Технологический процес обработки детали


Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.01.ТЗ

Розроб.

 

Аралкына

Перевір.

Перевір.

Артамонова

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дербас А.Г.

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

 

ТЕХНІЧНЕ  ЗАВДАННЯ

Літ.

 

Аркушів

 

12

Кафедра ТМ

МВС–07м



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

КНУ.КП.8.050503.11.02.01.ТЗ

 

 

 



Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.02.ВСУЕ

Розроб.

 

Аралкіна

Перевір.

Перевір.

аралкін

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дубровський

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

 

ВИБІР СТАНДАРТНИХ  УСТАНОВОЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

Літ.

 

Аркушів

 

12

Кафедра ТМ

МВС–07м



Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.03.РПБ

Розроб.

 

Аралкіна

Перевір.

Перевір.

Арт амонова

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дубровський

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

 

РОЗРАХУНОК  ПОХИБКИ БАЗУВАННЯ

Літ.

 

Аркушів

 

12

Кафедра ТМ

МВС–07м



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

КНУ.КП.8.050503.11.02.03.РПБ

 

 

 



Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.05.ВКЗМ

Розроб.

 

Аралкіна

Перевір.

Перевір.

Артамонова

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дубровський

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

 

ВИБІР КОНСТРУКЦІЇ ЗАТИСКНОГО МЕХАНІЗМУ

Літ.

 

Аркушів

 

12

Кафедра ТМ

МВС– 07м



Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.06.РПБ

 

Розроб.

 

Аралкіна

Перевір.

Перевір.

Артамонова

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дубровський

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

 

ВИБІР АБО  ПРОЕКТУВАННЯ БАЗОВИХ ТА ДОПОМІЖНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ПРИСТРОЮ

Літ.

 

Аркушів

 

1

Кафедра ТМ

МВС–07м



Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.07.ВЗВ

 

Розроб.

 

Аралкіна

Перевір.

Перевір.

Артамонова

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дубровський

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

ВИБІР ЗАСОБІВ ВСТАНОВЛЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ ПОХИБКИ РОЗТАШУВАННЯ ПРИСТРОЮ НА ВЕРСТАТІ

Літ.

 

Аркушів

 

1

Кафедра ТМ

МВС–07м



Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.08.ТЕ

 

Розроб.

 

Аралкіна

Перевір.

Перевір.

Артамонова

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дубровський

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПРИСТРОЮ

Літ.

 

Аркушів

 

12

Кафедра ТМ

МВС–07м



Змн.

мн.

Арк.

рк.

№ докум.

докум.

Підпис

ідпис

Дата

ата

Арк.

 

1

КНУ.КП.8.050503.11.02.08.ТЕ

 

Розроб.

 

Аралкіна

Перевір.

Перевір.

Артамонова

ралкін

Реценз.

 

 

Н. Контр.

 

Дубровський

Затверд.

Затверд.

Кіяновський М.В.

 

ПРОЕКТУВАННЯ  КОНТРОЛЬНОГО ПРИСТРОЮ

Літ.

 

Аркушів

 

12

Кафедра ТМ

МВС–07м



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

КНУ.КП.8.050503.11.02.08.ТЕ

 

 

 


1 ПРОЕКТУВАННЯ СПЕЦІАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ

 

 1.1 Розробка ескізу механічної обробки

Отримано завдання на проектування спеціального причтрою двумістного  з ручним затиском. В якості заготовки  обираємо поковку штамповону, з припуском  на обробку 2…2,5 мм. Розробляємо маршрутний процес обробки

 

005

Операція горизонтально фрезерна Б, А поверхні фрезами різного  діаметру за один проход

010

Горизонтально фрезерна поверхні В, Г  одночасно начерно та напвчисто

015

Вертикально фрезерна під кутом 30°

020

Фрезерування торців бобишки

025

Сверлити отвір 20Н8,12Н7

030

Сверлити 4 отвори Æ10мм


Задано по завданню 020 операція для якої необхідно  спроектувати універсальний складальний  пристрій.

На цьому  етапі на основі схеми базування  деталі розглянемо поверхні базування (рисунок 1.1). При установці деталі в пристосуванні кожний із ступенів вільності зв’язується шляхом притискування  деталі до відповідної нерухомої  точки пристосування.

