Разработка технологии изготовления детали

Введение 5
1. Общая часть 7
1.1 Особенности технологии обработки корпусных деталей в условиях автоматизированного производства 7
1.2 Характеристика конструкции детали. Материал и его свойства. 13
1.3 Анализ конструкции детали на технологичность 16
1.4 Технические требования на деталь 20
1.5 Служебное назначение изделия «Редуктор» 21
2.Технологическая часть 23
2.1 Выбор типа производства, расчет партии детали. 23
2.2 Выбор и обоснование метода получения заготовки 26
2.3 Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки детали 28
2.4 Выбор и обоснование технологических баз на две разнохарактерные операции. 29
2.5 Выбор оборудования 32
2.6 Выбор режущего и измерительного инструмента 37
2.7 Расчет режимов резания и основного технологического времени на две разнохарактерные операции 44
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 49
3.1 Разработка конструкции приспособления 49
3.2 Описание принципа работы и устройства приспособления 50
3.3 Силовой расчет привода приспособления 52
Заключение 56
Список используемых источников 57

Шкала нониус обычно имеет те же 10 делений, что и основная шкала, а по длине равна только 9 её делениям.
Принцип нониуса впервые был изобретён Абу Али ибн Синой. Современная конструкция шкалы была предложена французским математиком П. Вернье в 1631 году, в честь которого её называют также «вернье́р». Название «нониус» это приспособление получило в честь португальского математика П. Нуниша (1502(1578), который изобрёл прибор другой конструкции (англ.), но использующий тот же принцип.
Рис. 12. Шкала нониуса.
На этом рисунке нониус (нижняя шкала) показывает 7 целых 6 десятых деления основной (верхней) шкалы. Целая часть обычно определяется по показаниям нулевого деления нониуса, а дробная часть определяется по номеру того деления нониуса, которое точно совпадает с делением основной шкалы (обведено красным пунктиром).
Рис. 13. Штангенциркуль типа ШЦК-1-120-0,02 ГОСТ 166
Нониус штангенциркуля с точностью 0,02 мм.
Устройство
Штангенциркуль состоит из штанги-линейки 1 с миллиметровыми делениями. Сама штанга заканчивается измерительными губками 2 и 9. По штанге двигается рамка 7 с губками 3 и 8. Зажимной винт 4 крепит рамку к штанге в любом месте по ее длине; 6 ( это специальная нониусная шкала.
Нониус имеет 10 равных делений (при цене деления 0,1 мм) на длине 19 мм. Каждое деление шкалы нониуса меньше деления штанги на 0,1 мм. В нулевом положении совпадают и нулевые деления штанги и нониуса. Последний ( 10-й штрих нониуса при этом совпадет со штрихом 19-м штанги. При диаметре детали 18,4 мм четвертое деление нониуса совпадает с 22-м делением штанги.
Рис. 14. Устройство штангенциркуля.
Чтобы установить числовое значение величины, необходимо определить по делениям на штанге целое число делений в мм, а по нониусу число десятых мм. Десятых будет столько, сколько можно отсчитать делений нониуса от его нулевого штриха до первого, совпадающего со штрихом штанги.
Внутренние диаметры отверстий измеряются с использованием губок 2 и 3, наружные ( 8 и 9. Линейка глубиномера 5 штангенциркуля жестко соединена с рамкой 7. Глубина оценивается по делениям штанги и нониуса.
Рис. 15. Устройство штангенциркуля.
Пределы погрешностей
Штангенциркули могут измерять и с погрешностью 0,05 и 0,02 мм. Пределы допускаемых погрешностей штангенциркулей не должен превышать: ±0,04 мм ( при цене деления нониуса 0,02 мм; ±0,05 мм ( при цене деления нониуса 0,05 мм и ±0,1 мм при цене деления нониуса 0,1 мм.
Рис. 16. Шкала нониуса для определения погрешности измерения.
2.7 Расчет режимов резания и основного технологического времени на две разнохарактерные операции
Операция 005- Резание производиться на обрабатывающем центре ИC1200.
Операция состоит из 4 переходов:
1-2.Подрезать торец приливов в размер R70, R53 с обоих сторон.
