8. Розрахунок і призначення припусків на обробку

Розрахунок припусків на механічну обробку проводиться розрахунково-аналітичним методом і за таблицями відповідно до джерелом [5].

Розрахунок припусків та їх визначення за таблицями можуть проводиться тільки після вибору оптимального для даних умов технологічного маршруту і способу отримання заготовки.

Розраховуємо припуски на обробку та проміжні граничні розміри для поверхні під підшипник діаметром .

Розрахунок припусків на обробку поверхні діаметром зводимо в таблицю 8.1., у якій послідовно записуємо маршрут обробки поверхні і всі значення елементів припуску.

Таблиця 8.1.

Технологічні переходи обробки

Елементи припуску, мкм Розрахунковий припуск 2Z min, мкм Розрахунковий розмір d р, мм Допуск

d, мкм Граничний розмір, мм Граничні розміри припуску, мм

R z Т d max d min 2Z max 2Z min

1. Поковка 150 250 1987 - 65,674 3600 69,3 65,7 - -

Точіння:

2. попереднє 50 50 119 2.2387 60,9 300 61,2 60,9 8,1 4,8

3. чистове 30 30 100 2.219 60,462 190 60,65 60,46 0,55 0,438

Шліфування:

4. попереднє 10 20 40 2.160 60,142 46 60,188 60,142 0,462 0,32

5. остаточне 3,2 15 - 2.70 60,002 19 60,021 60,002 0,167 0,14

Разом 9,279 5,698

Визначаємо елементи припуску по [5] по всіх операціях і заносимо їх у таблицю 8.1.

Визначаємо сумарне значення просторових відхилень при обробці в центрах:

де з див - похибка зсуву, мкм;

з кор - похибка жолоблення, мкм;

з ц - похибка зацентровкі заготовки, мкм.

де Д к - питома кривизна заготовки, мкм;

l - відстань від оброблюваного перерізу до найближчої опори, мм.

де д з - допуск на заготовку, мм.

За [5] приймаємо Д к = 0,6 мкм / мм.

По [11] приймаємо із см = 0,8 мм = 800 мкм.

Залишкові просторові відхилення:

де k у - коефіцієнт уточнення форми.

За [5] приймаємо для:

- Точіння попереднього k у = 0,06;

- Точіння чистового k у = 0,05;

- Шліфування попереднього k у = 0,02;

Розраховуємо мінімальні значення припусків по формулі:

Мінімальні значення припусків:

- Під гостріння попереднє

- Під чистове точіння

- Під шліфування попереднє

- Під шліфування остаточне

Визначаємо розрахунковий розмір:

Записуємо найменші граничні розміри по всіх технологічних переходах, округляючи їх збільшенням розрахункового розміру; округлення виробляти до того ж знака десяткового дробу, з яким дано допуск на розмір для кожного переходу.

Визначаємо найбільші граничні розміри:

Визначаємо граничні значення припусків:

Визначаємо загальні припуску:

Визначаємо загальний номінальний припуск:

де HD з, HD д - нижні граничне відхилення розміру заготовки і деталі відповідно, мм.

Визначаємо номінальний розмір заготовки:

Перевіряємо правильність проведених розрахунків:

Отже розрахунки виконані вірно.

Будуємо схему розташування операційних припусків і допусків (рис. 8.1.

Розрахуємо припуск торці розміру 309 -1,3. Розрахунок ведемо за допомогою заповнення таблиці 8.2. Технологічний маршрут обробки складається з одноразового фрезерування штампування.

Таблиця 8.2.

Технологічні переходи обробки поверхні

309 -1,3 Елементи

припуску, мкм 2Z min,

мкм Розрахунковий розмір l р,

мм Допуск d, мкм Граничний

розмір, мм Граничне значення припуску, мм

R z T з е l min l max

1. Заготівля 150 250 250 - - 309,22 3600 309,3 312,9 - -

2. Фрезерування одноразове 50 50 15 110 2.760 307,7 1300 307,7 309 1,6 3,9

Разом: 1,6 3,9

Сумарне значення просторових відхилень поверхні (при установці на призму):

з = з кор = 0,25 мм.

За формулою (8.4) і [5] для фрезерування:

Похибка установки дорівнює похибки закріплення при установці на призму (з пневматичним затиском):

е у = е з = 110 мкм.

