Выбор схем базирования и закрепления детали

СОДЕРЖАНИЕ
   АНАТАЦИЯ……………………………………………………………………….3
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………..…………....4
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ………………………………………….…………...……..…6
1.1. Характеристика детали…………………………….…………………..….…6
1.2. Исходные данные для проектирования……………………………….……7
2.  ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………….…...9
2.1. Определение типа производства……………………………………..……..9
2.2. Обоснование выбора метода получения заготовки………………………12
2.3. Анализ технологичности конструкции детали…………………...………17
2.3.1. Количественная оценка технологичности……………..…………..……17
2.3.2. Качественная оценка технологичности……………...………………..…18
2.4. Выбор схем базирования и закрепления детали……………..……………19
2.5. Анализ заводского технологического процесса……….........……….……22
2.6. Разработка технологического маршрута и выбор оборудования……..…22
2.7. Расчет припусков на механическую обработку………………..….…...…24
2.8. Расчет режимов резания…………………………………….…….....……..28
2.9. Нормирование технологической операции……………….………....……30
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………..…..33
3.1. Описание конструкции станочного приспособления……………………33
3.2. Силовой расчет станочного приспособления………………….…...…....35
3.3. Расчет станочного приспособления на точность………………………....37
 3.4. Описание и принцип действия контрольного приспособления………...38
4. Технико-экономическое обоснования разработанного технологического процесса…………………………………………………………………………..43
5    Экологичность, безопасность, ресурсосбережение………………...……..48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………….…………………………….…..….…55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………..……………………………56

Приложения:
 технологический процесс обработки детали «Губка» АЛ-118.049.005
 спецификация

























АНАТАЦИЯ.
      The development of a facilities (economy) of the country in many respects is defined (determined) by technical progress of mechanical engineering. The increase of output of mechanical engineering and increase of its quality is carried out mainly for the account interest of manufacture on a basis broad of use of achievement of a science and engineering, application of progressive technologies.
      The increase of efficiency of modern machine-building manufacture on the basis of complex mechanization and automation of technological processes means wide application of flexible industrial systems, robotize of technological complexes both other basic and auxiliary process equipment controlled from the computer, ensuring automation of machining and assembly of products.
      The industrial robot for a long time also is successfully applied in manufacture to service of the high-efficiency equipment. It is caused by large volume of auxiliary and transport operations and transitory of process of processing of a product.
      Развитие хозяйства страны во многом определяется техническим прогрессом машиностроения. Увеличение выпуска продукции машиностроения и повышение ее качества осуществляется преимущественно за счет интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники, применения прогрессивных технологий.
    	Улучшение эффективности передового производства на основе общей механизации и автоматизации технологических процессов означает широкое применение гибких производственных систем, роботизированных производственных комплексов и другого основного и вспомогательного технологического оборудования, управляемого от ЭВМ, обеспечивающего автоматизацию механической обработки и сборки изделий.




ВВЕДЕНИЕ
     
     Стеклоизделия, сочетая такие свойства, как прозрачность, твердость, стойкость и жаропрочность, а также формироваться разнообразными способами, стали незаменимыми в различных отраслях техники и в быту – в приборостроении, электронной промышленности, в машиностроении и во многих других областях.
     Совершенствование технологических методов изготовления формовых комплектов имеет при этом первостепенное значение качество стеклоизделия, формующих поверхностей, методов упрочнения формующих поверхностей, повышающих ресурс работы формового комплекта. 
     Главной задачи: 
повышения эффективности производства и качества продукции.
     Формовые комплекты предназначены для получения стеклоизделий нескольких групп. К первой, наиболее распространенной группе узкогорлой тары, относятся бутылки для разлива и хранения жидкостей: виноградных и плодоядных вин, водки и ликероводочных изделий, пива и других пищевых изделий. Формокомплект АЛ-118 предназначен для изготовления бутылки. В условиях рыночных экономических отношений возникает объективная, жизненно важная необходимость в повышении конкурентоспособности выпускаемой продукции. 
     Для сохранения конкурентоспособности продукции необходимо постоянно совершенствовать, разрабатывать и производить новые, реконструировать старые цеха и заводы. Внедрять прогрессивные технологические процессы.
     Решение этих задач в экономике требует также принципиально новых более глубоких хозяйственных и производственных отношений, создания эффективной и гибкой системы управления, позволяющей полнее реализовать возможности производства.
     В настоящей выпускной квалификационной работе на основе фундаментальных научных положений технологии машиностроения разработана эффективная технология обработки детали «Губка» АЛ-118.049.005.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
 Характеристика детали

