Технологический процесс механической обработки детали Траверса, проект специального станочного приспособления для фрезерования паза детали, проект специального станочного приспособления для фрезерования контура детали, ...

|100 | |Упаковочная | |

|105 | |Транспортировочная | |

1.5. Анализ точности

(См. 1 и 2 лист графической части курсового проекта)

Проанализировав два варианта технологического процесса изготовления

детали «Траверса» можно сделать вывод, что второй вариант технологического

процесса не обеспечивает заданной точности по параметрам: [pic]. Для

получения заданного коэффициента точности я во втором варианте

технологического процесса заменен универсальный фрезерный станок FV36CUGUR

на четырех координатный сверлильный фрезерно-расточной станок С2440СФ3, а

также совмещено несколько операций и обработки детали на одном станке.

1.6. Расчет технологических припусков

1. Исходная заготовка: штамповка, [pic], [pic], [pic], [pic]; [pic];

[pic].

2. Заготовка после чернового фрезерования: [pic]; [pic]; [pic]; [pic],

погрешность по 11 квалитету: [pic]. [10,185]

3. Фрезерование чистовое: [pic]; [pic]; [pic]; [pic]. [10,188]

Чистовое фрезерование:

[pic];

Номинальный (расчетный) припуск [pic]

[pic];

[pic].

Максимальный припуск: [pic]

[pic].

Фрезерование черновое:

Номинальный наибольший операционный размер на фрезерование черное

[pic];

[pic].

Минимальный припуск на черновое фрезерование:

[pic].

Номинальный (расчетный) припуск на фрезерование черное:

[pic].

Расчетный размер заготовки:

[pic].

|Технологическ|Элементы припусков|Рас|Расче|Допу|Предел. |Пред. |

|ие переходы | |чет|т. |ск, | |знач. |

|обработки | |. |разм.|мкм | |прип. |

|поверхностей | |при|, мм | | | |

| | |пус| | | | |

| | |к. | | | | |

| |[pi|[pi|[pic|[pic| | | |[pic]|[pic]|[pi|[pi|

| |c] |c] |] |] | | | | | |c] |c] |

|Заготовка |160|250|0,22|0,12|- |101,8|2000|101,9|102,5|- |- |

| | | |4 | | |3 | |3 |2 | | |

|Фрезерование |80 |80 |0,01|0,09|0,6|101,4|220 |101,4|100,8|0,6|1,6|

|черновое | | |2 | |6 |7 | |7 |1 |6 |3 |

|Фрезерование |20 |30 |0,00|0,05|0,2|100,3|87 |100,3|100,5|0,2|0,5|

|чистовое | | |8 |5 |5 |3 | |3 |6 |5 |5 |

Расчеи произведен по методике изложенной в [3].

1.7. Расчет режимов резания

Фрезерование.

На вертикально-фрезерном сверлильно-расточном станке С2240СФ3

производится черновое фрезерование контура детали с высотой [pic] и [pic].

Припуск на обработку [pic]. Обрабатываемый материал – титановый сплав [pic]

с [pic], обработка черновая, [pic].

I. Выбор инструмента.

Принимаем фрезу концевую 32 ОСТ 2462-2-75 из быстрорежущей стали

Р6М5К5 с числом зубьев [pic] [11, 426].

II. Назначаем режимы резания.

1. Припуск снимаем за два рабочих хода [pic].

2. Подача на зуб [pic].

3. Определяем скорость главного движения резания

[pic]. [11, 185]

Из [11, 287] имеем:

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

[pic]; [pic]; [pic]; [pic].

[pic], где

[pic] - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

[11, 286];

[pic] - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

[pic] - коэффициент, учитывающий материал инструмента [10, 286].

[pic].

4. Частота вращения шпинделя:

[pic];

корректируем по паспорту станка: [pic].

5. Действительная скорость главного движения резания:

[pic].

6. Скорость движения подачи:

[pic].

7. Находим силы резания:

Окружная сила: [pic] [11, 288];

[pic]; [pic]; [pic]; [11, 290]

[pic]; [pic]; [pic]; [pic];

[pic];

[pic];

[pic].