3-4.Прорезать R40 R45, R40 R30 на две стороны.
Расчет режимов резания на первый переход:
Т-период стойкости инструмента
Т=60
t- глубина резанья определяется по справочнику
t= 1,2 (справочник)
Подача определяется согласно справочнику S=0,3
Скорость резания определится по формулам
Cv = 23,7 ; x = 1 ; y = 0,66 ; m = 0,25 (справочник)
K1=0,8
K2=1,1
K3=1,3
Частота вращения шпинделя, об/мин, определяется по формуле:
(11)
Устанавливаем частоту вращения шпинделя n1=500 об/мин
Определяем основное время на переходы
(12)
Где L- длина хода инструмента, мм.
i – число проходов

Где l- длина обрабатываемой поверхности, мм; l=41
y - величина врезания инструмента, мм; y=2мм
- величина перебега инструмента, мм; =0
Расчет режимов резания на второй переход: переход:
Т-период стойкости инструмента Т=60
t- глубина резанья определяется по справочнику
t= 0,9 (справочник)
Подача определяется согласно справочнику S=0,5
(13)
∑T0=0,3+0,16=0,46
Операция фрезерование, нарезка резьбы.
1. На обрабатывающем центре ИC1200 производится сверление сквозных отверстий и нарезание резьбы М8, М22.
Режущий инструмент – дисковая пазовая фреза ГОСТ 3964 - 80
D=50мм; b=2,6мм; d=16мм; z=14. Так как обрабатываем материал СЧ-15, материал фрезы Т10К5. Назначается период стойкости фрезы. Для дисковой пазовой фрезы диаметром D = 50мм рекомендуется период стойкости Т = 120мин.
Припуск снимается за один рабочий ход, глубина резания t = h = 6мм
Назначается подачу на зуб фрезы. Для фрезерования СЧ-15. Подача на зуб SZ = 0.012 ÷ 0.008 мм/зуб, считая систему СПИД жесткой, принимаем SZ = 0.012 мм/зуб.
Cкорость сверления определяется по формуле;
Vи (14)
Где, CV – коэффициент, действующий при расчете скорости резания;
g – показатель степени диаметра фрезы при расчете скорости резания;
m – показатель степени стойкости фрезы при расчете скорости резания;
x – показатель степени глубины резания при расчете скорости резания;
y – показатель степени подачи при расчете скорости резания;
u – показатель степени ширины фрезерования при расчете скорости резания;
p – показатель степени числа зубьев расчете скорости фрезерования.
Vим / мин
Частота вращения шпинделя Nд, об/мин определяется по формуле:
(15)
об / мин
Частота вращения согласно технического паспорта 400 об/мин.
Подача SM,,мм/мин, определяется по формуле;
(16)
Sм = 0,012 · 14 · 400 = 67,2 мм/мин
Сила прохода РZ, Н определяется по формуле;
, (17)
Где, CР – коэффициент, действующий при расчете силы резания;
x – показатель степени глубины резания при расчете силы резания;
y – показатель степени подачи при расчете силы резания;
u – показатель степени ширины фрезерования при расчете силы резания;
g – показатель степени диаметра фрезы при расчете силы резания;
w – показатель степени подачи при расчете силы резания.
кВт
Мощность, затраченная на резание NРЕЗ,кВт определяется по формуле
, (18)
Где, PZ – сила резания при фрезеровании,
kN – поправочный коэффициент при расчете мощности
Проверка достаточности мощности привода станка
Необходимо выполнить условие:
Nрез ≤ Nшп. (19)
Мощность на шпинделе станка, Nшп кВт определяется по формуле;
Nшп = NД · η, (20)
У станка ИC1200 NД = 16 кВт, η = 0.8
Nшп = 16 · 0,8 = 12,8 кВт
Nрез< Nшп, так как 0,048 < 12,8 – обработка возможна
Основное время То, мин на переход определяется по формуле;
, (21)
где L – длина обработки
Длина рабочего хода инструмента L, мм определяется по формуле
, (22)
где l – длина обрабатываемой поверхности, принимается l = 50мм
у - величина врезание – 25мм
∆ - величина перебега – 25 мм
L = 50 + 25 + 25 = 100мм
мин.
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Разработка конструкции приспособления
Необходимо спроектировать приспособление для обработки корпуса цилиндрического редуктора на ОЦ с ЧПУ ИС500ПМФ4.
Исходные данные:
габаритные размеры детали 622х308;
материал детали – чугун СЧ15.
Из рассмотрения чертежа детали следует, что точность диаметральных размеров отверстий обеспечивается инструментами, точность положения осей отверстий обеспечивается обрабатывающей программой, точность расположения поверхностей и осей достигается базированием.
Принимаем решение: проектируем одноместное однопозиционное приспособление.
Установочные и присоединительные размеры должны соответствовать столу станка ИС 500ПМФ4.
3.2 Описание принципа работы и устройства приспособления
Спроектировано приспособление для закрепления корпуса цилиндрического редуктора, которое устанавливается на стол станка рис.17.
Рис.17. Приспособление для установки корпуса редуктора
Приспособление состоит из литого корпуса и двух зажимных элементов в виде Г-образных прихватов, соединенных с посредством коромысла с пневмоцилиндром.
На верхней плите установлены две опорные пластины, выполненные из стали 40Х и закаленные.
В нижней плоскости корпуса приспособления установлены две цилиндрические шпонки, которые базируются по отверстиям в столе станка. В стаканах Г-образных прихватов выполнена канавка по винтовой линии, когда происходит зажим-отжим заготовки, то винт, установленный в винтовую канавку движется по винтовой поверхности и Г-образные прихваты поворачиваются на 90º и заготовку можно беспрепятственно снять с приспособления.
Заготовка устанавливается на опорные пластины и два пальца Ø8f7, один из которых цилиндрический, другой срезанный.
Воздух из сети цеха подается на распределительный кран, поворотом рукоятки крана распределительного воздух поступает в верхнюю полость пневмоцилиндра, шток движется вниз, коромысло с направляющими двигаются вниз, зажимая обрабатываемую деталь. Разжим заготовки производится в обратной последовательности.
3.3 Силовой расчет привода приспособления
Расчет усилия закрепления заготовки.
Обрабатываемая деталь находится в равновесии вследствие действия как сил возникающих в процессе обработки, так и сил зажима и реакции опор. Основными силами в процессе обработки являются силы резания.
Величина сил зажима рассчитывается исходя из условия равновесия всех перечисленных сил при полном сохранении контакта базовых поверхностей обрабатываемой детали с установочными элементами приспособления и невозможности сдвига в процессе обработки.
По данным расчета максимальная сила резания при фрезеровании плоскости корпусаи редуктора равна: РZ = 3714H
Составляющая Рz направлена навстречу силе зажима w0 и стремится оторвать заготовку от правой опорной точки и повернуть заготовку вокруг левой опорной точки, а составляющая Рx, стремится сдвинуть заготовку в боковом направлении и повернуть заготовку вокруг левой опорной точки. Сдвигу заготовки препятствует посадка заготовки на пальцы.
Для данной схемы закрепления условие равновесия запишется следующим образом:
(23)
где Pz и Px – окружная и осевая составляющие силы резания, Н;
F – сила зажима заготовки, Н;
G – вес заготовки, Н;
К - коэффициент запаса.
Тогда сила зажима из условия равновесия:
(24)
Cоставляющие силы резания:
Pz = 3714 H;
Рx = 0,5Pz = 0,5 ∙ 3714 = 1857 Н;
G = 57кг = 560Н;
l1 = 780мм;
l2 = 60мм;
Коэффициент запаса определяется из произведения:
К =К0(К1(К2(К3(К4(К5, (25)
где К0 = 1,5 гарантированный коэффициент запаса;
К1 = 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей;
К2 = 1,3 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления инструмента;
К3 = 1,3 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;
К4 = 1,0 - коэффициент, характеризующий постоянство силы зажима;
К5 = 1,2- коэффициент, характеризующий эргономику зажимного механизма.
К = 1,5(1,2(1,3(1,3(1,0(1,2 ( 3,6.
