Спроектировать обработку детали "Втулка".

Введение
1.Общая часть
1.1.Назначение, конструкция детали, технические требования к изготовлению
1.2.Характеристика материала детали
1.3.Характеристика типа производства
1.4.Технологичность конструкции детали
2.Технологическая часть
2.1.Выбор заготовки и ее техника экономическое обоснование
2.2.Технологический процесс механической обработки детали
2.3.Выбор баз и базирование заготовки при обработке
2.4.Расчет припусков на механическую обработку
2.5.Расчет режимов резания и норм времени
2.6.Методы и средства контроля
3.Конструкторская часть
3.1.Расчет и проектирование приспособления
3.2.Расчёт приспособления на точность.
3.3.Расчет и проектирование режущего инструмента
3.4.Расчет и проектирование мерительного инструмента
Список литературы

У станка мод. 3А151 Nшп = NMх η=3,7 х 0,8 = 3 кВт.Npeз < Nшп(2 < 3), т. е. обработка возможна.Проверяем выполнение условий бесприжогового шлифования. При чистовой обработке закаленной стали нельзя допускать, чтобы установленный режим шлифования приводил к образованию прижогов на обработанной поверхности, т. е. нельзя допускать чрезмерного возрастания температуры шлифования. Так как температура в зоне шлифования зависит в основном от режима обработки и твердости круга, то проверка обеспечения режима бесприжогового шлифования выполняется на основании величин перечисленных выше параметров [2].Для выполнения этой проверки необходимо подсчитать удельную мощность шлифования Nyd, т. е. -мощность шлифования, приходящуюся на 1 мм ширины шлифовального круга (Nуд — обобщенная характеристика режима шлифования) . В рассматриваемом случаиNуд= Npeз/Вк= 1,13/90=0,0125 кВт/мм.Далее нужно определить по карте [2] предельное значение Nyдmax, , при котором обеспечивается бесприжоговое шлифование закаленной стали. Для данных условий (твердость круга СМ2; v3до 40 м/мин) предельное значение Nyдmax=0,135 кВт/мм. Так как Nyд <Nyдmax(0,0125<0,135), то условия бесприжогового шлифования выполнены.Определение времени на обработку.То=(h/n*t)kТо=(0,25/90*0,0025)*1.45=1.6 минАналогичным способом рассчитываются параметры обработки дляостальных токарных операций. Данные сводим в таблицу 12Сводная таблица режимов резанья для переходовТаблица 12№ операцииНаименование переходаМодель станкаD , Lt, в ммS, мм/минv, в м/сn, мин-1То, в минiУстанов 1025Подрезка торцаǾ0Ǿ105,72,80.8119,413600,21ОбдирочнаяǾ88,92908,8250,4111,093800,61Черновое точениеǾ77,21906,030,6102,064200,361п/чистовое точениеǾ71,5902,890,8102,364500,61Точение выточкиǾ71,5Ǿ64,53,870,831,291300,11Снятие фаскиǾ71,52,251,580,880,83600,111,96030Подрезка торцаǾ0Ǿ105,72,80.8119,413600,21Черновое Ǿ100403,220,6112,133600,191Черновое точение Ǿ702570,692,443800,122Снятие фасок Ǿ70, Ǿ100, Ǿ1001,51,10,880,83600,13Сверление отверстия Ǿ2911714,50,313,91502,451Черновое растачивание конуса.Ǿ32,23Ǿ29971,6150,114214000,6914,07035Фрезерование лысокǾ151067.50.0856.759001.47Фрезерование пазаǾ1643,2430,0839,647800,6918,37123458910111213065Чистовое точение Ǿ70,5901,00,31004500,671070Чистовое растачиваниеǾ33,99Ǿ30,77971,00,1807901,231Растачивание цилиндр. Пов.Ǿ30,77101,00,1808280,1211,35075Круглое нар. Щлиф.Ǿ70900,587301601.61080Внутреннее круглое шлиф.Ǿ34,5Ǿ31,27970,52,19Ǿ31,27100,50,222,41И того времени 19.76Методы и средства контроляВ процессе обработки детали не обходимо контролировать Выполняемые размеры, а так же налаживать оборудование.Для контроля тех или иных размеров будем использовать следующий мерительный инструменты(таблица 13):Мерительноый инструментТаблица 13№ опер.Изм.размерМерительный инструмент025Ǿ71,5-0,3Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05 ГОСТ 166-90131,8-1133,6-1Ǿ64,5-0,743+0,25030Ǿ70-0,3Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05 ГОСТ 166-90Ǿ100-0,87130,0-125±0,42107±0,42Конус 1:30Калибр конусный пр и не прх.