8. Мощность резания:

[pic].

9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.

Необходимо, чтобы [pic];

[pic].

Следовательно, [pic] ([pic]) и обработка возможна.

10. Основное время [pic], где

[pic] - число рабочих ходов;

[pic] - длина рабочего хода резца, [pic];

[pic]; [pic]; [pic] - перебег.

[pic];

[pic].

Сверление.

На вертикально-фрезерном сверлильно-расточном станке С2440СФ3 сверлят

сквозное отверстие 9,8 на глубину [pic]. Материал заготовки - [pic] с

[pic].

1. Выбираем сверло 9,8 по ГОСТ 10903-77 из быстрорежущей стали Р6М5К5. [11,

128]

2. Назначаем режимы резания:

Глубина резания [pic].

3. Подача [pic]. [11, 255]

4. Скорость резания находим по [11, 277]:

[pic], где

[pic]; [pic]; [pic];

[pic]; [pic]; [11, 278];

[pic].

5. Частота вращения шпинделя:

[pic];

[pic].

6. Действительная скорость резания:

[pic].

7. Определяем силы резания [11, 278]:

[pic];

[pic].

8. Находим мощность резания:

[pic].

9. Проверяем, достаточна ли мощность резания:

[pic];

[pic] ([pic]).

10. Основное время [pic], где

[pic] - число рабочих ходов;

[pic] - длина рабочего хода резца, [pic];

[pic] - врезание резца;

[pic] - перебег резца.

[pic];

[pic].

Зенкерование.

1. Выбираем зенкер 10+0,2, оснащенный пластинами из твердого сплава с

числом зубьев [pic] с коническим хвостовиком ГОСТ 3231-71.

2. Глубина резания: [pic].

3. Назначаем подачу [pic] [1, 277].

4. Скорость резания находим по [1, 277]:

[pic], где

[pic]; [pic]; [pic];

[pic]; [pic]; [pic];

[pic].

5. Частота вращения шпинделя:

[pic];

[pic].

6. Действительная скорость резания:

[pic].

7. Определяем силы резания [1, Т. 2, с. 280]:

[pic];

[pic].

8. Находим мощность резания:

[pic].

9. Проверяем, достаточна ли мощность резания:

[pic];

[pic] ([pic]).

10. Основное время [pic], где

[pic];

[pic].

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Проектирование специального станочного приспособления на операцию

фрезерования паза детали «Траверса»

2.1.1. Техническое задание на специальное станочное приспособление

1. Принципиальная схема базирования и закрепления детали

В качестве опорной поверхности принята торцевая поверхность детали.

Она устанавливается на пальцы (опорные точки 1, 2 и 3 на рис. 1). Для

лишения оставшихся трех степеней свободы используются пальцы,

устанавливаемые на боковой поверхности детали (опорные точки 4, 5, 6).

2. Вид заготовки, механические свойства материала

Заготовку получают штамповкой на прессе при [pic]. Материал детали

титановый сплав ВТ22 с пределом прочности [pic] и [pic]. Он обладает

высокой прочностью, небольшим коэффициентом расширения, значительной

коррозионной стойкостью. Повышение механических свойств достигается

легированием следующими элементами:

- алюминий [pic];

- молибден [pic];

- ванадий [pic];

- хром [pic];

- железо [pic];

- примеси [pic].

Сплав применяется в термически упрочненном (закалка плюс старение) и

отожженном состоянии.

Максимальный припуск на обработку [pic].

Коэффициент использования материала

[pic].

3. Описание технологической операции

На данной операции производится фрезерование пазов детали. Обработка

ведется на координатно-сверлильном фрезерно-расточном одностоечном станке

[pic], который предназначен для особо точной обработки широкого диапазона

деталей.

В качестве режущего инструмента принимаем фрезу концевую быстрорежущую

с коническим хвостовиком ([pic]). Параметры фрезы Ш[pic], длина рабочей

части [pic], общая длина [pic].

