Назначение, технические характеристики и технологичность опоры шарикоподшипника. Определение типа производства и размера партии детали. Обоснование выбора оборудования, режущего и измерительного инструментов. Разработка расчетно-технологической карты.
Аннотация к работе
Принимаем УТС 72Ч72, площадью 5184 м2 Используем сетку колонн с размерами 24Ч12 м, где 12 - шаг колонн, 24 м - ширина пролета. h2 - высота транспортируемого груза (можно принять высоту груза равной наибольшей высоте установленных в цехе станков, вес которых позволяет транспортировать их краном выбранной грузоподъемности);Подставив численные значения в формулу (16.2) получим: Затраты на материал Если учесть коэффициент использования материалов (в данном случае КИМ равен 0,2) и Цо = 0,1Цм, тогда затраты на материал для годовой программы определяются по формуле: (16.4) где Мд - масса детали, кг. Подставив численные значения в формулу (16.24), определим расходы на отопление: Расходы на воду для бытовых нужд (ЗВ, руб./год) определяем исходя из потребления 30 л в сутки на одного работника цеха и 250 рабочих дней в году. Подставив численные значения в формулу (16.26), определим затраты на амортизацию: Затраты на содержание и ремонт (СЗР, руб.) рассчитываются по [6], с. Подставив численные значения в формулу (16.35), получим: С учетом 10% отчислений на дополнительную заработную плату фонд оплаты труда: , Отчисления на социальные нужды - 30% Фот: Суммарные затраты на оплату и отчисления: Эффективность по оплате труда: Полученные значения занесем в таблицу 16.10.
План
15.7 План расположения оборудования и рабочих мест на участке15.7.4 Компоновочный план цеха
Введение
Улучшение основных параметров двигателей летательных аппаратов, их надежность, ресурс работы, экономичность в эксплуатации тесно связаны с качеством изготовления основных деталей и сборки машины. Высокая точность деталей, требования к их поверхностному слою и физико-химическим свойствам материала, широкое использование жаропрочных, тугоплавких, композиционных материалов и легких сплавов, применение новейших методов получения заготовки и их обработки - характерные особенности производства современных двигателей летательных аппаратов.
Высокие требования к качеству материала заставляют применять особые виды контроля, в том числе рентгеновские методы, методы, основанные на применении изотопов, ультразвука и лазеров.
Почти все основные детали двигателя подвергаются термической или термохимической обработке, место которых в технологическом процессе определяется рядом соображений (требования к качеству деталей, возможность проведения механической обработки).
Для обеспечения требуемой точности обработки при проектировании технологических процессов особое внимание уделяют выбору баз, а также, способам установки заготовки при обработке. С этой же целью поверхности заготовок деталей обрабатывают несколько раз.
Выбирая методы обработки, в особенности на финишных операциях, учитывают требования к поверхностному слою (шероховатость, наклеп, остаточные напряжения, структурное состояние, химический состав), которые обуславливают эксплуатационные свойства деталей.
Для деталей двигателей летательных аппаратов характерна тщательная обработка даже несопрягаемых поверхностей. Это обусловлено стремлением повысить усталостную прочность деталей и их сопротивлением повысить усталостную прочность деталей и их сопротивление коррозии.
Уделяя большое внимание качеству деталей, необходимо также заботиться об экономике производства, добиваться наивысшей производительности труда и снижения себестоимости изготовления.
Таким образом, технология изготовления, особенно операции окончательной обработки, определяют качество деталей машин, их стоимость при изготовлении, надежность и долговечность в эксплуатации.
1. Назначение и принцип действия изделия
Рисунок 1.1 - Схема двигателя Д30КУ
Авиационные двигатели Д-30КУ представляют собой турбореактивные двухконтурные двухвальные двигатели со смешением потоков газа наружных и внутренних контуров.
Двигатель состоит из следующих основных узлов: компрессора, разделительного корпуса с коробками приводов агрегатов, камеры сгорания, турбины, выходного и реверсивного устройства. Компрессор двигателя двухкаскадный, осевой: первый каскад - КНД приводится во вращение ТНД; второй каскад - КВД приводится во вращение ТВД.
Разделительный корпус предназначен для разделения потока воздуха между контурами, а также для размещения деталей центрального привода к передней и задней коробкам приводов. Разделительный корпус является силовым узлом, несущим детали крепления двигателя к самолету, и служит опорой роторов КНД и КВД.
