Технологический процес обработки детали

 

 

 

3 РОЗРАХУНОК ПОХИБКИ БАЗУВАННЯ

 

Похибкою  базування називають відхилення фактичного положення заготовки  від необхідного. Воно виникає при  не сполученні вимірювальної та технологічної  баз заготовки. Похибка базування  представляє собою відстань між  граничними положеннями проекції вимірювальної  бази в напрямку вимірювального розміру.  Величина погрішності базування  не є абстрактною, вона ставиться  до виконуваного розміру при даній  схемі установки і тому повинна  мати індекс відповідного розміру.

Для зменшення  похибки базування необхідно сполучати технологічні та вимірювальні бази тобто витримати принцип суміщення баз.

При обробці бокової поверхні деталі торцевою фрезою та при базуванні по двом опорним пластинам та трьох опорних елементів - пальців похибка базування буде дорівнювати допуску на висоту пластин.Враховуючи, що допус обираеться з 6…7 квалітетів прирівнюємо його до нуля

 
4 РОЗРОБКА СХЕМИ ЗАКРІПЛЕННЯ

 

Вибравши спосіб установки деталі і розмістивши установчі елементи в пристосуванні визначають величину, місце прикладання і напрямок сили для затискача оброблюваної деталі. Величину сил затискача та їхній напрямок визначають залежно  від сил різання і їхніх  моментів, що діють на оброблювану  деталь.

При виборі схем установки потрібно забезпечити 3 умови:

• заготовка має займати стійке положення до додатка сил закріплення.
• у процесі закріплення заготовки не повинно бути порушено задане їй при установці положення;
• сили, що виникають при обробці, не повинні зміщати заготовку.

У загальному вигляді посилення рівноваги  деталі в пристосуванні, що виникає  під дією сил різання і сил  затискача, може бути подано у вигляді  формули:

де К –  коефіцієнт запасу.

Коефіцієнт  запасу залежить від умов обробки  деталі на верстаті

;

Р_різ – зусилля різання.

Схеми установки і закріплення  заготовок розділяються на наступні групи:

1гр. схеми установки і закріплення,  що запобігають поступальному  переміщенню заготовки. Застосовуються  такі схеми при фрезерних, стругальних,  протяжних роботах.

2гр. схеми установки і закріплення,  ща перешкоджають обертанню заготовки  і осьовому зсуву тертям, що  виникає на поверхнях зіткнення  заготовки і пристосування. Застосовуються  такі схеми про токарних, свердлильних  і розточувальних операціях. 

Для визначеня сили затиску деталі при обробці Q необхідно скласти рівняння рівноваги відносно осі х в площині XOY (рисунок 4.1)

 

,     (4.1)

за умов, що та

Отже, .

Оскільки  P_різ=819 Н, коефіцієнт тертя приймаємо f=0,1, коефіцієнт запасу К=1,15 

Звідси  Н.

 

 

 

 

При дії  сили різання на деталь виникає ефект  опрокидування. Тому необхідно розглянути наступне рівняння рівноваги (формула 4.2,4.3) в площині XOZ, за умови, що :

;     (4.2)

де  визначається як добуток N і коефіцієнта тертя f, в свою чергу N визначається з трикутника сил в якому , де l – плече сили F відносно точки А, l =34,7 мм. Таким чином F=708,06 Н. Величину N встановлюємо з взаємно перпендикулярних трикутників за пропорційним відношенням формула 4.3:

,      (4.3)

звідки, Н.

Отже, величина Н.

 

Повернемось до рівняння рівноваги та визначимо  необхідну величину затиску (формула 4.2):

  (4.4)

 

 

 

Для повного  аналізу зміщення заготовки при  обробці розглянемо випадок її повертання відносно точки В (рисунок 4.1). Для  цього необхідно розглянути наступне рівняння рівноваги (формула 4.5)

 

    (4.5)

 

де визначається як добуток N і коефіцієнта тертя f, в свою чергу N визначається з трикутника сил в якому , де l – плече сили F відносно точки Б, l₁ =102,31 мм. Таким чином F=816,5 Н. Величину N встановлюємо з взаємно перпендикулярних трикутників за пропорційним відношенням формула 4.6:

 

,      (4.6)

 

 

звідки, Н.

