1. Розробка технічного завдання на проектування

1. Об’єкт виробництва, як результат виконання замовлення

   1. Короткий опис технічних характеристик об’єкта виробництва. Об’єкт виробництва являє собою деталь «корпус редуктора», яка виготовляється на підприємстві в умовах середньосерійного виробництва на універсальному обладнанні.

Виробіток деталей: 3 шт/зміну.

1.1.2 Призначення і конструкція деталі або деталей, які пропонуються для виробництва. Розглянута деталь - корпус редуктора. Ця деталь призначена для захисту рухомих елементів редуктора від дії факторів навколишнього середовища, а також визначає положення деталей у просторі і щодо один одного. Корпус є базовою деталлю в процесі збирання всього сайту. Основними базовими поверхнями корпусу є нижні поверхні (750 мм х 1700 мм), площину роз'єму (650 мм х 1840 мм), а також осі головних отворів (Ø 385 мм, Ø 235 мм, Ø 195 мм). Хімічний склад і основні механічні властивості СЧ 30 представлені нижче в таблиці 1.1 і таблиці

Таблиця 1.1 – Хімічний склад CЧ 30

C	SI	Mn	S	P
3-3,2	1,3-1,9	0,7-1	До 0,12	До 0,2

Таблиця 1.2 – Механiчний склад СЧ 30

Марка	σизг		σсж		σизг -1	τср		KCU, кДж/м			Твердість,НВ
СЧ30	МПа								60			260
	560	1100		140		300

Нижня поверхня 750x1700 мм є технологічної та вимірювальної базою при обробці більшості поверхонь. Ось головного отвори Ø 215 мм є базою Д. До головних отворів пред'явлені такі вимоги за взаємною розташуванню - похибка міжосьового відстані не більше 0,24 мм. До бічних поверхнях отворів пред'явлені вимоги по паралельності: Ø 195 мм - 0,122 мм щодо бази. Також до них є вимоги щодо ціліндрічності. Максимальна похибка - 0,02 мм. Перпендикулярність сторін отворів повинна відповідати допуску 0,1 мм відповідно кресленням деталі.

1.1.3 Аналіз деталі на технологічність. Відповідно до ГОСТ 14.205-83 технологічність - це совокупность властивостей конструкції виробу, що визначають її приспособленность до досягнення оптимальних витрат при виробницстве, експлуатації та ремонті при заданих показниках якості, обсязі випуску та умови виконання робіт. Аналіз конструкції деталі на технологічність виконується двома методами: якісним і кількісним. Ця деталь виконана способом виливки, що є економічно вигідно, а також надійно. Виготовлення деталі таким методом на відміну від литва забезпечує менші припуски на обробку, тобто меншу кількість металевих відходів вигляді стружки. Для обробки деталі не потрібно застосування спеціального інструменту та обладнання. також у процесі виготовлення заданої деталі корпус немає операцій для досягнення підвищеної точності (суперфінішірованіе, полірування). Безліч наявних різьбових отворів можна обробити за допомогою метчиков в сполученні з кришками і верхньою частиною корпусу. Квалітети точності розмірів більшість поверхонь грубіше 6-го, тому деталь по точності при якісній оцінці вважається технологічною. Висновок: задана деталь згідно з якісної оцінки технологічності конструкції буде технологічна. Виконуємо таблицю точності розмірів і шорсткості поверхонь деталі.

Таблиця 1.4 – Точність розмірів і шорсткості поверхні деталі - корпус

Найменування поверхні	Квалітет точності	Шероховатость
1	2	3
Діаметральні розміри
340 H7	7	Ra 3.2
200 H7	7	Ra 3.2
160 H7	7	Ra 3.2
125 H7	7	Ra 3.2
Лінійні розміри
1840	14	Ra 6.3

Продовження таблиці 1.4

1	2	3
560	14	Ra 25
670	14	Ra 12.5
750	14	Ra 12.5
650	14	Ra 12.5

Таблиця 1.5 – Визначення коефіцієнта точності

Ti	ni	Ti*ni
14	5	70
7	4	28

Користуючись табл. 1.5 визначимо коефіцієнт точності і шорсткості поверхонь. Коефіцієнт точності визначимо за формулою

де Тср - середня точність обробки, яка визначається за формулою

Тср =10,8

Кт =0,9

Якщо Кт <0,18, то деталь за точністю вважається технологічною. Визначаємо коефіцієнт шорсткості

Таблиця 1.6 – коефіцієнт шорсткості

Шi	ni	Шi*ni
3,2	4	12,8
6,3	1	6,3
25	1	25
12,5	3	37,5

де Шср - середня шорсткість. Вона визначається за формулою

Шср =8,05

Кш = 1/Шср

Кш =1/8,05=0,12

Якщо <0,16, то деталь на предмет шорсткості вважається технологічною. Висновок: Деталь за всіма параметрами є технологічною.

1.2 Аналіз базового технологічного процесу (ТП)

1.2.1 Аналіз послідовності обробки. Для аналізу послідовності обробки наведемо базовий маршрутний ТП механічної обробки деталі «корпус редуктора».

Таблиця 1.6 – Базовий ТП

	Найменування операції	Верстат	Базова плоскiсть
	Короткий зміст
005	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину підстави	Поздовжньо-фрезерний верстат	Поверхня роз'єму
010	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину роз'єму	Поздовжньо-фрезерний верстат	Площина підстави
015	Свердлильні з ЧПУ Свердлитиити 10 отворів 26,10 отворів33 предварительно 2 отворів під штифт конічний попередньо 25	Свердлильний верстат	Площина підстави
020	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину підстави остаточно	Поздовжньо-фрезерний верстат	Поверхня роз'єму
025	Свердлильні з ЧПУ Свердлитиити 10 отворів 26,10 отворів332 отворів під штифт конічний 25 остаточно	Свердлильний верстат	Поверхня роз'єму
030	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину роз'єму остаточно. Фрезерувати торці підшипникових гнізд.	Поздовжньо-фрезерний верстат	Площина підстави
035	Контрольна Контроль розмірів	Набір контр. інструменту

З наведеного ТП зрозуміло, що він побудований цілком правильно. Після заготовчої операції йде чорнова та чистова обробка поверхонь, які будуть базовими для подальших операцій.

