2. Розрахунково-аналітичний метод визначення припусків на обробку

В масовому та крупносерійному виробництвах міжопераційні припуски рекомендується розраховувати аналітичним методом, що дозволяє забезпечити економію матеріалу. Цей метод вперше запропоновано проф. Кованом В.М., і будується він на обчисленні мінімальних проміжних припусків. Розрахунок основано на визначенні чотирьох складових: 1) висоти мікронерівностей ; 2) глибини дефектного поверхневого шару; 3) просторового відхилення; причому всі три параметри отримано на попередньому технологічному переході; 4) похибки установки, яка характеризує відхилення від потрібного положення заготовки на переході, який виповнюється.

Рекомендується виконати розрахунок міжопераційних припусків розрахунково-аналітичним методом для однієї поверхні 6-7 квалітету точності.

Приклад розрахунку операційних припусків на обробку поверхні Ø 120 h9 деталі (рис.1) розрахунково-аналітичним методом [17]

Виконаємо розрахунок припуску, необхідного для отримання зовнішньої циліндричної поверхні . Установлено маршрут обробки цієї поверхні: 1) точіння чорнове; 2) точіння напівчистове; 3) точіння чистове. Розрахунок будемо вести одночасно із заповненням таблиці за формою (табл.9).

Графа 1 містить назви технологічних переходів, з яких складається маршрут обробки поверхні (МОП) .

В графах 2 і 3 наведено чисельні значення параметрів шорсткості поверхні і глибини дефектного поверхневого шару T, які характерні для вказаних переходів. Наприклад, для заготовки-штамповки =160 мкм і =200 мкм [7, с.186, табл. 12].

В графі 4 проставляють величину просторового відхилення.

Для штампованих заготовок типу дисків з центральним отвором (шестерні, диски тощо), що прошивається, з установкою по зовнішньому діаметру і торцю загальне просторове відхилення розраховується за формулою [17]

, (20)

де – ексцентричність отворів, які прошиваються на пресах і горизонтально-кувальних машинах[7, с.186, табл. 17].

–величина зміщення осі фланця відносно осі стержня [7, с.187, табл. 20].

Таким чином, =0,8 мм;=0,5 мм. Маємо

==0,94мм=940мкм

Після першого технологічного переходу (чорнового точіння) остаточне просторове відхилення складе

(21)

де – коефіцієнт уточнення для першого технологічного переходу,=0,06[7, с.190, табл. 29]. Отримуємо

=940

Після другого технологічного переходу (напівчистове точіння)

(22)

де – коефіцієнт уточнення для другого технологічного переходу,=0,05[7, с.190, табл. 29]. Отримуємо

56,4

В графі 5 проставляють похибку установки для переходу, який виповнюється. Похибка установки на заготовку [1, с.60]

(24)

де – похибка базування, мкм;– похибка закріплення заготовки, мкм.

Похибки установки при закріпленні її в різноманітних пристроях надано в [7, с.41]. мкм.

Маршрут обробки поверхні	Елементи припуску					Рорзахунковий припуск Розрахунковый припуск		Ррозрахунковий розмір dp, мм		Квалітет (або клас точності за стандартом)		Допуск Т, мкм		Міжопераційні розміри, мм				Межові значення припусків, мм
	, мкм	, мкм	ρ, мкм	, мкм												d
1	2	3	4	5	6		7		8		9		10		11	12	13		14
Заготовка (штамповка)	160	200	940	-	-		123,232		ІТ 15-16		Тзаг.=2500		123,232		125,732	124,132
Чорнове точіння	100	100	56,4	30	2600		120,632		14 (h14)		Т1=870		120,632		121,502		2,6		4,23
Напівчистове точіння	50	50	2,82	1,5	513		120,119		11 (h11)		Т2=220		120,119		120,339		0,513		1,163
Чистове точіння	25	25	0	0	206		119,913		9 (h9)		Т3=87		119,913		120		0,206		0,339

Величина похибки установки при чистовому точінні поверхні заготовки

При подальшій обробці поверхні деталі похибки установки із-за малої її величини в розрахунок не приймаємо.

Графа 6 заповнюється розрахованими значеннями мінімального проміжного припуску. Розрахунок виконують за формулою [1, с.57]

(24)

Де висота мікронерівностей площини, залишившиєся при виконанні минулого технологічного переходу,Т – глибина дефекту після минулої операції,– сумарні відхилення розміщення, виникли на минулому технологічному переході,- величина похибок установки заготівки при виконуваної технологічнім переході.

За формулою (24) мінімальні припуски на перший (чорнове точіння ), другий (напівчистове точіння), третій (чистове точіння) переходи складають:

Графа 7 заповнюється, починаючи з кінцевого мінімального розміру деталі () шляхом послідовного додавання розрахункового мінімального припуску кожного технологічного переходу. Тобто розрахункові мінімальні розміри готової деталі (), заготовки (,,), та вихідної заготовки (), складають:

мм;

м;

Квалітет вибирається на основі інформації про досяжний квалітет точності при механічній обробці [7, с.181, 185, 186] і квалітет точності поковки.

Допуск вибирається за квалітетами з використанням табличних значень допусків за стандартом [14, с.111].

Міжопераційні розміри заповнюється на основі розрахункових розмірирів.

Графа 11 заповнюється шляхом порядкового додавання допуску до округлених найменших межових значень . Отримуємо

мм;

мм;

мм;

мм.

В графі 12 записуємо проміжні розміри заготовки в формі, прийнятій для креслярських розмірів.

В графах 13 і 14 вказують межові значення проміжних припусків і, які визначають як різницю відповідних найменших та найбільших значень розмірів попереднього переходу та переходу, що виконується.

Загальні припуски мінімальний (,) і максимальний (,) знаходимо шляхом порядкового складання відповідних значень проміжних припусків (і) в графах 13 і 14 табл. 5.

Отримуємо:

мм;

мм.

Правильність виконаних розрахунків можна перевірити за формулою

,

де - допуски на розміри вихідної заготовки і готової деталі, відповідно. Маємо 5,732 мм – 3,319 мм = 2,5 мм – 0,087 мм = 2,413 мм.

Тобто розрахунки виконано вірно.

Загальні просторові відхилення для усіх видів заготовок при різноманітному способі базування [17, с.66].

4.2.3 Встановлення послідовності операцій

Технологічний процес механічної обробки поверхонь деталі «Вилка» включає наступні операції :

005 Заготівельна

010 Транспортна

015 Контрольна

020 Вертикально-фрезерна з ЧПК

025 Горизонтально-розточна

030 Вертикально-фрезерна

035 Вертикально-свердлильна

040 Горизонтально-фрезерна

045 Вертикально-фрезерна з ЧПК

050 Контрольна

4.2.4 Розробка змісту операцій

Нижче приведемо технологічний процес механічної обробки деталі, де назвемо устаткування, на якому виконується обробка, представимо операційні ескізи і вміст переходів.

Операція 005 – Заготівельна

Процес заготівельної операції описаний вище, в розділі вибору заготовки.

Операція 010 – Транспортна

На даній операції відбувається переміщення заготовок із заготівельного цеху в механічний. Дана операція в проекті не розглядається.

Операція 015 – Контрольна

На даній операції виконується контроль заготовок. Дана операція в проекті не розглядається.

