Проект участка цеха с детальной разработкой единичного технологического процесса изготовления детали Картер

p> 3.7. Анализ схем базирования

Базой называют поверхность, заменяющую ее совокупность поверхностей, ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируются другие детали изделия или поверхности детали, обрабатываемые или собираемые на данной операции. По характеру своего назначения (при конструировании, изготовлении деталей, измерении и сборке механизмов и машин) базы подразделяются на конструкторские, технологические и измерительные.

Группу конструкторских баз составляют основные и вспомогательные базы, учет которых при конструировании (выборе форм поверхностей, их относительного положения, простановки размеров, разработке норм точности и т. п.) имеет существенное значение. Основная база определяет положение самой детали или сборочной единицы в изделии, а вспомогательная база - положение присоединяемой детали или сборочной единицы относительно данной детали. Как правило, положение детали относительно других деталей определяют комплектом из двух или трех баз.

Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали или сборочной единицы в процессе их изготовления.

Измерительной базой называют поверхность, определяющую относительное положение детали или сборочной единицы и средств измерения.

Наибольшей точности обработки детали можно достигнуть в том случае, когда весь процесс обработки ведется от одной базы с одной установкой, так как ввиду возможных смещений при каждой новой установке вносится ошибка во взаимное расположение осей поверхностей. Так как в большинстве случаев невозможно полностью обработать деталь на одном станке и приходится вести обработку на других станках, то в целях достижения наибольшей точности необходимо все дальнейшие установки детали на данном или другом станке производить по возможности на одной и той же базе.

Принцип постоянства базы состоит в том, что для выполнения всех операций обработки детали используют одну и ту же базу.

Если по характеру обработки это невозможно и необходимо принять за базу другую поверхность, то в качестве новой базы надо выбирать такую обработанную поверхность, которая определяется точными размерами по отношению к поверхностям, наиболее влияющим на работу детали в собранной машине.

Надо всегда помнить, что каждый переход от одной базы к другой увеличивает накопление погрешностей установок (погрешностей положения обрабатываемой детали относительно станка, приспособления, инструмента).

Далее, при выборе баз различного назначения надо стремиться тоже использовать одну и ту же поверхность в качестве различных баз, так как это тоже способствует повышению точности обработки.

В этом отношении целесообразно в качестве измерительной базы использовать технологическую базу, если это возможно; еще более высокой точности обработки можно достигнуть, если сборочная база является одновременно технологической и измерительной. В этом и заключается принцип совмещения баз.

Анализируя техническое задание, эскиз детали под выполняемую операцию, выбираем теоретическую схему базирования и возможные схемы практической реализации.

Для призматических корпусных деталей существует три схемы базирования:

1. по трем взаимно перпендикулярным плоскостям;

2. по плоскости и двум отверстиям в ней;

3. по двум взаимно перпендикулярным плоскостям и отверстию в одной из них.

Выбираем схему базирования по трем взаимно перпендикулярным плоскостям. При обработке картера за технологическую базу на операции 020 (фрезерная) принимаем опорные поверхности с размером 252±0,2 и два посадочных отверстия
(16+0,05 для обработки размера 140-0,46 и 90-0,54.

Схема базирования детали "картер" на операции 020

(фрезерование торцов заготовки в размер 140-0,46)

[pic]

Рис. 3.7.1.
Погрешность установки заготовки Ey возникает при установке в приспособление и складывается из погрешности Eб базирования и погрешности закрепления Eз.

[pic], мм (3.7.1)

Так как технологическая и измерительная базы не совпадают то Eб будет равно допуску на размер 115h11, т.е. Eб = ( = 0,22 мм.

Так как сила зажима направлена параллельно выдерживаемого размера на который рассчитываем погрешность, то Eб ? 0. По литературе [1]

Eз = C(Qn(cos(, (3.7.2)

где С = 0,2 - коэффициент, характеризующий условия контакта, материал и твердость базовой поверхности заготовок;

Q = 1030 Н - сила, действующая на опору;

( - угол между направлением выдерживаемого размера и направлением приложения силы.

Eз = 0,2(1030.15(1 = 0,40 мм

Погрешность установки будет равна Eу = 0,44 мм.

3.8 Разработка технологического маршрута изготовления «картера»

3.8.1 Анализ базового технологического процесса

При построении технологических процессов изготовления деталей типа
"корпус", к которым относятся рассматриваемый в дипломном проекте "картер" реализуется принцип "от простого к сложному". Последующая технологическая операция имеет точность на 1-2 квалитета выше, а шероховатость на 1-2 класса ниже, чем предыдущая. Первыми двумя операциями механической обработки всякой корпусной детали должны быть по литературе [ ]:

1. обработка базовой плоскости (базовых плоскостей);

2. сверление и развертывание двух отверстий на базовой плоскости.

