ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Служебное назначение детали
Деталь “Первичный вал” - является составной частью коробки передач.
Деталь представляет собой вал со шлицевыми, зубчатыми и резьбовыми поверхностями, помимо этого с одного из торцов детали имеются глухие отверстия. Первичный вал служит для переключения скоростей в коробке передач и передачи вращения непосредственно на другие исполнительные органы узла (в данном случае через шестерни которые находится в зацеплении с вторичным валом). Наружными посадочными поверхностями вал устанавливается в корпус коробки передач через подшипники качения, которые в свою очередь запрессовываются непосредственно в посадочные гнезда данного узла.
Шпоночные пазы служат для крепления.
Для изготовления данной детали выбираем углеродистую качественную конструкционную сталь марки Сталь 45 ГОСТ 1050-88.
Таблица 3 - Химический состав стали 45 по ГОСТу 1050 – 88. ([9], стр. 102)
| Марка стали | Массовая доля элементов | |||||
| Углерода | Кремния | Марганца | Хрома не более | Никель | Другие элементы | |
| 45 | 0,42 – 0,50% | 0,17 – 0,37% | 0,50 – 0,80% | 0,25% | - | - |
Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050 – 88 ([9], стр. 106).
Таблица 4
| δт кг/мм2 | δср кг/мм2 | δв % | Ψ % | αн кг/мм2 | НВ не более | |
| Не более | Горячекатаная | Отожженная | ||||
| 36 | 61 | 16 | 40 | 5 | 241 | 197 |
Эта сталь применяется при изготовлении деталей, работающих при больших скоростях, средних и высоких давлениях, при наличии ударных нагрузок. Также эта сталь удовлетворяет требованиям высокой поверхностной прочности и износоустойчивости.
|
|
|
Обладает следующими механическими свойствами: ударная вязкость
αн = 59 кг см/см2, относительное удлинение ψ = 45%, Твердость по Бринеллю НВ 187÷229.
Анализ технологичности конструкции детали
Технологичность конструкции детали рассматривается как совокупность свойств конструкции детали, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
Объект производства анализируется по пяти признакам: обрабатываемости материала (Кто), рациональности формы детали с точки зрения механической обработки (КТф), наличию у детали поверхностей, которые удобно использовать в качестве технологических баз (Ктб), соответствие точности размеров и шероховатости поверхностей, принятых за измерительные базы (Ктш).
Анализ технических требований, условий и норм точности на изготовление детали.
Достоинства:
1. Деталь является телом вращения и не имеет труднодоступных мест и поверхностей для обработки;
|
|
|
2. Перепады диаметров в большинстве поверхностей малы, что позволяет получить заготовку близкую к форме готовой детали;
3. Симметрична относительно оси;
4. Деталь позволяет вести обработку нескольких поверхностей за один установ (на многорезцовых станках и станках с ЧПУ);
5. Конструкция детали обеспечивает свободный подвод и отвод инструмента и СОЖ в зону резания и из нее, и отвод стружки;
6. Деталь имеет надежные установочные базы, т.е. соблюдается принцип постоянства и совмещения баз;
7. Конструкция детали достаточно жесткая;
8. Допуски на размеры точных поверхностей не усложняют технологию производства.
Недостатки:
1. Деталь имеет глухие отверстия и резьбовые поверхности;
Вывод: Данная конструкция детали является технологичной, т.к. удовлетворяет большинству технологических требований.
При выборе методов обработки поверхностей следует учитывать, что они должны обеспечивать:
- Заданную точность обработки.
- Заданную высоту микронеровностей обрабатываемых поверхностей.
- Необходимую производительность обработки.
Принимая во внимание вышеперечисленные факторы, выберем методы обработки основных поверхностей.
|
|
|
Таблица 5
| № Поверхности | Виды обработки |
| 1 | Фрезеровать, сверлить, токарная. |
| 2 | Токарная черновая, токарная чистовая, горизонтально фрезерная, резьбонарезная,. |
| 3 | Токарная чистовая. |
| 4 | Токарная черновая, токарная чистовая, шлицефрезерная, шлифовальная. |
| 5 | Токарная чистовая. |
| 6 | Токарная чистовая. |
| 7 | Токарная черновая, токарная чистовая, шлицефрезерная |
| 8 | Токарная черновая, токарная чистовая, шлицефрезерная, горизонтально фрезерная, шлифовальная. |
4.3 Выбор и обоснование метода получения заготовки. Предварительная технико-экономическая оценка выбора заготовки по минимуму приведённых затрат
Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией деталей, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.
Выбрать заготовку значить установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.
Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь.
|
|
|
Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчёта себестоимости заготовки и механической обработки в целом.
Определяем массу детали и заготовки:
V = πr2 · H; V = (π(D2 – d2) · H) / 4
V1=3,14 · 22,52 · 90 = 143066,2 мм;
V2=3,14 · 27,52 · 107,5 = 255272,2 мм;
V3=3,14 · 32,52 · 280 = 928655 мм;
V4=(3,14(652 – 422) · 65,5) / 4 = 126538,46 мм;
V5=(3,14(552 – 422) · 52,5) / 4 = 51969 мм;
V = V1 + V2 + V3 + V4 + V5
V=143066,2 + 255272,2 + 928655 + 126538,46 + 51969=1305500,91 мм
m дV · γ (кг)
γ = 8,0 н/см3
m д=1305500,91·8=10014007,28 см3 или 10кг
m з=1,37 · m д = 1,37 · 10=13,7 кг.
Заготовка штамповка на ГКМ
Область применения этого метода серийное и массовое производство.
Штамповка на кривошипных прессах в 2…3 раза производительнее по сравнению с штамповкой на молотах, припуски и допуски уменьшаются на
20-35% расход материала снижается на 10-15%. Заготовки для деталей типа стержня с утолщением, колец, втулок, деталей со сквозными· и глухими отверстиями, целесообразно получать на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ).
Себестоимость заготовки из штамповки:
Ѕз = [(Ci / 1000) · mз · Кт · Кс · Кв · Км · Кп ] – ( mз – mд) · Ѕотд / 1000 ([10], стр. 31),
где Ci – базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;
Кт, Кс, Кв, Км, Кп – коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, и объёма производства;
mз – масса заготовки, кг;
mд – масса детали, кг;
Ѕотд – цена одной тонны отходов в руб.
Ѕз = [(1500 / 1000) · 13,7 · 1 · 1 · 0,8 · 1 · 1] – (13,7 – 10) · 23 / 1000 = 1,5589*, р/шт
*– по ценам 1985года.
Прокат может применяться в качестве заготовки для непосредственного изготовления деталей либо в качестве исходной заготовки при пластическом формообразовании.
Специальный прокат применяется в условиях массового или крупно серийного производства, что в значительной степени снижает припуски и объём механической обработки.
Ѕз = М + ∑Со.з ([10], стр. 32),
где М – затраты на материал заготовки, руб.;
∑Со.з –технологическая себестоимость операции правки, колибрования прутков, разрезка их на штучные заготовки.
∑Со.з = (Сп.з · Т шк.) / (60 · 100) ([10], стр. 32),
где Сп.з – приведённые затраты на рабочем месте коп/час;
Тшк – штучное или штучно – калькуляционное время выполнения заготовительной операции
Со.з = (250 · 240.) / (60 · 100) = 10
М = [mз · Ѕ – ( mз – mд )] · Ѕотд / 1000 ([10], стр. 33),
где mз – масса заготовки, кг;
mд – масса детали, кг;
Ѕ – цена 1кг материла заготовки отходов, руб.;
Ѕотд – цена 1тонны отходов, руб.