Отже, величина Н.

Повернемось до рівняння рівноваги та визначимо  необхідну величину затиску (формула 4.7):

 (4.7)

 

 

Порівнюючи  величину розрахованих сил затиску  робимо висновок, що необхідна більша її величина (2354,625Н>1700Н>75Н) для рівноваги деталі під час процесу різання.Q=2354,625 Н.

 

 

Рисунок 4.1 – Схема закріплення деталі при обробці

 

 

 

5 ВИБІР КОНСТРУКЦІЇ  ЗАТИСКНОГО МЕХАНІЗМУ

 

Для затиску  деталі при виконанні операції фрезерування ми обрали прихват з ручним затиском за допомогою гайки шестигранної М8 ГОСТ 8918-69. Данний вид затиску був обраний згідно завдання на проектування.Для перевірки надійності вибраного затискного механізму проводимо розрахунок на міцність найбільш навантаженого в процесі закріплення перерізу (рисунок 5.1).

Геометричні параметри даного перерізу представлені на рисунку 5.1

 

 

Рисунок 5.1 – Розглядаємий переріз прихвату

 

У нашому випадку  затискний механізм буде надійним, коли буде виконуватись умова:

,      (5.1)

де  - границя міцності на розтяг для матеріалу прихвату. В нашому випадку матеріал – Сталь 45. = 800МПа.

      (5.2)

де  - момент, який виникає в результаті дії сили Q в місці контакту з деталлю.

     (5.3)

Н.

W – величина сили інерції. Розраховується з формули:

       (5.4)

де b та h – геометричні параметри перерізую

_\

Па

В результаті виконання розрахунків робимо висновок, що напруження на найбільш навантаженій ділянці прихвату не перевищує допустиме  ( ).

 

6 ВИБІР АБО  ПРОЕКТУВАННЯ БАЗОВИХ ТА ДОПОМІЖНИХ  ЕЛЕМЕНТІВ ПРИСТРОЮ

 

6.1 Вибір  базових елементів пристрою 

В якості базового елементу пристрою використовуємо спроектовану прямокутну плиту ГОСТ 12948-67. Матеріал, з якого вона виготовлена –  СЧ20. Твердість матеріалу плити  НВ 170.  Параметри та розміри плити  представлені на рисунку 1.10

 

 

Рисунок 6.1 - Геометричні параметри плити

 

Рисунок 6.3 – Схема розташування шпонок в центральному пазі плити

 

7 ВИБІР  ЗАСОБІВ ВСТАНОВЛЕННЯ І ВИЗНАЧЕННЯ  ПОХИБКИ РОЗТАШУВАННЯ ПРИСТРОЮ  НА ВЕРСТАТІ

 

Для встановлення розробленого пристрою на стіл верстату, враховуючи паспортні дані верстату, а саме параметри його посадкових місць, використовуємо наступні елементи – шпонки (рисунок 7.1)

 

 

Рисунок 7.1 –  Геометричні параметри шпонки

 

Визначення  величини похибки розташування на верстаті в нашому випадку (свердлильна операція) проводиться по формулі 7.1:

     (7.1)

де l – довжина обробки, l=129 мм;

S – максимальний зазор з’єднання (рисунок 1.1), S=0,035 мм, параметр максимального зазору визначений як різниця верхнього граничного відхилення поля допуску розміру пазу і нижнього граничного відхилення поля допуску розміру шпонки.

l _ш – відстань між крайніми точками шпонок (рисунок 7.3), l _ш=510 мм.

Визначимо похибку розташування пристосування:

0,008< 30% допуска определить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ПРИСТРОЮ

 

Проводимо визначення річних витрат. Для оцінки ефективності використання пристосувань необхідно насамперед визначити  величину річних витрат, які пов’язані  із застосування одного пристосування  і річних приведених витрат на комплект даної системи пристосувань.

