1 + (38_67)
(38_67) = 1,24 + 72 — 1 = 72,24 мм.
Округлим размер до 72,3 мм (+0,06).
А5 = (38_67) = 72,3±0,5 мм.
5) [58_57] = (58_68)+0,58 — (68_18)±0,4 + (18_38)±0,15 + (38_67)±0,5 —
— (67_57)±0,2
[58_57]ном=[58_57]min+ W[58_57]/2 — ?W[58_57],
[58_57]min = 0,19 мм;
W[58_57] = T(58_68) + T(68_18) + T(18_38) + T(38_67) + T(67_57) =
= 0,58 + 0,8 + 0,3 + 1 + 0,4 = 3,08 мм.
W[58_57]=T(58_68)-T(68_18)+T(18_38)+T(38_67)-T(67_57)=
= + = 0,29мм.
[58_57]ном = 0,19 + 3,08/2 — 0,29 = 1,44 мм.
1,44 = 7 — 72 + 1 + 72,3 — (67_57)
(67_57) = 7 — 72 + 1 + 72,3 — 1,44 = 6,86 мм.
Округлим размер до 6,8 мм (-0,06).
А3 = (67_57) = 6,8±0,2 мм
2.3.6 Расчет режимов резания и норм времени
Деталь:
Наименование-корпус
Материал-алюминиевый сплав АК8МД (заменитель АК12Д)
Точность обработки поверхностей- IT14
Параметр шероховатости обработанных поверхностей: Rz40
Заготовка:
Заготовка- отливка
состояние поверхности- с коркой
Масса: 1,5кг
Припуск на обработку, мм:
-фрезерование: 1-1,7; 4-0,5; 5-0,2; 6-1,0; 3-0,6;
сверло-цековка (ш7;ш22): цекование-3-0,6; сверление-2-0,5;
сверление отверстий:7-1,0; 8-2,5; 9-1,6; 10-1,0; 11-1,6; 12-1,0;
13-1,25; 16-1,6; 17-1,6; 18-1,0; 19-1,2
нарезание резьбы метчиком-8(М6); 9(М4); 11(М4); 13(М3); 16(М4); 17(М4); 19(М3)
зенкер ступенчатый (ш40,5;ш43,7): 14-2,7; 15-1,1;
Оборудование:
обрабатывающий центр MCU630-5X
Диапазон оборотов, мин-1: 20-18 000
Скоростная подача по осям, мм/мин-1: 60 000
Емкость инструментального магазина, шт: 24
Мощность главного привода, кВт: 26.
Операция 005:
Базирование — станочное приспособление с пневмозажимом.
Туст=0,52мин
Содержание операции— фрезеровать поверхность 1, сверлить отверстие 2 и цековать поверхность 3.
Выбор глубины резания при обработке поверхности 1 (снять литейную прибыль):
t=1,7; i=1
Выбор инструмента:
фреза торцевая90° D=63ствердосплавными СМП,[10]
Рисунок 6- Рекомендуемые режимы резания
Выбор подачи:
Szт=0,25[10]
Выбор скорости резания
Vт=350 м/мин,[10]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
, об/мин, (1)
=1769 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V=, м/мин (2)
V==349,9м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=6,9 кВт [карта 65]
Корректируем табличную мощность по формуле (3):
Nт=NтЧ NNMЧKNпЧKNЧKNВ, кВт (3)
KNп=0,8; KN=1,15; KNВ=0,4; NNM=1,0
Nт=6,9Ч1,0Ч0,8Ч1,15Ч1,4=2,5 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи:
Sм=SzЧzЧn=0,25Ч8Ч764=1528 мм/мин (4)
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,05 мин (5)
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,05+0,18=0,23
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,023мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ =0,23+0,023=0,253 мин
Глубина резания при рассверливании:
Выбор глубины резания: t=0,5; i=3
Глубина резания при цековании:
t=0,6мм
При l/D до 3 мм подачаS=0,13,[2/карта45] для медных и алюминиевых сплавов сплавов.
Скорость резания V=47,5,[2/карта 47]
Мощность резания рассчитываем по формуле (6):
, (6)
где v — скорость резания, м/мин;
D — обрабатываемый диаметр, мм.
Принимаем n=750об/мин
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определяем основное (машинное) время, То , мин по формуле (5):
То= = 0,57мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,16+0,57=0,73
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,06мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ =0,73+0,073=0,8 мин
Операция 010:
Базирование — станочное приспособление с пневмозажимом.
