Разработка технологического процесса для детали-полумуфта

где n - показатель степени равный 0,75, табл.9[2].

К_φр = 0,89; К_yр = 1,0; К_λр = 1,0, табл.23[2].

К_р= 1,0·0,89·1,0·1,0 = 0,89;

Р₂ = 300·1,5¹·0,5^0.75 · 94,2^-0.15 · 0,89 = 120,4 Н;

Определяем осевую составляющую силу Р_х;

Р_х 0,4·Р_z = 0,4·120,4 = 48,2 Н.

Определяем радиальную составляющую силы Р_у;

Р_у = 0,5·Р_z = 0,5 · 120,4 = 60,2 Н.

 

 7.4 Рассчитываем усилия зажима

 

Строим расчетную схему

Рисунок 7.2 – Расчетная схема

 

Суммарная сила зажима в  трехкулачковом патроне:

 

                                     

                                                     (7.12)

 

где К - коэффициент запаса.

Р_z - окружная сила резания.

f - коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков.

D₁ - диаметр обрабатываемой поверхности; D₁=70 мм.

D - диаметр зажимной поверхности; D = 70 мм.

Коэффициент запаса определяется по формуле:

 

                                      К = К₀К₁К₂К₃К₄К₅                                                                   (7.13)

 

где: К₀ - габаритный коэффициент запаса. К₀ = 1,5

К₁ - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовок для групповой обработки. К₁= 1,2

К₂ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания от затупления режущего инструмента. К₂=1.

К₃    -   коэффициент,    учитывающий    условия    обработки    при прерывистом резании. Для непрерывной поверхности К₃ =1.

К₄  -   коэффициент,   учитывающий   постоянство   силы   зажима, развиваемой силовым приводом приспособления. Для пневмопривода К₂ = 2.

К₅ - коэффициент, учитываемый только при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь. К₅ = 1,5.

К = 1,5·1,2·1·1·1·1,5 = 2,7

тогда

Определяем усилие зажима в клиновом механизме.

 

                              

                                     (7.14)

 

где W - требуемое усилие зажима;

α - угол скоса клина, град;

φ₁- угол трения на наклонной плоскости клина, град;

φ₂ - угол трения на горизонтальной плоскости клина, град.

Q = 1300 [tg(5°30' + 7°) +tg60°] = 2537 Н,

Рисунок 8.2 – Схема зажима с клиновым механизмом

 

Определяем диаметр  пневмоцилиндра:

 

                                 

                                                     (7.15)

 

где р - расчетное давление воздуха, р = 0,5 МПа, стр. 333[4];

η - механический КПД пневмоцилиндра, η = 0,8, стр. 71[4];

Так как данное приспособление позволяет обрабатывать детали других типоразмеров, то принимаем диаметр пневмоцилиндра D_пр = 150 мм. Основные параметры гидроцилиндра назначаем по [4 , стр. 79].

 

 

 

 

7.5 Расчет приспособления на точность

 

Погрешность, допустимая для данного приспособления и вызываемая неточностью его изготовления:

     (7.16)

 

где Т - допуск выполняемого размера, Т = 0,16;

ε_б, ε₃, ε_ус, ε_п, ε_и - соответственно погрешности: базирования, закрепления, установки приспособления на станке, положения детали из-за износа установочных элементов и от перекоса (смещения) инструмента;

ω - экономическая точность обработки;

К_Т - коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения, К_т = 1,1, стр 151[4];

к_т1 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, к_т1 = 0,8, стр 152[4];

к_т2  -  коэффициент,  учитывающий долю  погрешности обработки в суммарной   погрешности,   вызываемой   факторами,   не   зависящими   от, приспособления, к_т2 = 0,7, стр 152[4].

                                                              ε_б = 0,5·Т_D,                                                   (7.17)

 

где Т_D - допуск на диаметр, Т_D = 0,16 мм,

ε_б = 0,5·0,16=0,08 мм.

ε₃ = 0,05 мм, табл. 76 [4];

ε_ус. = 0,05 мм, стр. 169 [4];

ε_п = 0, стр. 173 [4];

ε_и. ⁼ U, где U - износ установочных элементов.