2 Технологічна підготовка проектних робіт

2.1 Пропозиції щодо поліпшення технологічності об’єкту виробництва

При обробці на автоматичній лінії корпусу редуктора технологічний процес диференціюється на складові частини, які виконуються в різних позиціях на різних верстатах. В процесі обробки – від заготівки до готової продукції – виріб передається послідовно з позиції в позицію, де отримує заданий об'єм технологічної дії таким чином, що на кожній позиції виконується лише певна частина обробки. При цьому прийняті методи, маршрут і режими обробки, технологічні бази і ріжучий інструмент повинні забезпечити виконання заданих вимог якості (точність розмірів, шорсткість поверхні і ін.).

Відомо, що збільшення міри диференціації технологічного процесу обробки супроводиться зростанням технологічної продуктивності обробки k0. Максимально діфференцировав операції, отримаємо наступну структурну схему

2.2 Вибір та обгрунтування типу виробництва

У машинобудуванні розрізняють три типи виробництва: одиничне, серійне і масове. Кожен тип виробництва вибирається відповідно до розмірів, складністю, кількістю і частотою випуску деталей. Тип виробництва в залежності від річної програми випуску та маси деталі можна визначити згідно

Таблиця 2.1 – Тип виробництва

	Річна програма, шт
	Важкі, понад 500 кг	Середні, понад 30 до 500 кг	Легкі, до 30 кг
Одиничне	до5	до 10	до 100
Дрібносерійне	6-100	11-200	101-500
Среднесерійное	101-300	201-500	501-5000
Великосерійне	301-1000	501-5000	5001-50000
Масове	св. 1000	св. 5000	св. 50000

Маса деталі 900 кг, річна програма випуску 200 штук. Отже, виробництво відноситься до среднесерійному. Так як в серійному виробництві деталь виготовляється партіями, то при проектуванні технологічних процесів, а так само в заводських умовах величину партії деталей визначають з розрахунку пропускної здатності збірки, з тим, щоб забезпечити швидке складання виробів. Кількість деталей у партії «n» в штуках визначаємо за формулою

,

де D - річна програма випуску деталей із запасом, шт;

t - число днів, на які необхідно мати запас деталей.

Нормальний запас деталей для серійного типу виробництва в залежності від пропускної здатності становить

а) для великих деталей t = 2-3 дні;

б) для середніх деталей t = 3-5 днів;

в) для дрібних деталей t = 5-10 днів.

- Число робочих днів у році, приймаємо 255 днів.

2.3 Вибір виду і методу отримання заготівки

Заготовки деталей машин та іншого обладнання можуть бути отримані у вигляді виливків, поковок кованих та штампованих, з сортового прокату з різних матеріалів. На вибір заготовки впливають наступні фактори:

а) матеріал деталі;

б) розмір деталі;

в) точність і трудомісткість виготовлення.

Вибір заготовки включає в себе:

а) встановлення методу її отримання;

б) призначення припусків на обробку;

в) розрахунок розмірів заготовки;

г) призначення допусків на виготовлення заготовки.

При виборі заготовки потрібно враховувати властивості матеріалу деталі і прагнути, щоб форми і розміри заготовки якомога більше наближалися до форми та розмірів готової деталі. Для заданої деталі як заготівка прийнята виливок. Заготівля відлився в песчаногліністих формах зі стрижнями відповідно до ГОСТ 2645-85.

Припуски приймаємо із заводськими

Маса заготовки = Мд (1,25 ... 1,5) = 9001,25 = 1125 кг,

де Мд - маса деталі, 1,3 ... 1,5 - коефіцієнти маси.

Коефіцієнт використання матеріалу: КІМ = Мд / МЗ = 900/1125 = 0,8 Необхідно порівняти два варіанти отримання заготовки. Перший варіант - заводський. Маса заготівлі становить 1500кг. Другий-проектний. Маса заготовки 1125кг.

2.4 Розрахунок операційних припусків аналітичним методом і встановлення міжопераційний розмірів і допусків

Припуском на обробку називається шар матеріалу підлягає видаленню з поверхні заготовки в процесі обробки до отримання готової деталі Припуск ділять на загальний, тобто видаляється протягом всього процесу обробки даної поверхні машинно-операційний, видаляється при виконай певних операцій У машинобудуванні застосовуються два методи визначення припусків: табличний та розрахунково-аналітичний метод.

Таблиця 2.2 –рекомендації до плану обробки

Заготовка	Rz=200	T=300	H14
Чернове фрезерування	Rz=100	T=100	H12
Чистоое фрезерування	Rz=25	T=25	H10

де ðзаг - допуск на розмір чорнової заготовки;

ðобр - допуск на розмір після обробки одного боку

Визначити допустиму просторову похибка заготовки

Рзаг= ,

де Рсм – допустимі похибки

Ркор- загальна кривизна заготовки

мкм.

Похибка викривлення визначається за формулою

де - питоме викривлення

L- найбільший розмір заготовки

=0,05 мкм, L=1840 мм

мкм.

Просторові відхилення для чорнової і чистового фрезерування

де Ку- коефіцієнт уточнення форми

мкм ;

мкм .