Туст=0,8мин
Содержание операции— фрезеровать поверхность 4,5,6; сверлить отверстие 7,8,9,10,11,12,13,16,17,18,19; зенкеровать поверхности 14,15
Выбор глубины резания при обработке поверхности 4
t=0,3; i=1
Выбор инструмента:
фреза торцевая90° D=125,Z=8ствердосплавными СМП,[11]
Рисунок 7 — Рекомендуемые режимы резания
Выбор подачи:
Szт=0,25мм/зуб, [10]
Подачу So, мм/об определим по формуле (7):
So=SzЧZ=0,25Ч8=2,0мм/об (7)
Vт=300 м/мин,[10]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=764об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V==299,9 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=1,68 кВт,[2/карта 65]
Корректируем табличную мощность по формуле:
Nт=NтЧ NNMЧKNпЧKNЧKNВ, кВт
KNп=0,8; KN=1,15; KNВ=1,4; NNM=1,0
Nт=1,68Ч1,0Ч0,8Ч1,15Ч1,4=2,2 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4) :
Sм= 0,25Ч8Ч764=1528 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин по формуле (5):
То= =0,06 мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,06+0,16=0,22
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,022мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ =0,22+0,022=0,24 мин
Выбор глубины резания при обработке поверхности 5,6
t=1,0; i=2
Выбор инструмента:
фреза концевая 45° (цельная) D=6,0, [11]
Рисунок 8- Рекомендуемые режимы резания
корпус обработка режущий технологический
Выбор подачи:
Szт=0,05мм/зуб, [11]
Выбор скорости резания по формуле (2)
Vт=62м/мин,[2/карта 86]
Kvо=0,8; Kvм=1,0; KvТ=1,0; KvВ=1,0 Kvn=0,8; Kvж=1,0; KvP=1,25; Kvи=1,0
V=62Ч1,0Ч1,0Ч0,8Ч1,0Ч1,25Ч1,0Ч0,8=49,6 м/мин
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=2632 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V==49,6 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,14 кВт,[карта 86]
Корректируем табличную мощность по формуле (3):
Nт=NтЧ NNMЧKNпЧKNЧKNВ, кВт
KNо=0,8; KNм=1,0; KNТ=1,0; KNВ=1,0 KNn=0,8; KNж=1,0; KNP=1,25; KNи=1,0
Nт=0,14Ч1,0Ч1,0Ч0,8Ч1,0Ч1,25Ч1,0Ч0,8=0,11 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи:
Sм=SzЧzЧn=0,05Ч2Ч2632=263,2 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,1 мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,1+0,16=0,26
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,02мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ =0,26+0,026=0,29 мин
Рисунок 9- Рекомендуемые режимы резания
Выбор глубины резания при обработке поверхности 7,10
t=1,0; i=2
Выбор инструмента:
сверло комбинированное со сменной режущей частью D=28, [10]
Выбор подачи:
Sт=0,5мм/об, [10]
Выбор скорости резания
Vт=90 м/мин
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=1023 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V==89,9 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,25 кВт, [2/карта 47]
Корректируем табличную мощность по формуле (6):
N=Nт/KNм, кВт,[2/карта 52]
KNм=0,9
Nт=0,25Ч0,9=0,23 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4):
Sм= 0,5Ч1023=511,5мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин, по формуле (5):
То= =0,12 мин
Тв=0,16Ч2Ч0,5=0,16
Топ=То+Тв=0,12+0,16=0,28
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,02мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ =0,28+0,028=0,31 мин
Выбор глубины резания при обработке поверхности 8
t=0,5; i=3
Выбор инструмента:
сверло D=4,9,[10]
Рисунок 10- Рекомендуемые режимы резания
Выбор подачи:
Sт=0,14мм/об
Выбор скорости резания
Vт=100 м/мин
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
, об/мин,
=6493 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резанияпо формуле (2):
V=, м/мин
V==100 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,25 кВт,[2/карта 47]
Корректируем табличную мощность по формуле:
N=Nт/KNм, кВт,[2/карта 52]
KNм=0,9
Nт=0,25Ч0,9=0,23 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи:
Sм=SтЧn=0,14Ч6493=909 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,03 мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,03+0,16=0,19
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,02мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ =0,19+0,019=0,29 мин
Выбор глубины резания при обработке поверхности 9,11,17
t=1,65; i=4
Выбор инструмента:
сверло D=3,3,[10]
Выбор подачи:
Sт=0,14мм/об,[10]
Выбор скорости резания
Vт=100 м/мин, [10]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=6493 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V==100 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,25 кВт [2/карта 47]
Корректируем табличную мощность по формуле:
N=Nт/KNм, кВт[2/карта 52]
KNм=0,9
Nт=0,25Ч0,9=0,23 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4) :
Sм=SтЧn=0,14Ч6493=909 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,088 мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,088+0,16=0,248
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,0248мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,248+0,0248=0,27 мин
Выбор глубины резания при обработке поверхности 16
t=1,65; i=8
Выбор инструмента:
сверло D=3,3, [10]
Выбор подачи:
Sт=0,14мм/об, [10]
Выбор скорости резания
Vт=100 м/мин, [10]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (2):
=6493 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V==100 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,25 кВт, [2/карта 47]
Корректируем табличную мощность по формуле:
N=Nт/KNм, кВт,[2/карта 52]
KNм=0,9
Nт=0,25Ч0,9=0,23 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4):
Sм= 0,14Ч6493=909 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,176 мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,176+0,16=0,336
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,0336мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ =0,336+0,0336=0,37 мин
Выбор глубины резания при обработке поверхности 12,18
t=1,0; i=1
Выбор инструмента:
сверло D=17,0, [10]
Выбор подачи:
Sт=0,35мм/об
Выбор скорости резания
Vт=100 м/мин, [10]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=1876 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резанияпо формуле (2):
V=, м/мин
V==100 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,25 кВт [2/карта 47]
Корректируем табличную мощность по формуле:
N=Nт/KNм, кВт,[2/карта 52]
KNм=0,9
Nт=0,25Ч0,9=0,23 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4):
Sм=SтЧn=0,35Ч1876=657 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,01мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,01+0,16=0,17
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,0336мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,17+0,017=0,19 мин
Выбор глубины резания при обработке поверхности 13,19
t=1,25; i=2
Рисунок 11- Рекомендуемые режимы резания
Выбор инструмента:
сверло D=2,5[10]
Выбор подачи:
Sт=0,08мм/об[10]
Выбор скорости резания
Vт=80 м/мин
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=10191 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резанияпо формуле (2):
V==80 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,15 кВт,[2/карта 47]
Корректируем табличную мощность по формуле:
N=Nт/KNм, кВт,[2/карта 52]
KNм=0,9
Nт=0,15Ч0,9=0,14 кВт
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4):
Sм= 0,08Ч10191=815 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,02мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,02+0,16=0,26
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,026мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,26+0,026=0,29 мин
Выбор глубины резания при обработке отверстия 14, 15
t=1,1 (ш40,5); t=2,75 (ш43,7);
Выбор инструмента:
зенкер ступенчатый(ш40,5/ш43,7);
Выбор подачи:
S=0,64мм/об
Выбор скорости резания
Vт=53,7м/мин,[2/карта 48]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=422 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резанияпо формуле (2):
V==53,7м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,3 кВт [2/карта 48]
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачипо формуле (4):
Sм=SтЧn=0,64Ч422=270 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,2мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,2+0,16=0,36
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,036мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,36+0,036=0,39 мин
Содержание операции — нарезать резьбу в отверстии 8, 9, 11, 13, 16, 17, 19;
Выбор глубины резания при обработке отверстия 8
t=0,5;
Выбор инструмента:
метчик М68221-3030 ГОСТ 17758-72, [12]
Выбор подачи:
S=1,0мм/об
Выбор скорости резания
Vт=16,7м/мин, [2/карта 50]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=888 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резанияпо формуле (2):
V==16,7 м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,03 кВт [2/карта 50]
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачипо формуле (4):
Sм= 1,0Ч888=888 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,03мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,03+0,16=0,19
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,019мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,19+0,019=0,21 мин
Выбор глубины резания при обработке отверстия 9,11, 17
t=0,35; i=4
Выбор инструмента:
метчик М4 2620-1089 ГОСТ 3266-81[12];
Выбор подачи:
S=0,7мм/об
Выбор скорости резания
Vт=16,7м/мин[2/карта 48]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=1336 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резанияпо формуле (2):
V==16,7,м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,03 кВт [2/карта 50]
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4):
Sм=SтЧn=0,7Ч1336=935 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,05мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,05+0,16=0,21
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,021мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,21+0,021=0,23 мин
Выбор глубины резания при обработке отверстие 16
t=0,35; i=8
Выбор инструмента:
метчик М4 2620-1089 ГОСТ 3266-81[12];
Выбор подачи:
S=0,7мм/об
Выбор скорости резания
Vт=16,7м/мин[2/карта 48]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=1336 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V==16,7,м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,03 кВт [2/карта 50]
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи:
Sм=SтЧn=0,7Ч1336=935 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,09мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,09+0,16=0,25
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,025мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,25+0,025=0,28 мин
Выбор глубины резания при обработке отверстия 13, 19
t=0,25; i=2
Выбор инструмента:
метчик М3 ГОСТ 17758-72, [12]
Выбор подачи:
S=0,5мм/об
Выбор скорости резания
Vт=16,7м/мин,[2/карта 50]
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (1):
=1776 об/мин,
С учетом расчетной частоты вращения шпинделя определяем скорость резания по формуле (2):
V=, м/мин
V==16,7,м/мин
Определение мощности резания на операцию по таблице:
Nт=0,03 кВт,[2/карта 50]
Допустимая мощность по станку 26 кВт. Ограничения по мощности нет.
