1.3 Кодирование детали

Руководствуясь чертежом детали, составляем ее технологический код.

В классификаторе ЕСКД установлена 14-значная структура технологического кода, составленного из двух частей: кода классификационных группировок основных признаков (постоянная часть кода) и кода классификационных группировок признаков, определяющих вид детали (переменная часть кода).

Структура кода классификационных группировок основных технологических признаков представлена размерной характеристикой, группой материала и видом детали по технологическому методу изготовления.

Кодирование детали по размерной характеристике выполняется тремя знаками - позиция 1, 2,3. Деталь Корпус мультипликатор относится к деталям класса корпусов, поэтому первым знаком кодируется ширина, которая составляет 367 мм. Данному размеру соответствует код 9. Длина детали, кодируемая вторым знаком, составляет 409 мм и соответствует коду 8. Третьим знаком кодируется высота, она составляет 130 мм и соответствует коду 6.

Кодирование детали по группам материала выполняется двумя знаками (позиция 4,5). Материалом детали является высокопрочный чугун, что соответствует 3,1 коду.

Позиция 6 технологического кода детали содержит код детали в соответствии с ее видом по технологическому методу изготовления. Рассматриваемая деталь обрабатывается резанием (код 4).

Структура переменной части технологического кода детали включает в себя вид исходной заготовки, квалитет, параметр шероховатости или отклонения формы и расположения поверхностей, степень точности, вид дополнительной обработки и характеристику массы.

Кодирование по виду исходной заготовки выполняется двумя знаками (позиция 7,8). Исходной заготовкой является отливка - 1,4 код.

Следующие две позиции (9,10) представляют собой код по квалитету точности размеров детали. При определении по чертежу детали квалитета точности размеров наружных поверхностей (позиция 9) не учитывается точность резьбовых поверхностей, наибольший диаметр зубьев, шпоночного паза, которые не являются поверхностями вращения. Исходя из вышесказанного, код позиции 9 - 4, который соответствует 8 квалитету. При кодировании квалитета точности размеров внутренних поверхностей детали (позиция 10) учитывается только точность центрального отверстия - 8 квалитет (4 код).

Параметр шероховатости или отклонения формы и расположения поверхностей кодируется знаком (позиция 11) по наименьшей шероховатости и с учетом наличия требований отклонения формы и расположения поверхностей. Наименьшая шероховатость поверхностей - Ra 2,5мкм, что соответствует коду 3.

Позиция 12 обозначает наивысшую степень точности на допуски формы и расположения поверхностей. Наивысшей - 4 степени точности на допуски формы и расположения поверхностей соответствует код 4.

Вид дополнительной обработки - позиция 13 - кодируется одним знаком. Код этой позиции - 8.

Последним кодируют “Характеристику массы" одним знаком. Масса детали составляет 11.4 кг, что соответствует коду Д.

Используя выше найденные коды, формируем полный технологический код детали указанный в таблице 3.

Таблица 3 - Технологический код детали

1.4 Технический контроль чертежа

Современный рабочий чертеж детали обычно содержит высокие требования, строгое выполнение которых обеспечивает выполнение изготовленной деталью предназначенных ей функций, длительность ее работоспособности. Эти требования излагают в виде изображений, условных знаков и текстовых записей на поле чертежа.

Рабочий чертеж детали корпус мультипликатор выполнен на листе бумаги стандартного формата А1.

Изображения должны определять геометрическую форму детали, расположение основных поверхностей, расположение резьбовых и внутренних цилиндрических поверхностей с исчерпывающей полнотой. Их число по возможности должно быть наименьшим. На рабочем чертеже выполнен три вида, 10 разреза.

Элементы детали после изготовления могут оказаться несколько смещены относительно друг друга, а их геометрическая форма отклоняется от заданной теоретической. Поэтому на чертеже указаны допустимые отклонения формы и расположения поверхностей.

Большое значение для работоспособности детали имеет микрогеометрия ее поверхностей. Поэтому на чертеже даны указания о допустимых микронеровностях (шероховатости) на поверхностях, ограничивающих деталь. Самые высокие требования к шероховатости имеют наиболее ответственные поверхности плоскости разъёма и внутренние цилиндрические поверхности (Ra 2,5 мкм).

На чертеже заданы размеры всех элементов детали и их взаимного положения. Действительные размеры изготовленной детали всегда отличаются от заданных номинальных, определенных расчетом или некоторыми условиями, на небольшую величину. Поэтому на чертеже указаны допустимые пределы этих отклонений. Большинство поверхностей данной детали имеют точность 14 квалитета.

Технические требования, располагаемые над основной надписью, включают в чертеж, когда содержащиеся в них сведения нецелесообразно или нельзя выразить условными обозначениями. Технические требования на изготовление детали содержат: а) сведения о способе получения заготовки - литьё в кокиль; б) точность отливки; в) твердость заготовки по Бринеллю - 140…202; г) место проверки твёрдости; д) неуказанные литейные радиусы и уклоны; е) сведения о неуказанных предельных отклонений размеров - отверстий H14, валов h14, остальных по ±IT14/2.

1.5 Анализ технологичности конструкции детали в зависимости от ее обработки в различных типах производства

Технологичность конструкции изделия - совокупность свойств конструкции изделия, определяющие ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Технологичность конструкции - параметр, оценивающий деталь в отношении возможности оптимального использования материалов, средств и времени при ее изготовлении и ремонте. Технологичность конструкции обеспечивают применением индивидуальных решений в каждом отдельном случае.

Анализ технологичности конструкции детали проводится на основе количественной и качественной оценки с учетом установленного объема выпуска и типа производства.

Количественная оценка проводится тогда, когда в результате анализа технологичности внесены изменения в конструкцию детали. В качестве количественных показателей рассматриваются: а) коэффициент использования материала; б) коэффициент точности обработки; в) коэффициент шероховатости поверхностей.

Коэффициент использования материала представляет собой отношение массы готовой детали к массе исходного материала и рассчитывается по формуле

, (1)

где М_Д - масса детали, М_Д=11.4 кг;

М_З - масса заготовки, М_З=14.25 кг.

Исходя из произведенного расчета, можно определить, что общий расход материала на изготовление данной детали составляет 21% массы исходного металла.

Коэффициент точности обработки и коэффициент шероховатости определяются из расчета средней точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Данные по детали целесообразно свести в таблицу 4 и 5.

Таблица 4 - Определение коэффициента точности, К_Т

В первой графе таблиц указываются квалитеты Т_i и значения параметра шероховатости Ш_i обрабатываемых поверхностей детали; во второй - количество размеров или поверхностей n_i для каждого квалитета или шероховатости; в третьей графе - произведение предыдущих граф.

Таблица 5 - Определение коэффициента шероховатости, К_Ш

Подсчет средней точности и средней шероховатости проводится по формулам

, (2)

, (3)

Руководствуясь базовым (заданным) вариантом конструкции детали проводим оценку технологичности конструкции детали по точности, шероховатости обрабатываемых поверхностей, полученные данные сведём в таблицу 6

Таблица 6 - Оценка технологичности конструкции детали по точности и шероховатости поверхностей

Качественная оценка технологичности конструкции детали включает следующие сведения: материал детали (какова его обрабатываемость, стоимость, возможность замены на более легкий и прочный); возможность применения высокопроизводительного оборудования и инструмента и другие сведения, приведенные ниже:

–       доступность всех поверхностей для обработки на станках и непосредственного измерения, отсутствие сложных контурных обрабатываемых поверхностей;

–       унификация размеров с целью сокращения номенклатуры инструмента и возможного исключения специальных инструментов;

–       отсутствие мест резких изменений формы, острых краев, являющихся концентратами напряжений.

Физико-механические свойства материала детали обеспечивают хорошую обрабатываемость резанием и хорошие эксплуатационные свойства, в частности хорошую сопротивляемость средним давлениям и напряжениям. Шероховатость и точность обрабатываемых поверхностей обеспечивают хорошие эксплуатационные свойства детали, при этом они не завышены, что положительно сказывается на затратах при обработке.

Расположение отверстий на детали позволяет проводить их обработку на многошпиндельных станках. Весь применяемый инструмент имеет свободный доступ к обрабатываемым поверхностям.

Деталь обладает достаточной жёсткостью, что обеспечивается формой детали.

1.6 Определение типа производства и метода работы, расчет величины партии деталей

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций

Кз.о  (4)

где О - число различных операций;

Р - число рабочих мест с различными операциями.

Штучное время на все операции всех до загружаемых деталей на различных станках сведены в таблицу 7

Таблица 7 - Штучное время на различных станках, мин

Располагая штучным временем, затраченным на каждую операцию, определяем количество станков

m_р =  (5)

где Fд - годовой фонд времени работы оборудования при двухсменном режиме; д =4015 ч; - годовая программа выпуска детали, N=3000 шт.

h_{з. н} - нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями;

hн = 0,8 для серийного производства при двухсменной работе;

Т_{шт -} штучное время выполнения проектируемой операции на данном станке, мин;

Расчёт количества сверлильных станков:

 (ед.)

, (ед.)

 (ед.)

, (ед.)

Расчёт количества вертикально-фрезерных станков:

, (ед.)  (ед.)

, (ед.) , (ед.)

Расчёт количества вертикально-фрезерных c ЧПУ станков:

, (ед.)  (ед.)

, (ед.)

Расчёт количества горизонтально-расточных станков:

, (ед.) , (ед.)

