Проектирование и расчет вала-шестерни

Машиностроение создает машины и оборудование, применяемые повсеместно: в промышленности, сельском хозяйстве, в быту, на транспорте. Следовательно, научно-технический прогресс во всех отраслях народного хозяйства материализуется через продукцию машиностроения, в особенности таких ее приоритетных отраслей как станкостроение, электротехническая и электронная промышленность, приборостроение, производство электронно-вычислительной техники. Машиностроение, таким образом, представляет собой катализатор научно-технического прогресса, на основе которого осуществляется техническое перевооружение всех отраслей народного хозяйства.

Поэтому его отрасли развиваются ускоренными темпами, а их число непрерывно растет. По роли и значению в народном хозяйстве их можно объединить в 3 взаимосвязанные группы:

1. Отрасли, обеспечивающие развитие научно-технической революции во всем народном хозяйстве - это приборостроение, химическое машиностроение, электротехническое и энергетическое машиностроение.

2. Отрасли, обеспечивающие развитие научно-технической революции в машиностроении - это станкостроение и инструментальная промышленность.

3. Отрасли, обеспечивающие развитие научно-технической революции в отдельных отраслях хозяйства - это строительно-дорожное, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, автомобилестроение и др.

За последние десятилетия возник ряд новых отраслей, связанных с выпуском средств автоматизации, электроники и телемеханики, оборудования для атомной энергетики, реактивной авиации, бытовых машин. Коренным образом изменился характер продукции в старых отраслях машиностроения.

Машиностроение - главная отрасль обрабатывающей промышленности. Именно эта отрасль отражает уровень научно-технического прогресса страны и определяет развитие других отраслей хозяйства. Современное машиностроение состоит из большого числа отраслей и производств. Предприятия отрасли тесно связаны между собой, а также с предприятиями других отраслей хозяйства. Машиностроение, как крупный потребитель металла имеет широкие связи, прежде всего, с черной металлургией. Территориальное сближение этих отраслей дает возможность металлургическим заводам использовать отходы машиностроения и специализироваться в соответствии с его потребностями. Машиностроение также тесно связанно с цветной металлургией, химической промышленностью и многими другими отраслями. Продукция машиностроения потребляется всеми, без исключения, отраслями народного хозяйства.

Тяжелое машиностроение. Заводы этой отрасли отличаются большим потреблением металла и обеспечивают машинами и оборудованием предприятия металлургического, топливно-энергетического, горнодобывающего и горно-химического комплексов. Предприятия отрасли выпускают как детали и узлы (например, валки для прокатных станов), так и отдельных виды оборудования (паровые котлы или турбины для электростанций, горно-шахтное оборудование, экскаваторы).

В состав отрасли входят следующие 10 подотраслей: металлургическое машиностроение, горное, подъемно-транспортное машиностроение, тепловозостроение и путевое машиностроение, вагоностроение, дизелестроение, котлостроение, турбостроение, атомное машиностроение, полиграфическое машиностроение.

Продукция подъемно-транспортного машиностроения имеет большое экономическое значение, так как на погрузочно-разгрузочных работах в промышленности, на строительстве, транспорте и в других отраслях народного хозяйства занято около 5 млн. человек, притом больше половины - ручным трудом. Подотрасль производит мостовые электрические краны, стационарные и ленточные конвейеры, оборудование для комплексной механизации складов.

Тепловозостроение, вагоностроение и путевое машиностроение обеспечивает железнодорожный транспорт магистральными грузовыми, пассажирскими и маневровыми тепловозами, грузовыми и пассажирскими вагонами и т. д.

Из послания президента РК Н.А. Назарбаева народу Казахстана «Стратегия 2050»

«Организовав совместное производство, в Казахстане успешно работают такие известные компании как «General Electric», Talgo, Hyundai, Toyota и другие. Ряд известных брендов находится на стадии принятия решения на реализацию в Казахстане новых проектов. Это подтверждает большое доверие инвесторов. В связи с поправками в Закон «Об инвестициях» Правительство проводит системную работу с потенциальными инвесторами и в ближайшем будущем мы надеемся стать свидетелями заключения инвестиционных соглашений по новым проектам», - отметил он.