  Деталь «Губка» АЛ-118.049.005 входит в сборочную единицу чистового комплекта автоматических линий АЛ-118 и АЛ-1110-2, предназначенная для получения нужной конфигурации и формы. Форма чистовая является основной составной частью чешской автоматической линии по производству стекло бутылок из бесцветного стекла. В комплект чистовой входят ряд деталей, расположенных последовательно, при этом имеющих общую ось, определяющую ряд существенных требований к форме чистовой и всему узлу в целом. Изделие состоит из двух полуформ, имеющих общую плоскость разъема.
    Деталь «Губка» АЛ-118.049.005 изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-88. 
  Таблица 1.1
Характеристика материала 45
Марка : 
45
Заменитель: 
40Х, 50, 50Г2 
Классификация : 
Сталь конструкционная углеродистая качественная
  
  Таблица 1.2
Химический состав в % материала   45 ГОСТ   1050 - 88 
C 
Si 
Mn 
Ni
S
P
Cr
Cu
As
0.42 - 0.5
0.17 - 0.37
0.5 - 0.8
до   0.3
до   0.04
до   0.035
до   0.25
до   0.3
до   0.08

  Таблица 1.3
  Механические свойства стали 45
ГОСТ
Состояние поставки, режим термообработки
Сечение, мм
?в
(МПа)
?5 (%)
? %
1050-88 
 
Сталь горячекатаная, кованая, калиброванная и серебрянка 2-й категории после нормализации  
25 
 600
16 
 40

Сталь калиброванная 5-й категории после нагартовки 
 Образцы
 640
 6
 30
   
  Таблица 1.4
Технологические свойства материала 45 
 Свариваемость:
    трудносвариваемая. 
 Флокеночувствительность:
    малочувствительна. 
 Склонность к отпускной хрупкости:
    не склонна. 
 Твердость материала: 
    HB 10 -1 = 170 МПа

1.2. Исходные данные для проектирования 
   
   Исходные данные для разработки технологического процесса механической обработки детали «Губка» АЛ-118.049.005 включают в себя:
1. Базовую информацию;
2. Справочную информацию;
3. Нормативно-техническую информацию;
4. Научно-техническую литературу;
5. Периодическую и патентную литературу.
   Кроме этого исходными данными являются трудоемкость и станкоемкость операций механической обработки детали «Губка» АЛ-118.049.005, необходимые при расчете механического цеха; номенклатура изделий, изготовляемых в цехе; действительный фонд рабочего времени оборудования F=2007,5 часов в год при работе в 1 смену; действительный фонд рабочего времени рабочих F=1840 часов при работе в 1 смену; число смен работы предприятия – 2 смены.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Определение типа производства
	
		Массовое производство возможно и экономически выгодно при выпуске достаточно большого количества изделий, когда все затраты на организацию массового производства окупается и себестоимость единицы выпускаемой продукции получается меньше, чем при серийном производстве.
Таблица 2.1
    Таблица для предварительного определения типа производства
Масса
детали
Тип производства

единичный
мелко-
серийный
средне-
серийный
крупно-
серийный
массовый
< 1,0
< 1,0
< 2000
1500-
75000
75000-
200000
> 200000
1,0 – 2,5
< 1,0
< 1000
1000-
50000
50000-
100000
> 100000
2,5 – 5,0
< 1,0
< 500
500-
35000
35000-
75000
> 75000
5,0 – 10,0
< 1,0
< 300
300-
25000
25000-
50000
> 50000
> 10,0
< 1,0
< 200
200-
10000
10000-
25000
> 25000
    Исходя из данных таблицы – производство среднесерийное.

	По таблице 2.1 можно ориентировочно выбрать тип производства, а окончательное решение принимается на основании расчета коэффициента закрепления операций Кзо:
	,								
где ?Оi – суммарное число различных операций; 
Р – число рабочих подразделения, выполняющих различные операции.
	Количество станков на каждой операции определяется по формуле:
	,								
где	Тшт. i – штучное время на i-той операции, мин; N – годовая программа выпуска деталей, шт./год (N = 1500); Fд – действительный годовой фонд времени работы оборудования (при двухсменной работе Fд = 4015 часов); ?н – нормативный коэффициент загрузки оборудования (для серийного производства ?н = 0,7 – 0,8).
	

