Опис і аналіз методів обробки подібних деталей

2.5. Расчёт припусков аналитически

Припуск – обьём металла, который удаляется с заготовки для получения заданных особенностей готового изделия.
Припуски делятся на общие и операционные.
Общим припуском на обработку называется обьём металла который срезается в процессе резания с заготовки для получения размеров и качества поверхностей изделия, заданных робочим чертежом и техническими условиями. Общий припуск определяется как разница между размерами заготовки и готового изделия.
Операционным припуском на обработку называется обьём металла, который снимается в процессе оработки заготовки на данной операции.
Значение припуска определяется методом дифференцированного расчёта по элементам, составляющим припуск.
Минимальный припуск на обработку поверхности расчитывается по формуле 2Z_min [(R_z+h)_i-1+ ] [3] стр. 175

Черновое точение по 14 квалитету( -0.620)
R_z=160 мКм; h=250мКм [3]; стр.180;табл 1
=1.5 206=309 мКм [3]; стр.180;табл 4
_i= =418 мКм [3]; стр.42;табл 13

радиальное смещение 400 мКм
осевое смещение 120 мКм

2Z_{min чис.точ.}=2[(160+250)+ ]=1.860мм
Чистовое по 12 квалитету (-0.250)

R₂=125мКм; h=120 мКм
_i= =418 мКм [3]; стр.42;табл 13

2Z_{min чис.точ.}=2(125+120+418)=1.326мм
Чистовое шлифование по 9 квалитету(-0.062)

R₂=63мКм; h=60 мКм [3]; стр.181;табл 5
_i=70 мКм [3]; стр.43;табл 14

2Z_{min чис.шлиф.}=2(63+60+70)=0.386мм
Чистовое шлифование по 7 квалитету

R_z=10мКм; h=20мКм
_i=70 мКм [3]; стр.43;табл 14

2Z_min чис.шлиф_.=2(10+20+70)=0.200мм

Определение максимальных припусков

2Z_max=2Z_min+TD_i-1-TD_i [3]; стр.176
где, TD_i-1 – допуск размера на предшествующем переходе, мм
TD_i – допуск размера на выполняемом переходе, мм
2Z_maxчер. точ.=1.860+1.1-0.620=2.340мм
2Z_maxчис. точ.=1.326+0.620-0.250=1.696мм
2Z_maxчер. шлиф.=0.386+0.250-0.062=0.574мм
2Z_maxчис. шлиф.=0.200+0.062-0.025=0.237мм

Расчёт припусков для обработки 48Е9( )
Черновое фрезерование по 14 квалитету (+0.520)
Чистовое фрезерование по 12 квалитету (+0.250)

R_z=100мКм; h=100мКм [3]; стр.185;табл 10
=2 70=140мКм [3]; стр.183;табл. 8
_i= =58мКм [3]; стр.42;табл 13

радиальное смещение 50 мКм
осевое смещение 30 мКм

2Z_min чис.шлиф_.=2 [(100+100)+ ]=0.704мм
Шлифование по 9 квалитету
R₂=50 мКм; h= 50мКм [3]; стр.185;табл 10
_i= [3]; стр.42;табл 13

2Z_minшлиф.=2(50+50+58)=0.316

Определение максимальных припусков

2Z_maxчис. фр.=0.704+0.520-0.250=0.974
2Z_maxшлиф.=0.316+0.250-0.062=0.504 мм

Схема расположения полей допусков и припусков

Выбор остальных припусков по таблицам [3];стр.184-195;табл. 27-37
L_д=300мм; h_фр=3мм
L_g=203мм; h_фр=3мм; h_тач=2мм
Д_д=144мм; h_фр=3мм

2.6 Выбор технологического оборудования, приспособлений, режущего, вспомогательного и материального инструмента.