В Казахстане, начиная с 2015 года, начнется практическая реализация государственной программы индустриально-инновационного развития до 2019 года. Из 14 отраслевых приоритетов данной программы 6 относятся к машиностроительной отрасли.

«Машиностроение должно стать локомотивом следующего ветка индустриального развития Казахстана. Уверен, что форум будет способствовать привлечению в Казахстан новых инвесторов, и придаст дополнительный импульс инновационному развитию казахстанского машиностроения», - заключил в своем обращении Президент.

вал шестерня заготовка резание

1. Анализ технологичности конструкции детали

Деталь - вал-шестерня. Деталь изготовляется из легированной стали 40Х - поковка.

Таблица 1 - Характеристика материала. Сталь40Х

Таблица 2 - Механические свойства стали 40Х

Таблица 3 - Химический состав в % материала 40Х

Технологические свойства материала 40Х

Технологичность конструкции - это соответствие детали изделия заданным условиям производства, которые обеспечивают изготовление данной детали или изделия с данной трудоемкостью и себестоимостью их изготовления.

Существует два вида показателей технологичности: качественные и количественные. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкций в процессе изделия предшествует количественной и определяет целесообразность затрат на определение численных показателей технологичности вариантов. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции.

Оценку конструкции детали на технологичность:

1. Деталь состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов: диаметральных и линейных размеров. Это способствует использованию стандартных режущих и измерительных инструментов.

2. Деталь имеет точность и шероховатость, которые можно получить стандартным унифицированным инструментом при стандартном технологическом процессе.

3. Материал заготовки отвечает требованиям технологии изготовления: при изготовлении нет необходимости применять сложные технологические процессы изготовления детали; для хранения материала нет необходимости создавать определенные условия хранения и транспортировки.

4. Шероховатость базовых поверхностей удовлетворяет требованиям точности установки детали, ее обработки и контроля.

5. Деталь симметрична относительно своей оси.

6. Все обрабатываемые поверхности имеют свободный подвод и отвод режущего инструмента.

7. Все шероховатости, обозначенные на чертеже, соответствуют данным квалитетам точности, а это также является одним из условий технологичности.

2. Выбор заготовки, расчет стоимости

Метод выполнения заготовок для деталей машин назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку--значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

Если деталь изготовляется из проката, то затраты на заготовку определяется по весу проката, требующего на изготовление детали, и весу сдаваемой стружки. При этом принимается во внимание стандартная длина прутков:

Расчет стоимости заготовки из проката проводим по [1]:

тнг

где Q--масса заготовки = 245 кг;

S--цена 1 кг материала заготовки, условно принимаем 200 тнг.;

q--масса готовой детали = 94 кг;

Sотх--цена 1 т отходов, условно принимаем 15000 тнг.

Стоимость заготовок, получаемых такими методами, как литье по выплавляемым моделям, литье под давлением, горячая штамповка на прессах, молотах, ГКМ, а также электровысадкой, можно с достаточной для курсового проектирования точностью определить по формуле

Расчет стоимости заготовки, получаемой методами: литья по выплавляемым моделям, литья под давлением, горячей штамповкой на прессах, молотах, ГКМ, электровысадкой проводим по [1]:

Ci--базовая стоимость 1 тонны заготовок, равная условно 315 тнг;

--коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок. [1] [стр.34, табл.11]

Принимаю заготовку из поковки, так как она наиболее целесообразна.

3. Определение типа производства

Тип производства зависит от двух факторов, а именно: заданной программы и трудоемкости изготовления детали. На основании заданной программы рассчитывается такт выпуска изделия tв, а трудоемкость определяется средним штучным временем Тшт по операциям технологического процесса. Отношение этих величин называют коэффициентом серийности:

Коэффициент серийности определяет количество различных операций по обработке одной или нескольких деталей, закрепленных за одним станком в течении года.

Величина такта выпуска рассчитывается по формуле:

где FД - действительный годовой фонд времени работы оборудования

для односменной работы = 2038 ч. [4] [стр.23, табл. 3-5];

N - годовая программа выпуска деталей = 12600 шт.

