Технология машиностроения

Недостатками  калибров является:

• Отсутствие числовых данных о размере объекта;
• Неизвестна погрешность контроля, так как она обуславливается не только размерами калибра, но и размерами детали, состоянием её поверхности, неопределённым измерительным усилием, температурными деформациями и т.д.
• Не выявляется практически погрешность геометрической формы при существующих конструкциях калибров, что приводит к быстрому износу контролируемых объектов в работе.

 

Контроль  изделия согласно данному технологическому процессу осуществляется пооперационно. Окончательный контроль проводится ОТК. В качестве измерительных и контрольных инструментов при изготовлении агрегатно-модульного резца используем: шаблоны специальные, калибры-скобы, угломер, прибор мод. ОКБ-1428М.

 

Шероховатость поверхности контролируем путём  сравнения обработанных поверхностей с образцами шероховатости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

 

2.1 Расчет и проектирование специального установочного

приспособления

 

В данном курсовом проекте в качестве специального установочного приспособления применяется  трехкулачковый самозажимной поводковый патрон.

Конструкция патрона показана на рис. 2.1.

Рисунок 2.1 - Трехкулачковый самозажимной поводковый патрон.

 

 

Принцип действия патрона:

Трехкулачковый патрон применяется для черновой обточки валов диаметром 15…90 мм с помощью пяти комплектов сменных кулачков.

Обрабатываемая  деталь 9, установленная на центры, с  помощью пиноли задней бабки перемещает передний центр 2, преодолевая сопротивление  пружины 12. В конце этого перемещения  цанга 10 надежно зажимает центр. При  пуске станка кольцо 5, прикрепленное  винтами 11 к корпусу 1, начиная вращаться  вместе с корпусом патрона и шпинделя станка, поворачивает пальцами 6 кулачки 8 около осей 7 до соприкосновения  их криволинейных рабочих рифленых поверхностей с обрабатываемым валом. Затем под действием вертикальной составляющей силы резания, возникающей  при включении резца, кулачки  надежно зажимают вал силой, увеличивающейся  с возрастанием силы резания. Односторонний  отжим вследствие того, что оси  кулачков укреплены в плавающем  кольце 4, обеспечивающем самоустановку кулачков на поверхности вала даже в случае «биения» этой поверхности. При включении станка по окончании обработки патрон вместе со шпинделем станка останавливается, а обрабатываемый вал под действием сил инерции некоторое время продолжает вращение вместе с цангой, центром и диском 3. Последний поворачивает плавающее кольцо 4, действуя на оси 7 кулачков, вследствие чего кулачки поворачиваются около остановившихся пальцев 6 и освобождают обработанный вал. Рассмотренная конструкция в сочетании с пневматической задней бабкой позволяет сократить вспомогательное время операции.

 

Расчет сил зажима

Сила  зажима зависит от сил, приложенных  извне, то есть от сил резания, их направления  и величины, обрабатываемого материала  и материала кулачков, коэффициента трения f.

Для расчета силы зажима составляется расчетная схема, показанная на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 – Расчетная схема силы зажима.

 

Сила  закрепления зависит от силы трения, которая уравновешивает внешние  силы, приложенные к детали:

,

где F – сила трения;

f – коэффициент трения, f=0,15.

Силы  трения и определяем из условия равновесия заготовки, для чего воспользуемся уравнением статики:

Тогда сила зажима примет вид:

С учетом передаточного отношения клинового  механизма получим силу на выходе из пневмопривода:

.

Осевое  усилие цилиндра:

,

где - рабочее давление в цилиндре, МПа, ;

- диаметр цилиндра, мм;

- КПД привода.

На основе равенства имеем:

.

Принимаем D=70 мм.

Таким образом, для закрепления детали в патроне  при заданных режимах резания  требуется пневмоцилиндр диаметром 70мм с рабочим давлением 1 МПа.