Ǿ29+0,21Нутромер НИ -50 ГОСТ 686-82Микрометр МК50 ГОСТ 6507-9003530±0,26Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05 ГОСТ 166-9016,2+0,4385-0,8742,5±0,3106590±0,435Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05 ГОСТ 166-90Ǿ70,5-0,03Индикаторная скоба СИ100 ГОСТ11098-75123407030,77+0,25Нутромер НИ -50 ГОСТ 686-82Конус1:30Калибр конусный пр и не прх.075Ǿ70,0-0,019Калибр скоба прох. И не прох.Микрометр МК75 ГОСТ 6507-9090±0,435Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05 ГОСТ 166-90080Ǿ31,27+0,25Нутромер НИ -50 ГОСТ 686-82Микрометр МК50 ГОСТ 6507-90Конус 1:30Калибр конус прох-непрох.Конструкторская частьРасчет и проектирование приспособленияДля обработки на операциях 025, 030 , 065- необходимо использовать для закрепления детали в станке станочное приспособление трех кулачковый патрон. Расчет сил закрепления производим согласно схеме( рис.3) по следующей зависимости [3]:Рисунок 3 Схема сил действующих на привод.Рх=Qx(27)Qx=Q/tgα(28)Где Q-сила зажима кулачкомTgα- тангенц угла клина.С другой стороны Q=2kM/3f1D1, (29)где к-поправочный коэффициент К=Ко.К1.К2.К3.К4.К5.К6 (30)Ко=1,5, К1=1,2, К2=1, К3 =1, К4=1, К5 =1, К6=1.К=1,8М-момент резания, Н*мF1-коэффициент трения между материалами,f1=0,15Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания, стремящейся провернуть заготовку в кулачках равен:Мр=РzxD1/2 (31)Где Рz-сила резанья по z,равна 4911,32 НD1=160 мм-диаметр обработкиТогда Мр=4911,32*100/2=245566 НхммQ=2x1,8x245566/(3x0,85x100)=3466,8НPx=3466,8/tg15=12938HДля создания исходного усилия Q используется силовой привод, устанавливаемый на задний конец шпинделя. В его конструкции можно выделить силовую часть, вращающуюся совместно со шпинделем, и муфту для подвода рабочей среды. В качестве приводов наибольшее применение получили пневматические и гидравлические вращающиеся цилиндры.Следует попытаться применить пневматический привод, так как в любом производстве имеются трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Диаметр поршня пневмоцилиндра определяется по формуле: (32)где Р – избыточное давление воздуха. Р=0,4МПа.D=1,13x (12938/0,4)=203mmПринимаем диаметр цилиндра 210 мм.Расчёт приспособления на точность. Заданная точность обеспечивается в том случае, если действительные погрешности при базировании заготовки δΣ меньше либо равны допустимым значениям δ :     δΣ  ≤ δ.Погрешность обработки при самой точной обработки с использованием трех кулачкового патрона на токарных операцияхδ = 0,25 мм (определяется по чертежу детали) δΣ =  К     , (33)    С учётом того, что после установки приспособления на станок кулачкирастачиваются, получаем погрешности:δс. – погрешность станка в ненагруженном состоянии.δс. = 0,01 ммδр.п. – погрешность расположения приспособления на станке.δр.п. = 0 мм, так, как приспособление установлено на конус конца шпинделя.δп.у. – погрешность расположения установочных поверхностей   относительно посадочных.δп.у. = 0 ммδу. – погрешность установки детали  в приспособлении.δу. = 0 мм так как перед установкой детали растачиваются кулачки.δз. – погрешность закрепления детали в приспособлении.δз. = 0 ммδп.н. – погрешность расположения направляющих элементов инструмента    относительно установочных поверхностей приспособления.δп.н. = 0 мм так, как нет направляющих элементов.                 δинстр. – погрешность инструмента при изготовлении.δинстр. = 0 ммδр.и. – погрешность расположения инструмента на станке.δр.и. = 0 мм - так как рабочий производит наладку станка.δд. – погрешность деформации связанные с податливостью системы   СПИД.δд. = 0 ммК – коэффициент учитывающий закон распределения составляющих погрешности.1 ‹ К › 1,2∑δ = 0,01 мм ∑δ ≤ а       0,01 мм ≤ 0,25 ммРасчет и проектирование режущего инструмента Расчет и проектирование режущего инструмента произведем на примере расчета державки резца с СМП при черновой обработке, при которой возникает максимальная нагрузка.Предпочтительнее прямоугольная форма, при которой врезание пластины меньше ослабляет державку.