Камера сгорания трубчато-кольцевая, расположена между компрессором и турбиной. В ее конструкции предусмотрена возможность осмотра и замены жаровых труб, газосборников, форсунок и других деталей при частичной разборке двигателя.
Турбина двигателя осевая, реактивная, состоит из ТВД и ТНД. Диски, сопловые и рабочие лопатки обеих ступеней ТВД охлаждаются воздухом, в четырехступенчатой ТНД охлаждаются только диски. Задняя опора турбины является силовым узлом, на котором располагаются детали крепления задней подвески двигателя к самолету.
Выходное устройство имеет камеру смешения и дозвуковое, нерегулируемое реактивное сопло. Реверсивное устройство имеет две наружные отклоняющиеся створки; система управления этим устройством - гидравлическая, замкнутая, автономная.
Опора шарикоподшипника является основной деталью задней опоры КВД, которая представляет собой однорядный опорно-упорный шарикоподшипник, воспринимающий радиальные нагрузки от массовых сил гироскопических моментов ротора КВД, а так же результирующую осевых сил роторов КВД и ТВД.
Рисунок 1.2 - Задняя опора ротора КВД
К неподвижным деталям опоры относятся стакан 13, наружная обойма шарикоподшипника 27, регулировочное кольцо 15, фланец подшипника 14 с маслоуплотнительной прокладкой 11, наружный лабиринтный фланец 8, внутренний лабиринтный фланец 6 с лабиринтной втулкой 4. Неподвижные детали монтируются на корпусе опоры 9 внутреннего кожуха камеры сгорания.
К вращающимся деталям опоры относятся лабиринтные кольца 2, 29, 31, регулировочное кольцо 28 и разрезная внутренняя обойма шарикоподшипника 27, которые монтируются на задней цапфе вала ротора КВД. Пакет вращающихся деталей задней опоры соединяется через приводной вал ротора КВД 24 гайкой 16.
Крутящий момент от приводного вала 24 к валу ротора КВД передается с помощью шлицевого соединения. Гайка 16 фиксируется от самооткручивания упором в наружную обойму роликоподшипника 17.
Стакан 13 запрессован в расточку корпуса опоры 9 внутреннего кожуха камеры сгорания. В этом стакане монтируется наружная обойма шарикоподшипника, фиксируемая в осевом направлении фланцем 14 и регулировочным кольцом 15.
Необходимый осевой зазор между деталями ротора и статора КВД обеспечивается регулировочным Кольцом 28, установленным между задним лабиринтным кольцом 29 и внутренней обоймой шарикоподшипника.
Масло для смазывания и охлаждения шарикоподшипника из масляной магистрали двигателя по каналам в корпусе опоры и кольцевой проточке А подается под давлением через радиальные отверстия, выполненные в стакане 13 и наружной обойме шарикоподшипника, непосредственно на беговую дорожку.
Для предотвращения попадания масла из масляной полости задней опоры ротора КВД в проточную часть в конструкции опоры предусмотрено трехступеичатое лабиринтное уплотнение.
В конструкцию уплотнения входят наружный и внутренний лабиринтные фланцы 8 и 6, лабиринтная втулка 4, переднее лабиринтное кольцо 2, лабиринтное кольцо 31 и заднее лабиринтное кольцо 29, имеющее маслоотражательный бурт.
Фланцы лабиринтов 6 и 8 изготовлены из титанового сплава. На рабочие поверхности фланцев и лабиринтной втулки 4 нанесена легкосрабатываемая уплотнительная масса. Воздух для наддува лабиринтного уплотнения и охлаждения деталей, образующих масляную полость опоры, подводится из наружного контура двигателя в кольцевую полость между наружным 8 н внутренним 6 фланцами лабиринта. Для уменьшения теплоотдачи в масло стенка наружного лабиринтного фланца 8 покрыта теплоизоляционным слоем 3 из асбеста и алюминиевой фольги.
2. Служебное назначение, технические характеристики и технологичность детали
Каждая деталь вводится в конструкцию изделия для выполнения какой-то определенной задачи, цели.
Корпусные детали в основном служат для крепления на них узлов, сборочных единиц и деталей. С их помощью в пределах требуемой точности соединяют и координируют детали сборочной единицы, имеющие какое- либо целевое назначение. Также корпуса выполняют функцию защиты механизма от воздействия внешних факторов.
