Служебное назначение и анализ технологичности оси
Разработка технологических процессов механической обработки. Оптимизация вида заготовки. Проектирование маршрута обработки детали. Оптимизация припуска под механическую обработку. Оптимизация параметров режима резания. Нормирование станочной операции.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.05.2013 |
| Размер файла | 0 b |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Служебное назначение и анализ технологичности оси
Ось предназначена для передачи вращательного движения от реечного гидроцилиндра корпусу кулисы. Для этого на ось устанавливаются две шестерни. Крепятся они метрической резьбой М36. Также для предотвращения самоотвинчивания гаек в оси предусмотрены отверстия под шплинты. Ось является тяжелонагруженной деталью, т.к. передает значительные вращательные моменты, необходимые для поворота кулисы, на которую в свою очередь крепится гидромолот.
Т.к. ось не является сложной пространственно развитой и конструктивно сложной деталью, то её можно изготовить на неспециализированном участке, оснащенном обычным набором технологического оборудования, станочными и вспомогательными приспособлениями; режущими и измерительными приспособлениями и инструментами.
Ось изготавливается из Стали 40ХН2МА ГОСТ 4543-71. Эта сталь характеризуется повышенной прочностью, плохой свариваемостью и не склонна к отпускной хрупкости в отличии от Стали 40Х ГОСТ 4543-71.
Основные физико-механические свойства Стали 40ХН2МА [3, стр. 143]: временное сопротивление при растяжении (ув) 735 МПа, предел текучести (у0,2) 590 МПа, ударная вязкость (KCU) 49 Дж/см2, твердость по Бринеллю (НВ) 235-277.
В смысле технологичности можно сказать, что обрабатываемость материала детали удовлетворительная. Конструкторской базой (рабочей поверхностью) детали является её правый торец. Именно от этой поверхности на чертеже детали заданы все основные размеры.
Задача технолога: спроектировать технологию, обеспечивающую безусловное выполнение всех требований, заложенных в чертеже конструктором.
2. Определение типа производства
Разработку технологических процессов механической обработки невозможно начать, не определив тип производства [10, стр. 10]. Тип производства зависит от объема выпуска изделий и от трудоемкости изготовления одного изделия. Изделие - ось. В свою очередь тип производства определяет структуру технологических операций и их содержание, используемые приспособления, инструмент и т.д.
В машиностроении различают следующие типы производства: единичное, мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное и массовое.
При единичном производстве детали изготавливают поштучно, периодичность изготовления одной и той же детали отсутствует.
При мелкосерийном производстве детали изготавливают небольшими партиями, периодичность выпуска деталей уже прослеживается. И в том, и в другом случае годовая программа выпуска конкретной детали невелика. Поэтому, чтобы загрузить работой, например, токарный станок, необходимо возложить на него обработку широкой номенклатуры деталей разнообразных по конфигурации и размерам. Отсюда следствие: при данных типах производства необходимо использовать широкоуниверсальные станки, приспособления, режущие и измерительные инструменты. Оборудование для этих типов производств ставят по типам станков: сначала токарные, дальше сверлильные или фрезерные и в конце шлифовальные и прочие станки для окончательной обработки.
Крупносерийное и массовое производство характеризуется тем, что детали выпускаются очень большими партиями, многие станки вообще выпускают в течение года деталь одного наименования. Поэтому экономически целесообразно применение специального оборудования, приспособлений, режущих и измерительных инструментов.
Повышение серийности производства позволяет снизить стоимость, повысить качество. Понятно, что практически реализовать это возможно только при наличии грамотно разработанной технологической документации.
При крупносерийном и массовом производстве станок в течение года обрабатывает максимум несколько наименований однотипных деталей. Поэтому станки располагают по ходу технологического процесса. Деталь после обработки на одном станке тут же передается на другой для последующей обработки. Это так называемое поточное производство.
Среднесерийное производство характеризуется выпуском деталей партиями средних размеров. В нем используется и принципы универсализации, и принципы специализации.
Согласно задания на дипломное проектирование, годовая программа выпуска оси - 33 чел. час.
Определим годовую программу выпуска в штуках:
, [10, стр. 12]
где - годовая программа выпуска в чел. час.;
- трудоемкость станочной обработки одной оси. Исходя из априорной информации, около 6,6 часа.;
- годовая программа выпуска в штуках.
шт.
Определим дневную программу выпуска в штуках:
,
где - число рабочих дней в году; 250 дней.
шт.
Поскольку дневная программа мала, полагаем что производство близко к мелкосерийному. Исходя из этого и будем проектировать технологию изготовления оси.
3. Оптимизация вида заготовки
Оптимальной можно считать заготовку, деталь из которой имеет минимальную стоимость.
Сравниваем два возможных варианта заготовки: пруток-отливку.
Запишем стоимости деталей:
Сдет. пр = Спр + Смех.обр1, [10, стр. 37]
Сдет. отл = Сотл + Смех.обр2,
где Сдет. пр и Сдет. отл - стоимость детали из проката и из отливки, соответственно; Спр, Сотл - стоимость заготовки-проката и заготовки-отливки; Смех.обр1, Смех.обр2 -стоимость механической обработки по первому и второму вариантам.
Для того чтобы найти минимум, достаточно определить усеченные стоимости деталей по вариантам, в которых будет учтена только стоимость дополнительной механической обработки, которая имеет место для проката по сравнению с отливкой и как бы превращает прокат в отливку. Тогда получаем
С1 = Спр + Сдоп. мех. обр,
С2 = Сотл,
где С1, С2 - усеченные стоимости детали по первому и второму вариантам, руб.; Спр - стоимость заготовки-прутка, руб.; Сотл - стоимость заготовки-отливки, руб.; Сдоп.мех.обр - стоимость дополнительной механической обработки, которая имеет место для заготовки-прутка, руб.
Стоимость заготовки-прутка.
Находим стоимость заготовки-прутка Спр (руб.) по формуле:
где Qпр - вес заготовки из прутка, кг;
-стоимость 1 кг прутка, руб/кг (=39,3 руб/кг);
q - вес детали, кг (q=6 кг);
- вес стружки, кг;
Sстр - стоимость 1 кг стружки, руб/кг( Sстр =3,50 руб/кг).
Вес заготовки-прутка (Qпр, г) находим через объем и удельный вес.
Qпр = Vпр=
где Vпр - объем прутка, ;
- удельный вес материала прутка, ;
- наибольший диаметр детали, см;
- припуск на последующую механическую обработку, см;
l -длина детали, см.
Подставив данные в формулу, получаем:
Vпр=см 3
Определим вес прутка:
Qпр = Vпр=
где Vпр - объем прутка, ;
- удельный вес стали, ;
=7,8 ;
Т.к. вес детали известен, определим стоимость прутка:
= руб.
Стоимость заготовки-штамповки.
Вес отливки Qшт г:
- объем штамповки, ;
- удельный вес стали, ;
=7,8 ;
-сумма квадратов диаметров и длин звеньев отливки, см3
Объем штамповки получаем, суммируя элементарные наружные объемы. В данном случае получаем, что объем отливки равен сумме 3 цилиндрических объемов:
Определяем вес штамповки, подставив полученные данные в формулу:
Затем определяем стоимость штамповки Сшт, руб.:
где - стоимость 1 кг штамповки, руб/кг (=15,8 руб/кг); , , - коэффициенты, учитывающие точность, сложность, вес штамповки соответственно; - коэффициент, учитывающий материал, из которого изготовлена отливка; -коэффициент, учитывающий объем производства отливок.
=1,06, =1,2, =1, =1,98, =1,48.
Подставив данные в формулу, получаем:
Стоимость дополнительной механической обработки заготовки из прутка.
Определим стоимость дополнительной механической обработки заготовки из прутка.
Сначала находим основное время на дополнительную механическую обработку, которое расходуется непосредственно на резание. Точно определить основное время можно только, зная число оборотов заготовки и подачу резца. У нас такой информации нет, поэтому найдем это время приблизительно, исходя из габаритов обрабатываемых поверхностей:
где - основное время на дополнительную механическую обработку, мин; - табличный коэффициент (=0,00017); -числа проходов резца; для того чтобы вырезать шейку резцу, возможно, придется несколько раз пройти путь (обработка за несколько проходов).
Для того, чтобы пруток как бы превратился в штамповку, на нем необходимо обточить шейку с 50 до 36 на длине 76 мм, полагаем, что это будет делаться за 4 прохода;
С учетом сказанного определяем основное время на дополнительную механическую обработку:
мин
На базе основного времени находим, опять приближенно, норму времени на дополнительную механическую обработку или, иначе, штучно-калькуляционное время , мин:
где Y - табличный коэффициент (Y=2,14).
По правилу «время-деньги» переводим норму времени в стоимость:
,
где - стоимость 1 ч работы станка. (=300руб)
Стоимость станко-часа учитывает все затраты, связанные с обработкой заготовки на данном станке: зарплату рабочего, стоимость инструмента, затраты на содержание здания и т.д.
Сравниваем результаты расчетов по двум вариантам и выбираем ту заготовку, усеченная стоимость детали из которой будет минимальна.
С1 = Спр + Сдоп. мех. обр=361+24=385 руб,
С2 = Сшт=474 руб
Вывод: 474 больше, чем 385 поэтому в качестве заготовки выбираем пруток.
4. Проектирование маршрута обработки
Определившись с видом заготовки и помня о типе производства, можно приступать к проектированию маршрута обработки. Конечная цель этого этапа разработки технологии - определение содержания станочных операций технологического процесса изготовления конкретной детали [10, стр. 50]. На этом этапе также необходимо определиться с оснащением каждой технологической операции в смысле металлорежущего станка, станочных приспособлений, вспомогательного инструмента, режущего и измерительного инструмента. Данный этап самый сложный и ответственный, потому как для него нет жесткого алгоритма, а неправильно спроектированный маршрут обработки - это причина брака при изготовлении детали.
Операция 005. Входной контроль
01. Проверить согласно ведомости входного контроля.
02. Отметить в Маршрутно-предъявительской карте (МПК).
Оборудование: стол контроля.
Операция 010. Заготовительная.
01. Отрезать заготовку, выдерживая размер 436±1.
02. Отметить в МПК.
Станок: ленточно-пильный SIRIUS.
Операция 015. Токарная.
А. Установить-закрепить-снять.
01. Подрезать торец как чисто.
02. Центровать А4.
03. Переустановить, с вылетом ~400мм, поджать задним центром.
04. Точить ?50,8-0,2 (под шлифование), до кулачков.
05. Точить ?35,9-0,2 (под резьбу М36*1,5), выдерживая размер 38±0,3.
06. Точить ?28-0,2, выдерживая размер 2±0,12.
07. Точить канавку 5+0,3, в размер ?33,8-0,5, выдерживая: <45°; R0,5; R1,6.
08. Точить фаску 1,6*45° на ?35,9.
09. Точить конус 15°, выдерживая: ?47-0,6; R1.
10. Притупить острые кромки.
11. Нарезать резьбу М36*1,5, согласно чертежа.
Б. Установить-закрепить-снять.
12. Подрезать торец в размер 430*, центровать А4, поджать задним центром.
13. Точить ?50,8 до совпадения.
14. Повторить переходы №6-12, выдерживая размер 354+0,2.
Станок: токарно-винторезный 16К20.
Станочное приспособление: трех кулачковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80, вращающийся задний центр.
Вспомогательный инструмент: многопозиционные упоры для фиксации положения вершин резцов по двум координатам, крючок для удаления стружки.
Режущий инструмент: резец проходной 2102-0005 Т15к6 ГОСТ 18877-73, резец отрезной 2130-0001 Т15к6 ГОСТ 18884-73, пластина WNMG 080408 c зачистной кромкой (геометрия Viper)
Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-2-250-0,05 ГОСТ 166-89, угломер Тип 2 ГОСТ 5378-88, штангенглубиномер ШГ-160-0,05 ГОСТ 162-90, фаскомер.
Операция 020. Координатно-расточная.
01. Разметить центр отверстия, выдерживая размер 12±0,2, 2 места согласно чертежа.
02. Сверлить отверстие ?6,3+0,3, 2 места согласно чертежа.
Станок: координатно-расточной 2Д460.
Режущий инструмент: сверло DSM60-031-16A-3D.
Операция 025. Транспортная.
01. Транспортировать деталь ЦНГО-ЦМП
Операция 030. Термическая
01. Калить по технологии ОГМет до 42…47 HRC.
Операция 035. Пескоструйная.
01. По технологии ОГМет.
Операция 040. Транспортная.
01. Транспортировать деталь ЦМП-ЦНГО.
Операция 045. Токарная.
01. Установить-закрепить-снять.
Станок: токарно-винторезный 16К20.
Станочное приспособление: трех кулачковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80, вращающийся задний центр.
Вспомогательный инструмент: многопозиционные упоры для фиксации положения вершин резцов по двум координатам, крючок для удаления стружки.
Операция 050. Круглошлифовальная.
01. Установить заготовку в центрах с хомутом.
02. Шлифовать ?50-0,08-0,24 напроход, выдерживая Ra 1,6.
Станок: Круглошлифовальный станок 3М152.
Станочное приспособление: хомутик, передний жесткий центр, задний жесткий срезанный центр.
Вспомогательный инструмент: приспособление для правки шлифовального круга, приспособление для балансировки шлифовального круга.
Режущий инструмент: круг шлифовальный 24А25СМ16К.
Измерительный инструмент: скоба.
Операция 055. Слесарная.
01. Снять заусенцы, притупить острые кромки.
Станочное приспособление: верстак.
Операция 060. Контрольная.
01. Проверить согласно чертежа.
Операция 065. Транспортная.
01. Транспортировать деталь ЦНГО-Лаб.7.
Операция 070. Покрытие.
01. Покрытие: Хим. Фос. прм. Выполнять по техпроцессу Лаб.7 АГУ02271.00002
Операция 075. Контрольная.
01. Проверить качество покрытия согласно пункта 5 т.т. чертежа
Операция 080. Транспортная.
01. Транспортировать деталь на цеховой склад/участок сборки.
5. Оптимизация припуска под механическую обработку
Оптимизируем припуск под механическую обработку диаметра 50-0,142-0,08.
Заготовка - стальной пруток. Диаметр обрабатывается на операциях 015 и 050. На операции 015 ось устанавливается правым концом в трехкулачковый патрон (Еб = 0, Ез = 200) и поджимается задним вращающимся центром (Еб = 0, Ез = 80). На операции 050 ось устанавливается в жесткие центры (Еб = 0, Ез = 0).
Стадии обработки диаметра: обтачивание предварительное, обтачивание чистовое, шлифование предварительное, шлифование чистовое, шлифование тонкое.
Оптимальный припуск определяется по формуле
2Zi = i-1 + 2(Hi-1 + Ti-1) + 4иi-1·lu + 20i-1 + 2цi-1+2Eуi [10, стр. 84]
где 4иi-1·lu + 20i-1 + 2цi-1 = i-1; иi-1 - изогнутость вала, полученная на предшествующем переходе.
После предварительного обтачивания и = 0,5 мкм/мм, в дальнейшем и = 0; lи - расстояние от середины обрабатываемой шейки вала до ближайшей опоры, мм; 0i-1 -несоосность расположения шеек вала, полученная на предшествующем переходе; цi-1 - погрешность зацентровки вала. Учитывается только при первой обработке с использованием центров и равна 1000 мкм.
Определим припуск под обтачивание предварительное, которое удаляет дефекты заготовки :
2Z1 = 740+ 2(200+ 300) + 4·1·175 + 2·500 + 2·1000 + 2·200 = 5840 мкм.
Погрешность закрепления равна Ез = 200.
Определим припуск под обтачивание чистовое, которое удаляет дефекты обтачивания предварительного:
2Z2 = 500 + 180 + 4·0,5·175 + 2·60 + 0 + 0= 1150 мкм.
Погрешность закрепления Ез = 0.
Определим припуск под шлифование предварительное, которое удаляет дефекты обтачивания тонкого:
2Z3 = 160 + 100 + 0 +30 + 0 + 0 = 290 мкм.
Определим припуск под шлифование чистовое, которое удаляет дефекты шлифования предварительного:
2Z4 = 70 + 80 + 0 +15 + 0 + 0 = 165 мкм.
Определим припуск под шлифование тонкое, которое удаляет дефекты обтачивания чистового:
2Z5 = 24 + 50 + 0 +5 + 0 + 0 = 79 мкм.
Дальнейшие расчеты сводим в табл.
Максимальный диаметр принятый и минимальный диаметр записываем в нижней строке таблицы с чертежа детали.
Последняя обработка должна обеспечивать точность размера, заданную на чертеже детали -16 мкм. В нашем случае шлифование тонкое может обеспечивать точность 16 мкм, поэтому в графе «Допуск принятый» записываем 16 мкм. Рассчитанные припуски записываются в графе «Расчетный».
Затем по формуле
Di-1 max = Di max + 2Zi
вычисляем максимальный диаметр на предшествующем переходе и записываем его в графу «Расчетный» второй снизу строки:
D5-1 max = 49,92 + 0,079= 49,999.
Этот диаметр округляем в большую сторону до значности допуска в данной строке (0,029 - до тысячных) и записываем в графу «Принятый» - 49,999. Поскольку округление диаметра произошло, то и припуск надо округлить (увеличить) на то же число микрометров. Для дальнейших расчетов используем наибольший диаметр принятый. Определим наименьший диаметр во второй снизу строке:
Di-1 min = Di-1 max - i-1
D5-1 min = 49,999 - 0,029 = 49,97.
Аналогичным образом поднимаемся в следующие строки, вплоть до заготовки.
D4 -1max = 49,999 + 0,165 = 50,164.
D4-1 min = 50,16 - 0,08 = 50,08.
D3-1 max = 50,16 + 0,29 = 50,45.
D3-1 min = 50,45-0,18 = 50,27.
D2-1 max = 50,45 + 1,15 = 51,6.
D2-1 min = 51,6-0,5 = 51,1
Таблица 3.1 Расчет припуска на наружный 50
|
№ операции |
Содержание перехода |
Допуск, мкм |
Припуск, мкм |
Максимальный диаметр, мм |
Минимальный диаметр, мм |
||||
|
По табл. |
Прин. |
Расч. |
Прин. |
Расч. |
Прин. |
||||
|
0 |
Заготовка-отливка |
1100 |
1100 |
- |
- |
57,44 |
57,4 |
56,3 |
|
|
0015 |
Обтачивание предварительное |
500 |
500 |
5840 |
5840 |
51,6 |
51,6 |
51,1 |
|
|
0015 |
Обтачивание чистовое |
180 |
180 |
1150 |
1150 |
50,45 |
50,45 |
50,27 |
|
|
0050 |
Шлифование предварительное |
80 |
80 |
290 |
290 |
50,164 |
50,16 |
50,08 |
|
|
0050 |
Шлифование чистовое |
29 |
29 |
165 |
165 |
49,999 |
49,999 |
49,970 |
|
|
0050 |
Шлифование тонкое |
16 |
16 |
79 |
79 |
- |
49,92 |
49,858 |
6. Оптимизация параметров режима резания
Оптимизируем параметры режима резания на токарную операцию 015 установ А. Оптимальными являются параметры режима резания, обеспечивающие получение максимальной прибыли на операции в единицу времени, например руб/час.
При лезвийной обработке (токарной, сверлильной, фрезерной) они назначаются в следующей последовательности.
Сначала оптимизируется глубина резания. Оптимальной является глубина резания, при которой припуск на данный этап обработки удаляется за один проход.
Для предварительного обтачивания
[10, стр.108]
для чистового обтачивания
.
Затем оптимизируется подача. Оптимальной является максимально допустимая подача. Величину оптимальной и в то же время предельно допустимой подачи выбираем из справочников. В справочнике оптимальная подача дана в виде диапазона, из этого диапазона необходимо выбрать такую подачу, которая есть на станке.
Итак,
Sопт = Smax = Sтабл = Sст (мм/об),
где Sопт - оптимальное значение подачи; Smax -максимально допустимое значение подачи; Sтабл - максимально допустимое значение подачи, приведенное в таблице в виде диапазона; Sст - значение подачи, которое имеется на данном станке и попадает в табличный диапазон.
В последнюю очередь оптимизируем скорость резания. Оптимальной является скорость резания, при которой обеспечивается табличная стойкость режущего инструмента.
Оптимальную скорость резания определяем по формуле
В данной формуле обозначено:
Т - оптимальный период стойкости, Т = 90…150 мин;
С, m, x, y - коэффициент и показатели степени (выбираются из таблиц);
K1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки. Для прутка - 1; для штамповок и отливок - 0,8; для цветных сплавов - 0,9. Учитывать только при первой обработке поверхности;
K2 - коэффициент, учитывающий обрабатываемость материала заготовки. Для цветных сплавов - 1. Для стали и чугуна, соответственно, , . Значение , НВ и n берем из таблиц;
K3 - коэффициент, учитывающий марку материала инструмента: для P6M5 - 1; T15К6 - 1; Т5К10 - 0,65; ВК6 - 1; ВК8 - 0,83;
K4 - коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане резца при работе упорными резцами
K5 - коэффициент, учитывающий влияние вспомогательного угла в плане резца ; для черновой обработки , для чистовой ; у отрезных резцов .
Скорость резания необходимо пересчитать в число оборотов заготовки по формуле
,
где Vопт - скорость резания, м/мин;
D - обрабатываемый диаметр заготовки, мм.
Окончательно принимают ближайшее меньшее число оборотов, имеющееся на станке nопт = nст (об/мин).
При растачивании на скорость резания, рассчитанную по данным таблиц, вводят понижающий коэффициент: при диаметре отверстия до 75 мм - 0,8; 75…150 мм - 0,9; 150…250 мм - 0,95. При подрезке торца, наоборот, вводят повышающий коэффициент: при отношении Dmin/Dmax до 0,4 - 1,25; (0,5…0,7) - 1,2; 0,8 -1,05.
Технологический переход 01.
Подрезать торец как чисто.
Глубину резания выбираем равной глубине отрезки торца .
Оптимизируем подачу:
Sтабл=0,18…0,20 мм/об, принимаем по станку
Sст=0,19 мм/об
Оптимальную скорость резания определяем по формуле
,
где С = 242; m = 0,2; x = 0,18; y = 0,2; T = 120 мин;
K1 =1,
K2 =,
K3 =1,
K4 =0,81,
K5 =1.
При подрезке торца, на скорость резания вводится повышающий коэффициент, равный, при отношении Dmin / Dmax =0,8…1 - 1,05. Окончательно принимаем скорость резания:
Скорость резания пересчитаем в число оборотов заготовки по формуле
,
Принимаем ближайшие меньшие обороты по станку 600 об/мин.
Технологический переход 05.
Точить наружный 50,8-0,2 мм.
Так как обтачивание предварительное глубина резания
.
Оптимизируем подачу:
Sтабл=0,11…0,15 мм/об, принимаем по станку
Sст=0,12 мм/об
Оптимальную скорость резания определяем по формуле
,
где С=267; m=0,2; x=0,18; y=0,35; T=120 мин
K1 =1-так как учитывается только при первой обработке.
K2 =,
K3 =1,
K4 =1,
K5 =1.
Скорость резания пересчитаем в число оборотов заготовки по формуле
,
Принимаем ближайшие меньшие обороты по станку 1570 об/мин
Для того чтобы проверить возможность реализации операции на данном токарном станке, а также для силового и прочностного расчета используемого станочного приспособления необходимо определить составляющие усилия резания:
Составляющих три: Рz - тангенциальная составляющая усилия резания, она имеет наибольшую величину (обычно ее достаточно и для проверки, достаточна ли мощность электродвигателя станка для выполнения операции, и для расчета приспособления); Рy - радиальная составляющая; Рx - осевая.
Все составляющие рассчитываются по эмпирическим формулам одного вида
,
где - соответствующая составляющая усилия резания, Н; C, x, y, n - эмпирический коэффициент и показатели степени; t -глубина резания, мм; S - подача, мм/об; V -скорость резания, м/мин; K - коэффициенты, учитывающие обрабатываемость материала заготовки влияние на составляющие усилия резания главного угла в плане резца , главного переднего угла , угла наклона главного режущего лезвия и радиуса при вершине резца .
Для данного случая
Определив составляющую усилия резания Pz, находим мощность (в кВт), необходимую для реализации данного технологического перехода токарной операции:
,
где 1000 - переводной коэффициент ньютонов в килоньютоны для Pz; 60 - переводной коэффициент м/мин в м/с для скорости резания V.
Должно выдерживаться условие Nст > N, где Nст - мощность главного электродвигателя станка.
Технологический переход 06.
Точить ?35,9-0,2 выдерживая размер 38±0,3.
Так как обтачивание тонкое глубина резания
.
Оптимизируем подачу:
Sтабл=0,11…0,15 мм/об, принимаем по станку
Sст=0,12 мм/об
Оптимальную скорость резания определяем по формуле
,
где С=267; m=0,2; x=0,18; y=0,35; T=120 мин
K1 =1-так как учитывается только при первой обработке.
K2 =,
K3 =1,
K4 =1,
K5 =1.
Скорость резания пересчитаем в число оборотов заготовки по формуле
,
Принимаем ближайшие меньшие обороты по станку 1620 об/мин
Технологический переход 08
Точить канавку, выдерживая размеры: 5+0,3, 33,8 -0,5 R0,3 max - обесп. инстр.
Так как обтачивание тонкое глубина резания .
Оптимизируем подачу:
Sтабл=0,4…0,5 мм/об, принимаем по станку
Sст=0,5 мм/об
Оптимальную скорость резания определяем по формуле
,
заготовка резание станочный обработка
где С=242; m=0,2; x=0,18; y=0,20; T=120 мин
K1 =1-так как учитывается только при первой обработке.
K2 =,
K3 =1,
K4 =1,
K5 =1.
Скорость резания пересчитаем в число оборотов заготовки по формуле
,
Принимаем ближайшие меньшие обороты по станку 380 об/мин
Технологический переход 09
Снять фаску 1,6х45 0 Sручн.
Для фаски принимаем глубину резания .
Оптимизируем подачу:
Sручн.= 0,2 мм/об
Число оборотов заготовки равно
,
Принимаем ближайшие меньшие обороты по станку 380об/мин
Технологический переход 10
Точить конус 15 0 Sручн.
Для конуса принимаем глубину резания .
Оптимизируем подачу:
Sручн.= 0,2 мм/об
Число оборотов заготовки равно
,
Принимаем ближайшие меньшие обороты по станку 530 об/мин.
7. Нормирование станочной операции
Пронормируем токарную операцию 015, установ А.
Норма времени, или штучно-калькуляционное время, определяется по формуле
Tшт.-к = tо + tвсп + tобсл + tотд +, [10, стр. 167]
где tо - основное время; затрачивается непосредственно на снятие стружки и нормируется отдельно для каждого технологического перехода по формулам, затем суммируется;
tвсп- вспомогательное время; затрачивается на вспомогательные переходы, выполнение которых необходимо для реализации технологических переходов;
tобсл - время обслуживания; затрачивается на организационное и техническое обслуживание рабочего места;
tотд - время на отдых и личные надобности;
tп.з - подготовительно-заключительное время; затрачивается на подготовку к обработке партии деталей и на сдачу их после обработки;
n - размер партии, т.е. число деталей в партии, шт.
Норма времени вычисляется на одну деталь в минутах с точностью до сотых. Вспомогательное время слагается из двух составляющих. Известно, что операция включает в себя один или несколько установов. Поэтому первая составляющая вспомогательного времени - время на установку заготовки - снятие детали, нормируется отдельно по каждому установу. Выбирается из таблиц «Вспомогательное время на установку-снятие».
Далее, операция состоит из одного или нескольких технологических переходов. Перед выполнением любого из них необходимо реализовать ряд вспомогательных переходов. Тогда вторая составляющая вспомогательного времени - вспомогательное время, связанное с выполнением технологического перехода. Нормируется отдельно для каждого технологического перехода. Выбирается из таблиц «Вспомогательное время, связанное с переходом» и «Вспомогательное время, не вошедшее в комплекс».
В любом случае, из всего, что предлагается в таблицах, необходимо учитывать только те и все те затраты вспомогательного времени, которые имеют место в данной операции. Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем:
toп = tосн + tвсп.
Время на обслуживание и время на отдых нормируются в процентах от оперативного времени.
Подготовительно-заключительное время выбирается из соответствующих таблиц, рассчитывается на партию деталей и поэтому в формуле tп.з делится на число деталей в партии.
Технологический переход 01.
Подрезать торец, как чисто.
Основное время tосн (мин) определяется по формуле
tосн =
где L - длина прохода, т.е. путь, который должен пройти резец для обработки элементарной поверхности, мм;
n - число оборотов заготовки, об/мин;
S - подача, мм/об;
i - число проходов, необходимых для обработки элементарной поверхности.
Длину прохода L (мм) можно записать в виде:
L = lподв + lвр + lобр + lпер,
где lподв - запас на плавный подвод (1…2 мм);
lвр - длина врезания, т.е. путь, проходимый резцом от момента касания с заготовкой до того момента, когда начнется обработка на полную глубину резания, мм;
lобр - длина обработки, т.е. размер, проставленный на чертеже, мм;
lпер - длина перебега, т.е. величина схода инструмента с заготовки после обработки (1…2 мм); назначается при сквозной обработке; при обработке до упора равна нулю.
Длина врезания определяется по формуле
lвр = ,
где t - глубина резания, мм; - главный угол в плане резца.
Для проходных упорных и отрезных резцов = 90 0 и lвр = 0.
Для отрезных резцов t равно ширине резца.
Для данного перехода:
L1 = lподв + lвр + lобр + lпер=2+0+42+2=46 мм
где lвр =0
tосн1 =
Технологический переход 05.
Точить наружный 50,8-0,2 мм.
L2 = lподв + lвр + lобр + lпер=2+0,2+176=178,2 мм
где lвр =0,2/1=0,2
tосн2 =
Технологический переход 06.
Точить ?35,9-0,2 выдерживая размер 38±0,3.
L3= lподв + lвр + lобр + lпер=2+0,2+90+2=94,2 мм
где lвр =0,2/1=0,2мм
tосн3 =
Технологический переход 08
Точить канавку, выдерживая размеры: 5+0,3, 33,8 -0,5 R0,3 max - обесп. инстр.
L5= lподв + lвр + lобр + lпер=2+3+10+2=17 мм
где lвр =3/1=3мм
tосн5 =
Технологический переход 09
Снять фаску 1,6х45 0 Sручн.
L5= lподв + lвр + lобр + lпер=2+0+1,1+2=5,1 мм
где lвр =0
tосн5 =
Технологический переход 10
Точить конус 15 0 Sручн.
L5= lподв + lвр + lобр + lпер=2+0+0,5+2=4,5 мм
где lвр =0
tосн5 =
tосн= tосн1+ tосн2+ tосн3+ tосн4+ tосн5+ tосн6+ tосн7=0,40+2,84+0,485+0,089+0,067+0,042=3,84 мин
Вспомогательное время на установку и снятие детали при работе в самоцентрирующем патроне для детали весом до 1 кг tвсп=1,75 мин.
Вспомогательное время, связанное с переходом:
Технологический переход 01. tвсп=0,5 мин.
Технологический переход 03. tвсп=1,15 мин.
Технологический переход 04. tвсп=0,85 мин.
Технологический переход 05. tвсп=0,40 мин.
Технологический переход 06. tвсп=0,16 мин.
Технологический переход 07. tвсп=0,16 мин.
Вспомогательное время, не вошедшее в комплекс
Технологический переход 01, 03, 04, 05, 06, 07 tвсп=0,05+0,12=0,17 мин - закрыть или открыть щиток ограждения от стружки и повернуть резцедержатель.
Суммарное вспомогательное время:
tвсп=0,5+1,15+0,85+0,40+0,16+0,16+0,17·6=4,24 мин
Тогда оперативное время:
tоп=tосн+tвсп=4,24+3,84=8,08 мин
Определяем время на обслуживание рабочего места при централизованной заточке и доставке инструмента
tобсл=
Время на отдых и личные надобности
tотд=
Тогда норма времени
Tшт.-к = tо + tвсп + tобсл + tотд +=3,84+4,24+0,404+0,323+17/4=13,057 мин.
8. Расчет силы зажима трехкулачкового патрона
Определим необходимую силу зажима заготовки в трехкулачковом патроне для токарной операции 040, технологический переход 03. В данном технологическом переходе обтачивается наружный 35-0,24-0,08 мм. При этом на заготовку действует (рис.3.1) крутящий момент от сил резания Мрез, стремящийся повернуть её вокруг оси и осевая составляющая сил резания РХ , направленная по оси и стремящаяся её сдвинуть. Суммарная сила зажима всеми кулачками, Qсум , создаёт в месте контакта с заготовкой силу и момент трения, уравновешивающие выше названные силы.
Рис.3.1 Силы действующие на заготовку в трехкулачковом патроне
Составим уравнение моментов:
k·Mрез= Mтр
Mтр = Fтр·R
Согласно закону Амонтона - Кулона: "Сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления", т.е.:
Fтр = f·Qсум , следовательно
k·Mрез= f·Qсум·R
Отсюда
Момент резания Мрез вычислим исходя из данных, полученных в пункте 3.6.
Сила зажима одним кулачком ,
где: Fтр - сила трения между кулачками патрона и заготовкой, Н;
f =0,15 - коэффициент трения между кулачками патрона и заготовкой;
R =21 - радиус заготовки, мм;
k - коэффициент запаса сил зажима;
z=3 - число кулачков, шт.
Коэффициент k может быть представлен как произведение первичных коэффициентов:
,
где
ko -- гарантированный коэффициент запаса -- рекомендуется принимать для всех случаев равным 1,5;
k1 - коэффициент, учитывающий наличие случайных неровностей на поверхности заготовки, вызывающих увеличение сил резания. При черновой обработке k1=1,2; при чистовой и отделочной обработке k1=1.
k2 -- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при затуплении инструмента. Его значения выбираются по специальной таблице. Для чистовой токарной обработки k2=1,1.
k3 -- коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании. При точении с ударами и торцовом фрезеровании он достигает значения 1,2. При обработке без ударов k3=1,0.
k4 -- коэффициент, учитывающий постоянство развиваемых сил зажима. Для ручных зажимных устройств k4=1,3; для механических устройств прямого действия (пневматических, гидравлических и т.п.) k4=1,0. Если величина допуска на размер заготовки влияет на силу закрепления, что имеет место при использовании пневмокамер, мембранных патронов и т.п., k4=1,2.
k5 -- коэффициент, учитывающий удобство расположения рукояток в ручных зажимных устройствах. При удобном расположении и малом диапазоне угла её поворота k5=1,0, при большом диапазоне (более 90°) k5=1,2.
k6 -- коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку. Если заготовка установлена базовой плоскостью на опоры с ограниченной поверхностью контакта, k6=1,0. Если на планки или другие элементы с большой поверхностью контакта, k6=1,5.
Таким образом, получим:
При большом значении Рx, полученная сила проверяется на продольный сдвиг по формуле:
Qсум ·f > k·РХ =>
Условие выполняется.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Назначение детали, условия ее эксплуатации, анализ технологичности: качественная и количественная оценка. Проектирование заготовки; расчет припусков и межоперационных размеров на механическую обработку. Разработка и нормирование технологических операций.
курсовая работа [68,9 K], добавлен 23.01.2012Анализ конструкции детали. Выбор способа получения заготовки. Составление маршрута механической обработки деталей типа шестерня. Выбор режимов резания. Нормирование технологических операций. Определение припусков на механическую обработку поверхности.
курсовая работа [861,8 K], добавлен 14.12.2015Анализ технологичности детали "Диск". Анализ способов получения заготовки и выбор оптимального. Составление технологического маршрута обработки детали. Выбор оборудования и инструментов. Расчет припусков на механическую обработку и режимов резания.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 26.01.2013Способ получения заготовок для детали "корпус нижнего подшипника". Тип производства, служебное назначение детали. Технологический маршрутный процесс сборки и механической обработки корпуса. Pасчет припусков на обработку размеров заготовки; режимы резания.
курсовая работа [194,9 K], добавлен 22.12.2014Конструкция и служебное назначение детали "шестерня". Обоснование способа получения заготовки. Расчет массы и коэффициента использования материала; припуски и допуски на механическую обработку. Разработка маршрута обработки детали, выбор оборудования.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 14.07.2016Служебное назначение и конструкция детали "Рычаг правый", анализ технологичности конструкции. Выбор метода получения исходной заготовки. Технологический процесс механической обработки детали. Выбор оборудования; станочное приспособление, режим резания.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 09.04.2016Анализ эксплуатационных свойств и технологичности конструкции детали. Выбор заготовки и способа ее получения. Проектирование техпроцесса обработки. Расчет погрешностей базирования, припусков на обработку, режимов резания, размеров заготовок, норм времени.
курсовая работа [285,0 K], добавлен 09.03.2014Описание конструкции детали "Серьга", анализ ее технологичности. Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Расчет и назначение промежуточных припусков на механическую обработку. Расчет и выбор режимов резания при обработке.
курсовая работа [907,7 K], добавлен 05.03.2014Служебное назначение и анализ технологичности конструкции изделия. Разработка технологического процесса сборки. Обоснование технологических баз. Предварительная разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали. Расчёт режимов резания.
дипломная работа [832,0 K], добавлен 29.06.2009Анализ технологичности конструкции ступенчатого вала, его служебное назначение. Определение типа производства и его характеристика. Выбор маршрута механической обработки заготовки, подбор инструментов, расчет режимов резания и наладки станков с ЧПУ.
курсовая работа [369,3 K], добавлен 23.09.2011
