Введение
Машиностроение является однойиз важнейших отраслей в промышленном комплексе нашей страны. Для народногохозяйства необходимо увеличение выпуска продукции машиностроения и повышение еёкачества. Технический прогресс в машиностроении характеризуется не толькоулучшением конструкции машин, но и непрерывном совершенствованием технологии ихпроизводства. Важно качественно, экономично и в заданные сроки с минимальнымизатратами живого и овеществлённого труда изготовить любую машину или деталь.
Развитие новых прогрессивныхтехнологических процессов обработки способствует конструированию болеесовременных машин и механизмов, и снижению их себестоимости. Актуальна задачаповышения качества машин и, в первую очередь, их точности. В машиностроенииточность имеет особо важное значение для повышения эксплуатационного качествамашин. Обеспечение заданной точности при наименьших затратах – основная задачапри разработке технологических процессов.
Основные задачи в областимашиностроения и перспективы её развития:
приближение формы заготовки кформе готового изделия за счёт применения методов пластической деформации,порошковой металлургии, специального профильного проката и других прогрессивныхвидов заготовок;
автоматизация технологическихпроцессов за счет применения автоматических загрузочных устройств,манипуляторов, промышленных роботов, автоматических линий, станков с ЧПУ;
концентрация переходов иопераций, применение специальных и специализированных станков;
применение групповойтехнологии и высокоэффективной оснастки;
использование эффективныхсмазочно-охлаждающих жидкостей с подводом их в зону резания;
разработка и внедрениевысокопроизводительных конструкций режущего инструмента из твёрдых сплавов,минералокерамики, синтетических сверхтвёрдых материалов, быстрорежущих сталейповышенной и высокой производительности;
широкое использованиеэлектрофизических и электрохимических методов обработки, нанесениеизносоустойчивых покрытий.
В курсовом проекте согласнозаданию предусматривается разработка технологического процесса изготовления«Вала», который является одной из важнейших деталей механизма для передачивращения при заданном передаточном отношении.
1. Общетехническая часть
1.1 Служебное назначениеизделия. Анализ конструкции и технических требований
Вал относится к классу валов.Вал предназначен для передачи вращения при заданном передаточном отношении.
На поверхности 3 имеетсяшпоночная канавка под призматическую шпонку для крепления сопрягаемой детали. Вторце 1 имеется резьбовое отверстие М8–7Н для крепления детали предотвращающееосевое смещения детали с поверхности 3. На поверхности 15 расположеныпрямобочные шлицы, предназначенные для крепления сопрягаемой детали. Канавки 5,9, 14 – являются технологическими и служат для выхода режущего инструмента.Канавка 17 предназначена для установки стопорного кольца.
Таблица 1.1 Технические требования№ п\п Наименование поверхности, номинальное значение, мм Назначение поверхности Точность Шероховатость Ra, мкм 1 2 3 4 5 1,19
Торцевая L=290 мм /> Вспомогательная конструкторская база 12 10 2, 6, 10, 12, 18 Фаска 1Ч45є Свободная 12 10 3 Наружная цилиндрическая Ш 25 мм Вспомогательная конструкторская база 6 0,63 22 Шпоночный паз 40х8х4 8 5 4 Торцевая L=50 мм Вспомогательная конструкторская база 12 10 5 Наружная цилиндрическая Ш 24,5 мм Свободная 12 10 7 Наружная цилиндрическая Ш 30 мм Основная конструкторская база 6 0,63 8 Торцевая L=53 мм Вспомогательная 12 10 9,14 Наружная цилиндрическая Ш 29,5 мм Свободная 12 10 11 Наружная цилиндрическая Ш 40 мм Свободная 12 10 13 Торцевая L=81 мм Вспомогательная конструкторская база 12 2,5 15 Наружная цилиндрическая Ш 30 мм Основная конструкторская база 6 0,63 Шлицы прямобочные Вспомогательная конструкторская база 11 2,5 16 Торцевая L=87 мм Свободная 12 10 17 Наружная цилиндрическая Ш 28,5 мм Свободная 12 10 20 Фаска 1,6Ч45є Свободная 12 10 21 Внутренняя цилиндрическая М8 на L=18 мм Вспомогательная конструкторская база 7Н 10
1.2 Анализ технологичностидетали
Вал относится к деталям типа «вал».
Вал изготовлена из стали 45(ГОСТ 1050–88), которая сравнительно хорошо обрабатывается резанием.
С точки зрения рациональноговыбора заготовки вал-шестерня относится к достаточно технологичным деталям. Вкачестве заготовки можно использовать прокат как наиболее дешёвый видзаготовки.
Геометрическая форма детали состоит изповерхностей, которые образованны вращением образующих относительно оси иторцов.