М = [13,7 · 150 – ( 13,7 – 10 )] · 23 / 1000 = 47,18
Ѕзаг2 = 47,18 + 10 = 57,18
Эз = ( Ѕзаг2 – Ѕзаг1 ) · N ([10], стр. 33)
Эз = ( Ѕзаг2 – Ѕзаг1 ) · 800 = (57,18 – 1,55) · 800 = 44504
При сравнении себестоимости изготовления заготовки было выявлено два вида получения заготовок: 1) штамповка; 2) прокат.
В связи с проведёнными расчётами видно, что целесообразней и значительно дешевле принять получения заготовки на ГКМ.
Технические требования на заготовку:
1. Неуказанные закругления R2;
2. Смещение по линии разъема не более 0,8 мм;
3. Заусенец не более 0,5 мм;
4. Внешние дефекты (забоины, вмятины) глубиной не более 0,5 мм;
5. Кривизна стержня не более 0,8 мм;
6. Очистка поверхности производится механическим способом
7. Нормализовать НВ 170...217 МПа
4.4 Выбор методов обработки поверхностей деталей
Таблица 6
| № повер. | Размер, мм | Шероховатость | Операция | Первый вариант | Второй вариант |
| 1 | Ø18+0,84 | Rz = 40 | Центровальная | Однократное сверление | |
| 3 | Ø55,5 -0,08 | Rz = 40 | Токарная | 1) Черновое точение | 2) Чистовое точение |
| 5 | 10+0,35 | Rz = 80 | Горизонтально - фрезерная | 1) Черновое фрезерование | 2) Чистовое фрезерование |
| 6 | Ø46,6-0,34 | Rz = 20 | Шлицефрезерная | ||
| 4 | Ø55 +0,03 | Rz = 20 | Шлифовальная | Шлифование | |
| 2 | Ø30+0,2 | Rz = 20 | Резьбофрезерная |
4.5 Выбор и обоснование технологических баз. Предварительная разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали
В технологическом отношении детали, имеющие несколько основных и вспомогательных поверхностей обработки, должны быть изготовлены с минимальными затратами времени, с использованием прогрессивных методов изготовления заготовок, с правильным выбором баз, соблюдая принцип единства и совмещения баз.
При построении маршрута обработки следует соблюдать принцип постоянства баз; на всех основных технологических операциях использовать в качестве технологических баз одни и те же поверхности заготовки.
При разработке технологического маршрута используем типовые Т.П. На первоначальной операции 015 базами служат: наружные диаметры 61,4 и 71,4 установленные на призмах. Эти поверхности служат условными черновыми базами. Выполнение в 005 операции – центрование торца на диаметр 6,3 на в размер 15 ±0,3 служат базами для следующих операций. В этом случае соблюдается принцип постоянства баз, а принцип единства нарушается.
Исходя из материала, конфигурации, требуемой точности и чистоты обработки, а также программы и выбранного типа производства принимаем следующую последовательность обработки.
Таблица 7 - Маршрут обработки
| № опер. | Наименование операции | Базовые поверхности |
| 005 | Центровальная | 
|
| 010 | Токарно-гидрокопировальная |
|
| 015 | Токарная с ЧПУ | |
| 035 | Горизонтально-фрезерная | 
|
| 030 | Шлицефрезерная | 
|
| 040 | Слесарная | |
| 045 | Промывка | |
| 055 | Термическая обработка | |
| 060 | Операционный контроль | |
| 070 | Круглошлифовальная | 
|
| 095 | Резьбофрезерная | 
|
| 100 | Промывка | |
| 110 | Приёмочный контроль |
4.6 Предварительный выбор оборудования
Выбор технологического оборудования для проектируемого процесса производится уже после того, как каждая операция предварительно разработана.
Выбор технологического оборудования при изготовлении данной детали по составленному технологическому процессу будем вести исходя из типа производства (п. 3 настоящей пояснительной записки), конфигурация детали, сложности выполнения операций.
Необходимо также учитывать расчетные режимы обработки поверхностей детали и их возможность получения на выбранном оборудовании.
Следует стремиться к уменьшению доли вспомогательного времени и при возможности сокращать основное, применяя например, многоинсрументальную обработку. Использование принципа концентрации операций, т.е. сосредоточения возможно большего числа однотипных видов обработки на одном рабочем месте, также ведет к повышению производительности.
Выбор оборудования производится в соответствии с намеченным планом операции механической обработки, исходя из габаритных размеров обрабатываемой детали.
Выбранный станок должен обеспечивать выполнение технических требований, предъявляемых точностей изготовления деталей.
Мощность, жесткость и кинематические возможности должны позволять вести обработку на оптимальных режимах с наименьшей затратой времени и себестоимости.
В данном случае мы имеем дело с среднесерийном производством, что в совокупности с простой конфигурацией детали позволяет широко использовать полуавтоматы и универсальные станки.
Центровое отверстие выполняется на центровальном станке 2912.
При обтачивании наружных поверхностей по контуру используются токарно-гидрокопировальный станок ЕМ-400, токарный станок 16К20 с ЧПУ, токарно-винторезный станок 16К20. Для выполнения остальных операций (фрезерование, шлифование, резьбонарезание) используются универсальные станки моделей 6М82Г, 5350, 3А151 и т.д.
Ниже приведены технические характеристики выбранных станков.
Таблица 8 - Техническая характеристика станка мод. 6М82Г
| Расстояние от оси или торца шпинделя до стола, мм | 30-450 | |
| Расстояние от вертикальных направляющих до середины стола, мм | 220-480 | |
| Расстояние от оси шпинделя до хобота, мм | 155 | |
| Размеры рабочего стола, мм | 1250×320 | |
| Наибольшее перемещение, мм | продольное | 700 |
| поперечное | 240 | |
| вертикальное | 420 | |
| Число ступеней подач | 18 | |
| Подача стола, мм/мин | продольная | 25-1250 |
| поперечная | 25-1250 | |
| вертикальная | 8,3-416,6 | |
| Диаметр отверстия шпинделя, мм | 29 | |
| Конус Морзе шпинделя | № 3 | |
| Размер оправок для инструмента, мм | 32; 40 | |
| Количество скоростей шпинделя | 18 | |
| Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту | 31,5-1600 | |
| Мощность электродвигателя, кВт | главного движения | 7,5 |
| подачи стола | 1,5 | |
| Габариты станка, мм | 2100×2440 | |
| Категория ремонтной сложности | 23 | |
Таблица 9 - Техническая характеристика станка мод. 5350
| Наибольший обрабатываемый диаметр, мм | 500 | |
| Высота центров, мм | 250 | |
| Расстояние между центрами, мм | 750 | |
| Наибольший нарезаемый модуль, мм | 6 | |
| Наибольший диаметр фрезы, мм | 150 | |
| Расстояние между осями шпинделя, изделия и фрезы, мм | 40-140 | |
| Наибольшая длина фрезерования, мм | 675 | |
| Число нарезаемых зубьев | 4-20 | |
| Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту | 80-250 | |
| Количество ступеней чисел оборотов шпинделя фрезы | 6 | |
| Пределы подач, мм/об | 0,63-5 | |
| Число ступеней подач | 10 | |
| Диаметр отверстия шпинделя, мм | 106 | |
| Диаметр оправки фрезы, мм | 27; 32; 40 | |
| Скорость обратного хода каретки, мм/мин | 1,92 | |
| Мощность электродвигателя привода червячной фрезы, кВт | 7,5 | |
| Габариты станка, мм | длина | 2330 |
| ширина | 1500 | |
| Категория ремонтной сложности | 15 | |
Таблица 10 - Техническая характеристика станка мод. 3А151
| Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм | диаметр | 200 |
| длина | 750 | |
| Конус Морзе передней бабки | № 4 | |
| Диаметр шлифовального круга, мм | 450; 600 | |
| Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки в минуту | 1080; 1240 | |
| Скорость перемещения стола (регулирование бесступенчатое), мм/мин | 0,1-6 | |
| Угол поворота стола, град | +3; -10 | |
| Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм | 200 | |
| Поперечная подача шлифовальной бабки на один ход стола, мм/мин | регулировка бесступенчатая | |
| Пределы чисел оборотов поводкового патрона в минуту | 63-400 | |
| Мощность электродвигателя, кВт | 7,5 | |
| Габариты станка, мм | 3100×2100 | |
| Категория ремонтной сложности | 38 | |
Оценка возможности использования режущего инструмента для детали «Вал первичный» рассмотрен в таблице 10.