Річні витрати Р_УСП на створення і експлуатацію однієї компоновки УСП при умові багаторазового збирання цієї компоновки протягом року можна визначити за формулою:

,                                         (8.1)   

  де – число оригінальних компоновок УСП, які збираються протягом року;

 – повторюваність складання  однієї і тієї самої компоновки  протягом року, яка дорівнює числу  партій деталей одного найменування, яке запускається протягом року;

, – постійні та відповідно змінні витрати, які залежать від конкретних умов виробництва.

При незмінних  розмірах випуску виробів та об’єму комплекту УСП затрати  і достатньо стабільні для кожного заводу:

                                            (8.13)   

,                                                 (8.14)   

  – ціна (або собівартість) заводського комплекту деталей УСП та організаційно-технічної оснастки;

  – коефіцієнт амортизації комплекту деталей УСП та організаційно-технічної оснастки, ;

 – річний фонд заробітної  плати конструкторської групи  УСП;

 – коефіцієнт непрямих витрат, які відносяться до конструкторської  групи;

 – погодинна тарифна ставка  слюсаря-складальника компоновок, грн.;

 – час складання, компоновки  та наладки її на робочому  місці;

 – коефіцієнт непрямих витрат, які відносяться до групи складальників  УСП.

= 0,1; =4200грн; = 0,5; =3,7грн/ч; = 30хв; =0,8; =500 комп./рік; =6;

грн./компоновку. 

9 ПРОЕКТУВАННЯ КОНТРОЛЬНОГО ПРИСТРОЮ

 

9.1 Проектування технічного завдання

 

На рисунку  2.1 зображено ескіз деталі з вказівкою вимог точності по відхиленню форми або розташування поверхонь. Необхідно проконтролювати паралельність поверхню шириною 30мм площині, відхилення від паралельності не повинно перевищувати 0,05 мм відносно бази А.

 

 
Рисунок 9.1—Ескіз деталі з вимогами точності

 

9.2 Етапи проектування пристрою

 

9.2.1 Вибір схеми контролю

 

Схему контролю заготовки виконуємо відносно вимог  по точності відхилення форми і розташування поверхонь деталі.

Виконуємо ескіз схеми контролю деталі (рисунок 3.2).

 

Рисунок 9.2 – Ескіз схеми контролю деталі

 

 

9.2.2 Розробка схеми базування деталі при виконанні контролю

 

Розроблюємо та обґрунтовуємо схему базування  деталі (рисунок 2.3). Деталь при виконанні вимірювання встановлюємо на базову поверхню, контролюємий площіну встановлюємо втулку в отвір та проводимо вимірювання за рахунок пересування індекатора по площіні та знімаємо показання.

 

Рисунок 9.3 – Схема базування вимірюваної деталі

 

9.2.3 Вибір і проектування установчих елементів пристрою

 

Вибір і  проектування установчих елементів  пристрою виконуємо відносно схем базування  та контролю, а також конструктивних параметрів деталі.

Вибір установчих елементів виконуємо відповідно до ГОСТ на стандартні деталі верстатного  оснащення. Деталь встановлюємо на призму з упором в палець які в свою чергу закріплені на плиті, позбавляючи  її 4 ступенів вільності.

 

9.2.4 Вибір контрольного приладу

 

Вибір засобів  контролю варто проводити з урахуванням  допустимої похибки контролю. Контрольний  прилад вибирають на порядок точніше, ніж вимоги визначені на робочому кресленню деталі (рисунок 3.4). Вибираємо  індикатор TESA DIGICO 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 9.1 – Основні параметри індикарора

Тип	Диапазон измерения, мм / дюйм	Дискретность цифровой шкалы, мм / дюйм	Наибольшая погрешность, мкм	Габаритные размеры, мм
				А	В
19.30101	12,5 / 0,5	0,001 / 0,00005	5	65,9	53,4

 

Рисунок 9.4 – Ескіз контрольного приладу индикатора TESA DIGICO 10

 

Магнитный штатив INTERAPID с гибкой рукой

Для зон  трудной досягаемости.

Надёжная  фиксация на любой поверхности с  помощью зажимного рычага.