Проектирование технологического маршрута обработки колец подшипника с использованием современного обрабатывающего центра с ЧПУ
Анализ технологических процессов изготовления подшипников. Разработка технологии изготовления колец 256707АКЕ и их токарной обработки на обрабатывающем центре SКТ 21. Расчет конструкции станочных приспособлений. Экономическая целесообразность инновации.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.12.2016 |
Размер файла | 1,9 M |
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/
Содержание
Введение
1. Литературный обзор
1.1 Назначение и классификация подшипников
1.2 Анализ существующих технологических процессов изготовления подшипников
1.2.1 Способы получения заготовок колец
1.2.2 Токарная обработка колец подшипника
1.2.3 Термообработка колец подшипника
1.2.4 Шлифовальная обработка колец
1.2.5 Изготовление тел качения и сепараторов
1.2.6 Сборка подшипников
1.2.7 Задачи дипломного проектирования
2. Технологическая часть
2.1 Разработка технологии изготовления колец 256707АКЕ 12.01/02
2.1.1 Химический состав и свойства стали ШХ 15
2.1.2 Анализ технологичности конструкции
2.1.3 Разработка маршрута обработки
2.1.4 Проектирование технологического процесса токарной обработки колец 256707АКЕ 12.01/02 на обрабатывающих центрах SКТ 21
2.1.5 Определение типа производства
2.1.6 Расчет припусков на обработку
2.1.7 Расчет режимов резания
2.1.8 Расчет технической нормы времени
2.2 Разработка технологической схемы сборки
3. Конструкторская часть
3.1 Разработка конструкции станочных приспособлений
3.2 Расчет усилия зажима цанги
4. Экономическая часть
4.1 Оценка предельно-необходимых затрат на освоение технологической инновации
4.2 Анализ динамики структуры затрат на производство колец подшипника
4.2.1 Расчет материальных затрат
4.2.2 Расчет затрат на приспособления и инструменты
4.2.3 Расчет затрат на вспомогательные материалы
4.2.4 Расчет затрат на электроэнергию
4.2.5 Расчет затрат, связанных с содержанием и эксплуатацией основных фондов
4.2.6 Расчет затрат на оплату труда
4.2.7 Расчет затрат на амортизационные отчисления
4.2.8 Расчет прочих затрат
4.3 Оценка экономической целесообразности разработки
5. Безопасность и экологичность проекта
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов при токарной обработке колец подшипника
5.2 Меры по обеспечению безопасных и здоровых условий труда при обработке колец подшипника на токарных станках
5.3 Расчет освещенности токарного участка
5.4 Меры по охране окружающей среды
5.5 Меры пожарной безопасности на токарном участке
Заключение
Список использованных источников
Введение
Закрытое акционерное общество "Вологодский подшипниковый завод" основан в 1967 году. В начале 1971 года был выпущен первый подшипник. Практически сразу же основным потребителем молодого предприятия стал "АВТОВАЗ". Затем завод стал поставщиком подшипников для таких предприятий как ОАО "КАМАЗ", ОАО "Промдеталь", ОАО "Автодеталь-Сервис", ОАО "ГАЗ", ОАО "МАЗ", ОАО "ЗМЗ", ОАО "ТЗА".
ЗАО "ВПЗ" (23 ГПЗ или VBF) - одно из ведущих предприятий отрасли по выпуску подшипников. Номенклатура завода - это более 1700 базовых типоразмеров шариковых и роликовых подшипников радиальных и упорных, радиально-упорных, упорно-радиальных.
Продукция предприятия поставляется для различных отраслей промышленности - автомобильной, станкостроительной, металлургической, электротехнической, сельскохозяйственного машиностроения, топливно-энергетического и военно-промышленного комплекса.
Технология производства подшипников - очень сложный процесс, который состоит из множества взаимосвязанных операций. В структуре предприятия имеются собственные заготовительное, кузнечное, шариковое, токарное, сепараторное и шлифовально-сборочные производства.
ЗАО "ВПЗ" располагает всем необходимым оборудованием, инструментом, оснасткой. На заводе широко применяются станки с числовым программным управлением, роботы, манипуляторы, современные материалы, а также точная измерительная техника. В состав общества входят аккредитованные испытательный центр и испытательная лаборатория, что позволяет осваивать новые типы подшипников. Основные функции центра и лаборатории - проведение испытаний подшипников в соответствии с заявленной областью аккредитации, выдача протоколов испытаний, разработка методик испытаний, проведение аттестации приборов и оборудования в соответствии с утвержденным графиком, контроль средств измерений по срокам поверки.
Специалисты завода осуществляют тщательный контроль всей продукции, начиная от комплектующих и заканчивая готовым изделием. Лаборатория располагает самым современным оборудованием для контроля качества выпускаемой продукции на всех этапах производства.
Руководство завода уделяет особое внимание таким вопросам как расширение номенклатуры подшипников, повышение конкурентоспособности продукции, внедрение автоматизированных технологических процессов на базе гибких производственных модулей.
Наличие современного оборудования, инструментов и технологий позволяет автоматизировать ручной труд, повысить качество подшипников и производительность труда.
Цель ВКР - разработка технологического процесса изготовления комплекта колец подшипника 256707 АКЕ 12 на обрабатывающих центрах.
Тема данной работы актуальна, так как замена одних технологических операций другими может значительно увеличить технологический потенциал процесса и, соответственно, технологический потенциал предприятия в целом. Чтобы обеспечить переход предприятия на новый технологический уровень нужна технологическая инновация. В дипломном проекте будут изучены существующая технология изготовления наружного и внутреннего колец, предложена перспективная технология изготовления на обрабатывающих центрах, разработана необходимая технологическая оснастка. Будет произведена оценка экономической целесообразности разработки. В работе также будет содержаться раздел "Безопасность и экологичность проекта".
1. Литературный обзор
1.1 Назначение и классификация подшипников
Название "подшипник" происходит от слова "шип". Так раньше называли хвостовики и шейки вала, где подшипники и устанавливаются.
Подшипник - сборочный узел, является частью опоры и поддерживает вал (ось), фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение или линейное перемещение с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции.
Назначение подшипника - уменьшать трение между движущейся и неподвижной частями машины, т.к. с трением связаны потери энергии, нагрев и износ.
Подшипники классифицируют по виду трения и воспринимаемой нагрузке.
По виду трения различают подшипники скольжения, у которых опорный участок вала скользит по поверхности подшипника; подшипники качения, у которых трение скольжения заменяют трением качения посредством установки шариков или роликов между опорными поверхностями подшипника и вала.
По воспринимаемой нагрузке различают подшипники радиальные - предназначенные для восприятия только радиальных или преимущественно радиальных сил; упорные - для восприятия осевых сил, радиальную силу не воспринимают, упорно-радиальные - для восприятия осевых и небольших радиальных сил, радиально-упорные - для восприятия радиальных и осевых сил.
По форме тел качения подшипники различают роликовые (с цилиндрическими, витыми, игольчатыми, сферическими и коническими роликами) и шариковые.
