Разработка технологического процесса обработки детали

 

 

 

Коэффициент закрепления операций определяем по формуле:

Полученное значение по ГОСТ 3.1108-74 соответствует крупносерийному типу производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2  КОНСТРУКТОРСКИЙ        РАЗДЕЛ

2.1. Приспособление для фрезерования  восьми пазов

2.1.1 Назначение, принцип действия  и описание работы

 

Приспособление предназначено для последовательной обработки 8 пазов, 8 скосов и 2-х лысок,  данной детали на операции 060 «Комплексная».

Приспособление состоит из корпуса 1 к которому крепятся следующие  основные элементы: палец 3, который предназначен для базирования детали по отверстию Ø193Н9мм, который в свою очередь закрепляется на корпусе с помощью двух пальцев – круглый и срезанный;

срезанный палец 2, который используется как установочная база; заготовка зажимается по средствам быстросменной шайбы 5, которая закрепляется на винте 4 и приводится в движение с помощью гидросистемы, которая состоит из гидроцилиндра 16, соединения 15 и медной трубы 20 для подвода жидкости.

Приспособление устанавливается на стол станка, точность установки обеспечивается двумя направляющими шпонками 14, закрепляется четырьмя болтами. Транспортируется приспособление с помощью двух Рым-болтов 12.

Заготовка устанавливается на два пальца – круглый Ø192,6f7 мм и срезанный Ø10f7 мм, прижимается к опорной поверхности с помощь шайбы, которую приводит в движение гидроцилиндр.

Эксплуатация приспособления на станке, не имеющем устройства для выключения электродвигателя станка при аварийном падении давления – не разрешается.

 

2.1.2. Расчет необходимых  усилий зажима

 

Приспособление для закрепления  детали на операции 060.

Силу резания, возникающую при  фрезеровании определим по формуле

 

где    Z - число зубьев фрезы, Z=5;

n - частота вращения фрезы , об/мин, n=315 об/мин;

B - ширина фрезерования, мм;

t - глубина фрезерования, мм;

D - диаметр фрезы, мм, D=60мм;

Кмр - коэффициент, учитывающий качество  обрабатываемого материала;

 

 

Расчет сил резанья  при фрезеровании лысок в размер 220 мм.

Cp = 68.2, x = 0.86 , y = 0.72 , u = 1 , q = 0.86 , w  = 0

 

B = 14 мм , Sz = 0,04 мм/зуб , Z = 5, t = 11 мм

 

 

 

Составляющие силы резания  Рx и Рy  можно определить из соотношений

Px = 0,5 × 1093,3 = 546,6 Н

Рy = 0,9 × 938,7 = 983,9 Н

Расчет сил резанья  при последовательном фрезеровании восьми пазов.

Cp = 68.2, x = 0.86 , y = 0.72 , u = 1 , q = 0.86 , w  = 0

 

B = 20 мм , Sz = 0,075 мм/зуб , Z = 2, t = 12,5 мм, D=12,5мм.

 

 

 

Составляющие силы резания  Рx и Рy  можно определить из соотношений

Px = 0,5 × 4225,6 = 2112,8 Н

Рy = 0,9 × 4225,6 = 3803,1 Н

Расчет сил резанья  при последовательном фрезеровании восьми скосов в пазах.

Cp = 68.2, x = 0.86 , y = 0.72 , u = 1 , q = 0.86 , w  = 0

 

B = 20 мм , Sz = 0,025 мм/зуб , Z = 2, t = 4,25 мм, D=8,5мм.

 

 

 

Составляющие силы резания  Рx и Рy  можно определить из соотношений

Px = 0,5 × 1055,5 = 527,7 Н

Рy = 0,9 × 1055,5 = 949,9 Н

Расчет усилия зажима производим по наибольшей силе резанья на операции, так как обработка ведется  последовательно, это сила резанья  при последовательном фрезеровании восьми пазов.

Рисунок 2.1 Схема действия сил.

Для нахождения усилия зажима составляем уравнения равновесия системы.

 

 

где Fтр -  сила трения создаваемая зажимом, определяется по формуле

 

 

Fтр=W∙f;

где   W – усилие зажима, Н;

        f – коэффициент трения, между контактирующими поверхностями заготовки и элементами приспособления, f=0,15.