Розглянемо всі технологічні базові поверхні:

Б – прямокутна поверхня деталі 90х104мм, установча база, полишає деталь 3 точок вільності;

В – бокова поверхня деталі 80х25мм , напрямна база, полишає деталь 2 точок вільності.

Г – торцева  поверхня 90х10мм ,опорна база, полишає  деталь 1 точки вільності.

Особливістю даної установки деталі при проектувані  спеціального пристрою є створення  штучного упору у вигляді регулюючої опори, але вона не полишає ступенів вільності і не розглядається  як точкова опора.

 

На рисунку 1.1 ображена схема базування деталь важіль верхній, для якої розробляємо  ескіз механічної обробки заданої  поверхні – торця центрального отвору. Матеріал деталі Сталь 45 ГОСТ 1050-88.

 

 

 

Рисунок 1.1 –  Схема базування деталі при механічній обробці

 

Для обробки  використовуємо консольно – фрезерний  верстат моделі 6Р83 (рисунок 1.2 ).

 

Рисунок 1.2 – Зображення верстату 6Г55Н

 

1.2 Вибір  верстата

Верстат призначений для виконання різного  роду робіт циліндричними, дисковими, фасонними та іншими фрезами в  умовах одиничного та серійного виробництва.

На верстаті можна оброблювати горизонтальні  та вертикальні площини, пази, уступи, нарізувати зубчасті колеса. Технологічні можливості верстату можуть бути розширені  шляхом застосування ділильної головки, поворотного круглоло стола та накладної  фрезерної головки. Верстат має  високу жорсткість. Клас точності –  Н.

Характеристика верстату:

Розміри робочого поверхні стола -400×1600;

найбільше переміщення стола:

поздовжня     1000;

поперечне     320;

вертикальне    350;

Відстань від вісі горизонтального 

шпинделя до робочої поверхні столу 30-380;

Внутрішній конус шпинделя      50;

(конусність 7:24)

Число швидкостей шпинделя     18;

Частота обертання шпинделя, об/хв. 31,5-1600;

Число подач стола      18;

Подача стола, мм/хв.:

поздовжня і  поперечна   25-1250;

вертикальна    8,3-416,6;

Потужність електродвигуна приводу

головного руху, кВт     11;

Найбільша маса оброблюваної деталі, кг  300;

Габаритні розміри    

довжина     2560;

ширина     2260;

висота     1770;

Маса (без виносного обладнання), кг 3800.

На рисунку 1.3 зображено габарити робочого простору верстату, установочні та з’єднальні бази.

Рисунок 1.3 –  Установочні та з’єднальні бази верстату

 

Враховуючи  всі вищевказані характеристики верстату робимо висновок, що він нас  задовольняє для ведення даної  обробки.

 

1.3 Вибір  типу пристрою

 

При заданій  фрезерній операції для виконання  прийнятої схеми базування закріплення  деталі на верстаті проводимо за рахунок  використання затискного механізму  з ручним затиском.

 

1.4 Вибір  ріжучого інструменту

 

Вибираємо інструмент для проведення операції фрезерування:

Інструмент для обробки –  торцева з триграннимими пластинами. Матеріал ріжучої частини фрези  – Т15К6. Геометричні параметри  фрези показані на рисунку 1.4

Рисунок 1.4 –  Ескіз інструменту

 

1.Орієнтовану глибину фрезерування  вибираємо з таблиці 36 СТМ Т2,

глибина різання – t=1,5 мм.

2. Подачу на зуб вибираємо  виходячи з діаметру фрези,  глибини фрезерування та матеріалу  ріжучої частини. Подача на  зуб – Sz=0,15 мм/зуб;

3. Швидкість різання визначаємо  за формулою:

,    (1.1)

де – Т – період стійкості; D – діаметр фрези; B – ширина фрезерування,

u, x, q, y, m, p – коефіцієнти для розрахунку, - загальний поправочний коефіцієнт при розрахунку швидкості фрезерування.

, - коефіцієнт, що враховує якість оброблюваного матеріалу; - коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки; - коефіцієнт, що враховує матеріал інструменту.

4. Частота обертання шпинделя:

об/хв, приймаємо уточнену величину частоти обертання n=800 об/хв., відповідно уточнена швидкість V=251,2 м/хв.

5. Силу різання визначаємо по  формулі:

.            (1.2)

де n – частота обертання фрези, z – число зубів.

 

.

6. Розраховуємо  обертовий момент на шпинделі, Н·м.

,    (1.3)

де D – діаметр фрези.

Нм

7. Потужність  різання, кВт.

    (1.4)

кВт

Після даних розрахунків виконуємо  ескіз механічної обробки поверхні при фрезеруванні (рисунок 2.4).

50 – 100

20-х

 

Рисунок 1.5 – Схема механчної обробки поверхні

 

 

1.5 Програма  випуску

 

Програма  випуску деталей складає 1000шт

 

 

2 ВИБІР СТАНДАРТНИХ УСТАНОВОЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ

 

Для установки  деталі корпус використовуємо наступні установчі елементи

1) Пластина опорна ГОСТ 4347- 68. Позначеня  7034-0471(рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 –  Пластина опорна

 

2) Опора постійна з плоскою  головкою ГОСТ 13440-68. Позначення 7034-0278 (рисунок 2.2).

 

 

Рисунок 2.2 – Опора постійна

 

3) Опора регульована ГОСТ 4740-68. Позначення 7035-0487 (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 –  Опора регульована

 

 

 

3 РОЗРАХУНОК ПОХИБКИ БАЗУВАННЯ

 

Похибкою  базування називають відхилення фактичного положення заготовки  від необхідного. Воно виникає при  не сполученні вимірювальної та технологічної  баз заготовки. Похибка базування  представляє собою відстань між  граничними положеннями проекції вимірювальної  бази в напрямку вимірювального розміру.  Величина погрішності базування  не є абстрактною, вона ставиться  до виконуваного розміру при даній  схемі установки і тому повинна  мати індекс відповідного розміру.

Для зменшення  похибки базування необхідно сполучати технологічні та вимірювальні бази тобто витримати принцип суміщення баз.

При обробці бокової поверхні деталі торцевою фрезою та при базуванні по двом опорним пластинам та трьох опорних елементів - пальців похибка базування буде дорівнювати допуску на висоту пластин.Враховуючи, що допус обираеться з 6…7 квалітетів прирівнюємо його до нуля

 
4 РОЗРОБКА СХЕМИ ЗАКРІПЛЕННЯ

 

Вибравши спосіб установки деталі і розмістивши установчі елементи в пристосуванні визначають величину, місце прикладання і напрямок сили для затискача оброблюваної деталі. Величину сил затискача та їхній напрямок визначають залежно  від сил різання і їхніх  моментів, що діють на оброблювану  деталь.

При виборі схем установки потрібно забезпечити 3 умови:

  • заготовка має займати стійке положення до додатка сил закріплення.
  • у процесі закріплення заготовки не повинно бути порушено задане їй при установці положення;
  • сили, що виникають при обробці, не повинні зміщати заготовку.

У загальному вигляді посилення рівноваги  деталі в пристосуванні, що виникає  під дією сил різання і сил  затискача, може бути подано у вигляді  формули:

де К –  коефіцієнт запасу.

Коефіцієнт  запасу залежить від умов обробки  деталі на верстаті

;

Рріз – зусилля різання.

Схеми установки і закріплення  заготовок розділяються на наступні групи:

1гр. схеми установки і закріплення,  що запобігають поступальному  переміщенню заготовки. Застосовуються  такі схеми при фрезерних, стругальних,  протяжних роботах.

2гр. схеми установки і закріплення,  ща перешкоджають обертанню заготовки  і осьовому зсуву тертям, що  виникає на поверхнях зіткнення  заготовки і пристосування. Застосовуються  такі схеми про токарних, свердлильних  і розточувальних операціях. 

Для визначеня сили затиску деталі при обробці Q необхідно скласти рівняння рівноваги відносно осі х в площині XOY (рисунок 4.1)

 

,     (4.1)

за умов, що та

Отже, .

Оскільки  Pріз=819 Н, коефіцієнт тертя приймаємо f=0,1, коефіцієнт запасу К=1,15 

Звідси  Н.

 

 

 

 

При дії  сили різання на деталь виникає ефект  опрокидування. Тому необхідно розглянути наступне рівняння рівноваги (формула 4.2,4.3) в площині XOZ, за умови, що :

;     (4.2)

де  визначається як добуток N і коефіцієнта тертя f, в свою чергу N визначається з трикутника сил в якому , де l – плече сили F відносно точки А, l =34,7 мм. Таким чином F=708,06 Н. Величину N встановлюємо з взаємно перпендикулярних трикутників за пропорційним відношенням формула 4.3:

,      (4.3)

звідки, Н.

