Выбор средств технологического оснащения

5 Выбор средств технологического оснащения

Задача раздела – выбрать для каждой операции ТП такие оборудование, приспособления, режущий инструмент (РИ) и средства контроля, которые бы обеспечили минимальные затраты на обработку при безусловном выполнении требований к качеству обработки, заданных чертежом детали.

5.1 Выбор оборудования

При выборе типа и модели металлорежущих станков будем руководствоваться следующими правилами [1]:

1) Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными достаточными для того, чтобы обеспечить выполнение требований предъявленных к операции.

2) Станок должен обеспечить максимальную концентрацию переходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки.

3) В случае недостаточной загрузки станка его технические характеристики должны позволять обрабатывать другие детали, выпускаемые данным цехом, участком.

4) Оборудование не должно быть дефицитным, следует отдавать предпочтение отечественным станкам.

5) В среднесерийном производстве следует применять преимущественно универсальные станки, револьверные станки, станки с ЧПУ, многошпиндельные полуавтоматы. На каждом станке в месяц должно выполняться не более 40 операций при смене деталей по определенной закономерности.

6) Оборудование должно отвечать требованиям безопасности, эргономики и экологии.

 Если для какой-то операции этим требованиям удовлетворяет несколько моделей станков, то для окончательного выбора будем проводить сравнительный экономический анализ.

 Выбор оборудования проводим в следующей последовательности:

1) Исходя из формы обрабатываемой поверхности и метода обработки, выбираем группу станков.

2) Исходя из положения обрабатываемой поверхности, выбираем тип станка.

3) Исходя из габаритных размеров заготовки, размеров обработанных поверхностей и точности обработки выбираем типоразмер (модель) станка.

Данные по выбору оборудования заносим в таблицу 5.

5.2 Выбор приспособлений

При выборе приспособлений будем руководствоваться следующими правилами [1]:

1)Приспособление должно обеспечивать материализацию теоретической схемы базирования на каждой операции с помощью опорных и установочных элементов.

2)Приспособление должно обеспечивать надежные закрепление заготовки при обработке.

3)Приспособление должно быть быстродействующим и удобным в эксплуатации.

4)Зажим заготовки должен осуществляться, как правило, автоматически.

5)Следует отдавать предпочтение стандартным, нормализованным, универсально-сборным приспособлениям, и только при их отсутствии проектировать специальные приспособления.

Исходя из типа и модели станка и метода обработки, выбираем тип приспособления.

Выбор приспособления будем производить в следующем порядке:

1) Исходя из теоретической схемы базирования и формы базовых поверхностей, выбираем вид и форму опорных, зажимных и установочных элементов.

2) Исходя из расположения базовых поверхностей и их состояния (точность, шероховатость), формы заготовки и расположения обрабатываемых поверхностей выбираем конструкцию приспособлений.

3) Исходя из габаритов заготовки и размеров базовых поверхностей, выбираем типоразмер приспособления.

Данные по выбору приспособлений заносим в таблицу 5.

5.3 Выбор режущего инструмента

При выборе РИ будем руководствоваться следующими правилами:

1)  Выбор инструментального материала определяется требованиями, с одной стороны, максимальной стойкости, а с другой минимальной стоимости.

2)  Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным инструментам. Специальный инструмент следует проектировать в крупносерийном и массовом производстве, выполнив предварительно сравнительный экономический анализ.

3)  При проектировании специального режущего инструмента следует руководствоваться рекомендациями по совершенствованию РИ.

Выбор режущего инструмента (РИ) будем производить в следующем порядке:

1)  Исходя из типа и модели станка, расположения обрабатываемых поверхностей и метода обработки, определяем вид РИ.

2)  Исходя из марки обрабатываемого материала, его состояния и состояния поверхности, выбираем марку инструментального материала.

3)  Исходя из формы обрабатываемой поверхности, назначаем геометрические параметры режущей части (форма передней поверхности, углы заточки: g, a, j, j₁, l; радиус при вершине).

4)  Исходя из размеров обрабатываемой поверхности, выбираем конструкцию инструмента, его типоразмер и назначаем период стойкости Т.

 Данные по выбору РИ заносим в таблицу 5.