По числу рядов тел качения различают однорядные, двухрядные и четырехрядные.
По чувствительности к перекосам подшипники делят на самоустанавливающиеся (позволяют до 3° перекос) и несамоустанавливающиеся. Различают подшипники с цилиндрическим или конусным отверстием внутреннего кольца; одинарные или двойные; сдвоенные, строенные [9].
На рисунках 1.1 и 1.2 представлены виды шариковых и роликовых подшипников.
Рисунок 1.1 - Виды шариковых подшипников
Рисунок 1.2 - Виды роликовых подшипников
Подшипники качения - группа деталей, в международном масштабе наиболее широко стандартизированных. Подшипники качения (рисунок 1.3) состоят из наружного и внутреннего колец с дорожками качения, между которыми в сепараторе расположены шарики или ролики. Некоторые типы подшипников могут быть и без сепаратора. Такие подшипники имеют большое число тел качения и большую грузоподъемность [24].
Рисунок 1.3 - Подшипник качения: 1 - внутреннее кольцо; 2 - тело качения; 3 - наружное кольцо; 4-сепаратор
Применение подшипников качения позволило заменить трение скольжения трением качения. Трение качения существенно меньше зависит от смазки. Упрощаются система смазки и обслуживание подшипника.
Преимущества подшипников качения:
- низкое трение, низкий нагрев;
- взаимозаменяемость;
- значительно (в 5…10 раз) меньшие пусковые моменты;
- экономия смазки;
- высокий уровень стандартизации;
- небольшие габариты в осевом направлении;
- экономия дорогих антифрикционных материалов и цветных металлов, меньшее требование к материалам и термической обработке валов.
Недостатки подшипников качения:
- высокая стоимость уникальных подшипников;
- чувствительность к ударам и вибрациям вследствие большой жесткости конструкции;
- высокие габариты (особенно радиальные) и вес;
- высокие требования к оптимизации выбора типоразмера;
- шум при работе с высокой частотой вращения;
- ограничение срока службы, особенно при больших скоростях и нагрузках.
Для изготовления подшипников качения используются шарикоподшипниковые высокоуглеродистые хромистые стали ШХ 15 и ШХ 15СГ, а также цементируемые легированные стали 18ХГТ и 20Х 2Н 4А. Твёрдость колец и роликов обычно HRC 60...65, а у шариков - HRC 62... 66, поскольку площадка контактного давления у шарика меньше. Сепараторы изготавливают из мягких углеродистых сталей либо из антифрикционных бронз. Широко внедряются сепараторы из металлокерамики, дюралюминия, пластмасс, текстолита. Для смазывания подшипников качения применяют жидкие и пластичные смазывающие материалы.
Производство подшипников качения осуществляется в условиях жестких требований к качеству подшипников. При оптимальных рабочих условиях подшипники могут непрерывно эксплуатироваться в течение многих лет. Срок службы подшипников качения зависит от уровня технологии производства, условий хранения, правильного применения. Большое значение имеет также качественный монтаж.
Подшипники выходят из строя вследствие усталостного выкрашивания, абразивного изнашивания или пластических деформаций при перегрузках. Интенсивность абразивного изнашивания можно уменьшить за счет применения совершенных уплотнителей и надлежащей очистки масла.
Также сепараторы разрушаются от центробежных сил и действия тел качения. Раскалывание колец и тел качения происходит при их работе с сильными ударами, при перекосах [10].
За последние годы в области металлургии подшипниковых сталей и их термической обработке повысилось качество металла. Возросла точность изготовления подшипников. Повышение точности явилось результатом прогресса техники в области производства металлообрабатывающих станков. Создана новая контрольно-измерительная аппаратура.
Прогресс технологии производства и контроля позволил повысить точность сортировки деталей подшипников. В значительной степени возросли надёжность и долговечность подшипников качения в результате повышения качества поверхности и точности геометрии рабочих поверхностей деталей подшипников.
Улучшена конструкция подшипников давно освоенных типов. Создается большое количество подшипников новых типов.
Таким образом, широкое внедрение новой техники, технологии, автоматизации производства, повышение качества металла, применение новой контрольно-измерительной аппаратуры способствует дальнейшему улучшению качества подшипников. Возрастают темпы выпуска продукции, повышается экономичность производства.
Шариковый радиально-упорный двухрядный подшипник 6-256707АКЕ 12 устанавливается на переднюю ступицу автомобилей ВАЗ 1118 (Калина), 2190 (Гранта), 2170 (Приора). Поскольку подшипник имеет два ряда тел качения, воспринимает комбинированные радиальные и двухсторонние осевые нагрузки при высоких скоростях вращения; является закрытым. Дополнительные обозначения: А - усиленный, Е - сепаратор из пластических материалов, К - небольшие конструктивные изменения.
Параметры подшипника 6-256707АКЕ 12 приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Параметры подшипника 6-256707АКЕ 12
Внутренний диаметр, мм |
35 |
|
Наружный диаметр, мм |
68 |
|
Ширина, мм |
37 |
|
Масса, кг |
0.56 |
|
Динамическая грузоподъемность, кН |
40 |
|
Номинальная частота вращения, об/мин |
3500 |
|
Количество шариков |
28 |
|
Диаметр шарика |
9.525 |
1.2 Анализ существующих технологических процессов изготовления подшипников
Различные машиностроительные предприятия значительно отличаются друг от друга по характеру создаваемой продукции, применяемому оборудованию, и технологическим процессам. В зависимости от этих факторов предприятия подразделяются на несколько организационных типов производства.
Единичное производство характеризуется применением универсального оборудования и технологической оснастки, стандартного режущего инструмента, разрабатывают технологический процесс, как правило, по наиболее простым формам (маршрутные карты). Выпуск каждого наименования изделий производится в небольших количествах; большая часть рабочих имеет высокую квалификацию, значительный объем ручных сборочных и доводочных операций, здесь высокая трудоемкость изделий и длительный производственный цикл их изготовления.
Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры продукции. Различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства. Особенности организации серийного производства заключаются в том, что удается специализировать рабочие места для выполнения нескольких подобных технологических операций. Наряду с универсальным применяется специальное оборудование и технологическая оснастка, широко используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры.
Массовое производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры однородной продукции в больших количествах в течение продолжительного периода времени, высокой степенью комплексной механизации и автоматизации технологических процессов. Применяются агрегатные, автоматические и специальные станки, а также автоматические линии. Непременным условием массового производства является высокий уровень стандартизации и унификации при конструировании деталей, узлов и агрегатов.
В массовом производстве можно специализировать рабочие места на выполнении одной постоянно закрепленной операции. Применяется труд рабочих невысокой квалификации. Массовое производство обеспечивает наиболее полное использование оборудования, высокий уровень производительности труда.
Технология изготовления колец состоит из следующих операций [20]:
1) изготовление колец - получение заготовки, токарная обработка, термическая обработка, шлифовальная обработка;
2) изготовление тел качения;
3) изготовление сепараторов;
4) сборка подшипника;
5) приемочный контроль.
