Потапов Н.А._ТМз_1001. Дипломный проект
 Скачать 1.77 Mb.
|
|
i j Es A Es A Ei A , (82) ( ) 0 0 0 0 Es мм. Минимальное предельное отклонение размера замыкающего звена определяется по формуле ( ) ( ) ( ) i j Es A Ei A Es A , (83) ( ) 0,3 0,1 0,12 0,52 Es мм. Допуск замыкающего звена ( ) ( ) ( ) T A Es A Ei A , (84) ( ) 0,52 T мм. Таким образом 0 0,52 3, мм. Разработка пневмопатрона. Описание технологической операции Технологическая операция 010 заключается в обработке торца и наружной поверхности детали. Выбор схемы базирования заготовки Базирование происходит по двум базам (Д. Комплект баз является неполным установочная, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы – перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей опорные точки 1,2,3; технологическая, явная двойная опорная, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы – перемещения вдоль двух координатных осей опорные точки 4,5; технологическая, скрытая. Проворот заготовки вокруг оси предотвращает сила зажима. Составление конструктивной и расчетной схемы приспособления Конструктивная схема приспособления представлена на рисунке 5. Расчетная схема приспособления приведена на рисунке 6. Рисунок 5 - Конструктивная схема приспособления Рисунок 6 - Расчетная схема приспособления Расчет усилия зажима Сила зажима определяется по формуле (72) Р - сила резания, Р 6445 Н R 0 – радиус обрабатываемой поверхности, R 0 = 151 мм f – коэффициент трения между рабочими поверхностями кулачков и обрабатываемой заготовкой, f = 0,2; R – радиус части заготовки, зажатой кулачками, R = 150 мм. Коэффициент запаса определяется по формуле (73) 0 K =1,5; К 1; К 1,2; К 1; К 1,2. К = 1,5×1×1,2×1×1×1×1,2 = 2,16. Так как значение коэффициента К меньше 2,5, то принимается значение К = 2,5. Сила зажима по формуле (72): H 81100 150 0,2 151 445 Для пневматического патрона клинового типа требуемая силана штоке пневмоцилиндра находится по формуле [5]: Q = Ка) W сум , (85) где К – коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в патроне, Ка вылет кулачка от середины его опоры в пазу патрона до центра приложения силы зажима W на одном кулачке, мм μ 1 – коэффициент трения между направляющей поверхностью кулачка и пазом корпуса патрона, μ 1 = 0,15; h – длина направляющей части кулачка, соприкасающаяся с пазом корпуса патрона, мм β – угол наклона пазов скользящей втулки для клиновой пары патрона, β = 10 0 ; φ – угол трения наклонной поверхности клиновой пары патрона, φ = 5 0 43' Конструктивно принимаем отношение a/h = 1/9. Усилие на штоке по формуле (61): Q = 1,05×(1 + 3×0,15×1/9) × tg(10 0 + 5 0 43')×81100 = 23490 Н. Усилие на штоке определяется по формуле [5]: η p 0,96 π 4Q D , (86) где D – диаметр пневмоцилиндра, мм d – диаметр штока, d = 0,2D мм р – давление сжатого воздуха, р = 1 МПа η – КПД, η =0,85. ìì. 5 , 191 ì 0,1915 0,85 10 1 3,14 0,96 Принимаем по ГОСТ 15608-81 D = 200 мм, конструктивно принимаем d = 50 мм. Действительное усилие на штоке по формуле (86): H. 25022 0,85 10 1 10 50 200 4 3,14 Q 6 6 2 Действительная сила зажима заготовки определяется по формуле β tg /h 3а 1 К Q W 1 1 д Д . (87) Í. 86388 43 5 10 tg 1/9 0,15 3 1 05 , 1 25022 W ' 0 0 Ä Расчет приспособления на точность Для обеспечения необходимой точности обрабатываемой заготовки должно соблюдаться следующее условие максимальная результирующая погрешность должна быть меньше допуска на получаемый параметр Т 45 -0,62 мм примерно на 10-15%. Суммарная погрешность обработки является следствием различных факторов и определяется по формуле (79) К = 1,1; с 0,008 мм δ р.п = 0,01 мм δ п.у = 0,03 мм б 0; з = 0,06 мм пни δ р.и = δ; из = 0; н =0; д = 0. δ ∑ = 1,1× 2 2 2 2 06 , 0 03 , 0 01 , 0 008 , 0 = 0,075 мм. Результирующая погрешность меньше допуска на выдерживаемый размер 45 -0,62 мм, то есть δ ∑ = 0,075 мм < ТН =0,62 мм. Следовательно, приспособление будет обеспечивать заданную точность. 3.3 Проектирование специального контрольно-измерительного средства контроля В качестве специального средства контроля спроектируем калибр для контроля соосности двух внутренних и одной наружной поверхностей относительно базы А. Схему расположения поверхностей см. в приложении В. Определим предельные отклонения и допуски измерительных элементов калибра при Т р = 0,04 мм F 1 =F 2 =F 3 =F 0 =0,012 мм Н 1 =Н 2 =Н 3 =H 0 =0,005 мм W =W =W =0,005 мм Т рк1 =Т рк2 =Т рк3 =Т рк0 =0,008 мм. где F - основное отклонение размера измерительного элемента Н - допуск на изготовление измерительного элемента калибра W - величина износа измерительного элемента калибра Т рк - позиционный допуск измерительного элемента калибра. Определим предельные размеры измерительных элементов калибра для наружной поверхности детали d kmin =d max +T p -F; (85) d kmax = d kmin +H; (86) d k-W =d kmin +H+W. (87) где d k1man , d k1mix - наибольший и наименьшие предельные размеры измерительного элемента нового калибра d k1-W - размер предельно изношенного измерительного элемента калибра. d k1min =45,85+0,04-0,012=45,878 мм d k1max =45,878+0,005=45,883 мм d k1-W = 45,878+0,005+0,005=45,888 мм. для элемента контролирующего внутренний диаметр 40 мм d k2max = D min -T p +F; (88) d k2min = d k2max -H; (89) d k2-W = d k2max -H-W. (90) d k2max =40-0,04+0,005=39,965 мм d k2min =39,965-0,005=39,960 мм d k2-W =39.965-0,005-0,005=39,955 мм. для элемента контролирующего внутренний диаметр 32,4 мм d k3max =32,4-0,04+0,005=32,365 мм d k3min =32,365-0,005=32,360 мм d k3-W =32,365-0,005-0,005=32,355 мм. для базового измерительного элемента d k0max =d G0-W +H 0 , (91) где d k0max – наибольший предельный размер базового измерительного элемента нового калибра d G0-W – размер предельно изношенного поэлементного проходного калибра, предназначенного для контроля размера поверхности изделия. мм. d k0min =d G0-W , (92) где d k0min – наименьший предельный размер базового измерительного элемента нового калибра. d k0min =46 мм. d k0-W =d G0-W +H 0 +W 0 ; (93) d k0-W =46+0,005+0,005=46,010 мм. для измерения остальных элементов d kmax =D min -T p +F+H o ; (94) d kmax =32,360-0,008+0,012+0,005=32,369 мм. d kmin =d kmax -H; (95) d kmin =32,369-0,005=32,364 мм. d k-W =d kmax -H-W; (96) d k-W =32,369-0,005-0,005=32,359 мм. 3.4 Проектирование специального режущего инструмента В качестве специального режущего инструмента спроектируем – резец- трубчатый. Этот режущий инструмент является прогрессивным, способствующий одновременно обрабатывать несколько труднодоступных поверхностей, тем самым обеспечивая высокую эффективность производства и качество продукции. Высокая производительность обеспечивается за счет сокращения вспомогательного времени, связанного со сменой инструмента и его переходами. Работа этими инструментами позволяет уменьшить потребное количество станков, производственных площадей, номенклатуру инструмента. Исходными данными являются - обрабатываемый материал сталь Л ГОСТ 977-88; - наибольший диаметр кольцевой канавки max 0,022 мм - наименьший диаметр кольцевой канавки 0,08 min 38, мм - длина обрабатываемой кольцевой канавки вдоль оси резца мм. Материал резца-трубчатого – быстрорежущая сталь Р ГОСТ 19265-73. Для резца принимаем передний угол 0 10 , задний угол 0 12 , угол при вершине 0 1 Произведем расчет на прочность при кручении. Определим диаметр хвостовика резца 3 3 16 10 êð ê Ì d , (97) где ê - допускаемое напряжение при кручении, МПа êð Ì - крутящий момент, Нм. 10 q y êð Ì P Ì Ñ D s K , (98) где , , q y Ì Ñ D s - коэффициенты и показатели степени, 0, 0345 Ì Ñ ; q=2,0; y=0,8; 750 n В Р МР К K ; 0,35 420 0,82 750 Ð Ì Ð Ê K ; 2,0 0,8 10 0, 0345 41,8 0,15 0,82 Нм. 3 3 16 10 10, 9 10 3,14 мм. Принимаем диаметр хвостовика по стандартному ряду чисел ГОСТ 6636- 69 мм. 3.5 Анализ уровня автоматизации технологического процесса. Выбор средства автоматизации Система лазерного контроля обработки детали Системы лазерного контроля направлены на создание резервов технологической точности. Под резервом технологической точности понимается запас, при котором погрешности, возникающие в результате обработки деталей, не выходят из пределов поля допусков на размер детали, обрабатываемой на высокоточном оборудовании с ЧПУ. В любом АСУ оборудованием с ЧПУ для получения информации о ходе технологического процесса используются измерительные преобразователи различного типа, электромагнитные, фотоэлектрические, оптические, лазерные и т.д., выполняющие функции контроля или измерения различных параметров ТП обработки детали скорости резания, износа режущего инструмента, шероховатости обрабатываемых поверхностей детали и др. Требования к измерительным преобразователям - бесконтактный способ измерения технологических параметров при большом расстоянии от самого преобразователя до поверхностей детали для обеспечения его надежности - линейности выходной характеристики в диапазоне, определяемом припуском на обработку - постоянность времени, длительность не более одного оборота детали - независимость результатов размерного контроля от измерения шероховатости детали, ее вращения, наличия вибраций, воздействия смазочно-охлаждающей жидкости. Наиболее трудноуправляемыми погрешностями сточки зрения обработки деталей на оборудовании с ЧПУ являются такие величины, как колебание припусков на обработку детали, колебание твердости материала детали, случайные колебания режимов резания и т.д. Следовательно, системы активного контроля должны использоваться не только на чистовых операциях, но и на заготовительных операциях. Перспективным в развитии систем активного контроля представляется использование лазерных измерительных систем, позволяющая осуществлять измерение линейных и диаметральных размеров поверхностей детали. Основная область применения измерительных преобразователей на станках с ЧПУ. Также с помощью лазерных преобразователей можно выполнять бесконтактный контроль за скоростью перемещения, а в некоторых случаях и контролировать шероховатость поверхностей деталей. Принцип работы лазерных преобразователей заключается в том, что исследуемый объект, которым является контролируемая поверхность детали, интенсивно облучается лазерным лучом под определенным углом. После отражения от поверхности детали лазерный луч попадает на специальное устройство, которое преобразует световой сигнал в электрический. В качестве устройства, принимающего световой сигнал и преобразующего его в электрический. Затем электрический сигнал преобразуется в цифровой и передается на ВУ, применяемое для расшифровки координат исследуемого объекта с помощью специальных алгоритмов, а также для непосредственного управления ИМ оборудования с ЧПУ. 1 7 6 5 4 2 3 8 3 8 7 6 5 4 а ) бас тру к тур на я схема б ) схема измерения Рисунок- Система активного контроля Рассмотрим принцип действия системы активного контроля оборудования с ЧПУ, имеющей в своей структуре лазерный преобразователь, состоящий из контроллера и приемника лазерного луча, а также ВУ. Система активного контроля содержит элементы и работает следующим образом 1 – ВУ ПЭВМ 2 – оборудование (станок) с ЧПУ 3 – деталь 4 – лазерный преобразователь 5 – излучатель лазерного луча 6 – матрица ПЗС; 7 – аналого-цифровой преобразователь (АЦП 8 – ИМ оборудования с ЧПУ. Излучатель 5 направляет лазерный луч в заданную точку рабочего пространства на исследуемой детали 3 с помощью ВУ 1. Отраженный лазерный луч от детали воспринимает матрица ПЗС 6, которая преобразует световой сигнал в электрический и передает его на АЦП 7. Цифровой сигнал АЦП 7 передается на ВУ 1, где с помощью вычислительных процедур определяется текущий размер поверхности детали и вырабатывается сигнал коррекции, передаваемый на ИМ оборудования с ЧПУ 8, если это требуется. Входе экспериментального исследования лазерного преобразователя системы активного контроля установлено, что вибрации технологической системы “станок-приспособление-инструмент-деталь” в процессе обработке на станках с ЧПУ (16К20Ф305, РФ) не влияют на точность системы активного контроля. Стружка образующаяся в процессе обработке детали и поступающая в зоны резания и измерения, а также смазочно-охлаждающей жидкости с поверхности контролируемой детали Корпус механизма сопряжения в зоне резания. В настоящее время перспективно использовать в структуре систем активного контроля лазерные преобразователи, которые хотя и отличаются более сложной конструкцией по сравнению с электромагнитными или фотоэлектрическими, но позволяют осуществлять более точные измерения шероховатостей исследуемых поверхностей деталей при больших величинах контролируемых перемещений. 4 СТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ 4.1 Стандартизация Для правильной организации деятельности по стандартизации в цехе, в котором находится участок обработки детали "Корпус механизма сопряжения" при проектировании, анализировались данные серийности производства, об ассортименте деталей. На основе этих данных, атак же разработанной конструкторской и технологической документации на деталь определялись оптимальные типы станков и оборудования, их параметры с учетом обеспечения максимальной взаимозаменяемости деталей "Корпус механизма сопряжения, наиболее оптимальные материалы, номенклатура стандартных деталей. При совершенствовании технологического процесса производилась стандартизация всех элементов производственного процесса. Эти элементы можно распределить натри группы. К первой можно отнести все элементы, составляющие основу производственного процесса. Это, прежде всего сырье, материалы, оборудование, детали, атак же конструкторско-технологическая документация. Вторая группа включает элементы, составляющие основу производственного процесса. Это инструменты, вспомогательное оборудование, ремонт. Третья группа состоит из элементов, связанных с регулированием производственных процессов. Это контроль, методы испытаний оборудования, рабочих мест. Взаимосвязь стандартизации с производством наиболее полно проявляется в стандартизации технологических процессов как совокупности всех действий по превращении заголовок в готовые детали согласно техническим условиям. В соответствии с задачей стандартизации технического процесса при проектировании широко использовать методы стандартизации и нормативно- технологическая документация -конструкторская документация и чертежи выполнены соответственно со стандартами ЕСКД и ГОСТ 2.109-85, ГОСТ 2.109-73, ГОСТ 2.308-79, ГОСТ 2.316-68 рациональное ограничение номенклатуры, марок и ассортимента применения дорогих материалов -технологическая документация выполнена в соответствии с ГОСТ 3.1103-82, ГОСТ 3.1105-84, ГОСТ 3.1118-82, ГОСТ 3.1120-83, ГОСТ 3.1122- 84, ГОСТ 3.1404-86; -допуски и посадки выбирались из предпочтительного ряда посадок по ГОСТ 25347-82; -методика процессов технологического контроля производилась с учетом ГОСТ 16504-84; -допуски формы и расположения поверхностей назначались по ГОСТ 2.4642-81, ГОСТ 2789-78, ГОСТ 2309-83, ГОСТ 16319-80; -метрологическое обеспечение по ГОСТ 8.417-81. 4.2 Порядок предъявления и приемки готовой продукции Отделу технического контроля и заказчику может быть предъявлена только готовая продукция. Готовой продукцией считается данное изделие, деталь, законченная в процессе производства и доведенная до норм, требований технической документации. При предъявлении продукции на контроль БЦК, производится контроль качества продукции самим исполнителем, представляется вся необходимая техническая и сопроводительная документация. Предъявление готовую деталь работнику БЦК осуществляется производственным мастером, который предварительно должен лично убедиться в качестве изготовленной продукции и ее соответствии Если в соответствии с технологическим процессом деталь Корпус механизма сопряжения должна подвергаться специализированному контролю БЦК с помощью специальных средств, которые невозможно предусмотреть в технологическом процессе для рабочего, такая продукция полностью проверяется контролером БЦК. В операционной карте технического контроля должно быть указано "Проверять по размеру сплошным контролем. При этом выявленные дефекты не являются основанием для прекращения контроля продукции. Дефектная продукция возвращается для исправления с указанием вида или характера дефекта. Перечень подобных операций должен быть согласован с начальником ОТК завода. Бюро цехового контроля (БЦК) является частью общезаводского отдела технического контроля (ОТК. Задачей технического контроля является выявление качества материала, проверка размеров, геометрической формы и качества обработанных поверхностей деталей. Требования, предъявляемые при контроле, должны соответствовать техническим условиям, установленным на приемку материалов и готовых изделий. Правильность размеров деталей после обработки проверяется измерительными и специальными контрольными инструментами, приборами и приспособлениями. Для проверки средств измерения предусматривается контрольно-проверочный пункт, который производит в установленные сроки проверку всех применяемых измерительных инструментов и приспособлений. При обработке детали "корпус датчика авиационного" применяются следующие виды контроля летучий, промежуточный и окончательный. Летучий контроль выполняется в форме периодических проверок деталей в процессе их изготовления для предупреждения массового брака. Наиболее эффективным методом летучего контроля является статистический контроль. Летучему контролю подвергаются первые детали, обработанные после наладки или переналадки станка, атак же другие детали после определенных операций. Результаты контрольных измерений отмечаются на графиках статистического контроля. В случае обнаружения отклонения оси допустимых размеров к границам допускаемых отклонений контролер сообщает об этом мастеру, который должен принять меры по устранения обнаруженных отступлений. Промежуточный контроль производится между операциями, когда деталь прошла одну операцию и должна поступить наследующую Окончательный контроль производится после полной обработки детали. Проверка производится в БЦК, куда деталь поступает после последней операции. Для более рационального выполнения контроля разрабатывается технологический процесс контроля. При его наличии контролеры выполняют проверку деталей не по своему усмотрению, а по установленному классу контрольных операций. 5 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ Тепловые процессы в токарных станках с числовым программным управлением. При работе токарного станка в его опорах выделяется теплота трения, которая частично рассеивается в окружающую среду, а частично нагревает станок. Большое внимание следует уделить температурным деформациям этого станка, описывать эти явления и указать на то, что тепловые смещения шпинделя сильно влияют на точность токарного станков. В основном ось шпинделя в процессе разогрева станка перемещается в пространстве на несколько десятков микрометров, что превышает на один-два порядка точность изготовления детали. Для выяснения данной проблемы были проведены экспериментальные исследования [16]. А А |