Анализ технологичности конструкции изделия "вал"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Технология машиностроения»

2015

Содержание

Аннотация

Введение

1. Служебное назначение изделия

2. Анализ технологичности конструкции детали

3. Определение типа и организационной формы производства

4. Выбор способа получения заготовки

5. Выбор маршрута механической обработки

6. Выбор технологических баз

7. Выбор технологического оборудования, оснастки и средств автоматизации

8. Выбор припусков на механическую обработку

9. Проектирование схемы наладки оборудования

10. Расчет режимов резания и норм времени

Список использованной литературы

Аннотация

В курсовом проекте произведен анализ технологичности конструкции изделия, его служебное назначение. Определен тип производства и дана его краткая характеристика. Выбран более экономичный способ получения заготовки, произведен сравнительный анализ базового и проектного вариантов с получением экономического эффекта в виду экономии материала и денежных средств. Выбран маршрут механической обработки, подобрано оборудование, приспособления и режущий инструмент, выбраны оптимальные режимы резания.

Произведен расчет экономической эффективности от внедрения нового метода получения заготовки, модернизированного технологического процесса, использование более технологичного оборудования.

Введение

В данном курсовом проекте по технологии машиностроения производится расчет детали «Вал». Для расчета необходим конструкторский чертеж детали со всеми техническими требованиями, указанными материалом детали и ее массой.

Материал детали необходим для того, чтобы выбрать вид заготовки и обоснование его технологичности, а также необходимые припуски для механической обработки. По массе детали и программе выпуска определяем вид производства.

Необходимость данного проекта: разработка и внедрение в производство детали «Вал» с применением более экономичного метода получения заготовки. Правильно разработанная технология позволяет изготавливать деталь необходимого качества в соответствии с требованиями конструкторского чертежа и обеспечить наибольшую производительность при минимальных производственных затратах.

Данный техпроцесс разрабатывается с учетом имеющегося оборудования, инструмента, типа производства на основе высокопроизводительных методов обработки.

Заготовкой детали «Вал» является прокат. Материал детали - сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

1. Служебное назначение изделия

Деталь «Вал» изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543-71 и относится к классу валов. Деталь является телом вращения.

Деталь состоит из трех ступеней диаметрами 20, 35 и 50 мм. В детали выфрезерованы паз и лыска. Вал подвергается термической обработке (HB 217). Фаски на цилиндрических поверхностях не предусмотрены, значит, острые кромки должны быть притуплены.

Шероховатость цилиндрической ступени диаметром 35 мм Ra = 1,6 мкм, остальных поверхностей - Ra = 12,5 мкм.

С точки зрения механической обработки деталь изготавливается достаточно просто без особых затруднений. Она достаточно технологична, поэтому допускает применение высокопроизводительных методов и режимов обработки, имеет достаточно хорошие базовые поверхности.

Химический состав и механические свойства стали 20 приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

Химический состав стали 40Х

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8-1,1	до 0,3	до 0,08

Таблица 1.2

механические свойства стали 40Х

ув, МПа	ут, МПа	д, %	ш, %	KCU, кДж/м2	HB
980	735	10	45	590	197

Рисунок 1.1 Эскиз детали

Деталь «Вал» не имеет сложных для обработки поверхностей, поэтому может быть обработана на универсальном оборудовании с использованием стандартного инструмента.

2. Анализ технологичности конструкции детали

При конструкции отдельных деталей необходимо достичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но также требований наиболее рационального и экономичного изготовления изделия.

Технологичной считается такая конструкция детали, которая позволяет изготавливать деталь наиболее рациональным и экономичным способом. Основными критериями технологичности являются трудоемкость и себестоимость изготовления детали. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления детали, тем больше экономичность.

Таблица 2.1

Анализ технологичности конструкции детали «Вал»

Показатели технологичности	Требование технологичности	Анализ ТКД по чертежу	Заключение по технологичности
1	2	3	4
1. Обрабатываемые поверхности	Должны быть взаимно параллельны или взаимно перпендикулярны	Поверхности взаимно параллельны или взаимно перпендикулярны	Т
2. Обрабатываемые поверхности	Должны быть сквозными без внутренних канавок и выточек	Сквозные отверстия отсутствуют	Т
3. Расстояние между осями отверстий	Должны быть не менее 25 мм, что позволяет применять многошпиндельные сверлильные станки	Отсутствует	Т
4. Длина резьбовых поверхностей	Должна быть не более двух номинальных диаметров резьбы	Отсутствует	Т

1	2	3	4
5. Расположение пазов	Должны быть доступны для обработки на металлорежущих станках	Пазы доступны для обработки	Т
6. Наличие обработки по месту	Обработка по месту должна отсутствовать в конструкции детали	Обработка по месту отсутствует в конструкции детали	Т
7. Соответствие точности и шероховатости поверхности	Точные по размерам поверхности должны иметь соответствующие параметры шероховатости	Точные поверхности не соответствуют параметры шероховатости	Н
8. Размеры конструкторских баз	Должны иметь размеры по типовым правилам базирования	Имеют размеры по типовым правилам базирования	Н
9. Методы обработки	Конструкция детали должна быть такой, что при ее изготовлении можно было применять высокопроизводительные методы обработки	Возможно применение высокопроизводи- тельных методов обработки	Т

Рассчитываем коэффициент технологичности детали:

где Т - количество показателей ТКД, соответствующие требованиям технологичности, Т = 7;

N - общее число анализируемых показателей, N = 9.

Рисунок 2.1 Эскиз детали с обозначением поверхностей

Таблица 2.2

Анализ технологичности конструкции по точностным требованиям

№ поверхности	Наименование поверхности	Общее количество	Количество поверхностей, обрабатываемых по следующим квалитетам точности	Необрабатываемые поверхности
			Высокая точность	Средняя точность	Свободный размер
			5	6	7	8	9	%	10	11	12	%	13	14	%
3, 4, 5	Наружные цилиндри-ческие поверхности	3	-	-	3	-	-	100	-	-	-	-	-	-	-	-
1, 2, 6, 7	Торцевые поверх-ности	4	-	-	-	-	-	-	-	-	43	100	-	-	-	-
8, 9, 10	Пазы	3	-	-	-	-	-	-	-	-	3	100	-	-	-	-
Итого	10	-	-	3	-	-	-	-	-	7	-	-	-	-	-

Вывод: квалитет точности 7 (высокая точность) для поверхностей 3, 4 и 5 достигается тройным точением (черновым, чистовым и тонким), а квалитет точности 12 (средняя точность) для остальных поверхностей достигается однократной обработкой (фрезерование, подрезка торцев, отрезка).

Таблица 2.3

Анализ технологичности конструкции детали по величине параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей

№ поверхности	Наименование поверхности	Общее количество	Количество поверхностей, обрабатываемых по следующим квалитетам точности	Необрабатываемые поверхности
			100	50	25	12,5	6,3	3,2	1,6	0,8	0,4	0,2	0,1	0,05
3, 4, 5	Наружные цилиндри-ческие	3	-	-	-	2 67%	-		1 33%	-	-	-	-	-	-
1, 2, 6, 7	Торцевые	4	-	-	-	4 100%	-	-	-	-	-	-	-	-	-
8, 9, 10	Паз	3	-	-	-	3 100%	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Итого	10	-	-	-	9	-	-	1	-	-	-	-	-	-

Вывод: шероховатость цилиндрической поверхности 4 достигается тонким точением, шероховатость остальных поверхностей достигается однократной обработкой (отрезка, подрезка торцев, фрезерование).

Таблица 2.4

Анализ технологичности конструкции детали по соответствию возможности выполнения принципа постоянства баз

№ поверхности	Наименование поверхностей, используемых в качестве баз	Выполняемые технологические операции	Количество используемых баз
3	Наружная поверхность	1. Подрезка торца 2. Черновая, чистовая и тонкая обточка цилиндрических поверхностей 3. Отрезка	1
3 и 1	Наружная поверхность (двойная направляющая база) и торец (опорная база)	Фрезерование паза	1
3 и 1	Наружная поверхность (двойная направляющая база) и торец (опорная база)	Фрезерование лыски	1
Итого	3

Таблица 2.5

Анализ технологичности конструкции детали по соответствию возможности выполнения принципа совмещения баз

№ базовых поверхностей	Наименование обрабатываемых поверхностей	Осуществление принципа совмещения баз	Обоснование
3	150-0,4	Да	Совмещается конструкторская, технологическая и измерительная базы
	Ш50-0,025, Ш35-0,025, Ш20-0,021
3, 1	10+0,15, 100-0,35, 40-0,25	Да
	40-0,25, 70-0,3	Да

Вывод: заготовка во всех случаях лишается трех степеней свободы (базы являются установочными). Принцип постоянства и совмещения баз осуществляется.