Похибка установки визначається за формулою

Похибка установки при остаточному фрезеруванні дорівнює нулю, тому що перевстановить деталі відсутні. Має місце тільки поворот столу, але точність повороту така, що нею можна нехтувати.

Розраховуємо припуск на обробку площині роз'єму корпусу редуктора.

Встановлюємо маршрут обробки площині роз'єму

1.Черновое фрезерування по 3 квалітету шорсткості по IT 14

2. Чистове фрезерування по 5 квалітету шорсткості IT 12

Визначаємо припуск на чорнова фрезерування площини роз'єму

де - висота мікронерівності

- глибина дефектного шару

- викривлення литий площині роз'єму

- похибка вивірки

Подальші розрахунки наведені в таблиці 2.3

Номінальний припуск на обробку заготовки

,

де: - сумарне значення розрахункового припуску;

- нижнє відхилення розміру заготівлі згідно з ГОСТ 7829-70;

- нижнє відхилення розміру деталі (згідно креслення).

мм.

Приймаемо припуск 5 мм

Розмір заготовки

мм.

Размiр заготовки 1847,7мм

Таблиця 2.3 – Розрахунок припусків розрахунково-аналітичним методом поверхніL=1840 мм

Перехід	Елементи припуску				Розр. прип. 2Zmin, мкм			Розрахунковий розмір dр, мм		Доп. δ, мм		Гранiчний размiр,мм			Гранiчi знач. прип.мм
	Rz	T	ρ	ε							Lmin		Lmax
Загот	200	300	625	–		–	1844,75		2,7		1844.3		1847,7	–		–
Фрез.черн.	100	100	37,5	0		425	1842,8		1,7		1840,4		1842,1	0,4		5,6
Фрез.чист.	25	25	25	0		202	1841,5		1		1841		1840	0,2		2,1

2.5 Розробка маршрутної технології

Розробка технологічного процесу виготовлення деталі є одним з найважливіших етапів підготовки виробництва, тому що від неї значною мірою залежить кількість продукції, трудомісткість і економічність виготовлення деталі. Маршрутний технологічний процес виготовлення корпусу зазначено в таблиці 1.2.

Таблиця 2.4 – Маршрутний технологічний процес виготовлення деталі корпус

	Найменування операції		Базова плоскiсть
	Короткий зміст
005	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину підстави	Поздовжньо-фрезерний верстат 6Г608 Ф2	Поверхня роз'єму
010	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину роз'єму	Поздовжньо-фрезерний верстат 6Г608 Ф2	Площина підстави
015	Свердлильні з ЧПУ Свердлитиити 10 отворів 26,10 отворів33 предварительно 2 отвору під штифт конічний25	65А80ПМ Ф4	Площина підстави
025	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину підстави остаточно	Поздовжньо-фрезерний верстат 6Г608 Ф2	Поверхня роз'єму
030	Сверлильная. Сверлить 8 отверстий 52, 4 отверстия24, нарезать резьбу М24, сверлить 4 отверстия16, зенкеровать 4 отверстия16, нарезать різьбу М16-7Н, рас точить отверстие80	65А80ПМ Ф4	Поверхня роз'єму
035	Повздошно-фрезерні фрезерувати площину роз'єму остаточно. Фрезерувати торці підшипникових гнізд.	Поздовжньо-фрезерний верстат 6Г608 Ф2	Площина підстави
045	Контрольна Контроль розмірів	Набір контр. інструменту

Рисунок 2.1 – Верстат 6Г608 Ф2

Рисунок 2.2 – Верстат 65А80ПМ Ф4

2.6 Вибір і обгрунтування технологічних баз

Правильний вибір технологічних баз і визначення послідовності обробки поверхонь визначають досягнення необхідної точності деталі в процесі її виготовлення і економічність технологічного процесу.

Для підвищення точності обробки деталей на металорізальних верстатах необхідно дотримуватися 2 принципи:

а) принцип сталості баз;

б) принцип поєднання баз. Принцип постійності баз полягає в тому, що на різних операціях одні й ті ж поверхні деталі слід приймати за встановлення бази. Принцип поєднання баз полягає в тому, що опорну і установчу базу треба поєднувати з конструкторської, щоб похибка базування дорівнювала нулю. Конструкторські бази призначаються конструктором з Делія при проставляння розмірів на робочому кресленні. На вибір тієї чи іншої схеми при проставляння розмірів впливають як конструк Торського, так і технологічні вимоги. Обрана схема значною мірою зумовлює послідовність обралення, вибір баз, конструкцію пристосування і т. д. Базування заготовки в пристосуванні виробдиться, як правило, двома або трьома базами, причому воно зводиться, по суті, до базування її окремих баз. Основну базу вибирає конструктор пристосування. Іноді це робить технолог при розробці технологічного процесу, проставляючи на операційному ескізі значками тип опорного елемента і число опорних точок. За основну базу переважно брати поверхню, яка забезпечує заготівлі стійке положення у пристосуванні навіть за базування тільки однієї цієї бази.

Обрані поверхні, призначені для базування деталі на всіх операціях, записані в таблиці 2.3.

2.7 Вибір обладнання, верстатних пристосувань, різального, допоміжного і вимірювального інструментів

По кожній операції технологічного процесу обробки деталі потрібно вибрати обладнання із зазначенням назви, моделі верстата і короткою технічною характеристикою. Вибір обладнання - одне з важливих завдань при проектуванні технологічного процесу обробки різанням. Для будь-якої операції завжди можна підібрати відповідний верстат.