Опора шарикоподшипника является основной деталью задней опоры КВД, которая представляет собой однорядный опорно-упорный шарикоподшипник, воспринимающий радиальные нагрузки от массовых сил гироскопических моментов ротора КВД, а так же результирующую осевых сил роторов КВД и ТВД.
Самыми ответственными поверхностями детали являются поверхность под посадку подшипника и поверхность крепления детали к кожуху. Они требуют более тщательной обработки. Присутствует множество отверстий для снижения массы, которые в свою очередь снижают жесткость детали.
Материал детали - жаропрочная высоколегированная сталь 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75. Данная сталь применяется для нагруженных деталей, длительно работающих при температурах до 600 °С.; сталь мартенситного класса.
Химический состав стали приведен в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Химический состав стали 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75
Буква «Ш» в конце марки означает пониженное содержание вредных примесей (фосфор, сера)
Некоторые физико-механические характеристики стали 13Х11Н2В2МФ-Ш ГОСТ 5949-75 приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Физико-механические свойства жаропрочной высоколегированной стали
Сталь sв s0,2 d, % ?, % ан, МДЖ/м2 Твердость
МПА
13Х11Н2В2МФ-Ш 1520 1330 12 55 61 269…321 НВ
3. Анализ существующего технологического процесса изготовления детали
За основу разрабатываемого технологического процесса изготовления опоры шарикоподшипника взят существующий на ОАО «НПО «Сатурн» технологический процесс.
Проанализировав существующий технологический процесс можно выявить ряд недостатков: - ряд операций можно объединить, что позволит получить экономию времени на обработку и повысить точность изготовления детали за счет исключения переустановок;
- назначены слишком большие припуски на механическую обработку;
- коэффициент использования материала заготовки мал;
- на некоторых операциях используется устаревшее оборудование.
В проектируемый технологический процессе предполагается внести следующие изменения: - применение новой более экономичной заготовки;
- применение метода концентрации операций, что приведет к снижению затрат времени на установку и снятие детали;
- применение нового механизированного приспособления, за счет чего уменьшится вспомогательное время;
- использование современного оборудования с ЧПУ;
- использование более эффективного инструмента;
4. Определение типа производства и размера партии детали
Определим годовую программу выпуска детали П, шт. :
где П1 - годовая программа выпуска изделий, шт.;
? - количество дополнительно изготовляемых деталей для запасных частей и для восполнения возможных потерь в процентах (b = 5…7%);
m - количество деталей данного наименования.
Таким образом, в соответствии с годовой программой выпуска деталей, размерами детали, массой и сложностью детали предварительно считаем производство детали серийным, т.е. изготовление изделий данного наименования производится партиями.
где n - количество деталей в партии, шт.;
П - годовая программа выпуска деталей, шт.;
a - число дней, на которые необходимо иметь запас деталей на сборке.
Для обеспечения сборки рекомендуется принимать a =10; число рабочих дней в году F=250.
Окончательно принимаем : - программа выпуска детали - 3180 шт;
- размер партии - 127 шт;
- производство - среднесерийное.
5. Обоснование выбора метода и способа получения заготовки
На выбор типа заготовки оказывают влияние следующие основные факторы: форма и размеры детали, материал детали, ее назначение, программа выпуска, производственные возможности цехов и стоимость изготовления тем или иным методом получения заготовки.
Так как материал детали - сталь 13Х11Н2В2МФ-Ш, обладающий плохими литейными свойствами, изготовить заготовку возможно только методами обработки давлением.
Таблица 5.1 - Методы и способы получения заготовки
Методы и способы получения заготовки Факторы выбора метода и способа получения заготовки Сумма факторов
Форма и размеры заготовки Точность формы, размеров и качество поверхностного слоя заготовок Технологические свойства материала Объем выпуска продукции Сроки освоения производства
Ковка Штамповка: на молотах на КГШП - - - - - 2 4 4
Произведем предварительный технико-экономический расчет двух наиболее приемлемых вариантов получения заготовки для данной детали: способом штамповки на молотах и штамповки на КГШП.
Для того, чтобы отдать предпочтение тому или иному методу, произведем расчеты.
1) Штамповка на молотах
Определяем массу заготовки, используя программу Компас-3D
Рисунок 5.1 - Штамповка на молотах
Масса заготовки составляет: Стоимость поковок из стали 13Х11Н2В2МФ-Ш составляет [1]: Стоимость заготовки , полученной методом штамповки на молотах:
Подставим данные в формулу (5.1): Стоимость механической обработки :
где базовая цена черновой механической обработки одной тонны заготовок.
