Расчет механического цеха по выпуску деталей для автомобильных прицепов с разработкой технологического процесса изготовления детали «В

Продолжение таблицы 2.6

 

Операция	Переход	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин	N, кВт	To, мин
7-Фрезерная	1	9	0,021	43,3	688	1,2	2,59
	2	28	0,035	30,48	154	5,83	166,4
	3	15	0,035	18,85	150	3,26	23,08
	4	8	0,057	6,3	150	6,19	17,21
Операция	Переход			Н	n, об/мин	N, кВт
08-Сверлильная	1	0,39	19,4	6124	445	1,64	16,25
	2	0,39	19,4	6124	445	1,64	4,64
	3	0,53	14,6	19637	82	4,1	147,03
Операция	Переход		Н	, Н*м	n, об/мин	N, кВт
09-Резьбонарезная	1	29,2	22	4,1	465	0,75	36,44
	2	20,8	2,6	0,65	103	0,26	15,78

 

 

Нормирование технологического процесса:

 

Вспомогательное время, мин:

 

 

 

где   – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин.

Нормативное время на установку и снятие детали предусматривает выполнение следующей работы: установить и закрепить деталь, включить станок, выключить станок, открепить деталь, снять деталь, очистить приспособление от стружки.

 – вспомогательное  время, связанное с выполнением  операции, мин;

Вспомогательное время на проход (или поверхность) предусматривает выполнение следующего комплекса приемов:

а) подход инструмента (резца, сверла, фрезы и др.) к детали;

б) включение и выключение подачи;

в) измерение детали при взятии пробных стружек;

г) отвод инструмента в исходное положение.

 – вспомогательное  время на измерение, мин;

Время на измерение предусматривает выполнение работ, типичных для обработки на станках, включая время на взятие инструмента, установку размера измерения и очистку (в необходимых случаях) измеряемой поверхности.

 

 

Оперативное время, мин:

 

 

 

где   – основное время, мин;

 – вспомогательное время,  мин;

Время на организационное и техническое  обслуживание рабочего места, отдых  и личные надобности назначается в процентном отношении от оперативного времени (5%+6%)

Штучное время, мин:

 

 

 

где   – оперативное время, мин;

 – время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности, мин;

Штучно-калькуляционное  время, мин:

 

 

 

где   – штучное время, мин;

 – подготовительно-заключительное время, мин;

 – число деталей в партии, шт.

 

Нормирование  операций механической обработки проектного варианта сводим в таблицу 2.7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.7 – Сводная таблица норм времени по операциям технологического процесса

 

№ операции	Наименование операции	Основное время, мин	Вспомогательное время, мин			Оперативное время, мин	Время на организационное и техническое  обслуживание рабочего места, отдых  и личные надобности, %	Штучное время, мин	Подготовительно-заключительное время, мин	Штучно-калькуляционное время, мин
			установка и снятие детали	управление станком	измерение детали
03	Горизонтально- расточная	6,75	5,66	0,3	0,18	12,83	5	13,47	10,2	14,32
04	Токарная  с ЧПУ черновая	181,31	5,66	0,15	1,32	188,38	5	197,8	13,75	198,95
05	Токарная с ЧПУ чистовая	122,18	5,66	0,15	1,49	129,42	5	135,89	13,2	136,99
06	Круглошлифовальная	71,79	5,66	0,32	0,56	78,27	5	82,18	9,8	83
07	Фрезерная	209,29	5,66	4,67	2,2	221,76	5	232,85	15,3	234,13
08	Сверлильная	167,92	5,66	0,58	0,25	174,35	5	183,07	8,3	183,76
09	Резьбонарезная	52,22	5,66	0,62	0,43	58,87	5	61,83	5,75	62,31
Итого								907,09		918,77

 

 

Рассчитаем коэффициент  ужесточения:

 

 

 

где – штучное время по проектному варианту;

  – штучное время по базовому варианту.

 

 

 

 

2.6 Спецчасть. Обработка не жестких  валов

 

Известно, что в условиях рыночной экономики  предъявляются повышенные требования к качеству выпускаемой продукции, поскольку только при условии их удовлетворения она сможет стать конкурентоспособной. Особенно актуальна эта проблема в машиностроении. Современные методы обеспечения точности изготовления изделий не в полной мере обеспечивают и решают эту проблему [6]. Так, например, отсутствуют удовлетворительные методы по повышению точности диаметральных размеров нежестких валов при токарной обработке. И в связи с этим предлагается новый и оригинальный метод обработки таких изделий.

Разработанная система относится к области обработки поверхностей вращения цилиндрических деталей, у которых отношение длины к диаметру велико, то есть нежестких деталей и оценки их точности, она может быть использована для автоматизации токарной обработки с применением систем автоматического управления.

Вал является нежестким, если L/d > 10, где  L – длина детали, мм; d – диаметр детали, мм.

Преимущества  разработанной системы:

- увеличение производительности, поскольку за один проход осуществляется обработка без применения различных дорогостоящих приспособлений, например, использование люнетов и других устройств;

- увеличение точности геометрических параметров, таких как размер и форма, поскольку размер детали (диаметр) постоянен, а изменение формы, например, бочкообразности или седлообразности не наблюдается;

- повышение качества обрабатываемой поверхности за счет стабильных режимов обработки;

- стойкость инструмента увеличивается, потому что инструмент (резец) работает в одинаковых условиях;

- срок службы оборудования, естественно, возрастает.

 

Одной из задач автоматической системы управления режимами обработки является поддержание постоянной жесткости суппорта и постоянного прогиба f, так как

 

 

где J – жесткость системы;

– сила резания;

f – прогиб детали.

Предлагаемое устройство работает следующим образом (рисунок 2.4). Обработка детали производится обычным способом. Чувствительный наконечник бесконтактного датчика взаимодействует с неподвижной основой станка. С него постоянно снимается информация о величине отжатия резца. Этот сигнал усиливается усилителем, а в интерфейсе преобразуется в двоичный код и поступает в компьютер, где заранее заложена информация о требуемых геометрических размерах и физических свойствах материала детали. Полученный виртуальный геометрический образ сравнивается в компьютере с требуемыми размерами и в случае их расхождения формируется программа локальных поперечных перемещений резца по длине детали. После этого компьютер дает повторную обработку детали, затем процесс обработки и контроля повторяется. Это достигается тем, что сигнал рассогласования поступает из памяти компьютера на интерфейс, где преобразуется в аналоговый сигнал, воздействующий на электромагнит. В этом случае золотник смещается вдоль своей оси, пружина сжимается и тем самым уменьшается кольцевая щель h. Для масла, поступающего из гидравлического насоса, закрывается свободный проход в силовой цилиндр, на котором расположен суппорт с резцом.

Таким образом, поперечная подача резца изменяется. При этом контроль точности изготовляемой детали повторяется и при необходимости компьютер снова формирует программу локальных перемещений резца и дает повторную обработку, и контроль точности изготовляемой детали повторяется (рисунок 2.5).

 

 

Рисунок 2.4 - Принципиальная схема однокоординатного гидрокопировального устройства для токарного станка: 1 – гидравлический насос; 2 – компьютер; 3 – интерфейс; 4 – обрабатываемая деталь; 5 – суппорт с резцом; 6 – датчик упругих перемещений; 7 – усилитель; 8 – силовой цилиндр; 9 – золотник;10 – пружина; 11 – электромагнит.

 

Рисунок 2.5 - Кривая искажения формы детали при токарной обработке в центрах: 1 – обработка жесткой детали; 2 – обработка нежесткой детали

 

Зная  известные соотношения подачи S от величины дроссельного отверстия h, можно по строить зависимость S(h) (рисунок 2.6).

 

 

Рисунок 2.6 - Зависимость подачи S от величины дроссельного отверстия h

 

Структурная схема предлагаемой системы управления показана на рисунке 2.7.

Ее  можно успешно использовать в  токарно-револьверных станках модели 1К62.

Таким образом, разработка может иметь  широкое применение в машиностроении как наиболее эффективная и продуктивная в связи с тем, что обработка нежестких валов, составляющая до 30% от их общего количества, является достаточно трудоемкой вследствие малой жесткости технологической системы из-за возникающих при обработке вибраций погрешностей формы детали в поперечном и особенно в продольном сечении.

 

 

Рисунок.  2.7 - Структурная схема разработки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Конструкторский раздел

 

3.1 Проектирование  станочного приспособления

3.1.1 Описание конструкции и принцип действия

 

Выбор вида зажимного механизма осуществляется с учетом принятых решений по принципиальной схеме приспособления, требования и ограничений по габаритам и компоновке основных элементов приспособления. Зажимной механизм реализует усилие закрепления путем преобразования силы, развиваемой приводом приспособления.

Принципиальную  схему и вид зажимного механизма  выбираем в соответствии с принятой схемой базирования и обработки  заготовки и с учетом величины и места приложения силы ее закрепления. При этом структура и компоновка механизма должны быть простыми, а  само приспособление   компактным, небольших габаритов, удобно в монтаже  на столе станка и в эксплуатации; обеспечивать необходимое усилие закрепления  и достаточное быстродействие.

      К своей детали я подобрал  зажимной механизм рычажного  типа.

Краткое описание работы и конструкции данного  механизма:

- Под действием давления сжатого  воздуха, подаваемого в рабочий  цилиндр, поршень со штоком  одновременно расходятся, поворачивая  рычаг и осуществляя зажим  заготовки.

- Приспособление компонуется на  столе станка. Состоит из корпуса  2,установочных призм 1, пневмоцилиндра 3,  выполненного в корпусе приспособления, штока 4 и рычага 5, осуществляющего зажим (рисунок 3.1).

    Основные технические требования  к расположению установочных  элементов:

- Отклонения от параллельности  осей призм относительно поверхности  А не более Т₁ на длине l₁.

- Отклонения от параллельности  осей призм относительно направляющей  базы приспособления (поверхность  Б) не более Т₂ на длине l₂.

  Преимущества:

- Простота конструкции; можно получить  выигрыш в силе или в перемещении  (в данном случае в перемещении); постоянства силы закрепления,  которое не зависит от размеров  заготовки. Возможность установки  заготовки в труднодоступных  местах, технологичность, удобства  эксплуатации и надежность.

  Недостатки:

- несамотормозящий механизм; не предназначен  для непосредственного закрепления  нежестких заготовок.

 

 

Рисунок 3.1 - Станочное приспособление

 

 

3.1.1.1 Выбор схемы базирования

 

Выбор схемы базирования осуществляется исходя из конструкции детали, схемы  и способа обработки поверхности. При этом поверхности, принимаемые  в качестве технологических баз  должны иметь достаточную протяженность  и площадь и обеспечивать такую  схему базирования, при которой  число лишаемых степеней свободы  достаточно для получения выдерживаемых  на данной операции размеров, допусков отклонений форм и расположения поверхностей. Вместе с этим заготовка должна занимать в приспособлении надлежащее ей положение  под действием собственного веса и должно, обеспечиваться устойчивое положение ее при обработке.

Схемой  обработки на данном этапе предусматривается  фрезерно-центровальная операция (рисунок 3.2).

Для реализации принятой схемы базирования установочные элементы выбираем с учетом конструкции детали, формы, размеров, точности и качественного состояния базовых поверхностей.