При виборі металорізальних верстатів потрібно керуватися наступними міркуваннями:

а) габаритні розміри верстата (висота і відстань між центрами, розміри столу, робоча зона верстата) повинні забезпечувати установку оброблюваної деталі;

б) верстат повинен забезпечувати необхідну продуктивність;

в) верстат повинен забезпечувати форму, рівень точності та якості поверхонь оброблюваної деталі;

г) потужність, жорсткість і кінематичні можливості верстата повинні забезпечувати обробку по оптимальних режимів різання з найменшою витратою часу і з найменшою собівартістю;

д) верстати з програмним управлінням застосовують при обробці складних профілів деталей в умовах дрібносерійного і одиничного виробництва. Верстатні пристосування слід вибирати залежно від габаритних розмірів, маси, матеріалу і форми верстата. Також слід пам'ятати про те, щоб дані пристосування підходили саме до того верстата, на якому проводиться обробка деталі. Вибір обладнання та засобів наведен в таблиці 1.9.

Таблиця 2.3 – Вибір обладнання, верстатних пристосувань

Операція	Модель верстата	Розміри робочої поверхні столу,мм			Межі швидкості обертання шпинделя, об/мин		Подача, мм/мин		Потужність, кВт		Пристосуванн
		ширина	довжина
005 Поздовжньо фрезерна	6Г608Ф2	1000	2000	40-4500		1-10000		12/16		Притиски
015 Свердлильні з ЧПK	65А80ПМФ4	1000	1250	40-2500		1-5000		7,5		Притиски

Вибір різального інструмента залежить від виду верстата, методу обробки, матеріалу оброблюваної деталі, необхідного рівня точності і шорсткості поверхні, типу виробництва. Вибираючи вимірювальні засоби для контролю, необхідно враховувати відповідність точності вимірюваного розміру обраному вимірювального інструмента і пристосування. Так як виробництво дрібносерійне, необхідно вибирати універсальний вимірювальний інструмент (лінійки, штангенциркулі, мікрометри та інше)

Коротка інформація про обраний інструменті ріжучого і мірильною значення наведені в таблиці 2.4.

Таблиця 2.5 – Вибір різального, допоміжного і вимірювального інструментів

№	Операція	Модель станка	Режучий інструмент	Мерительный інструмент
005	Продольно-фрезерна з ЧПК	Продольно-фрезерний верстат 6Г608Ф2	Фреза торцева насадная со вставными ножами 200 ВК 6 ГОСТ 9473-80	Лінейка 0-1250 ГОСТ427-75
010	Продольно-фрезерна з ЧПК	Продольно-фрезерний верстат 6Г608Ф2	Фреза торцевая насаднаясо вставными ножами 200 ВК 6 ГОСТ9473-80	Линейка 0-1250 ГОСТ427-75
015	Сверлильная з ЧПК	Свердлильний верстат 65А80ПМФ4	Свердло 26 ВК8 ГОСТ 2092-77; Свердло 33 ВК8 ГОСТ 2092-77	ШЦ-III-125-01 ГОСТ166-80; Нутромер НМ-525-0,01 ГОСТ 10-75

2.8 Визначення режимів різання

Рисунок 2.3 – Ескіз обробки

Обираємо фрезу і встановлюємо її геометричні параметри. Приймаються торцеву фрезу зі вставними ножами, оснащеними пластинами з твердого сплаву ВК6 [2]

Діаметр фрези D=200, z=12 ГОСТ 24360-80.

Геометричні елементи:

=12⁰; =-5 ⁰ ;  = 5⁰ [4]

Обираємо подачу на зуб:

Sz = 0,15 – 0,25 мм/зуб [5]

Приймаються середнє значення Sz = 0,2мм/зуб

Швидкість різання, що допускається ріжучими властивостями фрези «V» в метрах за хвилину визначається за формулою

V=.

Для прийнятих умов обробки

Cv=445,x=0,15,y=0,35,u=0,2,p=0,m=0,32 [5]

Період стійкості фрези T=240 мин [5]

Поправочні коефіцієнти на змінені умови обробки в залежності від:

а) оброблюваного матеріалу – Чавун [5]

Км_v =

n_v=1,0 [2]

_Км_v =

б) стан поверхні - відливання

Кn_v = 1 [5]

в) марка матеріалу ріжучої частини фрези ВК6

Кu_v = 0,83 [5]

Kv = Kм_v  Kn_v  Ku_v = 1,25  1  0,83 = 1

м/мин.

Частота обертання шпинделя «n» в оборотах в хвилину визначається за формулою

об/мин.

Коректуючи за паспортними даними верстата, маємо n_д =180 мин^–1

Визначаємо хвилинну подачу «S_мин» в міліметрах за хвилину за формулою

S_мин = S₀  n_д,

S_мин = 0,7 180 = 125,72 мм/мин.

Потужність, витрачена на різання «Nрез» в кіловватах визначається за формулою

Сила різання «Pz» в Ньютона визначається за формулою

Для прийнятих умов обробки

Cр = 491; q=1,3; x=1,0; y=0,75; u=1,1; w=0.2 [2]

Поправочний коефіцієнт Км_р [5]

_Кмр =

_Кмр =

Основний час «То» у хвилинах визначається за формулою

,

де L – шлях проходу інструменту;

=2900+10=3000 мм,

де l_{пер ­}=10мм – довжина перебега;

l_вр =0мм – довжина врізання.

хв.

Свердління отворів

На вертикально-свердлильному верстаті моделі 65А80ПМФ4 виконується свердління отвору 26. Матеріал заготовки сірий чавун СЧ30 с НВ=170.

Рисунок 2.4 – ескіз свердління отвору

Вибираємо ріжучий інструмент і встановлюємо його геометричні параметри. СверлоD = 26ммз конічним хвостовиком з ріжучої частиною з твердого сплаву ВК8 ГОСТ10903-77

Геометричні параметри: Форма заточення - одинарна

2=118⁰; =16⁰; =20⁰; ₁=6⁰ [6]

Визначаємо глибину різання «t» в міліметрах за формулою

Призначаємо подачу [6]

S=0,45-0,6 мм/об.