Стоимость сдаваемой стружки определяем по с.13 формула 1.7
где - заготовительная цена одной тонны стружки
Стоимость детали рассчитывается по [5], с. 13, формула (1.8)
2) Штамповка на КГШП
Аналогично рассчитаем заготовку полученную штамповкой на КГШП.
Рисунок 5.2 - Штамповка на КГШП
Масса заготовки составляет: Стоимость заготовки , полученной методом штамповки на КГШП: Стоимость механической обработки : Стоимость сдаваемой стружки : Стоимость детали: Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовки:
Расчеты показывают, что заготовка полученная на КГШП более экономична. Поэтому будем использовать этот способ.
Рассчитаем коэффициент использования материала по формуле:
где масса детали;
масса заготовки;
Штамповка на КГШП: Штамповка на молотах: Таким образом, по результатам технико-экономического расчета, заготовка полученная методом штамповки на КГШП имеет меньшую себестоимость и больший Ким, чем заготовка полученная штамповкой на молотах.
6. Назначение методов обработки, выбор технологических баз
6.1 Назначение методов обработки
Большинство поверхностей детали «Опора шарикоподшипника» имеют форму тел вращения, поэтому обрабатываются с помощью точения или сверления. Пазы могут обрабатываться фрезерованем, или электрофизическими методами. Обозначенные поверхности детали приведены на рисунке 6.1
Рисунок 6.1.1 - Обозначение поверхностей детали
Рассчитываем коэффициенты уточнения:
где технологические операции;
n - число переходов.
Рассчитаем коэффициент уточнения на поверхностей 1, 4, 7, 10, 13
Для достижения заданной точности и шероховатости на данной поверхности необходимо произвести ряд обработок: - тонкое точение;
- чистовое точение;
- черновое точение.
Таблица 6.1 - Методы обработки поверхностей
Метод обработки Коэффициент уточнения по шероховатости тонкое точение чистовое точение
Для достижения заданной точности и шероховатости на данной поверхности необходимо произвести ряд обработок: - чистовое точение;
- черновое точение.
Таблица 6.2 - Методы обработки поверхностей
Метод ОБРАБОТКИКОЭФФИЦИЕНТ уточнения по шероховатости чистовое точение
Черновое точение
Рассчитаем коэффициент уточнения для поверхности 8
Для достижения заданной точности и шероховатости на данной поверхности необходимо произвести ряд обработок: - шлифование;
- тонкое точение;
- чистовое точение;
- черновое точение.
Таблица 6.3 - Методы обработки поверхностей
Метод ОБРАБОТКИКОЭФФИЦИЕНТ уточнения по шероховатости шлифование тонкое точение чистовое точение
Черновое точение
На основании принятых коэффициентов уточнения назначаем методы обработки (рисунок 6.2)
Рисунок 6.1.2 - Методы обработки
6.2 Выбор технологических баз
6.2.1 Базирование в четырехкулачковом несамоцентрирущем патроне
Рисунок 6.3 - Схема базирования в четырехкулачковом несамоцентрирущем патроне
Точки 1, 2, 3 - явная установочная база, которая лишает заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси OZ, вращения вокруг осей OX и OY.
Точки 4, 5 - явная двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.
Точка 6 - скрытая опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.
Данная схема применяется для обработки на черновых операциях точения.
6.2.2 Базирование в четырехкулачковом самоцентрирующем патроне
Рисунок 6.4 Базирование в четырехкулачковом самоцентрирующем патроне
Точки 1, 2, 3 - явная установочная база, которая лишает заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси OZ, вращения вокруг осей OX и OY.
Точки 4, 5 - скрытая двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.
Точка 6 - скрытая опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.
Данная схема базирования применяется на чистовых и финишных операциях точения.
6.2.3 Базирование в специальном приспособлении
Рисунок 6.5 - Базирование в специальном приспособлении
Точки 1, 2, 3 - явная установочная база, которая лишает заготовку трех степеней свободы: перемещения вдоль оси OZ, вращения вокруг осей OX и OY.
Точки 4, 5 - явная двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы: перемещение вдоль осей OY и OX.
Точка 6 - явная опорная база, лишает деталь одной степени свободы: вращение вокруг оси OZ.