1.2.1 Способы получения заготовок колец
Для изготовления колец применяются горячекатаные и холоднотянутые прутки круглого сечения и трубы из стали марки ШХ 15, ШХ 15СГ.
В зависимости от конфигурации колец применяют следующие методы изготовления заготовок:
- штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) с последующей раскаткой и калибровкой с одного нагрева в щелевых печах мазутом;
- штамповка на прессах полуавтоматической линии типа "Вагнер" и на многопозиционных горячештамповочных автоматах типа "Хатебур";
- свободная ковка на молотах последующей раскаткой на раскатной машине и калибровкой на вертикальном механическом прессе;
- холодная штамповка из полосы;
- методы порошковой металлургии. Исходным материалом служит порошок, в который добавляют 0.6…0.9 % молибдена с целью снижения обезуглероживания и 0.4…0.6 % графита. Кольца подшипников прессуют в холодном состоянии и затем спекают при температуре 1100 °С.
Среди множества способов получения заготовок обработкой давлением наибольшее распространение получили свободная ковка и горячая объёмная штамповка (ГОШ); заготовки, полученные свободной ковкой, называют коваными поковками, а изготовленные объёмной штамповкой - штампованными поковками или штамповками. На автоматической линии штампуются одиночные, башенные или парные разделяемые заготовки. Башенные или парные разделяемые заготовки включают заготовки наружного и внутреннего кольца одного типоразмеров и конструктивных групп подшипников.
1.2.2 Токарная обработка колец подшипника
В настоящее время на ЗАО "ВПЗ" токарная обработка наружного и внутреннего колец подшипника 6-256707АКЕ 12 производится на токарных многошпиндельных автоматах 1А 290-6 и 1Б 265-6К. Технологический процесс токарной обработки деталей подшипника приведен в таблицах 1.2 и 1.3. Кольца изготавливаются из стали ШХ 15-В (ГОСТ 801-78).
Таблица 1.2 - Технологический процесс токарной обработки кольца 256707АКЕ 12.01
Номер позиции |
Номер перрехода |
Наименование перехода |
Режущий инструмент |
Вспомогательный инструмент |
Зажимные приспособления |
|
01 |
01 |
Обточка наружной цилиндрической поверхности |
Резец проходной расточной Пластина |
Державка |
Цанга зажимная Цанга подающая Кольцо направляющее |
|
01 |
02 |
Зенкерование внутренней цилиндрической поверхности предв. |
Зенкер диам. 53.0 мм |
Державка центральная Оправка |
||
01 |
03 |
Проточка канавки |
Резец прорезной |
Державка |
||
02 |
01 |
Зенкерование внутренней цилиндрической поверхности оконч. |
Зенкер диам. 53.5 мм |
Державка центральная Оправка |
||
02 |
02 |
Обточка наружного профиля |
Резец дисковый |
Державка |
||
03 |
01 |
Расточка внутренней цилиндрической поверхности |
Пластина раст. диам. 54.2мм |
Державка центральная Оправка |
||
04 |
01 |
Расточка внутреннего профиля предв. |
Резец профильный предв. |
Копир |
||
05 |
01 |
Расточка внутреннего профиля оконч. |
Резец профильный оконч. |
Копир |
||
05 |
02 |
Подрезка торца |
Резец проходной расточной Пластина |
Державка |
||
06 |
01 |
Отрезка кольца |
Резец отрезной |
Державка Блочок отрезного дискового резца |
Таблица 1.3 - Технологический процесс токарной обработки кольца 256707АКЕ 12.02
Номер позиции |
Номер перрехода |
Наименование перехода |
Режущий инструмент |
Вспомогательный инструмент |
Зажимные приспособления |
|
01 |
01 |
Обточка наружной цилиндрической поверхности |
Резец проходной расточной Пластина |
Державка |
Цанга зажимная Цанга подающая Кольцо направляющее |
|
01 |
02 |
Зенкерование внутренней цилиндрической поверхности предв. |
Зенкер диам. 34мм |
Державка центральная Оправка |
||
01 |
03 |
Обточка наружного профиля предв. |
Резец дисковый |
Державка |
||
02 |
01 |
Расточка внутренней цилиндрической поверхности предв. |
Резец расточной |
Державка центральная Оправка |
||
02 |
02 |
Обточка наружного профиля оконч. |
Резец дисковый |
Державка |
||
03 |
01 |
Расточка внутренней цилиндрической поверхности оконч. |
Пластина раст. диам. 34.58мм |
Державка центральная Оправка |
||
04 |
01 |
Не выполняется |
- |
- |
||
05 |
01 |
Подрезка торца |
Резец проходной расточной Пластина |
Державка |
||
05 |
02 |
Расточка внутреннего профиля |
Резец фасочный |
Копир |
||
06 |
01 |
Отрезка кольца |
Резец отрезной |
Державка Блочок |
Преимущество обработки колец на многошпиндельных автоматах заключается в том, что все отдельные переходы совершаются одновременно. Поэтому повышается производительность.
Недостатком токарной обработки деталей на станках автоматах является небольшая скорость резания. Это объясняется тем, что обработка ведется на масляной смазочно-охлаждающей жидкости. Шероховатость колец получается неудовлетворяющая требованиям нормативно-технологической документации.
Следовательно, необходимо осваивать новое оборудование и технологии.
1.2.3 Термообработка колец подшипника
Целью термической обработки является повышение контактной выносливости материала колец и тел качения. Структура высокоуглеродистой хромистой подшипниковой стали при термообработке представляет собой отпущенный мелкозернистый мартенсит и мелкодисперсные сфероидизированные карбиды. Необходимую вязкость обеспечивает присутствие участков остаточного аустенита, не успевшего преобразоваться в мартенсит.
Термообработка колец состоит из следующих операций:
- закалка (нагрев до температуры 850 °С и быстрое охлаждение в масло, температура масла + 40°C);
- отпуск (производится при температуре 170°С).
1.2.4 Шлифовальная обработка колец
Шлифование придаёт окончательные формы и размеры обрабатываемым кольцам и обеспечивает требуемую шероховатость поверхности. Шлифовальные операции производятся на автоматических линиях, состоящих из нескольких видов шлифовальных станков, измерительных комплексов и моечных машин, связанных между собой технологическим транспортом.
Шлифовальная обработка производится на плоскошлифовальных, бесцентро-шлифовальных, внутришлифовальных автоматах. Окончательная обработка дорожек качения проводится на суперфинишном полуавтомате.
Основным направлением совершенствования процесса шлифования является его автоматизация, создание быстродействующих средств загрузки и выгрузки, адаптивное управление циклом шлифования.
1.2.5 Изготовление тел качения и сепараторов
Шарики для шариковых подшипников изготавливаются с точностью до десятых долей микрона. Чтобы добиться такой формы необходимо строгое соблюдение сложного технологического процесса. При внешней простоте шарики для подшипников являются одними из самых сложных в технологическом смысле деталями.
Основные этапы производства шариков [20].
