Курсовая работа: Проектирование технологического процесса изготовления детали "Подставка"
1. Шлифовать поверхность окончательно, выдерживая размер согласно эскизу
В отличие от единичного производства в условиях серийного производства необходимо как можно быстрее обработать деталь с условием автоматического получения размеров. В этом случае широко применяются станки с ЧПУ. В нашем случае можно объединить для выполнения на одном фрезерном станке с ЧПУ операции 005 и 015, а также 020,025,035,040,045. Кроме того, в этом случае становятся ненужными слесарные операции разметки и нарезания резьбы.
5. Обоснование выбора станочного оборудования, и технологической оснастки
Технологическое оборудование выбирается исходя из размеров заготовки и детали, требуемой точности обработки, возможностей станка и др.
На этом основании выбираем следующие станки:
На операциях фрезерования предлагается применить широко распространенный станок: вертикально-фрезерный: 6Н12П.
Сверление и обработка отверстий малого диаметра не требуют применения больших станков. Для обработки этих поверхностей можно использовать станки типа НС-12, имеющие возможность сверления по стали отверстий до 12 мм.
Шлифование предлагается выполнить на плоскошлифовальном станке 3Г71
Для перспективной программы требуется использовать станки, обладающие большей степенью автоматизации, чем универсальные.
Таким станком является многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточной вертикальный станок с крестовым столом мод. 21104П7Ф4.
Станок предназначен для высокопроизводительной обработки корпусных и плоских деталей.
На станке выполняются следующие операции: сверление, зенкерование, развертывание, растачивание отверстий, фрезерование по контуру с линейной и круговой интерполяцией, нарезание резьб метчиками.
Конструкция станка позволяет осуществлять контурное фрезерование (в режиме программного управления) двумя подачами: стола (поперечная) и салазок (продольная).
Автоматизированная смена обрабатываемых деталей из двухместного загрузочного устройства дает возможность многостаночного обслуживания с совмещением времени установки и обработки детали.
Класс точности станка П по ГОСТ 8—82Е.
Управление станком осуществляется посредством системы числового программного управления 2С42-65
Программируемые перемещения: поперечное и продольное – стола; вертикальное – шпиндельной бабки.
Шпиндельный узел смонтирован на прецизионных подшипниках качения, что обеспечивает длительное сохранение точности, повышенную жесткость и виброустойчивость.
Высокоточные комбинированные закаленные направляющие с лентой из фторопласта для продольного и поперечного перемещений стола и шпиндельной бабки обеспечивают точное позиционирование и длительное сохранение точности в процессе работы.
Электрические приводы подач узлов раздельные с тиристорным управлением широкого диапазона позволяют изменить величину подачи в процессе резания.
Переключение скоростей шпинделя в каждом из двух механических диапазонов производится автоматически во время вращения шпинделя.
Стол крестовый и шпиндельная бабка перемещаются с помощью винтовых пар качения, с возможностью компенсации люфта при реверсе.
Основные данные:
Размеры рабочей поверхности стола и спутника (длина х ширина), мм 630х400
Наибольший ход стола, мм:
продольный (X) 630
поперечный (У) 400
Наибольший ход шпиндельной бабки, мм 630
Конец шпинделя с внутренним конусом по ГОСТ 15945—82 40
Размеры Т-образных пазов стола и спутника, мм:
ширина 14
расстояние между пазами 60
Количество Т-образных пазов стола 5
Наибольшей условный диаметр сверления в стали 45 ГОСТ 1050—74, мм 25
Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм:
наименьшее 170
наибольшее 800
Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности спутника, мм:
наименьшее 16
наибольшее 645
Частота вращения шпинделя, об/мин 30...3000
Дискретность задания частот вращения шпинделя, об/мин 1
Подача шпиндельной бабки, мм/мин 5...2000
Продольные и поперечные подачи стола, мм/мин 20...2000
Дискретность задания подачи стола и шпиндельной бабки, мм/мин
