Изготовление детали "Шток-шпорень 43.42.23.017.01.11.001"

n = 800 об/мин - обороты фрезы.

S_М = 0,06·4·800 =192 мм/мин.

t = 27/192 = 0,14 мин.

На фрезеровку паза режимы заносим в таблицу 6.2.

Таблица 6.2 - Сводная таблица режимов резания

6.6 Техническое нормирование операции

Операция 030 - токарная с ЧПУ.

Определяем вспомогательное время по формуле:

t_в = t_уст + t_уп + t_изм, (1)

t_уст = 1,8+1,8=3,6 мин - время на установку и снятие заготовки 7 [7];

t_уп = 2,50 - вспомогательное время по управлению станка карта 14 [7];

t_изм = 1,5 мин - время на измерения карта15 [7].

t_в = 3,6+2,5+1,5= 7,6 мин.

Определяем оперативное время.

t_оп = t_о + t_в. (2)

t_оп = 0,78+7,6 = 8,38 мин.

Определяем дополнительное время, которое состоит из времени на обслуживание и времени на отдых и определяется в процентах от оперативного карта 16 [7].

t_доп = t_оп 5% = 8,38 *0,05 = 0,42 мин.

Определяем штучное время по формуле

t_шт = t_оп + t_в. (3)

t_шт = 8,38+0,42= 8,8 мин.

Определяем штучно-калькуляционное время по формуле:

t _шт-к= t _п.з+, (4)

t_п.з = 4+3+2+5,0+2,3 = 16,3 мин - подготовительно заключительное время, которое состоит из времени: получения чертежа и наряда, ознакомления с работой и чертежом, инструктаж мастера, настройка устройства подачи СОЖ;

N = 47 шт. - число деталей в партии.

t_шт-к = 8,8+ 16,3/47 = 9,1 мин.

Операция 060 - вертикально-фрезерная с ЧПУ.

Определяем вспомогательное время по формуле (1):

t_уст = 2,8 мин - время на установку и снятие заготовки 7 [7];

t_уп = 4,5 - вспомогательное время по управлению станка карта 14 [7];

t_изм = 1,2 мин - время на измерения карта15 [7].

t_в = 2,8+4,5+1,2= 8,5 мин.

Определяем оперативное время, формула (2).

t_оп = 8,5+1,96 = 10,46 мин.

Определяем дополнительное время, которое состоит из времени на обслуживание и времени на отдых и определяется в процентах от оперативного карта 16 [7].

t_доп = t_оп 4% = 10,46 *0,04 = 0,44 мин.

Определяем штучное время по формуле

t_шт = t_оп + t_в.

t_шт = 10,46+0,44= 10,9 мин.

Определяем штучно-калькуляционное время по формуле:

t _шт-к= t _п.з+,

t_п.з = 2+1+2+5,0+2,3 = 12,3 мин - подготовительно заключительное время, которое состоит из времени: получения чертежа и наряда, ознакомления с работой и чертежом, инструктаж мастера, настройка устройства подачи СОЖ;

N = 47 шт. - число деталей в партии.

t_шт-к = 10,9+ 12,3/47 = 11,2 мин.

7. Научно-исследовательская часть

Тема: Исследование изменения переднего угла и температуры резания вдоль режущей кромки сверла.

Совершенствование технологических процессов в машиностроении вызывает необходимость изучения тепловых явлений, возникающих при механической обработке. Повышение прочности, вязкости и некоторых других свойств конструкционных материалов, характерное для элементов современных машин, интенсификация режимов обработки приводят к тому, что температура процесса становиться одним из факторов, ограничивающих производительность операций и оказывающих существенное влияние на качество и точность изделий. В связи с этим возникает необходимость управления тепловыми явлениями при механической обработке материалов. Такое управление особенно необходимо при автоматизированном производстве с целью поддержания стабильности технологического процесса и обеспечения заданной точности размеров и формы изделий во времени [11, с. 27].

Однако использование гибких автоматических линий и многооперационных станков не всегда обеспечивает необходимую эффективность производства. Повысить эффективность автоматизированного производства можно за счет концентрации операций и переходов. Концентрация операций усложняет оборудование, что уменьшает его надежность, но при этом достигается максимальная эффективность производства.

Наиболее широким классом поверхностей, обрабатываемых на гибких автоматизированных линиях и многооперационных станках, являются отверстия, что составляют до 75% от всех обрабатываемых поверхностей на данном виде оборудования. Характерно, что практически все ступенчатые отверстия и 90% цилиндрических отверстий могут обрабатываться осевым или осевым комбинированным инструментом.

Спиральное сверло является наиболее распространенным режущим инструментом для сверления или рассверливания отверстий диаметром до 80 мм. Сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком диаметром от 6 до 60мм и с цилиндрическим хвостовиком от 8 до 16мм должны быть изготовляют сварными. Сверла из шлифованной стали менее 12 мм могут быть цельными.

Сверло является многокромочным инструментом; в резании участвуют две главные кромки, вспомогательные режущие кромки по ленточкам и поперечная кромка. Форма и положение передней поверхности, характеризуемое углом наклона винтовой канавки , влияют на характер образования, и транспортирования стружки изменяется от 18 для диаметра 0,25 1,0 мм и до 33 для 44,5 - 80 мм.

Линии пересечения передних и задних поверхностей образуют режущие кромки с углом при вершине 2, изменяемый в зависимости от обрабатываемого материала 2 = 116 - 120 (рисунок 7.1). Передний угол сверла является величиной переменной, зависящей от геометрических параметров сверла. Наибольшее значение на периферии (35), наименьшее - у оси (-23). Перспективные направления повышения качества инструмента можно определить лишь при условии установления аналитических зависимостей между конструктивными параметрами инструмента и критериями, характеризующими его качество в процессе использования.

На качество сверла влияют его геометрические параметры. Изменяя какие-либо из них можно улучшить одни качества сверла, но в тоже время ухудшить другие. Необходимо определить критерий, отражающий качество инструмента на всех этапах его производства. За такой параметр принимают качество поверхностного слоя инструмента. В процессе эксплуатации качество инструмента остается наиболее высоким при наличии оптимальной температуры резания. Зная изменения температуры от геометрических параметров инструмента и его эксплуатации, можно совершенствовать конструкцию инструмента.

Рисунок 7.1 - Геометрия сверла

Для определения влияния элементов сверла на температуру надо знать не среднее значение температуры, а характер распределения ее вдоль режущей кромки. Для расчета температуры в любой точке тела в каждый момент времени необходимо решать дифференциальное уравнение теплопроводности а конкретных краевых условиях, при этом целесообразна схематизация процесса, принимая следующие допущения: основное тепловыделение происходит от источников, расположенных на режущей лезвиях; фактическая мощность источников определяется суммарным тепловыделением от деформации металла и трения стружки о переднюю поверхность; режущая часть сверла в зоне резания есть бесконечный клин, движущийся по полупространству; значения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности не зависят от температуры резания.

Зададим следующие исходные данные: Угол при вершине 2 = 120; угол наклона винтовой канавки = 30; угол наклона поперечной кромки 55; Диаметр сердцевины 2а = 0,15D.

Для определения изменения величины главной составляющей силы резания, нам необходимо знать изменение переднего угла вдоль режущей кромки инструмента. Передний угол в данной точке х в нормальном сечении к режущей кромке, определяется по формуле, выведенной П.Р. Родиным [12, с.126]:

причем

где -расстояние от оси сверла до касательной к проекции режущей кромки на плоскость, перпендикулярную к оси сверла

- угол между радиусом окружности, на которой лежит данная точка х, и проекцией режущей кромки на плоскость, перпендикулярную к оси сверла;

-угол наклона винтовой образующей поверхности канавки, проходящей через точку x

где R - наружный радиус сверла

- угол наклона винтовой канавки сверла (отнесенный к наружному диаметру)

Все полученные значения запишем в таблицу 12

Для определения влияния элементов сверла на температуру надо знать не среднее значение температуры, а характер распределения ее вдоль режущей кромки. Для расчета температуры в любой точке тела в каждый момент времени необходимо решать дифференциальное уравнение теплопроводности в конкретных краевых условиях. При этом целесообразна схематизация процесса, принимая следующие допущения:

­ основное тепловыделение происходит от источников, расположенных на режущих лезвиях;

­ фактическая мощность источников определяется суммарным тепловыделением от деформации

­ металла и трения стружки о переднюю поверхность;

­ режущая часть сверла в зоне резания есть бесконечный клин, движущийся по полупространству;

­ значения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности не зависят от температуры резания.

Для определения скорости резания воспользуемся следующей формулой [5, c.276]:

где D - диаметр сверла, мм

T-период стойкости сверла, мин

S-подача, мм/об

Значение коэффициентов и показателей степени выбираем по источнику [7, с. 276].

Период стойкости и подача по таблице 30 и таблице 25 соответственно: Т = 45 мин; D = 20 мм; kv = 1; Cv = 9,8; q = 0,4; y = 0,5; m = 0,2;

Скорость резания равна:

Число оборотов сверла будет равно соответственно:

Так как скорость резания вдоль режущей кромки будет изменяться, то в любой точке режущей кромки сверла, скорость резания определим по формуле:

где n - число оборотов сверла, об/мин;

D - диаметр сверла, мм

Для определения температуры на режущих кромках сверла, сперва определим интенсивность тепловыделения. Особенностью процесса сверления является неодинаковое тепловыделение в различных точках каждой из режущих кромок инструмента. На любом участке режущей кромки, в единицу времени выделяется:

где v -скорость резания в м/мин;

Pz - тангенциальная составляющая силы резания в кГ;

Результаты расчета приведены в таблице 13. Расчет температуры произведем по следующей формуле [12, c.166]:

где - тепловыделение, кал/с;

- коэф-нт температуропроводности (w=0.08см2/с)

- коэф-нт теплопроводности (0.096 кал/см*сек*град)

- ширина среза, мм

- скорость резания, м/мин

- ширина срезаемого слоя, мм

- длина контактной площадки, мм

Результаты расчета приведены в таблице 3

По полученным данным построим график изменения температуры режущей кромки сверла (рисунок 6). Максимальный нагрев отмечен на расстоянии 0,8 - 0,9 диаметра сверла от его оси. Затем темп роста температуры снижается. Температура наиболее удаленной от оси точки контакта, как правило ниже максимальной. Такое распределение температуры вдоль режущей кромки является результатом совместного влияния подвода тепла к данной точке контакта инструмента с деталью и отвода его в массу детали. В сечениях, расположенных близко к оси, темп снижения температуры по мере удаления точек от лезвия сверла заметно падает, что объясняется неблагоприятными условиями образования стружки в области поперечной кромки, которое вызывает дополнительное трение при заполнении стружечной канавки по мере удаления от режущей кромки.

Температура на поперечной кромке составляет 60 - 80% от максимального значения. С увеличением подачи S и особенно с увеличением скорости V темп нарастания температуры на периферийных участках оказывается выше, чем у поперечной кромки, здесь сказывается влияние теплоотвода в сердцевину сверла.

Вывод

В ходе выполнения курсовой роботы был выполнен следующий объем работ.

При анализе служебного назначения были отражены основные технические характеристики и назначение компрессора. Что касается самого «шток-поршня», то был проведен анализ всех его поверхностей, а также функций, исполняемых ими.

При анализе технических требований были описаны свойства стали 38Х2МЮА, а также были проанализировали требования, предъявляемые при изготовлении детали конструктором, их соответствие общепринятым стандартом.

Был определен тип производства -- мелкосерийный -- и определена периодичность запуска n = 47 шт.

В качестве заготовки была принята поковка, так как она более экономически выгодная.

Во время выполнения работы был проанализирован технологический процесс изготовления детали.

Список литературы

1. Методичні вказівки до курсового проекту для студентів, що навчаються за освітньо-кваліфікаційним рівнем «Бакалавр» за напрямом 0902 «Інженерна механіка» усіх форм навчання/ Укладачі Євтухов, Захарків,.

- Суми: Вид-во СумДУ 2000 23 с.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.-4-е изд., перераб. И доп.- Мн.:Выш. Школа, 1983.-256 с., ил.

3. Маталин А.А. Технология машиностроения. - Л.: Машиностроение, 1985.-534с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

5. Справочник технолога-машиностроителя. Под ред. Панов. - М.: Машиностроение, 1980.-527 с.

6. Общестроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного времени для технического нормирования станочных работ: Серийное производство. - М.: Машиностроение, 1974. - 421 с.

7. Худобин Л.В. и др. Курсовое проектирование по ТМС. -М.: Машиностроение, 1989. -288с.

8. Точность и производственный контроль в машиностроении: Справочник /Под ред. А.К. Кутая, Б.М. Сорочкина. - Л.: Машиностроение, 1983.- 368 с.

9. Сорочкин Б.М. и др. Средства для линейных измерений. -Л.: Машиностроение, 1978. - 264 с.

10. Городецкий Ю.Г. Конструкция, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов.-М.: Машиностроение, 1971.-367 с.

11. Металлорежущие станки: Каталоги-справочники. - М.: НИИМАШ, 1965-1972.-461 с.

12. Методические указания по оформлению документации в курсовых и дипломных проектах по курсам: "Технология машиностроения", "Основы технологии производства электрофизических приборов" для студентов специальностей 12.01, 20.06.02 всех форм обучения. /Сост. А:А: Ягуткин, А.Б. Руденко. - Сумы: ЗФТИ, 1994.-Ч.1.-42С.

13. Методические указания к практическим занятиям "Анализ ;лужебного назначения машины и детали" по курсу «Технология Машиностроения» для студентов специальности 0501 дневной и вечерей форм обучения/Сост. О.А. Топоров. - Харьков: ХПИ, 1987. - 16 с.

14. ГОСТ 3.1105-84. Правила оформления документов общего назначения.

15. ГОСТ 7829-70. Поковки из конструкционной углеродистой и легированной стали. Технические требования.

16. ГОСТ 3.1105-84. Правила оформления документов общего назначения.

Размещено на Allbest.ru