Для обработки базовой плоскости используются черновые литейные базы, обеспечивающие обработку этой плоскости и двух отверстий на ней. Дальнейшую обработку корпусных деталей следует выполнять по схеме, в которую входят следующие процессы:
- черновая и чистовая обработка других значительных плоскостей фрезерованием или протачиванием в один или два прохода, в зависимости от требований чертежа;
- черновое и чистовое растачивание основных отверстий корпусной детали;
- фрезерование небольших второстепенных плоскостей, главным образом в один проход;
- сверление, цекование, зенкерование, резьбы, развертывание мелких отверстий с разных сторон корпусной детали;
- доводка до окончательных размеров основных точных отверстий тонкой расточкой или хонингованием, возможно использование ППД;
- при требовании строгой перпендикулярности торцов к оси точных отверстий выполняют доводку этих торцов фрезерованием, шлифованием или протягиванием, если плоскость имеет форму крута. При этом базой служит точное отверстие.

Таблица 3.8.1

Вывод: базовый технологический процесс соответствует основным требованиям типового технологического маршрута механической обработку детали типа "корпус". Его можно за основу для разработки проектного варианта на деталь «картер».

Продолжение табл. 3.8.2
|1 |2 |3 |4 |
|040 |Сверлильная 0837|Обработать 6 отв. (6,8, 5 отв. |Сверлильный станок |
| | |(6,8, 6 отв. (6,8, 8 отв. (8,6, 6|АМ517 |
| | |отв. (6,8, 3 отв. (11 выдерживая | |
| | |минимальный размер | |
|045 |Резьбонарезная |Нарезать резьбу, выдерживая |Сверлильный станок |
| | |минимальный размер |АМ-517 |
|050 |Горизонтально-фр|Фрезеровать в размер 122 |Горизонтально-фрезе|
| |езерная 1571 | |рный станок 6Н13 |
|055 |Сверлильная |Сверлить 8 отв. (6,8 |Сверлильный станок |
| | | |АМ-517 |
|060 |Промывка |- |- |
|065 |Контрольная |- |- |

3.9. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И НОРМИРОВАНИЕ

3.9.1. Расчет режимов резания

Операция 020 фрезерная, код 4263.

Фрезеровать торцы заготовки в размер 140-0,46, шероховатость Ra = 3,2 мкм.

Станок модели 6622, двухшпиндельдый, мощность 7x2 кВт.

Приспособление - специальное пневматическое.

Инструменты: фрезы торцевые с насадочными зубьями из твердого сплава
Т15К6, Dфр1 = 500 мм, Dфр2 = 300 мм, z = 6 по ГОСТ 9304-72.

Длина рабочего хода:

Lpx = Lрез+y+Lдоп, (3.9.1)

где Lрез = 200 мм - длина резания; y = 44 мм - длины подвода, врезания и перебега инструмента;

Lдоп = 15 мм - длина дополнительного хода, вызванная особенностью наладки, мм;

Lpx = 200+44+15 = 259мм

Глубина резания t = 2,5 мм.

Подача по литературе [ ]:

Sz = 0,22 мм/зуб;

So = 1,12 мм/об.

Расчет скорости резания ведем для наибольшей длины резания:

[pic], м/мин (3.9.2)

где Cv = 197;

T = 500 мин - стойкость инструмента;

B = 200 мм - ширина фрезерования;

K = Kmv(Kuv(Kuv(Knv(K(v, (3.9.3)

где Kmv = l,43 - коэффициент, зависящий от материала

Kuv = 1,1 - коэффициент, зависящий от материала инструмента

Knv = 0,8 - фрезерование по литейной корке [ ];

K(v = 0,96 - коэффициент, зависящий от главного угла в плане

[pic]м/мин

Число оборотов фрезы:

[pic], об/мин (3.9.4)

[pic] об/мин по паспорту станка принимаем nст = 340 об/мин.

Фактическая скорость резания:

[pic], (3.9.5)

[pic] м/мин

Величина минутной подачи:

Sм = Sz(z(nст, (3.9.6)

Sм = 0,22(6,,340 = 449 мм/мин

Мощность при фрезеровании:

[pic], (3.9.7)

где P – окружная сила резания

P = Cp(txp(Sypz(z(Bzp(Dдр, (3.9.8)

P = 68(2,50,86(0,220,74(6(2001,0(300-0,86 = 4130 H

Согласно рекомендаций литературы [ ] окружная сила P для алюминия составляет 25% от окружной силы по стали.

P = 1032 H

[pic] кВт

Проверка станка по мощности:

N < 1,2(Nдв(0,8

N < 1,2(7(0,8 = 6,81

3.9.2. Техническое нормирование.

Основное время по литературе [ ] равно:

Tосн. = L/Sм, (3.9.9)

L = Lg+Lдоп, (3.9.10)

Штучное время

Тшт = Tо+Тв+Тобсл+Тотд, (3.9.11)

Tо = 259/499 = 0,58мин

Тв – вспомогательное время

Тв = 0,32+0,07 = 0,39 мин

Топ = То+Тв, (3.9.12)

Топ = 0,58+0,39 = 0,97 мин

Тобсл = Тт.о.+То.о. , (3.9.13)

где Тт.о. – время обслуживания

То.о. –

Тотд. – время отдыха

Тобсл+Тотд = 6% от Топ

Тш = 1,06Топ, (3.9.14)

Тш = 1,03мин

Для условий серийного производства, кроме штучного времени Тш, необходимо определить штучно-калькуляционное время Тш.к.. Для обеспечения производства дополнительно нормируют Тп.з. - подготовительно-заключительное время. Это время включает: получение технологической документации и знакомство с ней, получение партии заготовок, подбор и наладку инструмента и приспособлений, сдачу готовой продукции и др. В зависимости от сложности технологической операции назначают Тп.з. = 10…30 мин. Для нашей операции
Тп.з. = 20 мин

Тш.к. = Тм+Тп.з./n, (3.9.15)

Оптимальный объем партии (серии) деталей запускаемых в производство для серийного метода:

[pic], (3.9.16)

где Nг = 7200 штук – годовая программа выпуска

Фг = 252 дня – годовой фонд времени

Фзап – число дней запаса по наличию деталей на складе для обеспечения ритмичной сборки изделий. В зависимости от стоимости деталей принимают:

Фзап = 2…10 дней. Для «картера» Фзап = 5 дней.

N = 7200(5/252 = 143 дет.

Тш.к. = 1,03+20/143 = 1,03+0,14 = 1,17~1,2 мин

Полученные результаты отражаем в Оперативной карте ОК и Карте эскизов
КЭ, которые даны в Приложении к записке проекта.

рис.3.9.1. Фрезерная операция.

4. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Описание станочного приспособления и принцип его работы

Интенсификация производства в машиностроении неразрывно связана с техническим перевооружением и модернизацией средств производства на базе применения новейших достижений науки и техники. Техническое перевооружение, подготовка производства новых видов продукции машиностроения и модернизация средств производства неизбежно включают процессы проектирования средств технологического оснащения и их изготовления.

В общем объеме средств технологического оснащения примерно 50% составляют станочные приспособления. Применение станочных приспособлений позволяет:

1. надежно базировать и закреплять обрабатываемую деталь с сохранением ее жесткости в процессе обработки;

2. стабильно обеспечивать высокое качество обрабатываемых деталей при минимальной зависимости качества от квалификации рабочего;

3. повысить производительность и облегчить условия труда рабочего в результате механизации приспособлений;

4. расширить технологические возможности используемого оборудования.

В зависимости от вида производства технический уровень и структура станочных приспособлений различны. Для массового и крупносерийного производства в большинстве случаев применяют специальные станочные приспособления. Специальные станочные приспособления имеют одноцелевое назначение для выполнения определенных операций механической обработки конкретной детали. Эти приспособления наиболее трудоемки и дороги при исполнении. В условиях единичного и мелкосерийного производства широкое распространение получила система универсально-сборных приспособлений (УСП), основанная на использовании стандартных деталей и узлов. Этот вид приспособлений более мобилен в части подготовки производства и не требует значительных затрат.

Создание любого вида станочных приспособлений, отвечающих требованиям производства, неизбежно сопряжено с применением квалифицированного труда. В последнее время в области проектирования станочных приспособлений достигнуты значительные успехи. Разработаны методики расчета точности обработки деталей в станочных приспособлениях, созданы прецизионные патроны и оправки, улучшены зажимные механизмы и усовершенствована методика их расчета, разработаны различные приводы с элементами, повысившими их эксплуатационную надежность.

Приспособление разработано на продольнофрезерный станок модели 6622 для обработки торцов картера в размер 140-0,46.

За базовое приспособление взята однопарная стойка по нормам МН2493-71.
На стойку можно устанавливать слепные установочные приспособления, что значительно снижает его стоимость. В сменном приспособлении при фрезеровании размера 140-0,46 картер устанавливается на центровые пальцы поз. 20 (круглый) и поз.21 (ромбический), крепится качалкой (поз.4). Чертеж приспособления приведен на листе графической части работы.

Приспособление состоит из плиты (поз.1) с укреплением на ней опорной колонки (поз.6сб). На плите располагаются плотики (поз.26), закрепленные болтами (поз.28). Прижимная планка (поз.30сб) устанавливается на оси
(поз.2). На прижимной планке имеется качалка (поз.4) на оси (поз.6, 8) и установочный винт (поз.7), который служит для обеспечения более качественного зажатия деталей.