Размеры поперечного сечения державки выбирают в зависимости от силы резания, материала державки, вылета резца. Полученные значения размеров приводят к нормальному ряду. Сторону b поперечного сечения державки можно определить по формуле [2, стр. 8],:, мм(34)где Pz –силарезания, Н;l – вылет резца из резцедержателя, мм;σи.д. – допустимое напряжение на изгиб материала державки, МПа.Для державок из незакаленной углеродистой стали σu.g = 200-300 МПа, для державок из углеродистой стали, подвергнутых термической обработке, σu.g = 400-600 МПа.h = k·b, k = 1,2; 1,6; 2,0; значения k = 1,6 предпочтительнее.3b=6*4911.32*30/1.62*300=10,48h=1,6∙10,48=16,76 ммВыбираем размеры сечения резцедержателя hxb (k=1,6) = 20х16или квадрат 20х20Расчет прочности и жесткости державки резцаМаксимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца прямоугольного сечения, определяется[2, стр. 9]:, Н (35)где b и h – стороны сечения державки, ммσи.д. – допустимое напряжение на изгиб материала державки, МПаl – вылет резца из резцедержателя, мм.Рzдоп=25*252*300/6*30=26041,6 НМаксимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца, определяется с учетом максимально допустимой величины прогиба резца[2, стр. 9],, Н (36)где f – допустимая величина прогиба резца, м (при черновом точении f = 0,1 · 10-3; при чистовом точении f = 0,05 · 10-3);Е – модуль упругости материала резца, МПа (для углеродистой стали Е = 1,9 · 105 … 2,15 · 105);^ I – момент инерции сечения державки, мм4 (для прямоугольного сечения I = B·H3/12);l – вылет резца, мм.J=254/12=32552 мм4Рzжемт=3*0,1*2*105*32552/303=72337,96Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью в случае[2, стр. 9]:Pz доп > Pz < Pz жест (37) 26041 > 4911 < 72337Особенности расчета резцов с механическим креплением пластинПрименяют резцы с механическим креплением трех-, четырех-, пяти- и шестигранных пластин из твердого сплава, предназначенных дня обработки заготовок из стали и чугуна. [3, стр. 108] В корпус 1 резца запрессован штифт 2. (Рис. 3) На штифт свободно надевают многогранную пластину из твердого сплава 3, которую закрепляют между штифтом и задней опорной стенкой корпуса с помощью клина 4 и винта 5. Рис. 3 Резец с механическим креплением пластины из твердого сплава.Многогранные пластины не перетачиваются. После изнашивания одной режущей кромки пластину поворачивают, и в работу вступает следующая режущая кромка. Пластины для резцов делают с выкружками и плоскими без выкружек.Геометрические параметры режущей части резцов с многогранными пластинами По рекомендациям справочной литературы в зависимости от державки и ее характеристик выбранных в справочнике выбираются твердосплавные пластины.Необходимых значений задних углов α и α1 достигают путем установки пластины под соответствующим отрицательным углом γу. Для обеспечения положительных значений переднего угла γ, а также для завивания и дробления стальной стружки вдоль каждой из режущих кромок предусмотрены выкружки, формируемые при прессовании многогранных пластин. Радиусы при вершине выбирают минимальными: принимаем r = 0,5 мм. Сочетания малого радиуса при вершине резца и большого переднего угла резца значительно уменьшает отжим заготовки и позволяет использовать эти резцы в условиях малой жесткости станка и заготовки. [3, стр. 109]Расчет растягивающей реактивной силы QПри расчете резца следует учесть, что основная нагрузка в процессе резания передается на винт крепления пластины из твердого сплава, который является слабым лимитирующим звеном конструкции и работает на растяжение под действием растягивающей реактивной силы Q. Силу Q определяют исходя из допустимого напряжения на разрыв винта σв = 500 МПа. Для винта из стали 45 с головкой, закаленной до твердости НRСЭ 35-40[2, стр. 10],Q=π*Dв2*t/4, Н  (38)где Dв – диаметр винта, ммσв – допустимое напряжения на разрыв винта, МПаИсходя из условий решаемой задачи выбираем винт М6 (Dв = 6 мм)Максимально допустимая сила резания: Pz max ≤ 0,7·Q. 4911,32 < 9891 Условие выполняется.Аналогичным способом можно проверить и остальной режущий инструмент.Расчет и проектирование мерительного инструментаНа финишной операции есть необходимость контролировать наружный диаметр. Для его контроля можно использовать калибр скобу с проходной и не проходной стороной. Спроектируем данный мерительный инструмент:Операция 075 размер Ǿ70-0,019Проектирование осуществим в специализированной программе для расчетов калибров гладких, кали бра скоба и т.п. Калибр V31.5ХДанное приложение разработано под программу АСКОН КОМПАСпозволяет ускорит процесс проектирования и расчетов по мерительному инструменту и соответствует требованиям и ГОСТ на калибр-скаба[12]Российской федерации. Расчет Калибра и контрольных калибров –пробок для проверки мирителя (рис.4).Рисунок 4. Расчет в программе калибр-скаба 70h6.Расчет приведен ниже:Схема расположения полей допусков калибров для вала диаметром 70,0 мм приводится на рисунке 5[12].Рисунок 5. Расположение полей допусков для калибра скобыОпределяем наибольшие и наименьшие предельные размеры вала : Dmax=70,000 мм ;Dmin =69,981 мм . В таблице 1 , для квалитета 6 и интервала размеров свыше 50 до 80 мм , находим данные для определения размеров необходимых калибров :6Z2.5Y2a,a10Z14Y13H,Hs3H15Hp2Определение размеров калибров производится по формулам : ПР = Dmax - Z1 - H1/2; предельное отклонение +H1 НЕ =Dmin + a1 - H1/2; предельное отклонение +H1 ПР-И =Dmax + Y1 - a1.Наименьший размер проходного нового калибра - скобы ПР равен :ПР = Dmax - Z1 - H1/2 (39)ПР = 70,000 - 0,004 - 0,005 /2 = 69,9935 ммНаименьший размер непроходного калибра - скобы НЕ равен :НЕ =Dmin + a1 - H1/2 ;(40)НЕ = 69, 981 + 0, 0 - 0,005 /2 = 69, 9785 мм Предельный размер изношенного калибра - скобы ПР равен :ПР-И = Dmax + Y1 - a1 ;(41)ПР-И = 70,000 + 0,003 - 0,0 = 70,003 ммОпределяем размеры контркалибров по формулам :К-ПР = Dmax - Z1 + HP /2 ; предельное отклонение -Hp .К -НЕ = Dmin + a1 + HP /2 ; предельное отклонение -Hp .К-И = Dmax + Y1 - a1 + HP /2 .Наибольший размер контркалибра К-ПР равен : К-ПР = Dmax - Z1 + HP /2 (42)К-ПР = 70,000 - 0,004 + 0,002/2 =69,997 мм . Наибольший размер контркалибра К-НЕ равен : К -НЕ = Dmin + a1 + HP /2(43)К -НЕ =69,981 + 0,0 + 0,002/2 = 69,982 мм .Наибольший размер контркалибра К-И равен : К-И = Dmax + Y1 - a1 + HP /2 .(44)К-И = 70,00 + 0, 003- 0, 0 + 0,002/2 = 70,004 мм .Исполнительные размеры калибров :ПР= 69,9935 +0,005 мм . К-ПР=69,997 -0,002 мм .НЕ=69,9785 +0,005 мм . К-НЕ= =69,982 -0,002 мм .ПР-И= 70,003 мм. К-И= 70,004 мм.Список литературыСправочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, Т1 под. Ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М. 1972, 480с.Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, Т2 под. Ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М. 1972, 497с.Гост2590-88. Прокат стальной горячекатаный круглый.Сортамент.Горбацевич. П. В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск, “Высшэйша школа”1975г.275с.Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету “Технология машиностроения ”: Учебное пособие для вузов по специальности “обработка металлов резанием”, - М.: Машиностроение, 1985., 450с.Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под.ред. А. Ф. Горбацевича. Изд. “Высшэйша школа”,1975, 288с.Моталин А. А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности “Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты ”- Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение 1985.- 496с.Вардашкин А. С. Справочник по станочным приспособлениям в 2-х томах. Том-1. Высшейша школа. 576 сЕгоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. Изд.6-е, перераб. и доп. Учебник для машиностроительных вузов «Высшая школа » 1969. 480 с.Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, Т1 под. Ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М. 1972, 480с.Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, Т2 под. Ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М. 1972, 497с.ГОСТ 24853-81. Калибры гладкие для размеров до 500мм.