        Fтр₁ – сила трения создаваемая опорой приспособления, определяется по формуле

Fтр₁=R₁∙f;

       R₁ – сила реакции опоры приспособления.

Из данных двух уравнений, опуская  тривиальные преобразования, находим  усилие зажима.

 

 

 

Коэффициент запаса рассчитывается по следующей  формуле

 

K = Ko × K1 × K2 × K3 × K4 × K5 × K6;

где  Ко = 1.5 – гарантированный коэффициент запаса;

         К1 = 1,7 – коэффициент, учитывающий  увеличение  сил   резания в следствии затупления инструмента, для фрезерования 1,6…1,8;

         К2 = 1,2 – коэффициент, неравномерность сил резанья из-за непостоянства снимаемого припуска при обработке, для чернового фрезерования 1,2;

         К3 = 1. 2 – коэффициент , учитывающий увеличение сил резания при прерывистом фрезеровании;

          К4 = 1,0 – коэффициент , учитывающий постоянство силы , развиваемой зажимным механизмом;

           K5 = 1 – коэффициент , учитываю  эргономику  приспособления;     

           К6 = 1.5 – коэффициент, учитывающий при наличии моментов , стремящихся повернуть заготовку, установленную на плоскость;

К = 1,5 × 1,7 × 1,2 × 1.2 × 1 × 1 × 1,5 = 5,508.

Усилие  зажима с учетом коэффициента запаса рассчитывается по формуле

W=K∙W=5,508∙12700,3=69953,1 Н.

 

Диаметр поршня гидроцилиндра рассчитывается по формуле

 

где – давление масла в гидравлической  части устройства, =8…10МПа;

        – общий КПД гидравлического привода, =0,8…0,85;

 

        По ГОСТ 16683-71 выбираем диметр гидроцилиндра 7021-3001

СТП 32-389-78 с диаметром поршня 70мм.

Определяем номинальный диаметр  резьбы dр, мм, для соединения штока цилиндра и прижимного винта.

,

где C – коэффициент; для основной метрической резьбы C=1,4;

        [s] - допустимое напряжение растяжения-сжатия; для стали 45 [s]=80…90 МПа.

 

 мм.

По конструктивным соображениям принимаем  резьбу М18.

   

2.1.3 Расчет приспособления  на точность

 

Для расчета применяем формулу

 

e £ d - K × ((K1 × eб)² + eз² + eу² +eизн  + eп² +(К2 × w)²)^1/2 

 

где   d = 0.6- допуск на выдерживаемый размер, мм

К=1.1 - коэффициент, учитывающий возможное отступление от нормального распределения отдельных составляющих;

eб=0.0575мм - погрешность базирования, так как не совмещаются установочная и измерительная базы, равна половине допуска на размер установочной поверхности Ø193Н9(^+0,115)мм;

eз = 0 - погрешность закрепления, так как сила закрепления перпендикулярна выдерживаемому размеру;

eуст=0,236мм - погрешность установки, определяется по формуле

 

где: m – длина детали (диаметр), m=240мм;

         s – наибольший зазор между направляющими шпонками приспособления и Т-образными пазами станка(размер паза 18^+0,118мм, шпонки 18_-0,118мм), s=0,236мм;

         l – расстояние между направляющими шпонками, l=270мм;

 

eи = 0.015мм - погрешность, установочных элементов приспособления, определяется по формуле:

eи=β₂∙N;

где: β₂ – коэффициент, зависящий от установочных элементов, для пластин опорных β₂=0,002…0,004;

          N – количество контактов, N=5000 в год.

eи=0,003∙5000=0,015мм

eп=0 - погрешность смещения режущего инструмента, т.к. отсутствуют направляющие элементы проектирования.

K2 = 0,62 – 0,8 - коэффициент;

Принимаем К2 = 0,7 , находим К2 × w = 0,7 × 0,12 = 0,084 мм

Подставив в формулу полученные значения погрешностей, получим:

 

 

 

Погрешность проектирования меньше половины поля допуска, следовательно, приспособление обеспечивает необходимую точность.

 

 

2.2 Приспособление для контроля радиального биения

2.2.1 Назначение и описание работы приспособления

Контрольное приспособление предназначено  для контроля радиального биения поверхности Ø199,7мм относительно отверстия Ø193Н9мм, которое не должно превышать 0,05мм.