Розраховуємо мінімальні значення припусків по формулі:

Мінімальні значення припусків:

- Під фрезерування однократне:

Визначаємо розрахунковий розмір:

Записуємо найменші граничні розміри по всіх технологічних переходах, округляючи їх збільшенням розрахункового розміру; округлення виробляти до того ж знака десяткового дробу, з яким дано допуск на розмір для кожного переходу.

Визначаємо найбільші граничні розміри:

Визначаємо граничні значення припусків:

Визначаємо загальні припуску:

Визначаємо загальний номінальний припуск:

де HD з, HD д - нижні граничне відхилення розміру заготовки і деталі відповідно, мм.

Визначаємо номінальний розмір заготовки:

Рисунок 8.2.

Перевіряємо правильність проведених розрахунків:

Отже, розрахунки виконані вірно.

Будуємо схему розташування операційних припусків і допусків (рисунок 8.2.

Призначаємо загальні припуски і допуски на механічну обробку залишилися поверхонь деталі дослідно-статистичним методом по [11] і заносимо їх з таблицю 8.3.

Таблиця 8.3.

Розмір Припуск Допуск

табличний розрахунковий

- 2.3, 45 +1,6

-0,9

Ш80 ± 0,01 2.5, 3 - +1,8

-1,0

309 -1,3 - 2.0, 85 +2,4

-1,2

61 -0,46 2.1, 8 - +1,6

-0,9

171 -0,63 2,0 - +2,1

-1,1

9. Розрахунок режимів різання

Розрахуємо режими різання на точіння і шліфування поверхні діаметром .

Розраховуємо режими різання на точіння чистове. Розрахунок проведемо за методикою, викладеною в [8].

Вибір різального інструменту.

Матеріал ріжучої частини інструменту - твердий сплав Т15К6.

Геометричні параметри ріжуче частини інструмента: ц = 95 °; ц 1 = 40 °; г = 12 °; б = 6 °.

Глибину різання беремо з розрахунків, викладених в п. 8 даного курсового проекту:

.

Приймаються подачу на оборот по [8]: S о = 0,51 мм / об.

Швидкість різання при зовнішньому поздовжньому точінні визначається за емпіричною формулою [8]:

де С v - табличний коефіцієнт;

Т - стійкість інструменту, хв;

До v - коригуючий коефіцієнт на швидкість різання.

До v = К MV · К Пv · К Іv, (9.2)

де К MV, К Пv, К Іv - коефіцієнти, які залежать від матеріалу заготовки, стану поверхні і матеріалу інструмента.

де К Г - табличний коефіцієнт;

у в - межа витривалості сталі 45, МПа; у в = 690 МПа.

По [8] приймаємо З v = 350; Т = 60 хв; m = 0,2; x = 0,15; y = 0,35; До Пv = 1,0; До Іv = 1,15; К Р = 1,0; n v = 1,0.

До v = 1,09 · 1,0 · 1,15 = 1,25.

Визначаємо частоту обертання шпинделя:

Визначаємо силу різання:

По [8] приймаємо С р = 300; n =- 0,15; x = 1,0; y = 0,75; К р = 0,87.

Визначаємо потужність різання:

Визначаємо основний час:

де L рез - довжина різання, приймається рівній довжині обробленої поверхні в напрямку подачі, мм; L рез = 142 мм;

y - довжина підвода, врізання і перебігаючи.

Для чистової обробки довжина підведення дорівнює 2 мм. Довжини врізання і перебігаючи дорівнюють нулю, так як кутом ц = 95 °.

Розраховуємо режими різання на шліфування чистове поверхні діаметром . Розрахунок проведемо за методикою, викладеною в [6].

Вибір шліфувального круга:

Вибір розміри шліфувального круга.

Розміри шліфувального круга (нового) приймаємо за паспортом верстата [9]: діаметр кола D K = 600 мм; B K = 63 мм.

Вибір характеристик шліфувального круга по [6]:

23А50НСМ27К1.

Розрахунок режимів різання:

Визначення частоти обертання кола:

де V - швидкість обертання круга, м / с;

D К - діаметр кола, мм.

По [6] приймаємо V = 50 м / с.