Для определения среднего штучного или штучно-калькуляционного времени по операциям можно произвести укрупненное нормирование разрабатываемого технологического процесса. Тштследует брать для расчета из основных операций, исключая промывку деталей, снятие фасок, зачистку, термообработку и т.п. Это упростит расчеты и не приведет к существенным ошибкам в значениях коэффициента серийности.

Формула для расчета среднего штучного времени:

где Тшт.i - штучно-калькуляционное время на каждой операции = 154,46 мин;

n - число операций =17 шт.

Подставив найденные значения, найдем коэффициент серийности:

Полученный коэффициент серийности соответствует крупносерийному производству.

4. Расчет припусков на обработку

Исходные данные: ; Ra - 1,6; сталь 40Х.

Наименование детали: “Вал-шестерня ”.

Масса заготовки: 94 кг;

Заготовка: Поковка.

Поверхность: Наружная.

Пользуясь рабочим чертежом детали и картами технологического процесса, механической обработки устанавливаем маршрут обработки:

Черновое точение, чистовое точение, шлифование окончательное.

Заносим маршрут обработки в графу 1.

Данные для заполнения граф 2,3 подбираем по [2] [том 1 , стр. 185-188, табл.12,24]

Данные графы 8 для заготовки подобраны по[2][ том1 , стр. 146-147, табл.23], от вида обработки [2] [ том1 ,стр. 8-9, табл.4].

Расчет отклонений расположенных поверхностей:

определяем величину отклонений

, где

- общее отклонение оси от прямолинейности = 249,6 мкм;

где- удельная кривизна мкм на 1 мм длины = 1,6 мкм [2] [том 1 , стр.186,табл.16]

- размер от сечения, для которого определена кривизна до ближайшего наружного торца = 78 мм.

- смещение оси в результате погрешности центрирования = 790 мкм.

где Т- допуск на диаметральный размер базы заготовки используемый при центрировании = 3 мм [2] [ том1 , стр. 146-147, табл.23].

Величину остаточных поверхностей отклонений определяем по формуле:

для чернового точения:

- коэффициент уточнения = 0,06 [2][ том1 , стр. 190, табл.29].

для чистового точения:

- коэффициент уточнения = 0,04 [2] [ том1 , стр. 190, табл.29].

Расчет величины отклонения поверхностей заносим в графу 4.

Минимальные припуски на диаметральные размеры для каждого перехода рассчитываем по формуле:

Под черновое точение:Под чистовое точение: Под окончательное шлифование:

Все значения заносим в графу 6.

Расчет наименьших размеров по техническим переходам начинаем с наименьшего размера детали по чертежу и производим по зависимости:

Чистовое точение: Черновое точение: Заготовка:

Все значения заносим в графу 7.

Значения графы 7 округляем и заносим в графу 9.

Наибольшие предельные размеры по переходам рассчитываем по зависимости

Окончательное шлифование:. Чистовое точение:

Черновое точение:

Заготовка:

Полученные значения заносим в графу 10.

Рассчитываем предельные минимальные припуски:

Предельные минимальные припуски определяем как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

окончательное шлифование:

чистовое точение:

черновое точение:

Рассчитываем предельные максимальные припуски:

Предельные максимальные припуски определяем как разность наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

окончательное шлифование:

чистовое точение:

черновое точение:

Полученные значения заносим в графу 11 и 12.

Расчет общих припусков производим по уравнению:

; .

= 3591 мкм

= 2632 мкм

Проверку правильности расчетов проводим по уравнению:

?=

Условие выполняется, расчет выполнен правильно.

По данным таблицы строим схему расположения припусков:

5. Расчет режимов резания

005. Операция - фрезерно-центровальная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд):

Подача суппорта, мм/об: - продольная (стандартный ряд):

- поперечная (стандартный ряд):

Переход 1. Фрезеровать торцы 1, 2

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 126 мм, диаметр детали - d = 126 мм,

глубина резания - t = 3 мм, число проходов - i = 1,

подача - = 0,1 мм [2],[стр.85,карта Ф-2],

Расчётная подача:

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 0,94[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания и перебега = 54[2], [стр. 302, приложение 3.]