Отже, величина Н.

 

Повернемось до рівняння рівноваги та визначимо  необхідну величину затиску (формула 4.2):

  (4.4)

 

 

 

Для повного  аналізу зміщення заготовки при  обробці розглянемо випадок її повертання відносно точки В (рисунок 4.1). Для  цього необхідно розглянути наступне рівняння рівноваги (формула 4.5)

 

    (4.5)

 

де визначається як добуток N і коефіцієнта тертя f, в свою чергу N визначається з трикутника сил в якому , де l – плече сили F відносно точки Б, l1 =102,31 мм. Таким чином F=816,5 Н. Величину N встановлюємо з взаємно перпендикулярних трикутників за пропорційним відношенням формула 4.6:

 

,      (4.6)

 

 

звідки, Н.

Отже, величина Н.

Повернемось до рівняння рівноваги та визначимо  необхідну величину затиску (формула 4.7):

 (4.7)

 

 

Порівнюючи  величину розрахованих сил затиску  робимо висновок, що необхідна більша її величина (2354,625Н>1700Н>75Н) для рівноваги деталі під час процесу різання.Q=2354,625 Н.

 

 

Рисунок 4.1 – Схема закріплення деталі при обробці

 

 

 

5 ВИБІР КОНСТРУКЦІЇ  ЗАТИСКНОГО МЕХАНІЗМУ

 

Для затиску  деталі при виконанні операції фрезерування ми обрали прихват з ручним затиском за допомогою гайки шестигранної М8 ГОСТ 8918-69. Данний вид затиску був обраний згідно завдання на проектування.Для перевірки надійності вибраного затискного механізму проводимо розрахунок на міцність найбільш навантаженого в процесі закріплення перерізу (рисунок 5.1).

Геометричні параметри даного перерізу представлені на рисунку 5.1

 

 

Рисунок 5.1 – Розглядаємий переріз прихвату

 

У нашому випадку  затискний механізм буде надійним, коли буде виконуватись умова:

,      (5.1)

де  - границя міцності на розтяг для матеріалу прихвату. В нашому випадку матеріал – Сталь 45. = 800МПа.

      (5.2)

де  - момент, який виникає в результаті дії сили Q в місці контакту з деталлю.

     (5.3)

Н.

W – величина сили інерції. Розраховується з формули:

       (5.4)

де b та h – геометричні параметри перерізую

\

Па

В результаті виконання розрахунків робимо висновок, що напруження на найбільш навантаженій ділянці прихвату не перевищує допустиме  ( ).

 

6 ВИБІР АБО  ПРОЕКТУВАННЯ БАЗОВИХ ТА ДОПОМІЖНИХ  ЕЛЕМЕНТІВ ПРИСТРОЮ

 

6.1 Вибір  базових елементів пристрою 

В якості базового елементу пристрою використовуємо спроектовану прямокутну плиту ГОСТ 12948-67. Матеріал, з якого вона виготовлена –  СЧ20. Твердість матеріалу плити  НВ 170.  Параметри та розміри плити  представлені на рисунку 1.10

 

 

Рисунок 6.1 - Геометричні параметри плити

 

Рисунок 6.3 – Схема розташування шпонок в центральному пазі плити

 

7 ВИБІР  ЗАСОБІВ ВСТАНОВЛЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ  ПОХИБКИ РОЗТАШУВАННЯ ПРИСТРОЮ  НА ВЕРСТАТІ

 

Для встановлення розробленого пристрою на стіл верстату, враховуючи паспортні дані верстату, а саме параметри його посадкових місць, використовуємо наступні елементи – шпонки (рисунок 7.1)

 

 

Рисунок 7.1 –  Геометричні параметри шпонки

 

Визначення  величини похибки розташування на верстаті в нашому випадку (свердлильна операція) проводиться по формулі 7.1:

     (7.1)

де l – довжина обробки, l=129 мм;

S – максимальний зазор з’єднання (рисунок 1.1), S=0,035 мм, параметр максимального зазору визначений як різниця верхнього граничного відхилення поля допуску розміру пазу і нижнього граничного відхилення поля допуску розміру шпонки.

l ш – відстань між крайніми точками шпонок (рисунок 7.3), l ш=510 мм.

