Описание конструкции и служебного назначения детали 007.1045.004. Определение межоперационных припусков и операционных размеров

операции 070 операции деталь устанавливается на оправку по поверхности 11 с упором в торец 1 .

 2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования.

Номер операции	Код модель и наименование станка	Цена станка	Паспортные данные
			Габаритные размеры	Мощность привода,кВт	Ряд частот, мин-1	Ряд подач, мм/об
010	Токарный с ЧПУ 16ГС25Ф3С2ТМП	90668287	37001770 1700	10	12,5-2000	0,01-2,8 0,005-1,4
020	381111 Токарный с ЧПУ 16А20Ф3	96337070	37001770 1700	10	12,5-2000	0,01-2,8 0,005-1,4
030	13121402 Горизонтально-фрезерный 6Т83Г	19236240	2815 1900 1750	4	50-1500	0.1-1.6
040	Вертикально- фрезерный 6Т12	17599152	1256х1562х  1205	4	25-1600	0.2 -2
050	13114388 Горизонтально- фрезерный 6Т83Г	19236240	49752337 2180	4	50-1500	0.1-1.6
060	Внутришлифовальный 3А227П	31854125	2846х1965х 1963	7,5	Изделия 50-5000 б/с Шлиф круга 1590	Продольная max 9,999 мм/диаметр Поперечая 0,01-9,99
070	Шлифовальный с ЧПУ 3М152ВФ2	34598456	54252486х 2463	7,5	Изделия 50-5000 б/с Шлиф круга 1590	Продольная max 9,999 мм/диаметр Поперечая 0,01-9,99

Таблица 2.5 – Выбор технологической оснастки

Номер операции	Приспособления		Режущий инструмент		Вспомогательный инструмент		Измерительный инструмент
	Наименование	Код	Наименование	Код	Наименование	Код	Наименование	Код
1	2	3	4	5	6	7	8	9
010	Патрон 3-х кулачковый	396111	Сверло Резец Метчик	23010046 21020307 262016173	Резцедержка	392800	Штангенциркуль	393311
020	Патрон 3-х кулачковый	396111	Резец Резец Резец	21020307 21400006 21283118	Резцедержка	392800	Штангенциркуль	393311
030	Приспособление фрезерное	396100	Фреза дисковая трехсторонняя	392800	Оправка	393191	Штангенциркуль	393140
040	Приспособление фрезерное	396100	Фреза дисковая трехсторонняя	392800	Оправка	393191	Штангенциркуль	393311
050	Приспособление фрезерное	396100	Фреза дисковая трехсторонняя	392800	Оправка	393191	Штангенциркуль
070	Оправка разжимная самоцентрирующаяся	396132	Шлифовальный круг	397731	Оправка	392800	Калибр-пробка	393120 393311

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

        Размеров

Расчёт аналитическим методам припусков на поверхность

Таблица 2.9 – Определение последовательности обработки детали.

Последовательность механической обработки Ø75h6(-0.019)	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки,Eу мм
	Квалитет с допуском	Шераховато-сть, Rа, мкм
1	2	3	4	5
Прокат	-	Rz200		-
Черновое точение	12(0,35)	12,5	По предварительно обработанной поверхности 6 в самоцентрирующийся трехкулачковый патрон	EБ  = 0 EЗ = 0,12 Eу= 0,12
Получистовое точение	9(0,087)	3,2		EБ  = 0,EЗ = 0,12,Eу= 0,12
Шлифование	6(0,019)	1,6	По чисто обработанному отверстию 13 на разжимную оправку	EБ  = 0 EЗ = 0,06 Eу= 0,06

Таблица 2.10 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø75h6    (-0.019)	Rz		h	ρ	EУ	Расчет-ный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск	Предельный размер		Предельный размер
									d	dmax	2Zminпр	2Zmaxпр
Прокат	0,2	0,3		0,05	—	—	76,801	2,3	76,8	79,1	—	—
Черновое точение	0.05		0.05	0,003	0.12	1,26	75,541	0,35	75,54	75,89	1,26	3,21
Получистовое точение	0.03		0.03	0,0025	0,12	0,44	75,101	0,087	75,101	75,098	0,439	0,792
Шлифование	0.005		0.015	—	0,06	0,12	74,981	0,019	74,981	75	0,12	0,098
Суммарный припуск:											1,819	4,1