Стойкость инструмента:

, где

? стойкость фрезы = 300 мин. [2], [стр.87, карта Ф-3];

? коэффициент, учитывающий количество инструментов в наладке= 1[2], [стр.87, карта Ф-3]

??? коэффициент времени резания каждого инструмента.

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =1,3[2], [стр.88, карта Ф-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =0,7[2], [стр.91, карта Ф-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =0,9[2], [стр.91, карта Ф-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 130 м/мин [2], [стр.88, карта Ф-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

где поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала =1,18;

.

Значения коэффициента и показателей степени подобраны по [3], [Т-2, стр.290, табл. 41].

D? диаметр инструмента = 125 мм;

n ? частота вращения инструмента = 270 об/мин;

z ? число зубьев инструмента = 10;

Крутящий момент:

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,8

Основное время:

Переход 2. Сверлить центровые отверстия 3,4.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 26,2 мм, диаметр детали - d = 126 мм,

глубина резания - t = 26,2 мм, число проходов - i = 1, стойкость инструмента =50мин.

подача - = 0,45 мм/об [2],[стр.111, карта С-2],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 0,64[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 9 мм [2], [стр. 303, приложение 3.]

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,7[2], [стр.116, карта С-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,2 [2], [стр.116, карта С-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,0 [2], [стр.117, карта С-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 26 м/мин [2], [стр.115, карта С-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =315 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [2], [стр.124-125, карта С-5]. Крутящий момент:

Осевая сила:

Значение подобрано по [2], [С-5, стр.124]

? коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, зависящий от материала обрабатываемой заготовки = 1,25

Мощность резания:

Значение подобрано по [2], [С-5, стр.127]

? коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, зависящий от материала обрабатываемой заготовки = 1,25

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Основное время всех операций:

010. Операция - токарная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Переход 1. Точить поверхность 1,4.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 76 мм, диаметр детали - d = 122 мм,

глубина резания - t = 2 мм, число проходов - i = 2, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм[2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 110 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275] постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 2. Точить поверхность 2.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 46 мм, диаметр детали - d = 142 мм,

глубина резания - t = 2 мм, число проходов - i = 2, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 110 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =315 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 3. Точить поверхность 3.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 122 мм, диаметр детали - d = 280 мм,

глубина резания - t = 3 мм, число проходов - i = 2, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 6 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 110 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =200 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275] постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Основное время всех операций:

015. Операция - токарная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Переход 1. Точить поверхность 1,4.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 16 мм, диаметр детали - d = 142 мм,

глубина резания - t = 2 мм, число проходов - i = 2, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 110 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =315 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 2. Точить поверхность 2,5.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 139 мм, диаметр детали - d = 132 мм,

глубина резания - t = 2 мм, число проходов - i = 2, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм[2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 110 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3]. Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275] постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 3. Точить поверхность 3,6.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 93 мм, диаметр детали - d = 122 мм,

глубина резания - t = 2 мм, число проходов - i = 2, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 110 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Основное время всех операций:

020. Операция - токарная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Переход 1. Точить поверхность 1,4.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 120 мм, диаметр детали - d = 75 мм,

глубина резания - t = 1 мм, число проходов - i = 1, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 125 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 2. Точить поверхность 2,5.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 45 мм, диаметр детали - d = 140 мм,

глубина резания - t = 1 мм, число проходов - i = 1, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 125 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 3. Точить фаску 3, 4.

По правилам технического нормирования принимаем:

S=р.п.;

;

;

Переход 4. Точить фаску 5.

По правилам технического нормирования принимаем:

S=р.п.;

;

Основное время всех операций:

025. Операция - токарная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Переход 2. Точить поверхность 1,4.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 15 мм, диаметр детали - d = 140 мм,

глубина резания - t = 1 мм, число проходов - i = 1, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 4 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 125 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 2. Точить поверхность 2,5.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 138 мм, диаметр детали - d = 130 мм,

глубина резания - t = 1 мм, число проходов - i = 1, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 4 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 125 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 3. Точить поверхность 3,6.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 120 мм, диаметр детали - d = 92 мм,

глубина резания - t = 1 мм, число проходов - i = 1, стойкость инструмента =50 мин.