Подставив найденные значения, получим:
Найденная сила воспринимается двумя зажимами, остальные два зажима выполняют роль опорной точки, когда происходит обработка торца с другой стороны, роли зажимов меняются местами.
Таким образом, необходимая сила на одном зажиме равна Fʹ = W = 6438 Н
Произведем расчет зажимa.
Рис. 18 Расчетная схема зажимa
Определим силу на штоке пневмоцилиндра Q
(26)
где W – сила не зажиме, Н;
l1, l – длины плеч планки, мм,
l1 = 42мм, l = 50мм (принимаем);
η = 0,9 – коэффициент потери на трение в уплотнениях поршня и штока и на осях планок
При известном усилии на шток Q рассчитаем диаметр поршня цилиндра.
Для цилиндра одностороннего действия:
(27)
где р – давление сжатого воздуха, в унифицированных пневмоцилиндрах принимают р = 0,4МПа;
η = 0,85 – 0,9 – коэффициент, учитывающий потери в пневмоцилиндре, принимаем η = 0,9
Принимаем унифицированный пневматический цилиндр диаметром D = 140мм и ходом поршня l = 80мм [ 11, табл. 12, стр.562] и ГОСТ 6540 – 68.
Определяем время срабатывание пневмопривода [ 9, стр.80]
(28)
где D – диаметр пневмоцилиндра, D = 140мм = 0,14м;
L – длина хода поршня, L = 80мм = 0,08м;
d0 – диаметр воздуховода, принимаем d0 = 16мм = 0,016м;
v – скорость перемещения воздуха, принимаем v = 15м/с при р = 0,4МПа
Заключение
В ходе дипломного проектирования технологического процесса корпуса цилиндрического редуктора в условиях автоматизированного производства выполнен следующий объем работ:
- на основании анализа назначения и характеристик корпуса цилиндрического редуктора выбран способ получения заготовки и маршрут ее изготовления в автоматизированном производстве;
- сформированы операции технологического процесса, выбрано оборудование, режущие инструменты и оснастка;
- рассчитаны припуски и режимы резания для обработки основных поверхностей корпуса;
- разработан операционный технологический процесс изготовления;
- спроектировано зажимное приспособление на ОЦ с ЧПУ ИС500ПМФ4.
Список используемых источников
Технология машиностроения. Выбор заготовок: учеб. пособие /С.К.Сысоев, Л.В.Зверинцева, С.И.Пономарев и др.; под общ. ред. С.К.Сысоева; Сиб. гос. аэрокосмический ун-т. – Красноярск, 2010. – 264 с.
Практическая работа 2. Анализ технологичности конструкции детали.
Практическая работа 5. Обоснование метода получения заготовок.
Практическая работа 7. Расчет режимов обработки и норм времени при фрезеровании.
Капустин Н.М. Комплексная автоматизация в машиностроении: Учебник для студ. высш. заведений/Н.М.Капустин, П.М.Кузнецов, Н.П.Дъяконова; Под ред. Н.М.Капустина. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 368 с.
Справочник технолога–машиностроителя В 2–х т. Т2/ Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерекова, – М: Машиностроение, 1986.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под ред. А.Ф. Горбацевича. Минск, «Вышэйш. школа», 1975.
Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А.Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А.А. Панова. 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2004.
Справочник нормировщика – машиностроителя. Том II. Техническое нормирование станочных работ. Под редакцией Е.И. Стружестраха. Москва 1961.
Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие. – 3- е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1980.
В.А. Горохов. Проектирование и расчет приспособлений: Учеб. пособие для студентов вузов машиностроительных спец. – Мн.: Выш. шк., 1986
Станочные приспособления: Справочник, В 2 – х т. /Ред. совет: Б.Н. Вардашкин (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1984 – Т.2.
Практическая работа 4. Анализ базового (типового) технологического процесса.
Каштальян И.А., Клевзович В.И. Обработка на станках с числовым программным управлением: Справочное пособие. – Мн.: Высш. шк., 1989. – 281 с.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А.М.Дальского, А.Г.Суслова, А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 5-е изд.. исправл. – М.: Машиностроение-1, 2003. 912 с.
Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1990. – 512 с.
Лист
Изм...
Листс
№ докум.
Подп.
Дата