На базовому підприємстві встановлення деталей на фрезерних і свердлильних верстатах здійснювалося на універсальних пристроях з ручним затиском. Це сприяло втомлюваності робочого і знижувало продуктивність праці. Я пропоную на всіх цих операціях для закріплення деталей використовувати лещата з пневмозатиском.

Для контролю розмірів на базовому заводі використовувалися універсальні вимірювальні інструменти (штангенциркулі, мікрометри тощо), що цілком виправдано в умовах одиничного виробництва. Я же пропоную для вимірювання діаметрів і деяких лінійних розмірів використовувати калібри-скоби і калібри пробки.

Все вищезгадане дозволяє скоротити час на механічну обробку деталі і підвищити продуктивність праці.

3. Конструкторський розділ

3.1 Розрахунок та опис пристрою

На фрезерних операціях 005 - 030 і довбальної 035 я спроектував і використовую лещата з пневмоприводом СПК 010.29.006.00.00. Лещата призначені для базування заготовки по боковим поверхням та закріплення її силою Р. В пристрої заготовка лягає на одну з двох плоских поверхонь і з боків затискається за допомогою губок. Принцип дії пристрою наступний: зусилля від пневмоциліндру 7 передаються за допомогою штоку 9 на важіль 14. При подачі скрапленого повітря за допомогою розподільчого крану 1 у верхню порожнину пневмоциліндру 7 поршень 8 разом з штоком 9 йде униз повертаючи важіль 14. Він давить на ліву губку 15, яка затискає заготовку. При подачі скрапленого повітря у нижню порожнину відбувається розтискання заготовки.

3.1.1 Розрахунок погрішності базування у пристрої

У даному пристрої заготовка лягає на плоску поверхню від якої завдані розміри. Тому погрішність базування у вертикальному напрямі буде дорівнювати нулю: ε_б = 0. У горизонтальному напрямі заготовка притискається до нерухомої губки. Тому погрішність базування у горизонтальному напрямі також буде дорівнювати нулю: ε_б = 0.

3.1.2 Розрахунок зусиль закріплення деталі у пристрої

Для того, щоб визначити силу затиску деталі в пристрої необхідно розрахувати силу різання. При фрезеруванні торцевою фрезою Ø 100 мм вона буде максимальною і дорівнює згідно пункту 2.4: P_z = 1087 н =108,7 кгс.

Зважаючи на невелику площину бокової поверхні за яку затискається заготовка, силу з якою необхідно затиснути заготовку повинна у 4 рази бути більшої ніж сила різання. Враховуючи співвідношення пліч у важелі 14 (1: 2) з урахуванням запасу (4 рази) нам необхідно:

Q = P_z · = 108,7 · · 4 = 217,4 кгс

Розрахуємо діаметр пневмоциліндру, який необхідно даному патрону.

Сила, яка розвивається на штоку пневмоциліндру дорівнює:

Q = F_пор ·р · η,

де: p = 4 кгс/см^{2 -} тиск скрапленого повітря в пневмосистемі;

F_пор = - площа поршню;

η = 0,87 - КПД пневмоциліндру.

3.1.3 Визначення розмірів затискного елементу пристрою

Зневажаючи величиною діаметру штоку d (малою у порівнянні з діаметром поршню D) знаходимо діаметр поршню пневмоциліндру за формулою:

D = = = 89,2 мм = 8,92 см с.242 [7]

По табл. IV.1 с. 205 [7] приймаємо найближчий більший діаметр пневмоциліндру: D = 100 мм.

По тієї ж таблиці визначаємо найбільше зусилля, що розвиває даний пневмоциліндр при тиску в мережі 6 кгс/см². Воно дорівнює 680 кгс.

По цьому найбільшому зусиллю розрахуємо на міцність одну з найбільш завантажених деталей пристрою.

3.1.4 Розрахунок найбільш завантажених деталей на міцність

Розрахуємо на міцність вісь 16 на якої обертається важіль 14. Ця вісь має Ø 12 мм і виготовлену з сталі 45. Проводимо розрахунок на зріз. Для сталі 45: [τ_зр] = 60 кгс/мм². Необхідно виконати умову: [τ_зр] ≥ τ_зр. Розраховуємо:

τ_зр = ,

де: Q = 680 кгс - зусилля на важелі 14;

d = 12 мм - діаметр осі 16

τ_зр = = 6 кгс/мм²

6 < 60 τ_зр < [τ_зр] - умова виконана і вісь 16 не буде зрізана.

3.2 Проектування ріжучого інструменту

3.2.1 Стислий опис ріжучого інструменту

У якості ріжучого інструменту на довбальній операції 020 - довбання зубців я сконструював і використовую спеціальний різець з твердосплавною пластиною Т5К10 СПК 010.28.006.00.00.

Спроектований мною довбальний різець улаштований наступним образом. Різець має корпус, у який у спеціальне гніздо вставляється спеціальна пластина з твердого сплаву марки Т5К10. Цей твердий сплав використовується для роботи з ударами і переривчастими поверхнями при обробці вуглецевих і легованих сталей. А при довбанні і є робота з ударним навантаженням.

3.2.2 Розрахунок і проектування розмірів інструменту

Спеціальна твердосплавна пластина для довбального різця має наступні розміри:

Рис.3.1

Важливим конструктивним елементом різця є кут встановлення пластини γ_ВС. Виходячи з того, що не можна скривляти профіль западини приймаємо: γ_ВС=0˚.при прийняті інших кутів профіль западини буде скривлятися. Згідно з таблицею ХІІІ.І с.221 [1] для довбальних різців: передній кут: γ = 12°, задній кут: α = 8°

Розмір державки приймаємо найбільший, який використовується на довбальних верстатах мод.7А412:

H: B = 16 × 24 мм

Перевіримо вибрану державки різця на міцність. Сила P_z, яка виникає у процесі різання з розділу 2.4: P_z = 5235 н = 523,5 кгс

Мінімально допустима ширина державки різця прямокутного перерізу дорівнює:

В = с.50 [8]

де: l = 50 мм - приблизний виліт різця з державки;

=12 кгс/мм^{2 -} допустима напруга для державок з вуглецевої сталі незагартованих табл.4с.50 [8]

В =

У нас державка має В = 24 мм.24 > 17,3 - міцність достатня. Перевіримо державку на жорсткість. Довбальний різець працює при великих вильотах l, так як виліт l повинен бути більше висоти заготовки, що обробляється.

Тому різець розраховують на поздовжній вигін за формулою Ейлера. Максимальне навантаження, що допускає довбальний різець:

Р_кр= , с.50 [9]

де: Р_кр - критична сила; Е = 20000кгс/мм² - модуль пружності матеріалу державки;

J_min = - мінімальний момент інерції державки;

Р_кр=

В нас же Р_z = 523,5 кгс.

523,5 < 161540 - запас достатній і повздовжного вигіну різця не буде.

Маркуємо довбальний різець з зазначенням: розмірів зубців (4±0,15х60°), матеріалу ріжучої пластини (Т5К10) та товарний знак заводу-виготовлювача.

3.3 Проектування контрольно-вимірювального інструменту

3.3.1 Стисла характеристика контрольно-вимірювального інструменту

У якості вимірювального інструменту на довбальній операції 035.

я розробив і використовую комплексний калібр на зубці СПК 010.40.006.00.00. Калібр складається з трьох калібрів, які для зручності розташовані на одній пластині. Калібри ПР і НЕ контролюють граничні параметри розміру 4±0,15 і кутів 60°. Третій калібр контролює розташування зубців по радіусу R35 і служить також для настроювання пристрою для довбання.

3.3.2 Розрахунок і конструювання контрольно-вимірювального інструменту

Калібр ПР на дві западини виконуємо по мінімальному розміру: 4 - 0,15 = 3,85 мм.

Калібр НЕ на дві западини виконуємо по максимальному розміру: 4 + 0,15 = 4,15 мм

Третій калібр на всі 10 западин розташованих на радіусі R35.

Остаточно калібр має такий вид:

Рис.3.2

Для того, щоб деталь була визнана гідною при вимюрюванні двох сусідніх западин необхідно таке розташування зазорів:

Рис.3.3

П ісля виготовлення калібр маркують наступними даними: 4±0,15 х 60°

номінальний розмір і кут деталі, для якої призначений калібр;

ПР і НЕ - тип калібру;

- товарний знак заводу - виготовлювача.

4. Охорона праці на виробничий дільниці

4.1 Міри безпеки при експлуатації обладнання закладеного у технології

Основним обладнанням і самим небезпечним на металообробній дільниці є металорізальні верстати розглянемо міри безпеки при роботі на цих верстатах. Загальні міри безпеки при роботі на металорізальних верстатах викладені у ГОСТ 12.3.025 - 80. У відповідності с цим ГОСТом, встановлення заготовок і зняття деталей під час роботи обладнання допускається поза зоною обробки при використанні спеціальних позиційних пристроїв, що забезпечують безпеку працюючих.

До роботи на металорізальних верстатах допускаються особи відповідної професії, спеціальності і кваліфікації, що пройшли інструктаж і о бучення. Навчання, інструктаж робочих, IТП і службовців безпеки праці проводять згідно з ГОСТ 12.0.004 - 78.

Особи, що поступають на роботу, зв’язану з використанням СОЖ, підлягають обов’язковому медогляду. Особи, які мають схильність до кожних захворювань до роботи з СОЖ не допускаються.

Одним з основних травматичних факторів на металорізальних верстатах є стружка. Для захисту від неї зону різання необхідно огороджувати. Огородження також захищає верстатника при вильоті або руйнуванні різального інструменту.

Крім загальних вимог, до кожної групи металорізальних верстатів пред’являють і свої специфічні вимоги безпеки праці. Розглянемо ці вимоги, стосовно до верстатів, що є не нашій дільниці.

Вимоги безпеки при роботі на фрезерних верстатах.

Деталь, що оброблюється необхідно встановлювати на верстаті правильно і надійно, щоб під час руху верстату була виключена можливість її вильоту. Деталь закріплюється у місцях, які знаходяться як можна ближче до обробляємої поверхні.

Користуватися необхідно тільки справною фрезою. Перед її встановленням слід перевірити: надійність та міцність кріплення зубів або пластин твердого сплаву в корпусі фрези; цілісність й правильність загострювання пластин твердого сплаву, які не повинні мати викришуваних місць, тріщин, прижогів. При встановленні хвостовика інструменту у отвір шпинделю треба переконатися в тому, що він сідає цільно, без люфту.

Затиск та віджимання фрези ключем на оправці шляхом включення електродвигуна забороняється.

При кріпленні деталі за необроблені поверхні слід використовувати лещата та пристрої з насічкою на притискних губках.

Деталь до фрези подають тоді, коли остання отримає робоче обертання. Врізати фрезу слід поступово, при цьому механічну подачу необхідно вмикати до зіткнення деталі з фрезою. При ручній подачі не можна допускати різких збільшень швидкостей і глибини різання. В процесі фрезерування не можна допускати накопичення стружки на фрезі і оправці.

При фрезеруванні забороняється вводити руки у небезпечну зону. В процесі фрезерування не можна допускати накопичення стружки на фрезі та оправці. Віддаляють стружку поблизу від обертаючої фрези кісточкою з ручкою довжиною не менш ніж 250 мм.

При швидкісному фрезеруванні, крім огородження, застосовують пристрої для уловлювання та відводу стружки.

Для попередження порізів рук необхідно огороджувати фрезу, використовувати спеціальну незношену щітку для віддалення з верстату стружки, а також не вимірювати деталь поблизу відкритої фрези.

При заміні деталі або її вимірюванні фрезу відводять на безпечну відстань. Спочатку ніж виймати деталь з лещат або пристрою, необхідно зупинити верстат, відвести ріжучий інструмент, щоб не пошкодити руку о ріжучі кромки.

Перед зупинкою верстату інструмент відводять від обробляємої деталі.

Вимоги безпеки при експлуатації верстатів з ЧПУ.

До початку роботи оператору необхідно перевірити: наявність та справність огороджень рухомих елементів верстату, а також струмоведучих частин електричної апаратури і елементів управління; огороджень для захисту від стружки і охолоджуючих рідин; чи не пошкоджені відкриті участки електропроводки (ізоляція), чи не обірваний провідник електричного заземлення верстату; чи справно роблять пускові, зупиночні, реверсивні устрої, устрої перемикання швидкостей; справність ріжучого та допоміжного інструменту і надійність його фіксації у інструментальному магазині.