1) Штамповка заготовок шариков. Из бухты стальной проволоки, диаметр которой чуть больше диаметра готового шарика, на холодно-высадочном автомате или стане, поперчно-винтовой прокатки формируются штучные заготовки, которые имеют некоторые отклонения от правильной формы в виде кольцевого наплыва ("сатурное" кольцо) и центровые выступы. Заготовки, помещенные между двумя дисковыми матрицами с канавками, обкатываются до придания им шарообразной формы (максимальное давление 20 тонн). Таким образом получают шарики с допуском 100 микрон от финального размера;
2) Обработка шариков до закалки. Штампованные заготовки шариков сначала подвергают грубой абразивной обработке в специальных барабанах, где происходит снятие "сатурновых" колец и центровых выступов. Затем отгалтованные таким образом заготовки попадают в шарообрабатывающие станки, представляющий собой нижнюю неподвижную и верхнюю вращающуюся планшайбы, оснащенные чугунными дисками специального профиля, между которыми под давлением до 20 тонн многократно прокатываются заготовки, приобретая сферическую форму с припуском на последующее шлифование и доводку. Затем шарики подвергаются термической обработке: нагреву, закалке и отжигу в специальных муфельных печах, придающими шарикам необходимую твёрдость (HRC 60-62).
3) Шлифовка шариков. Следующим этапом является шлифовка шариков до достижения размера с допуском до 10 микрометров от номинального. Закаленные шарики поступают в шарошлифовальный станок. Здесь шарики многократно прокатываются по желобам автоматически перемешиваясь между рядами желобов. На выходе из станка получаются отшлифованные с необходимой точностью шарики. В отдельных случаях, когда требуется очень высокая точность и чистота поверхности, шарики подвергаются доводке.
4) Финальная операция - промывка, 100-процентный контроль, сортировка по селективным группам, упаковка.
Сепараторы изготавливают из мягких углеродистых сталей, антифрикционных бронз, латуни.
Основные этапы производства сепаратора (исходная заготовка - стальной лист).
1) Механическая обработка:
- пробивка;
- черновая штамповка;
- чистовая штамповка;
- сверление отверстий под заклепки.
2) Обработка поверхностей.
1.2.6 Сборка подшипников
Сборка подшипника - сложная операция. Стандартные шариковые подшипники имеют неразборную конструкцию. Для обеспечения качественной сборки применяют селективный метод, т.е. подбор собираемых компонентов производится по размерным группам, обеспечивающим требуемые конечные параметры собранных подшипников.
Все операции по сборке стандартных шариковых подшипников осуществляются на автоматических сборочных линиях.
Последовательность сборки подшипника:
- шарики размещают на дорожке качения наружного кольца в строго определенном и контролируемом количестве с таким расчетом, чтобы внутреннее кольцо могло быть вставлено в комплект;
- вставляется внутреннее кольцо, которое центрируется с опорой на шарики, укладываясь на сегмент окружности, образованный шариками;
- шарики окончательно равномерно распределяются путем разгонки и их фиксации при помощи змейковых полусепараторов.
- два полусепаратора соединяются при помощи автоматической точечной сварки, загиба монтажных усиков или склепыванием.
1.2.7 Задачи дипломного проектирования
В результате анализа исходных данных можно сформулировать следующие задачи дипломного проектирования:
- определить тип производства;
- рассмотреть технологические возможности обрабатывающего центра с ЧПУ SКТ 21;
- выбрать маршруты обработки поверхностей;
- разработать технологический маршрут;
- разработать технологические наладки;
- разработать программу для обрабатывающего центра с ЧПУ;
- выбрать оборудование, приспособления, режущие инструменты, средства контроля;
- расcчитать припуски на обработку;
- спроектировать станочные приспособления цанги, выполнить расчет усилия зажима, расчет на прочность приспособления;
- оценить безопасность и экологичность проекта;
- оценить экономическую эффективность проекта.
2. Технологическая часть
2.1 Разработка технологии изготовления колец 256707АКЕ 12.01/02
2.1.1 Химический состав и свойства стали ШХ 15
В подшипниковом производстве для изготовления колец к наиболее рекомендуемым относится сталь ШХ 15 (ГОСТ 801-78). Расшифровка марки ШХ 15: Ш в начале марки - подшипниковая; Х означает легированная хромом, который присутствует в количестве 1,5 %. Химический состав стали приведен в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Химический состав стали ШХ 15
Химический элемент |
Массовая доля элементов, % |
|
Углерод (С) |
0,95-1,05 |
|
Кремний (Si) |
0,17-0,37 |
|
Марганец (Mn) |
0,2-0,4 |
|
Хром (Cr) |
1,3-1,65 |
|
Сера (S) |
до 0,02 |
|
Фосфор (P) |
до 0,027 |
|
Никель (Ni) |
до 0,3 |
|
Медь (Cu) |
до 0,25 |
Свойства стали ШХ 15 приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Свойства стали ШХ 15
Твердость (горячекатаной и кованной для холодной механической обработки без термообработки), HRC |
27 |
|
Температура плавления |
1315°С |
|
Предел текучести, |
||
Предел прочности при растяжении (временное сопротивление разрыву), |
Для обеспечения работоспособности изделий сталь должна обладать твердостью HRC 61 и не более HRC 64, высокой прочностью и контактной выносливостью. С целью улучшения качества металла, его очищают от неметаллических включений и уменьшают пористость посредством использования электрошлакового или вакуумно-дугового переплава.
2.1.2 Анализ технологичности конструкции
Анализ технологичности конструкции колец подшипника будем проводить по следующим группам показателей:
- технологичность заготовки;
- технологичность общей конфигурации колец;
- технологичность базирования и закрепления;
- технологичность обрабатываемых поверхностей деталей.
1) Технологичность заготовки.
Заготовка для изготовления колец подшипника выполнена из стали ШХ 15. Возможно использование одинаковых заготовок для групп деталей. С точки зрения получения заготовки деталь можно считать технологичной.
2) Технологичность общей конфигурации колец.
Рабочие чертежи колец подшипника содержат необходимую графическую и техническую информацию для полного представления их конструкции. Указаны размеры с их отклонениями от номинала, проставлена требуемая шероховатость. Нетехнологичны дорожки качения наружного кольца, выполненные по внутреннему диаметру. В остальном, деталь детали достаточно технологичны. Допускают применение высокопроизводительных режимов обработки, имеют достаточно хорошие базовые поверхности. Все поверхности колец доступны для контроля. Таким образом, с точки зрения общей конфигурации колец их можно считать технологичными.
3) Технологичность базирования и закрепления.
Базой для установки служат цилиндрическая поверхность и торец заготовки, а также наружные и внутренние цилиндрические поверхности. Точность и шероховатость используемых баз обеспечит требуемую точность обработки. Таким образом, с точки зрения базирования и закрепления детали можно считать технологичными.
4) Технологичность обрабатываемых поверхностей деталей.
Для получения контура колец предполагается обрабатывать все поверхности детали. Число обрабатываемых поверхностей относительно невелика, протяженность обрабатываемых поверхностей небольшая. Точность и шероховатость рабочих поверхностей определяется условиями работы подшипника. Поверхности различного значения разделены, что облегчает их обработку. Таким образом, с точки зрения обрабатываемых поверхностей деталь можно считать технологичной.
2.1.3 Разработка маршрута обработки
В целях снижения времени цикла изготовления и улучшения качества колец 256707АКЕ.12.01/02 токарная обработка будет производиться на обрабатывающих центрах с ЧПУ SКТ 21. Наружное и внутренние кольца подшипника будут изготавливаться из трубы. Годовая программа 540000 штук. подшипник технология токарная обработка
Технологический процесс будет состоять из токарной обработки, термообработки и шлифования колец.
Для шлифовальной обработки токарных заготовок будут применятся автоматические линии. Под автоматической линией понимается система станков, расставленных по ходу выполнения технологического процесса, предназначенная для преобразования заготовки в готовую деталь путем выполнения технологических операций механической обработки.
Обрабатываемые на автоматических линиях заготовки должны быть технологичными, стабильной конструкции, допускающими минимальное число базирований. Задача тщательно спроектированного технологического процесса-добиться синхронизации работы отдельных станков и позиций, что достигается применением комбинированного инструмента, согласованием режимов резания на отдельных операциях, разделением видов обработки и т. д. Применение автоматических линий позволяет снизить себестоимость обработки, сокращаются число станков и производственные площади.
В машиностроении наиболее часто применяют следующие виды шлифования: круглое наружное, круглое внутреннее, плоское.
При круглом наружном шлифовании заготовку устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Для осуществления шлифования необходимо, чтобы обрабатываемая заготовка и абразивный инструмент имели заданные относительные движения, без которых резание металлов невозможно.
Среди разновидностей шлифования наиболее эффективно бесцентровое круглое шлифование, при котором обеспечиваются высокая точность и качество обработки. Кроме того, бесцентрово-шлифовальные станки незаменимы при создании автоматических линий, так как могут быть оснащены загрузочными устройствами и приборами для автоматического активного контроля размеров детали.
Внутреннее шлифование применяют для получения высокой точности отверстий на заготовках, прошедших термическую обработку.
Технологический процесс изготовления колец представлен на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Технологический процесс изготовления колец
2.1.4 Проектирование технологического процесса токарной обработки колец 256707АКЕ 12.01/02 на обрабатывающих центрах SКТ 21
Для повышения эффективности производства необходимо увеличивать производительность. Обрабатывающие центры с ЧПУ, по сравнению со станками автоматами, имеют более широкие технологические возможности.
Применение в обрабатывающих центрах систем числового программного управления приводит к замене нерегулируемых источников движения на управляемые по программе двигатели (асинхронные частотно-токовым управлением, постоянного тока и т. д.), позволяющие регулировать скорость, направление и путь создаваемого ими движения. Происходит упрощение механической части кинематической структуры обрабатывающего центра, упрощение конструкции. Улучшаются его характеристики.
Особенности обрабатывающих центров с ЧПУ:
- мощный привод главного движения 20-40 и более кВт. Используются двигатели постоянного тока, которые позволяют осуществить бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, или трехфазные двигатели переменного тока с большим числом ступеней регулирования (18-20 и более). Верхние пределы частоты вращения шпинделя достигают 6000 об./мин., пределы регулирования частоты вращения шпинделя изменяются до 200 раз;
- бесступенчатый привод движения подачи с очень широкими пределами величины подачи, у некоторых станков величина подачи изменяется от 1 до 1200 мм/мин., то есть в 1200 раз, у других моделей еще больше, что дает возможность для каждого конкретного случая выбирать оптимальную по условиям обработки подачу;
- обрабатывающие центры с ЧПУ имеют несколько координат с независимым управлением по каждой из них. Это позволяет реализовать очень сложные траектории перемещения рабочих органов, недостижимые для нечисловых систем управления, например, копировальной;
- обрабатывающие центры имеют скорость установочных перемещений суппорта 4,8 м/мин, а некоторые до 10 м/мин., что позволяет максимально сократить время холостых перемещения суппорта;
- обрабатывающие центры снабжены развитыми инструментальными системами с числом инструментов 12 и более.
Обрабатывающие центры с ЧПУ имеют высокую точность изготовления и повышенную жесткость, что позволяет обеспечить высокую точность обработки.
SKT21 - двух-координатный токарный обрабатывающий центр, с возможностью установки шести инструментов в Т-образные пазы стола.
Базовое оснащение станка включает в себя систему ЧПУ Fanuc 0i-Т, револьверную головку с неподвижным инструментом, автоматическую систему настройки инструмента Q-Setter, регулируемое усилие зажатия гидравлического патрона, комплект сырых кулачков, защитное ограждение рабочей зоны, освещение рабочей зоны, систему подачи СОЖ в зону обработки, противошпиндель, автоматическую систему смазки направляющих, набор инструментов для обслуживания станка, инструментальные державки.
Технические характеристики SKT21:
- напряжение питания - 380В;
- потребляемая мощность - 11 кВт;
- наибольший диаметр обрабатываемой детали - 165 мм;
- наибольшая длина обрабатываемой детали - 190 мм;
- перемещение по оси Х - 210 мм;
- перемещение по оси Z - 550мм;
- частота вращения шпинделя 50-4000 об/мин (бесступенчатое регулирование);
- максимальная подача по оси Х - 30000 мм/мин.;
- максимальная подача по оси Z - 36000 мм/мин.;
- габариты станка 3150х 1650 х 1870 мм;
- масса 4400 кг.
2.1.5 Определение типа производства
Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций (), который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых подразделением в течение месяца, к числу рабочих мест. Коэффициент закрепления операций отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией, а также снабжения рабочего места всеми необходимыми вещественными элементами производства. Коэффициент закрепления операций оценивается применительно к явочному числу рабочих подразделения из расчета на одну смену [7]. Определяется по формуле (2.1):
(2.1)
где - коэффициент закрепления операций;
- такт выпуска деталей, шт./мин.;
- среднее штучно-калькуляционное время по операциям механической обработки, мин.
Такт выпуска определяется по формуле (2.2):
(2.2)
где - такт выпуска, шт./мин.;
- действительный месячный фонд времени, равный при односменной работе, =1980 ч.;
- количество смен, =2 смены;
N - годовой объем выпуска изделий, N =540000 шт./год.
По формуле (2.2) рассчитаем такт выпуска:
Среднее штучно-калькуляционное время определяется по формуле (2.3):
(2.3)
где - среднее штучно-калькуляционное время, мин.;
- штучно-калькуляционное время по операциям механической обработки, мин.;
n - количество операций механической обработки.
По формуле (2.3) рассчитаем среднее штучно-калькуляционное время:
Найдем коэффициентом закрепления операций:
Исходя из значения определим тип производства:
> 20 - мелкосерийное производство;
= 10-20 - среднесерийное производство;
= 1-10 - крупносерийное производство;
< 1 - массовое производство.
Следовательно, производство будет массовым.
2.1.6 Расчет припусков на обработку
Величина общего припуска зависит от толщины дефектного поверхностного слоя, подлежащего снятию, а также припусков, необходимых, для всех промежуточных операций механической обработки - межоперационных припусков, учитывающих погрешности установки, погрешности формы, допуски на операционные размеры, необходимую шероховатость поверхности [7].
Рассчитаем припуски на обработку диаметра Ш мм кольца 256707АКЕ 12.01. Технологический маршрут состоит из чернового и чистового точения.
Произведем расчет минимальных значений межоперационных припусков по формуле (2.4):
(2.4)
где - минимальное значение межоперационных припусков;
- высота микронеровностей, мкм;
- глубина дефектного слоя, мкм;
- значение пространственных отклонений, мкм;
- погрешность установки заготовки при выполняемой операции, мкм.
Значение пространственных отклонений определим по справочнику [30], с = 360 мкм.
Остаточные пространственные отклонения определим по формуле (2.5):
(2.5)
где - коэффициент уточнения формы [12].
Коэффициент для чернового точения =0.06; для чистового - =0.04. Остаточное пространственное отклонение после предварительного точения составит:
Остаточное пространственное отклонение после окончательного точения:
По справочнику [30] определим величину погрешности установки заготовки:
- при черновом точении =400 мкм;
- при чистовом точении =80 мкм.
Определим наименьший расчетный припуск под черновое точение:
Определим наименьший расчетный припуск под чистовое точение:
Определим расчетный диаметр по формуле (2.6):
(2.6)
где - расчетный диаметр, мм;
- расчетный размер последующего перехода, мм;
- минимальный припуск последующего перехода, мм.
Рассчитаем диаметр отверстия:
Значения допусков каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетами.
Определим наибольшие предельные отклонения по формуле (2.7):
(2.7)
где - наибольший диаметр отверстия, мм;
- допуск, мкм.
Выполним расчет диаметров ():
Рассчитаем предельные значения припусков:
Общие припуски определим, суммируя промежуточные:
Припуски и предельные размеры сведем в таблицу 2.5.
Минимальный диаметр заготовки определим, суммируя диаметр детали и минимальный припуск:
Таблица 2.5 - Припуски и предельные размеры
Технологические переходы обработки поверхности Ш |
Элементы припуска |
Расчетный припуск 2Zmin, мкм |
Расчетный размер, d р, мкм |
Допуск, мкм |
Предельный размер, мм |
Предельные размеры допусков, мкм |
||||||
R z |
Т |
с |
е |
D min |
D max |
2Zпрmах |
2Zпрmin |
|||||
Заготовка |
150 |
200 |
360 |
- |
- |
52.25 |
250 |
51.95 |
52.25 |
- |
- |
|
Точение черновое |
50 |
50 |
21.6 |
400 |
2•889.1 |
52.62 |
150 |
52.62 |
52.47 |
1530 |
1780 |
|
Точение чистовое |
10 |
20 |
14.4 |
80 |
2•182.9 |
54.4 |
40 |
54.4 |
54.0 |
520 |
370 |
На основании полученных данных строим схему графического расположения припусков и допусков (рисунок 2.2).
Аналогично рассчитываем припуски на остальные поверхности.
Рисунок 2.2 - Схема графического расположения припусков и допусков
Заготовка наружного кольца приведена на рисунке 2.3.
Рисунок 2.3 - Заготовка наружного кольца
Рассчитаем припуски на обработку наружного диаметра Ш мм кольца 256707АКЕ 12.02. Технологический маршрут состоит из чернового и чистового точения, предварительного и чистового шлифования.
Значение пространственных отклонений определим по справочнику [3], с = 400 мкм.
Коэффициент для чернового точения =0.06; для чистового - =0.04; для предварительного шлифования =0.02. На операции чистового шлифования пространственные отклонения малы и не учитываются.
По формуле (2.6) рассчитаем остаточное пространственное отклонение после предварительного точения:
Остаточное пространственное отклонение после окончательного точения составит:
Остаточное пространственное отклонение после шлифования составит:
По справочнику [25] определим величину погрешности установки заготовки:
- при черновом точении =400 мкм;
- при чистовом точении =80 мкм;
- при предварительном шлифовании =5 мкм;
- при чистовом шлифовании =5 мкм.
По формуле (2.5) определим наименьший расчетный припуск под черновое точение:
Определим наименьший расчетный припуск под чистовое точение:
Определим наименьший расчетный припуск под предварительное шлифование:
Определим наименьший расчетный припуск под чистовое шлифование:
Определим расчетный диаметр по формуле (2.8):
(2.8)
где - расчетный размер последующего перехода, мм;
- минимальный припуск последующего перехода, мм.
Рассчитаем диаметр ():
Значения допусков каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетами.
Определим наибольшие предельные отклонения по формуле (2.9):
(2.9)
где - максимальный диаметр, мм;
- допуск, мкм.
Рассчитаем максимальный диаметр:
Рассчитаем предельные значения припусков:
Общие припуски определим, суммируя промежуточные:
Припуски и предельные размеры сведем в таблицу (2.6).
Таблица 2.6 - Припуски и предельные размеры
Технологические переходы обработки поверхности Ш |
Элементы припуска |
Расчетный припуск 2Zmin, мкм |
Расчетный размер, D р, мкм |
Допуск, мкм |
Предельный размер, мм |
Предельные размеры допусков, мкм |
||||||
R z |
Т |
с |
е |
D min |
D max |
2Zпрmах |
2Zпрmin |
|||||
Заготовка |
300 |
300 |
400 |
- |
- |
52.24 |
500 |
52.24 |
52.74 |
- |
- |
|
Точение черновое |
150 |
200 |
24 |
400 |
2•1165.6 |
49.93 |
400 |
49.93 |
50.33 |
2410 |
2310 |
|
Точение чистовое |
50 |
50 |
16 |
80 |
2•433.52 |
49.07 |
300 |
49.07 |
49.37 |
960 |
860 |
|
Шлифование предварительное |
20 |
25 |
8 |
5 |
2•116.76 |
48.84 |
160 |
48.84 |
49.0 |
370 |
230 |
|
Шлифование чистовое |
5 |
10 |
0 |
5 |
2•54.43 |
48.74 |
60 |
48.74 |
48.8 |
200 |
100 |
Минимальный диаметр заготовки определим, суммируя диаметр детали и минимальный припуск:
На основании полученных данных строим схему графического расположения припусков и допусков (рисунок 2.4).
Аналогично рассчитываем припуски на остальные поверхности.
Рисунок 2.4 - Схема графического расположения припусков и допусков
Заготовка кольца 256707АКЕ 12.01/02 приведена на рисунке 2.5.
Рисунок 2.5 - Заготовка кольца 256707АКЕ 12.01/02
2.1.7 Расчет режимов резания
Рассчитаем режимы резания для токарной обработки.
Основной токарной операцией является точение.
Точение - это механическая обработка резанием наружных и внутренних поверхностей вращения; точение - сочетание двух движений - вращения заготовки и линейного перемещения инструмента.
При подаче инструмента вдоль оси заготовки обеспечивается диаметральный размер детали, при подаче инструмента к оси заготовки обеспечивается линейный размер детали (подрезка торца).
Для получения профильной поверхности подачи комбинируются в двух направлениях.
Рассмотрим пример расчета режимов резания для операции - отрезка кольца. Для выполнения операции применяется инструмент державка отрезного резца DGTR 25B-2D35 с пластиной PENTA 34N300PB020 IC908.
Скорость резания - это скорость движения поверхности заготовки относительно режущей кромки инструмента [22].
Скорость резания определим по формуле (2.10):
(2.10)
где V - скорость резания, м/мин.;
- постоянная для данных условий, = 340;
m, x, у - показатели степени, m=0.2, x=0.15, у=0.2;
Т - стойкость инструмента, Т =195 мин.;
t - глубина резания, t=0.4 мм;
S - подача, S=0.1 мм/об.;
- поправочный коэффициент на скорость резания:
определяется по формуле (2.11):
(2.11)
где - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, =1;
- коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки, =0.8;
- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента, =0.8;
- коэффициент параметров резца, =1;
- коэффициент, характеризующий вид обработки, =1.
Рассчитаем поправочный коэффициент на скорость резания:
.
Подача оказывает ключевое влияние на качество обработанной поверхности и на процесс формирования стружки; величина подачи влияет не только на толщину стружки, но и на то, как стружка формируется в зависимости от геометрии пластины.
Подачу возьмем равной рекомендованному значению производителя режущего инструмента (S=0.1 мм/об.).
Рассчитаем скорость резания:
Частоту вращения шпинделя определим по формуле (2.12):
(2.12)
где n - частота вращения шпинделя, об./мин.;
V - скорость резания, м/мин.;
D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Найдем частоту вращения шпинделя:
Полученную частоту вращения шпинделя округляем до стандартной, =600 об./мин.
Фактическую скорость резания определим по формуле (2.13):
(2.13)
где - фактическая скорость резания, м/мин.;
п - стандартная частота вращения шпинделя, ;
D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.
Найдем фактическую скорость резания:
Для других операций скорость резания возьмем равной рекомендованной значением производителя режущего инструмента.
Основное время определим по формуле (2.14):
(2.14)
где - длина рабочего хода инструмента, мм;
-частота вращения шпинделя, ;
S - подача инструмента мм/об.
Длину рабочего хода определим по формуле (2.15):
(2.15)
где - длина рабочего хода инструмента, мм;
- длина перебега инструмента, мм;
- длина подвода инструмента, мм.
Рассчитаем длину рабочего хода:
По формуле (2.13) рассчитаем основное время:
Режимы резания токарной обработки приведены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Режимы резания
Наименование операции |
Подача, мм/б. |
Частота вращения шпинделя, об./мин. |
Скорость резания, м/мин. |
Основное время, мин. |
Вспомога- тельное время, мин. |
Штучное время, мин. |
|
Кольцо 256707АКЕ 12.01 |
|||||||
Обточка комбинированного элемента предварительно (торец, фаска, наружная цилиндрическая поверхность) |
0.3 |
990 |
220 |
0.17 |
0.5 |
1.63 |
|
Расточка внутренней цилиндрической поверхности предварительно |
0.25 |
1300 |
220 |
0.14 |
|||
Расточка внутренней цилиндрической поверхности окончательно |
0.15 |
1250 |
250 |
0.18 |
|||
Обточка комбинированного элемента окончательно (торец, фаска, наружная цилиндрическая поверхность) |
0.25 |
1570 |
250 |
0.1 |
|||
Отрезка кольца |
0.1 |
600 |
133.76 |
0.037 |
|||
Обточка комбинированного элемента предварительно (торец, фаска, наружная цилиндрическая поверхность) |
0.3 |
990 |
220 |
0.17 |
|||
Расточка внутренней цилиндрическойповерхности предварительно |
0.25 |
1300 |
220 |
0.14 |
|||
Расточка внутренней цилиндрической поверхности окончательно |
0.15 |
1250 |
250 |
0.18 |
|||
Обточка комбинированного элемента окончательно (торец, фаска, наружная цилиндрическая поверхность) |
0.25 |
1470 |
250 |
0.1 |
|||
Кольцо 256707АКЕ 12.02 |
|||||||
Обточка комбинированного элемента предварительно (торец, фаска, наружная цилиндрическая поверхность) |
0.3 |
1400 |
220 |
0.14 |
0.582 |
1.13 |
|
Расточка внутренней цилиндрическойповерхности и фаски предварительно |
0.28 |
2060 |
220 |
0.05 |
|||
Обточка комбинированного элемента окончательно (торец, фаска, дорожка качения) |
0.22 |
1820 |
250 |
0.13 |
|||
Расточка внутренней цилиндрической поверхности и фаски окончательно |
0.25 |
2200 |
250 |
0.1 |
|||
Отрезка кольца |
0.1 |
780 |
120 |
0.04 |
|||
Обточка комбинированного элемента предварительно (торец, фаска) |
0.2 |
1420 |
250 |
0.02 |
|||
Обточка комбинированного элемента окончательно (торец, фаска) |
0.2 |
1420 |
250 |
0.02 |
|||
Расточка комбинированного элемента предварительно (канавка, фаска) |
0.22 |
2200 |
250 |
0.03 |
|||
Расточка комбинированного элемента окончательно (канавка, фаска) |
0.22 |
2400 |
250 |
0.03 |
Силу резания рассчитаем по формуле (2.16):
(2.16)
где - сила резания, Н.;
- постоянная резания, =300;
t - глубина резания, мм;
s - подача, мм/об.;
V - скорость резания, м/мин.;
хр, ур, nр - показатели степени, хр=1, ур=0.75, nр=0;
- поправочный коэффициент силы резания, =1.1.
Рассчитаем силу резания:
Рассчитаем режимы резания для шлифовальной обработки.
Шлифование - механическая операция по обработке твёрдого материала, разновидность абразивной обработки, которая, в свою очередь, является разновидностью резания. Механическое шлифование используется для достижения наименьшей шероховатости поверхности детали.
Для всех технологических способов шлифовальной обработки главным движением резания Vк (м/с) является вращение круга.
Рассмотрим пример расчета режимов резания для операции - шлифование скоса кольца 256707АКЕ 12.02.
Выбираем шлифовальный круг - КЧ 500Ч7Ч305 25А 16-П СМ 1 6-7 К 5 А 1кл (круг конический чашечный размером 500Ч7Ч305, в качестве материалов абразивных зерен используется электрокорунд, абразивные зерна размером 160 мкм, по степени твердости средне - мягкий, структурой 6-7 на керамической связке, класс точности А, класс неуравновешенности 1 кл).
Размеры шлифовального круга:; .
Определяем частоту вращения шлифовального круга по формуле (2.17):
(2.17)
где - частота вращения шлифовального круга, об/мин.;
- скорость вращения шлифовального круга, [15];
- диаметр круга, мм.
Рассчитаем частоту вращения круга:
.
По паспортным данным станка корректируем значение в меньшую сторону,
По справочным данным [26]находим скорость вращения заготовки, .
Рассчитываем частоту вращения заготовки по формуле (2.18):
(2.18)
где - частота вращения заготовки, об./мин.;
- скорость вращения заготовки м/мин.;
D - диаметр заготовки, мм.
Рассчитаем частоту вращения заготовки:
По справочным таблицам [25] определяем продольную подачу:
.
Полученное значение корректируем по паспорту станка
Поперечную подачу шлифовального круга определим по паспорту станка:
Основное время на операцию определим по формуле (2.19):
(2.19)
где - основное время на операцию, мин.;
l - длина обрабатываемой поверхности, мм;
- высота шлифовального круга, мм;
h - припуск на обработку, мм;
к - коэффициент при чистовом шлифовании, к=1.4;
- продольная подача, мм/об.;
- поперечная подача, мм/ход.
Рассчитаем основное время:
Аналогично рассчитываем режимы резания для других шлифовальных операций. Результаты сведем в таблицы 2.7 и 2.8.
Таблица 2.7 - Режимы резания
Наименование операции |
Глубина резания, мм |
Продольная (радиальная) подача, мм/об. (м/мин.) |
Скорость вращения круга, м/с |
Скорость вращения заготовки, м/мин. |
Основное время, мин. |
Вспомогательное время, мин. |
Штучно-калькуля- ционное время, мин. |
|
Кольцо 256707АКЕ 12.01 |
||||||||
Шлифование торцев одновременно предварительно |
0.33 |
- |
30 |
30 |
0.043 |
1.049 |
1.05 |
|
Шлифование наружной цилиндрической поверхности предварительно |
0.3 |
90 |
35 |
30 |
0.041 |
1.043 |
1.0431 |
|
Шлифование наружной цилиндрической поверхности окончательно |
0.15 |
89.5 |
35 |
30 |
0.041 |
1.082 |
1.0821 |
|
Шлифование торцев одновременно окончательно |
0.14 |
- |
30 |
30 |
0.043 |
1.043 |
1.0431 |
|
Шлифование дорожек качения одновременно |
0.32 |
1.3 |
60 |
60 |
0.82 |
1.138 |
1.14 |
|
Шлифование бортиков одновременно |
0.23 |
0.8 |
60 |
60 |
0.082 |
1.99 |
1.992 |
|
Кольцо 256707АКЕ 12.02 |
||||||||
Шлифование бортика предварительно |
0.22 |
90 |
30 |
30 |
0.02 |
1.029 |
1.0291 |
|
Шлифование торцев одновременно предварительно |
0.51 |
- |
30 |
30 |
0.02 |
1.021 |
1.0219 |
|
Шлифование бортика окончательно |
0.10 |
90 |
30 |
30 |
0.02 |
1.022 |
1.0221 |
|
Шлифование торцев одновременно окончательно |
0.12 |
- |
30 |
30 |
0.02 |
1.0215 |
1.0215 |
|
Шлифование дорожки качения |
0.95 |
2.4 |
50 |
60 |
0.48 |
1.58 |
1.585 |
|
Шлифование скоса |
0.10 |
2.1 |
30 |
30 |
0.48 |
1.94 |
1.941 |
|
Шлифование отверстия цилиндрического предварительно |
0.2 |
1.5 |
60 |
60 |
0.33 |
1.43 |
1.44 |
|
Шлифование отверстия цилиндрического окончательно |
0.11 |
1.1 |
60 |
60 |
0.32 |
1.42 |
1.428 |
Таблица 2.8 - Режимы резания (операция суперфиниширование дорожек качения)
Наименование операции |
Глубина резания, мм |
Частота вращения шпинделя, об./мин. |
Угол качания бруска, град. |
Скорость вращения заготовки, м/мин. |
Основное время, мин. |
Вспомогательное время, мин. |
Штучно-калькуляционное время, мин. |
|
Суперфиниширование первой дорожки качения |
0.01 |
2200 |
±8° |
30 |
0.91 |
1.24 |
1.241 |
|
Суперфиниширование второй дорожки качения |
0.01 |
2200 |
±8° |
30 |
0.90 |
1.24 |
1.241 |
|
Суперфиниширование дорожки качения |
0.010 |
2500 |
±8° |
30 |
0.35 |
1.35 |
1.353 |
2.1.8 Расчет технической нормы времени
Определим количество деталей в партии [2].
Подобные документы
Определение токарной обработки как метода изготовления деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт) на токарных станках. Сущность обработки металлов. Анализ технологичности деталей и выбор метода получения заготовки.
курсовая работа [968,8 K], добавлен 23.09.2011Анализ существующих технологических процессов токарной обработки деталей в массовом производстве. Проектирование токарной оснастки, инструмента. Разработка технологии штамповки. Анализ структуры затрат при изготовлении кольца по двум вариантам технологии.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 27.10.2017Задачи модернизации токарного автомата, доработка его основных узлов. Разработка конструкции автоматической загрузки и выгрузки колец. Кинематическая схема привода. Назначение автооператора, описание его функций. Конструирование режущего инструмента.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 20.03.2017Выбор заготовки, подбор станочных приспособлений, режущего и измерительного инструмента с целью проектирования технологического маршрута изготовления вала. Рассмотрение алгоритма выполнения токарной чистовой, фрезерной и сверлильной обработки детали.
курсовая работа [153,3 K], добавлен 29.02.2012Методы и современное оборудование, необходимое для холодной раскатки колец подшипников. Создание специальных раскатных машин. Состав и компоновка станка-автомата. Расчёт гидропривода подач и выбор гидроаппаратуры. Алгоритм обработки колец подшипников.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 27.10.2017Проведение анализа технологичности и разработка технологического процесса изготовления детали "Корпус разъема". Обоснование метода получения заготовки и выбор способов обработки поверхностей детали. Расчет технологического маршрута изготовления детали.
курсовая работа [260,6 K], добавлен 05.11.2011Проектирование станочного приспособления для обработки отверстий на сверлильно-фрезерном-расточном станке с ЧПУ с использованием прихватов и кондуктора. Расчет условий, технологии изготовления и эксплуатации сверлильного станочного приспособления.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.12.2008Описание конструкции и условий ее работы в механизме. Материал детали, механические свойства и вид ТО. Расчет себестоимости отливки. Эскиз заготовки. Назначение технологического маршрута обработки. Расчет припусков. Выбор оборудования и приспособлений.
курсовая работа [229,3 K], добавлен 24.11.2013Оценка технологичности изделия. Обзор методов изготовления деталей. Операции технологического маршрута. Обоснование сортамента заготовки и метода ее изготовления. Расчет режимов резания при токарной обработке. Разработка технологической оснастки.
курсовая работа [812,5 K], добавлен 12.01.2016Анализ способов и устройств автоматизации вставки заклепок в сепараторы подшипников. Разработка маршрута обработки изготовления детали. Выбор и расчет режимов резания. Технология сборки узла выдачи полусепараторов. Затраты на автоматизацию проектирования.
дипломная работа [812,6 K], добавлен 09.12.2016