Операція 020 – Вертикально-фрезерна з ЧПК

Модель верстата: ГФ2171С5.

Вміст технологічних переходів:

1. Встановити і закріпити заготовку;

2. Фрезерувати поверхню 5, витримуючи розмір 1;

3. Розсвердлити отвір 8 під зенкерування, витримуючи розмір 2;

4. Зенкерувати отвір 8 під розгортання, витримуючи розмір 3;

5. Розгорнути отвір 8,витримуючи розмір 4 та технічні вимоги;

6. Контроль;

7. Зняти деталь.

Операція 025 – Горизонтально - розточна

Модель верстата: 2М615.

Вміст технологічних переходів:

1. Встановити і закріпити деталь;

2. Розточити отвір 2 начорно з підрізкою торця 3, витримуючи розміри 5 та6;

3. Повернути деталь на 180º та повторити цикл ще раз;

4. Розточити отвір 2 на пів чисто з підрізкою торця 3, витримуючи розмір 7;

5. Повернути деталь на 180º та повторити цикл ще раз;

6. Розточити отвір 2 начисто з підрізкою торця 3,витримуючи розмір 8 та технічні вимоги;

7. Повернути деталь на 180º та повторити цикл ще раз;

8. Контроль;

9. Зняти деталь.

Операція 030 – Вертикально-фрезерна

Модель верстата: 6Р11.

Вміст технологічних переходів:

1. Встановити і закріпити деталь;

2. Фрезерувати паз 10, витримуючи розмір 9 та 10;

3. Контроль;

4. Зняти деталь.

Операція 035 – Вертикально - свердлильна

Модель верстата: 2С132

Вміст технологічних переходів:

1. Встановити і закріпити деталь;

2. Зенкувати уступ 6, витримуючи розміри 11 та 12

3. Контроль;

4. Зняти деталь.

Операція 040 – Горизонтально – фрезерна

Модель верстата: 6Р80.

Вміст технологічних переходів:

1. Встановити і закріпити деталь;

2. Фрезерувати дві паралельні площини 1, витримуючи розміри 13 та 14;

3. Контроль;

4. Зняти деталь.

Операція 045 – Вертикально-фрезерна з ЧПК

Модель верстата: ГФ2171С5.

Вміст технологічних переходів:

1. Встановити і закріпити деталь;

2. Фрезерувати площину 4 та лиски 9 за програмою, витримуючи розміри 15 та 16;

3. Повернути деталь на 180º та повторити цикл ще раз;

4. Контроль;

5. Зняти деталь.

090 Контрольна

Дана операція передбачає контроль якості обробки на всіх попередніх операціях. Обладнання – стіл контролера.

4.2.5 Розрахунок операційних припусків

1 Мета розрахунку припусків

Припуск призначають для компенсації похибок, що виникають в процесі попереднього і виконуваного переходів технологічного процесу виготовлення деталі.

Припуск на обробку поверхонь деталі може бути призначений по відповідних довідкових таблицях, ГОСТам або на основі розрахунково-аналітичного методу визначення припусків.

ГОСТи і таблиці дозволяють призначити припуски незалежно від технологічного процесу обробки деталі і умов його здійснення, і тому в загальному випадку є завищеними, містять резерви зниження витрати матеріалу і трудомісткості виготовлення деталі.

Розрахунково-аналітичний метод визначення припусків на обробку, розроблений проф. В.М. Кованом, базується на аналізі чинників, що впливають на припуски попереднього і виконуваного переходів технологічного процесу обробки поверхні. Значення припуску визначається методом диференційованого розрахунку по елементах складових припусків. Метод передбачає розрахунок припусків по всіх послідовно виконуваних операціях, їх підсумовування для визначення загального припуску на обробку поверхні і розрахунок проміжних розмірів, що визначають положення поверхні, і розмірів заготівки. Розрахунковою величиною є мінімальний припуск на обробку, достатній для усунення на виконуваному переході похибок обробки і дефектів поверхневого шару, отриманих на попередньому переході, і компенсації погрішностей, що виникають на виконуваному переході. Проміжні розміри, що визначають положення оброблюваної поверхні, і розміри заготівки розраховують з використанням мінімального припуску.

Вживання методу скорочує в середньому відхід металу в стружку в порівнянні з табличними значеннями, створює єдину систему визначення припусків на обробку і розмірів деталі по технологічних переходах і заготовок.

2 Розрахунок припусків на обробку аналітичним методом

Розрахунок проводимо для найбільш точної поверхні деталі – отвору Ø17Н7^(+0,018) . Проведемо розрахунок за допомогою довідника [4].

Технологічний процес обробки даної поверхні має наступну послідовність:

- чорнове розсвердлювання;

- чистове зенкерування;

- чистове розгортання.

Вихідна заготовка – виливок з точністю отворів по 14-му квалітету, точність отвору за кресленням – 6 квалітет. Точність підвищується на 7 квалітетів. Приймаємо наступну прогресію убування точності:

7 = 3 + 2 + 2.

Тоді точність проміжних розмірів по операціях буде відповідно:

- чорнове розсвердлювання 14 – 3 = 11 квалітет;

- чистове зенкерування 11 – 2 = 9 квалітет;

- чистове розгортання 9 – 2 = 7 квалітет.

Мінімальний припуск на операцію при обробці зовнішніх і внутрішніх поверхонь (двосторонній припуск) обчислюється за формулою [2]:

(4.3)

де Rz_i-1 – висота нерівностей профілю на попередній операції;

h_i-1 – глибина дефектного поверхневого шару на попередній операції;

_i-1 – сумарні відхилення розташування поверхні;

_i-1 – похибка установки заготовки на виконуваній операції.

По довіднику [4 відповідно до послідовності обробки визначаємо Rz_i-1 і h_i-1, значення заносимо в таблицю 4.4.

Сумарні відхилення розташування при обробці отворів в виливку при базуванні на площину:

_(4.4)

де кор – короблення заготовки, мм;

см – зсув стрижня в горизонтальній або вертикальній плоскості, мм;

Величина короблення кор розраховується по формулі [4]:

(4.5)

де Δ_к = 0,7 ÷1,0 мкм/мм – питома величина короблення

Приймаємо Δ_к = 0,7мкм/мм

кор = 15,41 мкм;

см = 0,2 мм = 200 мкм;

У процесі обробки внутрішньої циліндричної поверхні при послідовному переході від однієї операції до іншої відбувається уточнення її розмірів та форми, тому з довідника [4] необхідно прийняти коефіцієнти уточнення:

Для чорнового розсвердлювання Ку = 0,06

Для чистового зенкерування Ку = 0,05

Для чистового розгортання Ку = 0,04

Тоді після чорнового розсвердлювання сумарне відхилення розташування поверхні дорівнюватиме:

Δ_Σ = 0,06·201 = 12,06 ≈ 12 мкм

Після чистового зенкерування сумарне відхилення розташування поверхні дорівнюватиме:

Δ_Σ = 0,05·12 = 0,6 мкм

Цю величину у розрахунках можна не враховувати.

Після чистового розгортання сумарне відхилення розташування поверхні дорівнюватиме:

Δ_Σ = 0,04·0,6 = 0,024 мкм

Цю величину у розрахунках теж можна не враховувати.

Оскільки всі переходи виконуються за один установ, то розрахунки похибки установки проведемо лише один раз.

