Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Исходные данные по заданию

2. Тип производства, количество деталей в партии

3. Вид заготовки и припуски на обработку

4. Структура технологического процесса

5. Выбор оборудования и приспособлений

6. Выбор инструмента

7. Расчёт режимов резания

8. Нормирование времени, определение расценки и себестоимости механической обработки детали

9. Конструирование приспособления

10. Оформление технической документации

11. Основные сведения о технике безопасности при работе на металлорежущих станках

Список литературы

деталь машина механический технологический металлорежущий

Введение

Сущность технологии изготовления деталей машин состоит в последовательном использовании различных технологических способов воздействия на обрабатываемую заготовку с целью предать ей заданную форму и размеры указанной точности.

Современное машиностроение представляет очень высокие требования к точности и состоянию поверхностей деталей машин, которые можно обеспечить в основном только механической обработкой.

Обработка металлов резанием представляет собой совокупность действий, направленных на изменение формы заготовки путем снятия припуска режущими инструментами на металлорежущих станках, обеспечивая заданную точность и шероховатость обработанной поверхности. Металлорежущие станки классифицируются по способу производства основных технологических операций на следующие типы:

1. токарные;

2. фрезерные;

3. сверлильные;

4. шлифовальные;

5. протяжные.

В зависимости от формы деталей, характера обрабатываемых поверхностей и требований, предъявляемых к ним, их обработку можно проводить различными способами: механическими - точением, строганием, фрезерованием, протягиванием, шлифованием и др.; электрическими - электроискровым, электроимпульсным или анодно-механическим, а также ультразвуковым, электрохимическим, лучевыми и другими способами обработки.

Процесс обработки металлов резанием играет ведущую роль в машиностроении, так как точность форм и размеров и высокая частота поверхностей металлических деталей машин в большинстве случаев обеспечивается только такой обработкой.

Этот процесс успешно применяется во всех без исключения отраслей промышленности.

Обработка металлов резанием является весьма трудоемким и дорогостоящим процессом. Так, например, в среднем в машиностроении стоимость обработки заготовок резанием составляет от 50 до 60 стоимости готовых изделий.

Обработка металлов резанием, как правило, осуществляется на металлорежущих станках. Лишь отдельные виды обработки резанием, относящиеся к слесарным работам, выполняются вручную или с помощью механизированных инструментов.

В современных методах механической обработки металлов заметны следующие тенденции:

1. обработка заготовок с малыми припусками, что приводит к экономии металлов и увеличении доли отделочных операций;

2. широкое применение методов упрочняющей обработки без снятия стружки путем накатывания роликами и шариками обдувки дробью, дорнирования, чеканки и т. п.;

3. применение многоинструментальной обработки взамен одноинструментальной и многолезвийного режущего инструмента вместо однолезвийного;

4. возрастания скоростей резания и подач;

5. увеличение части работ, выполняемых на автоматических и полуавтоматических станках, роботизированных комплексов с применением систем программного управления;

6. широкое проведение модернизации металлорежущего оборудования;

7. использование быстродействующих и многоместных приспособлений для закрепления заготовок и механизмов при автоматизации универсальных металлорежущих станков;

8. изготовление деталей из специальных и жаростойких сплавов, обрабатываемость которых значительно хуже, чем обычных металлов;

9. участие технологов в разработке конструкции машин для обеспечения их высокой технологичности.

Более рационально получать сразу готовую деталь, минуя стадию заготовки. Это достигается применением точных методов литья и обработки давлением, порошковой металлургией. Эти процессы более прогрессивны, и они будут все шире внедряться в технику.

1. Исходные данные по работе

Исходные данные по заданию приведены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные по заданию

Чертеж детали	Производственная программа, тыс. шт. В год	Тип производства	Материал	Вид обработки
Направляющая	9100	Рассчитать	Сталь ХВСГ	Механическая

Таблица 2 Химический состав стали ХВСГ.

C, %	Mn, %	Si, %	Cr, %	W, %	V, %
0.95-1,05	0.6-0,9	0.65-1,0	0.6-1,1	0.5-0,8	0.05-0,15

Механические свойства стали ХВСГ приведены в таблице 3.

Таблица 3- Механические свойства стали ХВСГ.

Термоо бработка	Темпера тура испытания, град	НВ, МПа	HRC	уТ, МПа	уВ, МПа	д, %	Ш, %	уиз, МПаг	усжат, МПа	Тип карбида
Отжиг	20			300-400	600-700					Fe3C
Закалка с 8400-8600 и отпуск при 1400-1600	20		61-63
Закалка с 8400-8600 и отпуск при 2000-2500	20		57-59

Тепловые режимы обработки стали ХВСГ приведены в таблице 4

Таблица 4 - Тепловые режимы обработки

Тепловые режимы обработки
Операция	Температура, град	Охлаждающая среда
Ковка	1140-800	В колодцах или термостатах
Отжиг	790-810	С печью, со скоростью 30 град/час
Закалка	860-890	Масло или расплавленные соли
Отпуск	150-210	Воздух
Закалка ТВЧ	1040-1120 (верхняя)	Скорость нагрева 20-350 град/сек

Для получения твёрдости детали 58…61 HRC данную деталь подвергают химико-термической обработки: закалке при 840-860° С и заканчивают низким отпуском 140-160°С.

Сталь ХВСГ имеет большую теплостойкость (250-260°С), хорошие режущие свойства и сравнительно мало деформируется при закалке. Их применяют для инструмента большого сечения при закалке в масле или горячих средах (ручные свёрла, развёртки, плашки и т.д).

Чертёж детали приведен на рисунке 1

Определим массу детали по формуле

m=v, (2)

где m - масса детали, кг;

- плотность стали кг/ м³ ( = )

v - объем детали м³.

Объем детали определим как сумму и разность объемов элементарных фигур:

V₁=ПR²H=3.14*225*50=35325 мм³;

V₂=ПR²H=3.14*95.0625*3=895.48875 мм³;

V₃= ПR²H =3.14*121*27=10258.38 мм³;

V₄= ПR²H=3.14*76.5625*3=721.21875 мм³;

V₅=ПR²H=3.14*90.25*22= 6234.47 мм³

V₆=ПR²H=3.14*6.25*5=98.125 мм³;

V₇= ПR²H =3.14*4*12=150.72 мм³;

V₈= ПR²H=3.14*30.25*7=664.895 мм³;

V₉= ПR²H+ABH=3*(3.14*3.125+5*13)= 224.4375 мм³;

V=V₁+V₂+V₃+V₄+V₅-V₆-V₇ -V₈ -V₉=52296.38 мм³;

V=52.3cм³;

m=7.85*52.3=410.555 г.

2. Тип производства, количество деталей в партии

В зависимости от размера производственной программы, сложности и трудоемкости изготовления детали различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Таблица 2. Тип производства

Тип производства	Количество обрабатываемых деталей в год
	крупных	средних	мелких
Единичное	до 5	до 10	до 100
Серийное	от 5 до 1000	от 10 до 5000	от 100 до 50000
Массовое	свыше 1000	свыше 5000	свыше 50000

Согласно заданию: производство серийное. В зависимости от количества изделий в партии их трудоемкости изготовления серийное производство подразделяется на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное, определяемое ориентировочно по следующим данным.

Таблица 3. Вид производства

Вид производства	Количество обрабатываемых деталей в год
	крупных	средних	мелких
Мелкосерийное	2-5	6-25	10-50
Среднесерийное	6-25	26-150	51-300
крупносерийное	свыше 25	свыше 150	свыше 300

Количество деталей в партии определяется по формуле:

где N- годовая программа выпуска деталей; N=9100;

t- число дней, на которое необходимо иметь запас готовых деталей для бесперебойной работы цеха (принимается обычно 2-3 дня); t=2;

Ф - число рабочих дней в году; Ф=255.

При пятидневной рабочей неделе (40 часов в неделю) рабочих дней 255.

Если мелких деталей в партии 71 штуки, то значит это среднесерийное производство.

3. Вид заготовки и припуски на обработку

Вид заготовки

Заготовкой называется предмет производства, из которого изменением формы, размеров, качества поверхностей и свойств материала изготавливают требуемую деталь. Выбор вида заготовки зависит от материала, формы и размера, ее назначения, условий работы и испытываемой нагрузки, от типа производства.

Для изготовления деталей могут применяться следующие виды заготовок:

а) отливка из чугуна, стали, цветных металлов, сплавов и пластмасс - для фасонных деталей и корпусных в виде рам, коробок, брус., челюстей и др.;

б) поковки - для деталей, работающих на изгиб, кручение, растяжение. В серийном и массовом производстве применяется преимущественно штамповки, в мелкосерийном и единичном производстве, а также для деталей крупных размеров - поковки;

в) прокат горяче - и холоднокатанный - для деталей вида валов, стержней, дисков и других форм, имеющих незначительно изменяемые размеры поперечного сечения.

Для изготовления данной детали применим прокат сортовой круглый 34 (ГОСТ 2590-71).

При прокатке металл пластически деформируется вращающимися валками. Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающими валками. Силами трения заготовка втягивается между валками, а силы нормальные к поверхности валков, уменьшают поперечные размеры заготовки. Для осуществления процесса прокатки необходима определенная величина этих сил трения. При горячей прокатке стали гладкими валками угол захвата равен 15-24⁰, при холодной - 3-8⁰. При установившемся процессе прокатки коэффициент трения может быть примерно вдвое меньше. Одной из разновидностей сортового проката являются профили простой геометрической формы (круг, квадрат, шестигранник, прямоугольник).



Рисунок 1. Вид прокатного цилиндра.

Величина припуска на обработку

Величина припуска на обработку, т.е. толщина снимаемого слоя металла, зависит от вида заготовки и способа ее изготовления, от размеров и формы детали и от требуемых точности и шероховатости обработанных поверхностей.

Для снижения себестоимости обработки и расхода металла припуски должны быть такими, чтобы их можно было снять за минимальное число проходов. Общий (суммарный) припуск на сторону должен включать кроме толщины поверхностного дефектного слоя сумму межоперационных припусков, т.е. слоев, принимаемых на каждой операции, с учетом погрешностей установки, отклонений от правильной формы, допусков на размеры заготовки.

Припуски на обработку приведены в таблице 7.

Таблица 7

Обрабатываемая поверхность	Диаметр, (мм)	Длина, (мм)
Припуск на обработку	+3	+4

4. Структура технологического процесса

Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, в частности, при обработке резанием - на одном станке. Если после обработки части поверхностей заготовка передается на другое рабочие место, а затем возвращается на тот же станок, то дальнейшая обработка на нем составит следующую операцию.

Установом называется часть операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки.

Позицией называется фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовки совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части операции.

Технологическим переходом называется законченная часть операции, выполняемая одним и тем же инструментом при постоянных поверхности, образуемой обработкой, технологических режимах и установке.

Проход - это часть перехода, характеризуемая снятием одного слоя металла.

Структура технологического процесса представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Структура технологического процесса

Схема термообработки приведена на рисунке 3.

Рисунок 3.Схема термообработки.

Точение применяется для обработки преимущественно поверхностей вращения, а также резьб и червяков с помощью резцов. Обработка наружных поверхностей называется обтачиванием, обработка внутренних поверхностей вращения - растачиванием, обработка канавок - прорезанием, обработка торцов - подрезанием, а обработка резьб - нарезанием.

Фрезерование - это универсальный способ предварительной и чистовой обработки плоских, зубчатых, винтовых и фасонных поверхностей. Фрезерование производится на фрезеровальных станках. Технологический метод формообразования поверхностей характеризуется главным вращательным движением инструмента и обычно поступательным движением подачи.

На фрезерных станках обрабатывают горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, фасонные поверхности, уступы и пазы различного профиля. Особенность процесса фрезерования - прерывистость резания каждым зубом фрезы.

Фрезы разделяют на цилиндрические и торцевые. Цилиндрические фрезы предназначены для обработки плоскостей. Фреза представляет собой цилиндрическое тело с винтовыми зубьями по поверхности. Торцевые фрезы отличаются от цилиндрических тем, что имеют зубья, расположенные и на цилиндрической поверхности, и на торце.

Сверление применяется для формообразования цилиндрических отверстий в сплошном металле. Самым распространённым способом обычного сверления является обработка спиральным сверлом. Сверление спиральными сверлами осуществляется на сверлильных, токарных, расточных, многоцелевых и агрегатных станках.

Шлифование используют для чистовой обработки деталей с целью получения точных размеров и чистых поверхностей. В большинстве случаев заготовки на шлифовальные станки поступают после термической обработки, имея незначительный припуск, оставленный на предыдущих операциях. Однако нередки случаи, когда заготовки предварительной обработке не подвергаются, поэтому и обдирочные, и чистовые операции проводят на шлифовальных станках. Основными типами шлифовальных станков общего назначения являются: а) круглошлифовальные центровые и бесцентровые; б) внутришлифовальные; в) плоскошлифовальные станки; г) резьбо- и зубошлифовальные.

5. Выбор оборудования и приспособлений

При выборе типа станка и степени его автоматизации необходимо учитывать следующие факторы:

1) габаритные размеры и форму детали;

2) форму обрабатываемых поверхностей, их расположение;

3) технические требования к точности размеров, формы и к шероховатости обработанных поверхностей;

4) размер производственной программы, характеризующий тип производства данной детали.

Для получения заготовки выберем установку гидроабразивной резки

Hydro-Jet Eco 0615 * 1514

Зачастую технологию резки металла водой часто сравнивают с такими способами резки, как лазерная резка металла и плазменная резка металла. В этой связи необходимо сказать, что плазменные и лазерные резки и методика гидроабразивной резки различаются принципиально, т.е. не только количественно, но в первую очередь качественно.

Основными отличительными признаками технологии гидроабразивной резки являются отсутствие теплового и механического воздействия на обрабатываемые изделия и небольшое количество потерь металла. Струя жидкости по своим техническим возможностям приближается к идеальному точечному инструменту, что позволяет обрабатывать сложный профиль с любым радиусом закругления.

Поскольку ширина реза составляет 0,1:3,0 мм, отход материала в стружку меньше, чем при традиционных методах обработки, рез можно начинать в любой точке заготовки и при этом не нужно предварительно выполнять отверстие.

Линия разреза может быть любой кривизны, иметь острые углы и крутые повороты. Небольшие сила (1:100Н) и температура (+60:+90С) в зоне резания исключают деформацию заготовки, оплавление и пригорание материала в прилегающей зоне.

Струя не изменяет физико-механические свойства обрабатываемого материала.

Благодаря своим качествам - простоте метода, точности, универсальности и дешевизне - прогрессивная технология гидроабразивной резки находит широкое применение везде, где требуется быстрая и точная обработка самых разнообразных материалов.

Для точения выберем токарно-винторезный станок 6М81Г. Характеристики данного станка представлены в таблице 8

Таблица 8 Характеристики токарно-винторезного станка 6M81Г

Рабочая поверхность стола,мм	250х1000
Число ступеней частоты вращения шпинделя	18
Частота вращения шпинделя, об/мин	40-2000
Число ступеней подач	18
Подача стола, мм/мин: Продольная Поперечная	20-1000 6,5-333
Мощность главного электродвигателя, кВт	4
КПД станка	0,9

Для обработки заготовки фрезерованием выберем вертикальный фрезерный станок 6М12П Характеристики данного станка представлены в таблице 9

Таблица 9- Технические параметры фрезерного станка мод. 6М12П

Показатель	Размер, мм
Рабочая поверхность стола,мм	320х1250
Число ступеней частоты вращения шпинделя	18
Частота вращения шпинделя,об/мин	31-1600
Число ступеней подачи	18
Подача стола,мм/мин: продольная	25-1250
поперечная	15,6-785
Наибольшая допустимая сила подачи,кН	15
КПД станка	0,75
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	7,5

Для обработки заготовки сверлением выберем радиально-сверлильный станок 2М55 Характеристики данного станка представлены в таблице 10

Таблица 10 Характеристики радиально-сверлильного станка 2М55

Наибольший условный диаметр сверления в стали, мм	50
Расстояние от оси шпинделя до направляющей колонны (вылет шпинделя), мм	375-1600
Расстояние от нижнего торца шпинделя до рабочей поверхности плиты (или до головки рельса),мм	450-1600
Наибольшее перемещение:
вертикальное, рукава по колонне, мм	750
горизонтальное, сверлильной головки по рукаву (или рукава на колонне), мм	1225
Наибольшее вертикальное перемещение шпинделя, мм	-
Конус Морзе отверстия шпинделя	5
Число скоростей шпинделя	21
Частота вращения шпинделя, об/мин	20-2000
Подача шпинделя, мм/об	0.056-2.5
Наибольшая сила подачи, МН	20
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	5.5
Длина, мм	2665
Ширина, мм	1020
Высота, мм	3430
Масса, кг	4700

Для операции шлифования поверхности детали выбираем круглошлифовальный станок 3М153.

Его характеристики представлены в таблице 11.

Таблица 11 - Круглошлифовальный станок 3М153

Величина	Размер
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:
диаметр	140
длина	500
Высота центров над столом	90
Величина	Размер
Наибольшее продольное перемещение стола	500
Скорость автоматического перемещения стола, м/мин	0,02 -5
Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин, при наружном шлифовании	1800
Скорость врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин	0,05 - 5
Мощность электродвигателя привода данного движения, кВт	7,5

Для операции шлифования плоской поверхности детали выбираем плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом 3Е710В-1. Его характеристики представлены в таблице 12.

Таблица 12--Характеристики плоскошлифовального станка 3Е710В-1

Размеры рабочей поверхности стола, мм	250Ч125
Наибольшие размеры обрабатываемых заготовок, мм	250Ч125Ч200
Масса обрабатываемых заготовок (не более), кг	50
Наибольшее расстояние от шпинделя до зеркала стола, мм	300
Наибольшее перемещение стола и шлифовальной бабки:
- продольное	320
- поперечное	160
- вертикальное	200
Размеры шлифовального круга (наружный диаметрЧвысотаЧвнутренний диаметр), мм	200Ч25Ч32
Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин	35
Скорость продольного перемещения стола,м/мин	2 - 25
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	1,5
Габаритные размеры (с приставным оборудованием):
- длина	1310
- ширина	1150
- высота	1550
Масса (с приставным оборудованием), кг	1000

Для вертикального фрезерного станка 6М12П рассчитаем значения подач S_i и частот вращения n_i, а также количество их ступеней z.

В технической характеристике металлорежущего станка обычно указывают только минимальное и максимальное значение подачи S₁ и S_z, частоты вращения n₁ и n_z, а также количество их ступеней z. При отсутствии промежуточных значений их нужно рассчитывать на основании закона их изменения по геометрической прогрессии, знаменатель ц которой определяется по формулам:

ц_s = ^(z-1)vs_z/s₁ ; ц_n = ^(z-1)vn_z/n₁ ;

Полученное значение ц округляется до ближайшего из стандартных, предусмотренных нормалями станкостроения: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2,0. Затем определяем весь ряд S_i и n_i :

Расчёт будем производить для фрезерной операции => понадобятся характеристики горизонтально-фрезерного станка 6М81Г.

z = 18;

n₁ = 40;S₁ = 20 мм/мин;

n₁₈ = 2000;S₁₈ = 1000 мм/мин;

ц_n= ¹⁷v2000/40= 1,259; ц_s = ¹⁷v1000/20 = 1,259.

Ближайшим из стандартных значений ц является 1,26.

=> ц_s = ц_n = 1,26

S₂ = S₁?ц_s = 20?1,26 = 25 мм/мин; n₂ = n₁?ц_n = 40?1,26 = 50,4 об/мин;

S₃ = S₁?ц_s² = 20?1,26² = 30 мм/мин; n₃ = n₁? ц_n² = 40?1,26² = 63,5 об/мин;

S₄ = 40 мм/мин; n₄ = 80 об/мин;

S₅ = 50 мм/мин; n₅ = 100 об/мин;

S₆ = 65 мм/мин; n₆ = 125 об/мин;

S₇ = 80 мм/мин; n₇ = 160 об/мин;

S₈ = 100 мм/мин; n₈ = 200 об/мин;

S₉ = 125 мм/мин; n₉ = 255 об/мин;

S₁₀= 160 мм/мин; n₁₀= 320 об/мин;

S₁₁= 200 мм/мин; n₁₁= 405 об/мин;

S₁₂= 255 мм/мин; n₁₂= 510 об/мин;

S₁₃= 320 мм/мин; n₁₃= 640 об/мин;

S₁₄= 405 мм/мин; n₁₄= 805 об/мин;

S₁₅= 510 мм/мин; n₁₅= 1015 об/мин;

S₁₆= 640 мм/мин; n₁₆= 1280 об/мин;

S₁₇= 805 мм/мин; n₁₇= 1615 об/мин;

S₁₈=1015 мм/мин; n₁₈=2035 об/мин.

