Разработка нового технологического процесса изготовления детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Пояснительная записка: с., рис., табл., 1 прил., ист.

Объект исследования заводской чертеж и технологический процесс.

Цель работы - разработка нового технологического процесса изготовления детали корпус.

Метод исследования - путем выполнения курсового проекта по изготовлению детали корпус.

В дипломном проекте определен тип производства в зависимости от штучного времени заводского технологического процесса, обоснован выбор способа получения заготовки. Произведен расчет припусков на механическую обработку с помощью ЭВМ. Назначены режимы резания и нормирования на три операции аналитически, указанные руководителем курсового проекта, на остальные табличным, с выбором и обоснованием оборудования и технологической оснастки.

Спроектировано специальное приспособление на операцию горизонтально - расточная для разрезки детали. С помощью программы privod был выбран гидравлический поршень по параметру силы закрепления.



Содержание

Введение

1. Выявление функционального назначения машины, узла, детали. Описание конструктивных особенностей и условий эксплуатации.

2. Проверка обоснованности и полноты заданных технических требований

3. Определение типа производства

4. Анализ технологичности конструкции детали

4.1 Оценка технологичности по материалу

4.2 Оценка технологичности по геометрической форме поверхностей.

4.3 Оценка технологичности по точности поверхностей

4.4 Оценка технологичности по шероховатости поверхностей

5. Анализ существующего технологического процесса

6. Выбор способа получения заготовки

6.1Технологическое условие на изготовление заготовки

6.2Анализ заводской заготовки

6.3 Анализ предлагаемой заготовки

6.4 Анализ экономичности заготовки

7. Разработка оптимального варианта технологического маршрута

7.1 Выбор и обоснование схем базирования и закрепления

7.2 Выбор и обоснование металлорежущих станков

7.3 Обоснование выбора технологической оснастки

7.4 Составление вариантов маршрутного техпроцеса и выбор оптимального

8. Разработка операционной технологии

8.1 Разработка структуры операции

8.2 Расчет технологических размерных цепей

8.3 Расчет припусков на механическую обработку поверхностей

8.4 Расчет режимов резания

8.5 Нормирование технологического процесса

9. Проектирование станочного приспособления

9.1 Обоснование цели технологической операции из задания проектирования

9.2 Разработка и обоснование схемы базирования

9.3 Разработка и обоснование схемы закрепления

9.4 Точностные расчеты приспособления

9.5 Описание устройства и работы приспособления

10. Проектирование контрольно - измерительного приспособления

10.1 Выбор категории и режима контроля. Выбор схемы базирования и схемы контроля

10.2 Выбор и обоснование методов измерения

10.3 Выбор и обоснование средств измерения

10.4 Эскизное проектирование (КИП)

10,5 Описание устройства и роботы

11. Проектирование режущего инструмента

12. Научно исследовательская работа

13. Охрана труда

14. Экономическая часть

Заключение

Список литературы

Приложение



Введение

Научно - технический прогресс следует рассматривать как стержень экономической политики любой стороны, на основе которого следует обеспечивать повышение производительности труда, качества и количества выпускаемой продукции. Решающая роль в выполнени поставленной задачи принадлежит технологии производства. Именно прогресс технологии предопределяет прогресс всего обшественного производства в повышении качества и колличества продукции, снижение ее себестоимости, повышение эффективности капиталовложений. Это в особенности актуально в рыночных условиях, когда для рентабельности предприятия необходимо выпускать дешевую качественную продукцию. Высокая эффективность общественного производства может быть, достигнута лишь при комплексном подходе к созданию новой технологии, техники, когда рабочие и вспомогательные процессы, оборудование, системы управления находятся в оптимальном соответствии с техническим уровнем и обеспечивают максимальную реализацию. Технологического потенциала. Современная технология развивается по следующим основным направлениям: создание новых материалов, разработка новых технологических принципов, методов, процессов; автоматизация технологических процессов, устраняющая человека непосредственного участия в них.

Основа успешного развития этих направлений является широкое использование достижений физики, химии, математики, механики, а также фундаментальных исследований, с глубокими научными обобщениями в области самой технологии. В настоящее время, в связи с непрерывно растущими требованиями к качеству изделий, с увеличением их выпуска в единицу времени, необходимо создавать более прогрессивные технологические процессы на основе высококачественной технологической подготовки производства в единицу времени. Таким образом, современный технолог должен уметь выполнять большой объем работ в единицу времени на более высоком качественном уровне. Решение указанной проблемы возможно только при автоматизации труда технолога, что вызывает формирование повышенных требований к методам расчета и проектирование технологических требований к методам рассчета и проектирование технологических процессов. Поэтому необходимо дальнейшее совершенствование научных основ технологии машиностроения, и в первую очередь, повышение уровня обобщений, формализации и математизации результатов исследований, а также методов проектирование технологических процессов. В соответствии с тенденциями современного развития технологии. В выпускной работе предусмотрено использование современного оборудования (станков с ЧПУ), прогрессивного режущего инструмента (резцы с механическим креплением (резцы с механическим креплением режущих пластин, применяемые на токарных операциях). Использование станочного и контрольного приспособлений дает возможность значительно сократить трудоемкость станочных операций и операции контроля, что приводит к снижению себестоимости изделия.



1. Выявление функционального назначения машины, узла, детали

Описание конструктивных особенностей и условий эксплуатации

Агрегаты газоперекачивающие типа ГПА-Ц-16 представляют собой комплектные блочные автоматизированные установки с газотурбинным авиационным приводом НК-16-СТ мощностью 16 МВт. Они предназначены для транспортировки по магистральным трубопроводам природного газа.

Агрегаты обеспечивают нормальную работоприспособность при температуре окружающего воздуха от2180 К (-550 С) до 3180 К (+450 С) и относительной влажности 100%, а также при наличии любых видов осадков.

Техническая характеристика агрегата.

1 Производительность приведенная к температуре 2990 К(+200 С) и

давлению 0,101МПа,м /с 244 2 Давление начальное, МПа 4,39

3 Давление конечное, МПа 7,45

4 Политропный КПД 82

5 Время запуска агрегата до выхода на номинальный режим, сек 900

6 Температура газа при всасывании, К (С) 243…333

(-30…+60)

7 Запыленность газа, мг/ м 5

8 Используемый газ некорозионный,

взрывоопасный. 9 Частота вращения ротора, час (об/мин) 81,7-88,3

(4900 -5300)

10 Номинальная мощность, кВт 16000 11 Масса, кг 150000 12 Габариты

Длина, м 19,82

Ширина, м 10,89

Высота, м 10,65

Агрегат представляет собой установку, состоящую из стыкуемых между собой на месте эксплуатации блоков. Стыковка блоков осуществляется через гибкие переходники позволяющие компенсировать неточности установки при монтаже.