Приймається за паспортом верстата

S=0,54 мм/об.

Визначаємо швидкість різання Швидкість різання «V» в метрах за хвилину, що допускається ріжучими властивостями свердла, визначається за формулою

Для прийнятих умов обробки

Сv=34,2; q=0.45; y=0,3; m=0,2 Т=50 [5]

Поправочні коефіцієнти

Для прийнятих умов обробки n_v=1,3;

Ки_v=0,93; K_lv =1,0 [2]

Кv = 1,00,831,0=0,93;

м/мин.

Визначаємо частоту обертання свердла

об/мин.

Визначаємо крутний момент від сил опору різання при свердленні «Мкр» в Ньютонометрах за формулою

Мкр = 10СмD^qS^yk_p .

Для прийнятих умов обробки: См =0,012; q=2,2; у = 0,8 [2]

Поправочний коефіцієнт Кр = Кмр = 0,93.

Нм.

Po,

де Cp=42

q=1.2

y=0.75

Визначаємо потужність різання Потужність різання "Nрез" в кіловватах визначаємо за формулою

де Nс- потужність різання,

Мкр- крутний момент

n- частота обертання

Визначаємо основний час «То» у хвилинах за формулою

Таблиця 2.5 – Машинний час виконання операцій базового ТП

Найменування				Інструмент		Параметры режимов резания
Операціі		Перехіду	t, мм			мм/об	V, м/мин	n, об/мин	Sмин, мм/мин	D, мм	L, мм	tр, мин
1	2	3	4		5		6	7	8	9	10	11	12
Продольно-фрезерна	Чернова	Фрезерувати плошину основи	Фреза200 ВК6, z=12		5		0,7	112,83	179,6	125,7	200	3000	23,8
Продольно-фрезерна	Чистова	Фрезерувати плошинуоснови	Фреза 200 ВК6, z=12		3		0,3	125,76	200,3	180,2	200	3000	16,6
Продольно-фрезерная	Чернова	Фрезеровать плоскость розъема	Фреза 200 ВК6, z=12		5		0,5	112,83	179,6	125,7	200	4980	39,6
Продольно-фрезерная	Чистова	Фрезеровать плоскость розъема	Фреза 200 ВК6, z=12		2		0,3	125,76	200,3	180,2	200	4980	27,6

Продовження таблиці 2.5

Свердлильна	Чернова	Свердлити 10 отворів 26	Свердло 26 ВК 8	13	0,54	81,43	997	538	26	70х10	1,3
Свердлильна	Чернова	Свердлити 10отворів 33	Свердло 26 ВК 8	13	0,54	81,43	997	538	26	100х10	1,85
Свердлильна	Чистова	Свердлити 10 отворів 33	Свердло 33 ВК 8	3,5	0,7	52,55	507	354	33	100х10	2,8
Свердлильна	Чернова	Свердлити 2 отвору під штифт конічний 25	Свердло 24 ВК 8	12	0,54	80,05	1019	550	24	50х2	0,18
Свердлильна	Чистова	Зенкерувати 2 отвору під штифт конічний 25	Зенкер 25 ВК 8	0,5	1,1	92,9	1183	1301	25	50х2	0,07

Продовження таблиці 2.5

Свердлильна	Чернова	Свердлити 8 отворів 52	Свердло 25 ВК 8	12,5	0,54	80,05	1019	550	25	38х8	0,55
Свердлильна	Чистова	Розсвердлити 8 отворів 52	Свердло 52 ВК 8	13,5	0,8	51,3	314	241	52	38х8	1,26
Свердлильна	Чистова	Розвернути 8 отворів 100	Розвертка 100 ВК8	25	5	11	35	175	100	80	0,45
Сверлильная	Черновая	Сверлить 4 отверстия 24	Свердло спіральне 20 ВК8	10	0,47	78	1240	582	20	160	0,27
Сверлильная	Чистовая	Разсверлить 4 отверстия 24	Свердло спіральне24 ВК8	2	0,54	77,3	1025	553	24	160	0,28
Резьбонарезная	Чистовая	Нарезать резьбу М24-7Н	Мечик машинний 24	2	0,2	138	1840	368	24	160	2,3

Продовження таблиці 2.5

Свердлильна	Чернова	Розсвердлити отверстие 80	Сверло спиральное 80 ВК8	20	0,2	59	235	188	80	120	0,63
Свердлильна	Чистова	Свердлити 4 отверстия 16	Сверло спиральное16 ВК8	7	0,35	76,3	1518	531	16	100	0,18
Різьбонарізна	Чистова	Зенкувати отвор 16	Зенкер 16 ВК8	0,5	1,1	87,4	1739	1912	16	100	0,05
Різьбонарізна	Чистова	Нарізати різьбу М16-7Н	Метчик машинный 16	2	0,2	48,2	960	192	16	120	1,6
											1121,17

Знаходження очікуваної змінної продуктивності системи технологічного оснащення в умовах неавтоматизованого виробництва здійснюється за допомогою формули

де - час виконання холостих (допоміжних) операцій

3. Конструкторська частина

3.1 Розрахунок і конструювання кантувальника

У виробництві кантувальник служить для повороту (кантівки) і установки деталі в зручну позіцію без допомоги цеховіх кранів. Для цього вони забезпечені механізмом обертання, обачно, що мають, одну настановну нерегульовану швидкість .

На рис.3.6 Приведена кінематична схема двостійкового кантова теля з підіймальними центрами. Він складається з двох стійок: нерухомою 2 і рухливою 10, яка може пересуватися по рейковій дорозі 6 і встановлюватися на потрібній відстані від передньої стійки залежно від довжини виробу. Пересування задньої стійки здійснюється електропріводом 14, що діє на ходове бігунки теліжки, яка несе на собі задню стійку.

