Разработать технологический процесс изготовления детали Втулка

На крупныхмашиностроительныхпредприятиях в рамках этойслужбысоздаетсяотделтехническогоконтроля (ОТК), работникикоторогоосуществляют весь комплекс работ по техническому контролю в рамках системыменеджментакачества. Руководитель ОТК вместе с директором предприятиянесутответственность за качествовыпускаемойпродукции. Персонал ОТК не должензависеть от администрациицехов и подчиняетсятолькоруководителю ОТК.Рис.5Контрольно-измерительноеприспособление.Контроль расположенияотверстийможно призвести с помощьюприспособления, указаного на рис. 5. В корпусеприспособления 5 запрессовалиповерхностью 2 диск 4, центрирующийприспособление на измеряемойдетали.Нарезьбовой хвостовик диска 4 установлена рукоять 1. В корпусе 5 изготовлены с высокойточностью на контролируемомдиаметречетыреотверстия под. калибр пробки 3, помимоэтого, на корпусеизготовленырезьбовыеотверстия, являющиесяместом для хранениякалибр- пробок 3.4 Проектирование станочного приспособления.Для данного технологического процесса разработаем приспособление для Вертикально-сверлильной операции - сверление отверстийдиаметром 12 мм.Установка заготовки в приспособлении.В процессе обработки заготовка должна сохранять неизменное положение относительно опорных элементов. Для достижения этого необходимо надежно закрепить заготовку в приспособлении, при этом должны соблюдаться следующие основные правила:- положение заготовки, достигнутое при её базировании, не должно меняться во время обработки;- закрепление должно быть надёжным;- смятие поверхности заготовки, а так же её деформация при закреплении должны быть минимальными и находиться в допустимых пределах.Несоблюдение этих правил может привести к возникновению погрешности обработки, а изменение положения заготовки в процессе резания к поломке режущего инструмента. Выполнение правил закрепления достигается благодаря рациональному выбору схемы базирования и величины зажимного усилия.На рис. 5 представлена схема базирования заготовки.Рис. 6 Схема базирования.Изделие устанавливается в специальное приспособление, обеспечивающее ориентацию, лишая 6-ти степеней свободы.Расчет усилия закрепления.На рис. 6 представлена схема действующих на заготовку сил.Рис. 6. Схема действующих сил.В схеме сил не рассматриваем наличие ориентирующего деталь по шлицам винта М6, так как он не призван воспринимать радиальную нагрузку (ввиду малых размеров).Усилие зажима Q будет рассчитано так, чтобы исключить при сверлении проворот детали, и следовательно, не допустить смятие или срез хвостовой части винта.Режимы резания при сверлении отверстия Ф4,5 мм (сверло Р6М5):Крутящий момент: Осевая сила: Составим уравнения равновесия:Σх=0; Σy=0; –Po – Q + N2 + N1 = 0 N2 + N1 = Po + QΣz=0; PТ – Fтр2 – Fтр1=0 PТ = Fтр1+ Fтр2ΣМх=0; PТ·R – Fтр1·R – Fтр2·R = 0 PТ = Fтр1 + Fтр2ΣМу=0; Fтр2·l + Fтр1·К – Pт·l – Mкр + М·S = 0ΣМz=0; Pо·l – N1·К + Q·К – N2·l =0 Pо = N2 , N1 = Q(Ро – N2)·l + (Q – N1)·К = 0 (1)Так как l и К ≠ 0, то уравнение (1) будет равно нулю только в том случае, если Pо = N2 и N1 = Q.Силы трения: Fтр1 = N1·f и Fтр2 = N2·f , где f = 0,15 – коэффициент трения.Заменим N1 и N2 на Pо и Q: Fтр1 = Q·f и Fтр2 = Pо·f;РТ=500 Н – тангенциальная сила, вызывает момент стремящийся повернуть заготовку вокруг собственной оси.Из уравнений равновесия: PТ = Fтр1 + Fтр2 ,PТ = Q·f +Pо·f => Q = ,Итак, Q = = 898 Н.Определённая сила является минимально предельной - Qmin , при которой исключается проворот детали вокруг оси Х, и которая необходима для фиксации детали.Для стабильного закрепления детали следует предусмотреть некоторый запас усилия Q.Определим силу закрепления детали в приспособлении с учётомкоэффициента запаса:Q = K · Qmin , гдеК - коэффициент запаса, который определяется по формуле:К=К0К1К2·К3К4К5К6 , гдеК0=1,2 - гарантированный коэффициент запаса;К1=1,1 - коэффициент, учитывающий возрастание сил резания;К2=1 - коэффициент, учитывающий колебания силы резания из-за погрешностей размера припуска заготовок;К3=1 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;К4=1 - коэффициент, учитывающий непостоянство зажимного усилия;К5=1 - коэффициент, учитывающий удобство расположения рукояток в зажимном устройстве;К6=1 - коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку;К=1,2∙1,1∙1 ·1∙1∙1∙1 = 1,32.Согласно ГОСТу 12.2.2 029-77 принимаем коэффициент запаса К = 1,5.Сила закрепления детали в приспособлении равна:Q = 1,2 · 898 = 1077 Н.Расчёт усилий, действующих по оси затяжки.Геометрия зажима определена конструкторским путем.Определим, обеспечивает ли зажим приспособления необходимое усилие для закрепления детали.Затяжное усилие по оси Q‘ определим по формуле:c∙Q = Q‘∙lQ‘ = = = 629 HМаксимальный зазор по посадке Ф60,2 (максимальный зазор между заготовкой и приспособлением при установки) определим из пропорции: => = ≈ 2 ,Получаем S1max = 0,5 мм, S2max = 1 мм.Реальное усилие затяжки спроектированного зажима:– момент затяжки болта ключом;Fкл – усилие на конце ключа; ПринимаемFкл = 30 НLкл – плечо (длина гаечного ключа); Lкл = 15d = 15·12 = 180 мм – коэффициент, учитывающий сопротивление сил трения в резьбе;Принимаем = 0,2Fo – сила затяжки по оси болта без учёта упругих деформаций;d – диаметр резьбы болта; d = 12 ммИз уравнений получаем: = => = = = 2250 Н2250 НОпределим силу упругости Fупр:S2= , гдеЕ – модуль упругости, Е = 2,1·10 5 Н/мм 2;момент инерции; = = 239,5 мм4 = = = 357,6 Н357,6 Н.Сила затяжки с учетом упругих деформаций в зажиме: = + = 2250 + 357,6 = 2607,6 HПолный момент затяжки будет равен:= = 0,2 · 2607,6 · 12 = 6258,2 НммПолное усилие на конце ключа : = = ≈ 35 НУгол поворота зажимного болта при закреплении детали.При условии, что ход зажимающей части приспособления по оси болта лежит в пределах 0,2 мм до 1,0 мм, и шаг резьбы болта 1,75 мм, получаем: Угол поворота зажимного болта при закреплении детали в среднем равен 123; это значит, что деталь будет зафиксирована поворотом ключа примерно на 1/3 оборота, т.е. в один приём.Проверка наиболее загруженных элементов зажима на растяжение и сжатие.Проверка болта на растяжение. , где – растягивающее напряжение в болте;N – растягивающая сила; НS – площадь поперечного сечения резьбы по внутреннему диаметру при ; – предельно допустимое напряжение при растяжении; = = 76 мм 2 = = Н/мм 2Рекомендованное соотношение напряжений для резьбовых соединений углеродистых сталей при диаметре 40…56 мм составляет: = 0,20…0,25Материал болта М12 – Сталь 20 ( = 240 МПа = 240 Н/мм2)тогда, = (0,20…0,25) = 48…60 Н/мм2 = 34,3 Н/мм2 = 48…60 Н/мм2Растягивающее напряжение в болте не превышает предельно допустимое напряжение при растяжении .Расчёт точности изготовления приспособления.Для обработки детали в приспособлении необходимо выдержать заданную точность размеров, формы поверхности и их взаимное расположение.Погрешность изготовления приспособления, на ряду с прочими фактами, оказывает влияние на погрешность обработки. Для определения погрешности изготовления приспособления следует учитывать метод обработки, тип приспособления, конструкции, инструмента и способ его связи со станком.Точность изготовления приспособления оказывает влияние на точность размера 29 0,3 мм.Найдем отдельные составляющие погрешности, влияющие на точность исполнения этого размера.Погрешность станка.При наличии направляющих элементов (кондукторная втулка) влияние погрешности станка на точность пренебрежительно мала, поэтому ∆с=0.Тепловые деформации инструмента при сверлении отверстия длиной 60 мм составляют ∆т=0,008…0,035 мм. Принимаем ∆т=0,015 мм.Износ режущего инструмента оказывает незначительное влияние ∆инс=0.Величину погрешности, вызванную деформацией технологической системы примем равной нулю, ∆д=0.Погрешности, связанные с уводом сверла:ωув = 2К1 (Е1+ Е2) + К2 (S1 +S2) + 2К3S2где: К1, К2, К3 - коэффициенты, учитывающие наиболее вероятную величину эксцентриситетов, зазоров и перекоса инструмента;К1=0,4; К2=0,5; К3=0,35;Е1, Е2 - эксцентричность поверхности кондукторной втулки:Е1= Е2 = 0,005 мм.S1 - зазор между сменной и постоянной втулками при их смещении друг относительно друга;S2 – зазор между отверстием сменной втулки и сверлом при их смещении друг относительно друга;S1 = ∆Dп + ∆DсмS2 = ∆dсм+Tdгде: ∆Dп, ∆Dсм - допустимые отклонения от номинальных диаметров постоянной и сменной втулок при эксплуатации:∆Dп=0,025 мм; ∆Dсм=0,05 мм; ∆dсм – допустимое отклонение от номинального диаметра отверстия сменной втулки, ∆dсм=0,025 мм; Td - допуск на изготовление диаметра сверла:Td =0,3·0,31=0,093 мм.Таким образом,S1 =0,025+0,05=0,075 ммS2= 0,025+0,093=0,118 ммЗазор между торцом кондукторной втулки и заготовкой h=0,5 мм.Длина сменной втулки Н=19 мм.На рис. 7 изображена схема расположения кондукторных втулок относительно заготовки.Рис. 7 Схема расположения кондукторных втулок относительно заготовки.Итак, погрешность, связанная с уводом сверла равна:ωув =2·0,4(0,005+0,005)+0,5(0,07+0,118)+2·0,35·0,118=0,367 мм.Погрешность базирования равна нулю. Измерительная и технологическая базы совпадают ωб=0.Погрешность закрепления определим, считая, что базовые поверхности обработаны, а закрепление заготовки выполняется винтовым зажимом ωз=0,08 мм.Погрешность регулирования ωрег=0, так как для размера заготовки 29±0,3 мм регулирование не производится.Погрешность измерения ωизм=0, так как станок не настраивается на размер 29±0,3 мм. Погрешность смещения ωсмещ=0, так как настройка на размер 29±0,3 мм не производится.Полученные значения отдельных погрешностей подставим в формулу:∆изг.пр.≤Тп(∆с∆инс∆т∆д)1,2 ∆изг.пр.≤0,60(000,0150)1,2∆изг.пр.≤0,185 мм.Найденное значение представляет собой допустимое значение погрешности настроечного размера. Поэтому на чертеже приспособления указан размер 29±0,09 мм.Список литературыГорбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Минск: Высш. Шк., 1983. – 256 с.Справочник технолога-машиностроителя. В 2Т; Т2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М: Машиностроение, 1988, 496 с.Обработка металлов резанием. Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др./ Под ред. А.А. Панова. М.: Машиностроение, 1988, 736с.Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С. А. Вяткин и др.; Под.общ. ред. В.Г. Сорокина. – М.: Машиностроение, 1989. 640с.Антонюк Ф. И. «Технология производства заготовок», конспект лекций.Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб.пособие для машиностроит. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1985 – 416 с., ил.Никитич В.Т. «Основы технологии машиностроения», конспект лекций.Никитич В.Т. «Технология машиностроения», конспект лекций.Никитич В.Т., Сидоров В.Б. Методические указания по выполнению домашнего задания: расчет припусков на механическую обработку и определение размеров заготовки. – Калуга., 1998. – 34 с.Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Барановского Ю.В. Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М., «Машиностроение», 1972.Справочник технолога-машиностроителя. Т.1. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. 656 с., ил.Д.В.Кожевников, В.А.Гречишников, С.В.Кирсанов, С.Н.Григорьев, А.Г.Схиртладзе Режущий инструмент. Учебник. Изд. 4-е переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 2014. - 520 с.Общемашиностроительные нормативы времени.