Таблица 11 - Оценка возможности использования режущего инструмента
| № операции | Наименование инструмента | Кт.с. |
| 1 | 2 | 3 |
| 005 | Сверло Т15К6 ГОСТ 14952-75 | 1,0 |
| 010 | Резец Т5К10 ГОСТ 18868-73 | 1,0 |
| 015 | Резец Т5К10 ГОСТ 18868-73 | 1,0 |
| 020 | Резец Т15К6 ГОСТ 18878-73 | 0,85 |
| 025 | Фреза Т15К6 ГОСТ 1092-69 | 1,0 |
| 030 | Фреза Р6М5 ГОСТ 17026-71 | 1,0 |
| 035 | Фреза Р6М5 ГОСТ 17026-71 | 1,0 |
| 070 | Круг шлифовальный 25А ГОСТ 2424-83 | 1,0 |
| 085 | Фреза гребенчатая Р6М5 ГОСТ 1336-77 | 1,0 |
| 090 | Фреза гребенчатая Р6М5 ГОСТ 1336-77 | 1,0 |
| ∑10 | ∑9,85 |
Оценка возможности использования режущего инструмента определяем по формуле (7):
4.7 Размерный анализ различных вариантов технологического процесса
Список размерных цепей
81 – 80 – 100 - 81.
82 – 81 – 100 – 82.
10 - 11 – 100 – 10.
31 – 32 – 11 – 100 – 10 – 31.
61 – 62 – 11 – 100 – 10 – 61.
32 – 33 – 82 – 100 – 11 – 32.
62 – 63 – 82 – 100 – 11 – 62.
63 – 64 – 71 – 63.
51 – 52 – 64 – 71 – 63 – 82 – 100 – 11 – 32 – 51.
83 – 82 – 63 – 71 – 64 – 83.
41 – 64 – 71 – 63 – 41.
83 – 100 – 82 – 63 – 71 – 64 – 83.
83 – 91 – 82 – 63 – 71 – 64 – 83.
33 – 100 – 82 – 33.
Размерная информация:
Количество звеньев 43
Список звеньев размерной цепи.
Звено представляется в виде:
(номер группы) (1-я точка) (2-я точка) (параметры)
Параметры зависят от номера группы, для звеньев групп
2,3 – (мин. размер) (макс. размер)
6-й - (верхнее отклонение) (нижнее отклонение)
8,9-й – (номинальный размер) (верхнее отклонение) (нижнее отклонение)
6 10 100 2.0
6 80 100 1.2 - 1.2
6 10 31 2.0
6 10 61 3.0
2 81 80 0.5 4
6 81 100 0.5 – 0.5
2 82 81 0.5 4
6 82 100 0.74 0
6 82 91 0.3 – 0.3
2 10 11 0.5 5
2 31 32 0.5 8
6 11 32 0.125 – 0.125
2 61 62 0.5 8
6 11 62 0.2 – 0.2
8 11 100 630 0 – 0.9
2 32 33 0.5 0
6 33 82 0 - 0.25
2 62 63 0.5 5
6 63 82 0 - 0.215
6 63 71 0.2 0
6 41 63 0.25 0
6 32 51 0.75 -.075
8 11 21 10 0.55 - 0.55
8 82 91 32 0.3 - 0.3
2 63 64 0.1 5
8 64 71 49 0.2 0
2 51 52 0.1 8
8 52 64 13 0.8 - 0.8
2 83 82 0.1 5
8 64 83 422.5 0 - 0.36
3 41 64 52 52.39
3 83 100 31.35 32.65
3 83 100 57.5 58.24
3 33 100 594.25 595
9 39 109 595 0 - 0.75
9 19 109 630 0 - 0.9
9 19 29 10 0.55 - 0.55
9 69 89 422.5 0 - 0.36
9 49 69 52 0.39 0
9 89 109 57.5 0.74 0
9 59 69 13 0.8 - 0.8
9 69 79 49 0.2 0
9 89 99 32 0.65 - 0.65
Расчёт припусков
Общим припуском на обработку называется слой металла, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения годной детали.
Операционный припуск – это слой материала, удаляемый с заготовки при выполнении одной технологической операции.
Операционный припуск равняется сумме промежуточных припусков, то есть припусков на отдельные переходы, входящие в операцию.
Из применяемых в машиностроении заготовок (проката, отливок, штамповок) в качестве заготовки для данного вала учитывая, что материал делали – сталь 45 ГОСТ1050 – 88 и типа производства массового; применяем заготовку - штамповку.
Данный тип заготовки получают на горизонтально ковочных машинах (ГКМ).
Такой вид заготовок наиболее применяем для получения требуемой детали.
Штамповка – потому, что допуски маленькие и отход металла будет минимальный.
Производим расчет припуска для самой точной поверхности детали Ø 55 согласно маршруту обработки.
Определение дефектного слоя:
Суммарные отклонения расположения штамповкой заготовки при обработки в патроне для наружной поверхности:
r = Örсм2 + r кор2, мкм. ([11], стр. 56)
где - rкоробления – погрешность штампованных заготовок на прессах;
rсм – погрешность по смещению на штампах.
Погрешность закрепления ε ([11], табл. 3.26, стр. 68). ε = 110 мкм.
Точность и качество поверхностей штампованных заготовок после механической обработки выбираем ([11], табл. 3.25, стр. 67).
Величину удельного отклонения расположения Δy выбирают по ([11], табл. № 3.22, стр. 64):
Δy = 0,2 мм.
Расстояние LК от сечения, для которого определяется кривизна, до места опоры при установки в центрах определяется из соотношения
Lк= 107,5, мм,
где L – общая длина заготовки в мм, где L = 395 мм.
Величина отклонения расположения заготовки в центровки.
ρц = 0,25 · Öδ2заг + 1 мкм. ([11], стр. 57)
где δзаг – допуск на диаметр базовой поверхности мм. δзаг = 1,7 мм.
ρц = 0,25 · Ö1,72 + 1 = 0,37 мм. ρо.м. = 2 Δy · LК, мкм. ([11], стр. 58)
где – Δy – величина удельного отклонения расположения равная 0,2.
ρо.м. = 2 · 0,2 · 107,5 = 43 мкм.
Суммарное отклонение расположения, ([11], стр. 68). Отклонение на черновую обработку по следующей формуле:
Pо = Ö ρо.м.2 + ρц2, мкм. ([11], стр. 58)
Pо = Ö432 + 3702 = 372 мкм.
Погрешность установки при базировании в центрах заготовки выбирается ([11], табл. 3.26, стр. 82).
εy = 110 мкм.
Минимальный припуск на черновую обработку:
2Zmin = 2 (RZ + T + Öρ2 + εy2), мкм. ([11], стр. 58)
2Zmin = 2 (160 + 200 + Ö3722 + 2002) = 1564 мкм.
Максимальный припуск на черновую обработку поверхности детали определяем по формуле:
2Zmax = 2Zmin + δДП – δДВ, мкм. ([11], стр. 58)
где - δДП = 1100 мкм; δДВ = 400 мкм.
2Zmax = 1564 + 1100 – 400 = 2264 мкм.
Величину остаточного суммарного расположения заготовки после выполнения черновой обработки поверхности определяем по формуле:
ρост = Кy ρоз, мкм. ([11], стр. 58)
где - Кy = 0,06 (см. табл. № 3.19 [11]).