    Действительный коэффициент загрузки оборудования на каждой операции определяется по формуле:
,
где	Срi – расчётное количество станков на i-той операции; Спрi – принятое количество станков на i-той операции.
	Количество различных операций, выполняемых на каждом рабочем месте, определяется по формуле:
,
где	?дi – фактический коэффициент загрузки оборудования на i-той операции.
	В таблице 2.2 представлены результаты расчетов количества станков, действительного коэффициента загрузки оборудования на каждой операции и количества различных операций, выполняемых на каждом рабочем месте (?н = 0,75).
Таблица 2.2 
№ операции
Наименование
операции
Тшт
Ср
Спр
?дi
Оi
005
Фрезерная
14,4
0,119
1
0,119
6,3
010
Сверлильная
3,64
0,03
1
0,03
25
015
Фрезерная
14,56
0,121
1
0,121
6,2
020
Плоскошлифовальная
15,96
0,133
1
0,133
5,6
025
Фрезерная с ЧПУ
77,8
0,646
1
0,646
1,2
040
Плоскошлифовальная
19,6
0,163
1
0,163
4,6
045
Фрезерная с ЧПУ
27,09
0,225
1
0,225
3,3
ИТОГО
173,05

7

52,2
   
   Тип производства определяется коэффициентом закрепления операции Кз.о., при Кз.о. = 1 - производство массовое, 1 ? Кз.о. ?10 – крупносерийное,10 ? Кз.о. ? 20 - среднесерийное, 20 ? Кз.о.   ? 40 - мелкосерийное, 40 <Кз.о. – единичное производство. 
   Кзо = 52,2/7= 7,45 – принимаем крупносерийное производство.
		Такт выпуска деталей определяется по формуле:
									
N – годовой объем выпуска деталей, шт.

Расчет оптимальной партии деталей
     Оптимальная величина партии рассчитывается для условий крупносерийного производства. 
     Определяем оптимальную величину партии деталей, n
     n = N*t /Ф = 1500*3/247 = 18 дет.
     N – годовая программа выпуска = 1500 шт.
     t – коэффициент запаса деталей = 3.
     Ф - количество рабочих дней в году = 247дней. 



2.2. Обоснование выбора метода получения заготовки
	
     В данной работе будем сопоставлять два возможных способа получения заготовок:
     1) горячей штамповки.
     2) из проката.
1-й способ. Заготовку получают штамповкой. 
Коэффициент использования   материала:
								
	где m- масса   детали, кг,
		m- масса   заготовки, кг.
		
Стоимость заготовки полученной горячей высадкой, определяется по формуле. 
               Sзаг. = [(Сi /1000)?Q?kт?kс?kв?kм?kп) – ( Q – q )?Sотх. / 1000,                    
где Ci – базовая стоимость 1 тонны заготовок, Ci = 49894 руб.;
       kт, kс, kв, kм, kп - коэффициент зависящий от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок., 
kт = 1,9, kс = 1,07, kв = 1, kм = 1,18, kп = 1; 
      Q – масса заготовки,    
      Q = 0,158 кг;
            q – масса готовой детали, q = 1,8 кг;
            Sотх.  – цена 1 т отходов, Sотх.= 5000 руб.;
Sзаг. = ((49894/1000)?3,16?1,9?1,07?1?1,18?1) – ( 3,16 – 1,8 ) ? 5000 / 1000 = 371,43 руб.
2-й способ. Деталь изготавливается из проката. 
     В качестве заготовки на базовом предприятии используют прокат – Лист (20 ГОСТ 19903-74)/(45 ГОСТ 1577-93).
Коэффициент использования   материала:
								
	где m- масса   детали, кг,
		m- масса   заготовки, кг.
		
Затраты на заготовку определяются по его массе сдаваемой стружки.
                                М = Q?S – (Q – q)?Sотх. / 1000,                                                 
где Q – масса заготовки, Q =6,94 кг;
       q – масса готовой детали, q = 1,8 кг;
       S – цена 1кг материала заготовки, S = 50,83 руб./кг;
       Sотх.  – цена 1т отходов, Sотх.  = 5000 руб./т;
      М = 6,94?50,83 – (6,94  – 1,8)?5000 / 1000 = 327,06 руб.
Экономический эффект для сопоставления способов получения заготовок равен:   
                                Эз = (Sзаг1 – Sзаг2)?Nг, руб.                                 
где Sзаг1, Sзаг2 – стоимость сопоставляемых заготовок, 
                              Sзаг1 = 371,43 руб.,  Sзаг2 = 327,06 руб. ;
       Nг – годовая программа, Nг = 1500 шт. 
                             Эз = (371,43 – 327,06)? 1500 = 66 555 руб.
    Коэффициент использования материала при использовании штамповки выше, чем при использовании проката, но стоимость из-за сложности больше, чем у заготовки из проката.
    Принимая во внимание то, что данная деталь представляет собой деталь типа «плита» и изготавливается из стали, целесообразнее всего применять в качестве исходной заготовки прокат.
    Поверхность проката должна быть чистой, гладкой, светлой или матовой, без трещин и окалины.
    Группа качества – В, квалитет – h12.
    Допускаемые дефекты поверхности:
 Отдельные мелкие риски механического происхождения, остатки окалины;
 Наибольшая глубина залегания дефектов по ГОСТу «Предельные отклонения»;
 Отдельные мелкие раскатанные и раскованные пузыри и загрязнения.


