Выбор инструментальных приспособлений

При выборе инструментальных приспособлений учитывались:

- вид механической обработки;

- конструкция посадочного места станка;

- форма и размеры инструмента (его хвостовика).

 

Инструментальные приспособления

Таблица 10.2

Опер.	Наименов. операции	Наименов. приспособ	Обозначен. приспособ
1,2,3	Токарная	Резцедержатель с	1-50 ОСТ2 П15-3-84
		цилиндрическим	D=50
		хвостовиком и	l=60
		с перпендикулярным	L=138
		открытым пазом	B=100
			b=25
4.1	Сверлить отверстия	Втулки переходные с	Втулка40-2-50
4.2		хвостовиком конус-	ОСТ2 П12-7-84
4.3		ностью 7:24 и внут-
		реним конусом Морзе
		к станкам с ЧПУ
5	Фрезерная	Патрон цанговый	ГОСТ 26539-85
		1-30-2-100	d=10-25
			l<100
6	Расточная	Оправка для полу-	ГОСТ П1417-84
		чистового раста-
		чивания 6504-0003

 

11. Выбор средств измерений и контроля размеров

Выбор средств измерения и контроля будем производить для наиболее ответственных параметров детали:

- Габаритные размеры

1. Длина

2. Диаметр Æ175

- Диаметр крепежной части

- Диаметр точного отверстия Æ10

3. Треугольное гнездо

Измеряется по соответствующим шаблонам (проходной и непроходной).

4. Остальные отверстия

Измеряются калибрами пробками соответствующих размеров.

Данные выбора приведены в таблице 11.1.

 

Таблица 11.1

Вид операции контроля	Наименование и марка прибора	Метрологическая характеристика
1. Измерение	Штангенрейсмас (с	Предел измерения 40-400 мм.
Длины детали	отсчетом по нониусу)	Цена деления 0.05мм.
L=180h14-1.15	41Р по ГОСТ 164-80	Вылет измерит. Губок 80мм.
		Погрешность ±0.05мм.
2. Измерение диаметра	Штангенрейсмас 41Р	Предел измер. 100-1000 мм.
D=Æ175h14-1	ГОСТ 164-80	Цена деления 0.1мм.
		Вылет измерит. Губок 125 мм
		Погрешность ±0.1мм.
3. Измерение диаметра	Гладкий микрометр	Цена деления 0.01мм.
крепежной	по ГОСТ 6507-78	Диапазон измерений 0-300мм.
Части Æ50-0.05		Погрешность ±2¸±6 мкм.
4. Измерение	Нутромер с измерит.	Диапазон 10-18мм.
Диаметра точного	головкой по	Цена деления 0.002мм
отв. Æ10+0.016	ГОСТ 9244-75 тип 106	Погрешность ±0.0035мм.
		Наиб. глубина измер. 100мм.
		Измерительное усилие 4Н.

 

Измерение взаимного расположения точных отверстий Æ10 производится на оптическом столе координатно-расточного станка.

Методика измерений может быть предложена следующая: измерению подвергается, например, каждая десятая деталь партии и если обнаруживается отклонение от допустимых погрешностей изготовления то проверяются все следующие детали, в случае если количество отбраковки превышает среднестатистический уровень производится контроль металлорежущего оборудования.

12. Выбор режимов резания

Режимы резания зависят от обрабатываемого материала, от материала режущей части инструмента, от шероховатости поверхности, от ее конфигура­ции, от величины припуска на об работку.

Принята следующая последовательность назначения режимов резания: сначала назначают глубину резания, затем задают величину подачи, потом скорость резания, затем скорость вращения шпинделя станка:

n =

 

Расчетно-аналитическим методом вычислим режимы резания для токарной обработки. Глубина резания назначается в зависимости от вида обработки, т.к. обработка черновая выбираем t = 2 мм. По таблицам в [3] в зависимости от диаметра обрабатываемой поверхности выбираем значение подачи s = 1мм/об. для диаметра Æ175мм. Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле:

v = v_тб × K_v = · K_mv × K_пв × K_ив

 

K_mv = К_г ×

Для углеродистой стали K_г = 1; s^в = 600; для резца n_v = 1.75.