Закрепление заготовки производится от пневмокамеры (поз.17), к которой воздух из сети подводится через штуцер (поз.16). Используется камера одностороннего действия, при выпуске воздуха в ней срабатывает пружина.
Камера взята как целый покупной узел ГОСТ 3151-71. Она крепится болтами к кронштейну (поз.27сб), который, в свою очередь, крепится болтами (поз.28) к плите (поз.1). Шток пневмоцилиндра соединен с рычагом (поз.19), который является усилителем, увеличивая силу зажима детали в три раза. Усилие передается через тягу (поз.13) на прижимную планку (поз.31сб). При откинутой прижимной планке (поз.31сб) картер устанавливается на круглый и ромбический пальцы (поз.21, 22). Сжатый воздух подается в камеру и связанная через рычаг (поз.13) со штоком тяга (поз.19) через прижимную планку (поз.31сб) и качалку (поз.4) переводится в крайнее левое положение.
Таким образом, деталь оказывается зажатой и начинается обработка. После обработки воздух выпускается из пневмокамеры, рычаг подает тягу вправо, прижимная планка за счет противовеса поднимается и деталь освобождается.
4.2. Расчет Приспособления

4.2.1. Силовой расчет приспособления

Определяем по рекомендациям литературы усилие при фрезеровании размера
140-0,46 в картере:

P = Cp(txp(sypz(z(Bzp(Dдp, (4.2.1)

где Сp = 68; xp = 0,86; yp = 0,74; zp = 1; дp = -0.86 – коэффициенты по справочнику [ ] t = 3,0 мм - глубина резания;

Sz = 0,3 мм/лезвие - подача на лезвие инструмента; z = 6 - количество режущих кромок;

D = 500мм – диаметр фрезы;

В = 200 мм - ширина режущей части.

Рассчитываем

Р = 68(3,00,86(0,30,74(6(2001(500-0,86 = 411,3 кГ = 4112 H.

Согласно рекомендации окружная сила для алюминия принимается равной
25% от окружной силы резания по стали.

Р = 102,8 кГ ( 1030 H.

Схема зажима заготовки представлена на рис. 4.2.1.

Схема зажима

[pic]

рис. 4.2.1. - усилие штока пневмокамеры,

Q - усилие действующее на прижимную планку для зажатия детали.

[pic]

Определяем усилие зажатия на качалку:

[pic]

Производим расчет элементов пневмокамеры.

Усилие возвратной пружины принимается в размере 5% от усилия штока пневмокамеры:

Рпр = 0,05(400 = 20 кГ = 200 H.

Из формулы

[pic], (4.2.2)

определяем диаметр диафрагмы

[pic], (4.2.3) где p = 4 кГ/см2 = 0,4 Мпа - давление сжатого воздуха в сети.

[pic]

По ГОСТ 9881-71 принимаем диаметр диафрагмы пневмокамеры:

D = 125 мм, толщина 4 мм.

Диаметр опорного диска d = 0,75D, (4.2.4) d = 0,75(125 = 100 мм.

4.2.2. Точностной расчет приспособления.

В процессе обработки заготовки возникают отклонения от геометрической формы и размеров, заданных чертежом и техническим заданием, которые должны находиться в пределах допусков, определяющих наибольшие допустимые значения погрешностей размеров и формы заготовки или детали.

Суммарную погрешность установки найдем по формуле

[pic], (4.2.5)

где (u = 0,02 мм - погрешность, связанная с размерным износом инструмента;

(д = 0,015 мм - погрешность, связанная с температурной и упругой деформацией СПИД;

(H = 0,1((т, (4.2.6)

(H = 0,1(0,7 = 0,7 мм - погрешность, связанная с настройкой инструмента,

где (т = 0,7 мм - допуск на заданный размер;

(ст = 0,05 мм - погрешность станка нормальной точности.

[pic]

Сравним полученную величину с заданным допуском

(( ( (т

0,646 ( 0,7

Вывод: полученная погрешность не выходит за границы допуска.

4.3. Технологический процесс сборки и расчет размерной цепи редуктора.

На базовом заводе сборка производится стационарным методом – вся сборочная единица целиком собирается на одном рабочем месте. Расчленение сборки на отдельные подсборки нет. Выполнение операций повторяется в различных сочетаниях и последовательности. Проектируемый технологический процесс сборки существенно отличается от заводского, а именно:

1. технологический процесс детально разработан на сборку сборочных единиц, групп и изделий с расчленением его на операции и переходы

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

МЕНЮ

Проект участка цеха с детальной разработкой единичного технологического процесса изготовления детали Картер

ИНТЕРЕСНОЕ