Приспособление состоит из следующих  составляющих:

• плита 1 на которой закрепляются все остальные элементы приспособления.
• кольцо 2 которое является опорной базой для детали, закрепляется на плите с помощью восьми винтов 13.
• верхняя 4 и нижняя 3 втулки предназначены для закрепления детали, которые между которыми установлены пружины 15. Втулки имеют фаски, которые образуют канавку, в которую устанавливается шарики 17, и  закрываются сепаратором 5.
• Втулки устанавливаются на палец 5, и закрепляются с помощью шайбы 8 и гайки 7.
• для измерения используется индикатор 18, который устанавливается на плиту с помощью стойки 16.

Измерение производится следующим  образом: деталь устанавливается на кольцо 2 и втулки между которыми находятся шарики 17 которые могут перемещается в радиальном направлении, шарики обеспечивают вращение детали вокруг своей оси. После установки детали подводится индикатор 18 и устанавливается на ноль, после чего деталь вращают и фиксируют отклонение стрелки индикатора.

 

2.2.2 Расчет приспособления на точность

 

Погрешность измерения, под  которой понимается отклонение найденного значения от ее действительного значения, принимают в пределах 10…30% поля допуска  на контролируемый параметр.                   

D= (0,1…0,3)d,

где D₁ – погрешность, свойственная данной системе измерения, мм; определяется системой отсчетных измерительных устройств; D₁=0,005 мм;

         D₂ – погрешность установки, мм      

        

 

D₂= =

 

         e_Б – погрешность базирования, мм; e_Б=0, так как конструкторская база совпадает с технологической;

         e_З – погрешность закрепления, мм, e_З=0,003 мм;

         e_И – погрешность износа, мм

e_И=U₀×К₁×К₂×К₃×К₄×N/N₀=0,025×0,97×1×1×2,8×5000/10⁵=0,0033мм,

 

    U₀ – значение среднего износа, мм;

    К₁ – коэффициент, учитывающий материал детали; для стали К₁=0,97;

    К₂ – коэффициент, учитывающий тип оборудования; К₂=1 для универсального оборудования;

    К₃ – коэффициент, учитывающий условия обработки; для измерений К₃=1;

    К₄ – коэффициент, учитывающий число установок; для N=5000 К₄=2,8;

         N₀ – базовое число установок, шт.; N₀=10⁵;

    N – число установок, шт.; N=5000;

    D₃ – погрешность настройки приспособления, мм

 

 

    d - допуск измеряемого параметра, мм; допуск радиального биения d=0,05 мм.

Точность контрольного приспособления D, мм

 

 

Принимаем отклонение найденного значения в размере 20 % допуска радиального биения, что составляет 0,2×0,05=0,01 мм.

   0,0068мм<0,01мм, следовательно, приспособление обеспечивает заданную точность измерения.

 

2.3 Приспособление для контроля  размера 79,24±0,15мм

2.3.1 Назначение и описание работы приспособления

Приспособление  предназначено для контроля размера 79,24±0,15мм. Приспособление состоит из следующих частей:

• призмы 7, которая является опорной базой приспособления и основной деталью на которой закрепляются все составляющие приспособления.
• опора 5 является направляющей базой, устанавливается в призме 7 с натягом.
• измерения производятся индикатором со специальным наконечником 1, индикатор устанавливается в кронштейн 3, который в свою очередь закрепляется на призме с помощь винтов 10.
• для переноса приспособления используется ручка 13, закрепляемая на призме с помощью винтов 11.

Приспособление  перед измерение настраивается на образце, значение индикатора устанавливается на нуль. Измерения производятся фиксированием отклонение индикатора от нулевого положения. Приспособление устанавливается на деталь следующим образом: призма 7 устанавливается на поверхность Ø206мм, опора 5 упирается в торец паза, а наконечник 1 индикатора упирается в торец скоса, паза, тем самым фиксируя отклонения.

2.2.2 Расчет приспособления на точность

 

Погрешность измерения, под  которой понимается отклонение найденного значения от ее действительного значения, принимают в пределах 10…30% поля допуска  на контролируемый параметр.                   

D= (0,1…0,3)d,

где D₁ – погрешность, свойственная данной системе измерения, мм; определяется системой отсчетных измерительных устройств; D₁=0,005 мм;