Технологически процесс изготовления детали

                                                          Введение. 

    Деталь: угольник верхний, годовой выпуск 36000 штук. 

Предназначается в основном для соединения труб, клапанов, задвижек. Изготовляется  из стали 20Л по ГОСТ 977 - 88 . Заменителями являются стали 25Л и 35Л.   Назначение: шаботы, арматура, фасонные отливки деталей общего машиностроения, изготовляемые методом выплавляемых моделей, детали сварно-литых конструкций и другие детали, работающие при температуре от –40 до 450^оС. Сваривается без ограничений. Обрабатывается резанием в отожженном состоянии при твердости НВ 121 – 126. Сортаментом являются отливки по ГОСТ 977 – 75.

Деталь имеет  два фланца  у которых внешний  диаметр составляет 230 мм. Главным  базирующим фланцем является нижний фланец детали с размерами: внешний диаметр – 230 мм по 12-му квалитету точности с нижним отклонением -0.46мкм; внутренний диаметр кольца – 150 мм, также по 12-му квалитету с нижним отклонением -0.4 мкм. Кольцо имеет фаски по 45 градусов. У нижнего фланца имеется зависимый размер между центрами отверстий – 190 мм. Толщина стенок составляет 14 мм. Корпусе детали есть отвод и отверстие с метрической резьбой М12 по 7-му квалитету. Отверстие расточено под головку болта диаметром 21 мм и шероховатостью Ra 6.3. Шероховатость корпуса в трудных для обработки местах составляет Ra 50, а в полости Ra 12.5. Шероховатость отвода – Ra 1.6. Отвод имеет внешнюю метрическую резьбу с шагом 2 мм (М60x2) с посадкой по 8-му квалитету; больший диаметр отвода – 46 мм, оформленный по 12-му квалитету точности. Высота детали от фланца до конца отвода – 292 мм. Какой-либо общей шероховатости не имеет, и это значит что деталь обрабатывается только в тех местах, которые доступны резцу или шероховатость не зависит от эксплуатационных требований детали.

Внутренний диаметр  нижнего фланца имеет диаметр 115 мм, а боковой – 100 мм. Шероховатость  внутри корпуса детали составляет 12.5 Ra.

На каждом фланце деталь имеет по 8 отверстий диаметром 22 мм.

Диаметр корпуса  детали 143 мм и имеет шероховатость  Ra 50.

Угол между  отверстиями на фланцах равен 22 градуса 30 минут. Первой операцией является сверление отверстий на фланцах. Поэтому следующие расчеты предназначены  для сверления отверстий в  нижнем фланце.  
 

1.1 Назначение, устройство  и принцип действия  проектируемого приспособления 

          Для конкретной детали предназначен двухколонный кондуктор с пневматическим зажимом.

Кондукторы скальчатые консольного типа с пневматическим зажимом по ГОСТ 16889 – 71 предназначены для закрепления заготовок при механической обработке отверстий на сверлильных станках, а также сверления различных по форме заготовок.

Для этого кондуктора сменные наладки устанавливаются  на пальцах, плита с кондукторными  втулками – на вершине пальца.

Зажим заготовки  осуществляется опусканием верхней крышки, соединенной со штоком пневматического привода, расположенного в нижней части корпуса. Для управления служит кран. Усилие зажима при давлении в сети равном 4 ат, составляет 450 кгс.

Для установки  данной детали в кондуктор требуется  специальное приспособление, которое называется палец.

Размеры пальца:

Длина l = 100мм;

Ширина b = 74мм.

Палец изготавливается  из стали 35.

Также для сверления  отверстий в заготовки существует кондукторная плита с кондукторными  втулками. Кондукторные плиты служат для установки кондукторных втулок, (иногда для закрепления заготовки). Их изготавливают из качественного чугуна (реже из стали).  Толщина плит составляет 15 – 30мм; для установки высоких кондукторных втулок предусматривают бобышки. Кондукторные втулки служат направляющим элементом для режущих инструментов при обработке отверстий на станках сверлильно-расточной группы. Они позволяют повысить точность обрабатываемых отверстий по параметрам отклонений диаметральных размеров, формы, расположения осей отверстий на входе и выходе за счет ограничения прогибов инструмента. Их подразделяют на неподвижные и вращающиеся.

Для механизации  и автоматизации СП применяют  пневоприводы, в которых сжатый воздух подается в объёмные пневмоприводы  от пневомолиний. Давление сжатого воздуха 0.4-0.63 МПа (максимальное давление 1 МПа). Пневматический привод имеет следующие преимущества перед гидравлическим: а) отсутствуют специальные источники давления;             б) нет возвратных трубопроводов, т.к отработавший воздух выпукают в окружающую среду; в) простые аппаратура и арматура. К недостаткам следует отнести низкое рабочее давление;  механизмы-усилители (рычажные, шарнирно-рычажные, клиновые, винтовые, эксцентриковые или их сочетание). Применять пневмоприводы целесообразно в случаях, когда приспособление не снимают со станка (НСП и УНП).