 

2.2 Расчет  и проектирование контрольного  приспособления

 

Контрольное приспособление (ОКБ-1428М) предназначено  для контроля указанных деталей  в процессе обработки и подачи команд при достижении заданных размеров. Размер детали контролируют по шкале счетно-командного прибора мод. ОКБ-УВ628 с ценой деления 0,001 мм. автоматические команды подаются на изменение режима резания и на окончание шлифования при достижении размера обрабатываемой детали.

Схема данного  измерительного прибора представлена на рисунке 

 

Рисунок 2.3 – Схема измерительного прибора ОКБ-1428М

 

Кронштейн 1 измерительной головки прибора (лист 3 графической части курсового) установлен на верхней плоскости  бабки ведущего круга станка так, что головка, подвешенная на оси 2, располагается в вырезе ведущего круга. Через 15…20 сек после начала цикла обработки детали от электросхемы станка поступает команда на подвод головки, в левую плоскость гидроцилиндра 11 подается масло. Шток 10 перемещается вперед и через палец 9 подает головку на деталь до упора 3. Цилиндрические твердосплавные наконечники 7 устанавливаются в диаметральной плоскости контролируемой детали так, что точки их касания находятся примерно посередине длины наконечников. Арретирование наконечников производится самой контролируемой деталью при вводе скобы на деталь.

В процессе обработки наконечники следят за изменением размера детали, перемещаясь  на плоскопружинных параллелограммах 8 под действием цилиндрических пружин 6. Зазор между пяткой 5, связанной с нижним наконечником, с соплом 4, укреплены на планке верхнего наконечника, уменьшается. При достижении определенного зазора на станок от отсчетно-командного прибора подаются команды перехода с черновой подачи на чистовую и на окончание обработки. После окончания обработки в правую полость гидроцилиндра 11 подается масло высокого давления. Шток гидроцилиндра, перемещаясь назад, отводит прибор в нерабочее положение.

Конструкция измерительной головки выполнена  с учетом ее размещения в тесной зоне выреза ведущего круга и необходимости  ее переналадки в достаточно широком  диапазоне размеров контролируемых деталей. В процессе работы ведущий  круг станка изнашивается, и деталь может смещаться на довольно значительную величину, касаясь наконечников в  различных точках, поэтому к параллельности наконечников в данном случае предъявляют  высокие требования, а проверка и  установка параллельности должна быть удобной и быстрой.

При наладке  открепляют винты 3, и верхний наконечник, закрепленный на планке 4, может свободно поворачиваться относительно штифта 5, установленного на подвижной штанге 6. Между наконечниками устанавливают  плоскопараллельную меру, к которой  они прижимаются цилиндрическими  пружинами 7, создающими измерительное  усилие. Поворотную планку фиксируют  винтами 3 и концевую меру вынимают. Для переналадки с одного контролируемого  размера на другой скоба 1 и штанга 6 перемещаются с помощью зубчато-реечных  передач 14 относительно корпуса 13, устанавливая их на заданный размер по образцовой детали. Перемещением кареток 10, устанавливают (грубо) рабочий зазор между связанными с ними пяткой и соплом. Тонкая регулировка зазора осуществляется перемещением пятки с помощью микроскопического винта 9.

Для исключения удара между торцами сопла  и пятки при выводе скобы в  нерабочее положение предусмотрен упорный винт 11. Плавное и безлюфтовое перемещение скобы обеспечивается установкой оси 12 в шариковых центрах с регулируемым натягом. Подвод и отвод измерительного устройства осуществляется гидроцилиндром (рис.2.3), шток которого имеет вилку 16, приводящую в движение измерительное устройство через палец 15.

Основным  расчетом приспособления является расчет на точность. Общая погрешность приспособления не должна превышать допуска на измеряемый размер .

.

Общая погрешность  измерения рассчитывается по формуле:

,

где - погрешность установки центров;

- половина цены деления индикатора;

Тогда

Допуск  составляет 0,02 мм.

Таким образом, условие  выполняется, следовательно, индикаторное приспособление соответствует предъявляемым требованиям.

 

 

 

 

3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

Расчет  и проектирование специального режущего инструмента

 

Сделаем расчет державки резца на прочность и  жесткость

Державка  предназначена для закрепления  резца в резцедержателе станка.

Для резцов при расчёте державки резца на прочность, необходимо проверять удовлетворяет  ли условиям прочности наиболее опасное  сечение резцедержателя.

Для расчёта  резцедержателя воспользуемся формулой:

,

- главная составляющая силы  резания, Н

- вылет резца, мм.;

- момент сопротивления сечения  резцедержателя, мм².

- допускаемые напряжения на  изгиб, МПа.

Сила резания  при точении резцом:

,

где - постоянная, зависящая от материала резца и обрабатываемой детали;

- глубина резания, мм.;

- подача, мм/об, при фасонном  точении  мм/об.;

- скорость резания, м/мин.;

- показатели степени.

;

Момент сопротивления  сечения рассчитывают по формуле:

          

где - ширина резцедержателя, мм.;

- высота резцедержателя, мм.;

Для предварительных  расчётов принимаем 

Тогда, высота резцедержателя определяется по формуле:

Таким образом, выбранные размеры державки удовлетворяют  условию прочности.

Максимальная  нагрузка, допускаемая жесткостью резца, определяется с учётом допустимой стрелы прогиба:

где - допустимая стрела прогиба резца, при фасонном точении мм.

- модуль упругости материала  резца, для стали  МПа;

- момент инерции сечения державки, мм⁴.;

 мм⁴

- вылет резца, мм.

810.9<1808,3

Прочность и  жёсткость сконструированной державки обеспечена.

 

 

 

 

 

 

 

 

4 РАСЧЕТ, КОМПОНОВКА И ПЛАНИРОВАНИЕ УЧАСТКА ЦЕХА

 

Деталь:

Вал DxL=208,2245x865 мм  Сталь 40Х

Годовая программа N=1000 шт.

Трудоемкость (мин):

1. Фрезерно-центровальная – 7,83

2. Токарная (ЧПУ) – 33,43

3.Токарная (ЧПУ)–16,54

4. Вертикально-фрезерная – 26,7

5. Кругло – шлифовальная –  19,9

6. Зубофрезерная –36,1

7. Зубошлифовальная– 25,3

 

4.1 Обоснование типа производства, соответствующих ему форм

организации, режима работы.

 

Для повышения  технико-экономической эффективности  производства, уменьшения себестоимости  изготовления деталей и сокращения вспомогательного времени  все дальнейшие расчеты ведутся исходя из 8 часовой (пятидневной) рабочей недели и односменного режима работы оборудования; форма  организации работы – предметная.

При укрупненном  проектировании тип производства ориентировочно определяется по количеству обрабатываемых деталей и их массе.

Деталь  № 1  

при N =1000 шт – среднесерийное.

 

 

 

4.2 Расчет количества  оборудования

 

Расчетное значение числа станков:    ,

где   – суммарная станкоемкость обработки годового количества деталей, обрабатываемых на участке на станках данного типоразмера, станко-ч.

Для 2-х  сменного режима работы для металлорежущих станков до  10 т –  ч, для станков с ЧПУ – ч

 – эффективный годовой  фонд времени работы оборудования, ч.

Суммарная станкоемкость обработки       ,

где    – штучно-калькуляционное время выполнения   j-й операции изготовления    i-й детали, станко-мин;

 – годовая программа выпуска   i-х деталей;

n – число разных деталей, обрабатываемых на станках данного типоразмера;

m – число операций обработки i-й детали на станках данного типоразмера.

Полученное  расчетное значение числа станков  округляют до ближайшего большего целого числа, называемого принятым числом станков данного типоразмера.

После этого  определяют коэффициент загрузки станков  данного типоразмера  , который равен отношению расчетного числа станков к принятому : .

Кроме коэффициентов  загрузки для отдельных типоразмеров станков подсчитывается средний  коэффициент загрузки станков по цеху (участку) К_зср – отношение суммы расчетных значений числа станков к сумме принятых значений числа станков , то есть  .

Суммарная станкоемкость обработки по операциям: