1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали 2 страница

для заготовки по таблице 4.3, Rz= 300 мкм, Т= 400 мкм.

Для операций механической обработки элементы припуска:

РастачиваниеRz=140 мкм, Т=50 мкм;

Суммарные пространственные отклонения заготовки определяется по формуле:

где _к- удельная кривизна заготовок на 1 мм длины, мкм; (табл.4.8, с.71)

r = 1,36

Для операции механической обработки величина суммарных пространственных отклонений определяется по формуле:

где k_у – коэффициент уточнения формы для соответствующих видов обработки:

для растачивания =0,06; (с.73)

Тогда

r_ост=0,06× 320 = 19,2 мкм;

Погрешность установки определяется по формуле

где – погрешность базирования, мкм;

–погрешность закрепления, мкм;

Длярастачивание; = 0 мкм;

Определяем минимальный расчетный припуск по формуле:

При сверлении

В графу «Расчетный размер» для окончательной обработки заносим минимальный размер детали, указанный на чертеже – 320 мм. Для предшествующих переходов расчет размеров определяется по формуле:

Допуски по соответствующим переходам механической обработки берем из таблицы 2.9 пояснительной записки.

Предельный минимальный размер равен расчетному.

Предельный максимальный размер определяется по формуле:

,

Предельный максимальный припуск определяется по формуле:

Предельный минимальный припуск определяется по формуле:

На основании данных расчета таблицы 2.9 строим схему расположения припусков и допусков для поверхности.

Рисунок 2.2 – Схема расположения припусков и допусков для поверхности ∅160 мм

Таблица 2.10 – Табличный расчет припусков

Размер с допуском по чертежу детали	Значения промежуточных припусков
2Z1	2Z2	2Z3
1	2	3	4

2.3.2 Определение режимов резания на проектируемые операции (переходы)

Производим расчёт режимов резания аналитическим методом на, сверление отверстий в операции 030,используя методику [10]. Все данные по расчетам заносим в таблицу 2.12.

Производим сверление 6 отверстий, на станке 2К522, сверлом ∅25

Назначаем глубину резания точения:

t = 0,5*25=12,5 мм.

Назначаем подачу:

S_о= 0,22 мм/об,

и корректируем ее по паспортным данным станка:

S_ф = 0,22мм/об

Назначаем период стойкости инструмента Т = 50 мин (с.411,табл.82)

Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами резца:

V = (C_VD^q/(T^X*S^y))*K_V

где C_v– коэффициент, зависящий от материала заготовки; C_v= 9,8 (табл. 28);

D–диаметр сверла, мм; D = 28 мм;

T–период стойкости инструмента, мин; Т = 25 мин (табл.30);

S–подача при сверлении, мм/об; S=0,315 мм/об;

K_v - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактическое условие резания;

Значения коэффициента Cv, показателей степени: C_V = 9,8; y = 0,5; m = 0,1; у = 0,5; (с.407, таблица 81)

Определяем общий поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки детали по формуле:

K_V = K_nv * K_mv * K_cv

где К_mv– коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала, (с.358, табл.1)

K_nv - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,

K_nv=1,0 (с.361, таблица 5)

K_иv - коэффициент учитывающий материал инструмента, K_иv=1,0 (с.361,таблица 6)

Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала определяется по формуле:

K_mv= K_r (750/σ_в)ⁿ

где K_r - коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости; K_r = 1 (таблица 2)

K_mv= 1 (750/470)^0.9 = 0.66

K_v= 0,66*1,0*1,0 = 0,66

V = (9.8*25^0.4/(50^0,2 0.22^0,5)) 0.66=22.52 м/мин

Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую найденной скорости:

n = (1000 V)/(π D)

n = (1000 22.52)/(3,14 25) = 286 об/мин

Корректируем полученную частоту по условиям обработки и получаем n = 320 об/мин

Определяем действительную скорость резания

V_д = π D n/1000

V_д =3,14 25 286/ 1000 = 22.52 м/мин.

Определяем крутящий момент по формуле:

Mkp = 10 * Cm * D^q * s^y * Kp

где D– диаметр сверла, мм; D = 28 мм;

S–подача инструмента при сверлении, мм/об; S = 0,315 мм/об;

q, y– показатели степени.

Значение коэффициентов C_м и показателей степеней выбираем из табл. 32.

Po = 10 * Cp * D^q* s^y* Kp

Значения коэффициента C_p, показателей степени: C_p = 0.0345; y = 0,8;q = 2 (с.412, таблица 83)

Kp = Kmp

Mkp = 10 * 0.0345 * 25² * 0.22^0.8 * 0.7 = 44.9

Po = 10 * 68 * 25 * 0.22^0.7 * 0.7 = 4123.3

Проверяем правильность расчетов по мощности.

Для этого определяем мощность необходимую на резание:

Ne = Mkp * n / 9750

Ne = 0.92

Определяем мощность на шпинделе станка:

Nрез = Nдв * КПД

h - КПД станка, h = 0,75

0,93≤ 1,2 кВт

Условие обработки выполнено.

На 020 «Вертикально-фрезерную» операцию на фрезерование поверхности под размер в 180мм рассчитываем режимы резания табличным методом используя методику [3].