Объемные пневмодвигатели  подразделяют на поршневые и мембранные пневмоцилиндры и поворотные пневмодвигатели.  Поршневые пневмоцилиндры бывают стационарные и вращающиеся. 

По способу  торможения: 1 – без торможения; 2 – с регулируемым торможением в конце хода (в СП  не применяют)

По виду крепления: 1 – на удлиненных стяжках; 2 – на лапках; 3 – на переднем фланце; 4 –  на заднем фланце; 5 – на проушине; 6 – на цапфах.

По выполнению конца штока: 1 – с наружной резьбой; 2 – с внутренней резьбой.

По присоединительной  резьбе для подвода воздуха: 1 –  с метрической резьбой; 2 – с  конической резьбой.

Основные параметры  и размеры стационарных поршневых  пневмоцилиндров двухстороннего действия с односторонним штоком без торможения указаны в ГОСТ 15608 – 81. 
 
 

2. Проверка  условия лишения  возможности перемещения  заготовки в

приспособлении

      Требуемая точность обработки обеспечивается определенным положением заготовки относительно режущего инструмента. Положение заготовки при обработке, как и любого твердого тела в пространстве, характеризуется шестью степенями свободы, определяющими возможность перемещения и поворота заготовки относительно трех координатных осей. При полном ориентировании заготовка лишается всех степеней свободы; при неполном - числа степеней свободы меньше шести.

      В зависимости от условий обработки  осуществляют полную или частичную  ориентацию заготовки в пространстве относительно режущего инструмента. В первом случае заготовке придают точное положение в приспособлении, во втором - точная установка в определенных направлениях не требуется, допускается произвольное положение (поворот) заготовки относительно какой-либо координатной оси (например, установка кольца в кулачки патрона при токарной обработке).

      Установку заготовок выполняют, осуществляя  плотный контакт базовых поверхностей с установочными элементами приспособления, жестко закрепленными в корпусе. Это обеспечивается приложением к заготовке соответствующих сил закрепления. Для полной ориентации заготовки число и расположение опор должно быть таким, чтобы при соблюдении условия неотрывности баз от опор (т.е. при  сохранении плотного и неподвижного контакта между ними) заготовка не могла сдвигаться и поворачиваться относительно координатных осей. При выполнении условия неотрывности заготовка лишается всех степеней свободы.

      Число опор (точек), на которые устанавливается  заготовка, не должно быть больше шести (правило шести точек). Для обеспечения  устойчивого положения заготовки в приспособлении расстояние между опорами следует выбирать, возможно большим; при установке заготовки на опоры не должен возникать опрокидывающий момент. С увеличением расстояния между опорами уменьшается влияние погрешностей формы базовых поверхностей на положение заготовки в приспособлении. 

                        2  Расчетно-конструкторский раздел

  2.1 Расчет приспособления на точность обработки

2.1.1 Расчет погрешности  установки 

Погрешность установки e_y есть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при установке в СП от требуемого. e_у возникает вследствие несовмещения измерительных и технологических баз,  неоднородности качества поверхностей заготовок, неточности изготовления и износа опор СП, нестабильности сил закрепления и др. e_у вычисляют по погрешностям: базирования e_б, закрепления e_з и положения e_пр; e_б является случайной погрешностью; e_з содержит как случайные составляющие погрешности, объединяемые в основную e_з.о, так и закономерно изменяющуюся систематическую погрешность e_з.и, связанную с изменением формы поверхности контакта установочного элемента в результате его износа; e_пр включает закономерно изменяющуюся систематическую погрешность e_и, определяемую прогрессирующим изнашиванием установочных элементов, а также постоянные систематические погрешности e_у.с, определяемые погрешностями изготовления и сборки опор СП, и e_с, определяемые погрешностями установки и фиксации СП на станке.

      В общем случае

     Если  постоянные систематические погрешности e_у.с и e_с можно полностью устранить соответствующей настройкой станка, то

     Если  погрешности e_и и e_з.и , зависящие от износа установочных элементов, можно регулярно компенсировать поднастройкой инструмента, то

                                               .                                               (2) 

По таблице  3 находим погрешность установки для опор с головкой или опорных пластин:

    Таблица 3 Погрешности установки ε_у заготовок плоской поверхностью (на штыри и пластины), мкм