Разработка технологического процесса изготовления детали «Втулка». Проектирование специальной оснастки

 

где – коэффициент уточнения(К₁=0,05;К₂=0,005; К₃=0,002).

Остаточное  пространственное отклонение после  чернового зенкерования:

,

Остаточное  пространственное отклонение после  чистовогозенкерования:

,

Остаточное  пространственное отклонение после  чистовогоразвертывание:

,

 

Находим погрешность установки [11].

 

где – погрешность базирования;

– погрешность  закрепления.

При обработке данного отверстия Ø7,6 мм заготовка базируется по торцовой поверхности, и эта же поверхность является конструкторской базой.Поэтому погрешность базирования .

По таблице погрешность закрепления .Погрешность установки учитывается только при расчете чернового припуска, так как деталь обрабатывается без переустановки [11].

Значения допусков для каждого  перехода принимаем по таблицам в  соответствии склассом точности вида обработки[5]. Для чистового развертывания=22 мкм, для чистового зенкерования=58 мкм, для чернового=150 мкм, допуск на отверстие в отливке 1-ого класса точности по ГОСТ 26645-85 составляет ₁=400 мкм.

Рассчитываем минимальный припускна каждый переход(по формуле 1.10):

– минимальный припуск под развертывание чистовое:

 

–минимальный припуск под зенкерование чистовое:

 

– минимальный припуск под зенкерование черновое:

 

На основании  полученных данных производится расчет номинальных припусков:

(1.15)

Номинальный припуск под развертывание  чистовое:

 

Номинальный припуск под зенкерование чистовое:

 

Номинальный припуск под зенкерование черновое:

 

Далее рассчитаем значения максимальных припусков по формуле 1.16:

(1.16)

Максимальный припуск под развертывание  чистовое:

(мкм)

Максимальный припуск под зенкерование чистовое:

 

Максимальный припуск под зенкерование черновое:

 

Найдем номинальные значения промежуточного технологического размера по формуле 1.17:

                                      (1.17)

 

 

 

Результаты  произведенных расчетов занесем в таблицу 1.7.

Таблица 1.7 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку отверстия

Номер и содержание рабочего перехода	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный номинальный припуск 2Zном, мкм	Допуск на изготовление Td, мкм	Предельный размер, мм		Полученные предельные припуски, мкм
								Amin	Amax	2Zmax	2Zmin
1. Получение отливки с пролитым отверстием	32	100	200	–	–	–	400	6	6,64	-	-
2. Зенкерование черновое	40	40	10	50	676	1080	160	7,08	7,32	1226	676
3. Зенкерование чистовое	32	30	1	–	180	340	58	7,42	7,5	388	180
4. Развертывание чистовое	10	25	–	–	124	180	22	7,6	7,62	204	124

Номинальное значение общего припуска равно разности номинальных значений диаметра отверстия у заготовки и у детали:

 

 

Наибольшее  возможное значение общего припуска:

 

 

Наименьшее  возможное значение общего припуска:

 

 

Построим  схему расположения припусков (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия

1.10 Расчёт режимов резания,  усилий и моментов резания

 

Расчет режимов резания для  выполнения рабочего перехода на вертикально-сверлильном станке.

На вертикально-сверлильном станке модели 2Н106П производится сверление отверстияØ4 мм. Глубина обрабатываемой поверхности 4 мм. Для сверления используем сверло спиральное короткой серии с цилиндрическим хвостиком 2300-5445 ГОСТ 4010-77.

Спиральное  сверло D = 4 мм; материал режущей части – быстрорежущая сталь Р18. Геометрические элементы: разновидность заточки – нормальная (Н); угол при вершине 2φ = 118±3;угол наклона поперечной режущей кромки  ψ = 4÷60° .

Назначаем режим  резания:

1 Глубина  резания 

                                                (1.18)

где     d_отв – диаметр отверстия.

Используя формулу (1.18), находим глубину резания  

2 Назначаем  период стойкости сверла [16,с.114], Т=20мин

3 Назначаем  подачу [16, с.110-111]

Подача ручная, по первой группе подач. Сверление при

 

4 Определяем  расчетное значение скорости резания, в зависимости от режущих свойств сверла [16, с.115]

(1.19)

 

где    – значение скорости, выбираемое из таблицы (;

    К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала();

     К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента();

          К₃ - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру(.

Подставляем найденные значенияиз таблиц в формулу (1.19) и получаем скорость резания

 

5Определяем расчётную частоту (число оборотов) вращения шпинделя

  (1.20)

Используя формулу (1.20), находим

 

Расчетное значение оборотов корректируем по паспорту станка (ряд частот , об/мин для станка 2Н106П – 1000, 1400, 2000, 2800, 4000, 5600, 8000)

,

где    – частота вращения, определяемая по паспорту станка

,

Далее рассчитываем фактическую скорость резания:

(1.21)

По формуле (1.21), находим:

 

Должно  выполняться следующее неравенство:

(1.22)

 

Так как  выполняется неравенство (1.22), следовательно, расчет произведен  верно.

6 Рассчитаем осевую силу резания

                         (1.23)

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала (К_р=1) [16, с.124]

 

7 Рассчитаем крутящего момента

                          (1.24)

где - мощность резания по таблице ([16, с.127]

- коэффициент,  зависящий от обрабатываемого  материала (К_р=1) [16, с.128]

 

8 Рассчитаем необходимую мощность станка

 

где - мощность резания по таблице; ([16, с.127]

- коэффициент,  зависящий от обрабатываемого  материала; (К_р=1) [16, с.128]

n – число оборотов инструмента в минуту.

 

Для станка 2Н106П мощность двигателя главного движения составляет 0,4 кВт, таким образом можно сделать вывод, что станок выбран правильно и используется эффективно, так как .

9 Определяем основное время на выполнение операции

(1.25)

, (мм)                               (1.26)

где - длина рабочего хода обрабатывающего инструмента, мм

l- длина обработанной поверхности, (l=4м)

∆- перебег сверла;

y - врезание сверла () [16, с.303].

Используя формулы (1.25) и (1.26), находим основное время на операцию сверления одного отверстия:

 

Так как необходимо последовательно обработать 4 отверстий, следует посчитать основное время на обработку всех отверстий:

                                                (1.27)

Используя формулу (1.27), находим

.

1.11 Расчёт технически  обоснованной нормы времени

 

Под технически обоснованной нормой времени понимается время, необходимое для выполнения заданного объема работы (операции) при определенных организационно-технических условиях и наиболее эффективном использовании всех средств производства и передового опыта новаторов [6].

Определение норм времени на операцию сверления 4 отверстий Ø4 мм с использованием приспособления

Норма штучного времени для работ, выполняемых  на металлорежущих станках, определяется по формуле:

 

где – основное время, то есть время на выполнения рабочих переходов, мин;

– вспомогательное время, то есть время, затрачиваемое на выполнение вспомогательных переходов на выборочный контроль качества обрабатываемых деталей, мин;

– время технического обслуживания рабочего места, мин;

– время организационного обслуживания рабочего места, мин;

– время на отдых и естественные работы, мин.

Значение  основного времени было посчитано  выше, поэтому записываем результат:

.

Определим вспомогательное время  по формуле:

 

где – время на установку и закрепление, снятие заготовки;

 – вспомогательное  время, связанное с переходом;

 – вспомогательное  время, связанное с переходом,  не включенным в комплекс;

 

 – вспомогательное  время на контроль одной детали;

Время на установку и снятие заготовкиопределим по таблице в справочнике [8] (карта 9). Деталь устанавливается в специальном приспособлении. По таблице .

Вспомогательное время , связанное с переходом, найдем по таблице: (карта 27)(так как производится сверление по кондуктору, вид подачи – ручная, наибольший диаметр просверливаемого отверстия – до 8 мм).

 

Вспомогательное время , связанное с переходом, не включенным в комплекс, включает (карта 41):

–  вспомогательное  время на установку режущего инструмента:

 

– вспомогательное  время на включение или выключение вращения шпинделя, изменение частоты  вращения:

 

–  вспомогательное время на остановку вращения шпинделя:

 

 

Вспомогательное время на измерение  одной детали (учитываем, что 10% деталей  подвергаются измерению) (карта 51):

 

Вспомогательное время на измерение межцентрового расстояния:

(мин)

 

Вспомогательное время будет равно:

 

Найдем оперативное время по формуле:

 

 

Определим значения времени на отдых и личные надобности, техническое и организационное обслуживание рабочего места.

Время на техническое обслуживание рабочего места определяется по карте 42. Для  сверлильного станка оно составит 3,5 % от оперативного времени (так как наибольший диаметр просверливаемого отверстия – до 8 мм): [8]

 

Время на организационное обслуживание рабочего места определяется по карте 43. Для  сверлильного станка оно составит 3,5 % от оперативного времени: [8]

 

Время перерывов  на отдых и личные потребности  определяется по карте 53. Оно составит 7 % от оперативного времени (так как характер подачи – ручной, вес детали – до 1 кг, оперативное время операции – до 0,5 мин): [8]

 

Определим штучное время по формуле 1.28:

 

Определим штучно-калькуляционное время по формуле:

 

где – подготовительно-заключительное время, мин;

 – партия деталей  запускаемых в производство, шт. ( зависит от объема выпуска деталей, в нашем случае для 5000 штук )

По карте 42 определим подготовительно-заключительное время [17]:

 

 

Определяем  штучно – калькуляционное время:

Определение норм времени на операцию сверления  4 отверстий Ø4мм без использования приспособления

Норма штучного времени для работ, выполняемых  на металлорежущих станках, определяется по формуле (1.28).

Основное  время будет таким же, как и  при использовании приспособления:

 

Определим вспомогательное время по формуле:

 

где – время на установку и снятие заготовки;

 – вспомогательное  время, связанное с переходом;

 – вспомогательное  время, связанное с переходом,  не включенным в комплекс;

 – вспомогательное  время на измерение одной детали;

 – вспомогательное  время на разметку детали.

Время на установку и снятие заготовкиопределим по таблице в справочнике [17](карта 36). Без использования специального приспособления деталь устанавливается на столе. По таблице .

Вспомогательное время , связанное с переходом, найдем по таблице: (карта 41)(так как производится сверление по разметке, вид подачи – ручная, наибольший диаметр просверливаемого отверстия – до 8 мм).

 

Вспомогательное время , связанное с переходом, не включенным в комплекс, включает (карта 41):

–  вспомогательное  время на установку режущего инструмента:

 

– вспомогательное  время на включение или выключение вращения шпинделя, изменение частоты  вращения:

 

–  вспомогательное  время на перемещение детали по столу:

 

–  вспомогательное время на остановку вращения шпинделя:

 

 

Вспомогательное время на измерение  одной детали (учитываем, что 10% деталей  подвергаются измерению) (карта 51) включает:

– вспомогательное  время на контроль диаметра 1 отверстия  калибром-пробкой:

 

– вспомогательное  время на измерение межцентрового  расстояния:

 

 

Так как 10% деталей подвергаются измерению, то:

 

Вспомогательное время на разметку детали :

 

Вспомогательное время будет равно:

 

Найдем оперативное время по формуле (1.30):

 

Определим значения времени на отдых и личные надобности, техническое и организационное обслуживание рабочего места.