Скорость быстрого хода стола в продольном и поперечном направлениях, шпиндельной бабки, м/мин 10
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Н-м 294
Наибольшее усилие подачи, Н:
шпиндельной бабки (Z) 8000
стола (Х, У) 5000
Наибольшая масса обрабатываемого изделия, кг:
устанавливаемого на спутник 350
устанавливаемого на стол 630
Наибольшая масса инструмента, устанавливаемого в магазин, кг 15
Наибольшее число инструментов в магазине 16
Наибольший диаметр инструмента, устанавливаемого в магазине, мм 85
Наибольший диаметр резьбы, нарезаемой метчиком, мм М24
Время смены, с:
инструментов 10
заготовок 12
Габарит станка с выносным оборудованием, мм 3420х2850х3190
Мacca станка, кг, не более:
без устройства ЧПУ, гидроагрегата и АСЗ . 6200
с ограждением, электрошкафом, устройством ЧПУ, гидроагрегатом и АСЗ . 8000
Мощность устройства ЧПУ, кВт ... l,0
Суммарная мощность всех электродвигателей, кВт ......... 20,165
Система программного управления
Тип 2С42-65
Число управляемых координат/одновременно-управляемых координат 4/3
Вид числового программного управления Комбинированное
Код программы ISO
Способ задания размеров Абсолютный и в приращениях
Скорость считывания информации, строк/мин 300
Дискретность отсчета но осям X, У, Z:
мм 0,001
град 0,001
Для операции шлифования можно оставить уже принятый станок 3Г71, поскольку базирование заготовки простое, а выбранный станок может работать в полуавтоматическом режиме.
Оснастка для основной программы – исключительно универсальная. Это связано с необходимостью обрабатывать на одном станке большое количество наименований деталей.
В массовом и крупносерийном производстве требуется использовать специальные приспособления, обеспечивающие обработку на одном станке большого количества поверхностей.
6. Определение операционных размеров и допусков
Произведем подробный расчет припусков и допусков на обработку отверстия 4Н7(+0,036).
Назначаем маршрут обработки: сверление, зенкерование, развертывание
Расчет минимальной величины припуска производится по формуле
,
где Rzi-1 шероховатость поверхности после предшествующего перехода;
hi-1 – величина дефектного слоя материала на предшествующем переходе;
Тi-1 величина дефектного слоя, оставшаяся после предшествующего перехода;
i-1 суммарные отклонения расположения поверхности и формы на предшествующем переходе;
i – погрешность закрепления на текущем переходе. Она равна 0 мкм, так как при обработке по разметке не играет роли в результирующей погрешности размеров.
Величины Rz и h для соответствующих стадий обработки выбираются по таблицам 6 и 12 – 25
Для предварительного сверления значение Rz составит 60 мкм; h – 60 мкм. После зенкерования Rz = 20 мкм, h = 15 мкм. После развертывания Rz = 6,3 мкм, h = 1 мкм.
Увод сверла от оси отверстия н составит 0,3 мкм на 1 мм длины отверстия
н = 0,3*7 = 2,1 мкм
При обработке осевым инструментом эта погрешность останется постоянной
Величина минимального припуска составит:
2Zmin. зенк. = 2* (60+60 + 2,1) = 244 мкм;
2Zmin. разв. = 2* (12,5 + 15 + 2,1) = 59 мкм;
Величина максимального припуска рассчитывается по формуле:
2Zmах. зенк. = 244–14 +100 = 330 мкм;
2Zmах. разв. = 59-10+14 = 63 мкм;
Предельные промежуточные размеры образуются путем прибавления по переходам к соответствующим размерам окончательно обработанной поверхности величин 2Zmin и 2Zmах
Результаты расчетов также сводятся в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Таблица аналитического расчета припусков
| Переход | IT | Допуск, мкм | Rz, мкм | h, мкм |
мкм |
мкм |
2Zmin мкм |
2Zmax, мкм |
dmin, мм |
dmax, мм |
|
Размер 4Н7(+0,01) |
||||||||||
| Предварительное сверление | 12 | 100 | 60 | 60 | 2,1 | - | - | - | 3,607 | 3,707 |
| Зенкерование | 8 | 14 | 12,5 | 15 | 2,1 | - | 244 | 330 | 3,937 | 3,951 |
| Развертывание | 7 | 10 | 6,3 | 1 | 2,1 | - | 59 | 63 | 4 | 4,01 |
7. Определение режимов резания для операции
Определяем режимы резания на операцию 005
Наименование: Вертикально-фрезерная
Оборудование: вертикально-фрезерный 6Н12
Оснастка: тиски машинные.
Переход 1. Фрезеровать плоскость;
Инструмент: фреза с механическим креплением твердосплавных пластин по ГОСТ 29595-85 80 мм, z=8; пластины 01114-160304 из твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 19046-83.
Глубина резания t = 2 мм;
Длина резания lрез = 110 мм;
Длина рабочего хода lр.х. = 190 мм;
Ширина фрезерования B = 45 мм.
Подача табличная Sт = 0,15 мм/зуб [карта 57, поз. 1, с. 180]
Поправочные коэффициенты принимаем по карте 56 (с. 183-185).
|
Sт |
Кsм | Кsи |
Ksр |
Ks | Ksв | Ksс |
Sпр |
| 0,15 | 0,8 | 1,0 | 1,0 | 1,15 | 1,3 | 1,0 | 0,18 |
Скорость резания принимается по карте 65, поз. 9 (с. 188). Поправочные коэффициенты принимаем по карте 65 (сс. 191-193)
|
Vт |
Кvм | Кvи | Kvп | Kv |
KvВ |
Kvт |
Kvр |
Kvж |
Vпр |
| 190 | 0,8 | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,3 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 217,36 |
Табличная мощность Nт = 9,7 кВт. С учетом поправочных коэффициентов, мощность равна
N= 9,7 * 1,2*0,95*0,4 = 4,42 кВт.
При мощности станка 7,5 кВт это приемлемое значение
Частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле
n = 1000 * 217,36/ (3,14 * 80) = 865,29 мин-1
Принимаем n = 800 мин-1, тогда
V = 3,14 *80 * 800 / 1000 = 200,96 м/мин.
Минутная подача равна
Sмин = nSоб = 800 * 0,18 * 8 = 1152 мм/мин.
Основное время
To = lр.х./ Sмин = 190/1152 = 0,16 мин.
Определяем режимы резания на операцию 015
Наименование: Вертикально-фрезерная
Оборудование: вертикально-фрезерный 6Н12
Оснастка: тиски машинные.
Инструмент: фреза концевая 20 по ГОСТ 17025-71, Т15К6;
Глубина резания t = 5 мм;
Длина резания lрез = 5*40 = 200 мм;
Длина рабочего хода lр.х. = 200+5*40*0,6 = 320 мм;
Ширина фрезерования B = 13 мм.
Подача табличная Sт = 0,04 мм/зуб [карта 79, поз. 15, с. 212]
Поправочные коэффициенты принимаем по карте 82 (с. 217).
|
Sт |
Кsм | Кsи |
Ksz |
Ksl |
Sпр |
| 0,04 | 0,8 | 0,8 | 1,0 | 1,0 | 0,03 |
Скорость резания принимается по карте 83, поз. 20 (с. 219). Поправочные коэффициенты принимаем по карте 65 (сс. 95-97)
|
Vт |
Кvм | Кvи | Kvп |
KvВ |
Kvт |
Kvo |
Kvж |
Vпр |
| 32 | 1,0 | 2,8 | 1 | 1 | 1,0 | 0,8 | 1 | 71,68 |
Частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле
n = 1000 * 71,68 / (3,14 * 20) = 1141,40 мин-1
Принимаем n = 1100 мин-1, тогда
V = 3,14 *20 * 1100 / 1000 = 69,08 м/мин.
Минутная подача равна
Sмин = nSоб = 1100 * 0,03 * 4 = 132 мм/мин.
Основное время
To = lр.х./ Sмин = 320/132 = 2,42 мин.
Операция 035
Наименование: Вертикально-сверлильная
Оборудование: Вертикально-сверлильный НС12
Оснастка: Сверлильное приспособление (тиски), быстрозажимной сверлильный патрон
Инструмент: Сверло спиральное Æ 7; Æ 3,5 ГОСТ 19543-74, Р6М5, Зенкер Æ 3,9Н8, Р9М5
1. Сверлить 2 отверстия Æ 3,5Н12, выдерживая размеры 1,3,5;
2. Зенкеровать 2 отверстия Æ 3,9Н8, выдерживая размеры 1,3,5, 7;
