Размещено на http://www.allbest.ru/

Проект участка механического цеха на основе изготовления детали «Рычаг»



1. Анализ объекта производства

1.1 Назначение детали

Рычаг правый является составной частью рулевой трапеции переднего моста троллейбуса. Крепится Рычаг в кулаке к балке моста по конусному отверстию.

Рычаг - деталь не тела вращения, типа рычажные, шатунные, кулисные, грузовые и тяговые. Код классификационной характеристики Рычага по классификатору ЕСКД - 740000.

Код детали
Класс 74	Детали - не тела вращения; плоскостные, рычажные, грузовые, тяговые, аэрогидродинамические; изогнутые из листов, полос и лент; профильные трубы.
Подкласс 2	Плоскостные с непараллельными плоскостями, накладные, направляющие, державки инструмента.

Материал детали сталь 20 ГОСТ1050 - 74, т.к. при работе деталь испытывает большие динамические нагрузки и должна быть прочной и жёсткой. Данные о химическом составе, механических и технологических свойствах конструкционной стали 20 приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1 - Химический состав стали 20

C	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	As
			не более
0,17-0,24	0,17-0,37	0,35-0,65	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Таблица 2 - Механические и технологические свойства стали 20

Марка	Механические свойства
	ув, МПа	, %	НВ
20	410	25	163



1.2 Анализ механически обрабатываемых поверхностей

рычаг троллейбус

Таблица 3- Результат анализа механически обрабатываемых поверхностей детали Рычаг

Данные о поверхности	Механическая обработка поверхности
п.п.	наименование формы	основной размер, мм	поле допуска	Rа, мкм	количество поверхностей
1	2	3	4	5	6	7
1	торец бабышки	B=34	h11	12,5	2	фрезеровать
2	отверстие коническое	D=30	H8	2,5	1	сверлить, зенкеровать начерно и начисто, развернуть
3	поверхность наружная коническая	D=44	h10	2,5	1	точить начерно и начисто
4	канавка	D=25 R=5,5	H14	12,5	1	точить однократно
5	поверхность наружная резьбовая	D=M30	6g	3,2	1	точить начерно и начисто
6	отверстие цилиндрическое	D=6	H14	12,5	1	сверлить
7	торец	L=293	IT 14	12,5	1	точить
8	фаска наружная	с=2,5	IT14	12,5	1	точить
9	паз	В=10	Js9	3,2	1	Фрезеровать
10	фаска внутренняя	с=2	IT14	12,5	2	Зенковать

1.3 Анализ технических требований предъявляемых к детали

Таблица 4- Результаты анализа технических требований детали

Содержание технического требования	Методы и средства
	выполнения требований при обработке	проверки выполнения требований
1	2	3
Допуск отклонения от симметричности шпоночного паза относительно базы В(ось симметрии наружной конической поверхности) составляет 0,15 мм	Фрезерование с соблюдением единства и постоянства баз	Комплексный шпоночный калибр

1.4 Анализ детали на технологичность

По конструкции Рычаг - позволяет вести обработку на проход. При обработке детали возможно применение универсального оборудования и оборудования с ЧПУ. При обработке возможно сохранение постоянства баз. Имеется возможность удобного подвода режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям.

Количественная оценка детали на технологичность включает в себя определение коэффициентов точности и шероховатости. Результат анализа по точности и шероховатости приведён в таблице 5.

Таблица 5- Анализ поверхностей детали по точности и шероховатости

Наименование показателей	Количество	Итого
Квалитет точности Число поверхностей Произведение	14 3 42	11 2 22	10 1 10	9 2 18	8 1 8	Tcp=11,11 ?ni=9 ?(Tini)=100
Параметр шероховатости, мкм Число поверхностей Произведение	12,5 5 62,5	3,2 2 6,4	2,5 2 5	Rаср=8,21 ?mi=9 ?(Rami)=73,9

где Kmч - коэффициент точности

Ti - квалитет точности

ni - число поверхностей детали одинакового квалитета



где Kш - коэффициент шероховатости

Ra - параметр шероховатости поверхности детали, мкм

mi - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости

Полученные данные позволяют сделать вывод, что деталь имеет небольшое количество поверхностей с высокой точностью и чистотой поверхностей, что не требует применение отделочных видов обработки.

В целом конструкция детали Рычаг технологична.

1.5 Определение конструкторских баз детали

У детали Рычаг конструкторской базой является коническое отверстие 30H8, обработанное по 8 квалитету точности с шероховатостью Rа=2,5 мкм.

Для достижения заданных параметров точности и шероховатости детали необходимо использовать на всех этапах обработки принцип совмещения баз, т.е. при разработке маршрута механической обработки детали должны по возможности совмещаться конструкторская, технологическая и измерительная базы. За черновую технологическую базу обработки принимаем наружные поверхности заготовки. За чистовую технологическую базу принимаем коническое отверстие 30H8, которое на всём маршруте обработке детали Рычаг будет использоваться как технологическая база, что и позволит обеспечить принцип совмещения и постоянства баз.



1.6 Характеристика заданного типа производства

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий современное производство подразделяется на следующие типы: единичное, серийное, массовое. От типа производства во многом зависит характер технологического процесса и его построение.

Исходя из массы детали M = 2,8 кг и заданной программы выпуска 5000 шт. определяем тип производства - серийное.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска.

Серийное производство является основным типом современного машиностроительного производства и предприятиями этого типа выпускается 75-80% всей продукции машиностроительного производства. По всем технологическим и производственным характеристикам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством.

Объем выпуска предприятий серийного производства колеблется от десятков и сотен до тысяч регулярно повторяющихся изделий, используется универсальное, специализированное и частично специальное оборудование. Широко используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центра. Оборудование расставляется по технологическим группам с учетом направления основных грузовых потоков цеха по предметно-замкнутым участкам. Технологическая оснастка в основном универсальная и создается высокопроизводительная специальная оснастка, при этом целесообразность ее создания должна быть предварительно обоснована технико-экономическими расчетами. Большое распространение имеет универсально-сборная, переналаживаемая технологическая оснастка, позволяющая существенно повысить коэффициент оснащенности серийного производства. В качестве исходных заготовок применяют горячекатаный и холоднотянутый прокат, литье в землю и под давлением, точное литье, поковки, штамповки. Требуемая точность достигается как методом автоматического получения размерам, так и методом пробных ходов и промеров с частичным применением разметки.

Средняя квалификация рабочих - 3-5 разряд. Наряду с рабочими высокой квалификации, работающих на сложных станках и наладчиков, используются рабочие операторы, работающие на настроенных станках.

2. Проектно-технологическая разработка

2.1 Выбор вида и конструирование исходной заготовки

В качестве исходной заготовки детали Рычаг, исходя из его конструкции и материала, используем поковку, изготавливаемую горячей объёмной штамповкой на молоте.

Произведём расчёт припусков, допусков и кузнечных напусков стальной поковки по ГОСТ 7505 - 89.

Исходные данные для расчёта:

- материал детали - Сталь 40Х ГОСТ 4543-88

- масса детали - 2,8кг

- масса поковки расчетная - 3,64 кг, при Kp=1,3

- класс точности - Т4

- группа стали - М2, при С=(0,35-0,65)%

- степень сложности- С2

- конфигурация поверхности разъема штампа- Ин (изогнутая несимметрично)

- исходный индекс - 14

Основные припуски на механическую обработку поковки, а также дополнительные припуски, учитывающие отклонения формы поковки определены в зависимости от исходного индекса, линейных размеров и шероховатости поверхности детали и сведены в таблицы 6,7.

Таблица 6 - Припуски и допуски на диаметры заготовки

Диаметр ступени, мм	Параметр шероховатости поверхности Rа, мкм	Припуск на диаметр 2, мм	Диаметр ступени поковки, мм	Допуск размера поковки, мм
1	2	3	4	5
30	3,2	2(1,8+0,5)=4,6	35	+ 1,6 - 0,9
38	2,5	2(1,8+0,5)=4,6	43	+1,8 -1,0
44	2,5	2(2+0,5)=5	49	+1,8 -1,0

Таблица 8 - Припуски и допуски на толщину и длину ступеней заготовки

Толщина и длина ступени, мм	Параметр шероховатости поверхности Rа, мкм	Припуск на длину ступени П1 + П2, мм	Длина участка поковки, мм	Допуск размера поковки, мм
1	2	3	4	5
34	12,5	2(1,7+0,6)=4,6	39	+ 1,6 - 0,9
63	12,5	1,7+0,6=2,3	65	+1,8 - 1,0
38	12,5	1,5+0,6=2,1 2,3-2,1=0,2	38	+ 1,6 - 0,9

Допускаемые отклонения поковки и кузнечные напуски:

- штамповочный уклон наружной поверхности - 70

- радиус закругления наружных углов - 2 мм

- смещение по поверхности разъёма штампа - 0,8 мм

- величина остаточного облоя - 1,4 мм

-допускаемое отклонение от плоскостности, прямолинейности и изогнутости - 1,2 мм

Определим массу поковки и коэффициент использования материала

(3)

где Мотх - масса отходов

(4)

(5)

(6)

где d - диаметр ступени заготовки, мм

l - длина ступени заготовки, мм

R,r - радиус ступени заготовки, мм

- плотность стали,

Коэффициент использования металла поковки

(7)



2.2 Разработка технологического процесса изготовления детали

Произведем разработку маршрута технологического процесса изготовления детали Рычаг с выбором технологического оборудования и технологической оснастки, а также каждой операции по переходам с выбором вспомогательного, режущего и измерительного инструмента.

При разработке маршрута технологического процесса для получения наибольшего технологического эффекта, высокой производительности труда и высокого качества продукции, а так же низкой себестоимости детали обработку произведем на станках с ЧПУ методом концентрации переходов, что обеспечит сокращение числа операций при обработке на универсальном оборудовании. Результаты разработки сведем в таблицы 9, 10.

Таблица 9 - Маршрут технологического процесса изготовления детали «Рычаг»

Операция	Наименование операции	Наименование оборудование	Оснастка (приспособление)
1	2	3	4
005	Продольно-фрезерная	Продольно-фрезерный 6606	Приспособление фрезерное специальное (базирование по наружным поверхностям заготовки)
010	Слесарная	Верстак	-
015	Многоцелевая с ЧПУ (сверлильно- фрезерная)	Многоцелевой СС2В05ПМФ4	Приспособление сверлильное специальное (базирование по торцу бабышки)
020	Слесарная	Верстак	-
025	Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный2Н135	Приспособление сверлильное специальное (базирование по коническому отверстию)
030	Токарная с ЧПУ	Токарный с ЧПУ 16К20Ф3	Приспособление токарное специальное (базирование по коническому отверстию и центровому отверстию)
035	Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный 6Т13	Приспособление фрезерное специальное (базирование по коническому отверстию и торцу бабышки)
040	Вертикально-сверлильная	Вертикально-сверлильный 2Н125	Приспособление сверлильное специальное (базирование по наружной цилиндрической поверхности)
045	Слесарная	Верстак	-
050	Контрольная	Стол ОТК	-

Таблица 10 - Операционный технологический процесс изготовления детали «Рычаг»

Номер операции	Содержание операции	Инструмент
		вспомога тельный	режущий	измери-тельный
005	Установить и снять деталь	-	-	-
	Фрезеровать торцы бабышки с двух сторон одновременно в размер 34h11	Оправка D=50 Морзе 6 ГОСТ 13041-83	Фреза торцевая насадная D=160 z=10 Т15К6 ГОСТ 24359-80	Микрометр МК-50 ГОСТ 6507
015	Установить и снять деталь	-	-	-
	Сверлить отверстие 25Н12 по программе	Втулка переходная Морзе 4/3 ГОСТ 13598-85	Сверло D=25 Морзе 3 Р6М5 ГОСТ 10903-77
	Зенкеровать отверстие 28Н12 предварительно по программе	Втулка переходная Морзе 4/3 ГОСТ 13598-85	Зенкер D=28 () Морзе 3 Р6М5	-
	Зенкеровать отверстие 29,75Н11 окончательно по программе	Втулка переходная Морзе 4/3 ГОСТ 13598-85	Зенкер D=29,75 () Морзе 3 Р6М5	-
	Развернуть отверстие 30Н8 окончательно по программе	Втулка переходная Морзе 4/3 ГОСТ 13598-85	Развертка D=30Н8 () Морзе 3 Р6М5	Калибр-пробка 30Н8 ()
025	Установить и снять деталь	-	-	-
	Центровать торец 4Н14 окончательно	Втулка переходная Морзе 4/3 ГОСТ 13598-85 Оправка специальная Морзе 3	Сверло центро-вочное D=4 Р6М5 ГОСТ 14952-75	Штанген-циркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
030	Установить и снять деталь	-	-	-
	Точить по программе начерно и начисто коническую поверхность 38h10(); под резьбу М30-6g, фаску 2,545		Резец для контурного точения с пластиной из твердого сплава Т15К6 CCLNR255M12-H4 ГОСТ 26611-85	Штанген-циркули ШЦ I-125-0,1 ШЦII-160-0,05 ГОСТ 166-80; Калибр-кольцо 38h10 ()
	Точить по программе канавку R5,5 25Н12	-	Резец прорезной радиусный Р6М5	Шаблон радиусный R5,5 Штанген-циркули ШЦ I-125-0,1 ШЦII-160-0,05 ГОСТ 166-80
	Точить по программе начерно и начисто резьбу М30-6g		Резец резьбовой Т15К6 ОСТ 2И 10-9-84	Калибр- кольцо резьбовое М30-6g
035	Установить и снять деталь	-	-	-
	Фрезеровать сегментный шпоночный паз 10Js9	Патрон цанговый ГОСТ 26539-85	Фреза для сегментных шпонок D=34,6 z=10 Р6М5 ГОСТ 6648-8079	Штанген-циркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80 калибр-пазовый 10Js9
040	Сверлить отверстие 6Н14	Патрон быстрос-менный Морзе 3 ГОСТ 14077-83 Втулка переходная быстрос-менная Морзе 3 ГОСТ 13409-83 Оправка специальная Морзе 3 Патрон ГОСТ 8522-79	Сверло D= 6 Р6М5 ГОСТ 10902-77	Штанген-циркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Зенковать фаску 245	Патрон быстрос-менный Морзе 3 ГОСТ 14077-83 Втулка переходная быстрос-менная Морзе 1 ГОСТ 13409-83	Зенковка D= 16 Морзе 1 Р6М5 ГОСТ 14953-80	Шаблон
	Переустановить деталь	-	-	-
	Зенковать фаску 245	Патрон быстрос-менный Морзе 3 ГОСТ 14077-83 Втулка переходная быстрос-менная Морзе 1 ГОСТ 13409-83	Зенковка D= 16 Морзе 1 Р6М5 ГОСТ 14953-80	Шаблон

2.3 Определение припусков на механическую обработку

Определение припусков на обработку является ответственной задачей, решение которой влияет на ход технологического процесса и его технико-экономическую эффективность.

Наиболее точным методом решения этой задачи является расчетно-аналитический.

С помощью этого метода определены припуски и рассчитаны промежуточные размеры для поверхности 38h10.

Минимальный припуск определим методом суммирования элементов, составляющий этот промежуточный припуск по формуле

, (8)

где Ri-1 - дефект поверхностного слоя в виде неровностей профиля от предшествующего перехода, выражающего высотой неровностей Ri-1

hi - 1 - дефект поверхностного слоя в виде обезуглероженного или отбеленного слоя, или слоя наклепа от механической обработки оставшегося от предыдущего перехода, выражается толщиной этого слоя

zi-1 - отклонение расположения обрабатываемой поверхности, оставшегося от предыдущего перехода, выражается в величине суммарного значения пространственных отклонений расположения поверхности i-1

Еi - погрешность установки заготовки при выполнении рассматриваемого перехода, выражающаяся толщиной слоя металла для компенсации этой погрешности.

Номинальный припуск 2Пномi при обработке наружной поверхности являются суммой минимального припуска 2Пmini, нижнего отклонения промежуточного размера поверхности на предшествующем переходе ei-1 и верхнего отклонения размера на рассматриваемом переходе esi

При расчёте учтены погрешности установки и пространственные отклонения поковки. Деталь устанавливается на конусную оправку с поджатием центром, при этом погрешность установки на первом технологическом переходе составляет Ео=30мкм. На последующих переходах погрешность базирования определяется по формуле:

(9)

где Еинд - погрешность индексации

Так как погрешность установки мала, то ею можно пренебречь на технологических переходах обработки.

Суммарное пространственное отклонение включает коробление поковки (о=кор=500мкм), которое на последующих переходах определятся по формуле:

(10)

Результаты расчета припусков и промежуточных размеров поверхности заготовки на всех этапах обработки сведены в таблицу 11.

Размер поковки для ступени Рычага 38h10 составляет 43мм. В связи с таким диаметром общий припуск увеличится и составит По=5мм, а припуск на первый технологический переход составит П1=4,4мм

Таблица 11 - Межоперационные припуски и размеры при обработке наружной конической поверхности 38h10 () № перехода Последовательность обработки поверхности Допуск размера Элементы минимального припуска, мм Припуск, мм Размер поверхности и параметр шероховатости, мкм поле допуска предельные отклонения, мкм Rzi h1 i Ei расчетный, мкм принятый, мм 0 Исходная заготовка IT 15…16 es0=+1800 ei0=-1000 160 200 500 - 2700 3+2=5 43() Ra=25 1 Точение черновое h12 ei1 -250 50 50 30 - 2220 2,4+2=4,4 38,6h12() Ra=6,3 2 Точение чистовое h10 ei2= -100 25 25 18 - 480 0,6 38h10() Ra=2,5

На остальные механически обрабатываемые поверхности детали промежуточные припуски определены статистическим методом, а результаты расчёта промежуточных размеров сведены в таблице 12.

Таблица 12 - Межоперационные припуски и размеры при обработке отверстия 30Н8

Методы обработки	Поле допуска	Параметр шероховатости Ra, мкм	При-пуск, мм	Промежуточные размеры с предельными отклонениями
Сверление	Н14	12,5	-	25Н14()
Зенкерование черновое	Н12	6,3	3,0	28Н12()
Зенкерование чистовое	Н11	3,2	1,75	29,75Н11()
Развертывание	Н8	2,5	0,25	30Н8()

Таблица 12 - Межоперационные припуски и размеры при обработке резьбы М30-6g

Методы обработки	Поле допуска, квалитет	Параметр шероховатости Ra, мкм	При-пуск, мм	Промежуточные размеры с предельными отклонениями
Заготовка	IT15-IT16	25	5,2	35()
Точение черновое	h12	6,3	4,0	31h12()
Точение чистовое	h10	3,2	1,2	29,8h10()
Нарезание резьбы	6g	3,2	1,84	М30-6g

2.4 Проектирование станочных операций

2.4.1 Аналитический расчет режимов резания на операцию 035 «Вертикально - фрезерную»

На данной операции производится фрезерование сегментного шпоночного паза на вертикально-фрезерном станке 6Т13 шпоночной фрезой. Заготовка базируется по коническому отверстию 30H8 () и центровому отверстию.

Эскиз обработки приведен на рисунке 2. Результаты расчетов режимов резания сведены в таблицу 13.

Таблица 13- Режимы резания фрезерования сегментного шпоночного паза 10Js9

Наименование параметра	Расчетная формула	Результаты расчета
1	2	3
Тип фрезы	-	Фреза для сегментных шпонок c цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 6648-79
Размеры фрезы: D, мм L, мм l, мм z	- - - -	D=34,6 L=67 l=10 z=10
Материал рабочей части инструмента	-	Быстрорежущая сталь Р6М5
Глубина резания t, мм	t = h	t = 10 мм
Подача на зуб фрезы: рекомендуемая Sz, мм/зуб	-	Sz=0,015мм/зуб
Стойкость инструмента Т, мин	-	Т = 80мин
Рекомендуемая скорость резания V м/мин Коэффициенты и показатели степени: Сv q x m y u p		V=32м/мин Сv=68,5 q=0,25 x=0,3 m=0,2 y=0,2 u=0,1 p=0,1
Продолжение таблицы 13
1	2	3
Поправочный коэффициент на скорость резания в зависимости от: обрабатываемого материала Kmv состояния поверхности заготовки Knv инструментального материала Kuv		Knv =1,0 Кuv=1,0
Число оборотов шпинделя: рекомендуемое n, об/мин по паспорту nф, об/мин	-	об/мин nф = 250 об/мин
Фактическая скорость резания vф, м/мин		=27,2 м/мин
Минутная подача: рекомендуемая Sm,мм/мин по паспорту Smф,мм/мин	-	мм/мин Smф=31,5мм/мин
Фактическая подача на зуб, Sz, мм/зуб
Осевая сила резания Рz, H		Pz=1024
Коэффициенты и показатели степени: Сp y q x u w		Ср=68,2 y = 0,72 q = 0,86 x=0,86 u=1,0 w=0
Поправочный коэффициент на силу резания в зависимости от обрабатываемого материала Кр		=1,1
Мощность резания Nе, кВт	Nе =	Nе==0,46кВт
Проверка режима резания по мощности резания

2.4.2 Расчет режимов резания по нормативам на операцию 030 «Токарная с ЧПУ »

На данной операции на токарном станке с ЧПУ модели 16К20Ф3 производится черновое и чистовое точение цилиндрических и конических поверхностей, точение канавки, нарезание резьбы. Заготовка базируются по коническому отверстию на оправку специального приспособления и поджимается центром.

Операция состоит из одного установа и трёх технологических инструментальных переходов. Содержание операции по позициям и переходам приведено в таблице 13.

Таблица 13 - Содержание операции 030 «Токарная с ЧПУ»

№ инструмента	№ перехода	Содержание перехода
-	1	Установить и закрепить заготовку
ТО1	2	Точить коническую поверхность 1, цилиндрическую поверхность 3 под резьбу начерно и начисто, точить фаску 4 по программе.
ТО2	3	Точить канавку 2 по программе.
ТО3	4	Точить резьбу 3 начерно и начисто по программе.
	5	Снять заготовку и проконтролировать



В качестве инструментов использованы токарные резцы для станков с ЧПУ, типы и геометрия которых приведены в таблице 14.

Таблица 14 - Типы и геометрия токарных резцов для переходов операции

Пере-ход	Тип резца	Мате-риал плас-тины	Форма плас- тины	Креп-ление пластины	Геометрия лезвия	Пери-од стой-кости
					гр	гр	гр	r мм
2	для контурного точения	Т15К6	ромби-ческая	прих- ватом	8	15	95	1	45
3	прорезной радиусный	Р6М5	специа-льная	пайкой	8	12	90	-	45
4	резьбовой	Т15К6	специа-льная	прих- ватом	8	12	60	0,7	45

Глубина резания по стадиям обработки приведена в таблице 15.

Таблица 15 - Глубина резания по стадиям обработки

Стадия обработки	Формируемые поверхности	Глубина резания, t, мм	Число рабочих ходов, i
Точение черновое	поверхность 1 поверхность 3	2,2 2	1 1
Точение чистовое	поверхность 1 поверхность 3	0,3 0,6	1 1
Точение резьбы Черновое чистовое	поверхность 3	0,3 0,17	5 2
Точение канавки	поверхность 2	11	1

Подача на оборот шпинделя определена по стадиям обработки и сведена в таблицу 16.

, (11)

где Sот - табличное значение подачи по нормативам, мм/об;

Кsu - поправочный коэффициент на подачу при черновой стадии обработки в зависимости от инструментального материала;

Кsp - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от способа крепления пластины;

Кsd - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от сечения державки резца;

Кsh - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от прочности режущей части;

Кsм - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала;

Кsп - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от состояния поверхности заготовки;

Кs- поправочный коэффициент на подачу в зависимости от геометрических параметров резца;

Кsj - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от жёсткости станка;

Кsу - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от схемы установки заготовки;

Кsr - поправочный коэффициент на подачу в зависимости радиуса вершины резца;

Кsk - поправочный коэффициент на подачу в зависимости от квалитета обрабатываемой детали;

Таблица 16- Подачи по стадиям обработки операции

Стадия обра-ботки	Поправочные коэффициенты	Подача, мм/об
	Кsu	Кsp	Кsd	Кsh	Кsм	Кsп	Кs	Кsj	Кsу	Кsr	Кsk/sш	Sот	Sо
Черновое точение пов.1
	1	1,05	1	1	0,8	1	1	1	0,8	-	-	0,24	0,16
пов.3	1	1,05	1	1	0,8	1	1	1	0,8	-	-	0,24	0,16
Чистовое точение пов.1
	-	-	-	-	0,8	-	-	-	0,8	1	1	0,17	0,1
пов.3	-	-	-	-	0,8	-	-	-	0,8	1	1	0,14	0,08
Точение канавки пов.2
	1,3	1	-	-	0,8	-	-	-	1,2	-	1	0,16	0,2
Точение резьбы пов.3 черновое чистовое
	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3	3
	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	3	3

Рекомендуемая скорость резания определена по стадиям обработки и сведена в таблицу 17.

,

где Vо - табличное значение скорости резания по нормативам, м/мин;

Кvu - поправочный коэффициент скорости резания при черновой и чистовой стадиях обработки в зависимости от материала инструмента;

Кvс - поправочный коэффициент скорости резания в зависимости от группы обрабатываемости материала;

Кvо - поправочный коэффициент скорости резания в зависимости от вида обработки;

Кvj - поправочный коэффициент скорости резания в зависимости от жёсткости станка;

Кvм - поправочный коэффициент скорости резания в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала;

Кv- поправочный коэффициент скорости резания в зависимости от геометрических параметров резца;

Кvт - поправочный коэффициент скорости резания в зависимости от

стойкости режущей части;

Кvж - поправочный коэффициент скорости резания в зависимости от наличия охлаждения

Таблица 17 - Скорости резания по стадиям обработки операции

Стадия обработки	Поправочные коэффициенты	Скорость резания, м/мин
	Кvu	Кvc	Кvj	Кvм	Кv	Кvт	Кvж	Кvо	Vот	Vт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Черновое точение пов.1
	1	1	0,75	0,7	1	0,8	1	1	241	101
пов.3	1	1	0,75	0,7	1	0,8	1	1	241	101
Чистовое точение пов.1
	1	1	0,75	0,7	1	0,8	1	1	487	205
пов. 3	1	1	0,75	0,7	1	0,8	1	1	430	181
Точение канавки пов.2
	0,3	-	-	0,7	-	1,1	1	-	113	26
Точение резьбы пов.3 черновое чистовое
	1	-	-	-	-	-	-	-	111	111
	1	-	-	-	-	-	-	-	111	111

Рекомендуемое число оборотов шпинделя определено по стадиям обработки и уточнено по паспорту станка, а результаты сведены в таблицу 18.

, (13)

где V - рекомендуемая скорость резания, м/мин

D - диаметр заготовки,

Таблица 18 - Фактические значения частоты вращения шпинделя и скорости резания по стадиям обработки операции

Стадия обработки	Число оборотов шпинделя, об/мин	Фактическая скорость резания, м/мин
	расчётное	фактическое
1	2	3	4
Черновое точение пов.1
	846,5	800	95,5
пов.3	1072,2	800	75,4
Чистовое точение пов.1
	1718,1	1400	167
пов.3	1921,4	1400	132
Точение канавки пов.2	331,2	280	22
Точение резьбы пов.3 черновое чистовое
	1178,3	800	75,4
	1178,3	800	75,4

Для черновых стадий обработки произведена проверка режима резания по мощности резания.

, (14)

где Nт - табличное значение мощности по нормативам, кВт

КN - поправочный коэффициент на мощность в зависимости от твёрдости обрабатываемого материала, КN =1

Vф - фактическое значение скорости резания, м/мин

Vт - табличное значение скорости резания по нормативам, м/мин

Рассчитанные значения мощности резания сведены в таблицу 19.

Таблица 19 - Мощность резания по переходам черновой стадии операции

Стадия обработки	Мощность резания, кВт	Мощность главного привода станка, кВт
	табличная	фактическая
Черновое точение пов.1			8,8
	5,1	4,8
пов.3	5,1	3,8



Ни одно из значений мощности резания не превышает мощность привода главного движения станка. Следовательно, установленные режимы резания по черновой стадии обработки осуществимы.

Минутная подача по стадиям обработки определена по формуле и значения всех элементов режима резания сведены в таблицу 20.

, (15)

где So - фактическое значение подачи, мм/об

nф - фактическое число оборотов шпинделя, об/мин

Таблица 20 - Фактические элементы режима резания по стадиям обработки операции

Элементы режима резания	Стадия обработки
	точение черновое	точение чистовое	точение канавки	точение резьбы
	поверхность
	1	3	1	3	2	3
Глубина резания t,мм	2,2	2	0,3	0,6	10,2	0,3/0,17
Фактическая подача Sо,мм/об	0,16	0,16	0,08	0,08	0,2	3,0
Фактические обороты шпинделя n, об/мин	800	800	1400	1400	280	800
Фактическая скорость резания V, м/мин	95,5	75,4	167	132	22	75,4
Фактическая мощность резания N,кВт	4,8	3,8	-	-	-	-
Минутная подача Sм, мм/мин	128	128	112	112	56	2400

2.5 Программирование станочных операций

Для операции 030 «Токарная с ЧПУ», выполняемой на токарном станке модели 16К20Ф3С5 произведена разработка расчётно-технологической карты.

При использовании оборудования с ЧПУ обработка заготовки производится по управляющей программе, в которой все размерные перемещения органов станка и технологические команды заданы в цифровой форме с использованием буквенно-цифрового кода и записаны на программоносителе.

Станок имеет контурное программное устройство ЧПУ модели 2Р22, имеющее техническую характеристику:

- число управляемых координат -	2 (оси-X, Z)
-число одновременно управляемых координат-	2
- система отсчёта -	абсолютная (АСО) относительная(ОСО)
- позиций инструментальной головки -	6
- шаг перемещения по оси Х - по оси Z -	0,005мм 0,01мм

Определение опорных точек контура детали производится по операционному эскизу в системе координат детали XOдZ. За начальную точку контура детали принята точка Од , находящаяся на правом торце детали.

Координаты опорных точек контура детали по переходам обработки приведены в таблице 21.

Таблица 21 - Координаты опорных точек в абсолютной и относительной системе

Инстру- мент	Точки траектории инструмента	Координаты точки в системе XOдZ, мм	Перемещение инструмента, мм	Минутная подача, мм/мин
		2X	Z	ДX	ДZ	X	Z
1	2	3	4	5	6	7	8
Т01	0и	+75	+345	-20 -17,75 0 +15,75 0 +3,8 +4,05 +1,65 0 -12,35 +2,25 0 +4,1 +4,05 +1,95 +12,5	-345 0 +2 0 -40 0 -65 0 +105 0 -4,5 -35,5 0 -65 0 +448	5000 128 128 5000 128 128 128 5000 5000 5000 112 112 112 112 5000 5000	6000 128 128 6000 128 128 128 6000 6000 6000 112 112 112 112 6000 6000
	1	+35	0
	2	-0,5	0
	3	-0,5	+2
	4	+31	+2
	5	+31	-38
	6	+38,6	-38
	7	+46,7	-103
	8	+50	-103
	9	+50	+2
	10	+25,3	+2
	11	+29,8	-2,5
	12	+29,8	-38
	13	+38	-38
	14	+46,1	-103
	15	+50	-103
	0и	+75	+345
ТО2	0и	+75	+345	-17,5 -7,5 +7,5 +17,5	-377,9 0 0 +377,9	5000 56 56 5000	6000 56 56 6000
	1	+40	-32,9
	2	+25	-32,9
	3	+40	-32,9
	0и	+75	+345
ТО3	0и	+75	+345	-24,34 0 +3,84 0 +20,5	-343 -36 0 +36 +343	5000 2400 5000 5000 5000	6000 2400 6000 6000 6000
	1	+26,32	+2
	2	+26,32	-34
	3	+34	-34
	4	+34	+2
	0и	+75	+345

2.6 Техническое нормирование времени станочных операций

2.6.1 Расчёт норм времени на операцию 030 «Токарная с ЧПУ»

Норма времени на выполнение операции на станке с ЧПУ 16К20Ф3 определена по формуле

, (16)

где Тца - время цикла автоматической работы станка по программе, мин



, (17)

где То - основное время на обработку, мин

(18)

где Li - длина пути, проходимого инструментом в направлении подачи при обработке i - го технологического участка, мин

Si - минутная подача на данном технологическом участке, мм/мин

Tмв - машинно - вспомогательное время на автоматическую смену инструмента, мин

,

где Тмв.и - машинно - вспомогательное время на автоматическую смену инструмента.

,

где Кп - количество позиций, на которое необходимо повернуть револьверную головку для установки требуемого инструмента, мин

Тип - время поворота револьверной головки на одну позицию, мин

Тип = 0,016 мин

Тиф - время фиксации револьверной головки, мин

Тиф =0,016 мин

Тмв.х - машинно - вспомогательное время на выполнение

автоматических вспомогательных кодов и технологических пауз, мин



,

где Lxxj - длина пути j - го участка автоматического вспомогательного хода,

Sму - минутная подача ускоренного кода, мм/мин

S мх = 5000мм/мин

S му = 6000мм/мин

Результаты расчёта времени цикла автоматической работы станка, по обработке поверхностей сведены в таблицу 24

Таблица 24 - Время цикла автоматической работы станка по программе

Инструментальный переход	Tо,мин	Tмв, мин	Tца, мин
О1	1,07	0,2	1,27
О2	0,27	0,17	0,44
О3	0,105	0,18	0,28
Итого	1,44	0,55	1,99

,

где Тв.у - вспомогательное время на установку и снятие детали вручную, мин ;

Тв.оп - вспомогательное время связанное с операцией, не вошедшее в управляемую программу, мин

Тв.изм - вспомогательное время на измерение, мин

атех, аорг, аотл - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места, на отдых и личные потребности при одностаночном обслуживании в % от оперативного времени (а = 7 %)

Подготовительно - заключительное время операции предусматривает время на наладку станка, инструмента, приспособления и программных устройств, а также на организационную подготовку операции и составляет Тпз = 32 мин

2.6.2 Расчёт норм времени на операции 035 «Вертикально - фрезерную»

Штучное время операции

,

где То - норма основного времени операции, мин

,

где Sм. -минутная подача, мм/мин

Li - длина обработки с учётом врезания и перебега инструмента, мм

i - число рабочих ходов

Тв - норма вспомогательного времени на операцию



,

где Тв.у - вспомогательное время на установку и снятие детали, мин

Тв.пер - вспомогательное время связанное с переходом, мин

Тв.изм - вспомогательное время на контрольные измерения, мин

аорг + атех - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места.

аотл - время на отдых и личные надобности.

Время на обслуживание рабочего места составляет 3,5% от оперативного времени.

Время перерывов на отдых и личные потребности составляет 4% от оперативного времени

Подготовительно-заключительное время операции предусматривает время на наладку станка, инструмента и приспособления, а также на получение инструмента и приспособления и сдачу их после окончания обработки.

Т п.з. = 23 мин

Размещено на Allbest.ru