Фланец установочный с пневматическим приводом и технологической документацией

PZ фланец.doc

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
1 Технологический раздел чертежа
В результате технологического контроля чертежа фланца выданного в
качестве задания на курсовую работу выявлено следующее:
на чертеже проставлены все размеры необходимые для изготовления
шероховатость всех поверхностей деталей проставлена в соответствии ГОСТ
89-73 СТ СЭВ 638-77;
допуски и предельные отклонения размеров приведены в соответствии с
ГОСТ 25346-82 СТ СЭВ 145-75 и ГОСТ 25347-82 СТ СЭВ 144-75;
допуски формы и расположения поверхностей проставлены в соответствии с
ГОСТ 24643-81 СТ СЭВ 636-77;
требования к точности изготовления поверхностей фланца соответствуют
требованиям предъявленным к шероховатостям этих поверхностей.
2 Анализ служебного назначения детали и условий ее работы в узле.
Определение класса в детали
Отсутствие сборочного чертежа узла в который входит фланец и данных о
служебном назначении изделия затрудняет точное определение назначения
детали. Но рассматривая ее конфигурацию и габариты можно предположить
что деталь является деталью среднего машиностроения. Поперечные размеры
сечений детали указывают на то что она испытывает при работе умеренные
нагрузки. Деталь фланец в базовой детали устанавливается поверхностью
(60f7 и торцем В для этого выполнена канавка. В фланце устанавливаются
сопрягаемые детали базируясь на поверхности: (60f7 ( предположительно
оправка или рычаг ) 40Н9 ( предположительно ось или тяга) Фланец
относится к классу «Фланцы» и является несущей деталью на которой
располагаются сопрягаемые подшипники зубчатые колёса рычаги.
При изготовлении фланца особое внимание следует обратить на обработку
(60f7 (40H9 которые для обеспечения соосности данных поверхностей
необходимо обрабатывать круглым шлифованием за один установ.
Фланец изготовлен из серого чугуна СЧ25 применяемого для изготовления
средненагруженных деталей следующего химического состава и механическими
Таблица химического состава и механических
Чугун С% Si% Mn% S P
СЧ25 27 30 13 17 03 05 015 027
Предел прочности на растяжение в=180мПа; НВ=200
3. Определение типа и формы организации производства
Определение типа производства является важным этапом для принятия
обоснованных решений при выполнении всех последующих конструкторских и
технологических решений.
Тип производства – это классификационная категория производства
выполняемая по признакам широты номенклатуры регулярности стабильности
и объема выпуска продукции (ГОСТ 14.004-83).
Одной из основных характеристик типа производства является
коэффициент закрепления операций (Кз.о.).
Кз.о показывает отношение числа всех различных технологических
операций выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение
месяца к числу рабочих мест т.е. Кз.о характеризует число различных
технологических операций приходящихся на одно рабочее место
подразделения в месяц.
[pic]- суммарное число различных рабочих мест.
В соответствии с ГОСТ 14.004-74 установлены следующие значения Кз.о
и соответственно типы производства:
Кз.о = 1 для массового производства;
Для условий единичного производства Кз.о не нормируется и
устанавливается более 40.
Т.к. определить тип производства данным путем не представляется
возможным поэтому целесообразно на этом этапе пользоваться табличными
методами с последующим его уточнением в ходе технологического
проектирования по Кз.о либо по коэффициенту серийности
(Кс)характеризующему производство по величине загрузки оборудования:
где Фд – действительный годовой фонд рабочего времени мин.;
N – годовой выпуск изделия шт.;
Тшт.ср. – среднее штучное время обработки мин.
Поэтому для определения типа производства воспользуемся табличным
методом в соответствии с табл.2. При массе детали до 10 кг и годовом
объеме выпуска изделий N=10000принимаем крупносерийное производство.
Таблица 2. Таблица зависимости типа производства от объема выпуска и
Тип Годовой объем выпуска
Мелкие Средние Крупные
детали Детали детали
до 20 кг от 20 до 300 кг свыше 300 кг
Единичное до 100 до 10 от 1 до 5
Мелкосерийное от 100 до 500 от 10 до 200 От 6 до 100
Среднесерийное от 500 до 5000 от 200 до 1000 от 100 до 300
Крупносерийное от 5000 до 50000от 1000 до 5000 от 300 до 1000
Массовое свыше 50000 свыше 5000 Свыше 1000
Как было сказано выше для крупносерийного производства коэффициент
закрепления операций колеблется в пределах от 1 до 10 принимаем
коэффициент серийности Кс=10.
Для крупносерийного производства рациональна непоточная форма
организации производства. Производственный участок организуют по принципу
обработки конструктивно сходных деталей участок фланцев .
На этом участке применяют универсальное и специализированное оборудо-
вание расставленное в порядке выполнения операций.
С одного рабочего места на другое детали передаются в таре с помощью
крана партиями после выполнения очередной операции.
Размер партии деталей n можно определить по формуле
где N - годовая программа выпуска деталей; t - количество дней на
которые необходимо иметь запас деталей; F - количество рабочих дней в
году. Подставив в формулу 1 t=10; F=245 [1] получим n=10000х10245=408
детали. Для упрощения принимаем партию nф=400 деталей [1с. 22].
4. Обработка конструкции детали на технологичность
Зная тип производства материал детали и ее конфигурацию можно
использовать для получения заготовки метод литья в песчано-глинистые формы
по металлическим моделям с машинной формовкой обеспечивающей достижение 9
класса точности в соответствии с ГОСТ 26845-85.
Наиболее эффективным способом получения заготовки из серого чугуна
является литье. Конфигурация отливки проста и позволяет обеспечить легкое
извлечение ее модели из формы. С помощью стержней в целях повышения КИМ
можно получить углубления под отверстие ø32 40 и 47.
В целом заготовка технологична.
Анализ технологичности конструкции фланца позволяет сделать следующие
- конструкция отличается высокой жесткостью и допускает высокие режимы
резания и широкое использование повышенных режимов резания;
- Конструкция фланца обеспечивает свободный доступ режущего и
мерительного инструмента к обрабатывающим поверхностям.
- Все обрабатываемые поверхности и отверстия либо параллельны либо
расположены под прямым углом друг к другу;
- Большинство поверхностей и отверстий можно обработать стандартным
В целом конструкция фланца технологична.
4. Выбор заготовки и ее технико-экономическое обоснование
В результате анализа конструкции фланца приходим к выводу что
наиболее целесообразно применять литую заготовку. Наиболее рациональным
является литье в песчано-глинистые формы с машинной формовкой по
металлическим моделям либо литье в кокиль. Последний способ позволяет
получить более качественные отливки однако он требует больших затрат на
изготовление литейной оснастки.
Учитывая размеры и материал фланцаа и наименьшую стоимость литья в
песчано-глинистые формы заготовку будем получать литьем в формы с
машинной формовкой по металлическим моделям. Класс точности отливки –
девятый по ГОСТ 26645-85 формовочные уклоны – в ГОСТ 3212-80.
В качестве плоскости разъема следует принять плоскость проходящую
через ось отверстия 32. Ее преимущество в том что в ней лежат наибольшие
габариты заготовки. Кроме этого обеопоки будут одинаковы .
Литые углубления под отверстия будут формироваться с помощью литейных
стержней с уклонами по длине.
На основе указанных стандартов и ГОСТ 3.1125-88 разработан эскиз
отливки фланца с учетом литейных уклонов радиусов и припусков на
механическую обработку. Конечные размеры заготовки подобраны по таблицам.
Определяем стоимость литой заготовки
Стоимость литых заготовок определяется по формуле:
стоимость 1т отливок из серого чугуна СЧ25 составляет
[pic] - коэффициенты зависящие от класса точности группы
сложности массы марки материала и объема производства заготовок; Все
коэффициенты принимаю равными единице.
Подставив данные в формулу получим:
5. Выбор типового технологического процесса и типовых схем обработки
Деталь ось отнесена к классу «Фланцы» поэтому технологический процесс
ее обработки содержит следующие операции [2]:
черновая обработка половины наружной поверхности вращения и торца
служащих базой при последующей обработке;
черновая обработка второй половины наружной поверхности вращения и
фрезерование небольших поверхностей сверление зенкерование
чистовая обработка поверхности вращения;
Исходя из заданных на чертеже требований к качеству (точности и
шероховатости) обрабатываемых поверхностей и типового технологического
процесса подбираем типовые схемы их обработки [3т. 1с.892]:
поверхности (60f7 (40H9- черновое и чистовое точение
шлифование (либо тонкое растачивание);
поверхность (125 (45 - черновое точение;
торцы в размер R40 - двухкратное фрезерование;
отв. 45 – центрование сверление.
Принимаем высокопроизводительное универсальное и специализированное
оборудование ориентируясь на соответствие основных размеров рабочих
органов станка габаритным размерам обрабатываемой заготовки и достижение
требуемой точности а также на применение минимального количества разных
Для достижения высокого качества и производительности при изготовлении
крестовины во всех операциях согласно рекомендациям приведенным в [1;2]
для серийного производства применяем специальные приспособления с
быстродействующим зажимом заготовок.
Обработку выполняем стандартным инструментом.
Материал режущей части резцов – Р6М5 твердый сплав ВК6 рекомендуемый
при обработке чугунов.
Для сверления резбонарезания отверстий применяем инструмент из
быстрорежущей стали Р6М5 [3].
Базирование – основными базовыми поверхностями являются центровые
конусные отверстия на которых выполняется черновая и чистовая обработка
всех поверхностей а также доводка точных поверхностей.
Первыми операциями определяющими постоянные базы для обработки
) подрезка торцов обработка отверстий или протяжённых наружных
) черновая токарная обработка первой а затем и второй половины детали;
) чистовая токарная обработка обеих половин детали;
) фрезерование лунки R40 В=5мм;
) черновое и чистовое шлифование точных поверхностей.
На основании вышеизложенного разрабатываем маршрутный техноло-
гический процесс изготовления детали «Фланец»
6 Технологический процесс обработки детали «Фланец».
Операция 005.Токарная с ЧПУ
Оборудование: 16К20 Ф.02
Содержание операции:
Точить наружный контур заготовки начерно выдержав размеры
( 71 ( 45 2 фаски 1.5х45 выдержав размеры 38 30 178. .
Точить наружный контур заготовки начисто выдержав размер
Подрезать 3 торца выдержав размеры 38 30 178.
Операция 010.Токарная с ЧПУ
( 61 ( 125 2 фаски 1.5х45 .
Подрезать 2 торца выдержав размеры 175 40 мм
Точить наружный контур заготовки начисто выдержав размеры
Сверлить отв. 35 выдержав размер 90 мм.
Операция 015.Вертикально-сверлильная с ЧПУ
Оборудование: 2Р118РФ2
Центровать 5 отв. (7 выдержав размеры 35 24 30.
Сверлить 4 отв.(11Н12 выдержав размеры 35 24 303.
Сверлить отв. (9 напроход выдержав размер 37.5
Операция 020.Вертикально-сверлильная с ЧПУ
Центровать отв. (3 выдержав размеры 35 и R20.
Сверлить отв.(4 выдержав размеры 35 и R20.
Операция 025.Вертикально-сверлильная с ЧПУ
Центровать 2 отв. (4 выдержав размеры 22 и 7.5.
Сверлить 2 отв.( 5 выдержав размеры 22 и 7.5.
Операция 030.Кругло-шлифовальная
Оборудование: кругло-шлифовальный 3А110В
Шлифовать поверхности выдержав размеры (60f7.
7. Разработка операционного технологического процесса
7.1. Определение припусков на механическую обработку
7.1.1. Определение припусков расчетно-аналитическим методом
Необходимо рассчитать припуск на обработку (60f7 при одной установке
заготовки. Заготовку устанавливают в патрон токарного станка базируясь по
обработанной поверхности ( 40H9 и торцу.
Технологический процесс обработки включает в себя 3 перехода:
- черновое точение h12 Ra=20 мкм
- чистовое точение h10 Ra=5 мкм
- шлифование а7 Ra=1.25 мкм.
Расчёт припусков ведём в виде таблицы в которую последовательно
записывается технологический маршрут обработки и все значения элементов
Для отливок получаемых литьем в песчано-глинистые формы с машинной
формовкой по металлическим моделям точность и качество поверхностей :
Rz+h=160+200=360мкм (1том 1 стр.182)
-качество поверхностей после механической обработки
- для чернового точения: Rz=50мкм h=50мкм (1том 1 стр.183)
- для чистового точения : Rz=25мкм h=25мкм (1том 1 стр.183)
- для шлифования: Rz=5мкм h=10мкм (1том 1 стр.183).
Минимальный припуск на обработку определяем по формуле:
Суммарное пространственное отклонение расположения поверхностей с
закреплением заготовки в трех кулачковом патроне определяем по формуле:
где: Δкор - отклонение оси детали от прямолинейности;(1том.1с.186
Δкор=Δк·L=2·40=80мкм Δк=2мкммм (1том.1 стр.183)
Δсм. - отклонение смещения оси поверхности. (1том. 1стр. 186)
Δсм=Δп ·D Δп=1мкммм – удельный перекос поверхности (1том.1стр.
Суммарные и пространственные отклонения после обработки определяем
где: Ку - коэффициент уточнения:
Для чернового точения: Ку = 006;
Определяем погрешность установки по формуле:
где [pic] - погрешность базирования возникающая при
установке заготовки в самоцентрирующем патроне [pic] =0 мкм.
[pic]- погрешность закрепления при установке заготовки в
самоцентрирующем патроне: [pic]=50мкм
[pic]- погрешность положения при обработке за один установ равна
Остаточная погрешность установки: [pic]=0.06 50=3мкм
Тогда припуск на черновое точение:
для чистового точения:
[pic]2 · ( 25 + 25) = 100 мкм.
Результаты расчета приведены в табл. 2.4.
На рис. 2.4 приведена схема расположения промежуточных припусков и
допусков на обработку отверстия 60h7.
Расчет припусков на внутреннюю поверхность 60f7.
Технологическ РасчеРасчетДопусПринятые Предельные
ие операции иЭлементы тный ный к (округленные)значения
переходы припумин-ыйTD размеры по припусков
обработки припуска ск размермкм переходам мммкм
элементных 2Zimi мм
Н9 0.062 1.8 0.0344 Тонк. 2.8 35.4±
f7 0.03 2 0.015 Тонк 3.1 66.2±1
0.62 2 0.31 Черн. 1.8 43.4±17
e8 0.039 2 0.0195 Тонк. 3.1 56.2±1.
5 0.87 2.4 0.36 Черн. 2.1 109.2±1.
0.52 1.8 0.28 Черн. 1.7 30±0.9
0.43 1.4 0.31 Черн. 1.6 18.2±0.7
0.87 2.2 0.30 Черн. 2 89±1.1
0.62 1.8 0.34 Черн. 1.7 28.6±1
8.2 Расчет режимов резания.
8.2.1 Расчет режимов резания аналитическим методом на обработку
Исходные данные: обрабатываемый материал –Чугун СЧ25
-Инструмент: токарный резец с пластиной из твёрдого сплава ВК-6 ;
- Оборудование: токарный станок 16К20Ф3 с ЧПУ;
-Глубина резания: t= 0.7 мм.( согласно п.1.7)
-Подача: S=02 ммоб [1том 2 табл 12]
) -Скорость резания: [pic]
где Cv=420 ; y= 02;m=02 [1том 2 табл. 17]; Kv=Kmv·Kpv·Kuv
где [pic] [1том 2 табл.17]- коэффициент учитывающий влияние физико-
механических свойств на скорость резания;
Knv=0.8- учитывает качество поверхности заготовки [1том 2 табл.5]
Kuv=0.65-учитывает материал режущего инструмента (ВК-6) [1том 2
T=60 мин [1том 2 табл.30]- период стойкости резца
Kv=1.25·0.8·0.65=0.65.
)-Частота вращения шпинделя:
[pic][pic] обмин принимаем по паспорту станка nф=830 обмин.
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.2·830=166 мммин
)-Главная составляющая силы резания:
Cp=204 х=1 y=075 n=0 [1том 2 табл.19]
где [pic] [1 том 2 табл.9]
[pic]1.25 для γ=-15 [pic]0.89 для φ=90
[pic]1 для λ=0 [pic]0.93 для r=1 [1том 2 табл.23]
)- Мощность резания: [pic] кВт
)- Основное время обработки : [pic] мин.
-Инструмент: токарный резец с пластиной из твёрдого сплава ВК-8 ;
-Глубина резания: t= 0.165 мм.( согласно п.1.7)
-Подача: S=014 ммоб [1том 2 табл 12]
где [pic] [1том 2 табл.17]- коэффициент учитывающий
влияние физико-механических свойств на скорость резания;
Knv=1- учитывает качество поверхности заготовки [1том 2 табл.5]
Kuv=1-учитывает материал режущего инструмента (ВК-8) [1том 2 табл.6]
[pic] принимаем по паспорту станка nф=2270 обмин
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.14·2270=318мммин
) Форма круга - ПП зернистость –40мкм твёрдость –С1 связка –
) Скорость круга: [pic]=30 35 мс согласно [1том 2 табл.55]
) Скорость вращения заготовки: [pic]=30 ммин тогда частота вращения
заготовки: [pic]обмин
) Глубина шлифования: на 1 проход t=0.01мм откуда число проходов
) Продольная подача: [pic] мм
) Эффективная мощность при шлифовании:[pic]кВт
где CN=1.3 r=0.75 x=0.85 y=0.7 согласно [1том 2 табл.56]
) Основное время обработки: [pic]мин.
8.2.2 Расчет режимов резания табличным методом.
На остальные поверхности режимы резания назначаем согласно таблиц
(814) в следующей последовательности:
- определяем припуск на механическую обработку (п.п. 2.9)
- определяем материал режущего инструмента условия резания
- выбираем скорость резания частоту вращения шпинделя минутную
- определяем мощность резания.
8.3. Определение норм времени.
Производим нормирование токарно-программной операции.
Вспомогательное время на установку детали в патрон:
t = 0.25 мин. (3 стр.36 карта2 )
Вспомогательное время связанное с обработкой не
включенное в программу: (3 стр.36 карта2 )
- включить и выключить станок: t =
- открыть заградительный щиток
- установить координаты X и Y: t
- ввести коррекцию на инстру-
t = 0.04*3=0.12 мин.
Тв = 0.25+0.04+0.03+0.15+0.12= 0.6мин.
Время на контрольные измерения перекрываются
временем на обработку.
Определяем автоматическое время основной работы
по программе по следующей формуле:
где: То.а.- сумма машинного времени по всем инструментальным
Тв.а.- вспомогательное время на ускоренное
движения и смену инструмента.
Время на организационное и техническое обслуживание
рабочего места (2стр.55 карта10):
Время на отдых и личные надобности:
Определяем норму штучного по формуле:
Подготовительно-заключительное время:
- получить инструмент приспособление : t = 4 мин.
- ознакомиться с работой: t = 4 мин.
- установить и снять блок с инструментом: t = 3*6=18 мин.
- расточить кулачки патрона: t = 5.0 мин.
- установить и снять программоноситель : t = 1.0 мин
Тп.з. = 4+4+18+5+1 = 34 мин.
Определяем норму штучно-калькуляционного времени
Конструкторский раздел.
1 Кондуктор для сверления отверстий .
Кондуктор состоит из корпуса внутренняя полость которого образует
пневмокамеру. На наружной поверхности корпуса устанавливается стойка с
двумя вилками 17 и 2 пальца: гладкий 3и ромбический 4 для центрирования
заготовки. Также на корпусе размещается пневмораспределитель 11 для
управления подачей сжатого воздуха в обе полости пневмокамеры.
Во внутреннюю полость корпуса в расточку устанавливается шток с
закреплёнными на нём шайбами и мембраной и крышка для герметизации
пневмокамеры. На шток сверху крепится поворотная плита 16 для
непосредственного крепления заготовки.
Порядок работы: при подаче воздуха в нижнюю полость пневмокамеры
шток подымается вверх и плита16 поворачивается вверх освобождая место
для установки заготовки. Заготовку устанавливают на 2 пальца 3 и 4
после чего подают давление в верхнюю полость. Шток опускается и винт 2
через сферические шайбы давит на плиту 16 прижимая её к заготовке.
После чего происходит обработка заготовки.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по ТМС. –
Минск: Высшая школа. 1983 г. –256 с.
ГОСТ 2.316-68. Правила нанесения на чертежах надписей
технических требований и таблиц.
Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под реакцией
канд. техн. наук Монахова.
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для
нормирования работ выполняемых на универсальных и многоцелевых станках
с ЧПУ. Часть 1. Нормативы времени.: М.: Экономика. 1990г. – 206с.
с ЧПУ. Часть 2. Нормативы режимов резания.: М.: Экономика. 1990г. – 474
Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. Учебник для вузов. 3-е
издание переработанное и дополненное – Киев: Высшая школа. 1986г. –
Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах Т1. Под ред.
А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова – 4-е изд. переработанное и
дополненное – М.: Машиностроение. 1986г. – 656 с.
Справочник технолога-машиностроителя В 2-х томах Т2. Под ред.
дополненное – М.: Машиностроение. 1986г. – 496 с.
Справочник приспособления: Справочник. В 2-х томах. Под ред. Б.Н.
Вардашкина Т1 : М.: Машиностроение. 1984г. – 592 с.
Справочник приспособления: Справочник. В 2-х томах. Под ред.
Б.Н. Вардашкина Т2 : М.: Машиностроение. 1984г. – 656 с.

присп -фланец установочный.cdw

для сверления 4 отв.
Технические требования:
Диаматр пневмокамеры - 140мм;
Усилие на штоке - 6060 Н
Давление воздуха в сети - 04МПА

Фрагмент реж.рез.frw

Спецификация кондуктор.spw

Пневмораспределитель

Графотехнология-1 по фланцу установочному.cdw

Графическое изображение
Операция 005. Токарная с ЧПУ.
Операция 010. Токарная с ЧПУ.

Патрон для фланца установочного с пневмопатроном100-120.cdw

1.*Размеры для справок.
Поверхности А Б В Г и подшипники поз.65 и 66 при сборке смазать
смазкой ШРУС-4 общим количеством 30гр.
После завинчивания тяги поз.13 необходимо ее засверлить и
застопорить вместе со штоком поз.3 винтом поз.27
На стыке дет. поз.10 и торцем внутреннего кольца подшипника
обеспечить зазор 002-007мм. за счет подрезки торца М
Цилиндр должен работать на сжатом воздухе при давлении до 06МПа и
температуре окружающей среды от +5 до +50
Цилиндр обязательно должен быть испытан на плотность максимальным
рабочим давлением и на прочность. Прочность цилиндра должна проверяться
подачей минерального масла в каждую из его полостей с плавным увеличением
давления в течение 1 мин. от 0 до 09МПа и выдержкой при этом давлении
ДРБ ММ ЗМТ-21.2007.002

Графотехнология-2 по фланцу установочному.cdw

Графическое изображение

Графотехнология-2.cdw

Графическое изображение

Чертеж фланца установочного.cdw