подача - = 0,6 мм/об [2],[стр.23, карта Т-1],

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 1,06[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания, подвода и перебега = 5 мм [2], [стр. 300, приложение 3.]

Скорость резания:

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =0,6[2], [стр.32, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =1,55[2], [стр.33, карта Т-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,35 [2], [стр.34, карта Т-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 125 м/мин [2], [стр.30, карта Т-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

Тангенциальная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

где ? поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

численные значения коэффициентов для каждой из составляющих сил резания подобраны по[3], [Т-2, стр.264-265, табл.9-10; табл.23 стр. 275]

постоянная и показатели степени x, y, nдля каждой из составляющих сил резания подобраны по [3], [Т-2, стр.273-274, табл.22]

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,75

Основное время:

Переход 4. Точить фаску 4.

По правилам технического нормирования принимаем:

S=р.п.;

;

Переход 5. Точить фаску 5,6,7.

По правилам технического нормирования принимаем:

S=р.п.;

;

;

;

Основное время всех операций:

045. Операция - фрезерная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Подача суппорта, мм/об: - продольная (стандартный ряд)

Ппоперечная (стандартный ряд)

Переход 1. Фрезеровать паз 1.

Расчет ведем по [2].

Длина резания - = 125 мм, диаметр детали - d = 130 мм, ширина паза - В = 32 мм, глубина резания - t = 11 мм, число проходов - i = 1,

подача - = 0,05 мм [2],[стр.85,карта Ф-2],

Расчётная подача:

где ? коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала = 0,94[3], [Т-2, стр.261-263, табл. 1-4]

где? коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости [3], [Т-2, стр.262, табл. 2]

Длина рабочего хода:

,

где у? длина врезания и перебега = 13[2], [стр. 302, приложение 3.]

Стойкость инструмента:

, где

? стойкость фрезы = 300 мин. [2], [стр.87, карта Ф-3];

? коэффициент, учитывающий количество инструментов в наладке= 1[2], [стр.87, карта Ф-3]

5°? коэффициент времени резания каждого инструмента.

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =1,3[2], [стр.88, карта Ф-4];

- коэффициент, зависящий от марки и стойкости сплава резца =0,7[2], [стр.91, карта Ф-4];

- коэффициент, зависящий от вида обработки =1,1[2], [стр.91, карта Ф-4].

?скорость резания, принимаемая по таблице = 130 м/мин [2], [стр.88, карта Ф-4]

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =400 об/мин.

Фактическая скорость резания:

расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

где поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала =1,18;

.

Значения коэффициента и показателей степени подобраны по [3], [Т-2, стр.290, табл. 41].

D? диаметр инструмента = 18 мм;

n ? частота вращения инструмента = 400 об/мин;

z ? число зубьев инструмента = 10;

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,8

Основное время:

050. Операция - зубофрезерная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Подача суппорта, мм/об: - продольная (стандартный ряд)

Поперечная (стандартный ряд)

Переход 1. Фрезеровать поверхность 1.

Все данные режимов резания находим по (3-4, стр.148-149).

Длина резания - = 120мм, диаметр детали - d = 278,66 мм,

глубина резания - t = 13,5 мм, число проходов - i = 1, стойкость инструмента =300мин.

Подача - = 2,5 мм/об,

Расчётная радиальная подача:

принимаем по паспорту станка

Длина рабочего хода:

,

где у ? длина врезания, подвода и перебега = 45 мм; [2], [стр.304].

Скорость резания:

,

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала =1,0,

- коэффициент, зависящий от стойкости инструмента =1,0,

?скорость резания, принимаемая по таблице =55 м/мин

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =300 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Расчёт силы резания, крутящего момента и мощности резания проводим по [3].

Сила резания:

где поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала =1,18;

.

Значения коэффициента и показателей степени подобраны по [3], [Т-2, стр.290, табл. 41].

