разработать технологический процесс вала

Введение 3
1. Анализ исходной информации 4
2. Технологический процесс 6
2.1. Анализ технологичности конструкции 6
2.2. Определение типа производства 6
2.3. Выбор заготовки 8
2.4. Выбор баз 11
2.5. Маршруты обработки заданных поверхностей 13
2.6. Расчет припусков 15
2.7. Маршрут обработки вала 18
2.8. Расчет режимов резания 21
2.9. Выбор средств оснащения 34
2.10. Расчет норм времени 40
3. Проектирование приспособления 46
Литература 50

поясок l=50) Паста для полировки 035 Слесарная (установить фальш-шпонку, закрепить) Фальш-шпонка 036 Токарная (срезать углы вставки и проточить Резец проходной Т5К10 ГОСТ 18879-73 037 Шлифовальная (шлифлвать технол. вставку, 2 поверхности до Ra0,8мкм круг шлифовальный ГОСТ 16180-82, оправка, мерительный инструмент ГОСТ 11098-75, образцы шероховатости ГОСТ 9378-75 039 Токарная (проверить торцы канавок, l = 35+0,2) после покрытия, Ra1,6 Резец канавочный Т5К10, образцы шероховатости ГОСТ 9378-75 041 Суперфинишная (полировать до Ra0,4 2 ) Материал для полировки, оправка, индикаторная головка, приспособление, образцы шероховатости ГОСТ 9378-75 043 Маркировочная Краска, керны 044 Контрольная Мерительный инструмент 045 Консервация Спецтара
Расчет норм времени
Определение норм времени на операции производится на основании данных отраслевых нормативов [11, 12] и по рекомендациям [10]. При этом в состав норм входят следующие слагаемые:
Штучно-калькуляционное время:

где – штучное время, мин.; – подготовительно-заключительное время, мин.; – размер партии деталей, шт. Подготовительно-заключительное время включает в себя затраты времени на получение материалов, инструментов, приспособлений, технологической документации, наряда на работу; ознакомление с работой, чертежом; получение инструктажа; установку инструментов, приспособлений, наладку оборудования на соответствующий режим; снятие приспособлений и инструмента; сдачу готовой продукции, остатков материалов, приспособлений, инструмента, технологической документации и наряда.
Штучное время:

где – основное время, мин.; – вспомогательное время, мин.; – время на отдых и личные потребности, мин.; – время на обслуживание рабочего места, мин. Основное время – основное технологическое время, в продолжение которого осуществляется изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя, структуры материала обрабатываемой заготовки. Оно определяется по следующей формуле:

где – расчётная длина, мм; – длина детали, мм; – длина врезания, мм; – длина перебега, мм; – величина подачи, мм/об.; – минутная подача, мм/мин.; – частота вращения шпинделя, об/мин. Вспомогательное время определяется как сумма затрат времени на вспомогательные приёмы, сопутствующие основной работе. В состав вспомогательного времени входит время на установку-снятие заготовки, управление станком, смену инструмента, измерение детали.
Оперативное время:

Время на обслуживание рабочего места, затрачиваемое на смазывание станка, смену инструмента, удаление стружки, подготовка станка к работе в начале смены и приведение его в порядок после окончания работы (определяется в процентах от оперативного времени):

Время на отдых и личные потребности (определяется в процентах от оперативного времени):