5.4 Выбор средств контроля

При выборе средств контроля будем руководствоваться следующими правилами [1]:

1)  Точность измерительных инструментов и приспособлений должна быть существенно выше точности измеряемого размера, однако неоправданное повышение точности ведет к резкому удорожанию.

2)  В единичном и мелкосерийном производстве следует применять инструменты общего назначения: штангенциркули, микрометры, длинномеры и т.д.

3)  В крупносерийном производстве – специальные инструменты.

4)  Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным средствам контроля.

 Данные по выбору средств контроля заносим в таблицу 5.

 Результаты выбора средств технологического оснащения заносим в таблицу 5.

Таблица 5. (Выбор средств технологического оснащения)

6 Расчёт припусков на обработку

Задача раздела - определить припуски на обработку одной самой точной поверхности детали и сравнить её размер с ранее выбранными припусками на обработку.

Расчёт припусков состоит в определении толщины слоя материала, удаляемого в процессе обработки заготовки. Припуск должен быть минимальным, чтобы уменьшить количество снимаемого материала и расходы на обработку, и в то же время достаточным, чтобы исключить появление на обработанной поверхности дефектов ( шероховатость, чернота, отбеленный слой и т. п.) черновых операций.

Припуск на самую точную поверхность 11 Æ60К6 рассчитаем аналитическим методом по переходам [4]. Результаты расчета будем заносить в таблицу 6.

1) В графы 1 и 2 заносим номера и содержание переходов по порядку, начиная с получения заготовки и кончая окончательной обработкой; заготовительной операции присваиваем № 0.

2) В графу 3 записываем квалитет точности, получаемый на каждом переходе. По табл. 1.2. [2] определяем величину Td допуска для каждого квалитета и записываем в графу 4.

3) Для каждого перехода определяем составляющие припуска.

По таблице 6.1 и 6.2 [2] определяем суммарную величину, а = h_д + R_z, где R_z - высота неровностей профиля мм, h_д - глубина дефектного слоя мм. Значение а заносим в графу 5 таблицы 6.

По формуле D = 0,25Td [2] определяем суммарное отклонение формы и расположения поверхностей после обработки на каждом переходе. Значение D заносим в графу 6 таблицы 6.

Погрешность установки e заготовки в приспособлении на каждом переходе равна 0, так как совпадают измерительная и технологическая базы [2]. Значение e заносим в графу 7 таблицы 6. Для переходов 0 и в графе 7 делаем прочерк.

4) Определяем предельные значения припусков на обработку для каждого перехода, кроме 0.

Минимальное значение припуска определяем по формуле [2]:

Z_{i min} = a_i-1 +

Здесь и далее индекс i относится к данному переходу, i-1 - к предыдущему переходу, i+1 - к последующему переходу.

Z_{1 min}= а₀ + = 0,3 + = 0,43 мм.

Z_{2 min}= а₁ + = 0,05 + = 0,125 мм.

Z_{3 min}= а₂ + = 0,05 +  = 0,08 мм.

Z_{4 min}= а₃ + = 0,05 + = 0,0615 мм.

Z_{5 min}= а₄ + = 0,05 + = 0,05475 мм.

Определим расчётный максимальный размер D_р для каждого перехода по формуле [2]:

Значения D_maxp заносят в графу 8 таблицы 6.

Округлим значение D_p для каждого перехода до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для этого перехода, в сторону уменьшения.

Округлённые значения D_р заносят в графу 9 таблицы 6.

Определим минимальный размер для каждого перехода по формуле [2]:

Минимальное значение размера заносим в графу 10 таблицы 6.

Максимальное значение припуска определяем по формуле [2]:

Минимальное значение припуска на диаметр:

Значение 2Z_min и 2Z_max заносим в графы 11 и 12 таблицы 6. В строке, соответствующей переходу 0, делаем прочерк.

Определяем общий припуск на обработку Z₀, суммируя промежуточные припуски:

Значение Z_0maxи Z_0min заносим в строку 7 таблицы 6.

Проверим правильность расчётов по формулам:

где Td_заг – допуск на размер заготовки; Td_дет – допуск на размер готовой детали.

Проверка сходится, следовательно припуски рассчитаны верно.

Таблица 6. (Расчёт припусков на обработку)