Рассчитываем длину рабочего хода:

L_р.х. = L_рез + y + L_доп.

где L_рез.– длина резания, мм;L_рез. = 26 мм

y–длина подвода, врезания и перебега, мм; у = 7 (см. пр. 3, стр. 303)

L_доп– дополнительная длина связанная с геометрическими особенностями детали, мм

L_р.х = 26 + 7 = 33 мм

Назначаем подачу на оборот шпинделя станка S_О, мм/об; S_О =0,2 мм/об (карта С2)

Корректируем полученное значение по паспортным данным станка S_Ф=0,2 мм/об

Определяем стойкости инструмента по нормативам:

Т = 170

Определяем скорость резания V в м/мин:

V =V_табл = 33

где V_табл. – табличная скорость резания, м/мин; V_T= 24 м/мин (карта С4 стр. 115);

Определяем nфактическое по паспорту станка: n_факт = 160

Определяем действительную скорость резанья:

Рассчитываем основное время по формуле:

Выбираем подачу на зуб фрезы:

Проверим расчеты на правильность:

Таблица 2.11 – Сводная таблица режимов резания

№	Содержание перехода	D, В	t	Lpx	i	Подача	n	V	To	Tmв
So	Sm
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
015	Расточит отверстие ∅160 Расточить сферу, выд. размер oR85H12(^+0.35)	160 170	5 5	10 10	2 1		0,3 0,3	315 315	158,3 168,1	0,2 0,1
020	Фрезеровать поверхность выд. размер 180±0,8	125	5	205	14	125		160	62,8	0,14

Продолжение таблицы 2.11

025	Фрезеровать паз выд. размер 52,5^+0,74 Фрезеровать паз выд. размер 105^+0,87	52,5 105	3 3	30 30	1 1 1	125 125		160 160	62,8 62,8	0,0015 0,0015
030	Сверлить последовательно 6 отверстий, выд. размеры: ∅260±0,4; 30°±30’; 30°±30’напроход	25	12,5	40	6	0,22		200	15,7	5,45

2.3.3 Нормирование проектируемой операции

Определяем штучное время на операцию - 020 Вертикально-фрезерная, используя методику [9] по формуле:

где Т_О– основное время, связанное с обработкой; То=2,272 мин;

Т_В– вспомогательное время;

а_обсл– время на обслуживание рабочего места; а_обсл = 4% (карта 28)

а_отл– время на отдых и личные потребности; а_отл = 4% (карта 88)

q–количество одновременно обрабатываемых деталей, q=1 шт.

Определяем вспомогательное время:

где t_уст– время связанное с установкой и снятием детали, мин;

t_уст = 0,12 (карта 2)

t_пер– время связанное с переходом, мин; t_пер = 0,5+0,1+0,18+0,02=0,8 (карта 27)

t_изм– время связанное измерением поверхности, мин; t_изм=0,16+0,08+0,13=0,37 (карта 86)

Определяем подготовительно-заключительное время:

Т_ПЗ = Т_{ПЗ 1} + Т_{ПЗ 2} + Т_{ПЗ 3},

где Т_{ПЗ 1}– время на наладку станка, инструмента и приспособления, мин; Т_{ПЗ 1} = 14 мин (карта 28)

Т_{ПЗ 2}– время на дополнительные приёмы, мин;

Т_{ПЗ 3}– время на получение инструмента и приспособления до начала работы и сдача их после окончания, мин; Т_{ПЗ 3} = от 7 до 10 мин (карта 19)

Т_ПЗ =14+0+7 = 21 мин;

Определяем штучно-калькуляционное время на операцию:

где n– количество деталей в партии, шт; n=50 штук.

Тогда:

Тогда штучно калькуляционное время будет равняться:

Данные по нормам времени на операции обработки заносим в сводную таблицу 2.12.

Таблица 2.12 - Сводная таблица норм времени

№ и наименование операции	То или Тца, мин	Тв, мин	aобс, %	aотл, %	Tшт, мин	Tпз, мин	n, шт	Тшт-к
tус	tп	tвоп	tизм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
015 Токарная с ЧПУ	0,3	1,2	1,0	1,0	3	4	5,5	19,75	50	5,9
020 Вертикально фрезерная	0,14	0,3	0,2	0,5	0,05	4	4	1,3	21	50	1,72
025 Консольно фрезерная	0,003	0,3	0,2	0,5	0,05	4	4	1,14	21	50	1,56
030 Радиально сверлильная	5,45	0,1	0,2	0,5	0,19	4	4	6,95	21	50

3 Конструкторский раздел

3.1 Расчет приспособления для установки заготовки

3.1.1 Описание назначения, устройства и принципа работы проектируемого приспособления

Приспособление Кондуктор предназначено для сверления отверстия на операции 030 на станке 2К522.

Накладной кондуктор предназначен для обработки 6 отверстий на радиально сверлильном станке 2К552.

В кондукторную плиту 1 вмонтировано 6 кондукторных втулок 3 предназначенных для ориентации инструмента при резании. Установочный элемент приспособления бобышка 2, которая закрепляется к кондукторной плите четырьмя болтами 4.Фиксация приспособления детали осуществляется при помощи пневмо-цилиндра, шток которого проходит сквозь отверстие в плите.