Определение минутной подачи по формуле (4):
Sм= 0,5Ч1776=888 мм/мин
Определяем основное (машинное) время, То , мин:
То= =0,01мин
Тв=0,16
Топ=То+Тв=0,01+0,16=0,17
Тобс+ Тотд-10% от Топ, т.е. 0,025мин
Тшт= Топ+ 10%*Топ=0,17+0,017=0,19 мин
Сведем полученные режимы резания в таблицу 3
Таблица 3
|
№ опер, наименование |
Режимы резания |
То, мин |
||||
|
t,мм |
S, мм/об |
V, м/мин |
n, обмин |
|||
|
005 Фрезерование пов. 1 |
1,7 |
0,35 |
350 |
1769 |
0,05 |
|
|
005 Комбинированная операция (сверлить и цековать пов.2,3) |
0,5/0,6 |
0,13 |
47,5 |
750 |
0,57 |
|
|
010 Фрезеровать пов.4 |
0,3 |
0,25 |
300 |
764 |
0,09 |
|
|
010 Фрезеровать пов.5,6 |
1,0 |
0,05 |
49,6 |
2632 |
0,1 |
|
|
010 Сверлить пов.7,10 |
1,0 |
0,5 |
90 |
1023 |
0,12 |
|
|
010 Сверлить пов.8 |
0,5 |
0,14 |
100 |
6493 |
0,05 |
|
|
010 Сверлить пов.9,11,16,17 |
1,65 |
0,14 |
100 |
6493 |
0,08 |
|
|
010 зенкеровать пов. 14,15 |
1,1/2,75 |
0,64 |
53,7 |
422 |
0,25 |
|
|
010 Сверлить пов. 13,19 |
1,25 |
0,08 |
80 |
10191 |
0,03 |
|
|
010 Сверлить пов. 12,18 |
1,0 |
0,35 |
100 |
1876 |
0,02 |
|
|
010 нарезать резьбу в отв.8 |
0,5 |
1,0 |
16,7 |
888 |
0,05 |
|
|
010 нарезать резьбу в отв.9,11,16,17 |
0,35 |
0,7 |
16,7 |
1336 |
0,07 |
|
|
010 нарезать резьбу в отв.13,19 |
0,25 |
0,5 |
16,7 |
1776 |
0,02 |
2.3.7 Определения количества оборудования
Выбор вида станков, их специализации по числу управляемых координат и определение их количества в составе участка по выпуску деталей заданной номенклатуры осуществляются на основе разработанных технологических процессов на типовые детали по формуле (8):
где — средняя станкоёмкость, приходящаяся на каждый станок, мин;
— средний такт выпуска деталей, мин; — число станков по виду оборудования.
Средний такт выпуска деталей определяется по формуле (9):
где — годовой фонд времени оборудования, ч (= 4025 ч);
— коэффициент использования оборудования по машинному времени (= 0,85);
— годовая программа выпуска деталей, шт.
Подставляя значения в формулу (2), получим:
мин.
Результаты определения количества оборудования на каждую операцию технологического процесса сведены в таблицу 2.
Таблица 4 — Количество оборудования на операции ТП
|
Наименование операции |
Средняя станкоемкость, мин. |
Расчетное количество оборудования, шт. |
Принятое количество оборудования, шт. |
|
|
Комплексная с ЧПУ |
24 |
0,94 |
1 |
2.4 Описание панировки участка
Рисунок 12-Фрагмент панировки механического участка
На рисунке 12 изображена планировка цеха механической обработки детали типа «Корпус». План цеха выполнен в масштабе 1:100.
Т.к. годовая программа выпуска деталей не более 130шт, принятое количество оборудования для механической обработки -1шт.
Описание планировки участка состоим в следующем: для достижения кротчайшего пути движения материалов и заготовок, склад расположен в начале цеха, где загрузка и выгрузка осуществляется с помощью мостового крана и гидравлической тележки для последующего размещения на склад.
Перемещение заготовок из склада материалов и заготовок в зону промежуточного склада заготовок 1, осуществляется с помощью мостового крана, где происходит выгрузка из поступившей тары с заготовками, и последующем возвращении тары на склад.
Далее с промежуточного склада, заготовки транспортируются на гидравлической тележке на обрабатывающий центр для механической на обработки. По окончанию механической обработки деталь складируется на межоперационный склад накопитель 2, после чего партия обработанных деталей поступает на моечную машину 7 в таре с помощью консольного крана.
Детали вручную выгружаются из тары на межоперационный склад накопитель 2, далее поступает в моечную машину. После операции-моечная, деталь поступает на КИМ 6, для последующего контроля. По окончанию контроля, деталь поступает в ящик для отправки готовых деталей, и далее перемещается на склад заготовок и материала с помощью мостового крана.
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Проектирование станочного приспособления
Проектирование и расчет станочного приспособления
Проектируемое приспособление предназначено для базирования и закрепления заготовки корпусной детали при обработке на ОЦ MCU 630-5X. Деталь базируют по торцу и двум пальцам ?7 мм. Заготовку закрепляют двумя пневматическими зажимами, цилиндры которых установлены на плите приспособления. Для фиксации корпуса в заданном положении используются Г образные прихваты с байонетным пазом. Такие прихваты зажимают и разжимают детали и одновременно вращаются вокруг своей оси(направление вращения задается формой направляющего паза), тем самым давая возможность снять деталь. Приспособление базируют на столе станка пальцами.
Для приспособления, используемого на операции … для фрезерования поверхностей необходимо рассчитать силу зажима заготовки. Расчет силы зажима позволит определить параметры пневмоцилиндра. Режимы обработки подача S=0,56 мм/зуб, число оборотов .n=500 об/мин
Рисунок 14- Схема зажима детали
Силы зажима W и сила резания Pдействуют на деталь во взаимно перпендикулярном направлении [9]
(10)
(12) (11)
где f1— коэффициент трения между деталью и установленными зажимными элементами приспособления, f1=0,1.
Р — сила резания;
К — коэффициент запаса.
Величина коэффициента запаса зависит от условий обработки детали.
(12)
где К0 — гарантированный коэффициент запаса при всех случаях обработки, К0=1,5;
К1 — коэффициент, учитывающий состояние поверхности,К1=1,2;
К2 — коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента, К2=1,6;
К3— коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при обработке прерывистых поверхностей на детали, К3 =1,2;
К4 — коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемого приводом приспособления, К4 =1,0;
К5— коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь вокруг оси, К6 =1,0
Кзап=1,5·1,2·1,6·1,2·1,0·1,0=3,456
Определяем осевую силу
5) (13)
где — Ср=22,6
q=0,86
y=0,72
х=0,86
n=1,0
Kмр=1,7
(14)
Тогда усилие зажима [9]
(15)
Далее определим параметры пневмоцилиндра.
Рисунок 15-Расчетная схема для определения параметров зажимного устройства.
Определяемыми параметрами зажимного устройства являются тяговое усилие Q, развиваемое пневмоцилиндром, и его диаметр D.
Уравнение силового замыкания имеет вид [9]:
(16)
С другой стороныпневмоцилиндр должен развить тяговое усилие Q, равное:
где qВ — давление воздуха; S- площадь пневмоцилиндра [9]
гдеd-диаметр штока.
(19)
Получаем:
, (17)
где qВ=0,4 Мпа — параметр рабочей среды силового привода;
з=0,95- коэффициент полезного действия;
i =1- передаточное отношение силового механизма.
При определении диаметра пневмоцилиндраD неизвестен диаметр штока d.
Вначале определим приближенное значение диаметра D, приняв d=0:
Учитывая, что диаметр Dпневмоцилиндра должен увеличится из-за
уменьшения рабочей площади под диаметр штока d, примем стандартное значение диаметра D=125 мм и для него диаметр штока
d=40 мм. Уточняем диаметр пневмоцилиндра:
Расчет показал, что для обеспечения необходимых зажимных усилий необходим пневмоцилиндр диаметром 110 мм. На основании этого принимаем два пневмоцилиндра диаметром 55 мм.
Рисунок 15-фрагмент чертежа станочного приспособления
3.2 Проектирование режущего инструмента
3.2.1 Сверло-цековка
Исходные данные. Анализ обрабатываемой поверхности
На ОЦMCU630-5Xобрабатывается деталь корпус. Материал детали — алюминиевый сплав II-ОСТ3-4227-79/АК8МД ГОСТ 1583-93- алюминиевый сплав.
Шероховатость обрабатываемой поверхности — Ra12.5 мкм.
Необходимо обработать наружную поверхность на размер 1±0,5 с отверстием (ш7Н14).
Рисунок 16 — Эскиз обрабатываемой поверхности
Для обработки отверстия выбираем комбинированный инструмент сверло-зенковка. Диаметр сверла ш7h8, диаметр зенковки ш22мм. Материал режущей части сверла — быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73, материал режущих пластин для зенковки — твердый сплавIS20 дляобработки алюминия и легких сплавов, материал корпуса комбинированного инструмента — сталь 40Х ГОСТ 4543-71.
Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла для обработки алюминия и легких сплавов по ГОСТ 19543-74.
Выбираем форму заточки для сверл диаметром от 1 мм до 30 мм -форма типа I.Форма заточки представлена на рисунке 17:
Рисунок 17 — Эскиз заточки режущей части сверла
Угол наклона винтовой канавки щ=40є
Углы между режущими кромками: 2ц=130є;
Задний угол б=12є-16о
Угол наклона поперечной кромки ц=50є
Толщину dc сердцевины сверла выбирают в зависимости от диаметра
сверла: принимаем толщину сердцевины у переднего конца сверла равной 0,2D
Тогда dc=0,2Ч7=1,4 мм
Обратную конусность сверла на 100 мм длины рабочей части принимаем 0,06 мм.
Ширина ленточки fo и высота затылка по спинке Кfo=0,5 мм К=0,4 мм.
Ширина пера В=0,58D=0,58Ч7=4 мм.
Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяем аналитическим методом [4]:
Большой радиус профиля
R0=CRCrCфD (18)
где,
(19)(20)(21)
где Dф — диаметр свера
Сф=1
R0=0,428Ч1Ч4,9Ч7=14,6 мм
Меньший радиус профиля
Rk=CkD (25) (22)
где Ск=0,015щ0,75=0,015•400,75=0,238
Rk=0,238•7=1,67 мм
Ширина профиля
B=Ro+Rk(2.3) (23)
В=14,6+1,67=16,27 мм.
Выбираем режущую пластину на цековку по каталогу WALTER. Наименьший размер пластин с углом в плане ц=900l=9,525 мм.
Пластина SNMG090304 из твердого сплава IS20 для обработки алюминия и мягких сплавов. Эскиз пластины представлен на рисунке 18:
Рисунок 18 — Эскиз пластины для цекования наружной поверхности
Расшифровка пластины:
S — форма пластины;
N — задний угол (б=00);
М — допуски на пластину;
G — характеристики резания и крепления;
09 — длина режущей кромки;
03 — толщина пластины;
04 — радиус закругления.
Рассчитываем число граней пластины по формуле (24):
, (24)
где ц=900 — главный угол в плане;
ц1=00 — вспомогательный угол в плане.
Расчет режимов резания. Габаритные размеры инструмента
При назначении элементов режимов резания следует учитывать характер обработки, тип инструмента, материал его режущей части, материал заготовки.
Глубина резания при сверлении:
t=D/2=7/2=3,5 мм (25)
Глубина резания при зенковании:
t=(D-d)/2=(20-7)/2=6,5 мм
При l/D до 3 мм подачаS=0,13 [3] для медных и алюминиевых сплавов.
Скорость резания V=47,5 [2]
Крутящий момент (26):
Мкр=10·КМр·См·D·tx·Sy (26)
Определяем значения составляющих этого уравнения (3]:
CM=0,031, q=0,85, x=0, y=0,8, kp — коэффициент, учитывающий фактические условия обработки заготовки по формуле (31):
(31)
Крутящий момент при сверлении:
(27)
Крутящий момент при зенковании:
Суммируем крутящий момент при зенкеровании:
Мо=0,16+0,77=0,93Н·м
Осевая сила по формуле (28):
(28)
Значения составляющих уравнения:
Cp=17,2, x=1,0, y=0,4, Kp=0,13
Осевая сила при сверлении:
Осевая сила при зенковании:
Суммарная осевая сила:
Ро=34,6+64,2= Н
Мощность резания рассчитываем по формуле (29):
, (29)
где n — частота вращения инструмента, об/мин
где v — скорость резания, м/мин;
D — обрабатываемый диаметр, мм.
Принимаем n=750об/мин
Длину режущей части сверла принимаем l=25 мм, что достаточно
для сверления на длину 15,2 мм и вывода стружки. Длину шейки берем равной 5 мм, длину хвостовика 50 мм, диаметр хвостовика 22f9 для станков с числовым программным управлением. Общая длина комбинированного инструмент L=100 мм.
3.2.2 Зенкер-ступенчатый
Исходные данные для курсовой работы
На станке с ЧПУ MCU630V-5X обрабатывается деталь корпус. Предлагается использовать инструмент с СМП. Данный инструмент работает на высоких скоростях резания, обладает твердостью и износостойкостью, что позволит улучшить качество поверхности и значительно сократит время на обработку детали.
Материал детали — II-ОСТ3-4227-79/АК8МД ГОСТ 1583-93- алюминиевый сплав. Сплав относится к первой группе с содержанием кремния от 6 до 13%, магния, марганца и других элементов. Данный сплав обладает хорошими литейными, механическими () и физическими свойствами. Что позволяет отливку лить в кокиль. Плавка может производиться в печных агрегатах любого типа.
Шероховатость обрабатываемой поверхности — Ra5;
Размеры ступенчатого отверстия — ш43,7/ш40,5 мм;
Общая длина обрабатываемых отверстий — 56 мм, глубина выточки — 5+0,48 мм.
Рисунок 19 — Эскиз обрабатываемого отверстия
Выбор типа инструмента и материала режущей части
Для станков с ЧПУ СРФ (сверлильно-фрезерно-расточные) группы применяется инструмент со сменными многогранными пластинами СМП. Для обработки отверстий ш43,7/ш40,5 мм следует применить ступенчатый зенкер для соблюдения технических требований чертежа (отверстие ш43,7 мм является базой под последующую обработку других поверхностей и биение ш40,5 мм). На современных станках с ЧПУ применяют инструмент с цилиндрическим хвостовиком.
Сменные многогранные пластины выбираем из инструментального каталога фирмы ISKAR. Режущая пластина для диаметра ш40,5 мм и обработки легких сплавов — CCНT060201-AS, твердый сплав IS20, режущая пластина для диаметра ш43,7 мм SCGT09T308 из твердого сплава IS20.
Геометрические параметры твердосплавных пластин и выбор метода закрепления. Расчеты на прочность и жесткость инструмента
Эскиз пластины для ш40,5 представлен на рисунке 20:
Рисунок 20 — Эскиз твердосплавной пластины
Расшифруем пластину:
C — форма пластины (ромб);
С — задний угол (70);
Н — допуски (+_0,18);
Т — специальные характеристики резания и крепления;
06 — длина режущей кромки;
02 — толщина пластины (2,38 мм);
01 — радиус закругления;
Сплав IS20 предназначен для обработки алюминия и других легких металлов и сплавов.
Рассчитываем число граней пластины по формуле (28):
, (30)
где ц=800 — главный угол в плане;
ц1=100 — вспомогательный угол в плане.
Эскиз пластины для ш43,7 представлен на рисунке 21
Рисунок 21 — Эскиз пластины
Расшифруем пластину:
S — форма пластины (квадрат);
С — задний угол (70);
G- допуски (+-0,025);
Т — специальные характеристики крепления;
09 — длина пластины;
Т3 — толщина пластины (3,97 мм);
08 — диаметр отверстия.
Твердый сплав пластины так же IS20.
Рассчитываем число граней пластины по формуле (28):
где ц=900 — главный угол в плане;
ц1=00 — вспомогательный угол в плане.
При назначении элементов режимов резания следует учитывать характер обработки, тип инструмента, материал его режущей части, материал заготовки.
Глубина резания при зенкеровании ш43,7
t=1,6 мм
Глубина резания при зенкеровании ш40,5
t=2 мм
Подача S=1,6-2,0 [2] для медных и алюминиевых сплавов сплавов
Скорость резания V=31,3 [2]
Крутящий момент:
Мкр=10·КМр·См·D·tx·Sy (31)
Определяем значения составляющих этого уравнения [2]
CM=0,031, q=0,85, x=0, y=0,8, kp — коэффициент, учитывающий фактические условия обработки заготовки.
(32)
Крутящий момент при зенкеровании ш40,5 мм:
Крутящий момент при зенкеровании ш43,7 мм:
Суммируем крутящий момент при зенкеровании:
Мо=5,11+4,62=9,73 Н·м
Осевая сила:
(33)
Значения составляющих уравнения [2]
Cp=17,2, x=1,0, y=0,4, Kp=0,13
Осевая сила при зенкеровании ш40,5 мм:
Осевая сила при зенкеровании ш43,7 мм:
Суммарная осевая сила:
Ро=59+47,2=106,2 Н
Мощность резания:
, (34)
где n — частота вращения инструмента, об/мин
где v — скорость резания, м/мин;
D — обрабатываемый диаметр, мм.
Принимаем n=250 об/мин
Выбираем способ крепления пластины винтом — это наиболее широко применяемая схема, она более технологична и проста по сравнению с другими. Обеспечивает поджим к базовым поверхностям, т.е. точнее позиционирование пластины в гнезде корпуса.
Пластина базируется в корпусе зенкера по двум сторонам закрепляется через центральное отверстие.
Рисунок 22 — Схема базирования и закрепления СМП
В соответствии вышеприведенной схеме базирования и закрепления выбираем способ крепления пластины винтом с эксцентриком.
Рисунок 23 — Узел крепления пластины в корпусе зенкера
Компановка ступенчатого зенкера:
Выбираем габаритные размеры комбинированного зенкера. Длина обрабатываемого отверстия ш40,5 мм — 51 мм, принимаем длину режущей части зенкера для ш40,5 — 55 мм. Длина отверстия ш43,7 мм составляет l=5 мм и длина пластины 9 мм. Шейка между диаметрами 10 мм. Общая длина режущей части зенкера l1=110 мм. Принимаем длину цилиндрического хвостовика ш50h9
l2=90 мм. Общая длина зенкера L=200 мм.
3.3 Описание работы контрольного приспособления
Для контроля допуска на плоскостность, межосевого расстояния заданных в чертеже детали «Корпус» целесообразно использование КИМ серии ECLIPSE, производства Carl Zeiss.
Рисунок 24 — КИМ Carl Zeiss
Технические данные КИМCarl ZeissECLIPSE
Таблица 4
|
Диапазон измерений (в мм) |
|||
|
X |
Y |
Z |
|
|
500 |
500 — 700 |
500 |
|
|
700 |
700 — 1000 |
500 — 660 |
|
|
900 |
1200 — 1500 — 2000 |
800 |
|
|
1200 |
1500 — 2200 — 3000 |
1000 |
|
|
Погрешность: MPEE = от 1,5 + L/333 мкм |
Найдем значение точности для детали корпус:
(35)
Точность измерений координатной машины удовлетворяет требованиям заложенным в чертежах детали корпус.
Фирма Carl Zeiss является одним из ведущих мировых производителей и разработчиков координатно-измерительных машин и технологий. Продукция фирмы Carl Zeiss используется практически во всех отраслях по всему миру.
Координатно-измерительная машина Carl Zeissпредлагает следующие преимущества:
первоклассная точность и превосходные динамические характеристики;
возможность применения широкой номенклатуры контактных и бесконтактных датчиков для разнообразных приложений;
полностью алюминиевая, особо жесткая, рамная конструкция;
шкалы высокого разрешения;
конструктивная система температурной компенсации марки ECLIPSE (16 °C — 26 °C);
Координатно-измерительная машина Carl ZeissECLIPSEможет применяться с различными измерительными щупами и разными конфигурациями программного обеспечения.
Рисунок 25- щуп
Для фиксации координат точек, принадлежащих реальным поверхностям контролируемого объекта (детали) на пиноль КИМ устанавливается контактная измерительная головка.
ИГ для контактных измерений оснащается измерительным наконечником (ИН), который в зависимости от условий и целей измерения может быть цельным или сборным, иметь различный типоразмер и разнообразные варианты конструкции контактного элемента: сфера, цилиндр, конус, игла. ИГ вводится в контакт с измеряемой поверхностью с небольшим натягом, и в процессе движения по заданной траектории (петля, спираль, зигзаг) с постоянным или переменным шагом фиксируются координаты точек вдоль траектории.
Поскольку на КИМ используется комплекс датчиков, ставится вопрос об их размещении. Для этого используются устройства — магазины для хранения/смены датчиков/удлинителей, снабжённых автоматическим стыковочным соединением. Одним из трёх устройств является Tesastar-r. Он представляет собой комплексный магазин для автоматической смены с девятью ячейками. Он устанавливается в пределах рабочего объёма измерительной машины и позволяет выполнять автоматическую смену датчиков/щупов, установленных в головку или состыкованных с удлинителем, без повторной калибровки.
Устройство смены инструментов с модульным дизайном (3, 5 и 9 модулей на выбор). Служит для автоматической смены щупов. Дополнительные модули шириной 40 и 65 мм подходят для подавляющего количества контактных щупов. Подставка для увеличения высоты магазина поставляется опционально.
Рисунок 26-магазин Tesastar-r.
Успешное выполнение измерений существенным образом зависит от способности щупа датчика достигать определённого элемента, сохраняя затем точность в точке контакта. Щуп представляет собой ту часть измерительной системы, которая соприкасается с деталью. Что приводит к смещению механизма датчика. Генерируемый сигнал обеспечивает выполнение измерения. Контролируемый элемент тип и размер используемого щупа. Однако во всех случаях максимальная жёсткость щупа и идеальная сферичность наконечника являются критически важным фактором. Для обеспечения минимальной погрешности необходимо выбирать наконечник с максимально возможной жёсткостью.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В дипломном проекте разработан участок механической обработки детали «корпус» в условиях серийного производства. Проведен анализ действующего технологического процесса, где выявлены незначительные недостатки в оформлении технологического процесса. Применительно для серийного производства, используя станки с ЧПУ, в разработанном технологическом процессе сократилось количество операций и применяемого оборудования. В проекте разработано станочное приспособление, устанавливаемое на станке с ЧПУ типа «обрабатывающий центр». Осуществлен выбор, обоснование и расчет режущего инструмента с СМП. Проведен размерный анализ проектного варианта технологического процесса, расчет режимов резания и нормирования работ, скомпонован участок механической обработки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Справочник технолога-машиностроителя в 2 томах Т. 1 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1985 — 656 с.
2. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ в 2 частях Ч. 2. — М.: Экономика, 1990 — 473 с.
3. Техническое нормирование операций механической обработки деталей: Учебное пособие / И.М. Морозов, В.И. Гузеев, С.А. Фадюшин. — Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. — 76 с.
4. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ в 2 частях Ч. 1. — М.: Экономика, 1990 — 206 с.
5. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, обслуживания рабочего места и подготовительно-заключительного на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Среднесерийное и крупносерийное производство. — М.: НИИ Труда, 1984 — 311 с.
6. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов: Учебник для машиностроительных вузов. — М.: «Высшая школа», 1969 — 480 с.
7. Мясников Ю.И. Проектирование технологической оснастки в 4 частях Ч. 2. Примеры проектирования станочных приспособлений: Учебное пособие для студентов специальностей 1201 и 1202. — Челябинск: ЧГТУ, 1996. — 84 с.
8. Справочник технолога-машиностроителя в 2 томах Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1985 — 496 с.
9. Мясников Ю.И. Проектирование технологической оснастки в 4 частях Ч. 1. Методика инженерного проектирования станочных приспособлений: Учебное пособие для студентов специальностей 1201 и 1202. — Челябинск: ЧГТУ, 1996. — 105 с.
10. Каталог ISCAR-инструмент для обработки отверстий, 2012.-449с.
11. Каталог ISCAR-инструмент для фрезерования, 2012.-592с.
12.ГОСТ 17758-72
13. Координатно-измерительные машины и их применение / В.-А. А. Гапшис, А.Ю. Каспарайтис, М.Б. Модестов и др. — М.: Машиностроение, 1988 — 328 с.
14. Справочник конструктора-инструментальщика / Под общей ред. В.И. Баранчикова.- М.: Машиностроение, 1994 — 560 с.
15. Оформление технологической документации при выполнении курсовых и дипломных проектов: Методические указания / В.Н. Выбойщик, Н.А. Каширин, В.И. Клочко, И.М. Морозов, Т.В. Столярова; Под ред. В.Н. Выбойщика. — Челябинск: ЧПИ, 1989 — 62 с.
16. Стандарт предприятия. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к оформлению. СТП ЮУрГУ 04-2001 / Сырейщикова Н.В., Гузеев В.И., Сурков И.В., Винокурова Л.В. — Челябинск: ЮУрГУ, 2001 — 49 с.
Размещено на