На операції чорнового розсвердлювання похибка установки заготовки визначається по табл. 14 (стор. 43) [4]:

Знайдені значення заносимо в таблицю 4.4.

Мінімальні припуски розраховуються починаючи з останньої операції. Відповідно до приведеної вище формули (4.3) обчислюємо мінімальний припуск на кожну операцію:

- чистове розгортання

;

- чистове зенкерування

- чорнове розсвердлювання

.

Визначаємо розрахункові максимальні розміри по операціях починаючи з максимального розміру готової деталі, віднімаючи від кожного подальшого розрахунковий припуск 2z_min.

- чистове розгортання

D_{чист.розг.} = 17,018мм;

- чистове зенкерування

D_{чист.розт.} = 17,018 - 0,240 = 16,778 мм;

- чорнове розсвердлювання

D_{чор.розс.} = 16,778 - 0,361 = 16,417 мм;

- мінімальний розмір заготовки

D_{мин.заг.} = 16,417 – 1,232 = 15,185 мм;

Округлюємо ці розміри зменшуючи до того знаку, з яким заданий допуск на розмір.

Визначаємо мінімальні граничні розміри по переходах зменшенням допуску від закругленого максимального розміру.

Допуски на операційні розміри знаходимо відповідно до квалітету відповідного розміру. Дані заносимо в таблицю 4.4.

Обчислюємо знайдені значення припусків за формулами:

2z_{max i} = d^max_i-1 - d^max_i

(4.6)

2z_{min i} = d^min_i-1 - d^min_i

(4.7)

Загальні припуски визначаємо як суму максимальних і мінімальних припусків відповідно:

(4.8)

(4.9)

.

Таблиця 4.4 – Визначення міжопераційних припусків

Маршрут обробки поверхні	Квалітет	Елементи припуску					Розрах. Припуск, 2zmin ,мкм		Допуск на виготовлення мкм		Прийняті розміри по переходу			Отримані граничні припуски мкм
		Rz	h	ΔΣ	ε					Dmax		Dmin	2zmax		2zmin
Виливка	14	200	200	201	–	–		430		15.18		14.75	–		–
Чорнове розсвердлювання	11	50	50	12	80	1232		110		16.41		16.3	1550		1230
Чистове зенкерування	9	20	20	0,6	80	361		43		16.778		16.735	435		368
Чистове розгортання	7	5	5	–	80	240		18		17.018		17	265		240

Правильність розрахунку перевіряємо по формулі:

(4.10)

412 = 412

Похибка (в результаті заокруглень результатів) не перевищує 3%. Це означає що розрахунки виконані вірно.

Схема розташування припусків, допусків та операційних розмірів зображена на рис. 4.4.

Рисунок 4.4 – Схема розташування полів допусків та припусків на обробку поверхні Ø17Н7^(+0,018)

4.2.6 Призначення операційних припусків табличним методом

На всі інші розміри заготовки припуски приймаються табличним методом по 5. Данні заносяться до таблиці4.5.

Таблиця 4.5 Припуски та операційні розміри заготовки

Методи обробки поверхні	КV	Припуск	Операційні розміри
32 Н7
Розточування чистове Розточування на пів чистове Розточування чорнове Заготовка	7 9 11 Тз	0,8 1,2 4 -	32 Н7 31,2 Н9 30 Н11 26
120±ІТ14/2
Фрезування чорнове Заготовка	14 Тз	2,4 -	120±ІТ14/2 122,4
14±ІТ14/2
Фрезування чорнове Заготовка	14 Тз	1,3 -	14±ІТ14/2 15,3
96± ІТ14/2
Фрезування чорнове Заготовка	14 Тз	4 -	96ІТ14/2 92
35±ІТ12/2
Фрезерування чорнове Заготовка	14 Тз	1,1 -	35±ІТ14/2 37,2
12±ІТ14/2
Фрезування чорнове Заготовка	14 Тз	2 -	12±ІТ14/2 14
R10H14
Фрезування чорнове Заготовка	14 Тз	3 -	-

4.3 Розмірний аналіз технологічного процесу

Мета розмірного аналізу полягає у тому, щоб правильно знайти проміжні розміри оброблюваної заготовки, а саме виявлення невідомих припусків на обробку та розміри початкових заготовок. До того ж це можливість виявлення помилок у технології та помилок постановки розмірів на креслені.

Виявлення розмірних ланцюгів проводимо за допомогою теорії графів, в якій фігурують два дерева: вихідне та похідне. Для того, щоб розрахувати необхідні припуски та ланки накладаємо одне дерево на друге, отримуючи поєднане дерево.

По розроблених ескізах операцій розробляється аналіз дотримання принципу поєднання баз і в разі його невиконання розробляється, при необхідності, перерахунок допусків окремих розмірів у бік їх збільшення. Тоді на розмірній схемі технологічного процесу проставляються змінені, точніші конструкторські розміри.

Розмірна схема складається на підставі послідовності технологічного процесу механічної обробки деталі і приведена на рисунку 4.5. Конструкторські розміри А₁ та А₂ вказуються зверху від ескізу деталі. На ескізі деталі умовно наносяться припуски, всі поверхні нумеруються зліва направо, а через пронумеровані поверхні проводяться вертикальні лінії. Між вертикальними лініями зверху вниз згідно послідовності обробки вказуються технологічні розміри S₁, S₂, S₃ отримані в результаті виконання кожного технологічного переходу.

Рисунок 4.5 – Розмірна схема

Спочатку будуємо похідне дерево (рис.4.6). Технологічні розміри зображуються у вигляді стрілок. Як його корінь слід вибирати поверхню, до якої за розмірною схемою технологічного процесу не підходить жодна стрілка.

Рисунок 4.6 – Похідне дерево

Аналогічно будуємо вихідне дерево (рис.4.7), його ребра можна не орієнтувати. Порядок розташування вершин потрібно зберегти таким як на похідному дереві. Конструкторський розмір зображується у вигляді дуг, а припуски у вигляді хвилястих ліній.

Рисунок 4.7 – Вихідне дерево

Після побудови кожного дерева виробляється перевірка правильності їх побудови:

- число вершин в кожного дерева має дорівнювати числу поверхонь на розмірній схемі технологічного процесу.

- число ребер має дорівнювати числу вершин.

- до кожної вершини похідного дерева повинна лежати лише одна стрілка, а до кореня дерева жодна.

- дерева не повинні мати розривів і замкнутих контурів.

Після перевірки роблять поєднання дерев (рис.4.8). Замкнуті контури графа утворюють ланцюги, в яких замикаючими ланками є конструкторські розміри або припуск. При виявленні розмірних ланцюгів необхідно вибирати такі контури, в яких би містилося лише за одним розміром вихідного дерева; використовувати замикаючі ланки можна лише по одному разу.

Рисунок 4.8 – Поєднане дерево

Загальне число розмірних ланцюгів має дорівнювати числу технологічних розмірів за розмірною схемою процесу.

Разом з виявленням технологічних розмірних ланцюгів необхідно по графові визначити також знаки складових ланок. Визначення знаків складових ланок ланцюга виробляють таким чином: замикаючій ланці привласнюють знак “–” і, починаючи з цієї ланки, обходять контур від вершини з меншим номером. Якщо у напрямі обходу наступне ребро ланцюга сполучатиме вершину з меншим номером з вершиною більшого номера, то ланці привласнюють знак “+” – що збільшує; якщо ж ланка сполучає вершину більшого номера з вершиною меншого номера, то йому привласнюють знак “–”.