Рисунок 3.1 – Приспособление

3.1.2 Расчет приспособления на точность

Для определения допуска выполняемого размера анализируется размеры обрабатываемой поверхности. С целью выявления тех элементов поверхностей, точность которых не обеспечивается инструментом, а зависит от приспособления.

Определяем погрешность изготовления приспособления:

,

где Т– допуск выполняемого размера, мм; Т = 0,52 мм;

_б– погрешность базирования, мм; _б=0,46 мм;

_У– погрешность установки приспособления на станке, мм; _У=0,1 мм;

_з– погрешность закрепления, мм; _з = 0,16 мм (стр. 165, табл.76);

_и– погрешность положения детали из-за износа установочных элементов приспособления, мм;

_пи– погрешность от перекоса(смещения) инструмента, мм;

К_Т = 1…1,2 – коэффициент учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения;

К_Т1 = 0,8…0,85 – коэффициент учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроечных станках;

К_Т2= 0,6…0,8 – коэффициент учитывающий долю погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления;

- экономическая точность обработки, мм; = 0,1 мм

Рисунок 3.2 – Схема базирования

Определяем погрешность положения детали, из-за износа установочных элементов приспособления по формуле:

_и = U₀•k₁ •k₂ •k₃ •k₄*(N/N_о),

где U₀– средний износ установочных элементов, мм; U₀ = 10 мкм (стр. 175, табл. 81);

k₁– коэффициент учитывающий влияние материала заготовки; k₁ = 0,97 (стр. 186, табл. 82);

k₂ – коэффициент учитывающий влияние оборудования;

k₂ = 1 (стр. 186, табл. 82);

k₃ – коэффициент учитывающий влияние условий обработки;

k₃ = 0,94 (стр. 186, табл. 82);

K₄ – коэффициент учитывающий влияние числа установок; K₄ = 2,8 (стр. 186, табл. 82).

_и = 65х0,97х1х0,94х1 = 100 мкм,

Определяем погрешность от перекоса (смещения) инструмента:

_пи = 0,5s + s(l₁+m)/l,

где s– зазор между кондукторной втулкой и сверлом;

l₁ – глубина сверления;

m–расстояние между втулкой и деталью;

l - длина кондукторной втулки.

s = D_max - D_min = 28,053 – 27,948 = 0,105 мм

_пи = 0,5х0,105 + 0,105х(30+5)/22 = 0,21 мм.

Определяем погрешность изготовления приспособления:

_пр.≤ 0,52 -1 √(0,8•0,46) ²+0,16²+0,1 ²+0,0025²+0,21²+0,35²х(0,6*0,13) ² = 0,04 мм.

Таким образом, приспособление обеспечит необходимую точность.

3.1.3 Расчет усилия зажима заготовки в приспособлении

Рисунок 3.3 - Схема действия сил на заготовку во время обработки

Усилие зажима определяется по формуле:

W = K•М/f*d,

где К– коэффициент запаса;

P_з – сила закрепления, Н;

f_оп,f_эм – коэффициенты трения в местах контакта заготовки с опорами; f_оп=f_эм= 0,25 (табл. 96

Коэффициент запаса К, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку, вводят при вычислении силы W для обеспечения надежного закрепления:

К = К₀•К₁ •К₂ •К₃ •К₄ •К₅ •К₆ ,

где К₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса; (стр. 382);

К₁ - учитывает увеличение силы резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок,при черновой обработке; К₁ = 1 (стр. 382);

К₂ – учитывает увеличение сил резания вследствии затупления режущего инструмента; принимаю при фрезеровании с осевой силой К₂ = 1 (стр. 382, табл. 2);

К₃– учитывает увеличение силы резания при прерывистом резании; если резание не является прерывистым, то К₃ = 1,2 (стр.383);

К₄– характеризует постоянство силы, развиваемой ЗМ; для ЗМ с немеханизированным приводом К₄ = 1,3 (стр. 383);

К₅– характеризует эргономику немеханизированного ЗМ; при удобном расположении рукоятки и малом угле ее поворота К₅ = 1 (стр. 383);

К₆– учитывают только при наличии моментов стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью; при установке заготовки плоской поверхностью на призмы расположение точек контакта непостоянное и К₆ = 1 (стр. 384).

Определяем коэффициент запаса исходя из выбранных его составляющих:

К = 1,5•1•1,1•1•1,3•1,2•1 = 3,861

Принимаем К = 3,9.

W = 3,9*44.9/0.25*0.088 = 7900 Н.

Т.к. составляющие силы резания меньше, чем усилие зажима, следовательно заготовка в приспособлении будет надежно закреплена.

3.1.4 Расчет основных параметров зажимного механизма

Сила закрепления W= 7900Н; затяжка контролируемая; вмятины на поверхности заготовки не допускаются; нагрузка на пневматический цилиндр силовая.

Следуя справочной литературе находим диаметр пневмо-цилиндра, по формуле:

Дата добавления: 2015-11-05