Операция 002.
Переход 1: Установить и снять.
Основного времени нет.
Вспомогательное время:
мин.
Переход 2: Фрезеровать торцы.
Основное время:
мин.
Вспомогательное время:
мин.
Нормы времени в целом на операцию:
Сумма вспомогательного времени на операцию:
мин.
Оперативное время:
мин.
Время на обслуживание:
мин.
Время на отдых:
мин.
Штучное время:
мин.
Штучно-калькуляционное время:
мин.
Операция 003:
Переход 1: Установить и снять.
Основного времени нет.
Вспомогательное время:
мин.
Переход 2: Обточить поверхность Ø308, Ø283, Ø228, однократно.
При обтачивании предварительном:
1-й переход:
мин.
2-й переход:
мин.
Вспомогательное время:
мин.
Нормы времени в целом на операцию:
Сумма вспомогательного времени на операцию:
мин.
Оперативное время:
мин.
Время на обслуживание:
мин.
Время на отдых:
мин.
Штучное время:
мин.
Штучно-калькуляционное время:
мин.
№ операции Основное время на операцию, tо, мин. Вспомогательное время на операцию, tв, мин. Оперативное время, tоп, мин. Время на обслуживание, tобс Время на отдых tотд.л. Штучное время, tшт, мин. Подготовительно-заключительное время на партию, Tпз, мин Величина партии, шт. Штучно-калькуляционное время, tшк, мин % мин. % мин. 002 0,66 1,88 2,54 6 0,12 4 0,08 2,79 12 35 3,13 003 12,9 1,84 14,74 6 0,87 4 0,58 16,19 16 35 16,5 004 1,6 1,5 3,1 6 0,19 4 0,12 3,41 16 35 3,87 007 1,17 1,3 2,47 6 0,15 4 0,10 2,72 16 35 3,17 009 1,0 1,4 2,4 6 0,14 4 0,10 2,64 16 35 3,10 011 0,83 1,75 2,58 6 0,15 4 0,10 2,84 12 35 3,18 013 0,8 1,8 2,6 6 0,16 4 0,10 2,86 12 35 3,20 014 2,75 2,1 4,85 6 0,29 4 0,19 5,34 16 35 5,79 015 1,58 1,84 3,42 6 0,21 4 0,14 3,76 15 35 4,19 016 2,42 2,6 5,02 6 0,30 4 0,20 5,52 18 35 6,04 018 3,17 1,96 5,13 6 0,31 4 0,21 5,64 18 35 6,16 022 6,42 2,74 9,16 6 0,55 4 0,37 10,08 20 35 10,65 023 229,5 120,0 349,5 6 20,97 4 13,98 384,45 24 35 385,14 026 372,0 202,0 574,0 6 34,44 4 22,96 631,40 26 35 632,14 036 2,5 1,8 4,3 6 0,26 4 0,17 4,73 15 35 5,16 037 3,17 2,1 5,27 6 0,32 4 0,21 5,80 16 35 6,25 041 5,2 3,4 8,6 6 0,52 4 0,34 9,46 16 35 9,92 слесарные 13,58
Всего: 1100,59+13,58=1121,17 мин. или 18,69 часа.
Проектирование приспособления
Проектируем заднюю бабку с центром с пневмогидравлическим приводом.
Приспособление разрабатывается для 003 операции – токарной, на которой происходит черновое точение диаметров вала, в том числе и диаметра Ø317 мм.
Сила резания была рассчитана ранее:
Рис. 9. Схема базирования
Так как центр в задней бабке вращающийся, следовательно, он расположен в радиальном шарикоподшипнике № 315. Статическая грузоподъемность: С0 = 89000Н, динамическая грузоподъемность: С = 72800Н, т.е. нагрузка от силы резания на подшипник не будет влиять в силу своей малости. Жесткость и точность базирования поддерживается люнетом.
Поскольку в данном случае составляющие погрешности установки неколлинеарные и являются случайными величинами, то их сумма определяется по правилу квадратного корня:

где – погрешность установки; – погрешность базирования; – погрешность закрепления; – погрешность приспособления.
Обрабатываемый материал – сталь хромоникельмолибденовая 38Х2Н2МА, следовательно, силы резания и противодействующие им силы закрепления не так велики, чтобы деформировать опоры. К тому же закрепление происходит в горизонтальной плоскости за центровочные отверстия по схеме центров и поэтому деформации и смещения детали не происходит. Следствием вышесказанного является то, что =0.
Погрешность базирования возникает, когда технологические базы не совпадают с конструкторскими.
Определим приблизительный диаметр пневмоцилиндра по формуле:

где - необходимое усилие на штоке; усилие резания направлено перпендикулярно усилию прижима пневмоцилиндра, усилие на штоке принимаем исходя из массы вала, чтобы шток мог передвинуть вал на исходное место. Масса вала приблизительно равна 720 кг или 7100 Н.
- давление сжатого воздуха в пневмосети.
Подставляя значения в формулу, получаем:
.
Учитывая запас по силовым характеристикам, а так же по возможности подобрать цилиндр с диаметром стандартного значения, принимаем цилиндр
Рассчитаем усилие на штоке, которое будет развивать цилиндр:

где - к.п.д. цилиндра.
Вывод: цилиндр развивает необходимое усилие для удержания детали при обтачивании.
Для сокращения времени, удобства работы токаря мы применили пневмогидравлический привод для заднего центра.
Пневмогидравлический привод проектируем раздельным.
Вал закрепляется в два приема – предварительно и окончательно. Для управления процессом закрепления служит четырехходовой распределительный кран 1 (рис.7).
При первом повороте воздух из сети поступает в полость А и, действуя на резиновую мембрану 2, перегоняет масло из левой части кольцевой полости в цилиндр Б, а оттуда в рабочий цилиндр приспособления, осуществляя подвод плунжера 3 для предварительного зажима вала. При втором повороте крана открывается доступ воздуха в полость В, при этом поршень со штоком 4 перемещается вправо: отверстие Г перекрывается, и в цилиндрах Б и рабочем создается давление, необходимое для окончательного закрепления вала. Для раскрепления вала следующим поворотом крана открываем доступ воздуха в полость Д и в левую полость рабочего цилиндра, одновременно с этим из полостей А и В воздух уходит в атмосферу. При этом поршень со штоком 4 отходит в исходное положение, давление в масляной среде падает, и плунжер разжимает вал.
Рис. 10. Схема пневмогидравлического усилителя
При принимаем:
давление сжатого воздуха 0,5 МПа;
давление масла 8 МПа.
Редукционный клапан 5 стабилизирует величину давления поступающего воздуха. Объем кольцевой полости для масла устанавливаем в зависимости от диаметра рабочих цилиндров, их количества и величины хода плунжера.
Литература
Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т1 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 912 с., ил.
Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А.Г. Косиловой, А.Г. Суслова, А.М. Дальского, Р.К. Мещерякова – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – 944 с., ил.
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. – 784 с., ил.
Серебреницкий П.П. Общетехнический справочник. – СПб.: Политехника, 2004. - 445 с., ил.
Режимы резания металлов: Справочник / Ю.В. Барановский, Л.А. Брахман и др. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 411 с., ил.
Общестроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т. 1 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др. – М.: Машиностроение, 1991. – 640 с., ил.
Общестроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т. 2 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др. – М.: Машиностроение, 1991. – 304 с., ил.
Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов.6-е изд., перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 1969. – 480 с., ил.
Приспособления для металлорежущих станков / М.А. Ансёров, М.: Машиностроение, 1966. – 654 с.
Электронный каталог инструмента Sandvik Coromant (Швеция).
Общестроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т. 1 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др. – М.: Машиностроение, 1991. – 640 с., ил.
Общестроительные нормативы режимов резания: Справочник: В 2-х т.: Т. 2 / А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др. – М.: Машиностроение, 1991. – 304 с., ил.
Справочник нормировщика / А.В. Ахумов, Б.М Генкин, Н.Ю. Иванов и др.; Под общей редакцией А.В. Ахумова. Л., Машиностроение, 1987 – 458 с., ил.
Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: учеб. 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с., ил.
Организация и планирование машиностроительного производства: Учебник / К.А. Грачёва, М.К. Захарова, Л.А. Одинцова и др.; Под ред. Ю.В. Скворцова, Л.А. Некрасова. – М., Высш. шк., 2003 – 470 с., ил.
Технология машиностроения: методические указания к курсовому проектированию / В.Б. Фёдоров. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1993. – 188 с.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1971. – 385 с., ил.
Ансеров М.А. Приспособления для металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1966. – 652 с.
2