Технологическое оборудование выбирается из каталога металлорежущего оборудования с учётом методов обработки, габаритов изделия, необходимой мощности главного электропривода и регламентированной точности изготовления. Станочные приспособления должны обеспечивать: надёжность закрепления детали, точность обработки её. Приспособления должны быть унифицированы, а при разработке специальных приспособлений использовать унифицированные детали и сборочные единицы. Специальные приспособления должны учитывать следующие требования: габаритные размеры обрабатываемой детали; виды и параметры заготовки; характеристику материала детали; точность параметров поверхностей детали, что влияет на конструкцию приспособления; технологические схемы базирования и закрепление детали; обьём производства деталей. Вспомогательный инструмент должен обеспечивать надёжность закрепление режущего инструмента в станке и быть гостированным. Режущий инструмент определяется методом обработки поверхностей детали, а режимы резания, марка обрабатываемого материала и условия протекания процесса обработки определяют материал режущей части инструмента. С учётом габаритов детали и типа станка выбираются стандартные размеры инструмента. Мерительные инструменты и контрольные приспособления выбираются в зависимости от формы и габаритов детали, точности поверхности и типа производства и должны соответствовать заданным техническим условиям и давать в полной мере проверку всех размеров и требований предьявленых к детали.

где, С =46.7; м=0.33; х=0.5; у=0.5; g=0.45; u=0.1; р=0.1 показателем степени и значение коэффициентов [4];стр.287; табл.39
Т=80 мин – стойкость инструмента [4];стр.290; табл.40.
К =К_мК_uК_п=1.151.01.0=1.15 – общий
поправочный коэффициент [4];стр.282;
К_м=К=( )ⁿ=1.0( )^0.9=1.15 – коэффициент учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала [4];стр.261;табл. 1

К=1.0; К=0.9 – показатель степени [4];стр.262;табл. 2
К_u=1.0 – коэффициент учитывающий влияние инструментально материала [4];стр.263;табл.
К_п=1.0 – коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки [4];стр.263;табл. 5

V=

Определяем частоты вращения шпинделя

n = = = 725 мин^-1
принимаем n_ст=630 мин^-1

Определяем фактическую скорость резания
_ф= = = 31.7 м/мин

Определяем силу резания
Р_z= _p [4];стр.282;

где, С_р= 68.2; х=0.86; у= 0.72; u=1.0; q=0.86; w=0 – коэффициент и показатели степени [4];стр.291;табл.41

14стр.
N_расч=N_т 9.2 1 = 7.76 кВт

Мощность резания на шпинделе станка
N_шп=N_дв=110.75=8.25 кВт
где, N_дв=11кВт – мощность двигателя
=0.75 – кпд станка
N_шп> N_расч, кВт
8.25 > 7.76 – резание возможно

Второй переход
Точить начисто поверхности 3;4;5;6;7;8;9
Глубина резания t₁=6.25мм;t₂=0.75;t₃=1.1мм;t₄=0.5; t₅=2; t₆=0.5;t₇=0.5мм
Подача _т= 0.43 мм/об [8];стр.40;к4
поправочные коэффициенты на подачу [8];стр.48;к8
=1.00; =0.9; =1.00; =1.15; =0.9
K=1.00.91.01.150.9=0.93
окончательная подача
S=S_тK_s=0.430.93=0.4 мм/об [8];стр.81;к22
Табличная скорость резания
_т= 229 м/мин
поправочные коэффициенты на скорость резания
=0.8; =1.00; =1.00; =1.00; =1.00; =1.00; =1.00; =1.00
окончательная скорость резания
= _т =
=2290.81.01.01.01.01.01.01.0=1832 м/мин
Частота вращения шпинделя
n= = = 388 мин^-1
принимаем по паспорту станка n_cт=315 мин^-1

Фактическая скорость резания
_ф= = = 148.6 м/мин

Минутная подача
S_м=S n_ст= 0.4315=126 мм/мин

Сводим все полученные данные в таблицу

Время автоматической работы станка по программе

Определение норм времени

Время автоматической работы станка по программе
Т_а=Т_о+Т_м=6,67+0,82=7,49 мин
Норма штучного времени
Т_шт=(Т_а+Т_в)(1+ )=(7,49+0,91)(1+ )=9,07 мин
где, Т_в=Т_вуст+Т_воп+Т_виз=0,28+0,5+0,13=0,91 мин – вспомогательное время операции