K_пв — коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, равен 0.8 для поковки.

K_ив — коэффициент, учитывающий вид инструментального материала, для ВК8 равен 0.4.

Время износа материала резца для одноинструмантальной обработки 30¸60мин.

Показатели степеней x, y, m и коэффициент C_v по таблицам для значения подачи 1 мм/об и наружного продольного точения:

C_v = 350; x = 0.15; y = 0.35; m = 0.20.

После расчета получаем значение скорости резания 150 м/мин.

13. Техническое нормирование времени операций

Техническое нормирование времени операций можно выполнить расчетно-аналитическим методом. В нашем случае, в мелкосерийном производстве рассчитывается норма штучно - калькуляционного времени:

Т_шт.к. = Т_о + Т_в + Т_тех + Т_орг + Т_п + Т_п.з.,

где

Т_о — Основное (машинное) время, вычисляемое как отношение длины рабочего хода инструмента к подаче (в минутах) его перемещения.

Т_в — Вспомогательное время, включает в себя продолжительность всех вспомогательных ходов инструмента, включений, переключений станка, установки и снятия заготовки.

Т_тех — Время технического обслуживания

Т_тех = 0.06 (Т_о + Т_в)

Т_орг — Время организационного обслуживания

Т_орг = 0.06 (Т_о + Т_в)

Т_п — Время регламентированных перерывов

Т_п = 0.025 (Т_о + Т_в)

Т_п.з. — Подготовительно-заключительное время

Т_п.з. = 60 / р = а × 60 / N,

где

р — размер партии

N — годовая программа выпуска

a — количество запусков партии в течении года

Т_п.з. = 12 × 60/1000 = 0.72 (мин.)

Нормы времени представлены в таблице 5.

14. Выбор средств транспортировки заготовок

Для выполнения транспортных и загрузочно-разгрузочных операций используется безрельсовая транспортная тележка -транспортный робот " Элек­тро­ника НЦТМ-25". Особенностью данного транспортного робота является оснащение его автономным источником питания, микропроцессорным устройством управления, обеспечивающим слежение за трассой в виде светоотражающей полосы и загрузочно-разгрузочным столом, на котором устанав­лива­ется тара и сменные спутники. На стойке робота автоматически устанавливается или снимается тара при помощи подъемного загрузочно-разгрузочного стола, смонтированного на тележке. Подъем грузовой платформы осуществля­ется с помощью выдвижных штырей; высота ее подъема 150 мм. В корпусе автоматической тележки смонтированы электроприводы движения и поворота с питанием от аккумуляторов. Тележка выполнена в виде шасси с двумя ведущими колесами, установленными на поперечной оси в центре шасси и четырьмя опорными колесами спереди и сзади. Фотоэлектрические датчики для слежения за трассой по светоотражающей полосе, нанесенной на полу, расположены с двух сторон в нижней части шасси. В корпусе тележки расположены также датчики контроля за состоянием отдельных узлов. Безопасность эксплуатации обеспечивается механическим отключением привода от дуги, срабатывающего в случае касания ею препятствия.

Информацию о маршруте движения робокара получает на станциях останова, размещенных у склада и оборудования, посредством оптоэлектронной системы обмена информацией без электрического контакта.

Технические характеристики:

Грузоподъемность, кг 500

Скорость движения по светоотражающей полосе, м/с 0,2...0,8

Радиус поворота, мм 500

Погрешность позиционирования, мм:

поперечная +0,5

продольная +20

Удельная потребляемая мощность, Вт/кг 0,12

Длительность работы при двухсменной работе с под-

зарядом аккумуляторных батарей, ч 500

Габаритные размеры, мм 2200х700х300

Масса, кг 290

15. Программирование станка с ЧПУ

15.1 Схема технологической наладки токарного станка с ЧПУ для чистовой токарной операции (3) приведена на рис 15.1

15.2 Перемещения режущего инструмента при чистовой токарной обработке приведены в таблице 15.1.

Таблица перемещений резцов станка с ЧПУ

Таблица 15.1

Адрес инструмента	№ участка траектории, знак и величина перемещения
Т101	1 X–75.5	2 X–27	3 X+102.5
	Z–20		Z+20
T102	1 Х–75.5	2 X–7	3	4 Х+37	5
	Z–29		Z–35		Z–34
	6 X–19.5	7	8 Х+65
		Z–31	Z–140
T103	1 X–80.7	2 X–3.9	3 X+3.9	4 X+80.7
	Z–74.2	Z–3.9	Z+3.9	Z+74.2
T104	1 Х–82.5	2 X+35	3 X+10	4 Х–36.5	5 X–3
	Z–75			Z–57
	6 X+3	7 Х+40.5	8 Х+3	9 Х+20
	Z–3		Z–3	Z+143
T105	1 X–75.5	2 Х–2	3	4 X+32	5 X–2
	Z–20		Z–10	Z–46
	6	7 X–14.5	8 X–3	9 Х+20	8 X+25
	Z–10	Z–10	Z–3		Z+98

15.3 Применяемые команды станка с ЧПУ.

G - подготовительная функция 01,10,11 для линейного перемещения;

03, 30, 31 - для движения против часовой стрелки;

X,Z - задают относительное смещение в координатах станка;

S - задает скорость вращения шпинделя;

F - задает величину подачи;

M - Вспомогательная функция;

T - Смена инструмента;

15.4 Программа для токарного станка с ЧПУ

%

N001 G27 S028 M104 T101

N002 G58 Z+000000 F70000

N003 G58 X+000000 F70000

N004 G26

N005 G01 F10200 L131

N006 X-15100 Z-02000 F10600

N007 X-05400 F10056

N008 X+20500 Z+02000 F70000

N009 G40 F10200 L31

N010 T102

N011 G26

N012 G01 F10200 L32

N013 X-15100 Z-02900 F10600

N014 X-01400 F10050

N015 Z-03500 F10024

N016 X+07400 F10600

N017 Z-03400

N018 X-03900

N019 Z-03100 F10024

N020 X+13000 Z+14000 F70000

N021 G40 F10200 L31

N022 T103

N023 G26

N023 G01 F10200 L33

N024 X-16140 Z-07420 F10600

N025 X-00780 Z-00390 F10024

N026 X+00780 Z+00390 F10120

N027 X+16140 Z+07420 F70000

N028 G40 F10200 L31

N029 T104

N030 G26

N031 G01 F10200 L32

N032 X-16500 Z-07500 F10600

N033 X+07000 F10120

N034 X+02000 F10600

N035 X-07300 Z-05700

N036 X-00600 F10200

N037 G03 X+00600 Z-00300 I+00600 F10120

N038 X+08100 F10120

N039 X+00600 Z-00300

N040 X+04000 Z+14300 F70000

N041 G40 F10200 L31

N042 T105

N043 G26

N044 G01 F10200 L32

N045 X-15100 Z-02000 F10600

N046 X-00400 F10200

N047 Z-01000 F10120

N048 X+06400 Z-04600 F10600

N049 X-00400 F10200

N050 Z-01000 F10120

N051 Z-00200 F10056

N052 X-03900 Z-02000 F10120

N053 G03 X+00600 Z-00300 I-00600 F10120

N054 X+02000 F10600

N055 G40 F10200 L35

N056 G25 X+99999 F70000

N057 M105

N058 G25 Z+99999

N059 M002

16. Технико-экономическое обоснование разработанного технологического процесса

Наиболее точным методом расчета себестоимости вариантов технологи­ческих процессов при их сопоставлении является элементный метод или метод прямого расчета всех составляющих себестоимости.

В отдельных случаях при расчете можно не учитывать затраты, которые во всех сравниваемых вариантах остаются постоянными, и определять себестоимость только по затратам, зависящим от сравниваемых технических процессов. Такая не полная себестоимость, включающая в себя не только затраты, обусловленные вариантом технологического процесса, называется технологической себестоимостью С_т. Она в общем случае соответствует цеховой себестоимости и состоит из:

С_т = С_з + С_зн + С₇ + С_в + С_реж + С_м + С_а + С_р + С_п + С_пл + С_о + С_{исх.заг} ,

где

С_з — заработная плата рабочих с начислениями;

С_зн — зарплата наладчиков с начислениями;

С₇ — затраты на силовую энергию;

С_в — затраты на вспомогательные материалы;

С_реж — затраты на амортизацию, заточку и ремонт универсального и специального режущего инструмента;

С_м — затраты на амортизацию и ремонт универсального и специаль­ного мерительного инструмента;

С_а — затраты на амортизацию оборудования;

С_р — затраты на ремонт и модернизацию оборудования;

С_п — затраты на ремонт и амортизацию приспособлений;

С_пл — затраты на амортизацию, ремонт, отопление, освещение и убор­ку производственного помещения;

С_о — затраты на общие цеховые расходы;

С_{исх.заг} — стоимость исходной заготовки;

При расчете себестоимости для мелкосерийного производства этот метод применяется с учетом укрупненных нормативов затрат.

Отдельные слагаемые себестоимости находят по соответствующим нормативам затрат (таблицам), отнесенным к часу или минуте работы станка.

Технологическая себестоимость операции отсюда будет равна произведению себестоимости станкочаса на общую трудоемкость операции.

Расчет технологической себестоимости сведен в таблицу 16.1.

Расчет себестоимости

Таблица 16.1

Вид станка	Норматив затрат, коп./час	Время работы, час.	Сумма затрат, коп.
Токарный	143.6	0.83	119.18
Сверлильный	121.2	0.16	19.40
Фрезерный	137.8	0.25	34.50
Расточной	200.0	0.3	60.00
Шлифовальный	167.8	0.3	50.34
Итого			283.42

Полная себестоимость детали равна 283 + 586 = 869 коп.

При норме прибыли около 30% оптовая цена хвостовика может составить 11 руб. 29 коп. по ценам 1980-х гг. или $16.

17. Исследовательская часть проекта

Технологические возможности обработки металлов ультразвуком

Ультразвуковые колебания

Ультразвуковыми называются упругие колебания материальной среды с частотой, превышающей предел слышимости человеческого уха (св. 18000 Гц.). Ультразвуковая энергия передается в виде волны. Основными величинами, характеризующими гармонические колебания, являются:

l — длина волны,

А — амплитуда колебаний,

f — частота колебаний,

Т — период колебаний.

Малые длины волн дают возможность ультразвуку распространяться в средах направленными пучками, получившими название ультразвуковых лучей. Ультразвуковые лучи получают увеличением частоты колебаний. Так, например, при частоте колебаний 100 кГц длина волны в твердом теле будет около 4 см. При волновом движении материальной точки в каждый момент времени частица обладает определенным значением смещения, скорости и ускорения. Ультразвуковые волны могут распространяться в любых упругих средах: жидких, твердых и газообразных. Различают три вида ультразвуковых волн: продольные поперечные и поверхностные. В твердых телах могут распространяться волны всех трех видов, в жидких и газообразных лишь продольные.

Если к какому-нибудь телу приложить силу, то в нем произойдут деформации, т.е. некоторое смещение одних частиц по отношению к другим. В результате может измениться как объем, так и форма тела. Таким образом, твердые тела обладают не только объемной упругостью, но и упругостью формы. Поэтому в твердых телах наряду с нормальными могут возникать и касательные напряжения сдвига, а вместе с ними и поперечные волны.

Скорость распространения продольных волн в стальном стержне равна 5170 м/с. В более толстых стержнях сказывается эффект поперечного сжатия — увеличение инерции в результате радиальных колебаний, что вызывает уменьшение скорости распространения продольных волн.

Распространение ультразвуковых волн в твердых телах сопровождается потерями энергии на внутреннее трение, теплопроводность и упругий гистерезис. Потери энергии зависят от физико-механических свойств и структуры материала.

Когда ультразвуковая волна попадает на границу раздела между двумя средами, то часть звуковой энергии из первой переходит во вторую, а часть энергии отображается обратно.

При этом распределение энергии между перешедшей в другую среду и отраженной от нее зависит от соотношения акустических сопротивлений этих сред.