Технологичность конструкции детали удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к изделию. Вышеприведенный анализ показал, что деталь в целом технологична.

3. Определение типа и организационной формы производства

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования. Тип производства определяется коэффициентом:

где Q - число различных операций;

Р_М - число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Так как на данном этапе неизвестны вышеуказанные показатели для расчета, то для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем и массу детали.

Таблица 3.1

Масса детали, кг	Тип производства
	Единичное	Мелко-серийное	Средне-серийное	Крупно-серийное	Массовое
< 1,0	< 10	10 - 2000	2000-75000	75000-200000	> 200000
1,0 - 2,5	< 10	10 - 1000	1000-50000	50000-100000	> 100000
2,5 - 5,0	< 10	10 - 500	500-35000	35000-75000	> 75000
5,0 - 10,0	< 10	10 - 300	300-25000	25000-50000	> 50000
> 10	< 10	10 - 200	200-10000	10000-25000	> 25000

Так как масса детали - 1,49 кг, а программа выпуска деталей в год - 1000 шт, то типа производства - среднесерийное.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно небольшим объемом выпуска. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления детали. В серийном производстве технологический процесс изготовления детали преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.

Такт выпуска:

где F_g - эффективный фонд рабочего времени оборудования при заданном количестве рабочих смен, F_g = 2070 ч;

N - годовая программа выпуска изделий, N = 1000 шт;

К - нормативный коэффициент загрузки оборудования, К = 0,9.

Определяем партию деталей, одновременно запускаемых в обработку:

где t - трудоемкость изготовления детали, t = 5 дней;

Ф - длительность производственного периода, Ф = 250 дней.

4. Выбор способа получения заготовки

Так как деталь не имеет значительных перепадов наружных поверхностей, то выгоднее всего будет использовать в качестве заготовки прокат, т.к. это исключает затраты на изготовление поковки или отливки.

Характеристика заготовки из проката:

Вид заготовки - прокат обычной точности, горячекатаный по ГОСТ 2590-71.

Квалитет точности по ГОСТ 25346-89 - JT14.

Шероховатость поверхностей заготовки в соответствии с ГОСТ 2789-73 Ra = 20 мкм.

Величина припусков на механическую обработку:

поверхность Ш50h7 - 5 мм.

Объем заготовки:

Масса заготовки:

Коэффициент использования основного материала заготовки:

Стоимость получения заготовки методом проката С_п определяется по формуле:

С_п = m_з·S - (m_з - m_д)·S_отх/1000, руб

где S - стоимость получения 1 кг заготовки методом проката, S = 17руб/кг;

S_отх - стоимость 1 тонны отходов, S_отх = 6000руб/т;

С_п = 2,88·17 - (2,88 - 1,49)·6000/1000 = 40,6 руб.

Рисунок 4.1 Эскиз заготовки из проката

Таблица 4.1

Технико-экономические показатели изготовления заготовки для детали

Показатели	Прокат обычной точности, горячекатаный по ГОСТ 2590-71
1. Масса детали	1,49
2. Масса заготовки	2,88
3. Квалитет точности по ГОСТ 25346-89	JT14
4. Шероховатость поверхностей по ГОСТ 2789-73, Ra, мкм	20
5. Коэффициент использования материала	0,52
6. Стоимость одной детали	40,6

5. Выбор маршрута механической обработки

Технологический процесс изготовления детали «Вал» разработан на основе высокопроизводительных методов обработки. Этот метод обеспечивает изготовление детали в соответствии с требованиями рабочего чертежа при сохранении высокой производительности.

Конструкция детали позволяетпроизводить обработку детали без переустановки, что значительно повышает производительность.

Рисунок 5.1 Эскиз детали с обозначением поверхностей

Таблица 5.1

Назначение методов обработки поверхностей.

№ поверхности	Вид поверхности	Квалитет точности	Шероховатость Ra, мкм	Метод обработки
1	Торец	h12	12,5	Точение (отрезка)
2	Цилиндрическая	h7	1,6	Точение
3	Торец	h12	12,5	Точение (подрезка)
4	Цилиндрическая	h7	12,5	Точение
5	Торец	h12	12,5	Точение (подрезка)
6	Цилиндрическая	h7	12,5	Точение
7	Торец	h12	12,5	Точение (подрезка)
8	Плоская	h12	12,5	Фрезерование
9	Плоская	h12	12,5	Фрезерование

Таблица 5.2

Технологический процесс обработки детали

№ операции	Наименование и краткое содержание	Технологическая база	Наименование оборудования
005	Токарно-винторезная 1. Подрезать торец 7. 2. Точить поверхность 4 в размер Ш51+0,3 мм на длину 155+0,4 мм. 3. Точить поверхность 6 в размер Ш21+0,21 мм на длину 50+0,35 мм. 4. Точить поверхность 2 в размер Ш36+0,25 мм на длину 15-0,18 мм. 5. Точить начисто поверхности 2, 4, 6 в размеры Ш35,2-0,2 мм, 15-0,18 мм; Ш50,2-0,25 мм, 85-0,3 мм; Ш20,2-0,16 мм, 50+0,35 мм. 6. Точить тонко поверхности 2, 4, 6 в размеры Ш50-0,025 мм; Ш20-0,021 мм; Ш35-0,025 мм. 8. Отрезать деталь в размер 150-0,4 мм.	Наружная необработанная поверхность Ш55 мм	Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3
010	Вертикально-фрезерная 1. Фрезеровать паз в размеры 10+0,15, 40-0,25 мм.	Наружная поверхность 4; торец 1	Вертикально-фрезерный станок 6Р13
015	Вертикально-фрезерная 1. Фрезеровать лыску в размеры 40-0,25, 70-0,3 мм.	Наружная поверхность 4; торец 1	Вертикально-фрезерный станок 6Р13
020	Слесарная Притупить острые кромки	-	Верстак слесарный
025	Термическая Закалить деталь до НВ 217	-	Установка ТВЧ
030	Моечная Промыть деталь.	-	Масляная ванна
035	Контрольная Контролировать размеры и шероховатость поверхностей согласно ТУ чертежа.	-	Стол ОТК

6. Выбор технологических баз

При обработке деталей на станках, заготовки должны быть правильно ориентированы относительно основных поверхностей узлов станка. Задачи взаимной ориентировки деталей и сборочных единиц в машинах при их сборке и заготовок на станках при изготовлении деталей решаются их базированием.

Базированием называют придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. При механической обработке заготовок на станках базированием принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определенной траектории движения подачи обрабатывающего инструмента.

Для повышения точности изготовления деталей необходимо стремиться к тому, чтобы конструкторские, технологические и измерительные базы совпадали. В этом состоит принцип единства и совмещения баз. В процессе обработки детали для базовых поверхностей используют как необработанные черновые поверхности, так и обработанные чистовые. Черновой установочной базой могут служить поверхности, относительно которых при первой операции обрабатываются поверхности, используемые в качестве баз при последующих операциях. Нужно стремиться к тому, чтобы черновая база использовалась лишь один раз для обработки установочных чистовых баз. В качестве черновых баз следует выбирать поверхности с наименьшими припусками. Чистовые базы следует выбирать так, чтобы чистовые установочные базы были конструкторскими, это исключает погрешность базирования. Чистовые базы должны иметь наибольшую точность формы и размеров и малую шероховатость. Установочные базы должны обладать наибольшей устойчивостью при базировании и обеспечивать наименьшую деформацию заготовки от зажатия и воздействия сил резания.

В качестве черновой базы на первой операции выбрана поверхность диаметром 55 мм. При такой установке возможно обработать поверхности, которые используются для базирования на следующих операциях (поверхности 3, 4 и 5). Для закрепления применяется 3-х кулачковый патрон.

На фрезерных операциях используется базирование по цилиндрической поверхности 4 диаметром 50_-0,025 и торцу 1. Для закрепления применяются станочные тиски с призматическими губками.

7. Выбор технологического оборудования, оснастки и средств автоматизации

Последовательность выполнения операций зависит от следующих факторов: конструктивной формы и размеров детали, производственной программы, свойств обрабатываемого материала, шероховатости, техпроцесса.

