Содержание

            Введение…………………………………………………………......

       1 Технологический раздел ……………………………………………

1.1 Назначение конструкции детали ………………………………….

1.2 Определение  типа производства…………………………………

1.3 Анализ технологичности конструкции детали…………………..

1.4 Выбор заготовки и ее технико-экономическое обоснование……

1.5 Расчет припусков…………………………………………………..

1.6 Расчет режимов резания…………………………………………..

1.7 Расчет технической нормы времени………………………………

1.8 Определение потребного количества оборудования……………

2 Конструкторский раздел…………………………………………

2.1 Патрон клиновой ………………………..........................................

2.2 Приспособление контроля биения………………………………       

введение

Основные направления развития машиностроения предусматривают дальнейшее повышение его эффективности, интенсификации, уменьшение сроков создания, освоения и производства  новой прогрессивной техники. Организационно-методической основой выполнения поставленной задачи является конструирование машиностроительных изделий с учетом требований технологичности конструкции.

Рассматривая современное состояние проектирования и изготовления машиностроительных изделий с учетом требований технологичности, можно отметить несколько направлений решения этой проблемы, которые непосредственно или косвенно способствуют повышению технологичности конструкций в соответствии с требованиями современного производства. К ним относятся:

* широкое использование ЭВМ, обеспечивающее более высокий уровень анализа конструктивных решений в различных вариантах использования;


*  организация широкого обмена опытом в области создания технологичных конструкций между различными отраслями машиностроения.


Таким образом, генеральная линия развития машиностроения - комплексная автоматизация проектирования и производства - требует знания и совершенного метода проектирования. 

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов,  от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решения технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.

1 теХнологический раздел

1.1 Назначение конструкции детали
Муфта -  тело вращения, предназначена для передачи крутящего момента на валу, поэтому к его конструкции должны быть предъявлены повышенные требования к точности и качеству основных посадочных и присоединительных поверхностей, распределению вращающейся массы, что в совокупности влияет на стабильность и долговечность работы узла в целом.

Требования, предъявляемые к качеству поверхностей данной детали, предусматривают черновую, получистовую и чистовую обработку. Особое требование предъявляется к исполнительным поверхностям размерами           (Æ100js6, Æ75H7, Æ160Н7, Æ16Н7) , они выполняются по  6-7 квалитету точности и с показателем шероховатости поверхности R_а=0,8-1,6.

Материал, используемый для изготовления данной детали – Сталь 45   ГОСТ 1050-28. Данные о химическом составе, механических свойствах сведены в таблицах 1.1 и 1.2.
 Таблица 1.1 - Химический состав  (ГОСТ 7293), %.

С	Si	Ni	S	P	Mn	N
0,42..0,5	0,17..0,37	0,09	£0,04	£0,035	0,5..0,8	0..0,008

 Таблица 1.2 -  Механические свойства  (ГОСТ 7293).

sт, МПа	sвр, МПа	sви, МПа	а, Н*м/см2	dб, %	НВ (не более)
678	900	800	30	10	290

    

Для условий работы данной детали «Муфта»– материал выбран соответственно тем условиям, которые возникают в данном узле рабочей машины.
1.2 Определение типа производства



В машиностроении различают три основных типа производства:  массовое, серийное, единичное. В свою очередь серийное производство подразделяется на:  крупносерийное, среднесерийное, мелкосерийное.

Важной характеристикой типа производства является коэффициент серийности.

Согласно ГОСТ 14.004 коэффициент серийности равен [1,стр 20]:
                          =                                                               (1.1)
 где, tв –такт выпуска изделия;  –среднее штучно-калькуляционное время для изготовления детали.

           Такт выпуска продукции равен:
                                      t_в=60·F_д  / N,                                                           (1.2)
    где, N
– объём выпуска деталей данного наименования, шт. (N
=4500 шт.);

          
F
_д
– действительный фонд времени работы оборудования, ч .  

   Действительный фонд работы оборудования на год F_д (в часах) определяется по следующим данным:

календарному числу дней – 365;

количеству выходных дней – 104;

праздничных дней – 9;

предпраздничных дней сокращённых на 1 час – 7;

рабочих суббот – 1;

число смен работы оборудования – 2;

продолжительность рабочего дня – 8,5 ч.;

потери времени – 10%.                                                  

                             

        F_д=[(365 –104 –9 +1)·8.5–7·1]·2· (1 – 10/100)=3860 ч.               (1.3)

         

           Рассчитываем такт выпуска:

             

t_в= 60·3860/4500=51,5 мин/шт.
Определим средне-калькуляционное штучное время по формуле:       

                  

                                                                                               (1.4)




где -суммарное штучно-калькуляционное время обработки детали на всех операциях;

n- количество операций.
                       

Тогда:
                                                                            (1.5)
коэффициент серийности равен:


      

 В соответствии с ГОСТ 14.004 различные типы производства характеризуются следующими коэффициентами серийности операций К_о:

массовое производство                                                                 1

крупносерийное производство                                              2 – 10

        среднесерийное производство                                           10 – 20

        мелкосерийное производство                                             20 – 40

                    единичное производство                                                                                более40

      Таким образом, в нашем случае имеет место среднесерийное производство.

      Для серийного производства характерно производства серий изделий, регулярно повторяющихся через определенный промежуток времени. Характерный признак серийного производства – выполнение на рабочих местах нескольких повторяющихся операций.

      Количество деталей в партии для одновременного запуска определяется по формуле[1,стр 24]:
                                        ,                                                     (1.6)
          где  а – количество дней регламентированных для пролёживания деталей на складе, а = 6 дней;

                 F
– количество рабочих дней в году, F
=253 дня.

    Тогда:

2 КОНСТРУКТОРский раздел

2.1 Приспособление с пневмозажимом

2.1.1  Описание, принцип дей

На рис. 1.3 показано приспособление с встроенным поршневым пневмоприводом двустороннего действия. В отверстии неподвижного основания 1 тисков встроен пневмоцилиндр 2 с которым винтами соединен полый поворотный корпус 3. К корпусу прикреплен распределительный кран 4 с рукояткой  для переключения золотника при поочередном впуске сжатого воздуха в верхнюю или нижнюю полость пневмоцилиндра 2 и вы­пуска воздуха в атмосферу. На верхней части поворотного корпу­са 3 закреплена стальная плита 5. На плите имеются Т-образные пазы под головки болтов для крепления к поверхности специальных сменных наладок. На. верхней части плиты 5 закреплена регулируемая призматическая губка 7, которую в зависимости от размеров обрабатываемых деталей можно перемещать винтом  или переставлять в пазах плиты.



Рис. 1.3 Универсальные поворотные тиски  со встроенным   поршневым пневмоприводом
Сжатый воздух поступает в верхнюю полость пневмоцилиндра 2 и перемещает поршень 9 со штоком 10 вниз. При этом длинное плечо рычага 8, находящееся в пазу штока 10, опускается, а корот­кое плечо перемещает подвижную губку вправо, и деталь зажима­ется призматическими губками 6 и 7. Во время поворота рукоятки  золотник крана 4 пропускает сжатый воздух в нижнюю полость пневмоцилиндра 2. Сжатый воздух, нажимая на поршень 9, перемещает его со штоком 10 вверх. При этом длинное плечо рычага 8 поднимается вверх, а короткое плечо отводит губку 1 влево и деталь разжимается.

Сила зажима детали в тисках такой конструкции 39 200 Н при давлении сжатого воздуха в пневмоцилиндре 0,39 МПа. Верхняя часть тисков поворачивается на основании в горизонтальной плоскости на 360°.

2.1.2 Расчет усилия зажима

Величина сил зажима рассчитывается исходя из условия равновесия всех перечисленных сил при полном сохранении контакта базовых поверхностей обрабатываемой детали с установочными элементами приспособления и при исключении возможности сдвига в процессе обработки. В общем это можно представить в виде формулы:
                               W = k * f * Pрез,                                      (2.1)
где k – коэффициент запаса;

       f – коэффициент трения в местах контакта детали и приспособления;

       Ррез – усилие резания.

Коэффициент запаса k рассчитывается  применительно к конкретным условиям обработки по формуле:
             

                      (2.2)
         где  К₀ = 1.5 - гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

       К₁ = 1.2 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности для черновой заготовки;  

                   К₂= 1.2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;

                   К₃ = 1.2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании, при точении;

                   К₄ = 1.3 - коэффициент учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления;

                   К₅ = 1,2 - коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных элементов;

                   К₆ = 1.1 - коэффициент, учитываемый только при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь.
К = 1.5 · 1.2 · 1.2 · 1.2 ·1.3 · 1.2 · 1.1 = 4.8.  принимаем 5
         Необходимая сила зажима W может быть определена по следующей формуле:
                                                                                      (2.3)
         где f₁  - коэффициент трения с установочными элементами;

               f_пр – приведенный коэффициент трения;

               R – радиус детали в месте зажима.
                                             f_пр = f₂ · sina                                            (2.4)
         где f₂ – коэффициент трения с зажимными элементами.
f₁ = f пр

f_пр = 0.2 · sin 45 = 0.17


         Рассчитаем необходимый диаметр пневмоцилиндра:

Площадь поршня см²:

                               

отсюда выражаем диаметр поршня:
                                                                         (2.5)
Площадь поршня находим выражая из формулы развиваемого усилия пневмоцилиндра:
                                                                                  (2.6)

                                                                                     (2.7)
где Q – сила необходимая для зажима заготовки; Q = W = 10124 Н

r - давление воздуха в пневмосистеме; r = 0.5 МПа [11, с.317]

h - механический КПД пневмоцилиндра; h = 0.85 [11, с.317] 




По  принимаем диаметр поршня D = 186 мм.

2.1.3 Расчёт на точность станочного приспособления     

При расчёте приспособлений на точность суммарная погрешность åe при обработке детали не должна превышать величину допуска Т размера åe < Т.

 Суммарная погрешность åe зависит от ряда факторов и в общем случае может быть представлена выражением:
å e = e_ус+ e_обр+ e_пр ,
где e_ус – погрешность установки детали в приспособлении; e_обр – погрешность обработки детали; e_пр – расчётная погрешность приспособления.

   Погрешность установки представляет собой отклонения фактического положения закрепления детали в приспособлении от требуемого теоретического.

Погрешность установки включает погрешности базирования e_б, закрепления e_з и погрешность положения детали в приспособлении e_п :
e_ус = e_б + e_з + e_п .
         Погрешность положения  e_п  детали в приспособлении состоит из погрешностей: изготовления приспособления по выбранному параметру e^’_пр, установки приспособления на станке e_у и положения детали из-за износа элементов приспособления e_и:
e_п = e^’_пр + e_у + e_и.

        

         В результате для расчёта точности приспособления воспользуемся упрощённой формулой:
e_пр ,
где Т – допуск выполняемого размера(Т=0,2мм); e_б ,e_з ,e_у, e_пи, k – соответственно погрешности: базирования, закрепления, установки приспособления на станке, положения детали из-за износа установочных элементов приспособления и от перекоса инструмента;  w- экономическая точность обработки, К_т=1...1,2 – коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения; k_Т1 = 0,8...0,85 – коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках; k_Т2 – коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления.

         Расчётная формула погрешности базирования по трем плоскостям:

,

где Т_D, Т_d – допуски на диаметры.

       

e_б=0мм.

      

            Так как в данном случае нет отклонения фактически достигнутого положения заготовки от требуемого.               

          Допустимая погрешность приспособления равна:
e_пр £ 0,2 – 1,1*
2.2 Контрольное приспособление

2.2.1 Описание, принцип работы контрольного приспособления



Рисунок 2.6 – Контрольное приспособление
Данное контрольное приспособление служит для контроля радиального и торцевого биения цилиндрической детали. На основании 1 установлен штатив, состоящий из оправок 2, 5 и кронштейна 4. На оправке 5 ,закреплен индикатор часового типа 3, чувствительный элемент которого касается измеряемой поверхности детали. Деталь в свою очередь установлена в центрах станка.  С помощью винтов 6 и 7 можно отрегулировать положение в пространстве индикатора 3 относительно детали.
2.2.2 Расчёт на точность контрольного приспособления

Расчёт приспособления на точность производим по формуле [3, стр 389]:
e_пр ,                  
где d – допуск выполняемого размера(Т=0,02мм); e_б ,e_з ,e_у, , k – соответственно погрешности: базирования, закрепления, установки приспособления, положения детали из-за износа установочных элементов приспособления;  w- экономическая точность обработки, К_т=1...1,2 – коэффициент, учитывающий отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения; k_Т1 = 0,8...0,85 – коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных контрольных приспособлениях; k_Т2 – коэффициент, учитывающий долю погрешности измерений в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления.

      Подставляя числовые значения получим:
e_пр £ 0,02 – 1,1·0,019 мм.
   Таким образом точность изготовления приспособления для контроля  биения должна быть  e_пр £ 0,019 мм.