D? диаметр инструмента = 160 мм;

n ? частота вращения инструмента = 300 об/мин;

z ? число зубьев инструмента = 12;

Мощность резания:

Эквивалентная мощность:

где ? КПД станка = 0,8

Основное время:

055. Операция - зубошлифовальная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Переход 1. Шлифовать зубья 1.

Все данные режимов резания находим по [2], [стр.173-175].

Длина шлифования - = 120мм, диаметр детали - d = 278,66 мм

Скорость шлифовального круга:

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =40 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Выбор характеристики шлифовального круга:

Класс чистоты поверхности = 7;

Точность обработки д в мм < 0,03

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга =1,1,

- коэффициент, зависящий от припуска и точности =0,9,

- коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности =0,8,

?подача, принимаемая по таблице =0,2 м/мин

Время выхаживания:

Величина слоя, снимаемого при выхаживании:

Основное машинное время:

080. Операция - шлифовальная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Переход 1. Шлифовать поверхность 1.

Все данные режимов резания находим по [2], [стр.172-175].

Длина шлифования - = 75мм, диаметр детали - d = 120 мм

Скорость шлифовального круга:

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =100 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Выбор характеристики шлифовального круга:

Класс чистоты поверхности = 7;

Точность обработки д в мм < 0,03

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга =1,1,

- коэффициент, зависящий от припуска и точности =1,1,

- коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности =0,8,

?подача, принимаемая по таблице =0,3 м/мин

Время выхаживания:

Величина слоя, снимаемого при выхаживании:

Основное машинное время:

085. Операция - шлифовальная

Материал обрабатываемой детали

Частота вращения шпинделя, об/мин (стандартный ряд)

Переход 1. Шлифовать поверхность 1.

Все данные режимов резания находим по [2], [стр.172-175].

Длина шлифования - = 138 мм, диаметр детали - d = 130 мм

Скорость шлифовального круга:

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =100 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Выбор характеристики шлифовального круга:

Класс чистоты поверхности = 7;

Точность обработки д в мм < 0,03

Минутная поперечная подача:

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга =1,1,

- коэффициент, зависящий от припуска и точности =1,2,

- коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности =0,8,

?подача, принимаемая по таблице =0,25 м/мин

Время выхаживания:

Величина слоя, снимаемого при выхаживании:

Основное машинное время:

Переход 2. Шлифовать поверхность .

Все данные режимов резания находим по [2], [стр.172-175].

Длина шлифования - = 92 мм, диаметр детали - d = 120 мм

Скорость шлифовального круга:

Частота вращения:

Принимаем по паспорту станка n =100 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Выбор характеристики шлифовального круга:

Класс чистоты поверхности = 7;

Точность обработки д в мм < 0,03

Минутная поперечная подача:

Расчётная подача:

принимаем по паспорту станка

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга =1,1,

- коэффициент, зависящий от припуска и точности =1,1,

- коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности =0,8,

?подача, принимаемая по таблице =0,3 м/мин

Время выхаживания:

Величина слоя, снимаемого при выхаживании:

Основное машинное время:

Основное время всех операций:

6. Нормирование технологического процесса

005. Операция - фрезерно-центровальная

Расчеты норм времени проводим по [1] и [4].

Основное машинное время:

Вспомогательное время:

где вспомогательное время на установку и снятие детали = 1,85 мин.[4] [стр.425,карта 59];

вспомогательное время, связанное с переходом = 0,15 мин.[4] [стр.440,карта 64]

Время на обслуживание рабочего места:

Время на перерыв и личные надобности:

Норма штучного времени:

Штучно-калькуляционное время:

где? подготовительно-заключительное время (на наладку станка, инструмента и приспособлений) = 14 мин. [4] [стр.422,карта 56];

n ? количество деталей в партии =12000 шт.

010. Операция - токарная

Расчеты норм времени проводим по [1] и [4].

Основное машинное время:

Вспомогательное время:

где вспомогательное время на установку и снятие детали = 0,48мин.[4] [стр.138,карта 51];

вспомогательное время, связанное с переходом = 0,17 мин.[4] [стр.150,карта 60]

Время на обслуживание рабочего места:

Время на перерыв и личные надобности: