7. Расчёт общей длинны метчика: L=15+3+14+1,5+20=53,5, < 58 Принимаем L=58мм по ГОСТ 3266 lхв=56мм;
8. Выбор геометрических параметров: γ=8°; α=4°;
K= π ∙tg α/z; (53)
K=3,14∙8∙0,2/3=1,67 ≈ 1
9. Выбор степени точности метчика: Н3
10. Определение размеров профиля резьбы: ГОСТ 17039-71 d=5,093; d2=5,131; d1=4,286;
P=0,8 +0,010a/2=30°+25';
11. Назначение технических требований: Шероховатость профиля резьбы, передней и задней поверхности - Rz 3,2; Шероховатость хвостовика Ra 1,6; Допуск заднего угла ±2°; Биение профиля относительно оси 0,02 мм;
3.2 Приспособление для установки заготовки
Расчёты выполняем по методике [1].
3.2.1 Описание конструкции
Для обработки плоскостей и паза в детали «Фланец» ) №9А719.540.403 применяется фрезерное приспособление. Приспособление устанавливается на столе станка нижней плоскостью корпуса, фиксируется и закрепляется с помощью болтов в Т-образные пазы стола станка. Для более точной фиксации приспособления на столе станка на корпусе приспособления имеется фиксатор, ширина которого равна ширине паза. Базовой деталью приспособления является корпус, на котором монтируются установочно-зажимные элементы, а так же вспомогательные детали и механизмы.
Базирование детали в приспособлении осуществляется по диметру 70е8 и торцу. Для базирования детали по диаметру используется кольцо, выполняющее роль сменной наладки. Это кольцо необходимо, так как данное приспособление используется для установки аналогичных деталей, но имеющих несколько иной диаметр, по которому происходит базирование. Зажим детали в приспособлении с помощью прихватов. Всего прихватов имеющихся в приспособлении четыре, но одновременно из них работают только два, так как специфика обработки не позволяет использовать сразу четыре прихвата. При этом наличие четырех прихватов также необходимо, так как при выполнении операции происходит смена прихватов.
Установочной базой в детали является торец Ø110/Ø70, направляющей базой является Ø70. Таким образом деталь лишается 5-ти степеней свободы. Шестой степени свободы деталь лишается при работе инструмента.
3.2.2 Расчёт на точность
Se < T(54)
где, Se - суммарная погрешность обработки
Т - величина допуска выполняемого размера при обработке заготовки в операции
В общем случае суммарная погрешность, учитывающая наиболее значительные погрешность может быть представлена:
Se = Ey+Eo+En(55)
где, Ey - погрешность установки заготовки
Eo - погрешность обработки заготовки
En - погрешность положения заготовки
При проявлении погрешностей в различных плоскостях системы координат Eу равно:
Ey =√ Eб²+Eз²+Eпр² (56)
где, Eб - погрешность базирования
Eз - погрешность закрепления
Eпр - погрешность приспособления
Погрешность положения En определяется по формуле:
En = √ Eпр²+Eус²+Eи² (57)
где, = Eпр - погрешность изготовления приспособления в направлении допуска
Eус - погрешность установки приспособления на столе
Eи - погрешность положения заготовки из-за износа установленных элементов приспособления.
Eус = 0,03 мм
Eи = U (58)
U = Uo·K1·K2·K3·K4·(N/No) (59)
где, U - износ установочных элементов
Uo - средний износ установочных элементов
Uo,K1,K2,K3,K4 - коэффициенты, учитывающие влияние, условий обработки и числа заготовок
N - число установок заготовок на данной операции
Uo = 0,04 мм
K1 = 0,97
K2 = 1,25
K3 = 0,94
K4 = 2,8
No = 100000; N = 4500;
U= 0,04·1,25·0,94·0,97·2,8·(4500/100000) = 0,005 мм
Еu = 0,005
Погрешность от смещения инструмента Eпи = 0, так как положение фрезы не выверяется по установу.
Погрешность изготовления приспособления рассчитывается по формуле:
[Епр] < Т-Кт √(Кб·Еб)²+Ез²+Еу²+Епи²+(Кw·W)² (60)
где, [Епр] - диапазон, в котором должна находиться точность приспособления
Кт = 1…1,2 – коэффициент, учитывающий отклонения рассеяния значений соответствующих величин от закона нормального распределения.
Кб = 0,8…0,85 - коэффициент учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках.
Кw = 0,6…0,8 - коэффициент учитывающий долю погрешности вызываемой факторами независящими от приспособления
W - экономическая точность обработки.
W = 0,039
[Епр] < 0,4 - 1,2 √(0,85·0,046)²+0,08²+0,03²+0+(0,039+0,8)² = 0,28
3.2.3 Расчёт зажимного механизма
Расчёт усилия зажима согласно схемы зажима
W = k·P/f1+f2 (61)
где, f1 - коэффициент трения с установочными элементами
f2 - коэффициент трения с зажимными элементами
k - коэффициент запаса
P - усилия резания
P = 925 Н
f1 = 0,15
f2 = 0,15
K = Ko·K1·K2·K3·K4 (62)
где, Ko = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса
K1 = 1 - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки
К2 = 1,4 - коэффициент учитывающий увеличения сил резания от прогрессирующего затупления инструмента.
К3 = 1,3 - коэффициент учитывающий постоянство сил зажима
К4 = 1,2 - коэффициент учитывающий эргономику ручных зажимных элементов
К = 1,5·1·1,4·1,3·1,2 = 3,2
Тогда усилие зажима:
W = 3,2·925/0,15+0,15 = 9866 Н.
Так как в приспособлении применяется винтовой зажим, то определяем номинальный диаметр резьбы:
d = С √ W/[Gр] (63)
где, С - коэффициент, для основных метрических резьб.
[Gр] - допустимое напряжение материала.
С = 1,4.
Так как болт для зажима изготовлен из Стали 45 и проходит термообработку, то
[Gр] = 60 МПа
W = 9866/2 = 4933, так как в зажиме участвуют 2 болта одновременно.
Принимаем М14.
Для данной резьбы допустимым усилием будет являться W = 6,86 кН = 6860 Н.
3.3 Контрольный инструмент
Расчёты производим по методике [15]
3.3.1 Описание конструкции
Калибром называют бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля размеров и форм, и взаимного расположения поверхностей детали. Поскольку размер детали ограничен двумя предельными размерами для их контроля необходимо иметь два калибра, один из которых контролирует деталь по её наибольшему, а другой по её наименьшему предельным размерам.
Для контроля валов изделий применяют калибры-скобы, проходной и непроходной.
Калибр, контролирующий предельный размер, соответствующий максимуму материала проверяемого изделия, называется проходимым. При контроле изделия калибр должен свободно проходить под действием собственной массы или определённой нагрузки.
Калибр, контролирующий предельный размер, соответствующий минимуму материала проверяемого изделия, называется непроходимым. При контроле изделия калибр не должен проходить.
Калибр-скобы для контроля валов могут иметь различные конструкции:
1. Листовая двухсторонняя;
2. Листовая односторонняя;
3. штампованная двухсторонняя;
4. Регулируемая.
Выбор конструкции калибра зависит от метода контроля. В данном случае, для контроля размера диаметра вала была выбрана листовая односторонняя нерегулируемая калибр скоба. Данная скоба имеет некоторые конструктивные особенности. Часть калибра, предназначенная для контроля максимального предельного размера изделия, называемая проходным размером (Пр), расположена рядом с частью калибра, предназначенного для контроля минимального предельного размера изделия, называемое непроходимым размером (Не). Эти две части измерителя расположены таким образом, чтобы при контроле изделия сказу можно было проверять правильность его размера по максимальному и минимальному придельным размерам. Другими словами, калибр при контроле изделия должен свободно проходить только на участке предназначенного для контроля максимального размера, и останавливаться достигая непроходного участка.
3.3.2 Расчёт исполнительных размеров
Определение исполнительных размеров для калибра скобы для вала Ø90 мм с полем допуска ±0,0065
Определяем наибольший и наименьший предельные размеры вала:
Dmax = 70,0065мм; Dmin = 69,9935мм;
Для квалитета js5 интервал размеров свыше 50 до 80 мм;
Находим данные для определения необходимых калибров и контркалибров.
z1 = 0,0004 мм;
y1 = 0,0003 мм ;
H1 = 0,0005 мм;
Hp = 0,0002 мм;
1. Наименьший размер проходного нового калибра-скобы ПР: ПР = Dmax - z1-H1/2 (64)
ПР = 70,0065 - 0,0004 - 0,0005/2 = 70,0006 мм
2. Наименьший размер непроходного калибра-скобы НЕ: НЕ = Dmin - H1/2 (65)
НЕ = 69,9935 - 0,0005/2 = 69,9932 мм
3. Предельный размер изношенного калибра-скобы ПР: ПР = Dmax + Y1 (66)
ПР = 70,0065 + 0,0003 = 70,0068 мм
4. Наибольший размер контр-калибра К-ПР: К-ПР = Dmax -z1 + Hp/2 (67)
К-ПР = 70,0065 - 0,0004 + 0,0002/2 = 70,0062 мм
5. Наибольший размер контр-калибра К-НЕ: К-НЕ = Dmin - z1 + Hp/2 (68)
К-НЕ = 69,9935 + 0,0002/2 = 69,9936 мм
6. Наибольший размер контр-калибра К-И: К-И = Dmax + Y1 + Hp/2 (69)
К-И = 70,0065 + 0,0003 + 0,0002/2 = 70,0069 мм
4. Организация производства на участке
Расчёты в разделе производим по методике [25]
4.1 Расчёт количества оборудования и его загрузки
Определение такта выпуска
t = 60·Фдо/N(70)
где, N - годовая программа выпуска
Фдо - действительный фонд времени работы оборудования
t = 60·2064/4500 = 27,5 Принимаем t=28
Расчёт количества оборудования Si, необходимого для выполнения конкретной операции
Si=Тшк/t(71)
где, Тшк - штучно-калькуляционное время
Si 015 = 1,42/28 = 0,05
Si 025 = 2,03/28 = 0,07
Si 035 = 2,93/28 = 0,1
Si 045 = 19,3/28 = 0,67
Si 050 = 9,78/28 = 0,35
Si 055 = 1,3/28 = 0,05
Si 060 = 9,65/28 = 0,34
Si 070 = 2,01/28 = 0,07
Si 075 = 2,15/28 = 0,08
Si 085 = 1,83/28 = 0,06
Si 105 = 2,22/28 = 0,08
Si 115 = 4,4/28 = 0,16
Тогда расчётный коэффициент загрузки каждого станка Кзi определяется по формуле:
Кзi = Тшк/t·Si(72)
Кзi 015 = 1,42/28·1 = 0,05
Кзi 025 = 2,03/28·1 = 0,07
Кзi 035 = 2,93/28·1 = 0,1
Кзi 045 = 19,3/28·1 = 0,67
Кзi 050 = 9,78/28·1 = 0,35
Кзi 055 = 1,3/28·1 = 0,05
Кзi 060 = 9,65/28·1 = 0,34
Кзi 070 = 2,01/28·1 = 0,07
Кзi 075 = 2,15/28·1 = 0,08
Кзi 085 = 1,83/28·1 = 0,06
Кзi 105 = 2,22/28·1 = 0,08
Кзi 115 = 4,4/28·1 = 0,16
4.2 Организация перемещения оборудования, заготовок и деталей, уборка стружки
В цеху установлены токарные, сверлильные, фрезерные станки, станки полуавтоматы, а так же станки с числовым программным управлением. Станки с числовым программным управлением способны продолжительно, без переналадки, автоматически выполнять запрограммированные операции. Заготовку небольшой массы устанавливают в ручную, без использования средств автоматизации, для установки тяжёлых деталей используют подъёмные средства, такие как поворотные краны, кран-балки. Для складирования заготовок и готовых деталей, а так же приспособлений используются промежуточные склады на территории цеха.