                                                                             (2.8)

ρ_см=Т/2=0,8 мм

ρ_кор=Δк∙D=1,1 мм                                

мм

ρ_черн=1,36∙0,06=0,08 мм

ρ_пол=1,36∙0,08=0,068 мм

                                                   (2.9)

 мм

 мм

 мм

Проверка правильности произведенных расчетов:

2Zomax-2Zomin=TДз-ТД_Д

4,1-1,819=2,4-0,019

2,281=2,281

Таблица 2.11 – Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности Ø45Н7	Точность обработки			Припуск табличный, Z, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
	квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Rа, мкм
1	2	3	4	5	6
Шлифование чистовое	Н7	0,035	1,6	0,3	Ø45Н7
Расверливание	Н11	0,13	6,3	1,2	45-0,3=44,7
Сверление	Н14	0,4	6,3	2,0	44,7-1,2=43,5
Прокат	—	2,4	100	—	43,5-2=41,5

Размер заготовки: 41,51,2

2.4.2 Определение режимов резания на проектируемые операции. Сводная таблица режимов резания

Аналитический расчет режимов резания.

Операция 050. Станок  6Т83Г

Фрезеровать два паза 21

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принята дисковая трёхсторонняя фреза со вставными ножами, оснащёнными твёрдым сплавом.

D=200мм; d=60мм; z=14

2 Расчет режимов резания а) Глубина резания t=17,8мм

В=14мм б) Подача:

принимаемая: Sz= 0,63 мм/зуб в) Стойкость:

Т=180 мин г) Скорость резания:

                                               (2.10)

где Сν=690;                             q=0,2;

y=0,4;                                        х=0,3

m=0,35м  ;                                u=0,1     р=0

            Кν=Кмν∙Кпν∙Кuν,                                                     (2.11)   

                                                                        (2.12)

где n=1,45; Кг=0,95

Кпν=0,9;                                             

Кuν=1,0.

Кν=0,97∙0,9∙1,0=0,87    

м/мин д) Частота вращения:

,                                                           (2.13) 

 мин^-1                корректировка по паспорту станка: n=40 мин^-1  е) Действительная скорость резания:

,                                                                        (2.14)

м/мин з) проверочный расчёт по осевой линии

                                                                      (2.16)

где Ср=261;                     q=1.1;              

y=0,8;                        x=0.9

u=1.1                         w=0.1 

K_MP=1                                                                                                              (2.17)

                Обработка возможна и) Крутящий момент:

                                                               (2.18)

к) Мощность потребная резанию:

                                                                 (2.19)

л) Проверочный расчет мощности:

Nрез≤1,2Nдв∙η                                                     (2.20)

Nдв=4 кВТ

η=0,8

2,8≤1,2∙4∙0,8

2,8≤3,83

3 Машинное время

                                                                                 (2.23)

 мин

Табличный расчёт режимов резания

Операция 010− Токарная с ЧПУ

Точить поверхность 8 Ø90 до Ø75,4 сфаской9

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принят проходной упорный резец, оснащенный пластинами из твердого сплава T15К6.