ρост = 0,06 · 372=22,33 мкм.
Величина погрешности установки при чистовой обработки поверхности заготовки.
εуч = 0,06 · εy, мкм. ([11], стр. 58)
εуч = 0,06 · 200 = 12 мкм.
При последовательной обработки поверхности детали погрешности установки из – за малости её величины в расчёт не принимаем.
Расчётный минимальный и максимальный припуск на чистовую обработку поверхности детали определяем по формулам:
2Zmin = 2 · (50 + 50 + Ö22,332 + 122) = 250 мкм.
2Zmax = 2 · (250 + 210 – 33) = 854 мкм.
Расчётный минимальный и максимальный припуск на шлифовальную обработку поверхности составит:
2Zmin = 2 · (5 + 15) = 40 мкм.
2Zmax = 2 · (40 + 33 –15) = 116 мкм.
Промежуточные расчётные размеры по обрабатываемым поверхностям определяем по формуле:
Для чистовой токарной обработки:
Dmin чист = Dчист + 2Zmin шл., мм. ([11], стр. 58)
Dmin чист = 55,01 + 0,04 = 50,05 мм.
Для черновой токарной обработки:
Dр черн. = Dр чист. + 2Zmin чист, мм. ([11], стр. 58)
Dр черн. = 55,05 + 0,25 =55,295 мм.
Для заготовки:
Dр.з. = Dр черн + 2 Zmin, мм. ([11], стр. 59)
Dр.з. = 55,295 + 1,6 =56,895 мм.
Промежуточные размеры определяют методом прибавления (для валов), вычитания (для отверстий) значения припусков по максимальным и минимальным значениям, начиная действия с размеров детали.
Минимальные промежуточные размеры:
Dчист = Dд + 2 Zmin, мм. ([11], стр. 59)
Dчист =55,01 + 0,05 = 55,05 мм.
D min чист = Dчист + 2 Zmin чист, мм. ([11] стр. 59)
D min чист = 55,05 + 0,25 = 55,30 мм.
D min з = D черн + 2 Zmin черн, мм. ([11] стр. 59)
D min з = 55,30 + 1,6 = 56,9 мм.
Максимальные предельные промежуточные размеры:
Dmax чист = Dmax + 2 Zmax шл, мм. ([11], стр. 59)
Dmax чист = 55,01 + 0,12 = 55,13 мм.
Dmax черн = Dmax + 2 Zmax чист, мм. ([11] стр. 59)
Dmax черн = 55,13 + 0,86 = 55,99мм.
Dmax з = D max + 2 Zmax черн, мм. ([11] стр. 59)
Dmax з = 55,99 + 2,5 = 58,4 мм.
4.9 Разработка технологических операций и операционной технологии
Окончательный выбор и обоснование оборудования.
Выбор оборудования производится в соответствии с намеченным планом операции механической обработки, исходя из габаритных размеров обрабатываемой детали.
Выбранный станок должен обеспечивать выполнение технических требований, предъявляемых точностей изготовления деталей.
Мощность, жесткость и кинематические возможности должны позволять вести обработку на оптимальных режимах с наименьшей затратой времени и себестоимости.
Таблица 11
| Наименование станка | Модель станка | n min - max мин. | S min - max об/мин. | Zn | Zs | N кВт |
| Центровальный | 6Р81 | 50-1600 | 35-1020 | 16 | 16 | 5,5 |
| Токарно гидро копировальный | 1716Ц | 100-200 | 5-1250 | - | - | 18,5 |
| Горизонтально фрезерный | 6Р82Г | 31,5-1600 | 25-12500 | 18 | 18 | 7,5 |
| Шлице фрезерный | 5350А | 80-250 | 0,63-5 | 14 | 10 | 7,5 |
| Кругло шлифовальный | 3Т160 | 55-620 | 0,05-5 | - | - | 17 |
| Резьбо фрезерный | 5Б63Г | 80-630 | 0,315-10 | - | - | 3 |
4.10 Расчёт режимов резания
1. Глубина резания: t = 3,2 мм.
2. Определяется нормативная подача Sон:
Sон = 0,07 – 0,09 мм/об ([1], карта 41).
Поправочный коэффициент на подачу в зависимости от глубины сверления:
Корректируется нормативная подача при сверлении Sон по паспорту станка
Sон = 0,056 мм/об.
3. Определяется скорость резания Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Поправочный коэффициент на скорость в зависимости от глубины сверления
Кlv = 1.
V = Vн · Кlv = 40 · 1 = 40 м/мин.
4. По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя n:
n = V · 1000 / π · D = 40 · 1000 / 3,14 · 6,3 = 2022 об/мин.
5. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр = 710 об/мин.
6. Действительная скорость резания:
Vд = π · D · n / 1000 = 3,14 · 6,3 · 710 / 1000 = 14 м/мин.
7. Из-за малой мощности резания проверку по мощности не производим.
8. Определение основного (машинного) времени:
Тм = Lрх / n · Sо = l + l1 / n · Sо, мин,
где Lрх – длина пути, проходимого инструментом в направлении подачи, мм;
Lрх = l + y + Δ, мм,
где l – длина обрабатываемого отверстия;
y – величина врезания, y = 0;
Δ – величина перебега, Δ = 2 мм;
n – принятое число оборотов инструмента, об/мин;
Sо – принятая подача инструмента, мм/об;
l1 – величина врезания и перебега инструмента, мм.
Тм = 15,5 + 4,5 / 710 · 0,056 = 0,503 мин.
010 Токарно-гидрокопировальная операция
1 проход (копировальный суппорт правый)
1. Глубина резания t1 = 4,5 мм.
2. Определяем длину рабочих ходов суппорта:
Lрх = l + l1, мм,
где l – наибольшая длина обрабатываемой пов-ти одним инструментом, мм;
l1 – величина подвода врезания и перебега инструментов, мм.
Lрх = 142 + 13 = 155 мм.
3. Определяется нормативная подача Sон:
Sон = 0,4 – 0,5 мм/об ([1], карта 1).
По паспорту станка принимается ближайшее значение подачи:
Sон = 0,5 мм/об.
4. Определяется скорость резания Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Vн = 130 м/мин.
Поправочный коэффициент на скорость:
Кnv = 1. Тогда
V = Vн · Кnv = 130 · 1 = 130 м/мин.
5. По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя станка n:
n = V · 1000 / π · D = 130 · 1000 / 3,14 · 69 = 600 об/мин.
6. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр = 630 об/мин.
7. Действительная скорость резания:
Vд = π · D · n / 1000 = 3,14 · 69 · 630 / 1000 = 136,5 м/мин.
8. Производится проверка выбранного режима по мощности.
Мощность эл. двигателя станка (с учетом его к.п.д.) должна быть больше суммарной мощности резания, т.е. ∑N ≤ Nдв · η.
Суммарная мощность по всем резцам продольного суппорта ∑N, кВт (N1 = 8,3 кВт, N2 = 8,3 кВт).
Суммарная мощность, потребная на резание – ∑N:
∑N = ∑Nпрод = 8,3 + 8,3 = 16,6 кВт.
Мощность эл. двигателя токарно-гидрокопировального станка Nдв = 28 кВт, η = 0,8, следовательно 16,6 кВт < 28 · 0,8 = 22,4 кВт.
Мощность привода достаточна для выполнения операции на расчетных режимах резания.
9. Определение основного (машинного) времени Тм:
Тм = Lрх / Sопр · nпр, мин,
где Lрх – длина рабочего хода суппорта, мм;
Sопр и nпр – принятые подача и число оборотов шпинделя.
Тм = 155 / 0,5 · 630 = 0,49 мин.
1 проход (копировальный суппорт левый)
1. Глубина резания t1 = 4,5 мм; t2 = 10 мм.
2. Определяем длину рабочих ходов суппорта:
Lрх = l + l1, мм,
где l – наибольшая длина обрабатываемой пов-ти одним инструментом, мм;
l1 – величина подвода врезания и перебега инструментов, мм.
Lрх1 = 49 + 13 = 62 мм;
Lрх2 = 1,8 + 12,2 = 14 мм.
3. Определяется нормативная подача Sон:
Sон1 = 0,4 – 0,5 мм/об ([1], карта 1);
Sон2 = 0,18 – 0,22 мм/об ([1], карта 1).
По паспорту станка принимается ближайшее значение подачи:
Sон1 = 0,5 мм/об;
Sон2 = 0,2 мм/об.
4. Определяется скорость резания Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Vн1 = 130 м/мин;
Vн2 = 156 м/мин.
Поправочный коэффициент на скорость:
Кnv = 1. Тогда
V1 = Vн1 · Кnv = 130 · 1 = 130 м/мин;
V2 = Vн2 · Кnv = 156 · 1 = 156 м/мин;
5. По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя станка n:
n1 = V1 · 1000 / π · D = 130 · 1000 / 3,14 · 69 = 600 об/мин;
n2 = V2 · 1000 / π · D = 156 · 1000 / 3,14 · 79 = 628,8 об/мин.
6. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр1 = 630 об/мин;
nпр2 = 630 об/мин.
7. Действительная скорость резания:
Vд1 = π · D · n1 / 1000 = 3,14 · 69 · 630 / 1000 = 136,5 м/мин;
Vд1 = π · D · n2 / 1000 = 3,14 · 79 · 630 / 1000 = 156,3 м/мин.
8. Производится проверка выбранного режима по мощности.
Мощность эл. двигателя станка (с учетом его к.п.д.) должна быть больше суммарной мощности резания, т.е.
∑N ≤ Nдв · η.
Суммарная мощность по всем резцам продольного суппорта ∑N, кВт (N1 = 8,3 кВт, N2 = 8,3 кВт).
Суммарная мощность, потребная на резание – ∑N:
∑N = ∑Nпрод = 8,3 + 8,3 = 16,6 кВт.
Мощность эл. двигателя токарно-гидрокопировального станка Nдв = 28 кВт, η = 0,8, следовательно 16,6 кВт < 28 · 0,8 = 22,4 кВт.
Мощность привода достаточна для выполнения операции на расчетных режимах резания.
9. Определение основного (машинного) времени Тм:
Тм = Lрх / Sопр · nпр, мин,
где Lрх – длина рабочего хода суппорта, мм;
Sопр и nпр – принятые подача и число оборотов шпинделя.
Тм1 = 155 / 0,5 · 630 = 0,49 мин;
Тм2 = 14 / 0,2 · 630 = 0,11 мин.
2 проход (копировальный суппорт правый)
1. Глубина резания t1 = 5 мм.
2. Определяем длину рабочих ходов суппорта:
Lрх = l + l1, мм,
где l – наибольшая длина обрабатываемой пов-ти одним инструментом, мм;
l1 – величина подвода врезания и перебега инструментов, мм.
Lрх = 142 + 13 = 155 мм.
3. Определяется нормативная подача Sон:
Sон = 0,4 – 0,5 мм/об ([1], карта 1).
По паспорту станка принимается ближайшее значение подачи:
Sон = 0,5 мм/об.
4. Определяется скорость резания Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Vн = 119 м/мин.
Поправочный коэффициент на скорость:
Кnv = 1. Тогда
V = Vн · Кnv = 119 · 1 = 119 м/мин.
5. По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя станка n:
n = V · 1000 / π · D = 119 · 1000 / 3,14 · 60 = 631,6 об/мин.
6. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр = 630 об/мин.
7. Действительная скорость резания:
Vд = π · D · n / 1000 = 3,14 · 60 · 630 / 1000 = 118,69 м/мин.
8. Производится проверка выбранного режима по мощности.
Мощность эл. двигателя станка (с учетом его к.п.д.) должна быть больше суммарной мощности резания, т.е.
∑N ≤ Nдв · η.
Суммарная мощность по всем резцам продольного суппорта ∑N, кВт (N1 = 8,3 кВт, N2 = 8,3 кВт).
Суммарная мощность, потребная на резание – ∑N:
∑N = ∑Nпрод = 8,3 + 8,3 = 16,6 кВт.
Мощность эл. двигателя токарно-гидрокопировального станка Nдв = 28 кВт, η = 0,8, следовательно 16,6 кВт < 28 · 0,8 = 22,4 кВт.
Мощность привода достаточна для выполнения операции на расчетных режимах резания.
9. Определение основного (машинного) времени Тм:
Тм = Lрх / Sопр · nпр, мин,
где Lрх – длина рабочего хода суппорта, мм;
Sопр и nпр – принятые подача и число оборотов шпинделя.
Тм = 155 / 0,5 · 630 = 0,49 мин.
2 проход (копировальный суппорт левый)
1. Глубина резания t1 = 1,15 мм.
2. Определяем длину рабочих ходов суппорта:
Lрх = l + l1, мм,
где l – наибольшая длина обрабатываемой пов-ти одним инструментом, мм;
l1 – величина подвода врезания и перебега инструментов, мм.
Lрх = 230 мм.
3. Определяется нормативная подача Sон:
Sон = 0,4 – 0,5 мм/об ([1], карта 1).
По паспорту станка принимается ближайшее значение подачи:
Sон = 0,5 мм/об.
4. Определяется скорость резания Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Vн = 135 м/мин.
Поправочный коэффициент на скорость:
Кnv = 1. Тогда
V = Vн · Кnv = 135 · 1 = 135 м/мин.
5. По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя станка n:
n = V · 1000 / π · D = 135 · 1000 / 3,14 · 69 = 623,09 об/мин.
6. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр = 630 об/мин.
7. Действительная скорость резания:
Vд = π · D · n / 1000 = 3,14 · 69 · 630 / 1000 = 136,5 м/мин.
8. Производится проверка выбранного режима по мощности.
Мощность эл. двигателя станка (с учетом его к.п.д.) должна быть больше суммарной мощности резания, т.е.
∑N ≤ Nдв · η.
Суммарная мощность по всем резцам продольного суппорта ∑N, кВт (N1 = 8,3 кВт, N2 = 8,3 кВт).
Суммарная мощность, потребная на резание – ∑N:
∑N = ∑Nпрод = 8,3 + 8,3 = 16,6 кВт.
Мощность эл. двигателя токарно-гидрокопировального станка Nдв = 28 кВт, η = 0,8, следовательно 16,6 кВт < 28 · 0,8 = 22,4 кВт.
Мощность привода достаточна для выполнения операции на расчетных режимах резания.
9. Определение основного (машинного) времени Тм:
Тм = Lрх / Sопр · nпр, мин,
где Lрх – длина рабочего хода суппорта, мм;
Sопр и nпр – принятые подача и число оборотов шпинделя.
Тм = 230 / 0,5 · 630 = 0,73 мин.
10. Определение основного (машинного) времени Тм на операцию:
Тм = 0,73 + 0,49 + 0,19 + 0,11 = 1,52 мин.
015 Токарная операция с ЧПУ
1. Глубина резания: t1 = 0,5 мм; t2 = 1,5 мм.
2. Определяется нормативная подача Sон:
Sон1 = 0,4 – 0,5 мм/об ([1], карта 1);
Sон1 = 0,18 – 0,22 мм/об ([1], карта 1).
Корректируется нормативная подача Sон по паспорту станка:
Sон1 = 0,5 мм/об;
Sон2 = 0,2 мм/об.
3. Определяется скорость резания Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Vн1 = 131 м/мин;
Vн2 = 155 м/мин.
Поправочный коэффициент на скорость:
Кlv = 1. Тогда
V1 = Vн1 · Кlv = 131 · 1 = 131 м/мин;
V2 = Vн2 · Кlv = 155 · 1 = 155 м/мин.
1. По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя n:
n1 = V · 1000 / π · D = 131 · 1000 / 3,14 · 66,6 = 626,42 об/мин;
n2 = V · 1000 / π · D = 155 · 1000 / 3,14 · 66,6 = 626,42 об/мин.
5. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр1 = 630 об/мин;
nпр2 = 630 об/мин.
2. Действительная скорость резания:
Vд = π · D · n / 1000 = 3,14 · 66,6 · 630 / 1000 = 131 м/мин.
7. Производится проверка выбранного режима по мощности. Нормативная мощность, потребная на резание Nпр:
N = 4,9 кВт.
8. Определение основного (машинного) времени:
Тм = Lрх / n · Sо, мин,
где Lрх – длина рабочего хода суппорта, мм;
n – принятое число оборотов шпинделя, об/мин;
Sо – принятая подача, мм/об;
Тм1 = 298 / 630 · 0,5 = 0,94 мин;
Тм2 = 18 / 630 · 0,2 = 0,14 мин.
9. Определение основного (машинного) времени Тм на операцию:
Тм = 0,94 + 0,14 = 1,08 мин.
020 Токарная универсальная операция
1. Глубина резания: t = 2,5 мм.
2. Определяется нормативная подача Sон:
Sон = 0,4 – 0,5 мм/об ([1], карта 41).
Поправочный коэффициент на подачу:
Кnv = 1.
Корректируется нормативная подача Sон по паспорту станка:
Sон = 0,5 мм/об.
3. Определяется скорость резания Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Vн = 130 м/мин.
Поправочный коэффициент на скорость:
Кlv = 1. Тогда
V = Vн · Кlv = 130 · 1 = 130 м/мин.
4. По установленной скорости резания определяем число оборотов шпинделя n:
n = V · 1000 / π · D = 130 · 1000 / 3,14 · 69 = 600 об/мин.
5. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр = 630 об/мин.
3. Действительная скорость резания:
Vд = π · D · n / 1000 = 3,14 · 69 · 630 / 1000 = 136,5 м/мин.
7. Выбираем мощность:
Nрез = NН · КN = 1,7 · 1 = 1,7 кВт.
NН = 1,7 кВт ([1], карта 7); КN = 1; η = 0,75
Nпр = Nрез / η = 1,7 / 0,75 = 2,26 кВт.
4. Определение основного (машинного) времени:
Тм = (Lрх / nпр · Sопр) · i, мин,
где Lрх – длина прохода суппорта, мм;
Lрх = l + l1 + l2, мм,
где l – длина обрабатываемого поверхности, мм;
l1 – величина врезания и перебега, мм;
l2 – дополнительная величина на снятие стружки, мм.
nпр – принятое число оборотов инструмента, об/мин;
Sопр – принятая подача инструмента, мм/об;
Тм = (148 / 630 · 0,5) · 1 = 0,47 мин.
035 Горизонтально-фрезерная операция
1. Устанавливаем глубину резания. При фрезеровании паза концевой фрезой глубиной резания считается ширина паза, в данном случае t1 = b1 = 11 мм. Глубина паза при фрезеровании его за один рабочий ход принимается за ширину фрезерования В1 = h1 = 3,5 мм.
2. Назначаем подачу на зуб фрезы ([1], карта 161). Для фрезерования стали, Sz1 = 0,08 – 0,05 мм/зуб.
По паспорту станка принимается ближайшее значение подачи:
Sz1 = 0,08 мм/зуб.
3. Назначаем период стойкости фрезы ([1], табл. 2) Т = 120 мин.
4. Определяется скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами фрезы Vн:
Нормативная скорость резания Vн:
Vн1 = 39,2 м/мин.
Поправочный коэффициент на скорость в зависимости от группы и механической характеристики стали Кмv ([1], карта 120):
Кмv = 1. Тогда
V1 = Vн1 · Кмv = 39,2 · 1 = 39,2 м/мин.
4. По установленной скорости резания определяем частоты вращения шпинделя n:
n1 = V1 · 1000 / π · D = 39,2 · 1000 / 3,14 · 60 = 208 об/мин.
5. Найденное число оборотов корректируется по паспорту станка, подбирается ближайшее значение:
nпр1 = 250 об/мин.
6. Действительная скорость резания:
Vд1 = π · D · n1 / 1000 = 3,14 · 60 · 250 / 1000 = 47,1 м/мин.
7. Определяем скорость движения подачи Sм:
Sм1 = Sz1 · z · nд1 = 0,08 · 5 · 250 = 100 мм/мин.
Корректируем эту величину по данным станка и устанавливаем действительную скорость движения подачи:
Sм1 = 100 мм/мин.
8. Определяем мощность, затрачиваемую на резание: Nтабл = 1,0 кВт. Для заданных условий обработки поправочный коэффициент на мощность КN = 1. Тогда Nрез = Nтабл = 1 кВт.
9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка:
Nшп = 7,5 · 0,8 = 6,0 кВт; Nрез ≤ Nшп; 1 < 6,0, т.е. обработка возможна.
5. Определение основного (машинного) времени:
То = L / Sм, мин; L = l + y + ∆.
То1 = 34 / 20 = 1,7 мин.
030 Шлицефрезерная операция
1. Определяется нормативная подача Sон:
Sон = 1,6 – 2,0, мм/об ([5], карта 15, лист 1).
Принимаем Sон = 1,6 мм/об.
С учётом поправочных коэффициентов ([5], карта 3, лист 2) в зависимости от обрабатываемого материала Кms=1 и угла наклона зуба Кβs=1, количества заходов фрезы Кks= 0,65. Подача Sо =1,6 · 0,65 · 1 · 1= 1,04 мм/об.
Согласно паспортным данным станка принимаем ближайшее значение подачи:
Sо =1,6 мм/об.
2. Выбор скорости резания и числа оборотов.
При m=3,5; Sо =1,6 мм/об; Vн = 36 м/мин ([5], карта 17).
3.Определяем необходимое число осевых перемещений фрезы:
m=3,5; Z=14; Sо =1,6 мм/об → количество осевых перемещений 3 ([5], карта 16).
Учитывая поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от материала Кmв=1. Количество заходов фрезы Кkв= 0,75, количество осевых перемещений Кwv= 1,1 угла наклона шлицев Кβв=1 ([5], карта 15).
Нормативная скорость резания будет равна:
Vн = Vт · Кmв · Кkв · Кwv · Кβв = 36 · 1 · 0,75 · 1,1 · 1 = 29,7 м/мин.
4. По установленной скорости определяется число оборотов фрезы в мин:
n = 318,5 (V / D), об/мин,
n = 318,5(29,7 / 80) = 118,0 об/мин.
Для работы принимается ближайшее имеющееся на станке (согласно паспортным данным станка) число оборотов n = 140 м/мин, тогда фактическая скорость резания равна:
V =(π · D · n) / 1000, м/мин,
V =(3,14 · 80 · 140) / 1000= 35,4 м/мин.
5. Определяем мощность:
При Sо =1,6 мм/об и m=3,5 потребная на резание мощность Nн = 1,1кВт в зависимости от материала КNM = 1,1; количества заходов фрезы КкM = 1,64; принятого количества осевых перемещений КNн =1,1; угла наклона зубьев КβN = 0,95;
Nн = N · КNM · КкM · КNн · КβN, кВт,
Nн = 1,1 · 1,64 · 1,1 · 0,95 · 1,1 = 1,88 кВт.
Найденное значение мощности проверяется по мощности эл.двигателя с учётом КПД станка η = 0,5 мощность на шпинделе Nэ:
Nэ= Nд · η = 7,5 · 0,5 = 3,75 кВт, т.е больше мощности, потребной на резание. Следовательно, установленный режим резания по мощности станка осуществим.
6. Определение основного времени:
То= [(l + l1) · z] / ( n · Sо · k), мин.
где l1 = 17 – величина врезания и перебега ([5], карта 18);
То = (80 + 17) · 14 / 140 · 1,6 · 3 = 6 мин.
070 Круглошлифовальная операция
1. Скорость шлифовального круга Vк = 30 – 35 м/с;
Vк = π · Dк · nк / 1000 · 60.
По паспортным данным станка мод. 3А151 у нового круга Dк = 600 мм; nк = 1112 об/мин.
Тогда
Vк = 3,14 · 600 · 1112 / 1000 · 60 = 35 м/с,
т. е. в пределах рекомендуемого диапазона.
2. Окружная скорость заготовки (скорость вращения) Vд = 15 – 55 м/мин. Принимаем среднее значение Vд = 26 м/мин.
3. Определяем частоту вращения, соответствующую скорости:
nд = 1000 · Vд / π · dд = 1000 · 26 / 3,14 · 55 = 150 об/мин.
Найденное значение nд = 150 об/мин может быть установлено на станке мод. 3А151, имеющим бесступенчатое регулирование частоты вращения заготовки в пределах 63 – 400 об/мин.
4. Глубина шлифования (поперечная подача круга) t = 0,005 – 0,015 мм/ход стола, принимаем t = 0,005 мм/ход. Корректируем принятое значение t по паспортным данным станка: t = 0,005 мм/ход.
5. Определяем продольную подачу на оборот детали s = sд · Bк. В справочнике рекомендуется продольная подача в долях ширины круга sд = 0,2 – 0,4; принимаем sд = 0,3. Тогда s = 0,3 · 63 = 18,9 мм/об.
6. Определяем скорость продольного хода стола
Vст = s · nд / 1000 = 18,9 · 150 / 1000 = 2,8 м/мин.
Найденное значение Vст = 2,8 м/мин может быть установлено на используемом станке, имеющем бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола в пределах 0,1 – 6 м/мин.
| |
Nрез = СN · Vr · tx · sy · dq ([8], стр.469).
Выписываем из табл. 70 ([8], стр.468) коэффициент и показатели степеней формулы:
для круглого наружного шлифования с поперечной подачей на каждый ход стола, обработка стали, зернистости круга 40, твердости СТ1: СN = 0,1; r = 0,85; x = 0,6; y = 0,7; q = 0,5. Тогда
Nрез = 0,1 · 26 0,85 · 0,005 0,6 · 18,9 0,7 · 55 0,5 = 3,7 кВт.
8. Проверяем достаточность мощности двигателя шлифовальной бабки.
У станка мод. 3А151 Nшп = Nм · η = 7 · 0,8 = 5,6 кВт Nрез < Nшп (3,7 < 5,6), т. е. обработка возможна.
9. Определение основного (машинного) времени:
Тм = (L · h / nд · s · l) · К, мин
где L – длина хода стола; при перебеге круга на каждую сторону, равной 0,5 · Bк, величина L = l = 73 мм; h – припуск на сторону; по условию h = 0,3 мм; величина nд, s и t определены в ходе решения; К – коэффициент точности, учитывающий время на “выхаживание”, т. е. шлифование без поперечной подачи (осуществляется на заключительном этапе операции для достижения требуемой точности и шероховатости обработанной поверхности); при чистовом К ≈ 1,4. Тогда
Тм = (73 · 0,3 / 150 · 18,9 · 0,005) · 1,4 = 2,16 мин.
095 Резьбофрезерная операция
1. Устанавливаем подачу на зуб фрезы ([1], карта 200):
Sz = 0,03 – 0,04 мм/зуб ([1], карта 200).
Принимаем Sz = 0,038 мм/зуб.
2. Назначаем период стойкости фрезы ([7], карта 49):
Т = 100 мин.
3. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами фрезы ([1], карта 201, лист 1).
Vтабл = 23,8 м/мин.
Учитываем поправочный коэффициент на скорость:
Kмv = 1,0 ([1], карта 201, лист 2). Тогда
V = Vтабл · Кмv = 23,8 · 1,0 = 23,8 м/мин.
Частота вращения фрезы, соответствующая найденной скорости главного движения резания:
n = 1000 · V / π · D = 1000 · 23,8 / 3,14 · 80 = 94,7 об/мин.
Корректируем частоту вращения шпинделя по данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения:
nд = 95 об/мин.
Действительная скорость главного движения резания:
Vд = π · D · nд / 1000 = 3,14 · 80 · 95 / 1000 = 23,8 м/мин.
4. Определяем частоту вращения шпинделя заготовки:
nз = Sz · z · nд / π · dз = 0,038 · 16 · 95 / 3,14 · 45 = 0,4 об/мин.
Корректируем частоту вращения шпинделя заготовки по данным станка:
nз = 0,5 об/мин.
5. Определение основного времени:
То = L / Vs = 1,25 · π · dз / Sz · z · nд, мин,
где L – длина пути в направлении движения окружной подачи заготовки, мм;
L = 1,25 · π · nз;
Vs – скорость движения окружной подачи заготовки, мм/мин;
Vs = Sz · z · nд.
Подставив в формулу основного времени значение nз = Sz · z · nд / π · dз, получим
То = 1,25 / nз = 1,25 / 0,5 = 2,5 мин.
4.11 Нормирование операций технологического процесса. Расчёт загрузки оборудования
005 Центровальная операция
1. Определение вспомогательного времени Тв.
1.1. Время на проход: 0,078 мин ([2], карта 27, лист 1, поз. 1);
1.2. Время на контрольные промеры: 0,16 ([2], карта 86, лист 7, поз. 158).
Тв = 0,238 мин.
1. Определение оперативного времени на операцию Топ.
Топ = То + Тв = 0,503 + 0,238 = 0,741 мин.
3. Определение времени на обслуживание рабочего места Тобс:
Тобс = 3,5% от Топ ([2], карта 28).
4. Определение времени на отдых и личные надобности Тотдлн:
Тотдлн = 4% от Топ ([2], карта 88).
5. Определение нормы штучного времени Тшт:
Тшт = Топ (1 + (аобс + вотдлн / 100)), мин,
где аобс – % времени обслуживания от оперативного;
вотдлн – % времени отдыха и личных надобностей от оперативного.
Тогда Тшт = 0,741 (1 + (3,5 + 4 / 100)) = 0,798 мин.
6. Определение подготовительно-заключительного времени Тпз:
Тпз = 0,057 мин.
010 Токарно-гидрокопировальная операция
1. Определение вспомогательного времени Тв.
1.1. Время на операцию: 0,25 мин ([2], карта 59, поз. 4);
1.2. Время на контрольные промеры:
– скоба: 5×0,08+0,14 = 0,54 мин ([2], карта 86, лист 2, поз. 16);
– шаблон: 2×0,07 = 0,14 мин ([2], карта 86, лист 1, поз. 5);
– линейка: 0,10 мин ([2], карта 86, лист 1, поз. 1);
– штангенциркуль: 0,16 мин ([2], карта 86, лист 7, поз. 159);
– индикатор: 0,15 мин ([2], карта 86, лист 8, поз. 188).
Всего на контрольные промеры: 1,09 (с учетом коэффициента периодичности измерений 0,7 (карта 87, лист 1)).
Время на промеры составит: 1,09×0,7 = 0,763 мин.
Тв = 1,013 мин.
2. Определение оперативного времени на операцию Топ.
Топ = То + Тв = 1,52 + 1,0,13 = 2,533 мин.
3. Определение времени на обслуживание рабочего места Тобс:
Тобс = 6,5% от Топ ([2], карта 60).
4. Определение времени на отдых и личные надобности Тотдлн:
Тотдлн = 4% от Топ ([2], карта 88).
5. Определение нормы штучного времени Тшт:
Тшт = Топ (1 + (аобс + вотдлн / 100)), мин,
где аобс – % времени обслуживания от оперативного;
вотдлн – % времени отдыха и личных надобностей от оперативного.
Тогда Тшт = 2,533(1 + (6,5 + 4 / 100)) = 2,8 мин.
6. Определение подготовительно-заключительного времени Тпз:
Тпз = 17 мин.
015 Токарная операция с ЧПУ
1. Определение вспомогательного времени Тв.
– установить деталь и снять: 0,33 мин ([3], карта 7, поз. 8);
– включить станок и выключить: 0,04 ([3], карта 14);
– открыть заградительный щеток и закрыть: 0,03 ([3], карта 14);
– поправочный коэффициент на вспомогательное время в зависимости от характера серийности работ: Кtв = 1,0 ([3]карта1).
Тв = 0,40 мин.
2. Время автоматической работы станка Тоа:
Вспомогательное время на контрольные измерения (карта 15):
– линейка: 0,10 мин (поз. 1);
– скоба: 0,040×3 +0,045 = 0,165 (поз. 25);
– шаблон: 0,06 (поз. 5);
– штангенциркуль: 0,10 (поз. 147).
3. Определение оперативного времени на операцию Топ.
Топ = То + Тв = 1,08 + 0,825 = 1,905 мин.
4. Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности Тоб: 10% от Топ.
5. Определение подготовительно-заключительного времени (на 1 деталь) Тпз:
5.1. Получить наряд, чертеж, технологическую документацию, программоноситель, режущий и вспомогательный инструмент, контрольно-измерительный инструмент, приспособление, заготовки исполнителем до начала и сдать их после окончания обработки партии деталей: 4 мин ([3], карта 21, поз. 1).
5.2. Ознакомиться с работой чертежа, технологической документацией, осмотреть заготовки:
3 мин ([3], карта 21, поз. 3).
5.3. Инструктаж мастера:
2 мин ([3], карта 21, поз. 4).
Тпз = 4 + 3 + 2 = 9 мин.
6. Определение нормы штучного времени Тшт:
Тшт = Тоа + Тв + Кtв + Тоб + Тпз = 0,425 + 0,40 + 1 + 0,148 = 1,973 мин.
035 Горизонтально-фрезерная операция
1. Определение вспомогательного времени Тв.
1.1. Время на операцию: 0,60 мин ([2], карта 78, поз. 2);
1.2. Время на контрольные промеры:
– калибр: 0,16 мин ([2], карта 86, лист 4, поз. 86);
– скоба: 0,05×2 = 0,1 мин ([2], карта 86, лист 2, поз. 15);
– штангенциркуль: 0,10 мин ([2], карта 86, лист 7, поз. 158).
Тв = 0,96 мин.
2. Определение оперативного времени на операцию Топ.
Топ = То + Тв = 3,05 + 0,96 = 4,01 мин.
3. Определение времени на обслуживание рабочего места Тобс:
Тобс = 3% от Топ ([2], карта 78).
4. Определение времени на отдых и личные надобности Тотдлн:
Тотдлн = 4% от Топ ([2], карта 88).
5. Определение нормы штучного времени Тшт:
Тшт = Топ (1 + (аобс + вотдлн / 100)), мин,
где аобс – % времени обслуживания от оперативного;
вотдлн – % времени отдыха и личных надобностей от оперативного.
Тогда Тшт = 4,01 (1 + (3 + 4 / 100)) = 4,29 мин.
6. Определение подготовительно-заключительного времени Тпз:
Тпз = 12 мин ([2], карта 78).
030 Шлицефрезерная операция
1. Определяем вспомогательное время
1.1.Время на операцию: 0,44 ([5], карта 19),
Тв = 0,44 мин.
2. Определение оперативного времени на операцию Топ.
Топ = То + Тв = 6 + 0,44 = 6,44 мин.
3. Определение времени на обслуживание рабочего места Тобс:
Тобс = 7% от Топ ([5], карта 19).
4. Определение времени на отдых и личные надобности Тотдлн:
Тотдлн = 6% от Топ ([5], карта 19).
5. Определение нормы штучного времени Тшт:
Тш = То + Тв + Тобс =6 + 0,44 + 0,07 = 6,51 мин.
6. Определение подготовительно-заключительного времени Тпз ([5], карта 19):
а) на наладку станка инструмента и приспособления 20 мин;
б) на дополнительные приёмы 4,0 мин;
в) на смену оправки фрезы 4,0 мин;
Тп.з = 20 + 4,0 + 4,0 = 28 мин.
070 Круглошлифовальная операция
1. Определение вспомогательного времени.
1.1. Вспомогательное время на операцию: 0,33 мин ([2], карта 44, лист1, поз. 15).
2. Определение оперативного времени на операцию Топ:
Топ = То + Тв = 2,16 + 0,33 = 2,49 мин.
3. Определение времени на обслуживание рабочего места Тобс:
Тобс = 9% от Топ ([2], карта 45).
4. Определение времени на отдых и личные надобности Тотдлн:
Тотдлн = 4% от Топ.
5. Определение нормы штучного времени Тшт:
Тшт = Топ (1 + (аобс + вотдлн / 100)), мин,
Тшт = 2,49 (1 + (0,22 + 0,1 / 100)) = 2,5 мин.
6. Определение подготовительно-заключительного времени Тпз:
Тпз = 10 мин ([2], карта 45).
095 Резьбофрезерная операция
1. Определение вспомогательного времени.
1.1. Вспомогательное время на операцию: 0,39 мин ([5], карта 73, поз. 6);
Тв = 0,39 мин.
2. Определение оперативного времени на операцию Топ.
Топ = То + Тв = 2,5 + 0,39 = 2,89 мин.
3. Определение времени на обслуживание рабочего места Тобс:
Тобс = 4% от Топ ([2], карта 78).
4. Определение времени на отдых и личные надобности Тотдлн:
Тотдлн = 4% от Топ ([2], карта 88).
5. Определение нормы штучного времени Тшт:
Тшт = Топ (1 + (аобс + вотдлн / 100)), мин,
где аобс – % времени обслуживания от оперативного;
вотдлн – % времени отдыха и личных надобностей от оперативного.
Тогда Тшт = 2,89 (1 + (4 + 4 / 100)) = 3,12 мин.
6. Определение подготовительно-заключительного времени Тпз:
Тпз = 19 мин ([2], карта 74).
Таблица 12 - Выбор режущего инструмента для детали «Вал первичный»
| Наименование операций | Режущий инструмент |
| Центровальная | Сверло Т15К6 ГОСТ 14952-75 |
| Токарная с ЧПУ | Резец Сталь 40Х, пластина Т5К10 |
| Горизонтально-фрезерный | Фреза Т15К6 |
| Шлицефрезерная | Фреза Р6М5. |
| Круглошлифовальная | Круг шлифовальный 23.600×80×305 25А40НСТ16К535 м/с 3 кл. Б ГОСТ 2424-83 |
| Резьбофрезерная | Фреза резьбовая Т15К6. |
4.12 Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ
Таблица13
| Кадр | Текст программы | Пояснения | ||
| % | Начало УП | |||
| № 001 | F0,5S2630Т1ПС | Задание режимов обработки | ||
| № 002 | X68Z0ЕПС | Выход в исходную точку цикла L10 | ||
| № 003 | L08А0Р0,5ПС | Цикл многопроходной обработки (А - припуск, Р - глубина резания) | ||
| № 004 | X44,03С2,5ПС | Описание детали
 Мы поможем в написании ваших работ! |