Т_вуст = 0,28 мин – время установки и снятия детали [8];стр.59;к7
Т_воп = 0,32+0,15+0,03=0,5 мин – время связанное с операцией [8];стр.79;к7
Т_виз=0,13мин – время связанное с измерением детали [8];стр.82;к15

Время на организацию и техническое обслуживание рабочего места, отдых и собственные нужды составляет 8% от оперативного времени.
Подготовительно – заключительное время состоит из:
а)получения наряда, программоносителя, инструмента и сдача его после окончания работы – 4+9= 13мин [8];стр.96;к21
б)ознакомление с техдокументацией – 2 мин [8];стр.96;к21
в)инструктаж мастера – 2 мин
г)установки 2 резцов – 2 0.8=1.6
д)установки выходных координат – 6 мин
е)введение программы в память системы ЧПУ – 1,2 мин
Т_п.з=13+2+2+1,6+6+1,2=25,8 мин

Штучно – калькуляционное время

Т_шт.к=Т_шт+ = 9.07+ =9.16 мин

где, =300 шт – партия деталей

Табличные значения режимов резания

Определение норм времени на операции
Операция № 070
Определение основного времени операции

Т_о= i =
где, L =l +l₁+ l₂=83+10+2 = 95 мм – длина обработки
l=83 мм – длина резания
l₁=10 мм – величина резания; l₂=2 перебега инструмента
n_cт=630 мин^-1 – частота вращения по паспорту станка
S_cт=0,2 – подача по паспорту станка
і=1 число проходов

Определение вспомогательного времени операции
Т_в=Т_уст+Т_пер+Т_изм= 0,2+0,18+0,09=0,47 мин
где, Т_уст =0,2 мин – время связанное с
установкой и снятием детали [6];стр.48;карта 16
Т_пер0,18 – время связанное с переходом [6];стр.177;карта 87
Т_изм=0,09 мин – время связанное с измерением детали [6];стр.177;к 87

Определение оперативного времени операции

Т_оп=Т_о+Т_в=0,754+0,47=1,22 мин
Определение времени на обслуживание рабочего места

Т_обс=Т_оп0,035=1,220,035=0,043 мин – оно составляет 3,5%
от оперативного времени [6];стр.110;карта 34

Определение времени на отдых

Т_отд = Т_оп 0,04=1,220,04=0,05 мин – оно составляет 4%
от оперативного времени [6];стр.203;карта 89

Определение штучного времени операции
Т_шт=Т_оп+Т_обс+Т_отд=1,22+0,043+0,05=1,31мин

Определение подготовительно – заключительного времени операции
Т_пз=18+7=25мин [6];стр.111;карта 34

Определение штучно – калькуляционного времени операции
Т_шт.к.=Т_шт+ =1.31+ =1.39 мин
где, n= 300 шт – количество штук деталей в партии

Операция №015
Т_о=0,76 мин
Т_в=0,46+0,65+0,08=1,19 мин
Т_оп=0,76+1,19=1,95 мин
Т_обс=1,950,035=0,07 мин
Т_отд=1,950,04=0,08 мин
Т_шт=1,95+0,07+0,08=2,1 мин
Т_п.з=10+5=15 мин
Т_шт.к=2,1+ =2,15 мин
Операция №025

Т_а=0,76 мин
Т_в= 0,28+0,5+0,13=0,91 мин
Т_оп= 0,76+0,91=1,67 мин
Т_обс= 1,670,04=0,07 мин
Т_отд= 1,670,04=0,07 мин
Т_шт= 1,67+0,07+0,07=1,81 мин
Т_п.з= 26,6 мин
Т_шт.к=1,81+ =1,9 мин

Операция №030

Т_о= 1,6мин
Т_в=0,41+0,3+0,0410+0,07=1,18 мин
Т_оп=1,6+1,18=2,78 мин
Т_обс=2,780,035=0,1 мин
Т_отд=2,780,04=0,11 мин
Т_шт=2,78+0,1+0,11=2,99 мин
Т_п.з=11+7=18 мин
Т_шт.к=2,99+ =3,05мин

Операция№035

Т_о=0,96 мин
Т_в=0,41+0,3+0,046+0,07=1,02 мин
Т_оп=0,96+1,02=1,98 мин
Т_обс=1,980,035=0,07 мин
Т_отд=1,980,04=0,08 мин
Т_шт=1,98+0,07+0,08=2,13 мин
Т_п.з=11+7=18 мин
Т_шт.к= 2,13+ =2,19 мин

Операция №040

Т_о=0,48 мин
Т_в=0,41+0,3+0,043+0,07=1,02 мин
Т_оп=0,48+1,02=1,5 мин
Т_обс=1,50,035=0,05 мин
Т_отд=1,50,04=0,06 мин
Т_шт=1,5+0,05+0,06=1,61 мин
Т_п.з=11+7=18 мин
Т_шт.к=1,61+ =1,67 мин

Операция №45

Т_о=0,96 мин
Т_в=0,41+0,3+0,046+0,07=1,02 мин
Т_оп=0,96+1,02=1,98 мин
Т_обс=1,980,035=0,07 мин
Т_отд=1,980,04=0,08 мин
Т_шт=1,98+0,07+0,08=2,13 мин
Т_п.з=11+7=18 мин
Т_шт.к=2,13+ =2,19 мин

Операция №50

Т_о=1,12 мин
Т_в=0,41+0,3+0,047+0,26=1,25 мин
Т_оп=1,12+1,25=2,37 мин
Т_обс=2,370,035=0,08 мин
Т_отд=2,370,04=0,09 мин
Т_шт=2,37+0,08+0,09=2,54 мин
Т_п.з=11+7=18 мин
Т_шт.к=2,54+ =2,6 мин

Операция № 55

Т_о=1,0 мин
Т_в=0,23+0,25+0,07=0,55 мин
Т_оп=1,0+0,55=1,55 мин
Т_обс=1,550,035=0,05 мин
Т_отд=1,50,04=0,06 мин
Т_шт=1,55+0,05+0,06=1,66 мин
Т_п.з=23+7=30 мин
Т_шт.к=1,66+ =1,76 мин

Операция №60

Т_о=0,33 мин
Т_в=0,32+0,18+0,07=0,57 мин
Т_оп=0,33+0,57=0,9 мин
Т_обс=0,90,035=0,03 мин
Т_отд=0,90,04=0,04 мин
Т_шт=0,9+0,03+0,04=0,97 мин
Т_п.з=11+7=18 мин
Т_шт.к=0,97+ =1,03 мин

Операция №65

Т_о=0,39 мин
Т_в=0,39+0,18+0,07=0,57 мин
Т_оп=0,39+0,57=0,96 мин
Т_обс=0,96-0,035=0,03 мин
Т_отд=0,960,04=0,04 мин
Т_шт=0,96+0,03+0,04=1,03 мин
Т_п.з=11+7=18 мин
Т_шт.к=1,03+ =1,09 мин

Операция №75

Операция №75

Т_о=0,28 мин
Т_в=0,38+0,39+0,06=0,83 мин
Т_оп=0,28+0,83=1,11 мин
Т_обс=1,110,09=0,1 мин
Т_отд=1,110,04=0,04 мин
Т_шт=1,11+0,1+0,04=1,25 мин
Т_п.з=1,+1,0+7,0=18 мин
Т_шт.к=1,25+ =1,31 мин

Операция №085

Т_о=0,4 мин
Т_в=0,38+0,85+0,1=1,33 мин
Т_оп=0,4+1,33=1,73 мин
Т_обс=1,730,09=0,16 мин
Т_отд=1,730,04=0,07 мин
Т_шт=1,73+0,16+0,07=1,96 мин
Т_п.з=10+1,0+7,0=18 мин
Т_шт.к=1,96+ =2,02 мин

Операция №090

Т_о=1,1 мин
Т_в=0,41+0,12+0,12=0,65 мин
Т_оп=1,1+0,65=1,75 мин
Т_обс=1,750,035=0,06 мин
Т_отд=1,750,04=0,07 мин
Т_шт=1,75+0,06+0,07=1,88 мин
Т_п.з=7+2,5+7,0=16,5 мин
Т_шт.к=1,88+ =1,94 мин

Литература

[1] И.С Добрыднев ,,Курсовое проектирование по предмету ,,Технология машиностроения”.Москва ,,Машиностроение ”.1985г.

[2] Ю.Е. Седов и А.М. Адаскин ,,Справочник молодого термиста”.Москва ,,Высшая школа” 1986г.

[3] А.Г. Косилова и Р.К. Мещеряков ,,Справочник технолога – машиностроителя ”т.1. Москва ,,Машиностроение ”.1986г.

[4] А.Г. Косилова и Р.К. Мещеряков ,,Справочник технолога – машиностроителя ”т.2. Москва ,,Машиностроение ”.1986г.

[5] Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках 4.1. Москва ,,Машиностроение ”.1974 г.

[6]Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени для станочных работ. Серийное производство.
Москва ,,Машиностроение ”1975 г.

[7] А.Н. Малов ,,Справочник технолога – машиностроителя”.т.1. Москва ,,Машиностроение ”.1973г

[8] Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для работ на многоцелевых станках ЧПУ часть II. Экономика 1990г.

[9] Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования. Шлифовальные станки. Москва. ,,Машиностроение ”.1975г.

[10] Станочные приспособления. Справочник в 2-х томах под. ред. Вардашкина Б.Н. и Шаталова А.А, Москва ,,Машиностроение” 1984 г.

3.1.1 Описание приспособления .
Чертёж приспособления разработан для операции 070 – фрезерование паза 16мм на вертикально – фрезерном станке мод. 6Р13 в детали ,, штанга регулятора”.
Приспособление состоит из плиты (поз.8) слева которой крепится корпус (поз 7) в отверстии которого установлен фланец (поз.16). К торцу фланца крепится 3 – х. кулачковый патрон паза, а на хвостовике, с помощью полуколец (поз 6) крепится пневмокамера (поз 1.). Пневмокамера с патроном соединена тягой (поз.17).
Справа на плите крепится корпус (поз. 11) в отверстии которого крепится стакан (поз.13) по которому перемещается пиноль (поз.14) при помощи винта (поз. 12) и маховика (поз. 3). В отверстии пиноли установлен центр сферической формы (поз.15).
Соосность центра и оси патрона производится с помощью компенсатора (поз.9) установленного под корпусом (поз.11).
Загрузка заготовок производится при отведённом положении центра в крайнее правое положение.
Хвостовик заготовки упирается в ступень кулачков, а ориентация осуществляется за счёт опоры (поз.18) установленной в отверстии стойки (поз.22). Опора пружинит за счёт пружины (поз.20) а от поворота опору удерживает винт (поз.21).
С помощью маховика в отверстии заготовки вводится центр, а поворотом рукоятки крана (поз.4) подаётся давление в штоковую полость пневмокамеры, осуществляется зажим заготовки.
Опору можно зафиксировать с помощью винта (поз.35) и рукоятки (поз.40) тем самым сняв давление на заготовку при обработке.
Установка приспособления на плоскости стола станка производится с помощью шпонок (поз.10) установленных на нижней плоскости плиты, крепление плиты производится через пазы.

3.1.2 Расчёт сил закрепления и погрешности установки заготовки.
Из предыдущих расчётов имеем P_z=4382H и M=35H.m

Составляем схему

Рис. Схема расчётная
При симметричном фрезеровании

По табл. 42 стр. 292 [3] =0.3... 0.4
отсюда P_n=(0.3 )P_z;
P_n=0,44382=1753 Н
Р_з= +
где, К – коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, определяются по формуле :
К=К₀К₁К₂К₃К₄К₅К₆
К₀ – гарантированный коэффициент запаса надёжности закрепления, К₀=1,5;
К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания в следствие затупления режущего инструмента (табл.5.2);К₂=1,2;
К₃ – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, К₃=1,2;
К₄ – 1,0 – для пневматических и гидравлических зажимов;
К₅ – коэффициент характеризует эргономику; К₅=1;
К₆ – коэффициент учитывается только при наличии крутящего момента, стремящегося повернуть заготовку); К₆=1,0.
К=1,51,21,21,2111=2,592
Принимаем К=2,6
D=34,5мм – диаметр хвостовика заготовки установленной в патроне
f=0.5 коэф. трения.
Р₂=Р_n=1753H
P₃= + =6555.5H

Выбираем пневмо камеру 200мм которая при давлении в системе р=0.4 мПа имеет в исходном положении Р₃=8820Н, а при ходе ровном 0.07D – 6665Н

Погрешность установки.
Под установкой заготовок понимается процесс базирования и закрепления заготовок в приспособлении для её обработки.
При установки заготовки в приспособлении возникает погрешность установки.
Под погрешностью установки понимается отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке от требуемого.
Погрешность установки определяется по формуле
_у=_б+_з+_пр
где: _б – погрешность базирования
_з – погрешность закрепления
_пр – погрешность приспособления
Формула представляет собой векторное выражение, которое значит, что отдельные составляющие (погрешность базирования закрепления и приспособления) могут как увеличивать погрешность установки, так и уменьшать её. Это зависит от знака этих погрешностей, значение погрешности установки в таком случае определяется по формуле
_у=

т.к у нас заготовки крепятся в 3-х кулачковом патроне то погрешность установки выбираем по таблице 2 стр. 520 т.1 [10]
_у=30мКм
Так как заготовка поджимается центром то _у уменьшается на 20 – 30 % по сравнению с указанной величиной, а в патронах с пневмоприводом эта величина снижается ещё на 20 – 40 % т.е _у 10 20мкт

3.1.3 Описание инструментальной наладки
Чертёж наладки разработан для операции 070 – фрезерование паза h=16мм. На вертикально – фрезерном станке мод.6Р13.
Приспособление устанавливается и крепится на плоскости стола. Установка осуществляется по центральному пазу стола с помощью шпонок.
В шпинделе станка устанавливается патрон с цинковой втулкой поз.2, в которой крепится концевая фреза с цилиндрическим концом (поз.1).
На чертёже указаны размеры врезания, перебега и рабочей подачи осуществляемой поперечным перемещением стола. В верхней таблице даны режимы резания, а в спецификации указаны режущий, дополнительный и измерительный инструменты, стандартные изделия и приспособление.

3.2 Описание и анализ точности контрольного приспособления.

Контрольное приспособление разработано для проверки радиального биения (хвостовика) относительно базовой оси детали.
Приспособление состоит из плиты (поз.6) по краям которой крепятся корпуса (поз.4 и 7).
Слева в корпусе крепятся центр сферический (поз.3).В правом корпусе устанавливается подвижный центр (поз.9) подпружиненный пружинкой (поз.11) упирающейся в колпак (поз.1). Центр отводится из зоны загрузки с помощью кольца (поз.17) закреплённого на рычаге (поз.8). Край рычага крепится осью (поз. 18) к планке (поз.15) закреплённой на торце плиты. На втором краю рычага установлена рукоятка с (поз.11) с шариковой ручкой (поз.34).
На верхней плоскости плиты установлены стойки (поз.5) в отверстиях которой установлена скалка (поз.16)с державкой (поз.13) поджимаемой пластиной (поз.14). В отверстие державки вставляется индикатор (поз.36) измерительная головка которая устанавливается на измеряемой поверхности с натягом 0,2…0,3мкм, после этого он крепится винтом (поз.12). Провернув деталь на 360 мы получим величину биения относительно оси. Отводим индикатор из зоны загрузки и с помощью рукоятки убираем подвижный центр, тем самым освобождая деталь.
Анализ точности контрольного приспособления рассчитываем по формуле
_изм=1,2 = ²=5,16мкм.

где: ₁=3,5 мкм – погрешность индикатора
₂=2 мкм – погрешность выставления оси корпусов и центров
₃=1,5 мкм – погрешность выставления державки
Составляющая ошибки измерения не должна превышать ±13% погрешности по чертежу (0,02)
_доп=0,26 r_o=5.2 мкм
Отсюда _доп=5,2 мкм _изм=5,16мкм