Данная схема базирования применяется на операциях сверления и при электроэрозионной обработке. Шестая опорная точка лишает одной степени свободы и координирует положение заготовки.
7. Разработка маршрутного технологического процесса
Эскизный технологический маршрут с операционными эскизами и указанием схем базирования, операционных размеров и шероховатостей обрабатываемых поверхностей представлен на плакате.
Маршрутный технологический процесс может быть представлен в следующем виде: Таблица 7.1 - Маршрутный технологический процесс
№ оп. Наименование Краткое содержание Оборудование
005 Заготовительная штамповка КГШП
010 Термическая Отжиг Печь
015 Токарно-карусельная с ЧПУ Подрезка торца, обтачивание наружного диаметра, точение внутренних поверхностей Токарно-карусельный станок с ЧПУ
020 Токарно-карусельная с ЧПУ Обтачивание наружных поверхностей, растачивание отверстия Токарно-карусельный станок с ЧПУ
025 Токарно-карусельная с ЧПУ Подрезка торца, обтачивание наружного диаметра, точение внутренних поверхностей Токарно-карусельный станок с ЧПУ
030 Токарно-карусельная с ЧПУ Обтачивание наружных поверхностей, растачивание отверстия Токарно-карусельный станок с ЧПУ
035 Токарно-карусельная с ЧПУ Подрезка торцев Токарно-карусельный станок с ЧПУ
040 Токарно-карусельная с ЧПУ Растачивание отверстия, подрезка торцев. Токарно-карусельный станок с ЧПУ
045 Моечная Промывка детали в содохромпиковом растворе Моечная машина
050 Сверлильная с ЧПУ Сверление, зенкерование отверстий Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ
055 Электроэрозионная Прошивка пазов Электроэрозионный копировально-прошивочный станок С ЧПУ
100 Моечная Промывка детали в содохромпиковом растворе Моечная машина
105 Магнитный контроль Выявление дефектов в детали
110 Контрольная Проверяются все размеры, технические требования, согласно конструкторскому чертежу Стол контрольный
8. Обоснование выбора оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструментов
Для черновых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ VNL803Н. Станок обладает хорошей жесткостью и стабильностью при обработке.
Для чистовых токарно-карусельных операций выбираем токарно-карусельный станок с ЧПУ V-Turn A800 CNC. Станок обладает высокой жесткостью, что позволяет сохранять долгосрочную высокую точность, высокая надежностью, функциональным и удобным в применении ЧПУ.
Для сверления отверстий, зенкерования отверстий и нарезания резьбы применяется сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ 600V. Так же применяются радиально-сверлильный станок RD-100, вертикально-сверлильный VDM-50Vn.
Для изготовления пазов используется электроэрозионный копировально-прошивочный станок с ЧПУ EA12D. Данное оборудование замещает операции сверления и фрезерования по сравнению с базовым технологическим процессом, что упрощает их получение.
Шлифование будем осуществлять на карусельно-шлифовальном станке 3Н762CNC.
В разрабатываемом технологическом процессе используются следующие приспособления: для токарной обработки: четырехкулачковый несамоцентрирующий патрон (для черновой обработки), четырехкулачковый самоцентрирующий патрон (для чистовой обработки);
для электроэрозионной, шлифовальной сверлильных операций используются специальные станочные приспособления.
Инструмент применяемый в разрабатываемом технологическом процессе фирмы ISCAR: твердосплавные сверла, и пластины.
При небольшом объеме производства главными средствами измерения служат универсальные инструменты: штангенциркули, микрометры. Когда применение универсального измерительного инструмента не рационально необходимо использовать специально спроектированную оснастку. Для данной детали широко используются различные шаблоны. . Шероховатость поверхностей обычно контролируют сравнением обрабатываемой поверхности с эталоном.
9. Расчет операционных размеров
9.1 Расчет длинновых размеров
Под операционными размерами понимается размер, проставленный на операционном эскизе и характеризующий величину обрабатываемой поверхности, или взаимное расположение обрабатываемых поверхностей относительно других поверхностей, линий или точек детали.
Расчет операционных размеров сводится к задаче правильного определения величины операционного припуска и величины операционного допуска с учетом конкретных особенностей разрабатываемого технологического процесса.
Наиболее целесообразным при расчете длинновых операционных размеров является применение теории графов. На каждую самостоятельную геометрическую структуру операционных размеров на основании исходных данных составляется схема обработки детали, в которой изображается эскиз детали с указанием длинновых чертежных размеров и операционных припусков. На схеме указывают размерные линии.
Минимальные припуски: Z min = R zi-1 T i-1 ? (9.1.1.1) где R zi-1-Высота неровностей профиля;
T i-1-Глубина дефектного слоя;
?-Погрешность формы;
Припуски на черновое точение: 14Z15min=1Z2min=7Z8min=9Z10min=16Z17min=22Z23min=26Z27min= =100 100 (500 430)=1030 мкм = 1,13 мм.
Припуски на чистовое точение: 2Z3 min =6Z7 min= 10Z11 min=13Z14 min =17Z18 min=21Z22 min=25Z26 min= =50 50 60=120 мкм = 0,16 мм.
Припуски на тонкое точение: 12Z13 min =18Z19 min= 20Z21 min= 24Z25 min=25 25=50 мкм = 0,05
Зная приближенную величину операционного размера или заготовки, по имеющимся нормативам, нетрудно назначить допуски на эти размеры в зависимости от метода обработки: Т1А27 = 4,5 мм, Т1А8 = 3,6 мм , Т27А23 = 3,6 мм, Т27А15 = 3,6 мм, Т1А16 = 4,5 мм, Т1А9 = 4,0 мм, Т27А2 = 2,48 мм, Т2А17 = 0,52 мм, Т2А10 = 1,0 мм, Т2А26 =0,46 мм, Т2А22 = 0,74 мм, Т2А7 = 0,7 мм, Т2А14 = 0,62 мм, Т26А3 = 0,06 мм, Т3А25 = 0,1 мм, Т21А4 = 0,06 мм, Т3А6 = 0,15 мм, Т3А5=0,1 мм, Т3А21=0,06 мм, Т4А20=0,02 мм, Т3А13 = 0,16 мм, Т4А12 =0,06 мм, Т26А18 = 0,21 мм, Т21А19 = 0,06 мм, Т26А11 = 0,06 мм, Т4А24 = 0,1мм.
На все длинновые чертежные размеры определяем численные значения допусков и отклонений, заданные конструктором:
Производим расчет длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений: 1. Определение операционного размера 4А24
4А24 = 2С24
2. Определение операционного размера 4А20
4А20 = 4С20
принимаем 4A20 =
3. Определение операционного размера 4А12
4А12 = 4С20
4. Определение операционного размера 21А4
21А4 = 4А20 20z21
Корректировка 0,05 принимаем 21A4 =
5. Определение операционного размера 21А19
21А19 = 21А4 19С20 - 4А20
принимаем 21A19 =
6. Определение операционного размера 3А21
3A21 = 3C4 21А4
принимаем 21A4 = мм мм мм
7. Определение операционного размера 3А25
3А25 = 3А21 24z25 4А24- 21А4
Корректировка 0,05 принимаем 3A25 = мм
Остальные размеры рассчитываем аналогичным образом и записываем в ведомость (таблица 9.1)
Таблица 9.1 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров
Исходные размеры Операционные размеры
Обозначение размеров Заданный исходный размер Полученный исходный размер с учетом корректировки Обозначение размеров Величина принятого допуска Уравнение размеров цепи Расчетный операционный размер Величина корректировки с учетом увеличения припуска Принятый операционный размер max min max min
9.2 Расчет длинновых операционных размеров (по полотну диска)
Минимальные припуски: Z min = R zi-1 T i-1 ? (9.2.1.1) где R zi-1-Высота неровностей профиля;
T i-1-Глубина дефектного слоя;
?-Погрешность формы;
Припуски на черновое точение: 28Z29 min =32Z33 min =34Z35 min= 38Z39 min= 50 50 (500 430)=
=1030 мкм = 1,13 мм.
Припуски на чистовое точение: 29Z30 min =31Z32 min= 35Z36 min=37Z38 min = 25 25 70=
=120 мкм = 0,16 мм.
Зная приближенную величину операционного размера или заготовки, по имеющимся нормативам, нетрудно назначить допуски на эти размеры в зависимости от метода обработки: Т1А28 = 3,6 мм, Т28А33 = 3,6 мм, Т1А34 = 4,5 мм, Т34А39 = 3,6 мм
Т2А29 = 0,43 мм, Т26А32 = 0,74 мм, Т3А30 = 2,9 мм, Т30А31 = 0,3 мм
Т2А35 = 0,74 мм, Т26А38 = 0,43 мм, Т3А36 = 2,5 мм, Т36А37 = 0,3 мм
На все длинновые чертежные размеры определяем численные значения допусков и отклонений, заданные конструктором:
Производим расчет длинновых операционных размеров, используя данные из промежуточных вычислений: 1. Определение операционного размера 3А30
принимаем 3A30 =
2.
принимаем 30A31 =
3.
принимаем 3A36 =
4.
принимаем 36A37 =
5. Определение операционного размера 26А32
Корректировка -0,05 принимаем 26A32 =
6.
Определение операционного размера 2А29
Корректировка -0,06 принимаем 2A29 =
7. Определение операционного размера 1А28
Корректировка -0,09 принимаем 1A28 = мм
Таблица 9.1.2 - Ведомость расчета длинновых операционных размеров
Исходные размеры Операционные размеры
Заданный исходный размер Полученный исходный размер с учетом корректировки Обозначение размеров Величина принятого допуска Уравнение размеров цепи Расчетный операционный размер Величина корректировки с учетом увеличения припуска Принятый операционный размер max min max min
2 3 4 5 6 7 8 9
3,2 2,9 -0,3 3,2 2,9
4 3,7 -0,3 4 3,7
17,9 15 3А30 2,9 17,9 15
3А36 2,5
4,3 0,3 26А32 0,74 -0,05
4,16 0,31 2А29 0,43 -0,06
3,6 0,31 26А38 0,43 -0,06
2А35 0,74 -0,05
10,42 6,3 1А34 1,2 -2,4 -0,06
34А39 1,2 -2,4 0,08
1А28 1,2 -2,4 14,39 9,93 -0,09
28А33 1,2 -2,4 0,08
Таблица 9.2.1 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - -
15 Токарно-карусельная Z015 1,13
25 Токарно-карусельная Z025 0,16
Таблица 9.2.2 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 1,6
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - -
015 Токарно-карусельная Z015 1,13
25 Токарно-карусельная Z025 0,16
35 Токарно-карусельная Z035 0,05
Таблица 9.2.3 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - -
15 Токарно-карусельная Z015 1,13
25 Токарно-карусельная Z025 0,16
Таблица 9.2.5 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 0,8
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - -
020 Токарно-карусельная Z015 1,13
030 Токарно-карусельная Z025 0,16
040 Токарно-карусельная Z035 0,1
95 Шлифовальная Z095 0,05
Таблица 9.2.4 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - -
15 Токарно-карусельная Z015 1,13
25 Токарно-карусельная Z025 0,16
Таблица 9.2.6 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 1,6
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - -
020 Токарно-карусельная Z020 1,13
030 Токарно-карусельная Z030 0,16
Таблица 9.2.7 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - -
20 Токарно-карусельная Z020 1,13
30 Токарно-карусельная Z030 0,16
Таблица 9.2.8 - Ведомость расчета операционных размеров при обработке наружной поверхности ; Ra 6,3
№ Наименование операции Опер. Припуск (минимальный) Операционный размер
Обозначение Величина Обозначение Формула расчета принятый
Заготовка Штамповка - - Dзаг
20 Токарно-карусельная Z020 1,13 D020
30 Токарно-карусельная Z030 0,16 D030
9.3 Корректировка размеров заготовки
После расчета операционных размеров, необходимо произвести корректировку размеров заготовки.
Построим чертеж заготовки (рисунок 9.3.1)
Рисунок 9.3.1 - Заготовка
Массу заготовки определим при помощи средств САПР
Мзаг=37,92 кг
10 Расчет режимов резания
10.1 Токарная обработка
Элементы режима резания обычно устанавливают в порядке, указанном ниже: Глубина резания t: при черновой обработке назначают по возможности максимальную глубину резания, равную всему припуску на обработку или большей части его. При чистовой обработке - в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.
Подача S: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из мощности и жесткости системы СПИЗ, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке - в зависимости от требований точности и шероховатости обработанной поверхности.
Стойкость Т: период времени работы инструмента до затупления.
Скорость резания v, м/мин при продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по [3], с. 265, формула (4.4).
где Т - период стойкости инструмента, мин;
t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/мин;
Kv - поправочный коэффициент.
Значения Cv и показателей степени (m, x, y) берутся из [3], с. 269, таблица 17.
где Kmv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала ([3], с. 261-263, таблицы 1-4);
Кпv - коэффициент, отражающий качество поверхности заготовки ([3], с. 263, таблица 5);
Киv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, ([3], с. 263, таблица 6).
Силу резания, принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Pz, радиальную Py, осевую Px). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов, фасонном точении эти составляющие Px,y,z, Н рассчитывают по [3], с. 271, формула (4.5).
где t - длина лезвия резца, мм;
S - подача, мм/мин;
v - скорость резания, м/мин;
Кр - поправочный коэффициент.
Постоянная Ср и показатели степени (x, y, n) берутся из [3], с. 273, таблица 22.
где Кмр - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала на силовые зависимости ([3], с. 264, таблица 9);
Кур, Kjp, Klp, Krp - коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров режущей части на составляющие силы резания ([3], с. 275, таблица 23).
Мощность резания N, КВТ, рассчитывают по [3], с. 271, формула (4.6).
где Pz - осевая составляющая силы резания, Н;
v - скорость резания, м/мин.
Число оборотов станка n , об/мин рассчитывается по формуле:
где v - скорость резания, м/мин;
D - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Произведем расчет режимов резания для токарной операции 040.
Принимаем по [3], с. 269, таблица 17, Cv = 280, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,2.
Принимаем по [3], с. 266, таблица 11, Т = 60 мин; S = 0,18 мм/об.
Принимаем по [3], с. 262-263, таблицы 3, 5, 6, Kmv = 0,7, Кпv = 0,8, Киv = 1,4
Подставляя полученные значения в формулы (10.1), (10.2), получим: , Скорость резания:
Рассчитываем по формуле (10.6) число оборотов станка.
10.2 Сверление
При сверлении глубина t, мм:
При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбирают максимально допустимую по прочности сверла подачу. Принимаем: Скорость резания при сверлении рассчитывается по формуле:
где Т - период стойкости инструмента, мин;
t - глубина резания, мм;
S - подача, мм/мин;
Kv - поправочный коэффициент.
Список литературы
1. И.Н. Аверьянов, А.Н.Болотеин, С.А.Волков, В.Д.Корнеев, А.Н.Рябов, Е.В.Тимофеева. Технология машиностроения: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТУ, 2012. 134 с.
2. Марасинов М.А. Проектирование технологических процессов в машиностроении. Ярославль, 1975. 195 с.
3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах Т2. / Под. ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - 5 изд. перераб. и доп. - М. Машиностроение-1, 2009 г. 944 с. ил.
4. Справочник нормировщика - машиностроителя. В 4-х т. Т. 2 "Техническое нормирование станочных работ" / Под ред. Е.И. Стружестраха. - М.: Машиностроение, 2008.680 с.
5. В.Ф. Безъязычный, А.Н. Семенов, С.А. Волков. Лабораторный практикум по курсу «Проектирование и производство заготовок»: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТА, 2007. 154 с.
7. Вороненко В. П., Схиртладзе А. Г., Брюханов В. М. Машиностроительное производство. Учебник / под ред. Ю. М. Соломенцева. - М.: Высшая школа, 2010. - 304 с.
8. Проектирование и расчет станочных и контрольно-измерительных приспособлений в курсовых и дипломных проектах: учеб. пособие / И.Н. Аверьянов, А.Н. Болотеин, М.А. Прокофьев ; - Рыбинск : РГАТА, 2009. - 226 с.
9. Жогин А. С., Соколова Е. Ю. Технико-экономическое обоснование инженерных решений в машиностроении. Учебное пособие [Текст]/ А. С. Жогин - Рыбинск, РГАТА, 2007. - 100 c.
10. Жаботинская Т.Н. Методические указания по выполнению раздела «Охрана труда» в дипломном проекте.
11. Безъязычный В.Ф. Технологическая оснастка в авиадвигателестроении: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТА, 2010. - 426 с.
12. Никифоров А. В. Дипломное проектирование механического цеха. Учебное пособие [Текст]/ А. В. Никифоров - Рыбинск, РГАТА, 2005. - 114 c.
13. Безъязычный В.Ф. Технологическая оснастка в авиадвигателестроении: Учебное пособие. - Рыбинск: РГАТА, 2009. - 426 с.
14. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под общей ред. 15 Горбацевича А. Ф. [Текст]/ А. Ф. Горбацевич - Минск, Высшая школа, 1975- 288 с.
15. Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2009. -303 с., ил.
16. Болотин Х.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2008. -344 с.