2.3. Анализ технологичности конструкции детали
	Отработка конструкции на технологичность представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции по установленным показателям, направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого его качества.
   В соответствии с ГОСТ 18831-80 оценка технологичности состоит из двух видов: качественной и количественной.
   
2.3.1. Количественная оценка технологичности
     	В качестве количественных показателей рассматриваются коэффициенты использования материала, точности, шероховатости.
     Коэффициент использования материала определяется по формуле:
     
     где  - масса готовой детали;
      - масса заготовки;
     
     Расчет коэффициента точности обработки является относительно часто используемым показателем технологичности детали и определяется по ГОСТ 14202-73.
     Расчетная формула коэффициента точности имеет вид:
     ,
     где  - средний квалитет точности обработки поверхности изделия определяется по формуле: 
     где Н1, Н2…Нi  - число размеров детали соответствующего квалитета точности.
     
     
     Анализ рабочего чертежа детали «Губка» АЛ-118.049.005 показывает:
     Количество поверхностей 14-го квалитета – 8;
     Количество поверхностей 12-го квалитета – 1;
     Количество поверхностей 7-го квалитета – 7.
     Тогда 
     
     Коэффициент точности удовлетворяет нормативному, т.к. >0,85 .
     Коэффициент шероховатости  определяется по ГОСТ 14202-73 и принимается в пределах от 0 до 1.
     ,
     где  - средний класс шероховатости.
     Число размеров соответствующего класса шероховатости для детали:
     Количество поверхностей 8-го класса шероховатости – 2,
     Количество поверхностей 7-го класса шероховатости – 3,
     Количество поверхностей 4-го класса шероховатости – 12.
     
     Следовательно, , а коэффициент шероховатости  удовлетворяет нормативному  т.к. < .
     Таким образом, чертеж детали «Губка» АЛ-118.049.005 не подвергается изменениям и пересмотру. В данном случае уровень технологичности конструкции по всем показателям равен 1. Это решение принято исходя из анализа технологичности конструкции по точности обработки и коэффициенту шероховатости.

2.4. Выбор схем базирования и закрепления детали
	
    Выбор схем базирования и закрепления играет решающую роль при обработке детали. От того, как мы закрепим и забазируем заготовку, зависят многие погрешности обработки. Анализируя технологический процесс изготовления данной детали, выделяют только одну схему базирования заготовки, которая заключается в установке заготовки по плоским базовым поверхностям, и схема базирования в данном случае будет выглядеть следующем образом (рис. 2.1.)

Рис. 2.1.  Схема базирования детали «Губка» АЛ-118.049.005 по плоским базовым поверхностям
     
     При базировании и закреплении заготовки нужно соблюдать 2 принципа базирования:
 принцип совмещения (единства) баз. При базировании нужно совмещать измерительную и технологическую базы и тогда погрешность базирования будет равна нулю, и мы обеспечим наиболее высокую точность обработки. В данном случае этот принцип выполняется. 
 принцип постоянства баз, который гласит, что на всех операциях заготовку нужно базировать на одни и те же поверхности. В данном случае этот принцип тоже соблюдается. 
     Вообще, при выборе схемы базирования нужно пользоваться правилом выбора баз. На первой операции необходимо, по возможности, обработать ту поверхность, которую в последующем можно будет использовать в качестве чистовой технологической базы. При дальнейшей обработке эта поверхность будет обеспечивать устойчивое положение заготовки в приспособлении и однозначное положение ее в пространстве относительно инструмента (на первой операции обрабатывается внешняя поверхность заготовки). Это достигается, если имеется комплект баз (установочная, направляющая, опорная). В качестве установочной технологической базы выбирают поверхность заготовки, имеющую наибольшую площадь. Направляющей технологической базой является наиболее длинная поверхность. В качестве опорной технологической базой – самая маленькая по площади. 
     Но при базировании заготовки необходимо стремиться к тому, чтобы количество переустановок было как можно меньше. Так как, чем меньше количество переустановок, тем выше точность обработки. Такое базирование заготовки обеспечивает устойчивое положение заготовки на протяжении всего технологического процесса, а ее установка на одни и те же поверхности и отсутствие переустановок обеспечивает высокую точность обработки.
     Базировать заготовку необходимо по правилу “шести точек”. Но это не всегда нужно. Неполное базирование применяется в тех случаях, когда при обработке выдерживаются менее трёх различных размеров. При выдерживании одного размера достаточно всего трёх точек, при выдерживании двух размеров – пяти точек. В данном случае базирование ведется по 6-ти точкам. Это обеспечивает точность расположения различных поверхностей.
     Выбор типа и способа закрепления также немаловажен при обработке. Закрепление заготовки должно осуществляться усилием, которое сможет противостоять силам резания, возникающим в процессе механической обработки. Сила закрепления не должна деформировать заготовку. Выбор типа закрепления зависит от схемы базирования, то есть от количества точек базирования. Выбор способа закрепления и направления усилия закрепления зависит от того, какие размеры выдерживаются. Обычно усилия закрепления необходимо направлять перпендикулярно направлению выдерживаемого размера.

2.5. Анализ заводского технологического процесса
	На базовом предприятии детали данного типа изготавливаются в единичном производстве. Обработка деталей ведется на морально устаревшем оборудовании со значительным износом (данные предоставлены инструментальным цехом базового предприятия). Заготовка отрезается на универсально-фрезерном станке СФ-250 (1982 г.в., 70% износа), при этом материал используется только на 55-60%. Фрезеровка поверхностей производится на фрезерных станках 6Н11 (1970-82 г.в., 80% износа), 6М12П (1984 г.в., 70% износа). Координатно-расточные операции выполняются на устаревшем станке мод. 2431СФ10 (1989 г.в.). Шлифование поверхностей проводится сплошными абразивными кругами на шлифовальном станке 3Г71 (1973 г.в.,80-90% износа). Широко распространенное в промышленности шлифование стандартными абразивными кругами со сплошной режущей поверхностью наряду с положительными сторонами имеют и недостатки, основным из которых является низкая производительность, обусловленная возникновением на высоких режимах шлифования недопустимых прижогов и других дефектов. Подача СОЖ в зону резания под большим давлением, подбор характеристики режущего инструмента и режимов резания позволяет уменьшить дефекты, однако при обработке жаропрочных, высоколегированных закаленных до высокой твердости сталей эти меры не дают кардинального решения проблемы.
    На операциях применяем инструмент с износостойким покрытием и пластины c державками фирмы SANDVIK, которые продлевают период стойкости инструмента и позволяет увеличивать скорость резания, тем самым, повышая производительность обработки.  
    
    
	2.6. Разработка технологического маршрута и выбор оборудования
	
    В предлагаемом технологическом процессе производство деталей крупносерийное. Для их изготовления рекомендуется использование более  современных высокопроизводительных станков с ЧПУ для координатно-расточных, шлифовальных операций, инструмент с неперетачиваемыми сменными режущими пластинами и более эффективный методом шлифования поверхностей абразивными кругами. Благодаря использованию новых технологий, высокоточного оборудования  и нового инструмента достигается более высокая точность изготовления деталей и, одновременно, сокращается время на обработку.
    Для обработки детали приняты высококачественные инструменты фирмы – SANDVIK COROMANT.
     Таблица 2.3
Технологический маршрут изготовления детали «Губка» АЛ-118.049.005
N опер
Наименование операции
     Содержание переходов
Модель станка
005
Фрезерная
Фрезеровать плиту с 4-х сторон
Станок вертикально-фрезерный мод. VF-450
010
Сверлильная
Сверлить и расточить 2 отв.
Станок вертикально-фрезерный мод. VF-450
015
Фрезерная
Фрезеровать плиту с 2-х сторон
Станок вертикально-фрезерный мод. VF-450
020
Плоскошлифовальная 
Шлифовать заготовку с 2-х сторон 