Одночасно з визначенням знаків ланок розмірного ланцюга, необхідно скласти розрахункові рівняння з умови, що сума всіх ланок розмірного ланцюга, включаючи і того що замикає, дорівнює нулю. Потім ці рівняння перетворять в початкові, тобто складені відносно замикаючої ланки.

Виявлення і розрахунок технологічних розмірних ланцюгів по графові починають з дволанкових ланцюгів, а потім в такій послідовності, щоб в кожній була лише одне невідоме по величині ланка, а останні ланки її були вже визначені розрахунком попередніх розмірних ланцюгів. Для виконання цієї умови необхідно починати виявлення і розрахунок розмірних ланцюгів в послідовності, зворотній виконанню операцій і переходів, тобто починати з останньої операції і останнього переходу і закінчувати першим переходом або розміром заготовки

Всі виявлені, розмірні ланцюги заносимо в табл. 4.6

Таблиця 4.6 Рівняння для розрахунку розмірних ланцюгів

Розрахункове рівняння	Вихідне рівняння	В Визн. розмір
-A1 + S2 = 0	А1 = S2	S2
-A2 + S3 = 0	А1 = S3	S3
– Z3 + S1– S2 = 0	Z3 = S1 – S2	S1
– Z2 + З – S1 = 0	Z2 = З – S1	З

Значення мінімальних значень припусків та допусків вибираємо табличним методом.

Методика розрахунку залежить від того, чи є замикаючою ланкою конструкторський розмір деталі по кресленню або розмір припуску.

Якщо замикаючою ланкою є конструкторський розмір, то розрахунок такого технологічного ланцюга зводиться до визначення номінального розміру, допуску і граничних відхилень шуканого технологічного розміру по формулах методу максимуму і мінімуму.

Якщо замикаючою ланкою є технологічний припуск z, що залишається для подальшого переходу, то спочатку необхідно визначити його мінімальну величину Zmin. Значення Zmin вибираємо з таблиць припусків [6].

Конструкторські розміри беремо з креслення деталі:

А₁ = 14_-0,43 мм; А₂ = 12 _-0,43 мм.

Мінімальні припуски:

Z₂ = 0,9 Z₃ = 0,2 мм.

Допуски на розміри заготовки:

Т(З) = 0,43 мм.

Розрахунок невідомих розмірів розмірних ланцюгів представлений в таблиці4.7.

Вихідне рівняння	Розрахункове рівняння	Знайдені значення
А1 = S2	-	S2 = 14-0,43
А2 = S3	-	S3 = 12 -0,43
Z3min = S1 min – S2max	S1min = Z3min + S2max S1max = S1 min + Т(S1)	S1 = 14,5 0,12
Z2min = Зmin – S1max	Зmin = Z2min + S1max Зmax = З min + Т(З)	З = 15,5±0,22

Таблиця 4.7 - Розрахунок операційних розмірів і припусків

Розраховуємо ланцюги:

Ланцюг № 1:

А₁= S₂

S₂ = 14 _-0,43 мм

Ланцюг № 2:

A₂ = S₃

S₃ = 12 _-0,43мм

Ланцюг № 3:

z₅ = S₁–S₂

Невідомий розмір S₁; замикаюча ланка – припуск z₃. За допомогою довідника [6]можна визначити тільки значення z_3min = 0,2 мм (операція: чистова фрезерна).

З трьох вихідних рівнянь розмірних ланцюгів маємо інформацію стосовно одного рівняння:

Z₃^min = S₁ ^min – S₂^max

S₁^min = Z₃^min + S₂^max = 0,2 + 14 = 14,2 мм

Назначаємо допуск на розмір S₁ по 12 квалітету:

Допуск T_S1 = 0,18 мм

Розташовуємо поле допуску у «мінус», так як розмір S₁ - охоплюваний розмір.

Тоді S_1max = S_1min + T_S1 = 14,2 + 0,18 = 14,38 мм

Таким чином S₁ = 14,38 _-0,18 мм

Визначаємо розміри припуску:

Номінальний розмір: z₃ = S₁ - S₂ = 14,38 – 14 = 0,38 мм

Максимальний розмір: z_3max = S_1max – S_2min = 14,38 – 13,57 = 0,81 мм

Таким чином: z₃ =мм

Ланцюг № 4:

z₂ = З – S₁

Невідомий розмір З; замикаюча ланка – припуск z₂. За допомогою довідника [6] можна визначити тільки значення z_2min = 0,9 мм (операція: чорнова фрезерна).

З трьох вихідних рівнянь розмірних ланцюгів маємо інформацію стосовно одного рівняння:

Z₂^min = З^min – S₁^max

З^min = Z₂^min + S₁^max = 0,9 + 14,38 = 15,28 мм

Назначаємо допуск на розмір З по 14 квалітету:

Допуск T_З = 0,43 мм

Розташовуємо поле допуску у «мінус», так як розмір З - охоплюваний розмір.

Тоді З^max = З ^min + Т(З) = 15,28 + 0,43 = 15,71 мм

Таким чином З = 15,71 _-0,43 мм

Визначаємо розміри припуску:

Номінальний розмір: z₂= З - S₁ = 15,71 – 14,38 = 1,33 мм

Максимальний розмір: z_2max = З_max – S_1min = 15,71 – 14,2 = 1,51 мм

Таким чином: z₂ = мм

4.4 Обґрунтування вибору технологічного оснащення

Вибір технологічного оснащення покажемо на прикладі однієї операції

020 Вертикально-фрезерна з ЧПК

1. Вибір обладнання по [7]

Обираючи обладнання для діючого виробництва, орієнтуємося на обладнання, яке є в цеху з урахуванням фактичного завантаження окремих його груп. При проектуванні технологічних процесів для підприємств, що створюються, можливості технолога обмежені лише економічними міркуваннями.

Обладнання вибираємо паралельно з розробкою МОП відповідно до типу виробництва. Вибір обладнання робиться по каталогам з урахуванням методів обробки, габаритів деталей, необхідної потужності приводу і точності виготовлення, що регламентується.

На даній операції обираємо вертикально-фрезерний верстат моделі ГФ2171С5 , оскільки на даному верстаті є можливість автоматичної зміни різального інструменту і обробки площини та отвору з одного установа, що необхідно за кресленням. Верстат перевіряємо по потужності головного електродвигуна та точності обробки.

2. Верстатне пристосування [8]

Для даної деталі не на всіх операціях можливо застосувати стандартне пристосування. Тому доводиться використовувати спеціальні пристосування.

Так, для підготовки чистових баз використовуємо пристосування близьке до тисків, але модернізованих. Модернізація необхідна з метою створення опор у вигляді вилок та упорів, для надійного кріплення деталі в процесі обробки.

3. Різальний та допоміжний інструмент [8]

Розглянемо вибір різального та допоміжного інструменту :

Спочатку слід звернути увагу на точність та якість оброблюваних поверхонь і по цьому визначити тип інструменту.

При виборі типу і конструкції різального інструменту слід враховувати характер виробництва, метод обробки, тип верстата, розмір, конфігурацію і матеріал оброблюваної заготовки, необхідну якість поверхні, точність обробки. Тип верстата впливає на вибір інструменту в тому відношенні, що з одного боку визначає метод обробки, а з другого – конструктивно вирішує спосіб закріплення інструмента і тим самим визначає конструкцію його посадкового місця.

Далі, для кріплення інструменту необхідно перевірити посадкові місця за паспортом верстату. Для верстату ГФ2171С5 посадкове місце – конус з конусністю 7:24 ГОСТ 24644-81 .

Для отримання площини з шорсткістю Ra6,3 мкм та точністю по 14-му квалітету необхідна торцева фреза. Дискову використати не доцільно, оскільки вісь обертання фрези на даному верстаті – вертикальна .

Приймаємо фрезу 2210-0071 ГОСТ 9304-69.

Для з’єднання фрези і верстата використовуємо оправку 6222-0129 ГОСТ 26538-85.

Для інших переходів вибір різального та допоміжного інструменту проводимо аналогічно.

4. Вимірювальний інструмент

Вибір вимірювальних інструментів виконується залежно від точності обробки на підставі допусків і посадок, які проставляються на кресленнях. При виборі вимірювального інструменту враховують конструкцію деталі, її квалітет і погрішність самого інструменту. Розміри контролюють переважно універсальними вимірювальними засобами і приладами.

Тому для контролю розміру площини достатньо вибрати штангенциркуль ШЦЦ – I – 125 - 0,01 ГОСТ 166-89

Вибір технологічного оснащення на інші операції виконуємо аналогічно, дані заносимо до таблиці 4.8.

Таблиця 4.8 – Технологічне оснащення

№ операції	Обладнання	Пристосування і допоміжний інструмент	Різальний інструмент	Вимірювальний інструмент
1	2	3	4	5
020	Вертикально фрезерний верстат з ЧПК ГФ2171С5.	Спеціальне; Оправка 6222 – 0129 ГОСТ 25638-85 Оправка ВТ30МТА2-60	Фреза 2210 – 0071 ГОСТ 9304-69 Свердло 2301 0424 ГОСТ2092-77 Зенкер 2320-2573 ГОСТ 12489-71 Розгортка 2368-0121 Н7 ГОСТ1672-80	Штангенциркуль ШЦЦ–I–125 - 0,01 ГОСТ 166-89 Нутромір 10-18 ГОСТ 9244-75
025	Горизонтально-розточний верстат 2М615	Спеціальне; борштанга	Різець розточний 2140-0301 ГОСТ 26612-85	Нутромір 18-50 ГОСТ 9244-75 Штангенглибиномір ШГ-150-0,05 ГОСТ162-90
030	Вертикально-фрезерний станок 6Р11	Спеціальне	Фреза 2223-0296 ГОСТ17026-71	Шаблон спеціальний
035	Вертикально-свердлильний 2С132	Спеціальне; Втулка6100-0256 ГОСТ13598-85	Циковка 2350-077 ГОСТ26285-87	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,1 ГОСТ 166-89.
040	Горизонтально-фрезерний 6Р80	Спеціальне; Оправка7110-0394-1-40 ГОСТ31.1066.03-97	Фреза 2240-0836 ГОСТ 28527-90	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,1 ГОСТ 166-89.
045	Вертикально фрезерний верстат з ЧПК ГФ2171С5.	Спеціальне; Втулка 6103-0004 ГОСТ 13790-68	Фреза 2223-0151 ГОСТ17026-71	Штангенциркуль ШЦ-I-150-0,1 ГОСТ 166-89.

4.5 Розрахунок режимів різання

При розрахунку елементів режимів різання враховується характер обробки, тип і розміри інструмента, матеріал його ріжучої частини, матеріал і стан заготовки, тип і стан обладнання.

Розрахунки режимів різання проводимо для операції 025 горизонтально-розточної – аналітичним методом, для всіх інших – табличним.

4.5.1 Розрахунок режимів різання аналітичним методом (по довіднику [9])

1-й перехід: розточити начорно отвір ∅26 на довжину 16 мм.

1. Визначення глибини різання:

(4.11)

де D_n – діаметр отвору отриманий при литті, мм;

D_n-1– діаметр отвору, який необхідно отримати на даному переході, мм;

2. Вибір подачі:

По нормативним таблицям [9] вибираємо подачу в залежності від діаметру державки різця (∅25 мм):

S= 0,4…0,6 мм/об;

приймаємо S = 0,5 мм/об;

3. Розрахунок швидкості різання:

(4.12)

де C_v,m,x,y – безрозмірні коефіцієнти[9, стр.269, табл.17];

C_v=280;х= 0,15;m= 0,28;y=0,5; (без охолодження);

Т– період стійкості,Т= 60 хв;

К – коефіцієнт, який враховує обробку з внутрішньої сторони, К = 0,9 ;

K_v– загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання, який враховує фактичні умови різання:

(4.13)

K_v= K_мvK_uvK_пv,

де K_мv– коефіцієнт, який враховує якість обробляючого матеріалу:

(4.14)

де К_г– коефіцієнт, що враховує групу сталі по оброблюваності, К_г= 1

n_v– показник степені,n_v = 1,0;

s_в– межа витривалості,s_в= 640 МПа.

Тоді, підставивши значення коефіцієнтів у формулу, отримуємо

K_uv– коефіцієнт, що враховує інструментальний матеріал,K_uv= 1;

K_пv– коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовкиK_пv = 0,8.

Знаходимо загальний поправочний коефіцієнт:

K_v= 1,17∙1∙0,8= 0,936.

Підставляємо знайдені коефіцієнти у формулу для швидкості різання:

4. Частота обертання шпинделя визначається за формулою:

(4.15)

Округлюємо частоту обертання за паспортом верстата в меншу сторону

п_д = 800 об/хв.

5. Уточнення швидкості різання:

(4.16)

6. Визначаємо силу різання за формулою:

(4.17)

де C_p,x,y, n – безрозмірні коефіцієнти9, стр.273, табл.22;

C_p = 300; х=0,9;y=0,75; n = - 0,15; К_р = 0,73.

7. Визначаємо потужність різання:

(4.18)

Виконаємо перевірку при таких даних: потужність головного двигуна верстата N_дв= 4,5 кВт, коефіцієнт корисної дії η = 0,8.

Умова виконується. Отже, при даних режимах верстат витримає навантаження.

8. Розраховуємо основний машинний час на даному переході обробки деталі:

(4.19)

L_р.х. = L_різ + у + L_дод, мм; (4.20)

де: L_різ – довжина різання, мм;

у – довжина підводу, врізання і перебігу інструмента, мм;

L_дод – додаткова довжина ходу, викликана в окремих випадках особливостями налагодження і конфігурації деталі, мм;

L_різ = 16 мм;

L_дод = 0 мм;

у = 3 мм;

L_р.х. = 16 + 0 + 3 = 19 мм.

2 - й перехід: розточити на пів чисто отвір ∅30 на довжину 16 мм.

1. Визначення глибини різання:

2. Вибір подачі:

По нормативним таблицям [9] вибираємо подачу в залежності від діаметру державки різця (∅25 мм):

S= 0,6 мм/об;

3. Розрахунок швидкості різання:

По [9]:C_v=280;х= 0,15;m= 0,28;y=0,5; (без охолодження);

Т= 60 хв; К = 0,9 ;

K_v= 0,936(з попередніх розрахунків).

Підставляємо знайдені коефіцієнти у формулу для швидкості різання:

4. Частота обертання шпинделя визначається за формулою:

Округлюємо частоту обертання за паспортом верстата в меншу сторону

п_д =1000об/хв.

5. Уточнення швидкості різання:

6. Визначаємо силу різання за формулою:

По[9]: C_p = 300; х= 0,9;y=0,75; n = - 0,15; К_р= 0,73.

7. Визначаємо потужність різання:

Виконаємо перевірку при таких даних: потужність головного двигуна верстата N_дв= 4,5 кВт, коефіцієнт корисної дії η = 0,8.

Умова виконується. Отже, при даних режимах верстат витримає навантаження.

8. Розраховуємо основний машинний час на даному переході обробки деталі:

L_р.х. = L_різ + у + L_дод, мм;

L_різ = 16 мм;

L_дод = 0 мм;

у = 3 мм;

L_р.х. = 16 + 0 + 3 = 19 мм.

3 - й перехід: розточити начисто отвір ∅31,2 на довжину 16 мм.

1. Визначення глибини різання:

2. Вибір подачі:

По нормативним таблицям [9] вибираємо подачу в залежності від діаметру державки різця (∅25 мм):

S= 0,12 мм/об;

3. Розрахунок швидкості різання:

По [9]:C_v=280;х= 0,15;m= 0,28;y=0,5; (без охолодження);

Т= 60 хв;

К = 0,9 ;

K_v= 0,936(з попередніх розрахунків).

Підставляємо знайдені коефіцієнти у формулу для швидкості різання:

4. Частота обертання шпинделя визначається за формулою:

Округлюємо частоту обертання за паспортом верстата в більшу сторону

п_д =1600об/хв.

5. Уточнення швидкості різання:

6. Визначаємо силу різання за формулою:

По[9]: C_p = 300; х= 0,9;y=0,75; n = - 0,15; К_р= 0,73.

7. Визначаємо потужність різання:

Виконаємо перевірку при таких даних: потужність головного двигуна верстата N_дв= 4,5 кВт, коефіцієнт корисної дії η = 0,8.

Умова виконується. Отже, при даних режимах верстат витримає навантаження.

8. Розраховуємо основний машинний час на даному переході обробки деталі:

L_р.х. = L_різ + у + L_дод, мм;

L_різ = 16 мм;

L_дод = 0 мм;

у = 3 мм;

L_р.х. = 16 + 0 + 3 = 19 мм.

4.5.2 Розрахунок режимів різання табличним методом

Розрахунок здійснюємо згідно довідника [10]

Отримані дані режимів різання заносимо до таблиці 4.9

Таблиця 4.9 - Режими різання

Перехід	Довжина обробки L, мм	Глибина різання t, мм	Подача S, мм/об; мм/зуб	Частота обертання n, хв-1	Швидкість різання V, м/хв	Потуж - ність різання Nріз, кВт	Основ-ний час tосн, хв
020 Вертикально-фрезерна з ЧПК
1 – й	137	1,3	0,1	250	39,3	0,857	0,46
2 – й	20	1	0,4	315	15,8	1,35	0,16
3 – й	18	0,3	0,6	500	26	0,39	0,06
4 – й	28	0,2	0,9	315	16,8	0,26	0,1
025 Горизонтально - розточна
1 – й	19	2	0,5	800	75	1,5	0,05
2 – й	19	0,6	0,6	1000	98	0,76	0,03
3 – й	19	0,4	0,12	1600	160,7	0,24	0,1
030 Вертикально – фрезерна
1 – й	13	3	0,07	1250	78,5	0,842	0,15
035 Вертикально - свердлильна
1 – й	16	2	0,3	315	31,7	0,57	0,17
040 Горизонтально – фрезерна
1 – й	103	2	0,08	200	125,6	1,256	0,32
045 Вертикально – фрезерна з ЧПК
1 – й	472	1,5	0,06	500	50,2	0,75	3,2

4.6 Нормування технологічних операцій

040 Горизонтально-фрезерна

1-й перехід: фрезувати дві площини розмірами 85х44(розрахунок згідно [11]).

1. Визначення Тобс.отд. – Час на обслуговування, відпочинок і особисті потреби:

Тобс.отд. = 7% від Топ.

2. Визначення Тп.з. – Підготовчо-заключного часу:

Тп.з. = К₁ + К₂, хв;

(4.21)

де – К₁, К₂ – складові Тп.з., хв.:

К₁ – час на налагодження верстату і встановлення пристосування;

К₁ = 14 хв;

К₂ – час на заміну ріжучого інструменту;

К₂ = 2 хв;

Тп.з. = 14 +2 = 16 хв.

3. Визначення Тв – допоміжного часу:

(4.22)

Тв = (К₁ + К₂ + ... + Кn)∙К, хв.;

де К₁ + К₂ + ... + Кn – складові допоміжного часу, хв;

К₁ = 0,25 – час на встановлення в спецпристосування, затиск гайкою та шайбою, зняття деталі, покладення її в тару;

К₂ = 0,1– керування верстатом;

К₃ = 0,3 – заміна інструменту;

К₄ = 0,08– підвід інструменту (фрези) до деталі;

К₅ = 0,09– час на контроль розмірів деталі;

К = 1,85 – коефіцієнт, який враховує серійне виробництво;

Тв = (0,25+0,1+0,3+0,08+0,09)∙1,85 = 1,5 хв.

4. Розрахунок Топ – оперативного часу:

Топ = Тос + Тв;

(4.23)

Т_ос = 0,32 хв

Топ = 0,32 + 1,5 = 1,82хв.

5. Розрахунок Тшт – штучного часу:

(4.24)

Тшт = Топ + Тобс.отд.;

Тшт = 1,82 + 1,82 ∙ 0,07 = 1,95 хв.

6. Розрахунок Тшк – штучно-калькуляційного часу:

(4.25)

Тшк = Тшт + Тп.з. / n;

де: n= 613 – кількість деталей у партії, шт

Т_шт = 1,95 – штучний час, хв.

Т_пз = 16 хв –підготовчо-завершальний час

Тшк = 1,95+ 16 / 613 ≈ 1,98 хв.

5. Проектування засобів технологічного оснащення

5.1 Проектування верстатного пристрою (по [12])

5.1.1 Принцип дії затискного пристрою

Деталь встановлюється на палець 2 отвором з упором в торець. Після чого працівник надіває шайбу 4 і притискає її гайкою 5 до правого торця деталі.

Для фіксації деталі призначений зрізаний палець 22, який при надіванні деталі має бути в нижньому положенні. Після закріплення деталі упор 27 повертається, що призводить до прийняття зрізаного пальця верхнього положення під дією сили пружини 23.

Далі, після затиску і фіксації деталі, переміщується клин 11 через ручку 13 в ліву сторону до упора пальця упорного 7 в нижню площину обробляючої деталі. Для фіксації пальця і клина в такому положенні необхідно повернути ручку 13 по годинниковій стрілці що призведе до розтискання сегментів 31 через кульки 15. Розтискаючись, сегменти впираються до стінок корпусу 6 що призводить до стопоріння клина та пальця. Підвід допоміжного упора не дає деталі прогнутися в процесі обробки.

Після процесу обробки деталь знімається з пристосування аналогічно в зворотній послідовності.

5.1.2 Розрахунок продуктивності пристосування

І. Розрахунок режимів різання

1. По конфігурації обробляючої поверхні і виду обладнання визначаємо тип фрези – кінцева. Її розміри визначаються розмірами обробляючої поверхні і глибиною зрізаємого шару.

Згідно ГОСТ 20539-75: D = 20 мм; z = 4.

2. Вибір подачі:

По нормативним таблицям [9, ст. 285, табл36] вибираємо подачу в залежності від глибини різання:

S_z = 0,06…0,1 мм;

приймаємо S_z = 0,07 мм;

3. Розрахунок швидкості різання:

(5.1)

де C_v, q, m, x, y, u, p – безрозмірні коефіцієнти ( [9], ст. 287, табл.39);

C_v = 234; q =0,44; х = 0,24; m = 0,37; y=0,26; u=0,1; p=0,13;

Т – період стійкості, Т = 80 хв;

D – діаметр фрези;

t – глибина фрезерування;

Sz – подача на зуб;

В – ширина фрезерування;

Z – число зубів фрези;

K_v – загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання, який враховує фактичні умови різання:

(5.2)

K_v = K_мv K_uv K_пv,

де K_мv – коефіцієнт, який враховує якість обробляючого матеріалу,

(5.3)

де - безрозмірний коефіцієнт=1;

n_v – показник степені, n_v = 1,0;

_в – межа витривалості, _в = 640 МПа.

Тоді, підставивши значення коефіцієнтів у формулу (5.3), отримуємо:

K_uv – коефіцієнт, що враховує інструментальний матеріал, K_uv = 1;

K_пv – коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки K_пv = 0,8.

Знаходимо загальний поправочний коефіцієнт (5.2)

K_v = 1,17∙1∙0,8= 0,936.

Підставляємо знайдені коефіцієнти у формулу (5.1) для швидкості різання

4. Частота обертання шпинделя визначається:

(5.4)

Приймаємо частоту обертання за паспортом верстата п_д = 1250 об/хв.

5. Уточнення швидкості різання:

(5.5)

6. Визначаємо силу різання за формулою:

(5.6)

де C_p, q, w, x, y, u, – безрозмірні коефіцієнти ( 9], стр.291, табл.41);

C_v = 12,5; q =0,73; х = 0,85; w = -0,13; x=1; y=0,75; u=1;

Значення коефіцієнта К_мр :

(5.7)

де п – показник степені , n = 0,75;

Тоді поправочний коефіцієнт (5.7):

7.Визначимо величини інших складових сил використовуючи табл. 42.[9]

Горизонтальна сила (подачі) .

Вертикальна сила .

Радіальна сила

8. Визначаємо потужність різання по формулі:

(5.8)

Виконаємо перевірку при таких даних: потужність головного двигуна верстата N_дв = 5,5 кВт, коефіцієнт корисної дії η = 0,8.

Умова виконується. Отже, при даних режимах верстат витримає навантаження.

ІІ. Розрахунок норм часу

1.Основний час розраховується за формулою :

(5.9)

L_р.х. = L_різ + у + L_дод, мм; (5.10)

де: Lріз – довжина різання, мм;

мм/об;

хв^-1;

і – число проходів.

у – довжина підводу, врізання і перебігу інструмента, мм;

L_дод – додаткова довжина ходу, викликана в окремих випадках особливостями налагодження і конфігурації деталі, мм;

L_різ = 3 мм;

L_дод = 8 мм;

у = 2 мм;

і = 4

(5.11)

(мин)

2. Розраховуємо допоміжній час:

(5.12)

(5.13)

де Т_уст = 0,5 хв – для установки у пристосування

Т_пер = 0,15 хв – для фрезерування пазів

Т_вим = 0,15 хв – час на вимірювання розмірів

Т`_вим = 0,10 хв – час на вимір шорсткості

хв

k_сер = 1,15

3. Оперативний час:

(5.14)

хв

4. Визначаємо підготовчо- завершаючий час:

(5.15)

Т _п.в. =Т_п1+Т_п2+Т_п3

- Т_п1 час на наладку станка и установку пристосування – 17хв;

- Т_п2 час на установку фрези- 2 хв;

- Т_п3 час на отримання інструменту і пристосування до начала и сдача їх після обработки партії заготовок- 7 хв

Т _п.в. = 17 + 2 + 7 = 26хв

5. Штучний час:

(5.16)

α_обс = 3,5%

β_отд = 5,5%

хв

Штучно – калькуляційний час

де Т_пз = Т_пз1 + Т_пз2,

Т_пз –підготовчо-завершальний час

де: n= 614 – кількість деталей у партії, шт

Т_шт = 1,24 – штучний час, хв.

5.1.3 Теоретична схема базування і реалізація її в конструкції пристрою

Для орієнтації заготовок під час обробки на верстатах, розташування готових деталей в складальних одиницях (вузлах) машин, вимірювання деталей служать: поверхні, лінії, точки і їх сукупності, які називаються базами. Розрізняють технологічні і конструкторські бази. Технологічні бази поділяються на установчі й вимірювальні.

Для повного базування заготівки в пристосуванні необхідно і достатньо створити в ньому 6-опорних точок, розташованих певним чином відносно баз заготівки . При цьому схемою базування називається схема розташування опорних точок на базах заготовки.

Конструкторська база-це база, що використовується для визначення положення деталі або складальної одиниці у виробі. Вимірювальна база -конструкторська база належить даної деталі або складальної одиниці і використовувана для визначення самої деталі у виробі .

Для повного виключення рухомості твердого тіла в просторі необхідно лишити його шести ступенів свободи: трьох поступових переміщень і трьох обертових, навколо осей координат.

Рисунок 5.1 - Теоретична схема базування

1,2,3,4 – подвійна направляюча; 5,6 – опорна.

5.1.4 Розрахунок похибки установки

Похибка установки _у - це фактичне відхилення положення заготовки від необхідно під час встановлення останньої у верстатне пристосування [12].

(5.17)

Де

_б – похибка базування, мкм;

_зо – випадкові складові похибки базування,мкм;

_зи – похибка, пов’язана зі зміною форми поверхні контакту установочного елемента у результаті його зношення, мкм;

_ус = 7 мкм – похибка виготовлення й зборки опор по[12];

_с = 10 мкм – похибка установки і фіксації верстатного пристосування на верстаті по [12];

Визначаємо похибку базування:

Приймаємо _б = ІТ (87) = 200мкм

Визначаємо похибку закріплення:

Похибка закріплення _з – різниця між найбільшою та найменшою величинами проекцій зміщення вимірювальної бази в напрямку виконавчого розміру у результаті прикладання до заготовки сили закріплення.