Приспособление выбирается из условий надежного и жесткого закрепления детали, обеспечения требуемой точности обработки, максимального сокращения вспомогательного времени на установку, закрепления и снятия детали со станка. В единичном и мелкосерийном производстве применяются преимущественно универсальные приспособления являющиеся принадлежностями станков. В серийном и массовом производстве рекомендуется применять специальные приспособления, повышающие точность обработки и снижающие штучное время.

Для выше приведенных станков при изготовлении данной детали применяются следующие приспособления:

1) Токарные кулачковые патроны (для токарной операции);

2) Кондуктор специальный (для сверлильной операции);

3) Тиски поворотные пневматические по ГОСТ 16891-71(для фрезерной операции);

4) Тиски поворотные универсальные (для шлифовальной операции);

6. Выбор инструмента

При выборе режущего инструмента необходимо исходить из способа обработки и типа станка, формы и расположения обрабатываемых поверхностей, материала заготовки и его механических свойств.

Инструмент должен обеспечить получение заданной точности формы и размеров, требуемой шероховатости обработанных поверхностей, высокую производительность и стойкость, должен быть достаточно прочным, виброустойчивым и экономичным.

Для точения фасок и обработки наружных поверхностей выбран проходной отогнутый резец с пластинами из быстрорежущей стали Р6М5 (по ГОСТ 18868-73.Резец изображен на рисунке 4.

H,мм	В,мм	L,мм	m,мм	а, мм	r,мм
16	10	100	6	10	0,5

Рисунок 4. Проходной отогнутый с пластинами из быстрорежущей стали

Для обработки пазов выбран токарный отрезной резец из быстрорежущей стали Р6М5 (по ГОСТ 18874-73). Резец изображен на рисунке 5.

H,мм	В,мм	L,мм	l,мм	а, мм	r,мм
16	10	100	30	3	0,2

Наибольший диаметр обработки у данного резца: D=30 мм



Рисунок 5. Токарный отрезной резец из быстрорежущей стали

Для фрезерования поверхности выбираем торцовую насадную фрезу с мелким зубом из быстрорежущей стали Р6М5 (по ГОСТ 9304-69).

D,мм	L,мм	d,мм	Число зубьев	, град
50	36	22	12	25-30

Для сверления отверстий выбираю спиральные сверла из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 4010-77.Сверло изображено на рисунке 6.

d, мм	L(длина инстр.), мм	l0, мм	Материал	Стандарт
4	60	25	Р6М5	ГОСТ 4010-77
5	60	25	Р6М5	ГОСТ 4010-77

Рисунок 6. Спиральное сверло

Для обработки опорного отверстия выбираем цилиндрическую зенковку с коническим хвостовиком. Зенковка изображена на рисунке 7.

D(диаметр инструмента),мм	L(общая длина),мм	l,(длина рабочей части)мм	Стандарт
11	40	10	-

Рисунок 7. Цилиндрическая зенковка с цилиндрическим хвостовиком

Для шлифования поверхности детали выбираю круг шлифовальный плоский прямого профиля на керамической связке ГОСТ 8692-82:

Тип круга	D, мм	H, мм	d,мм	Шлифовальный материал	Зернистость	Период стойкости, мин
ПП	100	50	15	9А	М28	20
ПП	100	30	6	9А	М28	20

Рисунок 8. Шлифовальный круг

Выбор материала режущей части

Материал режущей части инструмента имеет важнейшее значение в достижении высокой производительности обработки.

При выборе марки твердого сплава необходимо помнить, что чем больше содержание в нем карбида титана и чем меньше кобальта, тем больше его износо- и термостойкость, но тем меньше его прочность на изгиб и вязкость, т.е. сплав более хрупкий.

Так как деталь изготовлена из стали то ее рекомендуется обрабатывать инструментами из быстрорежущей стали(Р6М5).

Выбор периода стойкости режущего инструмента

Стойкостью называется период работы режущего инструмента до его затупления. Так как период стойкости инструмента оказывает наибольшее влияние на скорость резания, правильный выбор этого фактора имеет большое значение.

Период стойкости колеблется в больших пределах. Так, период стойкости, мин, принимают равным: для резцов из быстрорежущей стали - 60; для резцов с пластинками из твердого сплава - 90-120; для сверл из быстрорежущей стали диаметром до 20 мм - 25 - 40, а диаметром свыше 30 мм - 40 - 60; для фрез цилиндрических из быстрорежущей стали - 120, а со вставными ножами из твердого сплава - 180 - 540. Стойкость протяжек - 106 - 500 мин, шлифовального круга - 10 -20 мин.Для резцов с пластинками из твердого сплава я выбрал стойкость 90 мин.

На величину стойкости инструмента существенное влияние оказывает смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ). Как правило, применения СОЖ облегчает стружкообразование и снижает температуру в зоне резания, что существенно повышает стойкость режущего инструмента.

7. Режим резания при фрезеровании

Глубина резания t,мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обработанной поверхности. При припуске более 5 мм фрезерование выполняют за два прохода, оставляя на чистовую обработку 1 - 1,5 мм.

В данном случае t=2,9, поэтому фрезерование выполняется за один проход.

На фрезерных станках настраивается минутная подача S_M, мм/мин, т.е. скорость перемещения стола с закрепленной деталью относительно фрезы. Элементы срезаемого слоя, а, следовательно, и физико-механические параметры процесса фрезерования, зависят от подачи на зуб S_Z, т.е. перемещения стола с деталью (в мм) за время поворота на 1 зуб. Шероховатость обработанной поверхности зависит от подачи на 1 оборот фрезы, S₀, мм/об.

Между этими тремя значениями имеется следующая зависимость:

, (7.1)

где n - частота вращения, об/мин;

z - число зубьев фрезы.

Примем из справочной литературы Z=9; S₀=3.8 мм/об.

Т.к. обработка поверхности производится цилиндрической фрезой с В>30 мм, то подачу уменьшаем на 30%, тогда

S₀=3.8-3.8?0.3=2.66 мм/об.

Подсчитаем величину подачи на зуб:

Расчетную скорость резания определим по эмпирической формуле:

,(7.2)

где C_V - коэффициент скорости резания, зависящий от материалов режущей части инструмента и заготовки и от условий обработки;

Т - расчетная скорость фрезы, мин;

m - показатель относительной стойкости;

X_V - показатель степени влияния глубины резания;

Y_V - показатель степени влияния подачи;

n_V - показатель степени влияния ширины фрезерования;

P_V - показатель степени влияния числа зубьев;

q_V - показатель степени влияния диаметра фрезы на скорость резания;

K_V - поправочный коэффициент на измененные условия.

Найдем значения этих коэффициентов: C_V=55; q_V=0.45; X_V=0.3; Y_V=0.4; n_V=0.1; P_V=0.1; m=0.33; T=120 мин; U_v=0.1; B=45 мм.

Поправочный коэффициент K_V определяется как произведение ряда коэффициентов:

где K_мv - коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

K_пv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_иv - коэффициент, учитывающий инструментальный материал.

Определим значения поправочных коэффициентов:

Подставим численные значения в формулу (7.2):



Подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин, по формуле :

, (7.3)

где V_P - расчетная скорость резания, м/мин;

D - диаметр фрезы, мм.

Определим фактическую частоту вращения шпинделя на основании закона изменения по геометрической прогрессии, знаменатель которой определяется по формуле ( 7.4 ). Для этого найдем _n и определим весь ряд n

, (7.4)

где n_z и n₁-максимальное и минимальное значения частоты вращения;

z-количество ступеней частоты вращения;

Примем _n=1,26.Из ряда частот вращения шпинделя, рассчитанных в пункте 5,принимаем наименьшее ближайшее к расчетному значение:

n_ф=405 об/мин;

Теперь мы можем определить V_ф по формуле:

, (7.5)

где D - диаметр фрезы, мм;

n_Ф - частота вращения шпинделя, об/мин;

Подсчитаем минутную подачу по формуле (7.1)

S_M=S_Z Z n_Ф,

Подставим численные значения :

S_ф находим согласно закона изменения её по геометрической прогрессии, знаменатель который определяется по формуле:

, (7.6)

где S_z и S₁ - максимальное и минимальное значения подачи;

z - количество ступеней подачи;



Значение

Теперь определим весь ряд S по геометрической прогрессии:

S₁=20;

S₂=S_1s=201,26=25;

S₃=S_1s²=20(1,26)²=30;

S₄=S_1s³=20(1,26)³=40;

S₅=S_1s⁴=20(1,26)⁴=50;

S₆=S_1s⁵=20(1,26)⁵=65;

S₇=S_1s⁶=20(1,26)⁶=80;

S₈= S_1s⁷=20(1,26)⁷=100;

S₉=S_1s⁸=20(1,26)⁸=125;

S₁₀=S_1s⁹=20(1,26)⁹=160;

S₁₁=S_1s¹⁰=20(1,26)¹⁰=200;

S₁₂=S_1s¹¹=20(1,26)¹¹=255;

S₁₃=S_1s¹²=20(1,26)¹²=320;

S₁₄=S_1s¹³=20(1,26)¹³=405;

S₁₅=S_1s¹⁴=20(1,26)¹⁴=510;

S₁₆=S_1s¹⁵=20(1,26)¹⁵=640;

S₁₇=S_1s¹⁶=20(1,26)¹⁶=805;

S₁₈=S_1s¹⁷=20(1,26)¹⁷=1015;

Из данного ряда следует, что ближайшая меньшая из числа осуществляемых на станке S_Ф равна: S_ф=510мм/об;

Определим фактическую подачу на зуб, мм/зуб:

,

Подставим численные значения:

Величину силы резания при фрезеровании определим по эмпирической формуле:

(7.7)

где t - глубина фрезерования, мм;

S_z - фактическая подача, мм/зуб;

B - ширина фрезерования, мм/зуб;

Z - число зубьев фрезы;

D - диаметр фрезы, мм;

n_ф - фактическая частота вращения фрезы, об/мин;

Принимаем следующие значения этих коэффициентов:

t=2; C_p=68.2; X_p=0,86; Y_p=0,72; U_p=1,0; v_p=0; q_p=0,86; Z=14; D=100;

.