Визначення частоти обертання виробу по [6]: n видавництва = 200 об / хв.

Визначення хвилинної поперечної подачі:

де S поп. - нормативна хвилинна поперечна подача, мм / хв;

До 1, К 2, К 3, К 4, К 5 - поправочні коефіцієнти на поперечну подачу.

По [6] приймаємо: S поп. = 0,48 мм / хв; До 1 = 1,1; К 2 = 1,3; До 3 = 1,0; До 4 = 1,0; До 5 = 1, 0.

Визначення основного технологічного часу:

де z. - припуск на сторону під обробку, мм; z = 0,15 мм.

Режими різання на обробку інших поверхонь призначаємо аналогічно за джерелом [3] і зводимо їх у таблицю 9.1.

Таблиця 9.1.

Номер операції Найменування операції, переходу Глибина різання t, мм Довжина різання l, мм Подача S о, мм / об Швидкість V, м / хв Частота обертання n, хв -1 Хвилинна подача S м, мм / хв Основний час t о, хв

розрахункова прийнята розрахункова прийнята розрахункова прийнята

005 Горизонтально-розточна

1. Фрезерувати торець 0,85 150 0,8 0,8 100,5 100,5 400 400 320 0,47

2. Центрованим торець 3,15 10 0,2 0,2 28 28 1415 1415 283 0,02

3. Фрезерувати торець 0,85 150 0,8 0,8 100,5 100,5 400 400 320 0,47

4. Центрованим торець 3,15 10 0,2 0,2 28 28 1415 1415 283 0,02

025 Багатоцільова з ЧПУ

1. Точіння чорнове:

Ш45 -0,62 2,5 39 0,8 0,8 90 250 1769 1769 1415 0,23

Ш63 -0,74 2,5 43 0,8 0,8 125 250 1264 1264 1011 0,25

2. Точіння чистове:

Ш41, 8 -0,29 0,5 39 0,51 0,51 270 270 2057 2057 1049 0,11

Ш60, 7 -0,19 0,5 43 0,51 0,51 270 270 1416 1416 722 0,12

фаска 2,3 Ч45 ° 0,5 2,3 0,51 0,51 270,9 270,9 1421 1421 725 0,003

канавка 5 +0,3 5 3,6 0,15 0,15 186,8 186,8 1000 1000 150 0,02

канавка 4,5 4,5 4,4 0,13 0,13 122,5 122,5 1000 1000 130 0,03

різьба М42Ч2 2 36 2 2 105,5 105,5 800 800 1600 0,03

025 3. Сверловка:

2 отв. Ш6 +0,3 3 46,8 0,15 0,15 26,5 26,5 1400 1400 210 0,45

4. Зенковки:

2 фаски 1Ч45 ° 0,5 4 0,08 0,08 9,5 9,5 500 500 40 0,2

5. Точіння чорнове:

Ш45 -0,62 2,5 32 0,8 0,8 250 250 1905 1905 972 0,23

Ш63 -0,74 2,5 145 0,8 0,8 250 250 1312 1312 669 0,25

Ш85 -0,87 2,5 70 0,8 0,8 250 250 937 937 750 0,22

6. Точіння чистове:

Ш41, 8 -0,29 0,5 32 0,51 0,51 270 270 2057 2057 1049 0,11

Ш60, 7 -0,19 0,5 145 0,51 0,51 270 270 1416 1416 722 0,12

Ш80, 7 -0,22 0,5 70 0,51 0,51 270 270 1066 1066 544 0,10

фаска 2,3 Ч45 ° 0,5 2,3 0,51 0,51 270,9 270,9 1421 1421 725 0,003

канавка 5 +0,3 5 3,6 0,15 0,15 186,8 186,8 1000 1000 150 0,02

канавка 4,5 4,5 4,4 0,13 0,13 122,5 122,5 1000 1000 130 0,03

різьба М42Ч2 2 29 2 2 105,5 105,5 800 800 1600 0,03

7. Фрезерування шліц 9,4 +0,11 8,6 105 2,25 2,25 10,5 10,5 33,4 33,4 75,2 117

8. Фрезерування шліц 12,4 +0,11 11,7 64 2 2 15 15 42,7 42,7 85,4 80,30

9. Сверловка:

2 отв. Ш6 +0,3 3 46,8 0,15 0,15 26,5 26,5 1400 1400 210 0,45

10. Зенковки:

2 фаски 1Ч45 ° 0,5 4 0,08 0,08 9,5 9,5 500 500 40 0,2

040 Токарно-вінтрорезная

Притирання центрових отв. - 3 - - 3,8 3,8 200 200 - 1,0

045 Круглошліфувальні

Шліфувати:

0,15 0,15 0,67 0,67 50 м / с 50 м / с 200 200 - 0,22

Ш80 ± 0,01 0,20 0,20 0,67 0,67 50 м / с 50 м / с 200 200 - 0,30

0,15 142 0,003 0,003 50 м / с 50 м / с 200 200 7440 0,95

050 Шліцешліфовальная

Шліфувати шліци 0,2 103 0,01 0,01 6 6 - - 200 284,1

055 Шліцешліфовальная

Шліфувати шліци 0,2 64 0,01 0,01 6 6 - - 200 284,1

10. Розрахунок норм часу

Технічні норми часу в умовах серійного виробництва встановлюються розрахунково-аналітичним методом, викладеним в [5], суть якого полягає у визначенні всіх складових штучно-калькуляційного часу.

У серійному виробництві норма штучно-калькуляційного часу визначається за формулою:

де Т п-з - підготовчо-заключний час;

Т шт - норма штучного часу, хв;

n - розмір партії деталей: n = 24 з п. 3 курсового проекту.

Штучний час визначається за формулою:

Т шт = Т про + Т у + Т про + Т від, (10.2)

де Т о - основний час, хв;

Т в - допоміжний час, хв;

Т об - час на обслуговування робочого місця, хв; складається з часу на організаційне і часу на технічне обслуговування робочого місця;

Т від - час перерв на відпочинок і особисті потреби, хв.

Нормативи допоміжного часу використовуємо з урахуванням коефіцієнта для среднесерійного виробництва k = 1,85 [5]:

Допоміжний час складається з витрат часу на окремі прийоми:

Т в = Т ус + Т зо + Т уп + Т з, (10.4)

де Т вус - час на установку і зняття деталі, хв;

Т зо - час на закріплення і відкріплення деталі, хв;

Т уп - час на прийоми управління, хв;

Т з - час на вимірювання деталі, хв.

Тоді час на обслуговування робочого місця визначається за формулою:

Т об = Т тих + Т орг, (10.5)

де Т тих - час на технічне обслуговування робочого місця, хв;

Т орг - час на організаційне обслуговування робочого місця, хв.

Час на обслуговування Т o6c та відпочинок Т oтд в серійному виробництві окремо не визначаються. У нормативах дається сума цих двох складових у відсотках від оперативного часу Т оп [5].

Оперативне час визначається за формулою:

Т оп = Т про + Т в. (10.6)

Підготовчо-заключний час складається з наступних складових:

- Час на наладку верстата і установку пристосування;

- Час переміщень і поворотів робочих органів верстатів;

- Час на отримання інструментів і пристосувань до початку і здачі після закінчення обробки та ін

Розрахунки норм часу за всіма операціями зводяться в таблицю 10.1. і записуються в операційні карти.

Таблиця 10.1.

Номер операції Найменування операції Основний час Т о Допоміжний час Т в Оперативне час Т оп Час обслуговування і на відпочинок Штучний час Т шт Подготовіт.-закл. час Т п-з Величина партії n Штучно-калькуляційного. час Т шт-к

Т ус Т уп Т з

005 Горизонтально-розточна 0,98 0,08 0,15 0,23 1,83 0,15 1,98 16 24 2,64

025 Багатоцільова з ЧПУ 200,51 0,13 0,05 1,78 204,14 13,27 217,40 12 24 217,90

040 Токарно-гвинторізний 1,0 0,3 0,19 0,1 2,09 0,13 2,22 6 24 2,47

045 Круглошліфувальні 2,5 0,15 0,12 0,42 3,78 0,23 4,00 7 24 4,29

050 Шліцешліфовальная 284,1 0,15 0,18 0,27 285,21 34,23 319,44 20 24 320,27

055 Шліцешліфовальная 284,1 0,15 0,16 0,27 285,17 34,22 319,39 20 24 320,23

11. Розрахунок точності операції

Розрахунок точності виконується на одну операцію розробленого ТП, на якій забезпечуються 6 ... 10 квалітети точності. Обробка поверхонь деталей по 11 ... 17 квалітетами не викликає ускладнень, тому немає необхідності проводити розрахунки на точність.