Передня і задня бабки кантувальника 3 і 9 змонтовані на каретках, які під. дією підіймальних механізмів 11 синхронно переміщаються по вертикальних направляючим 13, дотримуючи при цьому точну співісну обох бабок. Синхронна робота обох приводів підйому забезпечується соответсвующей електросхемою за системою електровалу.

Шпиндель передньої бабки виконаний порожнистим для підведення стислого повітря до пневматичних затискних пристроїв.

Для запобігання аваріям в кантувальниках підіймального типа встановлюється автоблокування, що гарантує неможливість включення механізму повороту, якщо центри не підняті на певну безпечну висоту. Таке блокування легко здійснюється системою аварійних кінцевих вимикачів, заздалегідь установленіх на потрібній висоті.

Рисунок 3.1 – кінематична схема двостійкового кантователя з підіймальними центрами

По конструктивного виконання пневматичні приводи ділять на трьох типів: 1) з неполноповоротним пневмомотором і пріводной зірочкою на кінці штока (рис. 3.7,a); 2) з циліндром двосторонньої дії з вбудованою в його середню частину рейковою передачею (рис. 3.7,б); 3) з силовим органом, що складається з циліндра однобічної дії і рейкової передачі (рис.3.7, в).

Пневматичні приводи мають ряд недоліків: не забезпечується плавність повороту, великі габаритні розміри силового органу (при необхідності створити значні зусилля), чутливість до падіння тиску в повітряній мережі і до вологості стислого повітря.

Для забезпечення плавного переміщення поршня на початку його ходу в пневматичну схему введений регульований дросель із зворотним клапаном (рис. 3.7, а), який створює додатковий опір в неробочій порожнині циліндра. Та ж мета досягається установкою дроселя (без зворотного клапана) після крану управління в магістралі скидання повітря в атмосферу (рис. 3.7, б), постановкою демпферів на штоку або в кришках циліндрів.

Рисунок 3.2 – пневматичні схеми

Потужність на робочому валу двигуна машини

де V – швидкість підйому (опусканя), V=0,017 м/с;

 - кпд гвинтовой передачі;

Р – нагрузка на стійку, Н.

Нагрузка на стійку

де m – максимальна вантажопідйомність кантувальника, m=2500 кг;

g – прискорення вільного падіння, g=9,8 кгм/с².

для полегшення розрахунків приймемо Р=30000Н.

Визначаємо ККД гвинтової передачі. Для цього необхідно знати параметри передачі. Вибираємо як матеріал гвинта прокат із сталі 35, вигляд термообробки – поліпшення, твердість НВ=192.285. Межа текучості _т =320 МПа, межа міцності п=540 МПа.

Знайдемо середній діаметр різьблення

де  - коефіцієнт робочої висоти витка різьблення  =0,5;

 - коефіцієнт висоти гайки =2;

[ q ] – питомий тиск на робочій поверхні різьблення [ q ] = 10 Мпа для пари сталь – бронза;

Далі визначаємо мінімальну допустиму робочу висоту профілю різьблення H1min з умови зносостійкості, задаючись числом витків гайки Z = 10

Враховуючи, що знайдемо мінімальне значення кроку різьблення

.

По ГОСТ 9484-81 [ 4 ] вибираємо трапецеїдальне різьблення Tr 40х7 з параметрами: зовнішній діаметр d = 40 мм; середній діаметр d2 = 36,5 мм; внутрішній діаметр d1 = 32 мм; крок p = 7 мм; робоча висота профілю H1 = 3,5 мм. Кут підйому гвинтової лінії різьблення

Приведений кут тертя: ^|=arctg(f/cos). Для різьблення, в якого кут профілю =15^о, при коефіцієнті тертя f=0,1 набудемо наступного значення кута тертя ^|=arctg(0,1/cos15^o)=5,9^o

Звідси знайдемо ккд

==0,35

Потужність на робочому валу двигуна тоді

Потрібна потужність на першому валу двигуна з врахуванням подвійного завантаження

где _пр-кпд привода.

_пр=_{закр. черв}_п.к⁴

де _закр. – кпд передачи, _закр. =0,86;

_п.к – кпд підшибников качіння, _п.к=0,99.

_пр=0,860,99⁴=0,72

Тоді, кВт

,

мин

Частота обертання гвинта nв=83 об/мін.

З наявних даних задамося стандартним редуктором з номінальним передавальним числом u=8 і максимально допустимою частотою обертання швидкохідного валу об/мін. Таким чином, частота обертання валу двигуна має бути

n_дв=n_du

n_дв=838=664об/мин.

Приймемо електродвигун 4А112МА8 з частотою обертання 700 об/мін і потужністю 2,2 кВт

Рисунок 3.3 – Эскиз электродвигателя 4А112МА8.

Розрахуємо черв’ячний редуктор

Визначення загального передаточного числа і його розбивки по ступеням

Визначимо загальне передаточне число редуктора. Воно дорівнює передаточному числу привода, яке визначається за формулою

об/хв,

Розібємо загальне передаточне число по ступеням.

Передаточне число першої ступені

U1=2,27 U2=20,0

Розрахунок частот обертання, потужностей та обертаючих моментів на валах

Визначимо частоти обертання на валах редуктора:

На першому (вхідному) валу

На другому (проміжному) валу

На третьому (вихідному) валу

Визначимо фактичні потужності на валах.

На першому валу

На другому валу

На третьому валу

Визначаємо обертаючі моменти на валах редуктора за формулою

Розрахунок зубчастих передач

Призначення рівня твердості і виду термічної обробки зубчастих коліс

Iз таблицi 2.1 [12, с.8] обираємо твердiсть поверхнi зубiв шестернi i колеса 50-55 HRC, потреби до габаритiв жорсткi, термо-хiмiчна обробка гартування СВЧ.Для розрахунку попередніх допустимих напружень приймаємо значення твердостi поверхнi зубiв шестернi и колеса 50 НRC.Визначаємо попереднi напруження та допустимi напруження для сталi 45 ГОСТ 1050-88

Гранична мiцнiсть: _Flim = 650 МПа

Гранична контактна мiцнiсть: _Hlim=1050 МПа;

Допустимi напруження при проектувальному розрахунку на витривалiсть зубiв при згинi визначаются:

[_F] =

[_F] = = 325МПа.

Допустимi напруження при проектувальном розрахунку зубiв на контактну витривалiсть визначаються:

[_H] = 0,9_Hlim/S_H.

де S_H = 1,2 – для зубчатих колес з поверхневим зміцненням

[_H] ==788 МПа

Розрахунок першоi ступенi редуктора

Наближене визначення модуля передачі

Для косозубих передач:

Напруження, що допускаються, при розрахунку на згинальну міцність для нереверсивної передачі попередньо визначають

(σ) F lim= σ F lim/2=650 /2=325 МПа

Відповідно до ГОСТ 9563 – 60[12:табл.2.4] приймаємо m' =2 мм .

Вибір матеріалу для зубчастих коліс, визначення напружень, що допускаються

Визначаємо наближені значення діаметрів вершин зубців шестірні і колеса, а також їхню ширину.Діаметри кіл вершин зубців відповідно шестірні і колеса для цилінд ричних передач попередньо визначають:

d'a1 =m' ( z1+2 ),

d'a2=m' ( z2+2 ),

z'1 =20,

z'2 =z'1 u=20 2,27=45,4.

Ширину шестірні і колеса приймають з інтервалу для передач

b' =( 8…12 )m' .

Наближене значення діаметра вала

де Т – обертовий момент на валу, [Нмм];

()кр - допустимі напруження при крученні. Попередньо можна прийняти

()кр =15…25МПа

Визначаємо наближені значення діаметрів вершин зубців шестірні і колеса, а також їхню ширину

Наближене значення діаметра вала шестірні

Визначаємо для шестірні

Отже, шестірню виконуємо з валом .

Визначаємо товщину заготовки для шестірні і колеса

Відповідно до табл. [7:табл. 2.2 стор. 11] для шестірні і колеса призначаємо сталь 45

Визначаємо міжвісьову відстань

Из стандартного ряда принимаем равное 2

Визначаємо основні розміри зубчастих коліс [7:табл.2.7, рис.2.3], у тому

числі

Приймаємо b1 =24мм, b2=20мм

Рисунок 3.4 – Основні розміри циліндричної передачі

Конструювання шестірні і колеса

Lm2=1,3dB=1,331,53=40,98мм,

Lm3=1,384,49=109,83мм,

Dm1=1,7dB1=1,724,24=41,20 мм,

Dm2=1,7dB2=1,731,53=53,60 мм,

Dm3=1,784,49=143,63 мм,

о=3m=32=6 мм,

Dк1 =d f1 - 2о=35-26=23мм,

Dk2=85,8-26=73,8 мм,

D01 =0,5 (Dk1+dm1)=0,5(23+41,20)=32,1мм,

D02=0,5(73,8+53,60)=63,7 мм,

d01=0,25(Dk-dm)=0,25(23-41,20)=-4,55 мм,

d02=0,25(73,8-53,6)=5,05 мм,

R =2…6 мм,

f =1…4 мм,

с1=b10,3=0,324=7,2 мм,

с2=0,320=6 мм.

Рисунок 3.5 – Конструювання вал-шестерні

Розрахунок другої ступені редуктора

Черв'ячні передачі розраховують на контактну і згинальну міцність.

Розрахунки проводять по зубцях черв'ячного колеса (виготовленими з бронзи або чавуну), що має меншу міцність, ніж сталеві витки черв'яка. Розрахунок на контактну міцність повинен забезпечити не тільки відсутність втомного руйнування (викришування) робочих поверхонь зубців, але і відсутність заїдання, що приводить до задирання робочих поверхонь.

Вихідними даними для розрахунку є:

– номінальний обертальний момент на валучерв'ячного колеса Tном3,

[Н*мм] (п.);

– частота обертання черв'яка n2, [хв-1];

– передаточне число u.

Вибір матеріалів для виготовлення черв'ячних коліс і черв'яків

Число зубців черв'ячного колеса

z2 =z1u .

Орієнтовне значення швидкості ковзання Vk [м/с] між зубцями

черв'ячного колеса і витками черв'яка

Призначаємо матеріали для черв'яка гартована сталь 45, для черв'ячного колеса БрА9ЖЗЛ

Визначення допустимих напружень матеріалу черв'ячних коліс

Допустимі напруження при розрахунку на контактну міцність

_,

-умовне допустиме напруження при розрахунку на контактну міцність

KHL – коефіцієнт довговічності

Принимаем

[7;табл 4.4 с28]

Проектний розрахунок черв'ячної передачі з умови забезпечення контактної міцності зубців колеса

Міжосьова відстань черв'ячної передачі, [мм]

Модуль зачеплення, [мм]

Приймаємо m=10 [7; табл 4.9 с30]

Визначення основних розмірів зачеплення

Рисунок 3.6 – Розміри зачіплення черв’ячної передачі

d3 = q m = 810 = 80 мм,

d4 = z m = 4010 = 400 мм,

ha = m = 10 мм,

hf = 1,2m = 1,210 = 12 мм,

h = 2,2m = 2,210 = 22 мм,

da3 = d1 + 2 ha = m (q + 2) = 10 (8 + 2) = 100 мм,

da4 = m (z2 + 2) = 10 (40 + 2) = 420 мм,

df3 = m (q – 2,4) = 10 (8 – 2,4) = 56мм,

df4 = m ( z2 – 2,4) = 10 (40 – 2,4) = 376 мм,

dam = da4 + 1,5 m = 420 + 1,5 10 = 435 мм,

Уточнення швидкості ковзання

Значення швидкості ковзання, м/с

Перевірочний розрахунок зубців черв'ячного колеса на контактну міцність

Розрахунок полягає у визначенні фактичних контактних напружень і

порівнянні їх з допустимими

Перевірочний розрахунок зубців черв'ячного колеса на міцність при згині

Умова згинальної міцності

Ft2=2Tном3/d4 = 2241310/400 = 12065 H,

=1.48 [7;табл 4.11, с32]

МПа.

Рисунок 3.7 – Конструювання черв’ячного колеса

Lm = (1,0…1,5)dв > b,

Lm2 = 1,324,24 = 31,51 мм,

Lm3 = 1,331,53 = 40,98 мм,

Dm = 1,7dB,

dm2 = 1,724,24 = 41,20 мм,

dm3 = 1,731,53 = 53,60 мм,

o = (2,5…4,0)m = 32 = 6,

K = (1…3) мм,

C=0,3b,

C1 = 0,3134 = 40,2,

C2 = 0,375 = 22,5,

Dк = d f - 2o,

Dk3 = 56 - 2 6 = 44,

Dk4 = 376 - 2 6 = 364,

Do = 0,5 (Dk + dm),

D03 = 0,5 (44 + 41,20) = 42,6,

D04 = 0,5 (364 + 53,60) = 208,

Do = 0,25 (Dk - dm) = 0,25 (280,4 – 139,4) = 32,25.

Таблиця 3.1 Характеристика зачіпленнь

№ п/п	Параметр	Ступень редуктора
		Перша		Друга
		ш	к	ч
1	Передаточне число u	2,27		20
2	Міжосьова відстань aw, мм	80		240
3	Ділільний діаметр d, мм	40	90,8	80	100
4	Діаметр виступов dа, мм	44	94,8	100	20
5	Діаметр впадін df, мм	35	85,8	56	76
6	Ширина венця bw, мм	24	20	134	5
7	Окружна швидкість V, м/с			3,76
8	Степень точності ГОСТ 1643 – 81	8		8

3.2 Розрахунок і конструювання верстатного пристосування, розрахунок зусилля закріплення і параметрів приводу

Під час обробки заготовки повинні займати задане положення відносно верстата і ріжучого інструменту. У серійному і масовому виробництві це в більшості випадків забезпечується шляхом установки (базування і закріплення) заготовок у верстатних пристосуваннях, а ріжучих інструментів - в допоміжних пристосуваннях. Додаток до заготовок необхідних сил закріплення дає можливість забезпечити постійність їх положення під час обробки.

Базуючими елементами технологічних пристосувань є основні і допоміжні опори. Основними опорами називають елементи пристосувань, які позбавляють заготівку всіх або деяких мір свободи, визначаючи її положення в просторі або в системі координат верстата. Тому вони в більшості випадків закріплені непорушно відносно технологічної системи. Допоміжні опори - окремі елементи або механізми, призначені для додання заготівки додатковій жорсткості або стійкості під час її обробки. При обробці даної деталі використовувалися основні і направляючі опори.

Загальні вимоги до базуючих елементів пристосувань обумовлені заданою точністю і зводяться до наступного:

- кількість і розташування настановних елементів повинні забезпечувати надійне базування заготівки, її стійкість і жорсткість при закріпленні. Для забезпечення стійкого положення заготівки в пристосуванні відстань між опорами приймають якомога більше;

- робочі поверхні настановних елементів не мають бути дуже великими (для зменшення впливу відхилень розмірів і форми базових поверхонь заготівки на точність базування);

- настановні опори не повинні погіршувати якість базових поверхонь заготівки, для чого слід збільшувати контактну поверхню, що протіворечит попередній вимозі. Тому прийняте рішення має бути оптимальним;

- робочі поверхні настановніх елементів не мають буті дуже великими (для зменшення впліву відхилень розмірів і формі базовіх поверхонь заготівки на точність базування); - настановні опорі не повінні погіршуваті якість базовіх поверхонь заготівки, для чого слід збільшуваті контактну поверхню, що протіворечит попередній вімозі. Тому прійняте рішення має буті оптімальнім;

На всіх операціях даного технологічного процесу використовуються спеціальні пристосування. Це викликано типом виробництва даної деталі, особливістю конструкції деталі і характером вживаного устаткування. Їх використання дозволяє максимально скоротити допоміжний час на установку заготовок, а також автоматизувати знімання і установку.

Зусилля закріплення визначаємо по формулі

де k = k₀k₁k₂k₃k₄

k₀ – коефіцієнт гарантированного запаса, приймаемо k₀=1,5;

k₁ –коефіцієнт возрастання сили різання слідовно затуплення інструмента. k₁=1,2;

k₂ – коефіцієнт що враховує нерівномірність сил різання пов'язаних із зміна величини пріпуська, k₂=1;

k₃ – коефіцієнт враховує зміну сили різання при переривистому різанні. K₃=1;

k₄ – коефіцієнт враховує непостійність зусиль закріплення, що розвиваються приводом. При використанні гідроциліндрів

k₄=1,3;

k = 1,51,2111,3=2,34

Приймаємо k = 2,5.

P_x, P_y, Р_z – сили різання, Н

Сила Р_х=1211,1Н;

Р_у=1077,4 Н;

Р_z=2420,2 Н

f – коефіцієнт тертя заготівки, f=0,16

Зусилля на приводі визначається по формулі

W=Q/4