По назначенным методам обработки формируем следующие операции:

Таблица 7.1

Модель и тип оборудования	Схема базирования	Режущий инструмент	Наименование операции
Токарно-винторезныйс ЧПУ16К20Ф3	Наружная поверхность Ш55 мм	1. Резец проходной правый 2101-0601 ГОСТ 26611-86 2. Резец отрезной 2130-0005 ГОСТ 18884-73	Токарно-винторезная
Вертикально-фрезерный 6Р13	Наружная поверхность Ш50 мм, торец	1. Фреза концевая 2220-0009 ГОСТ 17025-71 2. Фреза торцевая 2210-0071 ГОСТ 9304-69	Вертикально-фрезерная

Выбранный станок должен обеспечивать выполнение технических требований, предъявляемых к детали.

Размеры рабочей зоны станка должны соответствовать годовой программе выпуска деталей.

Мощность и жесткость, кинематические возможности станка должны позволять вести обработку на оптимальных режимах резания с наименьшими затратами времени и себестоимостью.

Исходя из этих требований, выбираем станки.

Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3

Характеристика станка:

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм	400
Число ступеней подач	б/с
Число скоростей шпинделя	22
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5…2000
Подача суппорта, мм/мин
- поперечная	1,5…600
- продольная	3…1200
Мощность электродвигателя, кВт	10
Габариты станка, мм	3360Ч1710Ч1750

Вертикально-фрезерный станок 6Р13

Характеристика станка:

Размеры рабочей поверхности стола, мм	1600Ч400
Поворот стола в обе стороны, град	-
Число скоростей шпинделя	12
Частота вращения шпинделя, об/мин	31,5…1600
Подача стола, мм/мин
- поперечная	12,5…1600
- продольная	12,5…1600
- вертикальная	4,1…530
Мощность электродвигателя, кВт	11
Габариты станка, мм	2570Ч2252Ч2430

8. Выбор припусков на механическую обработку

Для поверхности диаметром произведем расчет припусков аналитическим методом.

Маршрут обработки.

Точение черновое.

Точение чистовое.

Качество поверхности заготовки.

Высота неровностей Rz₁ = 160 мкм [1, стр. 180, табл. 12].

Величина дефектного слоя h₁ = 250 мкм [1, стр. 186, табл. 12].

Кривизна заготовки Д_К1 = 155 мкм [1, стр. 186, табл. 16].

Погрешность установки определяем укрупнено Е_у = 200 мкм.

Точность и качество поверхности после механической обработки [1, стр. 181, табл. 5]:

Rz₂ = 63 мкм, h₂ = 60 мкм, Д_К2 = Д_К1•К_у = 155•0,06 = 9 мкм.

Rz₃ = 30 мкм, h₃ = 30 мкм, Д_К3 = Д_К1•К_у = 155•0,04 = 6 мкм.

Rz₄ = 6,3 мкм, h₄ = 12 мкм, Д_К4 = Д_К1•К_у = 155•0,03 = 4,5 мкм.

Припуск на точение черновое:

Припуск на точение чистовое:

Припуск на точение тонкое:

Таблица 8.1

Наименовние операции	Элементы припуска, мкм	Допуск T, мкм	Предельные размеры, мм	Предельные припуски, мкм
	Rz	h	ДК	Еу		Dmax	Dmin	2•zmin	2•zmax
1. Заготовка	160	250	155	200	620	52,317	51,697	-	-
2. Черновое точение	63	60	9	-	250	50,621	50,371	1326	1696
3.Чистовое точение	30	30	6	-	62	50,169	50,107	264	462
4. Точение тонкое	6,3	12	4,5	-	25	50	49,975	132	169

Определяем расчетный размер:

D_min4 = D_max4 - T₄.

D_min4 = 50 - 0,025 = 49,975 мм.

D_{min i} = D_{min i+1} + 2Z_min.

D_min3= 49,975 + 0,132 = 50,107 мм;

D_min2= 50,107 + 0,264 = 50,371 мм;

D_min1 = 50,371 + 1,326 = 51,697 мм;

D_max = D_min + T.

D_max3 = 50,107 + 0,062 = 50,169 мм;

D_max2 = 50,371 + 0,25 = 50,621 мм;

D_max1 = 51,697 + 0,62 = 52,317 мм.

Припуск на обработку:

2Z_max = D_{max i-1} - D_{max i};

2Z_max2 =52,317 - 50,621 = 1,696 мм;

2Z_max3 = 50,621 - 50,169 = 0,452 мм;

2Z_max4 = 50,169 - 50 = 0,169 мм.

Проверка:

2Z_{max i} - 2Z_{min i} = T_i-1 - T_i.

1696 - 1326 = 620 - 250;

370 = 370.

Рисунок 8.1 Схема расположения допусков припусков и межоперационных размеров

9. Проектирование схемы наладки оборудования

На основании проведенного анализа операций, определения последовательности обработки заготовки, погрешности ее установки, режимов резания, межоперационных припусков и размеров, настроечного размера для инструмента, норм времени можно вынести результаты этой работы в виде операционных эскизов.

Схемы наладок представлены на рисунках.



Рисунок 9.1 Схема наладки на операцию 005

Рисунок 9.2 Схемы наладок на операции 010 и 015

10. Расчет режимов резания и норм времени

Произведем расчет режимов резания для некоторых видов операций.

Операция 005 Токарно-винторезная

Переход 2

Точить поверхность 4 в размер Ш51^+0,3 мм на длину 155^+0,4 мм.

Так как точение производится с диаметра D₀ = 55 мм до диаметра

D₁ = 51 мм, то глубина резания будет:

Подачу S выбираем из таблицы 11 [2, стр. 266]: S = 0,5 мм/об.

Определение скорости резания:

где Т - период стойкости резца, Т = 45 мин;

С_V, m, x, y - коэффициент и показатели степени, выбираем по таблице 17 [2, стр. 269]:

С_V = 350, x = 0,15, y = 0,35, m = 0,2.

K_V - общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания,

где - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки,

где К_Г - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, К_Г = 1 [2, стр. 262, табл. 2];

n_х - показатель степени, n_х = 1 [2, стр. 262, табл. 2].

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки, [2, стр. 263, табл. 5];

- коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, [2, стр. 263, табл. 6].

Определим частоту вращения шпинделя:

об/мин.

Принимаем по паспорту станка n = 1600 об/мин.

Определим фактическую скорость резания:

Расчет силы резания:

где C_p = 300, x = 1, y = 0,75, n = - 0,15 [2, стр. 273, табл. 22];

K_p - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки

Где

где n - показатель степени, n = 0,75 [2, стр. 264, табл. 9].

[2, стр. 275, табл. 23]

Определение мощности резания:

Проверка по мощности:

N ? N_шп

4,9 (кВт) < 10 (кВт) - таким образом, обработка возможна.

Определение основного времени

где L_р.х. - длина рабочего хода инструмента,

L_р.х. = L_рез + y,

где L_рез - длина резания, L_рез = 155 мм;

y - вылет инструмента, y = 5.

L_р.х. = 160 мм.

мин.

Операция 010 Вертикально-фрезерная

Фрезеровать паз в размеры 10^+0,15 мм, 10_-0,15 мм, 50_-0,25 мм.

Принимаем глубину резания t = 5 мм, число проходов i = 2.

Выбираем концевую фрезу 2220-0011 ГОСТ 17025-71, D = 10 мм, z = 4, материал зубьев - быстрорежущая сталь Р6М5, период стойкости фрезы

Т = 80 мин. По таблице 35 [2, стр. 284] принимаем значение подачи на зуб S_Z = 0,05 мм/зуб.

Определение скорости резания:

где Т - период стойкости фрезы, Т = 80 мин;

D - диаметр фрезы, D = 10 мм;

B - ширина фрезерования, B = 10 мм;

z - число зубьев фрезы, z = 4;

С_V, q, m, x, y, u, p - коэффициент и показатели степени, выбираем по таблице 39 [1, стр. 287]:

С_V = 46,7, q = 0,45, x = 0,5, y = 0,5, m = 0,33, u = 0,1, p = 0,1.

K_V - общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания,

где - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки,

где n_х - показатель степени, n_х = 0,9 [1, стр. 262, табл. 2];

К_Г - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, К_Г = 1 [1, стр. 262, табл. 2].

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки, [1, стр. 263, табл. 5].

- коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, [1, стр. 263, табл. 6];

Определим частоту вращения шпинделя:

об/мин.

Корректируется по паспорту станка n_д = 2000 об/мин

Определим действительную скорость резания:

м/мин.

Расчет силы резания

где C_p = 68,2, x = 0,86, y = 0,72, u = 1, q = 0,86, w = 0 [1, стр. 291, табл. 41];

K_Mp - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

где n - показатель степени, n = 0,3 [1, стр. 264, табл. 9].

Определение крутящего момента на шпинделе:

Определение мощности резания

Проверка по мощности:

N ? N_шп

1,49 (кВт) < 11 (кВт) - таким образом, обработка возможна.

Определение основного времени

где L_р.х. - длина рабочего хода инструмента,

L_р.х. = L_рез + y,

где L_рез - длина резания, L_рез = 85 мм;

y - вылет инструмента, y = 5.

L_р.х. = 85 + 5 = 90 мм.

мин.

Определение норм времени.

Расчет норм времени аналитическим методом произведем на операцию 005 - токарно-винторезную.

1. Основное (машинное) время

Т_о = 3,03 мин.

2. Вспомогательное время.

Т_в = Т_уст + Т_пер + Т_изм.

2.1. На установку и снятие заготовки.

Т_уст = 0,55 мин. [7, карта 5, стр. 36]

2.2. Связанное с переходом.

Т_пер1 = 0,09 мин; Т_пер2 = 0,2 мин; Т_пер3 = 0,22 мин;

Т_пер4 = 0,875 мин; Т_пер5 = 0,083 мин Т_пер6 = 0,25 мин;

Т_пер7 = 1,0 мин; Т_пер8 = 0,31 мин [7, карта 18-19, стр. 64].

2.3. На измерение.

Т_изм1 = 0,13 мин; Т_изм2 = 0,13; Т_изм3 = 0,13 мин;

Т_изм4 = 0,18 мин; Т_изм5 = 0,18 мин Т_изм6 = 0,14 мин;

Т_изм7 = 0,14 мин; Т_изм8 = 0,18 мин [7, карта 86, стр. 185].

Т_в = 0,55 + (0,09 + 0,2 + 0,22 + 0,875 + 0,083 + 0,25 + 1,0 + 0,31) +

+ (0,13 + 0,13 + 0,13 + 0,18 + 0,18 + 0,14 + 0,14 + 0,18) = 4,79 мин.

Т_в•K_tв = 4,79•0,76 = 3,64 мин,

где K_tв - поправочный коэффициент, K_tв = 0,76.

3. Оперативное время.

Т_оп = Т_о + Т_в;

Т_оп = 3,03 + 4,79 = 7,82 мин.

4. Дополнительное время.

Время на обслуживание рабочего места - 3,5% от Т_оп, a_обс = 3,5 %.

Время на перерыв и отдых - 4% от Т_оп, a_от = 4 %. [7, карта 85, стр. 178].

5. Штучное время.

6. Подготовительно-заключительное время

6.1 На наладку станка, инструмента, приспособлений - 20 мин.

На получение и сдачу инструмента после окончания работы - 5 мин.

Т_п.з = 20 + 5 = 25 мин.

7. Штучно-калькуляционное время.

Т_ш.к = Т_шт + (Т_п.з/n),

где n - размер партии запуска, n = 50 шт.

Т_ш.к = 7,17 + (25/20) = 8,42 мин.

8. Норма выработки.

Н_вр = (Т_см - Т_п.з)/Т_шт.к = (1400 - 25)/8,42 = 163 шт.

Нормы времени на остальные операции считаем аналогично и результаты расчета сводим в таблицу.

Таблица 10.1

Нормы времени по операциям

Наименование операции	То, мин	Тв, мин	Топ, мин	aобс, %	aот, %	Тшт, мин	Тп.з, мин	n, шт	Тшт.к, мин	Нвр, шт
Токарно-винторезная	3,03	4,79	7,82	3,5	4	7,17	25	20	8,42	163
Вертикально-фрезерная	0,325	0,835	1,16	3,5	4	1,03	15		1,33	350

Список использованной литературы

1. А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков «Справочник технолога-машиностроителя», Т.1 М. «Машиностроение», 2000.

2. А.Г. Косилова, Р.К. Мещеряков «Справочник технолога-машиностроителя», Т.2 М. «Машиностроение», 2000.

3. А.Н. Ковшов «Технология машиностроения», М. «Машиностроение», 1984.

4. М.А. Нефедов, К.А. Осипов «Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту», М. «Машиностроение», 1990.

5. Справочник «Общемашиностроительные нормативы времени».

6. М.А. Ансеров «Приспособления для металлорежущих станков», М. «Машиностроение», 2001.

7. ГОСТ 2590-71 «Прокат обычной точности, горячекатаный».

Размещено на Allbest.ru