Геометрические параметры:=90˚, =10˚,=15˚

НВ=220

II Расчёт режимов резания:

1 Глубина резания, t, мм

1

2 Подача

Принимаемая Sо = 0,35 мм/об

3 Стойкость Т, мин

Т = 150 мин^-1

4Скорось резания V_рез,м/мин

V_рез = V_табл× К× К× К, м/мин                                                 (2.24)                                                 

где К=1

К=1

К=1,2

V_табл=125м/мин

V _рез= 125×1×1×1,2=150 м/мин

5 Частота вращения n, мин^-1

n=, мин^-1                                                                          (2.25)                                                   

n== 385 мин^-1

6 Минутная подача

S=S×n=0,35×385=134мм                                                                              (2.26)                                                 

7 Проверочный расчёт по мощности резания

N_рез≤1,2 × N_д×η                                                                                

N _рез≤1,2 ×7,2 ×0,8

0,9≤6,9       Обработка возможна

III Расчёт машинного времени, Тм, мин

Тм = i, мин                                                                      (2.27)                                                          

Lр.х.=l_рез+ l_подв. +∆+y, мм                                                           (2.28)                                                   

∆=(1÷3) мм

Принимаемое значение  ∆=2 мм

l_подв=2мм                    

l_рез=23 мм

y = ctg× t= ctg90×1,4=0мм                                                      (2.29)                                                 

1=2+23+2+0=27мм

Тм1 = 5= 1,0 мин

Расчеты по остальным операциям проводится  в табличной форме и представлен в таблице 2.9

Таблица 2.9 – Сводная таблица режимов резания.

Номер операции и модель станка	Номер позиции, перехода	Наименование установа,  суппорта, перехода	D или В, мм	t, мм	lРЕЗ, мм	LРХ, мм	i	Подача		n, мин-1	v, м мин		ТО, Мин	ТМВ, мин
								SО, мм об	SМ, мм мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12		13	14
010 16ГС25Ф3	1	Подрезать торец 7	90	1	45,5	50	1	0,5		318	110		8,3
	2	Точить поверхность 5 с фаской 6	75,4	1,8	23	27	1	0,35		385	150
	3	Точить канавку 15	71	3	0,5	26	1	0,1		285	80
	4	Сверлить отверстие 11	30	15	46	49	1	0,25		275	26
	5	Рассверлить отверстие 11	44,6	7,2	46	49	1	0,45		171	25
	6	Расточить отверстие 11	45	0,3	46	49	1	0,25		609	90
	7	Центровать два отверстия 16	6	2	5	8	1	0,1		318	20
	8	Сверлить отверстие 16	6,4	3,2	12	15	1	0,25		597	26
	9	Сверлить отверстие 18	4	2	2	20	1	0,25		597	26
020 16А20Ф3	1	Подрезать торец      1	90	1	45,5	50	1	0,5		318	110		4,1
	2	Точить поверхность 3 с фаской 2	85	2,5	23	26	1	0,35		385	150
	3	Расточить отверстие 14	73	1,1	17	20	12	0,25		609	90
030 6Т83Г	1	Фрезеровать 2 паза 9	200	11,9	75	150	1	1,2		40	20		2,8
040 6Т12	1	Зенкеровать фаску в 2 пазах 9	40	1	30	150	1	0,5		250	40		1,8
050 6Т83Г	1	Фрезеровать 2 паза 21	200	14	75	188	1	1,2		40	20		3,0
060 3А227П	1	Шлифовать отверстие 11	45	0,2	29	50	1	0,002		30		25	7,3
			32							1114		35
	2	Шлифовать и торец 1	75	0,2		5	1			30		25
			110							1114		35
070 3М152ВФ2	1	Шлифовать поверхность 5	75	0,3	23	23	1	0,002		30		25	3,1
			600							1114		35
	2	Шлифовать поверхность 3	85	0,2	23	23	1			30		25
			600							1114		35

2.4.3 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица норм   времени

020 −Токарная с ЧПУ

(Станок модели 16А20Ф3)

1.  Основное время обработки:

Тмо – таблица 2.9

Тмо=4,1 мин

2. Машинное вспомогательное время:

Тмв=0,31+0,29+0,14+0,12+0,17+0,27+0,06+0,28+0,22=1,36мин

3. Время цикла автоматической работы станка:

Т_Ца=Тмо+Тмв                                                        

Т_Ца= 4,1+1,36=5,46 мин

4. Вспомогательное время:

Тв= tус+ tуп+ tизм                                                 

где tус – время на установку и снятие заготовки, мин;

t_УП – время на приемы управления станком;

t_ИЗМ – время на измерение;

tус=0,46 мин – карта 1 поз. 47

tуп=0,07 мин – карта 15 поз. 1

tп=0,17 мин

tизм=0,14+0,13+0,16+0,19+0,13=0,75 мин – карта 20 поз. 9,30

Так как время на измерение перекрывается временем цикла автоматическим, то в дальнейших расчетах его не учитывают.

Тв=0,46+0,07+0,17=0,7мин

5. Оперативное время обработки:

Топ=Т_Ца+Тв                                                              

Топ=5,46+0,7=6,16 мин

6. Время на организацию технического обслуживания:

α_ОБС=4,6+3,2% – карта 4 поз. 2,11

α_ОТЛ=4% – карта 4 поз. 19

7. Штучное время:

 мин

8. Подготовительно-заключительное время:

Тпз=25+2+3+2+3+2=37 мин – карта 5 поз. 1,4,7,9,10                   

9. Штучно-калькуляционное время:

 мин

Таблица 2.10 − Сводная таблица норм времени

Номер операции и модель станка	То	Тв				Тц	Топ	α, %	α, %	Тшт	Тп-з	nд	Тшт-к
		tус	tп (Тмв)	tуп	tизм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
010  16ГС25Ф3	8,3	0,46	0,17	0,07	0,75	5,46	7,76	7,8	4	9,3	37	79	9,5
020  16А20Ф3	4,1	0,46	0,17	0,07	0,25	2,51	3,21	7,8	4	6,88	37	79	6,04
030 6Т83Г	2,8	0,34	0,2	-	0,15	-	7,11	4	4	3,7	18	79	3,55
040 6Т12	1,8	0,34	0,1	-	0,2	-	4,14	4	4	2,9	14	79	3,15
050    6Т83Г	3	0,34	0,2	-	0,2	-	4,44	4	4	4,75	17	79	4,93
060    3А227П	7,3	0,1	0,49	-	0,1	-	1,6	4	4	8,1	17	79	8,7
070 3М152ВФ2	3,1	0,46	0,17	0,7	0,1	1,86	1,1	7,8	4	3,89	15	79	3,8

2.4.4 Разработка управляющей программы (УП) обработки детали

Операция 020: Токарная с ЧПУ

Исходные данные:

Станок - токарный с ЧПУ модели 16А20Ф3;

УЧПУ – 2Р22;

Деталь типа «вал»;

Материал – Сталь 40Х ГОСТ 1050-88;

Заготовка – прокат Ø90x50 мм.

Тип производства – мелкосерийный.

Рисунок 2.2- Эскиз заготовки.

Рисунок 2.3- Эскиз детали.

Таблица 2.11- Последовательность обработки детали

№ перехода	Содержание перехода	Режущий инструмент	Режимы резания
1	2	3	4
1	Точить торец 1	Токарный проходной отогнутый резец, оснащенный пластиной из твердого сплава Т15К6	S= 0,5 мм/об n= 318 мин-1
2	Точить поверхности    2; 3	Токарный проходной резец, оснащенный пластиной из твердого сплава Т15К6	S= 0,35 мм/об n=  385мин-1
3	Расточить отверстие 4 с фаской 5	Расточной резец .Т15К6	S= 0,25мм/об n=  609 мин-1

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

3.1 Расчетно-конструкторский анализ станочного приспособления.

3.1.1 Описание конструкции и принципа работы приспособления

Согласно заводского техпроцесса на операции 050 ,Горизонтально-фрезерная, используют специальное приспособление с гидравлическим  зажимом. Приспособление предназначено для фрезерования паза 9 в детали типа Втулка 007.10.45.004 на горизонтально-фрезерном станке 6Т83Г.

В приспособление заготовка насаживается на палец. Для закрепления заготовки применяют прихваты, которые передают усилие зажима с поршня пневмоцилиндра на заготовку.

Заготовка закреплена в приспособлении силой Q. Отжим заготовки осуществляется при подаче воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра.

В корпусе приспособления предусмотрены 4-ре проушины для закрепления на столе станка с помощью болтов и гаек. Для точной установки приспособления на столе станка в нижней части корпуса  этого приспособления запрессованы две шпонки. Для перемещения приспособления предусмотрены два рым-болта.

3.1.2 Расчёт погрешности установки детали в приспособлении

На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки eо, которая не должна превышать допуск d выполняемого размерапри обработке заготовки, то есть  eоd.

Расчет точности изготовления приспособления будем вести из условия обеспечения размера заготовки  28,2^{-0,3 мм и 14+0,43}мм по методике, изложенной в литературе [1. стр 147  ].

Допуск на размер детали определяется по формуле

Td=es-ei, мм                                              (3.1)

где es – верхнее отклонение, мм.

ei – нижнее отклонение, мм.

Для размера 28,2^-0,3мм        Td=0-(-0,3)=0.3 мм

Для размера 14^+0,43мм         Td=0,18-0=0.43 мм

Погрешность базирования на размер детали:

E_б=0, т.к. совпадают технологическая и измерительная базы для размера 28,2^-0,3мм и размер 14^+0,43мм обеспечивается инструментом

Погрешность закрепления на размер детали:

E_з=0,14 мм.

Погрешность установки на размер детали:

            (3.2)

Таблица 3.1- Определение погрешности установки

Рисунок 3.1- Схема действия сил

3.1.3 Расчёт параметров силового органа приспособления

1 Определяется сила резания

                                 (3.3)

где Ср=261;                     q=1.1;              

y=0,8;                        x=0.9

u=1.1                         w=0.1 

K_MP=1                                                                                                      

Р_у=0,5∙P_Z=0.5∙6369=3184,5H                                                       (3.4)

Определяем равнодействующую сил резания по формуле

R=                                        (3.5)

2 Рассчитываем силу зажима

W=                                                                                     (3.6)

Т=                                                                                   (3.7)

где  f– коэффициент трения между контактирующими поверхностями (f=0,4)

Р- равнодействующая сил резания  P_Z  и Р_у

k – коэффициент учитывающий изменение условий в процессе обработки

k =k₀∙k₁∙k₂∙k₃∙k₄∙k₅∙k₆                                                                          (3.8)

k₀=1.5 – гарантированный коэффициент запаса;

k₁=1,4 – коэффициент учитывающий увеличение сил резания при затуплении инструмента;

k₂=1,0 - коэффициент учитывающий изменение величины припуска;

k₃=1,2 - коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании;

k₄=1,0 - коэффициент учитывающий род привода (гидравлический);

k₅=1,0 - коэффициент учитывающий удобное расположение рукоятки для ручных зажимных устройств;

k₆=1,0 - коэффициент учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку на опорах

k =1,5∙1,4∙1,0∙1,2∙1,0∙1,0∙1,0=2,52

Т=

Сила зажима на каждом прихвате   

W=

3 Расчет механизма усилителя

Исходя из схемы распределения сил определим усилие передаваемое штоком:

∑М= - 40∙W -75∙Q∙η=0

Q=

4 Определяем диаметр гидроцилиндра

D=1.13, мм                                                                             (3.9)

где Р=10МПа – давление жидкости

D=1.13,

Принимаем стандартное значение D=80мм

3.2 Конструирование и расчет режущего инструмента

Согласно заводского техпроцесса на операции 040 «Горизонтально-фрезерная», используется дисковая трехсторонняя с разнонаправленными зубьями фреза. Материал корпуса – сталь45 ГОСТ1050-88; пластин - Т15К6.

Исходные данные для конструирования фрезы:

Станок – Горизонтально-фрезерный 6Т83Г

Обрабатываемый материал – Сталь 40Х, 610МПа

Крепление – приспособление средней жесткости

Обработка – однократная В=14мм;  h=18мм

Необходимо рассчитать дисковую трехстороннюю фрезу.

1Используя рекомендации, задаем предварительно диаметр и размеры фрезы: