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

С учетом этих показателей, в качестве установочных элементов по ГОСТ 12195-66 принимаем призмы опорные. Размеры установочных элементов принимаем в соответствии с размерами базовых поверхностей. Шероховатость их рабочих поверхностей не должна быть больше шероховатости базовых поверхностей детали.                                                                                             [8, с.363]

Рисунок 3.2 - Схеме базирования вала

 

 

3.1.1.2 Выбор  установочных элементов для реализации принятой схемы базирования

             

Такое размещение обеспечивает наилучшую устойчивость заготовки и распределение опорных реакций сил резания и закрепления.

Эскизы  выбранных установочных элементов  приведены на рис 3.3.

 

 

Рисунок 3.3 - Схема установки вала

 

3.1.2 Расчет усилия зажима, точность базирования заготовки

 

Силовой расчет приспособления выполняется  с целью обеспечения гарантированной неподвижности обрабатываемой заготовки под действием технологических нагрузок.

Силовой расчет приспособления включает:

-анализ  схемы действия сил;

-расчет  зажимного механизма;

-расчет  усилия закрепления;

-расчет  силового привода.

Основными силовыми технологическими факторами, действующими при механической обработке, являются силы резания, трения веса и  инерции.

Величины  сил резания  и трения рассчитываются по известным  формулам теории резания  и обработки.                                                                         [9, c. 73-78]

Эмпирические  коэффициенты и показатели степени определяются по справочникам.                                                                                                             [10]

 

Рассчитаем  силу зажима заготовки в призме:

 

 

 

где – коэффициент запаса,

=1,5 - гарантированный коэффициент  запаса;

=1,2 - учитывает состояние базовых  поверхностей;

=1,0-1,9 - учитывает затупление инструмента;

=1,0 - 1,2 - учитывает ударную нагрузку  на инструмент;

=1,0 - 1,3 - учитывает стабильность  сил, развиваемых приводом;

=1,0-1,2 - учитывает удобство управления зажимными механизмами с ручным приводом;

=1,0-1,5 - учитывает определенность  расположения опорных точек при смещении заготовки моментом сил.

Все коэффициенты определяем по справочной литературе.                         [10]

 

К = 1,5*1,2*1,3*1,2*1,3*1,5 = 5,47

 

 – крутящий момент:

 

 

 

где - сила резания,

 

 

 

где – показатель степени;

 – показатель степени;

 – показатель степени;

 – показатель степени;

 – показатель степени;

 – показатель степени;

 – количество зубьев фрезы;

 – диаметр фрезерования.

 

 

 

 

 

При определении величины силы трения принят коэффициент трения f=0,25.

 

 

 

Направление действия и точка приложения усилия закрепления определяются исходя из общего требования: необходимо исключать  возможность смещения или поворота, характерных для рассматриваемой  опасной ситуации. То есть,  сила закрепления непосредственно или  через создаваемые ею силы трения и реакции опор должна препятствовать возможному смещению или провороту заготовки. При этом следует стремиться к такому выбору направления и точки приложения усилия закрепления, чтобы одновременно исключить возможность потери неподвижного состояния заготовки для всех опасных ситуации.

 

Определение величины силы тяги на штоке пневмоцилиндра:

 

 

где и – плечи данного зажимного механизма:

= 0,7м;  

= 1м;

 – коэффициент полезного действия пневмоцилиндра. (η = 0,9)

 

 

Оценка  точности приспособления

 

Проектируемое приспособление должно обеспечивать требуемый  уровень точности обработки, что  соответствует выполнению следующего условия:

 

 

 

 

где  – допустимая величина погрешности приспособления (мкм);

  – действительная величина погрешности приспособления (мкм). 

Допустимая  величина погрешности зависит от величины допуска 
на геометрический параметр, получаем при обработке с помощью данного приспособления, и определяется с учетом погрешностей механической обработки другого вида.

 

 

                                                                                      

где  – среднеэкономическая точность данного вида обработки, определяемая по справочнику.                                                                                                           [11]

ω = 160 мкм

  – коэффициент ужесточения;

  – допуск на размер;

 

 

 

 

Действительная  погрешность приспособления включает три составляющие

 

 

                                                        

где     - погрешность базирования (мкм);

  - погрешность закрепления (мкм);

  - погрешность приспособления (мкм).

 

Погрешность закрепления рассчитывается по рассчитанным величинам смещений заготовки

 

 

                                                

где     - наибольшее и наименьшее смещение заготовки (мкм);

          - угол между линией действия силы закрепления направлением выполняемого размера.

Перемещения определяются величиной контактной деформации в местах контакта детали с опорными элементами и вычисляются по формуле.

 

 

 

где – коэффициент,  характеризующий вид контакта,                        [9,стр.529]

= 0,026; 

 – сила зажима заготовки

= Н;

= 0,4 – 0,8.

 

 

Отсюда,

 

 

 

Погрешность, вызываемая размерным износом режущего инструмента:

 

 

 

где = (0,3-0,8) – допустимый износ режущего инструмента по задней поверхности;

Принимаем = 0,4.

- задний угол инструмента, град.,

 

 

 

Погрешность станка. Принимаем по справочным материалам [8].

Погрешность фрезерного станка ₌ 20мкм.

 

Определим величину погрешности приспособления.

  _{– погрешность,  вызванная неточностью  приспособления.}

 

 

 

где – коэффициент, определяющий долю возможного брака;

= 3;

  и  – коэффициенты, зависящие от кривой распределения;

= 1/3;

= 1/9;

= (0 – 15) мкм;

_{= (0 – 10) мкм.}

 

Определим величину допускаемого износа:

 

 

 

где – коэффициент, характеризующий форму поверхности опор.

= 0,3 – 0,5 - для призмы.

 

 

 

 

 

Погрешность базирования возникает при несовпадении технологической и измерительной  баз. Погрешность закрепления обусловлена  неоднородностью свойств поверхности  обрабатываемой заготовки в (основном шероховатости и твердости), а  также нестабильностью величины усилия закрепления.

В данном случае погрешность базирования   = 0, т.к. соблюдается постоянство баз.

Отсюда,

 

 

 

Исходя  из расчетных данных найдем суммарную  погрешность:

 

 

где = 1 – 1,2.

 

 

 

В этом случае условие  соблюдается и, следовательно, требуемая точность обработки детали в приспособлении обеспечивается.

 

 

3.2 Описание и расчет режущего инструмента

 

Фрезы – один из самых распространенных видов инструмента. По назначению. Они делятся на фрезы для обработки плоскостей, прорезки, отрезки, обработки резьб и зубьев. По способу крепления – на фрезы хвостовые и фрезы насадные. По конструктивному исполнению – на фрезы цельные и сборные.

При проектировании детали «Вал приводной » в технологическом процессе, исходя из серийности производства и отсутствия стандартных фрез, необходимо изготовить концевую фрезу для прорезании шпоночного  паза шириной В=30 мм.

Материал  для изготовления фрезы:

- режущая часть изготавливается  из стали Р6М5;                                         [7, с. 110]

- хвостовик изготавливается  из стали 45 ГОСТ 1050-88.

 

Геометрические  параметры фрезы:

- задний угол фрезы, град.,

 

- вспомогательный задний угол;

- угол наклона винтовых канавок,                                                        [7, с. 110]

                                                                                              [7, с. 113]

- главный угол в плане,

 

- вспомогательный угол в плане,

                                                                                                      [7, с. 113]

 

Диаметр фрезы:

 

 

 

где – ширина фрезерования,                                                                         [7, с. 114]

 

- максимальная глубина фрезерования;

                                                                                                             [7, с. 114]

 – максимальная подача,

 

 – число зубьев для шпоночных фрез,

 

- расстояние между опорами оправки,

 

 – максимально допустимый прогиб оправки,

 

 

 

 

 

Высота зуба:

 

 

где – для концевых фрез;

 

 

 

Ширина ленточки:

 

 

 

3.3 Методы измерений

В соответствии с РМГ 29-99, к числу  основных методов измерений относят  метод непосредственной оценки и  методы сравнения: дифференциальный, нулевой, замещения и совпадений.

Непосредственный  метод - метод измерений, в котором  значение величины определяют непосредственно  по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия, например измерения вала микрометром и  силы - механическим динамометром.

Методы  сравнения с мерой - методы, при  которых измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой:

- дифференциальный метод характеризуется  измерением разности между измеряемой  величиной и известной величиной,  воспроизводимой мерой. Примером  дифференциального метода может  служить измерение вольтметром  разности двух напряжений, из  которых одно известно с большой  точностью, а другое представляет  собой искомую величину;

- нулевой метод - при котором  разность между измеряемой величиной  и мерой сводится к нулю. При  этом нулевой метод имеет то  преимущество, что мера может  быть во много раз меньше  измеряемой величины, например взвешивание  на весах, когда на одном  плече находится взвешиваемый  груз, а на другом - набор эталонных  грузов;

- метод замещения - метод сравнения  с мерой, в котором измеренную  величину замещают известной  величиной, воспроизводимой мерой.  Метод замещения применяется  при взвешивании с поочередным  помещением измеряемой массы  и гирь на одну и ту де  чашу весов; 

- метод совпадений - метод сравнения  с мерой, в котором разность  между измеряемой величиной и  величиной, воспроизводимой мерой,  измеряют, используя совпадение  отметок шкал или периодических  сигналов. Примером использования  данного метода может служить  измерение длины при помощи  штангенциркуля с нониусом.

Средство  измерений - техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» средство измерений определено как техническое средство, предназначенное для измерений. Формальное решение об отнесении технического средства к средствам измерений принимает Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

Классификация средств измерений по техническому назначению:

• измерительный прибор — средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне;
• измерительный преобразователь — техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи;
• измерительная установка (измерительная машина) — совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и других устройств, предназначенная для измерений одной или нескольких физических величин и расположенная в одном месте
• измерительная система— совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т. п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях;
• измерительно-вычислительный комплекс — функционально объединенная совокупность средств измерений, ЭВМ и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения в составе измерительной системы конкретной измерительной задачи.