Визначимо похибку розташування пристосування:

0,008< 30% допуска определить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПРИСТРОЮ

 

Проводимо визначення річних витрат. Для оцінки ефективності використання пристосувань необхідно насамперед визначити  величину річних витрат, які пов’язані  із застосування одного пристосування  і річних приведених витрат на комплект даної системи пристосувань.

Річні витрати РУСП на створення і експлуатацію однієї компоновки УСП при умові багаторазового збирання цієї компоновки протягом року можна визначити за формулою:

,                                         (8.1)   

  де – число оригінальних компоновок УСП, які збираються протягом року;

 – повторюваність складання  однієї і тієї самої компоновки  протягом року, яка дорівнює числу  партій деталей одного найменування, яке запускається протягом року;

, – постійні та відповідно змінні витрати, які залежать від конкретних умов виробництва.

При незмінних  розмірах випуску виробів та об’єму комплекту УСП затрати  і достатньо стабільні для кожного заводу:

                                            (8.13)   

,                                                 (8.14)   

  – ціна (або собівартість) заводського комплекту деталей УСП та організаційно-технічної оснастки;

  – коефіцієнт амортизації комплекту деталей УСП та організаційно-технічної оснастки, ;

 – річний фонд заробітної  плати конструкторської групи  УСП;

 – коефіцієнт непрямих витрат, які відносяться до конструкторської  групи;

 – погодинна тарифна ставка  слюсаря-складальника компоновок, грн.;

 – час складання, компоновки  та наладки її на робочому  місці;

 – коефіцієнт непрямих витрат, які відносяться до групи складальників  УСП.

= 0,1; =4200грн; = 0,5; =3,7грн/ч; = 30хв; =0,8; =500 комп./рік; =6;

грн./компоновку. 

9 ПРОЕКТУВАННЯ КОНТРОЛЬНОГО ПРИСТРОЮ

 

9.1 Проектування технічного завдання

 

На рисунку  2.1 зображено ескіз деталі з вказівкою вимог точності по відхиленню форми або розташування поверхонь. Необхідно проконтролювати паралельність поверхню шириною 30мм площині, відхилення від паралельності не повинно перевищувати 0,05 мм відносно бази А.

 

 
Рисунок 9.1—Ескіз деталі з вимогами точності

 

9.2 Етапи проектування пристрою

 

9.2.1 Вибір схеми контролю

 

Схему контролю заготовки виконуємо відносно вимог  по точності відхилення форми і розташування поверхонь деталі.

Виконуємо ескіз схеми контролю деталі (рисунок 3.2).

 

Рисунок 9.2 – Ескіз схеми контролю деталі

 

 

9.2.2 Розробка схеми базування деталі при виконанні контролю

 

Розроблюємо та обґрунтовуємо схему базування  деталі (рисунок 2.3). Деталь при виконанні вимірювання встановлюємо на базову поверхню, контролюємий площіну встановлюємо втулку в отвір та проводимо вимірювання за рахунок пересування індекатора по площіні та знімаємо показання.

 

Рисунок 9.3 – Схема базування вимірюваної деталі

 

9.2.3 Вибір і проектування установчих елементів пристрою

 

Вибір і  проектування установчих елементів  пристрою виконуємо відносно схем базування  та контролю, а також конструктивних параметрів деталі.

Вибір установчих елементів виконуємо відповідно до ГОСТ на стандартні деталі верстатного  оснащення. Деталь встановлюємо на призму з упором в палець які в свою чергу закріплені на плиті, позбавляючи  її 4 ступенів вільності.

 

9.2.4 Вибір контрольного приладу

 

Вибір засобів  контролю варто проводити з урахуванням  допустимої похибки контролю. Контрольний  прилад вибирають на порядок точніше, ніж вимоги визначені на робочому кресленню деталі (рисунок 3.4). Вибираємо  індикатор TESA DIGICO 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 9.1 – Основні параметри індикарора

Тип

Диапазон измерения,

мм / дюйм

Дискретность цифровой шкалы, мм / дюйм

Наибольшая погрешность, мкм

Габаритные размеры, мм

А

В

19.30101

12,5 / 0,5

0,001 / 0,00005

5

65,9

53,4


 

Рисунок 9.4 – Ескіз контрольного приладу индикатора TESA DIGICO 10

 

Магнитный штатив INTERAPID с гибкой рукой

Для зон  трудной досягаемости.

Надёжная  фиксация на любой поверхности с  помощью зажимного рычага.