 

                                            U = U_о·к₁·к₂·к_з·к₄·N/N_о,                                           (7.18)

 

где U₀ - средний износ установочных элементов, U_о = 0,07 мм [4, табл. 81];

к₁, к₂, к₃, к₄ - соответственно коэффициенты, учитывающие влияние материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки;

к₁ = 0,97

к₂ = 1,0

к₃ = 0,94

к₄= 1,8, табл. 82 [4]; |

N₀ - базовое число установок, N₀ = 6000;

N - число установок, N = 6000;

U = 0,07·0,97·1,0·0,94·6000/6000 = 0,063 мм;

ε_И = 0,063 мм.

Таким образом, условие  по точности выполняется.

 

 

 

 

 

 

8 Проектирование измерительного устройства для контроля радиального биения

8.1 Разработка схемы замера

 

 Контролировать биение  на поверхностях, которые служат  посадочными для подшипников. Для одновременного контроля этих поверхностей 4 и 8 (рис 2.1) деталь закрепляем в центрах. Измерение будет происходить, как показано на рисунке 8.1. Закрепление происходит отжатием оправки 2 с помощью ручки 1. Вставляется деталь  4 (втулка шлицевая)  и поджимается,  отвод и подвод датчиков осуществляется при помощи рукоятки 4.

 

Рисунок 8.1 Схема контроля детали.

 

8.2 Выбор датчиков

 

     Датчики  применяемые для контроля в  большинстве случаев являются  электрическими. Электрические датчики позволяют значительно увеличить точность  и производительность  контроля. Однако они  сложны, а иногда и менее надежны, чем устройства  с механическим преобразованием импульса. Для контроля размеров  в настоящее время используются датчики в которых применяют следующие средства преобразования измерительного импульса электроконтактный,  индуктивный, емкостной, фотоэлектрический, радиационный, электронный и т.д.

      Электроконтатные  датчики являются наиболее простыми  и поэтому наиболее распространенными, осуществляющими  контроль предельных размеров изделия.

     При  помощи устройств  с электроконтактными  датчиками может осуществляться  контроль размеров  при обработке деталей, рассортировке деталей на группы  в зависимости от действительного размера, контроль погрешности  формы и т.д.

   Качество работы  электроконтактного датчика в  значительной степени зависит от правильного режима работы и конструкции  самих контактов.

  Для контроля  радиальных  биений выбираем электроконтактный  датчик модели БВ-1076. Характеристики  датчики приведены в таблице  9.1

 

Таблица 8.1 Характеристика датчика

Характеристика	БВ-1076
Предел измерения, мм	0-0,2
Свободный ход, мм	3
Передаточное отношение  рычага	2:1
Цена деления шкал настроечных барабанов	0,002
Предельная погрешность, мкм	±0,5
Порог чувствительности, мкм, не более	0,3
Смещение настройки  после условных 25 тыс. измерений, мкм, не более	1
Измерительное усилие, г	200±50
Вес, г	340

 

 

8.3 Расчет приспособления на точность

 

   Точность контрольного  приспособления рассчитывается  по формуле

 

                                          

                                              (8.1)

   где  ₁ –погрешность датчиков

            ₂ - радиальное биение центров

Принимаем ₁ –0,004 мм

                         ₂ –0,003мм

 

Приспособление удовлетворяет  требованиям точности  _m=0.0075

 

9. Расчёт прямобочной шлицевой протяжки

 

 

Протяжка – многолезвийный инструмент с рядом последовательно  выступающих одно над другим лезвий в направлении, перпендикулярном к направлению скорости главного движения, предназначенный для обработки при поступательном или вращательном главном движении лезвия и отсутствии движения подачи (ГОСТ 25751-83). Большинство протяжек применяются для обработки цилиндрических внутренних и наружных поверхностей заготовок с неизменными формой и размерами по длине обрабатываемой поверхности детали. У протяжек для обработки отверстий главное движение (прямолинейно-поступательное) по направлению совпадает с осью инструмента. Режущая кромка каждого зуба копирует путь предыдущего, а перемещается параллельно по траектории с углублением в образованную предыдущим зубом поверхность.

