ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛКИ. документа Подпись Дата Лист
 Скачать 4.73 Mb.
|
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 68 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР По справочнику часть 2, карта 106 определяем табличную частоту вращения заготовки Т 145 об/мин (№5, инд. б. По карте 107 определяем остальные табличные значения припуск на диаметр 1 ступени – 2П 1Т = 0,46 мм (№110, инд. а подача 1 ступени – Т 0,7 мм/об (№110, инд. б припуск на диаметр 2 ступени – 2П 2Т = 0,04 мм (№110, инд. в подача 2 ступени – Т 0,03 мм/об (№110, инд. г основное время – ТОТ 0,43 мин (№110, инд. д. Также определяем коэффициенты в зависимости от окружной скорости вращения круга и диаметра круга – 𝐾 𝑆1𝑉 = 0.9, 𝐾 𝑇𝑉 = 1.1; формы шлифуемой поверхности – ф 1, ф 1; податливости технологической системы – 𝐾 𝑆1𝑗 = 1, 𝐾 𝑇𝑗 = 1, 𝐾 𝑆2𝑗 = 1; квалитета заготовки и детали – 𝐾 𝑆1𝑘 = 1, П 0,96, 𝐾 𝑇𝑘 = 0,92; погрешности обработки и погрешности измерения приборами активного контроля – 𝐾 𝑆1𝑙 = 1, 𝐾 𝑇𝑙 = 1; шлифовального материала зерен – ММ шероховатости поверхности и зернистости круга – Ш 0,79, Ш 1,19, Ш 2,1; класса СОЖ – 𝐾 ПЖ = 0,9, Ж 1. Посчитаем действительные значения с учетом коэффициентов, подставляя известные значения в соответствующие формулы 𝑛 = 𝑛 𝑇 ∙ П (25) 𝑆 1 = 𝑆 1𝑇 ∙ 𝐾 𝑆1𝑉 ∙ ф 𝐾 𝑆1𝑗 ∙ 𝐾 𝑆1𝑘 ∙ 𝐾 𝑆1𝑙 ∙ М Ш (26) 𝑆 2 = (𝑆 2𝑇 − 0.03) ∙ 𝐾 𝑆2𝑗 ∙ 𝐾 𝑆2𝐼 + 0.03 (П (2П 2Т − 0,01) ∙ 𝐾 Пк ∙ 𝐾 ПЖ + 0,01 (П Пр П (29) Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 69 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР О 𝑇 𝑂𝑇 ∙ 𝐾 𝑇𝑉 ∙ ф 𝐾 𝑇𝑗 ∙ 𝐾 𝑇𝑘 ∙ 𝐾 𝑇𝑙 ∙ М Ш 𝐾 𝑇Ж ∙ 2П р 2П Т + ℎ 𝑆 1 (Где h – гарантированный зазор (0,1 мм. Подставляя получим 𝑛 = 145 ∙ 1 = 145 об/мин; 𝑆 1 = 0,7 ∙ 0,9 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 0,79 = 0,49 мм/об; 𝑆 2 = (0,03 − 0,03) ∙ 1 ∙ 2 + 0,03 = 0,03 мм/об; 2П 2 = (0,04 − 0,01) ∙ 0,96 ∙ 0,9 + 0,01 = 0,036 мм; 2П 1 = 0,5 − 0,036 = 0,464 мм; 𝑇 О = 0,43 ∙ 1,1 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 0,92 ∙ 1 ∙ 1 ∙ 1,19 ∙ 0,96 ∙ 0,455 0,5 + 0,1 0,49 = 0,656 мин. 𝑇 ц.а. = 𝑇 О + 𝐿 р 𝑆 прод. + 𝐿 х.х. 𝑆 х.х. + пр + н+ 𝑙 п 𝑆 попр. (31) 𝑇 ц.а. = 0,656 + 46 1200 + 160 8000 + 1 ∙ 80 + 3 + 3 200 = 1,14 мин. Вспомогательное время на установку и снятие детали Тв уст мин. Вспомогательная время, связанная с измерением Тв изм =0,045 мин. Вспомогательная время, связанная с операцией Тв оп Т в оп 0,15 + 0,03 = 0,18 мин. Суммарное вспомогательное время вычисляется по формуле 20: Т в = 0,2 + 0,18 + 0,045 = 0,425 мин. Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности приведено в процентах от оперативного времени орг+ оп+ отл 8%. Посчитаем штучное время по формуле 19. шт (1,14 + 0,425) ∙ (1 + 8 100 ) = 1,69 мин. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 70 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Таблица 10 – Рекомендуемые режимы резания на 030 операции Параметр режима резания Поверхность 4 Припуск на диаметр П, мм 0,5 Припуск на 1 ступени подачи 2П 1Т , мм 0,46 Припуск на 2 ступени подачи 2П 2Т , мм 0,04 Принятый припуск на 1 ступени подачи П, мм 0,464 Принятый припуск на 2 ступени подачи П, мм 0,036 Табличная подача на 1 ступени Т, мм/об 0,7 Табличная подача на 2 ступени Т, мм/об 0,03 Принятая подача на 1 ступени О, мм/об 0,49 Принятая подача на 2 ступени О, мм/об 0,03 Скорость резания 𝑣 , мс Табличная частота вращения заготовки 𝑛 𝑇 , мин 145 Действительная частота вращения заготовки 𝑛 , мин 145 Таблица 11 – Нормы времени № операции № поверхности, вид обработки Т в. , мин Т ц.а. , мин Т шт. , мин 005 2 (точение) 0,39 0,25 0,64 3 (точение) – 0,3 0,3 4 (точение) – 1,278 1,278 5 (точение канавки) – 0,164 0,164 6 (подрезка торца) – 0,17 0,17 7 (сверление) – 2,46 2,46 8 (резьбонарезание) – 0,23 0,23 Сумма времени 0,39 4,812 5,93 010 1 (точение) 0,35 0,12 0,47 9 (растачивание) – 0,5 0,5 Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 71 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Окончание таблицы 11 – Нормы времени 010 10 (подрезка торца) – 0,35 0,35 11 (точение) – 0,112 0,112 12 (подрезка торца) – 0,32 0,32 13 (резьбонарезание) – 0,26 0,26 14 (сверление) – 0,8 0,8 Сумма времени 0,35 2,492 3,24 030 4 (шлифование) 0,425 1,14 1,69 2.2.6 Вывод по разделу Проектный вариант технологического процесса позволяет получать готовое изделие, которое отвечает всем техническим требованиям. Выбранные основные технологические оборудования производят механическую обработку в кратчайшие сроки. Время необходимая для полной механической обработки составляет ТО 10,86 мин. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 72 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 3 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 3.1 Аналитический обзор и выбор стандартизованной технологической оснастки Инструментальная оснастка играет большую роль при механической обработке. С помощью её осуществляется крепление режущих инструментов. Также передает вращательное движение осевым инструментам. При нарезании резьбы метчиком, используем цанговый патрон ISKAR DIN69871 40 ER32 (см. рис. 21). Конструкция патрона обеспечивает высокую точность центрирования и надежность. Основные параметры представлены в табл. 12. Рисунок 21 – Патрон DIN69871 – EM 16X С Таблица 12 – Параметры DIN69871 – EM 16X С L L 1 L 3 D 3 D 2 G 112,6 93,5 33 50 56,5 M16 Для сверл возьмем цанговые патрон ISKAR DIN69871 50 ER40X100 B см. рис. 22), для обеспечения большей точности при сверлении. Основные параметры представлены в табл. 13. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 73 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Таблица 13 – Параметры DIN69871 50 ER40X100 B Диапазон L L 1 L 2 D D 1 G J 1-16 65 45,9 28 28 - M16 х Рисунок 22 – Цанговый патрон ISKAR DIN69871 50 ER16X100 12 Подберем резцедержатель для проходного и канавочного резца возьмем DIN 69880 B6 (см. рис. 23). Основные параметры представлены в табл. 14. Рисунок 23 – Резцедержатель радиальной формы Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 74 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Таблица 14 – Параметры резцедержателя DIN 69880 B6 d 1 xh 1 xL 2 L 1 b 1 b 2 b 3 h 5 h 6 30x20x40 22 100 65 10 28 38 Подберем резцедержатель для расточного и резьбового резца возьмем DIN 69880 E2 (см. рис. 24). Основные параметры представлены в табл. 15. Рисунок 24 – Резцедержатель Таблица 15 – Параметры резцедержателя DIN 69880 E2 d 1 xd 2 d 6 d 8 h 1 h 2 L 3 L 6 25x20 58 58 25 25 18 50 3.2 Проектирование и расчет специального станочного приспособления BMT (Built-in Motor Turret) – револьверная головка (см. рис. 25) со встроенным двигателем прямого привода инструмента. В конструкции стандартных револьверных головок станков имеется множество частей, вызывающих образование тепла и колебаний (ремни, шестерни и т. п. В Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 75 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР револьверной головке с прямым приводом двигатель встроен таким образом, что механизм трансмиссии отсутствует, снижая вибрации, возникающие в процессе работы. Также предусмотрена охлаждающая рубашка для уменьшения температурных деформаций. Рисунок 25 – Револьверная головка BTM Преимущества прямой привод вращающегося инструмента высокий КПД минимальный нагрев минимальные вибрации скорость индексации до 0,25 сек. на позицию увеличение срока службы инструмента Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 76 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР снижение шума высокая скорость резания высокое качество обработки максимальная скорость вращения инструмента 10000 об/мин. Данная револьверная головка позволяет устанавливать одновременно 12 инструментов, что снижает время на смену инструмента. Наличие привода инструмента в револьверной головке позволяет производить обработку не только точением и растачиванием, но и сверлением и фрезерованием в осевом и радиальном направлении. 3.3 Аналитический обзор и выбор стандартизованного режущего инструмента При механической обработке детали Втулка для поверхности 14 и 15 разработаем комбинированный инструмент. А также для нарезания трапецеидальной резьбы 8 разработан резьбовой резец. Для остальных же операций применим современный режущий инструмент. Для чернового точения поверхностей 1, 2, 3, 4, 6, 10, 11 и 12 выбираем державку с рычажным креплением ISCAR PSSNL 2020K-12 (P – рычажное крепление S – форма пластины, квадрат S – угол в плане 45˚; N – задний угол пластины, 0˚; L – направление резания, левое 20 – высота державки 20 – ширина державки К – длина державки, 125; 12 – размер пластины, в сочетание с пластиной SNMG 120408-VL. Материал пластинки – IC807 по стандартам ISO, соответствует аналогу Т15К6. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 77 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 26 – Резец ISCAR PSSNL 2020K-12 (мм мм мм мм мм) Рисунок 27 – Пластинка SNMG 120408-VL (d мм S=4,76; r=0,8) Для получистового и чистового точения поверхностей 4 и 11 выбираем державку с прихватом сверху ISCAR DWLNL 2020K-06 (D – жёсткий зажим W – форма пластины, шестиугольная L – угол в плане 95˚; N – задний угол пластины, 0˚; L – направление резания, левое 20 – высота державки 20 – ширина державки К – длина державки, 125; 06 – размер пластины, в сочетание с токарной пластиной WNMG 060408-NF. Материал Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 78 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР пластинки – IC8150 по стандартам ISO, соответствует аналогу Т15К6. Назначение обработка цилиндрических поверхностей, торцов и фасок. Рисунок 28 Резец ISCAR DWLNL 2020K–16HF (мм мм мм мм мм) Рисунок 29 – Пластинка ISCAR WNMG 060408-NF (мм d мм S=4,76; r=0,8) Для обработки внутренней цилиндрической поверхности 9 используем расточной резец с прихватом сверху, ISCAR A20H MWLNR-06W охлаждение через стальную державку диаметр прутка длина державки, мм крепление клином форма пластины, шестиугольная Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 79 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР угол в плане 95˚; задний угол пластины, 0˚; направление резания, правое, в сочетание с пластиной WNMG 06T302-SF. Материал пластины – IC 520N. Аналогом данного материал является – Т15К6. Рисунок 30 – Резец расточной ISCAR A20 MWLNR-06W (мм h1=8; мм мм мм мм) Рисунок 31 – Пластинка ISCAR WNMG 06T302-SF (мм мм I=6,52; r=0,2) Для точения канавки 5 выбираем канавочный резец с прихватом сверху, ISCAR TGDL 2020-3M (проточка двухсторонняя режущая кромка L – направление резания, левое, в сочетание с токарной пластиной ISCAR TGMF 302. Материал пластины – IC 250 по стандартам ISO, соответствует аналогу – Т5К10. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 80 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 32 – Резец канавочный ISCAR TGDL 2020-3M (W=3; T max-r =7,5; h=20; b=20; l 1 =125; l 2 =30,5; f=18,7) Рисунок 33 – Пластинка ISCAR TGMF 302 (I=13,5; R=0,2; W=3±0,05) Для сверления сквозного отверстия 7 возьмем спиральное сверло со сменой головкой DCN 240-120-32R-5D Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 81 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 34 – Спиральное сверло DCN 240-120-32R-5D (D = 24 мм, L = 120 мм, d = 32 мм, D3 = 42 мм, L1 = 158 мм, L4 = 60 мм) Для нарезания внутренней метрической резьбы 13 используем метчик, CARMON DIN 376, которая изготовлена из материала – HSS+5%Co. Аналогом данного материала является – Р6М5К5. Рисунок 35 – Метчик CARMON DIN 376 (d=16; L=110; l=32; d 1 =12) 3.4 Проектирования и расчет специального режущего инструмента 3.4.1 Проектирование комбинированного инструмента 3.4.1.1 Исходные данные обрабатываемый материал – Сталь 45; диаметр сверления Ø14(±0,5) мм станок токарный с ЧПУ ; глубина сверления – 12 мм фаски – 2 × 45°. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 82 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Для уменьшения времени обработки спроектируем комбинированный инструмент, который способен одновременно просверлить отверстие и снять фаски. За основу возьмем спиральное сверло из быстрорежущей стали Р6М5, с насадками для снятия фасок. В качестве насадки возьмем твердосплавную пластину. Хвостовик выбираем цилиндрический с лыской, так как данный хвостовик является наиболее распространённым и данный инструмент можно будет использовать на многих станках как с числовым программным управлением, таки на универсальных станках, потому что цилиндрический хвостовик легко устанавливается в переходные втулки, патроны и прочие зажимные устройства шпинделей. 3.4.1.2 Выбор геометрических параметров сверла Геометрия определяется в первую очередь обрабатываемым материалом, в данном случае обрабатывается – сталь 45. Следовательно, у нашего сверла будут следующие геометрические параметры 2𝜑 = 118°; 𝜔 = 30°; 𝛼 = 12°; 𝜓 = 55°. 3.4.1.3 Выбор твердосплавной пластины Пластину выбираем из каталога «ISCAR» SOGX 060304W (см. рис. 34). Конструктивные параметры режущей твердосплавной пластины – твердосплавная пластина, квадратно формы, радиусом 0,4 мм, длина режущей кромки d i = 7,5 мм, диаметр отв. Ø3 мм. – передний угол =4 0 , задний угол =7 0 Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 83 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 36 – Пластина ISCAR SOGX 060304W (d мм S=3,2; R=0,4) 3.4.1.4 Узел крепления пластины Пластина базируется в корпусе сверла по двум сторонами закрепляется через центральное отверстие. Рисунок 37 – Схема базирования и закрепления СМП В соответствии вышеприведенной схеме базирования и закрепления выбираем способ крепления пластины винтом с эксцентриком. Это наиболее широко применяемая схема, она более технологична и проста по сравнению с другими, обеспечивает поджим к базовым поверхностям, те. точное позиционирование пластины в гнезде корпуса. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 84 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 38 – Узел крепления пластины в корпусе сверла 3.4.1.5 Расчет эксцентрического крепления СМП Крепление СМП с использованием эксцентрического зажима достаточно компактно, содержит минимальное число элементов. СМП устанавливается в корпусе инструмента при повороте винта, заканчивающегося эксцентриком, происходит поджим СМП в угол паза корпуса. Рисунок 39 – Расчетная схема эксцентрического закрепления Правильное базирование можно обеспечить если точка К контакта эксцентрического штифта и отверстие СМП, ось О эксцентрического штифта и ось О отверстия СМП будет находится на биссектрисе угла ε при вершине пластины. В этом случае направление силы зажима __ P и перемещение пластины направлены по биссектрисе угла ε, и поджима обеспечивает базирование СМП по обеим сторонам гнезда. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 85 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Поворот эксцентрического штифта осуществляется относительно оси О винта. Устойчивое положение узла крепления достигается при выполнении условия самоторможения, это выполняется, если tgα ≤ f – коэффициент трения в зоне контакта К. Для обеспечения технологичности изготовления гнезда в корпусе, необходимо чтобы ось О винта располагалась на прямой ОО 1 , параллельно одной из сторон паза. Для определенности проектирования примем ОО 1 = rb – r0 (32) Рассматривая Δ ОО 1 К запишем sin 0 ) 2 / sin( 0 sin 1 ) 2 / ( 180 sin[ r rb r O O OK (33) 𝑟𝑏 𝑟0 = 1 + sin 𝛼 sin(𝛼+𝜀 2 ⁄ ) = 1 + 1 cos𝜀 2 ⁄ + sin𝜀 2 ⁄ 𝑡𝑔𝛼 (34) Учитывая условия самоторможения, получим соотношения между радиусом винта и радиусом отверстия в СМП f r rb 2 / sin 2 / cos 1 1 0 ; 12 , 1 1 , 0 45 sin 45 cos 1 1 0 r rb rb≤1,5, принимаем rb=1 мм. Величину эксцентриситета О1О2 эксцентрического штифта определим из ΔОО1К cos ) 2 )( 1 ( 2 ) 2 ( 2 ) 1 ( 2 где ) 2 / sin( )] 2 / ( 180 sin[ 2 / sin 1 OK OK K O (36) ) 2 / sin( 2 / sin 1 OK K O (37) тогда r OK 0 ; 2 / 1 0 2 2 ) 2 / ( sin2 2 / sin2 2 0 2 1 tg tg r r э r э r O O (38) Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 86 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 45 12 1 2 , 1 * 3 , 1 * 2 3 , 1 2 ) 45 12 ( sin2 45 sin2 2 , 1 2 2 1 tg tg O O , 19 , 0 98 , 0 02 , 1 мм. После стадии проектирования оправки и выбора режущих пластин, собираем комбинированный инструмент при помощи крепежных винтов, фирмы KORLOY, FTKA02565 х рис. В итоге получаем комбинированный инструмент, который представлен на чертеже ф.А2. Рисунок 40 – Крепежный винт 3.4.1.6 Проверочный расчет режимов резания Определим скорость главного движения резания при сверлении ø14 м 𝑣 𝑝 = 𝐶 𝑣 ∙𝐷 𝑞 𝑇 𝑚 ∙𝑆 𝑦 ∙ 𝐾 𝑣 (39) р 7 ∗ 14 0,4 5 0,2 ∗ 0,6 0,7 = мс, Осевая сила при сверлении определяется по формуле 10 , |