. (ед.) , (ед.)

Расчёт количества координатно-расточных станков:

, (ед.) , (ед.)

. (ед.) , (ед.)

Расчетное количество станков сводится в таблицу 8

Таблица 8 - Количество станков

Кз. о =33/5 =6,6

Производство на участке крупносерийное, так как 1< Кз. о<10.

В данном подразделе определён тип производства (крупносерийное) и предварительно определёна программа выпуска базовой детали (3000шт.).

Рассчитать величину партии деталей можно по формуле

 (6)

где а - периодичность запуска, а = 10 дней

 (шт)

1.7 Выбор вида заготовки

Общие рекомендации по выбору способа изготовления заготовки

Метод изготовления заготовки определяется формой и размерами детали, технологическими свойствами материала, его температурой плавления, структурной характеристикой (направление волокон и размеры зерна). При выборе заготовки учитываются сортамент материала, имеющееся оборудование, производственная программа, тип производства, степень его автоматизации и механизации.

Выбор способа получения заготовки - очень сложная, трудноразрешимая задача, т.к. различные способы могут надежно обеспечивать технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Таким образом, выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, производительным, нетрудоемким, обеспечивающим высокое качество деталей, процессов.

Наиболее целесообразна исходная заготовка, требующая наименьших затрат при изготовлении детали с учетом всех технологических операций обработки и необходимого качества детали.

Форма и размеры заготовки должны быть, возможно, близкими к форме и размерам готовой детали с тем, чтобы свести к минимуму обработку резанием.

Оптимальный вариант изготовления заготовки устанавливается на основании технико-экономических расчетов. Повышение точности заготовок (уменьшение припусков) позволяет экономить металл, снижать стоимость и трудоемкость обработки резанием, но при этом может возрасти стоимость изготовления исходных заготовок.

При малой производственной программе применение некоторых технологических процессов изготовления заготовки (горячая штамповка и др.) может оказаться экономически нецелесообразным в связи с высокой стоимостью технологического оборудования и оснастки.

Чугунные заготовки изготовляют различными способами литья.

Согласно базовому технологическому процессу заготовку получают литьём в ПГФ. Это мотивируется тем, что изготовление заготовки данным способом относительно дёшево, требует малой трудоёмкости, обладает относительной простотой при изготовлении. Именно поэтому данный способ применяется как заводской.

В качестве альтернативного способа изготовления заготовки применим литьё в кокиль, т. к данный способ характеризуется большей производительностью, относительно малыми затратами (кокиль используется при производстве большого числа заготовок до 5000), припуски получаемые при данном способе литья значительно меньше чем при первом способе, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость дальнейшей механической обработки.

Дальнейший вывод о предпочтении способа получения заготовки возможен после проведения расчёта технологической себестоимости.

Экономическое обоснование выбора заготовки

Целесообразность выбора определенного вида заготовки может быть решена лишь после расчета технологической себестоимости заготовки по сравниваемым вариантам. Предпочтение следует отдать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость.

В данной курсовой работе технико-экономический анализ производится на сопоставление заготовки полученной литьём в ПГФ и кокиль.

Себестоимость заготовки полученной литьём в ПГФ можно с достаточной для проектирования точностью определить расчётом.

Себестоимость отливки определяем по формуле

, (7)

где К_М - коэффициент, зависящий от марки материала, К_М=1,00;

К_С - коэффициент, зависящий от группы сложности, К_С=1;

К_b - коэффициент, зависящий от массы, К_b=0,74;

К_П - коэффициент, зависящий от объёма производства, К_П=0,76;

К_Т - коэффициент, зависящий от класса точности, К_Т=1,05;

С_М - базовая стоимость 1 т заготовки, С_М=19200руб.;

С_ОТХ - стоимость 1 т отходов, С_ОТХ=3400 руб.;

m - масса детали, m=11,4кг;

m₁ - масса заготовки, m₁=15,2 кг.

Себестоимость отливки полученной литьём в кокиль можно определить по формуле (4) принимая

С_М - базовая стоимость 1 т заготовки, С_М=18360 руб.;

С_ОТХ - стоимость 1 т отходов, С_ОТХ=2800 руб.;

m - масса детали, m=11,4 кг;

m₁ - масса заготовки, m₁=14,25 кг.

Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок можно определить по формуле

Э_з= (С_заг1-С_заг2) ×N, (8)

где С_заг1, С_заг2 - себестоимость сопоставляемых заготовок, руб;

N - годовая программа выпуска, шт.

Э_з= (373-313) ×1000=60000 (руб).

Результаты расчётов сведём в таблицу 9.

Таблица 9 - Сопоставление вариантов получения заготовки

Сопоставляя способы получения заготовки выбираем литьё в кокиль, т. к себестоимость получения заготовки данным методом значительно ниже чем при получении заготовки литьём в ПГФ.

Характеристика принятого процесса изготовления заготовки

Сущность процесса литья в кокиль (металлические формы) заключается в многократном применении металлической формы, имеющей гораздо более высокую стойкость, чем обычная песчано-глинистая. Полости в отливке выполняются при помощи металлических или песчаных стержней, которые извлекают из отливки после её затвердевания и охлаждения до заданной температуры.

Литьё в металлические формы имеет более высокие технико-экономические показатели по сравнению с литьём в ПГФ при одинаковом уровне механизации.

При проектировании кокиля по специальной литературе толщину стенки принимаем равной 30 мм, зажимы и стержни берём по конструктивным соображениям. Прибыль совмещаем с литниковой системой и устанавливаем на графитную сетку с целью облегчения отделения прибыли при удалении. [6]

Сечение питателей определяем по формуле

, (9)

где К_y - удельная скорость заливки, К_y=1 м/с;

t - продолжительность заливки, t=20 с;

Сечение питателей представляет собой трапецию с меньшим основанием внизу, по конструктивным соображениям принимаем 1 питатель.

По полученным сечениям питателей определяем сечения других элементов литниковой системы.

Сечение шлакоуловителя определяем по формуле

, (10)

Так как стояк совмещён с прибылью, то сечение и размеры определяем конструктивно.

Конструкция кокиля с установленным стержнем (стержень песчано-глинястый) показана на рисунке 3.

1 - корпус;

- крышка;

- направляющий штифт;

- прилив под зацеп;

- прилив под зацеп;

- литниковая чаша;

- стояк;

- шлакоуловитель;

- верхний направляющий стержня;

- песчаный стержень;

- полость детали;

- нижний направляющий стержня

Рисунок 3 - Конструкция кокиля

1.8 Выбор баз обработки

Выбор технологических баз в значительной степени определяет точность линейных размеров, относительно положения поверхностей получаемых в процессе обработки, выбор режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений.

Выбор баз осуществляется с соблюдением следующих принципов:

–       единство баз;

–       постоянство баз;

–       принципы кратчайших путей.

Принятые решения по выбору баз обработки разрабатываемого технологического процесса приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Выбор баз обработки

005           Вертикально-фрезерная А - установочная база;

010           Радиально-сверлильная 3, 4 - обрабатываемые поверхности;

015           Вертикально-фрезерная

А - установочная база;

,6 - обрабатываемые поверхности

020           Горизонтально-расточная            А - установочная база;

,7,8 - обрабатываемые поверхности

025           Радиально-сверлильная 10 - обрабатываемые поверхности;

030           Радиально-сверлильная 11 - обрабатываемая поверхность;

035           Радиально-сверлильная 11 - обрабатываемая поверхность;

040           Координатно-расточная               А - установочная база;

,7,8 - обрабатываемые поверхности

1.9 Составление маршрута механической обработки, выбор структуры операции и необходимого оборудования

Последовательность и содержание операций технологического процесса рассмотрено в таблице 11.

Таблица 11 - Маршрутный технологический процесс обработки детали Корпус мультипликатора

При проектировании технологического процесса стало известно, что на операции 005 вертикально-фрезерная - фрезеруются поверхности 1 и 2 (рисунок 5); на этой операции достигается требуемая шероховатость и точность размеров. На операции 010 радиально-сверлильной - сверлятся, зенкеруется отверстия 3, а затем развёртывается. На операции 015 фрезеруются поверхность 4, с помощью станка с ЧПУ, также на этом же станка по программе обрабатывается поверхность 9. При помощи расточного оборудования на операции 020 растачиваются поверхности 5, 6 и 7, с помощью специальной головки прорезается канавка 8. На операции 025 радиально-сверлильная - сверлятся отверстия 10, затем заготовка на операции 030 переворачивается и зенкеруется, а затем развёртывается. На операции 030 сверлятся отверстия 11, затем зенкеруется и нарезается резьба. С различными приспособлениями на операции 035 и 040 обрабатывают отверстия 12,13 и 14. В конце технологического процесса на операции 045 координатно-расточной окончательная обработка основных отверстий 5, 6 и 7.

Рисунок 4 - Корпус мультипликатора

После составления маршрута обработки производится выбор структуры операций, переходов, необходимого оборудования, оснастки и инструмента.

Выбор основного оборудования производиться на основе технико-экономического обоснования исходя из точности обработки, мощности приводов стоимости и т.д. При выборе станочных приспособлений оснащённых гидро - и пневмоприводами необходимо учитывать его окупаемость в данном типе производства, провести анализ затрат на изготовление приспособления и снижением затрат на вспомогательные переходы. Исходя из этого можно, сделать вывод о рентабельности приспособления.

Выбор режущего инструмента заключается в определении его типа, размеров, материала и геометрии режущей части.

Таблица 12 - Последовательность и содержание операций технологического процесса

1.10 Расчёт припусков на обработку заготовки

Подробный расчет межоперационных и общих припусков производится на две самые точные поверхности - это внутренняя цилиндрическая и плоские поверхности под фрезерование.

Припуск на диаметр при обработке по образующей наружных и внутренних поверхностей вращения рассчитывается по формуле

2Z_bmin =2× (R_za+Т_a) +2  (11)

где R_{za -} высота микронеровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

Т_a - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм;

∆_а - суммарное значение пространственных отклонений в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности, полученные на предшествующем переходе, мкм;

εb - погрешность установки в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности, полученная на выполняемом технологическом переходе, мкм.

a) Первый переход:

Суммарное значение пространственных отклонений найдём по формуле

∆_а = ∆_к×L ×K_y, ₍12)

где ∆_{к -} удельное коробление, мкм / мм, ∆_к = 1 мкм / мм;

К_{у -} коэффициент уточнения; К_у = 0,06;

L - длина, мм, L = 27 мм.

∆_а= 27× 0,06 = 1,62 (мкм).

Выбираем по таблицам R_za=50 (мкм), Т_a=300 (мкм), εb=150 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (8)

Z_bmin=2 (50+300) +2=1000 (мкм).

б) Второй переход:

∆_а=0,05×27=1,35 по таблице, εb=0 (мкм).

Выбираем R_za=25 (мкм), Т_a=50 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (8)

Z_bmin=153 (мкм).

в) Третий переход:

∆_а =27×0,04=1,08 по таблице, εb=0 (мкм).

Выбираем R_za=12,5 (мкм), Т_a=25 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (8)

Z_bmin=77 (мкм).

Результаты расчета сведены в таблицы 13 и 14

Таблица 13 - Расчет промежуточных размеров заготовки при обработке отверстия

Расчет припусков для противолежащих плоскостей:

a) Первый переход:

∆_а =409×0,06=24,54 по таблице, εb=110 (мкм).

Выбираем по таблицам R_za=25 (мкм), Т_a=100 (мкм).

Z_bmin= (25+100) + (24,54+110) =256,54 (мкм).

б) Второй переход:

∆_а =409×0,05=20,45, εb=0 (мкм).

Выбираем R_za=12,5 (мкм), Т_a=50 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

Z_bmin=82,95 (мкм).

в) Третий переход:

∆_а =409×0,04=16,36, εb=0 (мкм).

Выбираем R_za=2,5 (мкм), Т_a=25 (мкм).

Подставляем найденные значения в формулу (9)

Z_bmin=43,86 (мкм).

Таблица 14 - Расчет промежуточных размеров заготовки для случая обработки плоскости

1.11 Расчёт режимов резания и техническое нормирование

Растачивание

1. Точение будет осуществляться за три прохода. Глубина резания t₁=2,3 мм; t₂=0,6 мм; t₃=0,4 мм.

. Назначаем подачу на основе рекомендаций и с учётом паспортных данных станка S₁=1,3 мм/об; S₂=0,25 мм/об; S₃=0,15 мм/об.

. Назначаем период стойкости резца. При обработке твердосплавным инструментом рекомендуется Т=60 мин.

. Определяем скорость резания V, допускаемую режущими свойствами резца по формуле

, (13)

где C_V - постоянный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого и инструментального материалов, C_V=340;

m, x, y - показатели степени, m=0, 20, x=0,15, y=0,45;

K_ν - общий поправочный коэффициент на скорость резания, определяется по формуле

, (14)

где К_тν - коэффициент, характеризующий качество обрабатываемого материала, К_тν=1,3;

K_nv - коэффициент, характеризующий состояние поверхности заготовки, K_nv=0,8, K_nv=1 (при обработке по предварительно обработанной поверхности);

K_uv - коэффициент учитывающий материал инструмента, K_uv=0,83;

K_φv - коэффициент учитывающий главный угол в плане, K_φv=1 (φ=45º);

Определим скорость резания по формуле (13)

;

;

.

. Определим частоту вращения шпинделя (n), соответствующей найденной скорости резания, по формуле

, (15)

где D - диаметр заготовки,

;

;

.

. Действительная скорость резания (V_д) определяется по формуле

, (16)

;

;

.

. Тангенциальную силу резания (P_z) определим по формуле

, (17)

где С_pz - коэффициенты, учитывающие условия работы инструмента, C_pz=92; xpz, ypz, npz - показатели степени, xpz=1,00, ypz=0,75, npz=0; K_p - общий поправочный коэффициент, K_p=0,392.

.

;

.

. Мощность, затрачиваемую на резание (N_рез), определим по формуле

, (18)

;

;

.

. Основное время (Т_о) определим по формуле

, (19)

где L - длина прохода резца, мм; i - число проходов;

,

где l - длина заготовки; y - величина врезания инструмента;∆ - величина перебега инструмента.

Величину врезания резца примем равной 1 мм, величину перебега инструмента принимаем равной 2 мм.

Длину прохода резца определим по формуле

.

Основное время:

;

;

.

Суммарное основное время получится:

 (мин)

Определим штучное время обработки по формуле [1]

, (20)

где Т_о - основное время, Т_о=1,2 мин;

Т_в - вспомогательное время, Т_в=35% от Т_о;

Т_обсл - время обслуживания рабочего места, Т_обсл=8…4% (Т_о+Т_в);

Т_п - время на личные потребности, Т_п=25% (Т_о+Т_в).

 (мин).

Используя справочно-нормативную литературу, назначаются режимы резания, штучное и подготовительно-заключительное время [1]. Результаты сведены в маршрутной карте приложения А.

Фрезерование

1. Фрезерование будет осуществляться за два прохода. Глубина резания t₁=2,2 мм; t₂=0,8 мм.

. Назначаем подачу на зуб на основе рекомендаций и с учётом паспортных данных станка S₁=1,3 мм/зуб; S₂=0,25 мм/зуб.

. Назначаем период стойкости. При обработке инструментом из твёрдого сплава рекомендуется Т=420 мин.

. Определяем скорость резания (V), допускаемую режущими свойствами инструмента по формуле

, (21)

где С_{ν -} постоянный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого и инструментального материалов, C_v=340;

К_{ν -} общий поправочный коэффициент на скорость резания, K_v=1,22;

;

.

. Определим частоту вращения шпинделя (n), соответствующей найденной скорости резания, по формуле (15)

;

.

. Действительная скорость резания определяется по формуле (16)

;

.

. Окружную силу резания определим по формуле:

, (22)

где С_pz - коэффициенты, учитывающие условия работы инструмента, C_pz=54,5;

K_p - общий поправочный коэффициент, K_p=0,5.

;

.

. Мощность, затрачиваемую на резание, определим по формуле (18)

;

.

. Основное время определим по формуле (19)

Величину врезания инструмента примем равной 3 мм.

;

.

Так как производится обработка двух противолежащих плоскостей, то режимы резания на обработку второй плоскости принимаем по первой плоскости.

1.12 Расчёт технологического процесса на точность

Суммирование погрешностей обработки по закону теории вероятности определим по формуле [8]

∆∑=, (23)

где ∆н - погрешность настройки станка;

∆y - погрешность от отжатий системы СПИД;

∆и - погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента;

∆т - температурные погрешности системы СПИД, ∆т=0 мкм, т. к за время операционного цикла резец и заготовка не успеют разогреется на столько, чтобы существенно изменить свои размеры;

Расчет точности механической обработки проводится для плоскости, которая является точной поверхностью детали. Проверка на точность ведется на вертикально-фрезерной операции 045. Плоскость имеет допуск на размер равный 130h7 _(-0,063) мм.

Рассчитываем погрешность от отжатий системы СПИД [17] по формуле

 (24)

где Р_у - суммарная составляющая силы резания, Р_у=159 Н;

J - жесткость технологической системы, J = 50 Н/мкм

Погрешность настройки станка на размер определяется по формуле:

∆н=, (25)

где К_р и К_и - коэффициенты, учитывающие отклонение закона распределения элементарных величин от нормального распределения, К_р=1,2 и К_и = 1;

∆_р - погрешность регулирования при настройке станка по эталону с контролем металлическим щупом. ∆_р =7…10 мкм;

∆_в - погрешность измерений, ∆_в =12мкм.

∆н==16,9 (мкм).

Погрешность обработки, вызываемые размерным износом инструмента, определяется по формуле

 (26)

где u_о - величина относительного износа инструмента, u_о=6 мкм/км;

L - расчётная длина обрабатываемой поверхности определяется по формуле:

L = n ×V×T₀ (27)

где n - партии деталей, n = 1шт, т. к под настройка приспособления осуществляется на каждой детали;

V - скорость обработки, V = 242м/мин;

Т₀ - время обработки, Т₀=0,2 мин.

L = 1×242×0,2 = 48,4 м;

Таким образом, суммарная погрешность

∆=, мкм

В результате расчетов технологического процесса на точность погрешность механической обработки составляет ∆=17,22 мкм, что является удовлетворительным, так как допуск δ= 63 мкм.

Разработанный технологический процесс обеспечивает точность обработки детали.

1.13 Разработка технологического процесса сборки

Для узла, в которую входит Корпус мультипликатора (рисунок 4), разработана поузловая, стационарная технологическая схема сборки, также в графической части выполнен один из операционных эскизов сборки (операция 015). Изучение собираемого изделия завершается технологической схемой сборки, которая показана на рисунке 5. Эта схема, является первым этапом разработки технологического процесса сборки, в наглядной форме отражает маршрут сборки изделия и его составных частей. Технологическая схема составляется на основе сборочного чертежа Компрессора винтового воздушного

Рисунок 5 - Технологическая схема сборки

На основе маршрутной схемы сборки составляется технологический процесс сборки, который сведён в таблицу 15.

Таблица 15 - Последовательность и содержание операций сборочного процесса

Подробный технологический процесс сборки камеры нагнетания приведен в таблице 16

Таблица16 - Последовательность и содержание операций сборочного процесса камеры нагнетания

2. Конструкторская часть

2.1 Назначение и описание приспособления

Станочными приспособлениями в машиностроении называют дополнительные устройства к металлорежущим станкам, применяемые для установки и закрепления деталей, обрабатываемых на станках. Выбор станочных приспособлений зависит от формы, габаритных размеров и технических требований, предъявляемых к обрабатываемым деталям, а также от типа производства и программы выпуска изделий [15].

Рисунок 6 - Общий вид приспособления для сверления

Разрабатываемое приспособление (рисунок 6) применяется на операции - 025 радиально-сверлильная. На данной операции производиться сверление поверхности 10 (рисунок 4). Обработка производиться спиральным сверлом ВК6 2301-0197 ГОСТ 10903-77.

Приспособление устанавливается на стол радиально-сверлильного станка 2Н55 посредством Т-образных болтов.

Принцип работы приспособления

Установка обрабатываемой заготовки в приспособлении осуществляется по плоскости и двум отверстиям. Для этого используются установочные цилиндрический 6 и срезанный пальцы 7. Пальцы ориентируют заготовку и облегчают ее установку.

Зажим заготовки осуществляется кондукторной плитой 5, которая прижимает заготовку через шток 3, ход штока обеспечивается пневмокамерой.

Разжим заготовки осуществляется при ослаблении штока пневмокамеры. И снимается плита 5 за специальную ручку и заготовка извлекается из приспособления.

Масса приспособления для сверления составляет 21 кг. поэтому транспортировка осуществляется кран балкой посредством рым болтов.

2.2 Силовой расчет приспособления

Определяем потребное усилие на штоке пневмодвигателя по формуле [14]:

Q = Р×К, (28)

где Р - осевая сила, действующая на обрабатываемую деталь, Р = 1000 Н;

К - коэффициент надежности закрепления.

Момент, действующий на обрабатываемую деталь (рисунок 7) незначительный из-за малого диаметра сверла, поэтому его не учитываем.

Определяем коэффициент надежности закрепления по формуле:

К= К₀ × К₁× К₂ × К₃ × К₄ × К₅ × К₆, (29)

где К₀ - гарантированный коэффициент запаса, К₀=1,5;

К₁ - коэффициент, учитывающий состояние технологической базы, К₁=1,2;

К₂ - коэффициент, учитывающий затупление инструмента, К₂=1,0;

К₃ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, К₃=1,2;

К₄ - коэффициент, учитывающий стабильность силового привода, К₄=1,0;

К₅ - коэффициент, характеризующий удобство расположения рукояток в ручных зажимных устройствах, К₅=1,0;

К₆ - коэффициент, учитывающий при наличии моментов, стремящихся сдвинуть заготовку, К₆=1,5

К=1,5×1,2×1×1,2×1×1×1,5= 3,24;

Рисунок 7 - Расчетная схема

Q = 1000×3,24 = 3240 Н.

По усилию Q выбираем из стандартного ряда диаметр мембраны D = 125 мм.

2.3 Расчет на точность

Величина допуска, обеспечиваемого кондуктором, определим по формуле [12]:

 (30)

где y’ - величина предельного отклонения размеров кондуктора, y’=±0,05 мм;

y - величина предельного отклонения размеров детали, y=±0,1 мм;

D_зг - наибольший диаметр базового отверстия заготовки, D_зг=10,015 мм;

D_к - наименьший диаметр установочного пальца, D_к=9,986мм;

D_{вн -} наибольший диаметр отверстия под сменную втулку, D_вн =22,21 мм;

D_{см -} наименьший диаметр отверстия рабочий втулки, D_вн =22,21 мм;

d_{вн -} наибольший диаметр отверстия рабочий втулки, d_вн =13,24 мм;

d_{св -} наименьший диаметр сверла, d_св =12,986 мм;

ε_{рб -} эксцентрицитет рабочей втулки, ε_рб =0,01 мм;

Р - коэффициент учитывающий наиболее вероятную величину перекоса сверла, Р=0,2;

К - коэффициент учитывающий наиболее вероятный предел зазоров в сопряжениях и наиболее вероятное смещение, К=0,35;

m - коэффициент учитывающий наиболее вероятную величину эксцентрицитета сменной втулки, m=0,4;

F - коэффициент учитывающий вероятный предел отклонения координат центров отверстий в кондукторе, F=0,8;

h - расстояние между торцом втулки и заготовки, h=2,25 мм;

b - глубина сверления, b= 67 мм;

l - длина направляющего отверстия рабочей втулки, l = 27 мм.

0,1 мм≥0,055 мм.

Допуск на угловые размеры определим по формуле

где, z₁ - зазор между сверлом и кондукторной втулкой z₁ =0,085мм

Заключение

В данной курсовой проекте была дана полная характеристика детали Корпус мультипликатора, составлен ее технологический код, а также проведен анализ технологичности конструкции детали.

В ходе сравнительного анализа метода изготовления заготовки с предложенным было установлено, что экономически целесообразнее является литьё в кокиль.

Для детали Корпус мультипликатора был предложен маршрутный технологический процесс, произведён подбор режущего инструмента, расчёт и назначение режимов резания и техническое нормирование для двух поверхностей. Разработаны решения по выбору технологических баз предложенного технологического процесса. Для выбранного способа получения заготовки были рассчитаны и назначены припуски на механическую обработку.

Для винтового воздушного компрессора, в который входит заданная деталь, разработан технологический процесс сборки и на одну из операций сборки (005) выполнен операционный эскиз.

В завершающей, конструкторской части курсового проекта разработано приспособление с пневмоприводом для сверление отверстий, произведён расчёт силовой и на тонность этого приспособления.

В ходе выполнения работы получены необходимые знания для разработки технологического процесса механической обработки детали машин. Развиты навыки, необходимые для выполнения будущей дипломной работы.

Список использованной литературы

1. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие для машиностроительных спец. вузов / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред. - 4-е изд., перераб. и доп. - Минск.: Высш. шк., 1983 - 256 с.

. Кудряшов, Е.А. Основы технологии машиностроения. Курс лекций / Е.А. Кудряшов. - Чита: ЧитГТУ, 1998. - 122 с.

. Кудряшов, Е.А. Технология машиностроения. Расчет припусков на механическую обработку: учеб. пособие / Е.А. Кудряшов, Е.А. Кулинич, Т.А. Кулинич - Чита: ЧитГТУ, 2000. - 91 с.

. Кудряшов, Е.А. Технология машиностроения: метод. пособие / Е.А. Кудряшов, В.В. Грушев. - Чита: ЧитГТУ, 1998. - 56 с.

. Обработка металлов резанием. Справочник технолога / под ред.А. А. Панова. - М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.: ил.

. Глазов, В.В. Производство заготовок в машиностроении: учеб. пособие / В.В. Глазов, В.Н. Бабешко, С.Г. Царьков - Чита: ЧитГТУ, 2002. - 88 с.

. Справочник технолога-машиностроителя в 2 т. Т.2/Малов. - М: Машиностроение, 1972, 568 с.: ил.

. Справочник технолога-машиностроителя в 2 т. Т.2/А.Г. Косилова [и др]. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985, 496 с.

. Грушев, В.В. Теория резания и тепловые процессы в технологических системах: учеб. пособие / В.В. Грушев, Е.С. Егоров. - Чита: ЧитГТУ, 2006. - 136 с.

. Ванин, В.А. Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование: учеб. пособие / В.А. Ванин, А.Н. Преображенский, В.Х. Фидаров. - Тамбов: ТГТУ, 2004. - 84с.

. Кошеленко, А.С. Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование: учеб. пособие / А.С. Кошеленко, Г.Г. Позняк, В.А. Рогов. - Москва: РУДН, 2006. - 163 с.

. Технологичность конструкций изделий: справочник / под ред. Ю.Д. Амирова. - М.: Машиностроение, 1985. - 368 с.

. Справочник конструктора-машиностроителя в 3 т. Т.1/В.И. Анурьев. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - 728 с.

. Справочник по чугунному литью / Н.Г. Гиршович - Л.: Машиностроение, 1978. - 758 с., ил.

. Белоусов, А.П. Проектирование станочных приспособлений: учеб. пособие / А.П. Белоусов - М.: Высшая школа, 1980. - 240 с., ил.

. Грушева, Н. Н Учебное пособие к выполнению курсовых и дипломных проектов / Н.Н. Грушева. - Чита: ЧитГУ, 1998 - 42с.

. Лебедев, Л.В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие/Л.В. Лебедев - Старый Оскол: ООО "ТНТ", 2007. - 424 с.

. Горошкин, А.К. Приспособление для металлорежущих станков: справочник/ А.К. Горошкин. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 303 с.