Подставим численные значения в формулу (7.6):



Коэффициент мощности станка определяется по формуле:

, (7.8)

где -мощность приводного электродвигателя, кВт;

N_пот - потребная мощность на шпинделе, которая рассчитывается по формуле :

, (7.9)

где N_э - эффективная мощность на резание (кВт) определяемая по формуле

. (7.10)

Подставив значения в формулу (7.9), получим:

Подставив значения в формулы (7.8) получим:

Теперь вычислим коэффициент использования мощности станка

Основное технологическое машинное время t₀ ,мин, подсчитаем по формуле (16)

t₀=, мин (7.11)

где L - расчетная длинна обработки, мм;

i - число проходов;

S_M - фактическая минутная подача, мм/мин.

Расчетная длина обработки включает длину обработки l, величину врезания l₁ и перебег фрезы l₂, т.е. L=l+l₁+l₂.

Определим величину врезания по формуле (7.11)

l₁= ,мм (7.12)

l₁=

l₂ примем равной 5 мм, l=180 мм. После подстановки получили L=199.04 мм.

t₀=

По фактической скорости резания v_Ф подсчитаем фактическую стойкость инструмента Т_ф мин, с учётом показателя стойкости m:

 (7.13)

где Т и v_р - расчётные значения стойкости инструмента и скорости резания.

8. Нормирование времени, определение расценки и себестоимости механической обработки детали

Штучное время на механическую обработку одной детали.

Штучное время на обработку одной детали состоит из следующих частей: основного технологического (машинного) времени - t_о, равного сумме значений машинного времени для всех переходов данной операции, вспомогательного времени t_В равного сумме значений его для всех переходов, времени организационного и технического обслуживания рабочего места t_об, времени перерыва на отдых и физические потребности t_Ф, т.е.

(8.1)

Основное технологическое (машинное) время - это время, непосредственно затраченное на процесс резания, подсчитываемое для каждого перехода.

Рассчитаем основное технологическое время из пропорции

0,39 мин - 180 мм

-

Имеем

Вспомогательное время - это время на установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод инструмента, включение и выключение станка, проверка размеров. Вспомогательное время принимается по нормативам на каждый переход и в том числе на вспомогательные переходы, переустановку и снятие детали; суммируется целиком за операцию.

Подсчёт вспомогательного времени при фрезеровании:

крепление детали - 0,5 мин,

установка фрезы - 0,7 мин,

Оперативным временем называется сумма основного технологического и вспомогательного времени

(8.2)

Оперативное время на фрезерную операцию

Время на обслуживание рабочего места , а также на отдых и физические потребности назначается на операцию в процентах от оперативного времени по нормативам:

(8.3) ,

где б - процент на обслуживание рабочего места, принимаемый на предприятиях транспорта в пределах 4-7 % от оперативного времени; в - процент на отдых и физические потребности, составляющий в единичном и серийном производстве 4-6 %, в крупносерийном и массовом 5-8 % от оперативного времени.

Принимаем: б=5%, в=5%, тогда для фрезерования получим:

Теперь определим по формуле (8.1) штучное время:

Штучно-калькуляционное время на операцию

Штучно-калькуляционное время на операцию вычисляется по формуле

(8.4)

где t_пз - подготовительно-заключительное время на всю партию деталей, мин;

n - число деталей в партии.

Подготовительно-заключительное время - это время, определяемое в целом на операцию, и включает время, затраченное рабочим на ознакомление с технологической картой обработки детали, на изучение чертежа, наладку станка, получение, подготовку, установку и снятие приспособления для выполнения данной операции.

В соответствии с литературой подготовительно-заключительное время принимаем равным 40 мин.

Тогда штучно-калькуляционное время будет равно:

Расценка на каждую операцию.

На предприятиях транспорта применяется тарифная сетка из 6-и разрядов, где 1-й разряд соответствует низшей квалификации, 6-й - высшей.

Для рабочих-станочников, занятых на работах с нормальными условиями тру а, при сдельной оплате установлены следующие часовые тарифные ставки:

Разряды	1	2	3	4	5	6
Тарифные ставки Ст, тыс.руб./мес.	42.1	58.9	81.3	92.6	99.4	103.6

Расценка на выполненную работу, т.е. стоимость рабочей силы Р, равна

произведению нормы штучного времени или штучно-калькуляционного времени и тарифной ставки соответствующего разряда С_т с учётом коэффициента К:

(8.5)

Разряд	1	2	3	4	5	6
Коэффициент	- -	1,36	1,85	2,15	2,49	2.89

Выбираем 4-й разряд рабочего; в формуле (8.5) С_т имеет размерность тыс./час.

Согласно выбранным данным получим:

Себестоимость механической обработки.

Себестоимость механической обработки деталей включает стоимость рабочей силы и стоимость накладных расходов и определяется по формуле

(8.6)

Конструирование приспособления

В задачу курсовой работы входит разработка конструкции одного приспособления, входящего в технологическую оснастку проектируемого процесса механической обработки.

Станочные приспособления предназначены для установки и закрепления обрабатываемой детали и разделяются: по степени специализации - на универсальные, переналаживаемые, сборные из нормализованных деталей и узлов; по степени механизации - на ручные, механизированные, автоматические; по назначению - на приспособления для токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных и др. станков; по конструкции - на одно- и многоместные, одно- и многопозиционные.

Экономическая целесообразность выбора и применения станочных приспособлений в любом производстве, особенно в серийном и массовом, определяется их окупаемостью. Все затраты на оснащение производства приспособлениями должны быть компенсированы за счёт экономии производственных затрат. В общем виде экономическая целесообразность применения приспособлений может быть выражена условием э/S общ.?1, где э- ожидаемая экономия цеховой себестоимости обработки деталей при применении приспособления; Sобщ.- затраты на изготовление приспособления и на его эксплуатацию.

Для просверливания отверстия в данной заготовке я решила использовать кондуктор с пневматическим зажимом для сверления отверстий в цилиндрических заготовках.

В данном приспособлении заготовку устанавливают на призме 1. Для настройки на заданное расстояние от установочного торца до центра сверления служит переставной упор 3. Зажим происходит при опускании кондукторной плиты 2, связанной через направляющие колонки с подвижным пневмоцилиндром 4. Для возврата плиты в исходное положение служат пружины 5.

Диаметр обрабатываемых заготовок 8-22 мм. Наибольший диаметр сверления 11 мм. Зажимающий ход 12 мм. Сила зажима при давлении воздуха Pиз=4 кгс/см2 составляет примерно 160 кгс.

10. Оформление технологической документации

К основным технологическим документам единой системы технологической документации (ЕСТД) относятся: маршрутная карта, операционные карты, карты эскизов, технологическая инструкция, комплектовочная карта, ведомость технологических маршрутов, ведомость оборудования, ведомость материалов, ведомость оснастки и другие документы.

При выполнении курсовой работы требуется составить маршрутную карту, иллюстрирующую весь маршрут обработки.

Маршрутная карта является основным технологическим документом для описания всего технологического процесса изготовления или обработки и контроля детали в технологической последовательности.

Маршрутная карта включает в себя следующие основные разделы:

· наименование и марка материала, код материала;

· масса детали и заготовки, профиль и размеры, способ получения заготовки;

· норма расхода, коэффициент использования материала;

· наименование и содержание операций;

· эскизы переходов;

· наименование и модель оборудования;

· наименование и код приспособления, вспомогательного инструмента;

· наименование и код режущего инструмента;

· наименование и код измерительного инструмента;

· код профессии;

· количество рабочих и разряд рабочих;

· количество одновременно обрабатываемых деталей;

· код тарифной сетки и вид нормы;

· объём производственной партии;

· подготовительно-заключительное время, штучное время.

11. Основные сведения о технике безопасности при работе на металлорежущем станке

Техника безопасности охватывает комплекс технических устройств и правил, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность человека в процессе труда и исключающих производственный травматизм.

К опасным производственным факторам относится, например, движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, передвигающиеся изделия, заготовки, заусенцы, острые кромки и так далее. Полный перечень опасных, вредных производственных факторов дан в ГОСТ 12,0,003-74 (СЭВ 790-77)

Некоторые сведения о технике безопасности на металлорежущих станках заключается в следующем:

Масса и габариты размеры обрабатываемых заготовок должны соответствовать паспортным данным станка;

При необходимости пользоваться средствами индивидуальными средствами защиты. Запрещается работать в рукавицах и перчатках, а так же забинтованными пальцами без резиновых напальчников, на станках с вращающимися обрабатываемыми заготовками;

Перед каждым включением станка убедитесь, что его пуск ни для кого не опасен;

Постоянно следить за надежностью крепления станочного приспособления, обрабатываемой заготовки, а так же режущего инструмента;

При работе станка не отвлекаться от наблюдений за ходом обработки самому и не отвлекать других;

Если в процессе обработки обнаружена отлетающая стружка, установить переносные экраны для защиты окружающих и при отсутствии на станке специальных защитных устройств надеть очки или предохранительный щиток из прозрачного материала.

При появлении запаха горящей электроизоляции немедленно остановить станок и вызвать мастера.

При уходе обязательно выключать станок.

Список литературы

1. В.П. Казаченко, А.Н Савенко, Ю.Д. Терешко «Материаловедение и технология материалов» частьIII - Гомель: БелГУТ, 1997 - 47 с.

2. А.Н. Дольский и др. «Технология конструкционных материалов»-М.: 1985 - 448 с.

3. В.И. Горбунов « Обработка металлов резанием. Металлорежущие инструменты и станки» - М.: Машиностроение.

4. И.Л. Тараканов, А.Н. Савенко Методички расчета рациональных режимов резания - Гомель: БелИИЖТ, 1980.

5. А.Н. Федин «Материаловедение и технология материалов» - Гомель: БелИИЖТ, 1982 - 83 с.

6. Н.Е. Егоров и др. « Технология машиностроения » - М.: Машиностроение, 1985 - 184 с.

7. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2/Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.

8. Горошкин А.К. «Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1979. - 303 с., ил.

Размещено на Allbest.ru