Базовой сборочной единицей агрегата является турбоблок, в контейнере которого размещен компрессор с газотурбинным двигателем. На опоре под турбоблоком размещено выхлопное устройство (диффузор и шумоглушитель), предназначенные для выброса выхлопных газов от приводного двигателя. Очистка и забор воздуха осуществляется через воздухоочистительное устройство, шумоглушитель, камеру всасывания в патрубок на выход осевого компрессора приводного двигателя. Для повышения надежности двигателя в состав агрегата введен блок фильтров топливного газа. В качестве топлива для двигателя используется газ, следующий по трубопроводу. Для удобства обслуживания агрегата и выполнения требований техники безопасности вспомогательное оборудование (маслобаки, маслоагрегаты и т.д.) размещено в отдельных отсеках блока обеспечения.

Для охлаждения масла циркулирующего по системе предназначен блок маслоохладителей, установленный на блоке систем обеспечения.

Система подогрева воздуха обеспечивает защиту воздухоочистительного устройства от обледенения, что позволяет продолжить работу агрегата при низких температурах).

Система автоматического управления обеспечивает работу на всех режимах без постоянного присутствия человека.

Работа агрегата заключается в следующем. Перекачиваемый газ по трубопроводам через всасывающий патрубок поступает в центробежный компрессор, где происходит его сжатие и подача через нагнетательный патрубок в магистральный трубопровод.

Турбоблок состоит из следующих сборочных единиц: рамы, контейнера, приводного двигателя, улитки ,переходника, муфты, компрессора, газопровода, систем обогрева, автоматического пожаротушения и т.д. Турбоблок выполняет работу по сжатию газа выхлопываемого в магистральный трубопровод.

Главной рабочей сборочной единицей турбоблока является компрессор. В рассматриваемой модели используется двухступенчатый компрессор Ц-3-16-56-1,44.

Компрессор предназначен для сжатия газа поступающего по всасывающему газопроводу до необходимого давления и подачи его в магистральный газопровод.

Наружный корпус 1 компрессора (см. Приложение) представляет собой стальной кованный цилиндр со всасывающим и нагнетательным патрубками. К его нижней части приварены лапы, а в верхней части-кронштейны для установки двух гидроаккумуляторов. Между опорными лапами параллельно оси нагнетателя выполнены шпоночные пазы для фиксации компрессора от поперечного сдвига. С обеих сторон корпус закрыт стальными кованными крышками 6 и 9, фиксируемые в корпусе сегментными стопорными кольцами 2 и 3 и шпильками 14. В крышках размешаются функциональные газовые и масляные каналы. имеющие выход на наружный торец крышек.

Герметизация внутренних полостей осуществляется при помощи резиновых колец 22. К торцевой крышке 6 крепится камера нагнетательная 21 и аппарат направляющий 20, образующие совместно с внутренней частью крышки всасывающую камеру А, где обеспечивается выравнивание скорости газового потока, поступающего в проточную часть компрессора. К торцевой крышке 9 крепится улитка 16 диафрагма 17, образующие совместно с внутренней частью крышки 9 сборную камеру, где обеспечивается снижение скорости газового потока выходящего из диффузора 19 и рациональный выход его через нагнетательную трубу.

Для снижения внутренних перетечек во внутреннем корпусе 7 установлены лабиринтные уплотнения.

Ротор 8 устанавливается на опорном 5 и опорно-упорном 10 подшипниках. которые крепятся к крышкам 6 и 9. На подшипниках установлены датчики осевого сдвига и вибрации. Подшипники закрыты кожухами, где собирается отработанное масло и организуется его слив

Подшипник опорный предназначен для восприятия радиальных нагрузок ротора компрессора. Кроме того, по подшипниковым опорам осуществляется центрирование ротора в корпусе. Исходя из этого посадочные поверхности должны выполнятся точно, с ограничением относительного расположения поверхностей 0,02 мм.

Подшипник состоит из разъемного в горизонтальной плоскости стального корпуса 2, обе части которого соединены болтами призматическими 9 (см. Приложение), колодок опорных 7, которые удерживаются в корпусе в специальных втулках 3 и 5. Колодки опорные стальные, их рабочие поверхности залиты баббитом. Колодки стопорятся от проворота штифтами 8. Диаметральный зазор между колодками и валом является расчетной величиной и обеспечивается при изготовлении подшипников. Подвод масла осуществляется через отверстия нижней и верхней половинах корпуса. Уплотнение на валу осуществляется разъемными втулками 3 и 5. Величины зазоров являются расчетными величинами и определяют расход масла через подшипник. Расходом масла обеспечивается и заданный температурный режим.

Базовой деталью подшипника является корпус так как он работает при больших радиальных нагрузках (частота вращения ротора до 5300 об/мин) к его материалу предъявляются особые требования. В качестве материала используется Сталь 20 ГОСТ1050-74. Макроструктура металла не должна содержать флокенов, трещин, рыхлот, расслоений, пузырей и т. д.

Для выяснения служебного назначения детали необходимо определить назначение ее отдельных поверхностей. На рисунке 1.1 приведен общий вид детали с обозначением ее основных поверхностей. Основными базовыми поверхностями являются:

А - двойная опорная база (ДОБ). Она лишает детали двух степеней свободы: перемещений (вдоль оси Z) и (вдоль оси Y)

Б- установочная база (УБ) - лишает детали трёх степеней свободы: перемещение вдоль оси Х и вращение вокруг осей Y и Z.

В -опорная база (0Б) - лишает деталь одной степени свободы - вращение относительно оси Х

Вспомогательными конструкторскими базами являются поверхности обозначенные буквами: Г, Д, Е, К, Н, М, Д, Р.

Для основных базирующих поверхностей следует построить матрицу связей (таблица 1.1) и таблицу соответствия (таблица 1.2)

Таблица 1.1 - Матрица связей

	Х	У	Z
l	0 0	1 0	1 0	ДОБ
l	1 0	0 1	0 1	УБ
1	0 1	0 0	0 0	ОБ

Таблица 1.2 Таблица соответствия

Связь	Степень свободы
1, 2		ДОБ
3, 4, 5		УБ
6		ОБ



2. Проверка обоснованности и полноты заданных технических требований

Технические требования на изготовление изделия или сборочной единицы характеризуют основные параметры их качества, проверяемые при окончательном контроле или испытаниях. Поэтому важно правильно определить технические требования детали.

Чертёж детали даёт полное представление о конфигурации, конструкции, размерах, их точности формы всех поверхностей детали, материале и его свойствах, и соответствует стандартам на оформление конструкторской документации, и в частности чертежей (ГОСТ2109-73, ГОСТ2306-68). Имеющихся на чертеже видов, проекций, разрезов, выносных элементов вполне достаточно для понимания общего вида изделия. Однако на чертеже есть небольшие недостатки: не на всех видах изображены соответствующие фаски, чертёж трудно читаем, величены линейных размеров в отдельных случаях не соответствуют рекомендациям по ГОСТ 6636-89.

На чертеже достаточно информации о материале, и способе получения заготовки:

Поковка 1 гр. ГОСТ-8479-70

Материал: Сталь 20 ГОСТ 1050 -88

Химический состав и механические свойства материала приведены в п.4 таблица 4.1, таблица 4.2.

На чертеже не указано на необходимость подвергнуть поковку отжигу.

Требования по точности размеров:

Неуказанные предельные отклонения размеров: Н14; h14; IТ14/2 желательно, чтобы часть размеров было выполнено по более высокому квалитету. Точность основных базовых поверхностей:410+0,04; 7+0,1.

Требования по шероховатости:

Шероховатость основных и базовых поверхностей Ra=1,6 мкм. Шероховатость плоскости разъема: Ra=0,8 мкм. Такая же шероховатость посадочных поверхностей под призонные болты.

Требование по форме поверхностей:

Все необходимые допуски формы и расположения поверхностей обозначены на чертеже (допуски плоскостности, торцевого и радиального биения, а также позиционные допуска). Кроме того, необходимо обеспечить точное прилегание по разъему двух половинок. Щуп 0,03 мм не должен проходить. Для этого необходимо обеспечить плоскостность поверхностей разъема 0,02 мм. Контроль плоскостности осуществлять оптическим плоскомером ИС-41М ТУ АЛ.2.787.036.

Контроль точных диаметральных внутренних размеров и точных отверстий проверяются калибрами-пробками; 410Н6-микрометрическим нутромером.

Для контроля радиального и торцевого биения необходимо спроектировать контрольно-измерительное приспособление.

Исходя из функционального назначения детали и анализа технических требований можно сделать следующие выводы:

1 Назначенные конструктором размерная и геометрическая точность обеспечат нормальную работу механизмов. Снижение требований к точности и взаимному расположения поверхностей может привести к появлению дополнительных динамических нагрузок, снижению долговечности и надежности работы компрессора.

2Чертеж не нуждается в дополнении (кроме исправления мелких недостатков указанных выше).



3. Определение типа производства

Тип производства и соответствующая ему форма организации работ определяет характер технологического процесса и его построение.

Предварительно тип производства определяется по заданному годовому объёму выпуска деталей и нормам штучного времени указанном в заводском технологическом процессе.

Исходные данные для расчёта:

Годовая программа выпуска, шт. 250

Режим работы предприятия, смен 2

Действительный фонд работы предприятия, час 4015

Нормы штучного времени указанные в заводском технологическом процессе сведены в таблицу 3.1.

Рассмотрим порядок расчета для первой операции 005 токарная [1, Стр. 19]:

а) Определяют количество станков по формуле

m p = N Tшт / 60 Ф д зм ( 3.1 )

где N - годовая программа выпуска, шт.

Tшт- штучное время на операции, мин

Фд- действительный годовой фонд работы , час.

зм - нормативный коэффициент загрузки оборудования (для мелкосерийного производства - 0,8...0,9).

m p =250 80 / (60 4015 0,9)=0,092

полученное значение заносим в таблицу 3.1

б) Принимают число рабочих мест Р, округляют до ближайшего целого числа полученные значения m Р = 1

P = 1

значение заносим в таблицу 3.1

в) Определяют фактический коэффициент загрузки рабочего места по формуле

зф = m p / Р (3.2)

зф=0,092 / 1=0,092

значение заносим в таблицу 3.1

г) Определяют количество операций, выполняемых на одном рабочем месте по формуле

О = зм / зф

О=0,9 / 0,092=9,8

значение заносим в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Сводная таблица для расчета коэффициента закрепления операции

№ п/п	Наимен. операции	Штучное время, Тшт	Кол-во станков,mp	Число рабочих мест, Р	Фактич. коэф. Загрузки, зф	Кол-во операций,О
1	Токарная	80	0,092	1	0,092	9,8
2	Расточная	35	0,04	1	0,04	22,5
3	Расточная	20	0,023	1	0,023	39,1
4	Фрезерная	20	0,023	1	0,023	39,1
5	Расточная	25	0,029	1	0,029	31,0
6	Шлиф-ная	20	0,023	1	0,023	39,1
7	Коор-раст.	55	0,063	1	0,063	14,3
8	Токарная	35	0,04	1	0,04	22,5
9	Токарная	60	0,069	1	0,069	13,0
10	Фрезерная	30	0,035	1	0,035	25,7
11	Сверлильн.	30	0,035	1	0,035	25,7
12	Расточная	30	0,035	1	0,035	25,7

Аналогичным образом рассчитывается и для последующих операций

д.) Определяют коэффициент закрепления операций по формуле:

К зо =O / P ( 3.4 )

К зо =9,8+22,5+39,1+39,1+31+39,1+14,3+22,5+13+25,7+25,7+25,7/12=25,6

Согласно ГОСТ 14004-83 К зо=25,6 то производство мелкосерийное.

е) Форма организации производства

Так как производство серийное выбираем групповую форму организации производства, запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью.

Количество деталей в партии, шт

n=N a / 254 = 250 24 / 254 = 24

где а - периодичность запуска

254-количество рабочих дней

Результаты расчета с помощью ЭВМ подтверждены и выведены на принтер.



4. Анализ технологичности конструкции детали. Качественная оценка технологичности

4.1 Оценка технологичности по материалу

Материал детали: Сталь20 ГОСТ1050-88

Сталь 20 отличается хорошими ковочными свойствами, технологична в обработке, химический состав стали приведен в таблице 4.1. Механические свойства стали 20 приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.1 - Химический состав Стали 20 ГОСТ 1050-88

С	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni	Al
0.17-0.24	0,17-0,24	0,35-0,65	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Таблица 4.2 -Механические свойства Стали 20 ГОСТ1050-88

, МПа	, %	, %	НВ
410-490	25	65	126-131

Физические свойства материала

Плотность, кг/м3	7,8 103
Технологические свойства: Температура ковки, С: Начала конца	1280 750
Охлаждение на воздухе

Таким образом деталь по материалу технологична.

4.2 Оценка технологичности по геометрической форме поверхностей

По форме поверхностей корпус опорного подшипника относится к телам вращения с /D1 (деталь типа диск). Она имеет развитые поверхности баз: двойной опорной, установочной, опорной т. е. возможно полное базирование заготовки.

Все поверхности доступны для механической обработки, кроме отверстий расположенных в радиальном направлении внутри корпуса (диаметр 10Н7). Для их обработки необходимо разрезать корпус на две половины, что предусмотрено конструктором.

Нетехнологичны в заданной конструкции детали различные по величине цековки под призонные болты (диаметр 34 и диаметр 46). Для сокращения количества инструмента целесообразно выбрать их одинаковыми (диаметр 46). Так же и выборки с различными радиусами закругления: 15 мм и 25 мм. По той же причине целесообразно их выполнить одинаковыми (радиус 25).

Кроме того необходимо достигнуть точности расположения поверхностей образующих маслопроводы. Для этого необходимо базирование по одному из отверстий. Поэтому отверстия диаметром 16 необходимо получить более точными. (диаметр 16 Н7).

Количественная оценка технологичности

4.3 Оценка технологичности по точности поверхностей

Коэффициент точности обработки [1]

Ктч = 1 - 1/Тср

где Тср - средний квалитет точности, определяемый по формуле [1, стр.229]

Тср=Т п / п

где Т - квалитет

п - количество поверхностей

Подставив значение Тср находим Ктч

Коэффициент точности обработки больше нормативного т.е. по точности обработки поверхностей деталь технологична.

4.4 Оценка технологичности по шероховатости поверхности

Коэффициент шероховатости определяется по формуле [1, стр. 229]

Кш = 1 / Шср

где Шср - средняя шероховатость поверхностей, Ra, мкм, определяемая по формуле

Шср = Ші пі / пі

где Ш - шероховатость поверхности, мкм

п - количество поверхностей

Подставив значение Шср находим Кш

где [кш] - допускаемый коэффициент шероховатости [кш] = 0,32

Коэффициент шероховатости меньше допустимого т. е. по шероховатости поверхностей деталь технологична.

Исходя из анализа технологичности детали можно установить, что деталь имеет ряд технологических недостатков некоторые из них можно устранить, некоторые невозможно из-за конструктивных особенностей детали.



5. Анализ существующего технологического процесса

Анализ существующего технологического процесса следует начинать с анализа схем базирования. На этом этапе необходимо определить правильность выбора черновых, чистовых и промежуточных баз.

Анализ схем базирования производится с помощью таблицы 5.1. Из таблицы видно, что при обработке детали используется четыре комплекта баз. Но ввиду сложности конструкции детали это целесообразно.

За черновые базы на первой операции механической обработки принято протяженные необработанные поверхности, что соответствует правилам выбора черновых баз.

Чистовые базы представлены точными достаточно протяженными поверхностями имеющими координатную связь с другими поверхностями. В большинстве случаев соблюдается принцип совмещения баз (единство конструкторской, технологической и измерительной баз). В большинстве случаев от них можно обработать максимальное количество других поверхностей (принцип постоянства баз).

На следующем этапе необходимо оценить правильность выбранных методов обработки и последовательности выполнения операций механической обработки деталей. Для большей наглядности необходимо воспользоваться матрицей технологического процесса (таблица 5.2)

Таблица 5.2 дает полное представление о методах обработки поверхностей предусмотренных заводским технологическим процессом. Из таблицы видно, что обработка точных отверстий производится в два этапа: черновой и чистовой. В соответствии с рекомендациями [1, стр. 305] необходимо ввести получистовой этап (зенкерование).

Следующим этапом является анализ технологической оснастки. В серийном производстве применяют как универсальные так и специальные. На токарных станках применяются патроны, на остальных разнообразные призмы и прихваты.

Коэффициент использования приспособлений определяют по формуле:

Кст.пр= N0/N0n

где N0 - количество технологической оснастки, шт. N0=5;

N0n - количество операций технологической обработки N0n=12

Подставив значения в формулу определяют

Кст.пр=5/12=0,42

При обработке детали используются универсальные станки на токарных операциях применяются станки моделей 1М63, 187. На некоторых токарных операциях (100 и 105) используются станки с ЧПУ, что позволяет автоматизировать серийное производство.

В связи с этим необходимо более широкое использование станков с ЧПУ и много целевых специальных станков (обрабатывающих центров) особенно это касается сверлильных и фрезерных операций.

На многих операциях технологического процесса используется прогрессивный металлорежущий инструмент (например резцы с механическим креплением режущих пластин из твердого сплава). Необходимо более широкое использование прогрессивного режущего инструмента (сверл и фрез с твердосплавными пластинами).

Транспортировка деталей осуществляется электрокарами грузоподъемностью 5 тонн в торе. От станка к станку заготовки передаются в таре с помощью мостовых электрических однобалочных подвесных кранов грузоподъемностью до 5 тонн.

Установка на станках осуществляется согласно имеющимся на предприятии схемам строповки.

При обработки данной детали в качестве СОЖ применяется 5% раствор
Аквола 10М.

На всех операциях достижение требуемой точности не представляет трудности. Хотя вероятность появления брака не исключена. Особое внимание необходимо уделить шлифовальной операции (плоскость 0,02мм). Точность расположения отверстий, образующих маслопроводы достигается с помощью базирования на срезном пальце.

Нормы вспомогательного и основного времени, указанные в заводском технологическом процессе указаны укрупненно (завышены в несколько раз). Поэтому необходимо осуществить пересчет норм времени и назначить научно-обоснованные нормы.



6. Выбор способа получения заготовки

Материал детали Сталь 20 ГОСТ 1050-88 является одним из лучших ковких сплавов. Технология изготовления поковки из конструкционной углеродистой стали отличается простотой, высокими технико-экономическими показателями, не требует дефицитных материалов и больших энергозатрат. Для получения заготовки можно использовать штамповку и свободную ковку на молотах.

Отличным вариантом получения заготовки детали «Корпус» опорного подшипника является свободная ковка на молотах. Хотя припуски увеличиваются по сравнению со штамповкой, но из-за серийности производства себестоимость ниже свободно ковкой.

6.1Технологическое условие на изготовление заготовки

С целью экономии металла и уменьшения трудоемкости обработки, конфигурация заготовки должна быть максимально приближены к конфигурации детали. Трудоемкость изготовления и себестоимость должны быть минимально приближенны к конфигурации детали. Трудоемкость изготовления и себестоимость должны быть минимальны. Заготовка должна иметь конфигурацию позволяющую вести обработку с минимальным количеством установок режущего инструмента. Материал не должен иметь трещин, рыхлот, расслоений и пузырей.

6.2Анализ заводской заготовки

На предприятии заготовку детали «Корпус» опорного подшипника в условиях мелкосерийного производства получают свободной ковкой на молотах.

Коэффициент использования материала (КИМ)

где mд - масса детали ( = 73 кг)

Мз - масса заготовки (Мз =140 кг)

Моп з - масса отходов при получении заготовки, % Моп з=15

КИМ= 0,45 (КИМ )= 0,64 [10]

КИМ- меньше нормативного

6.3 Анализ предлагаемой заготовки

Заготовку предлагаю получать также как и на предприятии свободной ковкой на молотах, но с уменьшением припусков назначенных по ГОСТ 7829-70, деталь типа диск с отверстием.

По таблице 8 ГОСТ 7829-70

На диаметр 425мм предельное отклонение и припуск равен 176мм

На диаметр 190 мм -припуск 236мм

На высоту 115мм- припуск 135мм (рисунок 6.1)

Коэффициент использования материала.

КИМ=0,49 [КИМ]=0,64 [10]

Хотя КИМ меньше нормативного, но он больше чем заводской т. е. происходит экономия материала на 8%

6.4 Анализ экономичности заготовки

Себестоимость заготовки получаемой свободной ковкой на молотах

где Сi - базовая стоимость одной тонны , грн. Сi=840грн;

Q- масса заготовки, кг;

Кт - коэффициент, учитывающий точность поковки. Кт=1 [1. с.37];

Км- коэффициент, учитывающий влияние материала Км=1 [1,с 37];

Кс - коэффициент, учитывающий группу сложности Кс = о,75 [1, с. 38];

Кн - коэффициент, учитывающий группу серийности Кн = 1 [1, с 38];

Кв - коэффициент, учитывающий массу поковки Кв =0,7 [1, с. 38];

q - масса готовой детали , кг = 73кг;

Sотх - цена одной тонны отходов, грн. отх= 50грн.

Себестоимость заводской заготовки.

заг=(840 / 1000 140 1,0 1,0 0,76 1,0 0,7)-(140-73) 50 / 1000=59,2грн

Себестоимость предлагаемой заготовки.

заг.пр=(840 / 1000 131 1,0 1,0 0,76 1,0 0,7)-(131-73) 50 / 1000=55,6грн

Заводская заготовка стоит дороже за счет значительно большей массы. Экономия при применении предлагаемой заготовки, выражается в снижении ее себестоимости на: (59,2-55,6) / 59,2 100%=6% В связи с уменьшением припусков, снижается трудоемкость обработки, уменьшается количество отходов, что приводит к снижению себестоимости детали.

Выбор получения заготовки подтверждаю с помощью програмы . В подтверждение выбора привожу распечатку результатов используемой программы.



7 Разработка оптимального варианта технологического маршрута

7.1 Выбор и обоснование схем базирования и закрепления

При разработке технологического маршрута обработки заданной детали нужно правильно назначить схему базирования и закрепления заготовки для достижения заданной точности размеров. Следует придерживаться следующих размышлений:

для первой черновой базы, которая используется один раз принимаются поверхности которые имеют достаточную площадь, без литников, разъемов штампов, дефектов. За черновую базу также принимают поверхность имеющие наименьший припуск;

«чистовые» базы должны быть точными, достаточными по площади поверхности, поскольку при обработке применяются значительные силы закрепления;

соблюдение принципа постоянства и единства баз;

возможность обработки наибольшее количество поверхностей за один установ.

Для операции 030 вертикально - фрезерная при обработки плоскости разъема заготовка базируется с помощью двух баз рисунок 7.1.1:

установочной, которая лишает 3-х степеней свободы перемещение вдоль оси Х и вращения вокруг осей Z и Y;

2-ная опорная, которая лишает 2-х степеней свободы перемещение вдоль осей Z и Y.

бн = 0,5D (1/sin - 1) = 0,5 1,5(1/sin1200 - 1) = 0,75

где D - допуск на диаметр

Выбор такай схемы базирования обеспечивает свободный доступ к обрабатываемой поверхности, при этом погрешность базирования равна ,что не превышает допуск.

Для операции 050 токарно-винторезная за черновую базу выбираем наружную поверхность заготовки, которая не имеет дефектов, литников и т. д., а имеет достаточную площадь для закрепления. Заготовка базируется с помощью двух баз рисунок 7.1.2:

установочной, которая лишает 3-х степеней свободы перемещение вдоль оси Y и вращения вокруг осей Z и X;

2-ная опорная, которая лишает 2-х степеней свободы перемещение вдоль осей Х и Z;

Выбранная схема базирования обеспечивает возможность обработки наибольшего количества поверхностей за один установ и применение нескольких инструментов на операции. Погрешность базирования на размер 60 равна допуску размера соединяющий технологическую и измерительную базу, а это размер 116.4. Так как его допуск равен Т116.4=0.115, а это удовлетворяет условию потому что допуск на размер 60 больше (Т60=0,5 Т116.4=0.115). Следовательно не совпадение измерительной и технологической базы не приведет к неточности обработки.

На операцию 075 сверлильная базирование заготовки предлагаю следующим образом лишением ее 6-ти степеней свободы рисунок 7.1.3:

установочной, которая лишает 3-х степеней свободы перемещение вдоль оси Z и вращения вокруг осей Х и Y;

2-ния опорная, которая лишает 2-х степеней свободы перемещение вдоль осей Х и Y;

опорной, которая лишает заготовку одной степени свободы вращение вокруг оси Z

Выбор предлагаемого способа базирования обеспечивает возможность простого и удобного закрепления заготовки, многоинструментальной обработки поверхностей, легкость доступа к обрабатываем поверхностям и наличие координатных связей с поверхностями. Допуски на обрабатываемые размеры больше допуска на размер соединяющего измерительную и технологическую базу, для обеспечения достаточной точности это допустимо.

7.2 Выбор и обоснование металлорежущих станков

С помощью рекомендованной литературы [ 4 ] на данном этапе выбирается наиболее целесообразный, высокопродуктивный и многоцелевые станки, а также станки с ЧПУ.

Для операции 030 вертикально - фрезерная выбираю станок 6550 - вертикально-фрезерный с крестовым столом, техническая характеристика которого приведена ниже.

Техническая характеристика вертикально-фрезерного станка 6550

Размеры рабочей поверхности стола	500х1250
Наибольшее перемещение стола: продольное поперечное шпиндельной бабки	1000 800 530
Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола	100-530
Внутренний конус шпинделя (по ГОСТ 15945-82)	50
Число скоростей шпинделя	18
Частота вращения шпинделя, об/мин	31,5-1600
Подача (бесступенчатое регулирование), мм/мин: стола шпиндельной бабки	10-2000 4-800
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	10
Габаритные размеры длина ширина высота	2720 3205 2930
Масса, кг	7500

Габариты стола необходимые для обработки заготовки должны минимально сближены к габаритам к ее размерам. Максимальный размер заготовки - 442 мм, что допустимо, так как рабочая поверхность стола 500х1250.

Станок имеет бесступенчатое регулирование подачи, а это позволяет свободно варьировать в режимах резания.

На следующую рассматриваемую операцию 050 токарно-винторезная выбираем, в зависимости от типа производства, универсальный токарно-винторезный станок 16К40.

Техническая характеристика токарно-винторезного станка 16К40

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной над суппортом	800 450
Частота вращения шпинделя, об/мин	6,3-1250
Число скоростей шпинделя	24
Наибольшее перемещение суппорта продольное поперечное	1250 370
Подача суппорта, мм/об продольная поперечная	0,055-1,2 0,023-0,5
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	18,5
Габаритные размеры длина ширина высота	4655 5465 6665
Масса, кг	5800

На операцию сверлильная 075 целесообразно применять оборудование с числовым программным управлением, так как производство мелкосерийное. Поэтому выбираю фрезерно - сверлильно - расточной станок с ЧПУ 2550 ОСТ 1000 МФ4.

Техническая характеристика станка 2550 ОСТ 1000МФ4

Наибольший диаметр, мм сверления в заготовки из стали 45 нарезаемой резьбы в заготовки из стали 45	50 М48
Шпиндель конус отверстия (по ГОСТ 15945-82) вылет, мм частота вращения, мин -1	50 400-1400 18-2000
Размеры рабочей плиты, мм	1600х860
Наибольшее перемещение рукава по колонне, мм	1000
Наибольший ход, мм салазок сверлильной головки шпинделя	1600 1000 320
Число инструментов в магазине	18
Подача, мм/мин салазок сверлильной головки	1-2000 1-2000
Площадь занимаемая станком, м2	25,85
Габаритные размеры станка, мм длина ширина высота	5470 4740 4220
Масса, кг	10750
Дискретность задания линейных размеров, мм	0,001
Точность формы отверстия образца после чистовой обработки на станке, мкм отклонение от круглости постоянство в диаметре в любом продольном сечении	3,0 6,0

Предлагаемое оборудование модели 2550 ОСТ 1000 МФ4 станок с ЧПУ. Станок имеет повышенную точность при обработки отверстий.

По всем показателям станок подходит для обработки заданной детали.

7.3 Обоснование выбора технологической оснастки

Для операции 030 вертикально-фрезерная применяемый инструмент фреза торцевая с твердосплавными пластинами 2214-0157 ГОСТ9473-80. Так как фрезерование черновое то применяем материал режущей части с твердого сплава Т15К6 ГОСТ3882-74 пользуясь рекомендацией.

Для операции 050 токарно-винторезная выбираю резцы с твердосплавными пластинами материал Т15К6 форма четырехгранная 08116-190610-230 ГОСТ9062-80. Для подрезки торца и наружного обтачивания выбираем резец сборный 2102-1310 ГОСТ 26611-85. Для растачивания выбираю резец 2140-0283 ГОСТ 26612-85.

Для операции 075 сверлильная с ЧПУ выбираю инструмент из быстрорежущей стали Р6М5 пользуясь ГОСТами.

Наименование инструмента	Обозначение	ГОСТ
Сверло	2301-3259, -3244, -3228, -3216, 2300-6969,	12121-77 886-72
Развертка	2363-0104, -0197	11175-80
Зенкер	2320-0011	12489-71
Фреза шпоночная	2235-0005	9140-78
Метчик	2620-0551	3266-60

Измерительный инструмент для операций применял следующий

Штангенциркуль ШЦ 1-250-0.1, ШЦ 1-250-0.05 ГОСТ 166-89

Калибр - пробка 8133-0913 Н7 ГОСТ 14826-69.

деталь конструкция поверхность шероховатость

7.4 Выбор варианта технологического маршрута

В результате анализа заводского технологического процесса выявились значительные резервы для совершенствования технологического процесса на основе применения в условиях серийного производства автоматизированного оборудования.

На первом этапе осуществляется выбор методов обработки каждой поверхности с помощью справочников [2, 3]. Результаты выбора приведены в таблице 7.1.

В условиях серийного производства для обработки деталей типа «Корпус» опорного подшипника целесообразно применение высокопроизводительного и широкоуниверсального оборудования с числовым программным управлением, имеющих повышенную жесткость и позволяющие получать детали с высокой точностью и производительностью при этом размеры получают на настроенном оборудовании с заданными режимами обработки и высокой точностью независимо от квалификации рабочего-оператора.

Дорогостоящее и высокопроизводительное оборудование, для более полного использования должно эксплуатироваться с быстродействующими специализированными и специальными приспособлениями обеспечивающими постоянство сил закрепления, высокую точность базирования, достаточную жесткость системы станок-приспособление - деталь.

На первой операции необходимо подготовить базы для последующей обработки. Для этого рационально применение станка модели 16К40 (токарно-винторезный).

Остальные операции формируются по принципу концентрации переходов на различных станках (в том числе на многоцелевых станках и станках с ЧПУ).

Таблица 7.4.1 - Предлагаемый маршрутный технологический процесс изготовления детали «Корпус».

№ операции	Наименование операции	Оборудование операции
005	Кузнечная
010	Термическая
015	Токарно-винторезная	16К40
020	Токарно-винторезная	16К40
025	Горизонтально-расточная	2620
030	Вертикально-фрезерная	6550
035	Плоскошлифовальная	3Б724
040	Комплексная с ЧПУ	ИР300МФ4
045	Слесарно-сборочная
050	Токарно-винторезная	16К40
055	Токарная с ЧПУ
060	Токарная с ЧПУ
065	Плоскошлифовальная	3Б724
070	Сверлильная с ЧПУ	2550ОСТ1000МФ4
075	Сверлильная с ЧПУ	2550ОСТ1000МФ4
080	Слесарно-сборочная
085	Комплексная с ЧПУ	ИР500МФ4
090	Комплексная с ЧПУ	ИР500МФ4
095	Слесарно-сборочная
100	Технический контроль

После чего составляю матрицу предлагаемого технологического процесса таблица 7.4.2. В ней легко просмотреть этапы обработки всех поверхностей.



8. Разработка операционной технологии

Разработка структуры операции

На текущем этапе курсового проекта нужно разделить выше спроектированные операции на установы, позиции, переходы.

Рассмотрим операцию 050 токарно-винторезную, на которой формироваться следующие размеры 189.6+0,115; 427-1,5 ; 116.2-0,35

Для этого операцию 050 токарно-винторезную разделяю на 2 установа
рисунок 8.1.1.

Установ А: Переход 1 - точность поверхности в размер 427-1,5 х 60+0,25

Переход 2 расточить отверстия на проход в размер 189,6+0,115

Переход 3 - подрезать торец в размер 116,8-0,55

Установ Б: Переход 1 - точить поверхность в размер 427-1,5 х 58+0,25

Переход 2 - подрезать торец в размер 116,2-0,35

Рассматривая операцию 070 Сверлильная с ЧПУ с целью наибольшей продуктивности и наименьшей трудоемкости работы, используется многопозиционный станок 2550ОСТ1000МФ4 на котором можно использовать параллельную концентрацию переходов. Операция содержит 1 установ и 14 переходов рисунок 8.1.2.

Переход 1 - Фрезеровать паз выдержав размер R9х60х15;

Переход 2 - Сверлить 4 отверстия 18 на проход;

Переход 3 - Сверлить 2 отверстия 15 на глубину 45+2,5;

Переход 4 - Сверлить отверстия 15 выдержав размер 60+1,5;

Переход 5 - Сверлить отверстия 5,8 на глубину 7+1,5;

Переход 6 - Сверлить отверстия 13 на глубину 12+1,8;

Переход 7 - Сверлить 2 отверстия 12 на глубину 60+1,5;

Переход 8 - Сверлить 8 отверстий 7,8 на глубину 17+0,9;

Переход 9 - Зенкеровать 2 отверстия 15,8 выдержав размер 45+2,5;

Переход 10 - Зенкеровать отверстия 15,8 выдержав размер 60 +1,5;

Переход 11 - Развернуть отверстия 6Н7 на глубину 7+1,5;

Переход 12 - Развернуть 2 отверстия 6Н7 на глубину 45+1,5;

Переход 13 - Развернуть отверстия 16Н7 выдержав размер 60+1,5;

Переход 14 - Нарезать резьбу М8 выдержав размер 9+0,75.

8.2 Расчет технологических размерных цепей

Расчет производится для линейных размерных целей.

Расчет производится по [4].

Порядок расчета:

а) на первом этапе необходимо составить схему обработки. Для этого рисуется контур детали и на торцовые поверхности ее присоединяются столько припусков, сколько раз обрабатывается данная поверхность, указываются все технологические и конструкционные размеры. Затем необходимо проверить правильность построения схемы обработку количество технологических размеров Ai должно быть равно общему количеству конструкторских размеров Si и припусков Zi, кроме того к каждой поверхности, кроме корневой должно подходить только одна стрелка рисунок 8.2.1;

б) затем строится граф. размерных цепей (рисунок 8.2.2);

в) определяется величина допусков на технологические размеры (таблица 8.2.1);

г) рассчитываются технологические размеры (таблица 8.2.2);

Расчет производится для одной из размерных цепей.

Припуски и технологические размеры в остальных цепях (в диаметральной) назначаются по справочникам.



8.3 Расчет припусков на механическую обработку поверхностей

Расчет припусков производится для поверхности диаметром 190Н7(+0,046).

Для упрощения расчетов припуски на механическую обработку поверхностей определяются с помощью ЭВМ (загрузочный файл программы prip.exe).

Программа составленна на основе расчетно - аналитического метода профессора В.М.Кована.

Исходными данными для расчета являются:

Метод получения заготовки - ковка на молотах.

Предельные отклонения на размеры поковки по ГОСТ7829-70 ,мм	6
Качество поверхности заготовки (Rz+h) [2, стр.185, таблица 11], мкм	1500
Пространственное отклонение, мкм
Погрешность базирования (в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне), мкм	0
Погрешность закрепления [1, с. 77], мкм	160

Для остальных переходов:

Качество поверхности заготовки, мкм	40+50 [3]
Пространственное отклонение, мкм [1, стр. 77], мкм	80
Погрешность базирования	0
Погрешность закрепления [1, с. 77], мкм	80

Растачивание чистовое:

Качество поверхности после обработким (Rz+h),мкм

Качество поверхности после обработки, мкм	51
Пространственное отклонение, мкм [1, стр. 77], мкм	80
Погрешность базирования	0
Погрешность закрепления [1, с. 77], мкм	80

Результаты расчета выведены на печать (см. Приложение). Рисунок 8.3.1



8.4 Расчет режимов резания

На этом этапе необходимо произвести расчет режимов резания на три различные операции

Фрезерование

Исходные данные для расчета операции 030 (Вертикально фрезерная) рис 7.4.1

Обрабатываемый материал : Сталь20 ГОСТ 1050-88. Станок 6550. Предел прочности в=450 МПа, заготовка - поковка. Длина - 120,2 мм Шероховатость Rz =100 Станок - 16К40 Мощность электродвигателя: Nэл = 15 кВт; КПД станка = 0,8

Закрепление в специальном приспособлении

а) Назначаю глубину резания (рис 8.4.1)

t = h - ho,

где h - высота заготовки на предыдущей операции, мм (h=215.5 мм)

h0 - высота детали, мм (h0 = 214,3 мм)

t =215,5-214,3=1,2 мм

б) Выбор режущего инструмента

Выбираем фрезу торцевую с твердосплавными пластинами (ГОСТ 9473 - 80).

Пользуясь рекомендациями [ ] выбираем диаметр фрезы

D = 1.25-1.5 B

D=1.3 124=161.2 мм

принимаем D=160 мм (ГОСТ 9473-80)

количество зубьев z = 16

материал твердосплавной пластины Т15К6 (ГОСТ 3882-74) [ ]

в) Выбор подачи

Подача выбирается в зависимости от точности станка и материала инструмента

Sz=0.09...0,18 мм

В соответствии с используемым станком выбираем подачу на один зуб
Sz=0,09 мм.

г) Скорость резания при фрезеровании

где Cv=332; q=0.1; x=0.1; y=0.4; u=0.2; p=0;m=0.2

kv=kmv knv kuv

где kmv= kг (750/в)qu

kг=1,0

qu=1

тогда kmv=1(750/450)1=1.67

knv=1

kuv=1.15

kv=1,67 1 1,15=1,9

Подставляя найденные коэффициенты находим V, м/мин

д) Число оборотов n, об/мин

n=1000V/D

n=1000 484.3/3.14 160=964

Принимаем по станку n=800 об/мин Sмин=0,09 16 800 = 1250мм/мин. Принимаю Sмин= 1200мм/мин.

е)Сила резания

где n=450

cp=825 x=1.0 y=0.75 u=1.1 q=1.3 w=0.4

kmp=(в/750)n



где n=0.75

kmp = (450/750)0,75 =0,68

ж) Крутящий момент возникающий на шпинделе, Нм

З) Мощность резания, кВт

Основное время на переходе, мин

Режимы резания операции 030 Фрезерная

t = 1,2 мм; Sz = 0,09 мм; V = 415 м/мин; n = 800 об/мин : Т0 = 0,6 мин.

Исходные данные для расчета операции 050 (Токарно - винторезная)
(см. Приложение).

Обрабатываемый материал. Сталь20 ГОСТ 1050-88. Заготовка - поковка.. Предел прочности в=450Мпа. Диаметр заготовки - 442 мм. Диаметр детали - 432 мм. Длина - 120,2 мм. Шероховатость Rz =100. Станок - 16К40. Мощность электродвигателя: Nэл -18,5 кВт; КПД станка = 0,8

Закрепление в патроне.

а) Назначаю глубину резания ( рис 8.4.2)

t = 1/2 (D-d) = 1/2 ( 442 - 436 ) = 3мм

б) Выбираю резцы и устанавливаю геометрические параметры.

Принимаю токарно - проходной резец правый с механическим креплением шестигранной пластины из твердого сплава с углами в плане =450, 1=150 (5, с. 129 таб.13). Материал пластины Т15К6 [5, с. 116]. Обозначение пластины 11114-090408 ГОСТ 19068-80. Толщина пластины 4,76 мм, радиус при вершине 1,2мм. При глубине резания 5мм и ориентировочной подачи 0,8-1мм/об [3, с. 33, пр. 4] выбирается сечение державки 32х32 [3, с. 134]. Задний угол =8, передний угол =10. Угол наклона главной режущей кромки =0. Способ крепления пластины клинприхватом.

в) Период стойкости резца Т0 = 45 мин [5, с. 268].

г) Определяется подача исходя из следующих ограничений.

Подача допускаемая прочностью державки резца рассчитывается по формуле [3, с. 109].

где В, Н-размеры профиля резца В=Н=32мм.

L p - вылет резца L p=1,5 Н=40мм.

Коэффициенты:

срz=300;

к p z=1.0; [3, с.142]

y p z=0.75;

k p z =k p z k p z k p z k Z p z k м р ,

где коэффициенты

k p z= k p z= k p z=1,0;

k Z p z=0,95 [3, с. 143];

k м п= (450/750)0,75 =0,68 [3, с. 143]

Подставляя значения коэффициентов получаем

k p z =1,0 1,0 1,0 0,95 0,88=0,836;

с v =350; m=0,2;

k v =km r k u r k n r

k u r=1.0;

k m r=1.0 [5, с. 261-271]

k v=0,8 1,0 1,0 1,0=0,8

kn r = 1,0 (750/450)1 = 1,7

k m r =1.0

k r v =1,0 [ 5 с. 261-271]

k v =1,7 1,0 1,0=0,6

[ ] = 490МПа ( для закаленной державки из стали 40ХН ).

Подставляя значение описанных выше величины определяем Sпр.р. мм/мин .

2) Подача допускаемая жесткостью резца рассчитывается по формуле
[3 c.40]

где fр- прогиб резца мм. Для черновой обработки принимается fр=0,1мм [3 c110]

Ер- модуль упругости материала державки, Ep=2,1х105 МПа.

3) Подача допускаемая прочностью твердосплавной пластины, мм/об

где с - толщина твердосплавной пластины мм с=4,76.

- главный угол в плане, =450

Подача допускаемая прочностью механизма подач, мм/об [3, с.111]

де P м. п. - осевая сила допускаемая механизмом подачи станка, Н

Pм.п.=12000 Н.

д) Определяем экономическое значение подачи.

S э = S мах. доп.={5.8; 9,05; 3,2; 1,08} мin

S э=1,08 мм/об - экономическая подача

В качестве технологической подачи принимается ближайшее значение из имеющихся на станке: S=1,04 мм/об.

е) Определяем число оборотов шпинделя, об/мин [3, с. 112]

где c v=340; x v=0.15; y v=0.45

ж) Проверочный расчет подачи по мощности станка. Подачу ограниченную мощностью станка при t = 3 мм и nз=22.7 об/мин определяем по формуле, мм/об

где N э -мощность станка, кВт. N э =18,5 кВт.

-КПД станка =0,8

з) Определяется число оборотов допускаемой мощностью станка.

В качестве действительного числа оборотов принимаю nд=100 об/мин

4)Определяем оптимальную скорость резания по формуле

V=(D n )/1000

где D- диаметр детали , мм D=436

n - число оборотов, об/мин n=100

V=3.14 436 100/1000 = 137 м/мин

к)Определяем силу резания, Н

Рz=10 Cрz tXpz SYpz Vnpz Kpz

С учетом принятых выше коэффициентов

Рz = 10 300 31 10.75 137-0.15 0.65=2.8 103

л) Определяем мощность резания, н

м) Основное штучное время на переходе.

где L- длина обработки, мм L=60

l'- длина врезания, мм l'=t ctg = 5

Режимы резания операции 050

t=3 мм S = 1.04 мм/об n= 100 об/мин V= 137 м/мин То= 0.63 мин

На следующем этапе рассчитываются режимы резания на операцию 070, переход: Сверление отверстия диаметром 18 мм на длину 115мм. Точность 18h14

Материал заготовки: Сталь 20;

в =450МПа, заготовка-поковка.

Расчет производится в следующем порядке:

а) Выбирается станок: 2550 ОСТ 1000 МФ4

б) Режущий инструмент-сверло спиральное 18 2301-3479 ГОСТ 12121-77 режущая часть- быстрорежущая сталь Р6М5 .Длина рабочей части сверла L =180мм

Форма заточки - нормальная без подточек [3, с. 151]

Геометрические параметры: 2=118о, угол наклона поперечной режущей кромки =550; =110

в) Определяется глубина резания t=D/2=9мм

г) Период стойкости сверла при обработке конструкционной углеродистой стали сверлами диаметром 16-22мм из быстрорежущей стали
Тэ = 50 мин [3, с.279]

д) Определяется подача.

При сверлении отверстий глубиной <3D в условиях жесткой технологической системы для Cтали 20 с в =450 МПа и диаметре сверла 16 - 26 мм, подача рекомендуется в пределах 0,30-0,38 мм/об [ 4, табл. 49, стр. 277].

Принимаем s=0,33мм/об

При =4D поправочный коэффициент на подачу к =0,9.

Тогда s=0.33 0,9 = 0,297мм/об

Принятая подача проверяется по порочности сверла по формуле:

Sпр.с =Cs D0.6 Кls

где Cs=0,064 [3,с.122]

Sпр.с =0,064 0,9=0,36мм/об

Sпр.с>Sd т.е. условия прочности сверла выполняются. Далее проверяем
принятую подачу по осевой силе, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

Осевая сила определяется по формуле:

Р0=10 Ср D g S y Кр

где Ср=68; g=1,0; y=0.7 [3.с. 28]

Кр = (450/750)0,75 =0,68

Р0=10 1,33 68 221,0 0,30,7 0,68 = 5824 Н

Условие прочности механизма подачи соблюдается, поскольку Р0<Рмах=20000Н

Поэтому назначенная подача Sd=0.297 мм/об вполне допустима.

Принимаем по станку Sd=0,3 мм/об

д) Определяется скоростью резания допустимая режущими свойствами
инструмента по формуле

где Сv=9.8;

g=0.4;

yv=0.5;

m=0.2;

кзv=0.75 [3,c.123]

Коэффициент кv определяется по формуле:

кv=кмv киv кnv кlv

где: кмv - коэффициент учитывающий свойства обрабатывающего материала и определяется по формуле

кмv = кr ( 750/в)nr

где кr =1,0; nr=0.9; [3, с.261, таблица 1]

кмr =1.0 (750/450)0,9=1,58

кuv - коэффициент учитывающий свойства инструментального материала

кuv=1,0 [3, с.223,таблица 6]

кnr- коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки кnr=1,0 [3,с.263, таблица 5]

кlv - коэффициент учитывающий глубину сверления, кlv=0,85 [5, с. 148]

кv=1,58 1 1 0,85=1,34

Подставляя все описанные выше коэффициент в формулу определяем Vр , м/мин

Определяется частота вращения шпинделя, об/мин

nр=1000 Vр/D=1000 79/3,14 18=1202

Принимаем nр =1200 об/мин; V р = 79 м/мин

ж) Определяется крутящий момент и мощность затраченная на резание.

Крутящий момент определяется по формуле:

Мкр=10 См Dgm Sуm Кр

См =0,0345; Уm=0.8; Кр=0,68; qm=2,0 [3,с. 281]

Мкр=10 0,0345 182,0 0,30,8 0,68 = 29 Н м

Мощность резания

Nр= Мкр n / 9750 = 40.3 1200 / 9750 =3,5 кВт