Выполнение операций технологического процесса



х= •K_х. (4.29)

Коэффициент K_х является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки K_мх, состояние поверхности К_пх, материала инструмента К_их. При многоинструментной обработке и многостаночном обслуживании период стойкости увеличивают, вводя соответственно коэффициенты К_Ти, К_Тс, углов в плане резцов К_ц и радиуса при вершине резца К_r.

K_х=K_мх•К_пх•К_их. (4.30)

Сила резания. Силу резания Н, принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную P_z, радиальную P_y и осевую P_x). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитывают по формуле:

P_{z, x, y}=10C_p•t^x•s^y•хⁿ•K_p. (4.31)

Результирующая сила резания определяется по формуле

P_рез=. (4.32)

При отрезании, прорезании и фасонном точении t - длина лезвия резца.

Поправочный коэффициент K_p представляет собой произведение ряда коэффициентов учитывающих фактические условия резания.

K_p=K_мp•K_цp•K_гp•K_лp•K_rp, (4.33)



Мощность резания, кВт, рассчитывают по формуле

N= . (4.34)

При одновременной работе нескольких инструментов эффективную мощность определяют как суммарную мощность отдельных инструментов.

Общая формула для определения машинного времени T_м выражает собой зависимость продолжительности обработки детали от ее размеров, подлежащих обработке, и от технологического режима оборудования

Т_м= •i, (4.35)

где L -расчетная длина обработки: путь проходимый резцом в направлении подачи, мм;

n - число оборотов детали в минуту;

s - подача резца на один оборот в мм/об;

i - число проходов резца.

Расчетная длина обрабатываемой детали определяется как сумма следующих слагаемых:

L=l+l₁+l₂+l₃, (4.36)

где l - длина обрабатываемой детали в направлении подачи;

l₁ и l₂ - соответственно длина врезания и вывода инструмента в мм (0,5…5 мм);

l₃ - длина проходов при взятии пробных стружек в мм (1…2 мм).

Число оборотов детали в минуту находится по следующей зависимости от скорости резания:



n= , (4.37)

где х - скорость резания, м/мин;

d - диаметр обрабатываемой детали (заготовки) в мм;

1000 - числовой множитель для перевода метров в миллиметры.

Определяем скорости резания х_i для каждого перехода по формуле 4.29.

Период стойкости для токарных резцов T=60 мин.

Глубины резания для всех переходов представлены в Таблице 11.

Подачу s, мм/об назначаем по таблице 11[2]: s=0,8 мм/об.

Значение коэффициента C_х и показателей степени в формуле скорости резания выбираем на основе таблицы 17 [2]: C_х=340; x=0,15; y=0,45; m=0,2.

Коэффициент K_х считаем по формуле (4.30).

Поправочный коэффициент K_мх, учитывающий влияние физико?механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания выбираем на основе таблицы 1, стр. 261[2]

К_мх=К_г• .

Для стали 45 у_вр=610 МПа.

Коэффициент K_г, характеризующий группу стали по обрабатываемости, и показатель степени n_х выбираем на основе таблицы 2, стр. 262 [2]: K_г=1; n_х=1.

К_мх=1• =1,23.

Поправочный коэффициент K_пх, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания, выбираем на основе таблицы 5, стр. 263[2] K_пх=1.

Поправочный коэффициент K_их, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания выбираем на основе таблицы 6, стр. 263[2]. K_их=1.

K_х=1,23•1•1=1,23.

Определяем число оборотов детали n_i для каждого перехода:

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, принимаем n=1000 об/мин.

Поправочный коэффициент K_p считаем по формуле 4.33.

K_p=0,813•1•1•1,25•1=1,02.

Определение силы резания по формуле 4.31:

Pz=10

Определение мощности по формуле 4.34:

Таблица 11. Режимы резания для операции 010

Число проходов	№, описание перехода	t, мм	s, мм/об	х, м/с	Vпр, м/с	n, об/мин	nпр, об/мин	N, кВт
Копировальный суппорт
4	2. Точить наружную поверхность, выдерживая размер 52,5?0,74,	075	0,8	213,3	199,5	1070	1000	2,8
2	3. Точить наружную поверхность, выдерживая размер 61,6?0,46,	095	0,9	194.8	199,5	977	1000	3,9
4	4. Точить наружную поверхность, выдерживая размер 52,5?0,74,	075	0,8	213,3	199,5	1070	1000	2,8
2	5. Точить наружную поверхность, выдерживая размер 61,6?0,46	095	0,9	194.8	199,5	977	1000	3,9
3	6. Точить наружную поверхность, выдерживая размер 55,5?0,46,	095	0,8	198,6	199,5	985	1000	3,6
Поперечный суппорт
1	7. Точить торец с образованием канавки, выдерживая размер 49,4±0,39	3.5	0,8	46	47,8	205	240	2,9
1	8. Точить торец с образованием канавки, выдерживая размер 49,4±0,39	3.5	0,8	46	47,8	205	240	2,9

4.8.2 Расчет режимов резания на круглошлифовальную операцию

Шлифование - механическая или ручная операция по обработке твердого материала (металл, стекло, гранит, алмаз и др.). Разновидность абразивной обработки, которая, в свою очередь, является разновидностью резания. Механическое шлифование обычно используется для обработки твердых и хрупких материалов в заданный размер с точностью до микрона, а также для достижения наименьшей шероховатости поверхности изделия допустимых ГОСТом. В качестве охлаждения обычно используют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ).

Разработку режима резания при шлифовании начинают с установления характеристики инструмента. Инструмент при шлифовании различных конструкционных и инструментальных материалов выбирают по данным, приведенным на. Окончательная характеристика абразивного инструмента выявляется в процессе пробной эксплуатации с учетом конкретных технологических условий.

Основные параметры резания при шлифовании:

- скорость вращательного или поступательного движения заготовки х_з, м/мин;

- глубина шлифования t, мм, - слой металла, снимаемый периферией или торцом круга в результате поперечной подачи на каждый ход или двойной ход при круглом или плоском шлифовании и результате радиальной подачи S_p или врезном шлифовании;

- продольная подача S - перемещение шлифовального круга в направлении его оси в миллиметрах на один оборот при круглом шлифовании или в миллиметрах на каждый ход стола при плоском шлифовании периферией круга. Данные параметры привидены в таблице 55 [2].

Эффективная мощность, кВт, при шлифовании периферией круга с продольной подачей

N=C_N••t^x•S^y•d^q, (4.38)

при врезном шлифовании периферией круга

N=C_N•••d^q•b^z, (4.39)

при шлифовании торцом круга



N=C_N••t^x•b^z, (4.40)

где d - диаметр шлифования, мм;

b - ширина шлифования, мм, равная длине шлифуемого участка заготовки при круглом врезном шлифовании и поперечному размеру поверхности заготовки при шлифовании торцом круга.

Значения коэффициента C_N и показателей степени в формулах приведены в таблице 56 [2].

Круглошлифовальная операция 075 выполняется на станке 3Б151.

Таблица 12. Данные к операции 065

Шлифовать наружную поверхность, выдерживая размеры Ш60,17-_0,074;; и допуск торцевого биения

№ пере-хода	№ перехода в ТП	Описание перехода в ТП	N, кВт
	1	2

0,27

Станки модели 3Т161 предназначены для одновременного шлифования наружной цилиндрических конических и торцовых поверхностей деталей методом врезания в условиях крупносерийного и массового производства.

Находим эффективную мощность, кВт при врезном шлифовании периферией круга по формуле (4.39).

Параметры резания для операции 025 приведены в Таблице 13.

Таблица 13. Параметры резания для операции 025

Обрабатываемый материал	Характеристика процесса шлифования	Скорость резания круга хк, м/с	Скорость заготовки хз, м/мин	Глубина шлифования t, мм	Радиальная подача Sp, мм/об
Конструкционные металлы и инструментальные стали	Врезное окончательное	35	0	-	0,003



Значения коэффициента C_N и показателей степени в формулах приведены в Таблице 4.11 на основе таблицы 56 [2].

d=60,17 мм, b=286 мм, - по ТП.

Таблица 14. Значения коэффициента C_N и показателей степени для формулы (4.39)

Шлифование	Обрабатываемый материал	Шлифовальный круг	Коэффициент и показатели степени
		Зернистость	Твердость	CN	r	x	y	q	z
Круглое наружное, врезное	СЗН - сталь закаленная и незакаленная	50	255…302 HB	0,14	0,8	0,8	-	0,2	1

N=0,14•0,003•60,17^0,2•286¹=0,14•0,003•1,9•20=0,27 кВт.

Наладка на данную операцию находится на листе графической части.

4.9 Нормирование операций технологического процесса

Технические нормы времени в условиях массового производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом. В массовом производстве определяется норма штучного времени Т_шт:

Т_шт=Т_м+Т_в+Т_об+Т_от, (4.41)

где Т_м - машинное время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_об - время обслуживания рабочего места, мин;

Т_от - время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:



Т_в=Т_у.с+Т_з.о+Т_уп+Т_из, (4.42)

где Т_у.с - время на установку и снятие детали, мин;

Т_з.о - время на закрепление и открепление детали, мин;

Т_уп - время на приемы управления, мин;

Т_из - время на измерение детали, мин.

Время на обслуживание рабочего места Т_об в массовом производстве слагается из времени на организационное обслуживание Т_орг и времени на техническое обслуживание рабочего места:

Т_об=Т_тех+Т_орг. (4.43)

Машинное время Т_м вычисляется по соответствующим формулам в зависимости от режима резания.

Вычисляем машинное время Т_м для круглошлифовальных операций 070 и 075

мин

2,5 мм

Определим время на техническое обслуживание рабочего места Т_тех определяется по следующим формулам:

- для шлифовальных операций

T_тex=, (4.45)

где Т_м - машинное время, мин;

t_п - время на одну правку шлифовального круга, мин;

Т - период стойкости при работе одним инструментом или расчетный период стойкости лимитирующего инструмента при многоинструментной обработке, мин.

Нормативные значения времени t_см, t_п, П_тех приведены в [3].

Т_тех,070= =0,05 мин.

Т_тех,075= =0,1 мин.

Время на организационное обслуживание рабочего места Т_орг в массовом производстве для всех операций определяется в процентах от оперативного времени (их значения приведены [3]).

Т_от,070= =0,01 мин.

Т_от,075= =0,2 мин.

Время перерывов на отдых и личные надобности при нормировании работ в массовом производстве

Т_от=, (4.46)

где П_от - затраты времени на отдых в процентном отношении к оперативному времени.

Т_от,070= =0,01 мин.

Т_от,075= =0,2 мин.

Приведенные выше формулы для определения штучного можно представить в виде

Т_шт=Т_м+Т_у.с+Т_з.о+Т_уп+Т_из+Т_тех+Т_орг+Т_от. (4.47)

Т_шт=0,232+0,08+0,024+0,04+0,09+0,01+0,007+0,03=0,513 мм

Т_шт=2,5+0,07+0,025+0,05+0,02+0,2+0,006+0,02=3,071 мм

Оперативное время Т_оп посчитаем по формуле (4.48)

Т_оп=Т_м+0,08. (4.48)

Таблица 15. Технические нормы времени по операциям резания, мин

№ операции в ТП	Наименование операции	Tм,	Тв	?Тв	Тоб	Тот	Тшт
			Ту.с+Тз.о	Туп	Тиз		Ттех	Торг
005	Горизонтально-сверлильная	5,25	0,077	0,01	0,13	0,26	0,15	1	0,44	7,1
010	Расточная	0,56	0,077	0,01	0,13	0,26	0,15	1	0,06	2,03
015	Токарно-копировальная	1,33	0,128	0,025	0,14	0,3	0,03	1,3	0,13	2,96
020	Токарно-копировальная	1,17	0,128	0,025	0,14	0,3	0,03	1,3	0,14	2,94
025	Горизонтально-фрезерная	1,43	0,077	0,04	0,07	0,18	0,3	1,4	0,13	3,44
030	Шлицефрезерная	14,8	0,118	0,04	0,07	0,23	0,3	2,1	1,3	18,73
035	Шлицефрезерная	14,8	0,118	0,04	0,07	0,23	0,3	2,1	1,3	18,73
040	Шлицефрезерная	14,8	0,118	0,04	0,07	0,23	0,3	2,1	1,3	18,73
045	Зубошевинговальная	6,02	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,5	8,43
050	Зубошевинговальная	6,02	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,5	8,43
055	Зубошевинговальная	2,64	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,2	5,05
060	Зубошевинговальная	2,64	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,2	5,05
065	Зубошевинговальная	2,64	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,2	5,05
070	Зубошевинговальная	2,64	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,2	5,05
075	Зубошевинговальная	4,15	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,3	6,36
080	Зубошевинговальная	4,15	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,3	6,36
085	Зубошевинговальная	3,96	0,119	0,04	0,12	0,28	0,03	1,6	0,3	6,17
090	Круглошлифовальная	0,79	0,116	0,01	0,09	0,22	0,02	1,7	0,08	2,81
095	Круглошлифовальная	0,63	0,116	0,01	0,09	0,22	0,02	1,7	0,07	2,64
100	Круглошлифовальная	0,73	0,116	0,01	0,09	0,22	0,02	1,7	0,07	2,74
105	Зубообкатывающая	0,8	0,116	0,04	0,07	0,23	0,01	1,3	0,08	2,42
110	Полировальная	0,1	0,116	0,01	0,07	0,23	0,02	1,1	0,02	1,47
115	Резьбофрезерная	2,1	0,116	0,04	0,08	0,24	0,3	1,3	0,18	4,12
120	Круглошлифовальная	1,5	0,116	0,01	0,09	0,22	0,02	1,7	0,13	3,57



5 Расчет и проектирование станочного приспособления

5.1 Служебное назначение приспособления

Приспособление предназначено для растачивания отверстия Ш36,5 мм, длиной l=373 мм. Операция выполняется на агрегатно-расточном станке модели 654. Приспособление разрабатывается для одновременного обрабатывания четырех деталей.

5.2 Описание конструкции приспособления

Общий вид конструкции приспособления представлен на листах 6 и 7 графической части проекта. Деталь находится размещается в горизонтальном положении и прижимается прихватом. В данном приспособлении имеется клиновой рычажный механизм.

5.3 Схема базирования заготовки

Заготовку размещается в двух призмах. Поверхность, воспринимающая зажимную силу - цилиндрическая поверхность Ш63,5 мм. Схема базирования представлена на рисунке 9.

Рисунок 9. Схема базирования



5.4 Расчет силы зажима

К обрабатываемой заготовке приложены силы, возникающие в процессе обработки, имеющая силы зажима и реакции опор. Под действием этих сил заготовка должна находиться в равновесии.

Для определения зажимной силы строим схему к расчетам силы зажима с указанием всех сил, действующих на заготовку в процессе обработки. Схема к расчету силы зажима изображена на рисунке 10.

Рисунок 10. Схема для расчета сил зажима

При закреплении заготовок в призме с углом б, силу закрепления можно найти по формуле 5.1 [4]:



(5.1)

где f₁=0,2 - коэффициент трения при контакте заготовки с прихватом;

f₂=0,15 - коэффициент трения при контакте обработанной поверхности заготовки с установочными поверхностями призмы;

k - коэффициент запаса;

R - радиус заготовки, мм;

Момент резания при зенкеровании определяем по формуле:

Н·мм, (5.2)

где , q, y - коэффициенты на крутящий момент при сверлении, зависящий от условий резания, (сталь конструкционная углеродистая: = 0,09; q=1; х=0,9; y=0,8);

S - подача зенкера, мм/об (S = 0,9 мм/об);

D - диаметр заготовки, мм (D = 63,5 мм);

Kp - коэффициент на крутящий момент, зависящий от механических свойств материала, (Kp=1).

, Н•м

Коэффициент запаса k, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку для обеспечения надежного закрепления, определяют по формуле:

k=k₀·k₁·k₂·k₃·k₄·k₅·k₆ , (5.3)



где k₀=1,5 - гарантированный коэффициент запаса;

k₁=1 - учитывает увеличение сил резания (для черновой обработки k₁=1);

k₂=1,6 - учитывает увеличение сил резания вследствие затупления инструмента;

k₃=1 - учитывает увеличение сил резания, если резание непрерывное k₃=1

k₄=1 - характеризует постоянство силы, развиваемое зажимом;

k₅=1

k₆=1

k=1,5·1·1,6·1·1·1=2,4

Если в результате расчета коэффициент запаса оказывается меньше 2,5 принимают k=2,5.

Сила закрепления заготовки:

,Н

Сила на штоке пневмокамеры:

Н, (5.4)

где R_пр=50 Н - сила сжатия пружины

Q=50,21*4+50*4=400,84 Н

Принимаем давление воздуха в пневмосети с=0,63 МПа и КПД привода з=0,85.

Определяем диаметр пневмокамеры:

м, (5.5)



мм

Округляем до ближайшего стандартного значения и принимаем D=40 мм согласно ГОСТ 15608 - 81.



Заключение

В данном курсовом проекте был выполнен анализ технологичности конструкции изделия и детали; рассмотрены размерные цепи и разработана схема его сборки; проведен анализ базового технологического процесса и выявлены его слабые стороны, с учетом этого была разработана усовершенствованная технология изготовления вала промежуточного в условиях массового производства; выбран и обоснован новый более производительный и экономичный способ получения заготовки - прокат; выполнен размерный анализ разработанного технологического процесса, который показал, что требуемая точность детали обеспечивается выбранными методами обработки; рассчитаны припуски и межоперационные размеры; назначены режимы резания по операциям; проведено нормирование этих операций; выбрано оборудование; спроектировано приспособление для расточной операции.



Список использованной литературы

1. Размерный анализ технологических процессов. / В.В. Матвеев, М.М. Тверской, Ф.М. Бойков и др. - М.: Машиностроение, 1982. - 264 с.

2. Справочник технолога?машиностроителя. В 2?х томах, том 2. Под редакцией А.Н. Малова. Москва, Машиностроение, 1973, 568 с.

3. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Минск, Высшая школа, 1983 - 256 с.

4. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. Учебное пособие для студентов вузов машиностроительных спец. - Мн.: Выш. Шк., 1986. - 238 с.

Размещено на Allbest.ru