Ширину пазов проверяем с помощью калибра.

4. Общие требования к приспособлению

Механизм зажима представляет Г-образный прихват с гидравлическим

приводом. Он допускает отвод костыля на значительную величину. Спиральный

паз обеспечивает автоматический поворот костыля. В качестве

транспортировочных устройств используются рым-болты.

2.1.2. Расчет точности приспособления

При фрезеровании пазов детали требуется обеспечить отклонение [pic] от

перпендикулярности верхней поверхности детали относительно опорной

поверхности приспособления. Для выполнения этого условия необходимо

рассчитать с какой точностью должна быть выполнена при сборке

приспособления параллельность поверхности приспособления относительно стола

станка, т.е. с каким допуском должен быть выполнен параметр [pic] (рис. 2).

Расчет ведем по методике изложенной в [5, 44].

Определяем необходимую точность приспособления по параметру [pic]:

1. Определяем погрешность базирования [pic].

2. Погрешность закрепления [pic] [2, 75].

3. Погрешность установки фактическая [pic].

4. Суммарная погрешность обработки:

[pic] [7, 8],

[pic].

5. Допустимая погрешность установки

[pic].

Т.к., [pic], то предлагаемая схема базирования и конструктивная схема

приспособления приемлемы.

6. Суммарная погрешность приспособления

[pic]

7. Погрешность собранного приспособления

[pic],

где [pic] - погрешность установки приспособления на станке определяют

по формуле исходя из конструктивной схемы (рис. 2):

[pic],

где [pic] - длина обрабатываемой заготовки, [pic];

[pic] - максимальный зазор между направляющей шпонкой приспособления и

пазом стола станка; [pic] для посадки [pic];

[pic] - расстояние между шпонками; где [pic];

[pic].

[pic] - погрешность закрепления равна нулю, т.к. установка заготовки

производится без зазоров;

[pic] - погрешность настройки равна [pic] (для мелкосерийного

производства).

[pic].

На чертеже общего вида приспособления должно быть поставлено значение

параметра [pic].

8. Запас точности [pic].

2.1.3. Расчет усилия зажима заготовки

При расчете усилия зажима рассматриваются два случая:

1. Смещение заготовки от сил резания предотвращается силами трения,

возникающими в местах контакта заготовки с установочными

элементами;

2. Отрыв заготовки под действием силы резания [pic] или момента

резания [pic] предупреждается силой зажима [pic], равномерно

распределенной на два прихвата. Рассчитав для обоих случаев

значение силы [pic], выбирают наибольшее и принимают его за

расчетное.

Произведем расчет силы зажима для первого случая. Расчет ведем по

методике изложенной в [7, 22].

Рассчитаем коэффициент запаса [pic]:

[pic] [7, 23],

где [pic] - учитывает наличие случайных неровностей на заготовке;

[pic] - учитывает увеличение силы резания в результате затупления

режущего инструмента;

[pic] - учитывает увеличение силы резания при прерывистой обработке;

[pic] - учитывает изменение зажимного усилия (механизированный

привод);

[pic] - учитывает эргономику ручных зажимных устройств (при удобном

зажиме);

[pic] - учитывает наличие момента, стремящегося повернуть заготовку на

опорах;

[pic] - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев обработки.

[pic].

Коэффициент трения [pic] [7, 24], т.к. заготовка контактирует с

опорами и зажимными элементами приспособления необработанными

поверхностями.

Определяем главную составляющую силы резания:

[pic]

[pic].

Тогда усилие зажима равно:

[pic],

[pic]; [pic];

[pic];

[pic].

За расчетное значение принимаем [pic].

Определяем диаметр гидроцилиндра:

[pic],

где [pic] - давление в гидросистеме, равное [pic],

[pic] - коэффициент полезного действия ([pic]).

[pic].

Принимаем по [pic] диаметр гидроцилиндра равным [pic], ход поршня

[pic]. Гидроцилидр двойного действия: толкающая сила [pic], тянущая [pic].

2.2. Проектирование специального приспособления на операцию

фрезерования контура детали «Траверса»

2.2.1. Техническое задание на специальное станочное приспособление

1. Принципиальная схема базирования заготовки

Рис. Схема базирования заготовки.

В качестве опорной поверхности используется боковая поверхность,

которая лишает заготовку 3-х степеней свободы (опорные точки 1, 2 и 3 на

рис ). Для лишения оставшихся трех применяются базирование по

отверстиям на пальцы установочные (опорные точки 4, 5 и 6).

2. Описание технологической операции.

На данной операции производится фрезерование контура детали. Обработка

ведется на С2440СФ4 - координатно-сверлильном фрезерно-расточном станке. В

качестве режущего инструмента принимаем фрезу концевую, твердосплавную с

коническим хвостовиком по ОСТ 2И63-2-75 (32, l =90мм, L=195мм.

3. Принцип работы приспособления.

Деталь устанавливается на плиту и базируется с помощью установочных

пальцев, представляющих собой шток гидроцилиндра. Зажим производится с

применением быстросъемных шайб.

2.2.2. Расчет точности приспособления

При фрезеровании контура детали требуется обеспечить отклонение [pic]

от параллельности поверхности детали относительно корпуса приспособления.

Для выполнения этого условия необходимо рассчитать, с какой точностью

должна быть выдержана при сборке приспособления параллельность поверхности

каркаса приспособления относительно стола станка, то есть с каким допуском

должен быть выполнен параметр [pic] (см. рис. ).

Расчет ведем методике изложенной [7, 16].

Определяем необходимую точность приспособления по параметру [pic].

1. Погрешность базирования [pic].

2. Погрешность закрепления [pic] [2, 75].

3. Погрешность установки фактическая

[pic].

4. Суммарная погрешность обработки

[pic] [1, 8].

[pic], где

[pic] - коэффициент, определяющийся порядком точности обработки (для

черновой обработки до 9 квалитета [pic]; для чистовой - [pic]).

5. Допустимая погрешность установки

[pic];

так как [pic], предлагаемая схема базирования и конструктивная схема

приспособления приемлемы.

6. Суммарная погрешность приспособления

[pic].

7. Погрешность собранного приспособления

[pic].

На чертеже общего вида приспособления (см. рис. ) должно быть

проставлено значение параметра [pic].

2.2.3. Силовой расчет приспособления

При установке заготовки на плоскость и два пальца, один из которых

срезан; пальцы должны быть полностью разгружены от действия сил резания

[pic], [pic], [pic].

Возможны два случая:

1. Смещение заготовки от сил и предотвращается силами трения,

возникающими в местах контакта заготовки с установочными элементами

(прихватами)

2. Отрыв заготовки под действием силы резания [pic] или момента

(инерции) резания [pic] предупреждается силой зажима Q, равномерно

распределенной на два прихвата.

Рассчитав для обоих случаев значение силы Q, выбирают наибольшее и

принимают его за расчетное.

Произведем расчет силы зажима для первого случая.

Рассчитаем коэффициент запаса К [9, 22]:

[pic], где

[pic] - учитывает наличие случайных неровностей на заготовке;

[pic] - учитывает увеличение силы резания в результате затупления режущего

инструмента [9, 23];

[pic] - учитывает увеличение силы резания при прерывистой обработке;

[pic] - учитывает изменение зажимного усилия (механизированный привод);

[pic] - учитывает эргономику ручных зажимных устройств (при удобном

зажиме);

[pic]- учитывает наличие момента, стремящегося повернуть заготовку на

опорах (на штыри);

[pic] - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев обработки;

[pic].

[pic] [9, 24] - так как заготовка контактирует с опорами и ЗУ

приспособления, обработанными поворотами.

[pic][pic].

[pic].

[pic].

[pic].

[pic]; [pic].

[pic].

Принимаем по ГОСТ 19899-74 диаметр гидроцилиндр равным 63 мм., ход

поршня 16 мм. Гидроцилиндр двойного действия: толкающая сила [pic], тянущая

[pic].

2.3. Проектирование специального станочного приспособоения на операцию

сверления отверстий в детали «Траверса»

2.3.1. Техническое задание на приспособление

1. Принципиальная схема базирования заготовки

Рис. Схема базирования заготовки.

В качестве опорной поверхности используется боковая поверхность,

которая лишает заготовку 3-х степеней свободы (опорные точки 1, 2 и 3 на

рис ). Для лишения оставшихся трех применяется базирование в призме :

одна из призм неподвижная лишает двух степеней свободы (опорные точки 4,

5 ), другая - неподвижная лишает одну степень свободу.

2. Описание технологической операции.

На данной операции производится сверление, зенкерование, развертывание

отверстий в детали. Обработка ведется на С2440СФ4 - координатно-сверлильном

фрезерно-расточном станке.

В качестве режущего инструмента принимаем сверло твердосплавное с

коническим хвостовиком по ГОСТ 22735-77 (30, (12,(9,8. Зенкер, оснащенный

твердосплавными пластинами, для обработки деталей из коррозионно-стойких и

жаропрочных сталей и сплавов по ГОСТ 21540-76 из сплава ВК8 по ГОСТ 3882-74

(32,(13,8,(9,8. Развертка машинная, оснащенная твердосплавными пластинами,

для обработки деталей из коррозионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов

с коническим хвостовиком по ГОСТ 21525-76 (35,(14,(10.

3. Принцип работы приспособления.

Деталь устанавливается на плоские опорные постины, закрепленные на

плите и базируется с помощью призмы, которая двигается по направляющим.

Перемещение призмы происходит за счет ее соединения со штоком

гидроцилиндра, с помощью которого производится зажим заготовки.

2.3.2. Расчет точности

При сверлении отверстий в детали требуется обеспечить отклонение [pic]

от перпендикулярности поверхности отверстий относительно поверхности плиты

приспособления. Для выполнения этого условия необходимо рассчитать с какой

точностью должна быть выполнена при сборке приспособления параллельность

поверхности приспособления относительно стола станка, т.е. с каким допуском

должен быть выполнен параметр [pic] (рис. ).

Расчет ведем по методике изложенной в [5, 44].

Определяем необходимую точность приспособления по параметру [pic]:

1. Определяем погрешность базирования [pic].

2. Погрешность закрепления [pic] [2, 75].

3. Погрешность установки фактическая [pic].

4. Суммарная погрешность обработки:

[pic] [7, 8],

[pic].

5. Допустимая погрешность установки

[pic].

Т.к., [pic], то предлагаемая схема базирования и конструктивная схема

приспособления приемлемы.

6. Суммарная погрешность приспособления

[pic]

7. Погрешность собранного приспособления

[pic],

где [pic] - погрешность установки приспособления на станке определяют

по формуле исходя из конструктивной схемы (рис. 2):

[pic],

где [pic] - длина обрабатываемой заготовки, [pic];

[pic] - максимальный зазор между направляющей шпонкой приспособления и

пазом стола станка; [pic] для посадки [pic];

[pic] - расстояние между шпонками; где [pic];

[pic].

[pic] - погрешность закрепления равна нулю, т.к. установка заготовки

производится без зазоров;

[pic] - погрешность настройки равна нулю.

[pic].

На чертеже общего вида приспособления должно быть поставлено значение

параметра [pic].

8. Запас точности [pic].

2.3.3. Расчет усилия зажима заготовки

При расчете усилия зажима рассматриваются два случая:

1. Смещение заготовки от сил резания предотвращается силами трения,

возникающими в местах контакта заготовки с установочными

элементами;

2. Отрыв заготовки под действием силы резания [pic] или момента

резания [pic] предупреждается силой зажима [pic]. Рассчитав для

обоих случаев значение силы [pic], выбирают наибольшее и принимают

его за расчетное.

Произведем расчет силы зажима для первого случая. Расчет ведем по

методике изложенной в [14, 22].

Рассчитаем коэффициент запаса [pic]:

[pic] [14, 23],

Страницы: 1, 2, 3, 4