Протяжки применяются  на протяжных станках. Обработка  производится при сравнительно небольших скоростях резания V=6…15 м/мин. В последнее время выпускают станки для непрерывного протягивания с обеспечением скорости резания до 45 м/мин.

Протяжки в общем  случае – одни из самых производительных режущих инструментов. При протягивании совмещаются операции черновой, получистовой и чистовой обработки, что сокращает число режущих и мерительных инструментов, станков и технологической оснастки.

Протягивание обеспечивает точность размера по 6, 7 квалитету  и шероховатость поверхности Ra=1,25…2,5 мкм, а при применении твердосплавных выглаживателей – Ra=0,08…0,16 мкм [1, 2].

Протяжки имеют высокую  стойкость, как между отдельными переточками, так и суммарную благодаря тому, что режущие кромки зубьев совершают за цикл обработки самый короткий путь по сравнению с другими инструментами, стойкость черновой части ограничивается оптимальным износом черновых зубьев. Поскольку качество обрабатываемой поверхности, в основном, определяется геометрией и подачей чистовой части, то стойкость чистовой части определяет стойкость протяжки между переточками. Значит, стойкость черновой части должна быть равна стойкости чистовой, так как при переточках затачиваются все режущие зубья. Поэтому величина подачи на черновых зубьях должна быть вполне определенной. Выбор подачи черновых зубьев из условия равной стойкости обеспечивает полное использование режущих свойств протяжки за весь срок службы.

Протяжки сложны в  изготовлении, металлоёмки и поэтому  дороги. Экономическая целесообразность их применения оправдывается при обеспечении оптимальных конструкций и режимах резания, качественном изготовлении и правильной эксплуатации. (4с. 5)

 

9.1Исходные данные

 

а. Протягиваемая заготовка: материал – сталь 45; твёрдость НВ 229; состояние – после отжига; диаметр отверстия до протягивания d_o =22 Н11^(+0,19), внутренний диаметр шлицев d=23 Н7^(+0,03), наружный диаметр шлицев D=28 Н10^(+0,12); ширина шлицевых впадин b=6 F10 ; число шлицев z=6; размер фаски 0,5×45; параметр шероховатости Ra≤2,5 мкм по d; Rz≤20 мкм по d и по D; длина протягивания L_д=83 мм.

б. Станок горизонтально-протяжной, модель 7Б56; тяговая сила Q=19 600 Н; максимальная длина хода штока L_max=1600 мм; диапазон рабочих скоростей 1,15…11,15 м/мин; состояние – удовлетворительное.

в. Производство – крупносерийное.

г. Длина протяжки, допустимая возможностями инструментального  производства и заточного отделения, L_max=1600 мм.

 

9.2 Порядок расчёта

 

  Расчёт начинаем  с установления схемы расположения  зубьев на протяжке, группы обрабатываемости и группы качества. Принимаем предварительную схему расположения зубьев ФКШ. Окончательно схема расположения зубьев будет установлена после расчёта длины круглой части. Если L_к>L_д, то фасочные зубья следует расположить между переходными и чистовыми круглыми, т.е. принять схему КопФКчкШ.

а. Группа обрабатываемости – 1-я (см. прил. 1)

б. Группу качества устанавливаем  для каждой поверхности шлицевого  отверстия отдельно по прил. 2. Так  как центрирование производится по внутреннему диаметру d=23 Н7 и параметр шероховатости поверхности выступов Ra≤2,5 мкм, то группа качества поверхности выступов – 2-я, боковых сторон и поверхностей впадин – 3-я.

в. Материал рабочей  части протяжки (передний конус, передняя направляющая и задний) – сталь Р6АМ5 (прил. 3).

г. Конструкция  протяжки – с приваренным хвостовиком, материал хвостовика – сталь 45. Конструкцию  хвостовика и размеры принимаем  по ГОСТ 4044-70 или по прил. 4. Диаметр  переднего хвостовика D_хв=20 мм.

    Силу, допустимую прочностью переднего хвостовика, рассчитываем по формуле (1), приняв площадь опасного сечения F_оп=227 по прил. 4 и при [σ]_р=300 МПа:

 

                                                Рхв=[s_р]×Fоп                                                     (9.1)