Станок плоскошлифовальный  мод. Linea IRON06.3N с ЧПУ 
025
Фрезерная с ЧПУ
Сверлить, фрезеровать отверстия; фрезеровать наружный контур детали
Обрабатывающий центр мод. Fadal VMC 3016
030
Слесарная
Зачистить заусенцы
Верстак
035
Термическая
Термообработка - Калить по чертежу 35…40HRC
Установка ТВЧ
040
Плоскошлифовальная 
Шлифовать заготовку с 2-х сторон 
Станок плоскошлифовальный  мод. Linea IRON06.3N с ЧПУ 
045
Фрезерная с ЧПУ
Расточить, фрезеровать отверстия, канавку; фрезеровать фаски
Обрабатывающий центр мод. Fadal VMC 3016
050
Слесарная
Маркировать согласно эскизу
Верстак
055
Фрезерная
Фрезеровать заготовку на две детали
Станок вертикально-фрезерный мод. VF-450
060
Контрольная
Проверить размеры по чертежу
Стол контролера; твердомер
    
    Выбор каждого станка определяется его техническими характеристиками, удовлетворяющими требованиям технологической операции по точности и качеству обработки, производительности и параметрам обрабатываемой детали. 

2.7. Расчет припусков на механическую обработку
	
1.  Рассчитать припуск на обработку поверхности 15,9h9(-0,043) мм.
Составим технологический маршрут:
Заготовительная: Rz = 200 мкм; h = 300 мкм; T = 1900 мкм;
Фрезерование: Rz=50 мкм; h=50 мкм; T=300 мкм;
Шлифование предварительное: Rz=10 мкм; h=15 мкм; T=70 мкм;
Шлифование чистовое: Rz=5 мкм; h=15 мкм; Т=25 мкм.
Наименьший припуск на обработку рассчитывается по формуле:
,    где    
        мкм; 
       мкм;   мкм.
       мкм;   мкм.
        мкм;   мкм.
Таким образом, найдем расчетный наименьший припуск на обработку:
  мкм;
  мкм;
мкм.
Суммарный расчетный наименьший припуск мкм.
     Таким образом, имея расчетный (чертежный) размер, после последнего перехода (в данном случае после шлифования 15,857) для остальных переходов получаем:
     мм;
     мм;
     мм.
     Таким образом, для шлифования наименьший предельный размер  = 15,857 мм, наибольший = 15,857+0,043=15,9 мм (Т=43 мкм); для предварительного шлифования наименьший предельный размер = 15,972 мм, наибольший = 15,972+0,07=16,042 мм (Т=70 мкм); для фрезерования наименьший предельный размер = 16,174 мм, наибольший = 16,174+0,3 = 16,474 мм (Т=300 мкм); для заготовки наименьший предельный размер = 16,975 мм, наибольший = 16,975+1,9 = 18,875 мм (Т=1900 мкм).
     Тогда для фрезерования:
     
     
     Для предварительного шлифования:
     
     
     Для шлифования:
     
     
     Общие припуски и определяем, суммируя промежуточные припуски:
     мкм;
     мкм.
     Общий номинальный припуск:
     мкм;
     мм.
     Проверка:
     мкм,  мкм
      мкм,   мкм
      мкм,   мкм
     Расчет припусков и предельных размеров по технологическим 
переходам на обработку поверхности  15,9h9(-0,043)         Таблица 2.4  
Техноло-
гические
переходы обработки поверхности 15,9h9(-0,043)

Элементы припуска, мкм
Расчетный припуск , мкм
Расчетный размер lр , мм
До-пуск Т, мкм
Предельный размер, мм
Предель-ные значения припусков, мкм


Rz

h

?

?



Lmin
Lmax



Заготовка
200
300
201
150

16,975
1900
16,975
18,875


Фрезерование 
50
50
12
100
801
16,174
300
16,174
16,474
801
2401
Шлифование предварительное
10
15
10
90
202
15,972
70
15,972
16,042
202
432
Шлифование
5
15
8
80
115
15,857
43
15,857
15,900
115
142
Итого                                                                                                                                                      1118     2975   


Рис. 2.2. Схема расположения припусков и полей допусков при обработке поверхности 15,9h9(-0,043).
2.8. Расчет режимов резания
Расчет режимов резания ведется по техническому справочнику от SANDVIK COROMANT.

Операция 010 Сверлильная
Переход 1
Сверлить 2 отв. ?10+0,4, выдерживая размеры: 70±0,35; 115±0,4; 167±0,5.
РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ





R411.5-10034D       P20, 








Тип сверла

Сверление коротких отверстий Напайные сверла: 
Coromant Delta
Национальный стандарт
DIN







Обозначение

Cf45







CMC = 01.2  Нелегированная сталь: Незакаленная С = 0.25 - 0.


Твердость

190 HB 







Сплав пластины

P20







Параметры









Диаметр сверления

10 mm







Глубина отверстия (L):

20 mm







Подача (fn):

0,19 mm/r





Подача (vf)

447 mm/min






Скорость резания (vc)

74 m/min




Обороты шпинделя (n)

2355 об/мин






Рекомендации по режимам резания








Мощность (Pc):

1,7 kW







Сила подачи (Ff):

1304 N







Момент (Мс)

6,9 Nm







Скорость съема металла (Q):

35 cmі/min






Расход СОЖ (q):

4,5 l/min







Время обработки на отверстие (t):
2,68 sec







Глубина отверстия:

2,00 xDc








Переход 2
Расточить 2 отв., выдерживая размеры ?110+1; 70±0,35; 115±0,4; 167±0,5.
РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ ДЛЯ СВЕРЛЕНИЯ



R424.9-13 T3 08-22  1025, 424.10-1100




Тип сверла

Сверление глубоких отверстий T-MAX drill 
Национальный стандарт
DIN





Обозначение

Cf45





CMC = 01.2  Нелегированная сталь: Незакаленная С = 0.25 - 0.


Твердость

190 HB 





Сплав периферийной пластины
1025





Параметры







Диаметр сверления

110 mm





Глубина отверстия (L):

20 mm





Подача (fn):

0,27 mm/r





Подача (vf)

62 mm/min




Скорость резания (vc)

80 m/min





Обороты шпинделя (n)

231 об/мин




Рекомендации по режимам резания






Мощность (Pc):

31 kW





Сила подачи (Ff):

21253 N





Момент (Мс)

1267 Nm





Скорость съема металла (Q):

594 cmі/min




Расход СОЖ (q):

248 l/min





Мин. производительность насоса (p):
0,8 MPa





Мин. объем бака (V):

2475 l





Рекомендованная температура охл. жидкости макс: 40C




Время обработки на отверстие (t):
19,2 sec





Глубина отверстия:

0,18 xDc








2.9. Нормирование технологической операции
	
Норма штучного времени рассчитывается по следующей формуле:
Тшт=То+Тв+Тобсл+Тотд,
где	Тшт — норма штучного времени, мин.;
То — основное технологическое время, мин.; То = 2,19 мин.
Тв — вспомогательное время, мин.;
Тобсл — время на обслуживание рабочего места, мин.;
Тотд — время перерывов на отдых и личные надобности, мин.
Определение основного ( технологического ) времени.
   Основное (технологическое) время То затрачивается на непосредственное осуществление технологического процесса, т.е. на изменение формы, размеров и качества обрабатываемой поверхности детали. Расчет основного времени производится на основании кинематики данного метода обработки и выбранных режимов резания.
   В нашем случае основное (технологическое) время для нормируемой операции рассчитано в разделе «Расчёт режимов резания».
Определение вспомогательного времени.
   Вспомогательное время Тв расходуется рабочим на действия, обеспечивающие выполнение основной работы. При расчете нормы штучного времени учитывается только часть вспомогательного времени, не перекрываемая машинным временем.
   При определении нормы вспомогательного времени суммируют следующие его элементы:
   — время на установку и снятие детали (если оно не перекрывается машинным временем при работе на многопозиционных станках);
   — время на измерение деталей (если оно не может быть перекрыто машинным временем);
Вспомогательное время определим по следующей формуле:
Тв=tус+tуп+tизм = 1,16 мин.,
где	tус — время на установку и снятие детали, мин.;
tуп — время на приемы управления станком, мин.;
tизм — время на измерение детали, мин.
Вспомогательное время Тв вместе с основным (технологическим) временем То составляет оперативное время Топ:
Топ=То+Тв = 3,35 мин.
   Определение времени обслуживания рабочего места и времени перерывов на отдых и личные надобности.
   Время на обслуживание рабочего места Тобсл состоит из двух частей:
   — времени на техническое обслуживание рабочего места tтех, которое затрачивается на смену затупившегося режущего инструмента, на регулировку и подналадку станка во время работы и на уборку стружки на рабочем месте во время работы;
tтех=2,5%?Топ = 0,08 мин.
   — времени  на  организационное  обслуживание рабочего места tорг, которое требуется для раскладки инструмента в начале смены и уборки его в конце смены, осмотра и опробования оборудования, получения инструктажа в течение рабочего дня, смазки и чистки станка в течение смены и уборки рабочего места в конце смены.
tорг=1,2%?Топ = 0,04 мин.
   Таким образом, время на обслуживание рабочего места Тобсл определяется по формуле:
Тобсл=tтех+tорг = 0,08+0,04= 0,12 мин.
   Время перерывов на отдых и личные надобности Тотд зависит от веса обрабатываемой детали, процента машинного времени, величины оперативного времени, характера подачи и определяется в процентах от оперативного времени Топ в серийном производстве.
Тотд=5%?Топ= 0,17 мин
Таблица 2.5
Расчёт норм времени


Номер и наименование операции
010 Сверлильная
Основное технологическое время То, мин.
2,19
Определение вспомогательного времени
Время на установку и снятие детали tус, мин.
0,53
Время на приемы управления станком tуп, мин
0,21
Время на очистку приспособления от стружки tос, мин
0,28
Время на измерение детали tизм, мин.
0,14
Вспомогательное время Тв, мин.
1,16
Оперативное время Топ, мин.
3,35
Определение времени обслуживания рабочего места и времени перерывов на отдых и личные надобности
Время на обслуживание рабочего места Тобсл, мин.
0,12
Время на отдых Тотд, мин.
0,17
Определение нормы штучного времени
Норма штучного времени Тшт, мин.
3,64
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
3.1. Описание конструкции станочного приспособления

    Тиски станочные по ГОСТ 16518-96, которые предназначены для фрезерных и других различных операций на станках с ЧПУ и обычных станках для работ в группах и индивидуально.
   Для изготовления детали на фрезерном станке было спроектировано приспособление – тиски, переналаживаемые с увеличенным ходом губок, с гидравлическим приводом, от рабочей системы станка.
          Особенностями конструкции являются:
 Высокая повторяемость позиционирования закрепляемых заготовок;
 Обратимая неподвижная губка;
 Быстро переставляемая (плавающая) подвижная губка;
 Возможность использования сменных губок;
 Возможность установки тисков на поворотном основании;
 Изготовлены из высококачественной легированной стали, закалены и улучшены.
	Для повышения повторяемости позиционирования закрепляемых заготовок и специальных наладок предусмотрены Т-образные сменные губки. Предварительная наладка тисков производится винтами. Возможность поворота корпуса относительно основания позволяет производить установку и обработку заготовок с поворотом вокруг оси в пределах 360? с точностью до 1?.
   Принцип работы приспособления: рабочая жидкость, поступая в камеру цилиндра, воздействует на поршень, поршень, перемещаясь, воздействует на рычаг, который передает усилие на губку тисков, при этом происходит зажим заготовки. 
    
    
3.2. Силовой расчет станочного приспособления
   Зажим заготовки в приспособлении должен обеспечивать постоянство ее положения под действием сил резания в процессе обработки и в то же время не должен вызывать избыточных деформаций во избежание снижения точности обработки. Такая необходимая и достаточная сила зажима может быть просчитана с учетом действующих сил резания и схемы зажима. 
   Вначале определяем исходную силу Q на штоке рабочего гидроцилиндра в гидроприводе приспособления «Тиски». В процессе обработки на заготовку будут действовать несколько сил, различных по силе и направлению. Самой большой по величине будут силы, возникающие при фрезеровке: крутящий момент и сила резания.
   Для того чтобы не произошло смещение заготовки во время обработки, необходимо приложить зажимное усилие. Величина зажимного усилия должна быть большей, чем сила, действующая на заготовку со стороны инструмента.


Рис. 3.1 - Схема закрепления детали в приспособление при фрезеровании.

                
             
         
Так как соотношение сил Ру/Pz = 0,4, то Py = 0,4·Pz:


где: f1 = f2 =0,7 – коэффициент трения для рифленых установочных поверхностей;
    К = К0·К1·К2·К3·К4·К5·К6 – коэффициент запаса;
    К0 = 1,5 – коэффициент гарантированного запаса;
    К1 = 1 – коэффициент, учитывающий характер обработки (чистовая);
    К2 = 1,7 – коэффициент, учитывающий притупление режущего инструмента (фреза);
    К3 = 1,2 – коэффициент, учитывающий характер резания;
   К4 = 1,3 – коэффициент, учитывающий вид закрепления (ручное);
   К5 = 1 – коэффициент, учитывающий удобство закрепления;
   К6 = 1 – коэффициент, учитывающий действи.......................