Формули для розрахунку похибки закріплення `, ``,```,мкм ([12], табл11 стор.530):

; (5.18)

; (5.19)

(5.20)

де,

сила , що діє по нормалі;

найбільша висота нерівностей рофілю;

найбільша висота нерівностей профілю;

безрозмірний параметр опорної кривої;

номінальна площа опори;

безрозмірний коефіцієнт стиснення;

межа текучості матеріалу заготовки;

параметр якості плоских баз;

параметр хвилястості поверхні;

параметр якості плоских баз;

параметр хвилястості поверхні;

сила ;

пружинна постійна матеріалів. що контактують з заготовкою;

безрозмірний параметр кривої опорної поверхні, що характеризує умови контакту бази заготовки з опорою:

(5.21)

де безрозмірний параметр опорної кривої;

Розраховуємо сумарну похибку закріплення ε_з, мкм:

Якщо погрішності и , залежні від зносу встановлених елементів які можна регулярно компенсувати під налаштування інструменту, то

(5.22)

5.1.5 Схема закріплення (силова) і розрахунок необхідного зусилля затиску

1. Розрахунок сил затиску

Рисунок 5.2 – Баланс сил і моментів які діють на деталь

Складемо баланс сил і моментів:

де: R – результуюча сила яка розраховується за формулою:

(5.23)

де Pz, Py – сили різання, Н (див. розділ «Розрахунок режимів різання»);

k – коефіцієнт надійності затиску по [12]:

(5.24)

де:

–гарантований коефіцієнт запаса;

–коефіцієнт, що враховує вид технологічної бази;

–коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання в наслідок затуплення інструменту;

–коефіцієнт, що враховує приривчате різання;

–коефіцієнт, що характеризує постійність сил затиску даного затискного механізму;

–коефіцієнт, що характеризує ергономіку затискного механізму;

–коефіцієнт, що характеризує установку заготовки.

Оскільки в результаті розрахунку , топриймаємо .

Мтр₁, Мтр₂ – моменти тертя деталі з шайбою та оправкою відповідно:

(5.25)

(5.26)

де D_ш ,D_o - зовнішні діаметри шайби та оправки відповідно; d - внутрішній радіус, мм.

Прирівнявши ці два рівняння, отримаємо:

(5.27)

Звідси сила затиску W буде:

(5.28)

D_o = 40мм; D_ш =30мм;- коефіцієнт тертя поверхонь

По [12] вибираємо мінімальний діаметр гайки М14. З конструктивних міркувань, для надійності затиску деталі приймаємо гайку М16.

2. Розрахунок момент на гайковому ключі для обраної гайки.

(5.29)

де α_р – кут підйому різьби, ⁰:

(5.30)

φ_пр – приведений кут, φ_пр­­ = 6⁰;

3. Розрахунок зусилля на рукоятці Qгк, Н:

(5.31)

де l – довжина рукоятки – 0,25м;

5.1.6 Розрахунок міцності елементів пристосування

Допустиме зминання в різьбі

(5.32)

де сталь 45

Умова міцності різьби на зминання

(5.33)

(5.34)

де дліна різьбової частин;

шаг різьби;

зовнішнй діаметр різьби;

d₁ = 13,83 мм – внутрішній діаметр різьби.

Умова міцності виконується

5.2 Проектування контрольного пристрою

1 Опис конструкції пристрою

Контрольне пристосування призначене для контролю перпендикулярності осі отворів ∅32Н6 відносно осі отвору ∅17Н7. Пристосування складається з станини поз.1 на якій розташовані усі інші деталі пристосування. В середині станини розташований закріплений центральний палець 9 за допомогою гвинтів 8. З другого боку цього пальця є циліндрична поверхня на яку надівається контролююча деталь. Установочним елементом являється коромисло поз.22, яке являється плаваючим. Для затиску деталі на пальці існує система кулачків поз.11, що розташовані в радіальних пазах пальця 9. При вгвинчуванні гайки 23 клин буде переміщувати кулачки 11, які в свою чергу почнуть розходитись в радіальних напрямках, що буде супроводжуватись закріпленням контролюючої деталі. Для фіксації деталі в кутовому напрямку призначений упор 16, який встановлюється на стійку 12. Стійка 12, в свою чергу, встановлюється в станину пристосування 1.

Для встановлення і закріплення індикаторів в потрібному положенні слугують стійки 2 які закріплюються гвинтами 14 через шайбу 15 до станини. В стійках існують радіальні отвори для розміщення в них рухливих повзунків 4 з індикаторами 6. У повзунах 4 виконано шпонковий паз в який входить гвинт з накаткою 13. Даний гвинт служить фіксації і направлення повзунка при переміщені. Для фіксації індикатора 6 в повзунках є гвинт з накаткою 5. Для фіксації в крайньому положенні повзунка передбачено стопорне кільце 24.

Ніжка 3 індикатора 6 впирається на точну циліндричну поверхню осі 7. Сама вісь 7 просовується в контролюючий отвір деталі і фіксується за допомогою клина 18, який втягується під тиском гайки 20, виштовхуючи в радіальних напрямках кулачки 19. Повернення кулачків на місце відбувається з допомогою резинового кільця 17.

2 Принцип дії контрольного пристосування

З початку встановлюється еталона деталь. В контролюючі отвори просовується вісь 7, поки не стане по середині деталі. Вісь 7 фіксується системою кулачків при затисканні гайкою 20 і переміщені клина 18 в деталі таким чином, щоб вона могла обертатися в отворах але без люфту. Після цього деталь з віссю встановлюється на центральний палець 9 і повертається навколо своєї осі до дотику в упор 12. Далі відбувається затиск деталі кулачками 11 через клин10 і гайку23.

Після чого повзунки 4 переміщаються до упору стопорного кільця 24 в стійку 2, що забезпечує точну установку ніжки індикатора 3 на циліндричну поверхню осі 7. В цьому положенні індикатори фіксуються і виставляються натяг 0,5....0,7 мм. Після встановлення натягу індикатори виставляються в «нуль». Після чого еталона деталь знімається і в тій же послідовності встановлюється контролююча деталь.

Для контролю отвору деталі працівник рукою повертає вісь навколо своєї осі для кращого встановлення і спостерігає за показаннями спочатку одного індикатора, а потім іншого. Показання індикаторів фіксується контролером.

Зняття деталі з пристосування відбувається в зворотній послідовності. Клин з кулачками повертається на своє місце за допомогою резинового кільця 17.

ЛІТЕРАТУРА

1. Марочник сталей и сплавов

http://www.splav.kharkov.com/mat_start.php?name_id=87

2. Методические указания "Проектирование заготовок получаемых методами литья и штамповки", Севастополь, 2005.

3. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку. – М.: Издательство стандартов, 1989.

4. Справочник технолога-машиностроителя том 1 (под ред. А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков) – М.: Машиностроение, 1985.

5.Справочник технолога-машиностроителя Том1. Редактор издательства Д. В. Баженов. Издательство, «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва, Б-66.

6. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога маши ностроителя — М.: Издательство стандартов, 1992 — 464 с

7. Скомпилированный HTML-каталог «Станочное оборудование» ООО «Деметра» Король С. Я.

8. Ординарцев И.А. Справочник инструментальщика. – М: Машиностроение, 1988.

9. Справочник технолога-машиностроителя том 1 (под ред. А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков) – М.: Машиностроение, 1985.

10. Режимы резания металлов. Справочник / Барановский Ю.В. – М.: «Машиностроение», 1972, 407 стр.

11. Миллер Э. Э. Техническое нормирование труда в машиностроении. – М: Машиностроение, 1972.

12. Станочные приспособления. Справочник том 1 (под ред. Б.М. Вардашкин) – М.: Машиностроение, 1984.

13. Экономическое обоснование выбора метода получения заготовки

http://baza-referat.ru