Величина сумарної похибки обробки по діаметральним і поздовжнім розмірами в загальному вигляді в серійному виробництві визначається по формулі [12]:

де Δ і - похибка, обумовлена ​​зносом різального інструменту, мкм;

Δ н - похибка налаштування верстата, мкм;

Δ сл - поле розсіювання похибок обробки, обумовлених дією випадкових факторів, мкм;

е y - похибка установки заготовки, мкм.

На операції буде забезпечуватися необхідна точність обробки при виконанні наступної умови:

Розрахунок точності слід проводити лише тоді, коли обробка здійснюється методом автоматичного отримання розмірів. Тому ні одну з операцій проектованого техпроцесу на точність не розраховуємо.

12. Розрахунок і проектування верстатного пристосування

12.1 Проектування верстатного пристосування

Розробка конструкції верстатного пристосування повинна проводитися з урахуванням забезпечення необхідної точності обробки деталі, досягнення найбільшої продуктивності і економічності. Для цього конструкція пристосування повинна забезпечувати:

1) необхідну точність установки і надійність кріплення оброблюваної деталі;

2) швидкість дії;

3) застосування незначних зусиль для приведення в дію затискачів, зручність і безпеку роботи;

4) невисоку вартість виготовлення пристосування і надійність його в експлуатації.

12.2 Розрахунок продуктивності пристосування

Розрахунок продуктивності пристосування проводиться для того, щоб визначити, яким конструювати пристосування: одномісним (для обробки однієї деталі) або багатомісним (для обробки за одну установку одночасно кількох деталей).

Визначаємо темп виробництва Т:

де N г - задана річна програма випуску деталей (вказується в завданні на проектування), шт.; N = 1200 шт.

F г - річний фонд одного виробничого робітника; F г = 4029 год

Отримана величина темпу виробництва порівнюється з величиною норми виробітку N:

Так як величина N = 3,33> Т = 0,3, то пристосування проектованим одномісним.

12.3 Опис пристрою і роботи пристосування

Заготівля в пристосування встановлюється на дві призми 10 і 13 і притискається двома прихватами 11. Затиск деталі здійснюється гвинтовим затиском із застосуванням динамометричного ключа.

Пристосування базується на верстаті за допомогою циліндричної поверхні діаметром 120f7 і кріпиться до столу верстата двома болтами.

Деталь на операції залишається нерухомою, а обробка з різних сторін відбувається за рахунок повороту столу верстата з пристосуванням.

12.4 Розрахунок сил різання, зусилля затиску деталі в пристосуванні

Сила різання при фрезеруванні можна визначити за формулою [13]:

де С - коефіцієнт (при фрезеруванні стали С = 68);

t - глибина фрезерування, мм; t = 0,85;

По-ширина фрезерування, мм; B = 66,9;

z - число зубів фрези; z = 12;

S z - подача на один зуб фрези, мм / зуб; S z = 0,067 мм / зуб;

D - діаметр фрези, мм; D = 100 мм.

По [1] зусилля затиску розраховується за формулою:

де К - коефіцієнт запасу міцності;

f - коефіцієнт тертя на робочих поверхнях затискачів; f = 0,25;

Р 1, Р 2, Р 3 - складові сили різання

б - кут призми, б = 90 °.

Розраховуємо складові сили різання по [8]:

Визначаємо коефіцієнт запасу міцності по формулі [1]:

де К - гарантований коефіцієнт запасу для всіх випадків; К = 1,5;

До 1 - коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовок; До 1 = 1,2;

До 2 - коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання від прогресуючого затуплення інструменту; К 2 = 1,9;

До 3 - коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання при переривистому різанні; До 3 = 1;

До 4 - коефіцієнт, що враховує сталість сили затиску, що розвивається силовим приводом пристосування; До 4 = 1,6;

До 5 - коефіцієнт, що враховується тільки при наявності моментів, що прагнуть повернути оброблювану деталь; До 5 = 1.