Поверхности открыты для подвода и перемещениярежущего инструмента. Конфигурация детали не позволяет выполнить её полнуюобработку за один установ. Поэтому маршрут обработки будет складываться из рядапоследовательных операций и переходов.
Конфигурация детали обеспечивает нормальныйвход и выход инструмента.
Конструкция вала позволяет использовать типовыеэтапы обработки для большинства поверхностей.
Показатели точности и шероховатости находятся вэкономических пределах: 6 квалитет точности и шероховатость Rа 0,63 мкм.
Возможна реализация принципа постоянства баз наосновных операциях. Выбранные базы обеспечивают простое, удобное и надежноезакрепление. Это позволяет применять сравнительно простые и дешевыеприспособления.
Деталь обрабатывается в центрах и имеетдостаточную жесткость, т.к. l/d
Конструкция детали обеспечивает безударную обработку.
На основных операциях возможность применениястандартного режущего и мерительного инструментов и оснастки (резец проходной,резец контурный, резец канавочный, фреза червячная, фреза шпоночная, сверлоцентровочное, фреза торцевая, центра, линейка, штангенциркуль).
Конструктивные элементы не вызывают деформациюинструмента на входе и выходе.
В результате вышеизложенного детальтехнологична.
1.3 Материал, его состав иего свойства. Режимы термообработки
Вал изготовлен из стали 45ГОСТ 1050–88. Сталь 45 относится к группе углеродистых качественныхконструкционных сталей. Это улучшаемая сталь с нормальным содержанием марганца.[1.17]
Таблица 1.2 Химический составсталиГруппа Марка стали С, % Si, % Mn, % S, % P, % Cr, % Ni, % Не более М 2 45 0,42–0,50 0,17–0,37 0,50–0,80 0,045 0,04 0,3 0,3
Таблица 1.3 Физико-механическиесвойства стали
Плотность с, кг/см3
Предел прочности увр, МПа
Предел текучести ут, МПа Относительное удлинение д, %
Абсолютное удлинение/>, % Твёрдость
ан, кг/см2 0,00785 610 360 16 40 111…217 НВ 5
Таблица 1.4 Виды и режимытермообработкиМарка стали Отжиг Закалка Отпуск
Температура нагрева,/>
Температура нагрева,/> Среда охлаждения
Температура нагрева,/> Твёрдость HRCэ Сталь 45 680 810…840 Вода 500…600 31…27
1.4 Определение массыизделия
Масса изделия определяетсярасчетным путем и корректируется по чертежу. Для этого конструкцию деталиразбивают на простые геометрические фигуры и определяют их объём по формуле: [1.24]
для цилиндра:
/>. (1.1)
Затем путём алгебраическогосложения определяется общий объём. Масса детали вычисляется по формуле:
/>. (1.2)
Определяем объём детали:
/>см3.
/>см3.
/>см3.
/>см3.
Определяем общий объёмизделия.
/>
/>
/> (1.3)
/>(1.4)
Определяем массу детали:
/>кг.
/>
Рис. 1.2 Объем детали
1.5 Определение типапроизводства и партии запуска
Для предварительногоопределения типа производства используем заданный объём выпуска изделия и егомассу.
По заданию годовой объёмвыпуска изделия составляет N=8000 шт. масса детали, определяем расчётным путём,равна />
Используя эти данные,определяем тип производства – среднесерийный />.
Среднесерийное производствохарактеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодическиповторяющимися партиями.
Характерный признаксреднесерийного производства – расчленение технологического процесса наотдельные самостоятельные операции, которые закреплены за определённым рабочимместом.
При среднесерийномпроизводстве необходима переналадка технологического оборудования при переходена изготовление деталей другой партии.
Для выполнения различныхопераций используются универсальные металлорежущие станки, оснащённыеспециальными, универсальными или универсально-сборочными приспособлениями.Находят применение специализированные, специально-автоматизированные станки.Широко используются станки с числовым программным управлением.
Целесообразно применятьспециальный режущий инструмент, а также специальный измерительный инструмент.
В среднесерийном производствеоборудование устанавливается или по ходу технологического процесса или погруппам оборудования.
Квалификация рабочих всреднесерийном производстве ниже, чем в единичном.
Количество деталей в партиизапуска определяем по формуле:
/> (1.5)
где N – годовой объём выпусказаданного изделия, шт.;
а – число дней, на котороенеобходимо иметь запас деталей (периодичность запуска – выпуска,соответствующая потребности сборки);
F – число рабочих дней в году.
а=1, 2, 5, 10 или 20 дней.
F=256 день.
/>
Принимаем n=157 шт.
2. Технологическая часть
2.1 Выбор метода получениязаготовки и его технико-экономическое обоснование
Для изделия можно применятьзаготовку, полученную из проката или методом горячей объёмной штамповки.
Вариант 1. Заготовка из проката.
Согласно точности ишероховатости обрабатываемой поверхности, определяем промежуточные припуски. Заоснову расчёта промежуточных припусков принимаем наибольший наружный диаметр Ш 40 h12. Назначаемпоследовательность обработки данной поверхности, выбираем табличный припуск дляоднократного точения h 12 – 1,4 мм.
Определяем расчетный диаметрзаготовки:
/>мм. (2.1)
Стандартный прокат имеет Ш 42 мм.
Размер заготовки с отклонениемШ />.
Определяем длину заготовки поформуле:
/>, (2.2)
вал термообработка заготовкапроизводство
где LД –номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм;
Zпод =2,0 мм –припуск на подрезание торцов.
/>мм.
Определяем объём заготовки поформуле с учетом максимальных размеров:
/>см3, (2.3)
где DЗ – диаметрзаготовки по плюсовым допускам, см.
Определяем массу заготовки поформуле:
/>, (2.4)
/>кг.
Определяем расход материала наодну деталь с учётом неизбежных технологических потерь на отрезку заготовок.Ширина реза при отрезке:
/>
Число заготовок, исходя изпринятой длины проката по стандартам, определяется по формуле:
Из проката длиной 4 м:
/> (2.5)
Получаем 13 заготовки изданной длины проката
Из проката длиной 7 м:
/>
Получаем 23 заготовок изданной длины проката
Остаток дины определяется взависимости от принятой длины проката:
из проката длиной 4 м:
/> (2.6)
/> (2.7)
из проката длиной 7 м:
/>
/>
Из расчётов на не кратностьследует, что прокат длиною 7 м для изготовления заготовок болееэкономичен, чем прокат длиною 4 м. Потери на зажим при отрезке поотношению к длине проката составят:
/> (2.8)
Потери материала на длинуторцевого обрезка проката в процентном соотношении к длине проката составят:
/> (2.9)
Общие потери (%) к длиневыбранного проката:
/> (2.10)
Расход материала на однудеталь с учётом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле:
/> (2.11)
Определяем коэффициентиспользования материала:
/>. (2.12)
Определяем стоимость заготовкииз проката:
/>, (2.13)
где СМ = 16 руб./кг– цена одного килограмма материала;
СОТХ = 2758 руб./т– цена 1 тонны отходов.
Вариант 2. Заготовка, изготовленная методом горячей объёмной штамповки на ГКМ.
Пользуясь таблицей 20. ГОСТ 7505–89 принимаем:
Степень сложности – С 1;
Группа стали – М 2;
Точность изготовления – Т 4;
Исходный индекс -14.
/>
Рис. 1.3
С учётом табличных припусков определяемрасчетные размеры заготовки:
/>, (2.14)
/> мм,
/>мм,
/> мм,
/> мм,
/> мм,
/> мм,
/> мм,
/>мм.
Таблица 2.1 Припуски наразмеры заготовкиКатегория размера Номинальное значение размера, мм Шероховатость, мкм Припуск, мм Предельные отклонения, мм Размер заготовки, мм
D1 25 0,63 2,0
/>
29/>
D2 30 0,63 2,0
/>
34/>
D3 40 10 2,0
/>
44/>
D4 30 0,63 2,0
/>
34/>
L1 58 10 2,0
/>
60/>
L2 56 10 2,0
/>
58/>
L3 85 10 2,0
/>
85/>
L4 97 10 2,0
/>
97/>
Определяем объем отдельныхэлементов заготовки по предельным размерам:
/>; (2.15)
/> см3;
/> см3;
/> см3;
/> см3;
/>
Определяем массу заготовки:
/>, (2.16)
/>кг.
Определяем технологические потери на угар иоблой:
/>, (2.17)
/>кг.
Определяем коэффициент использования материала:
/>, (2.18)
/> (2.19)
Определяем стоимостьштампованной заготовки по формуле:
/>,
где См = 27 руб./кг– стоимость 1 кг штамповки;
СОТХ = 2758 руб./т – стоимость 1 тонны отходов.
/>,
Технико-экономические расчётыпоказывают, что заготовка, полученная методом горячей объёмной штамповки наГКМ, более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката,однако по себестоимости штампованная заготовка дороже, поэтому принимаемзаготовку из горячекатаного круглого проката обычной точности.
2.2 Назначениетехнологических схем обработки поверхностей изделия
Таблица 2.2 Технологическиесхемы обработки поверхности№ п/п Наименование поверхности Требуемые параметры Переходы (операции) Достижимые параметры IT Ra, мкм IT Ra, мкм 1,19
Торцевая L=290 мм /> 12 10 Точение однократное 12 10 2,6,10,12,18 Фаска 1Ч45є 12 10 Точение однократное 12 10 3 Наружная цилиндрическая Ш 25 мм 6 0,63
Точение черновое
Точение чистовое
Шлифование предв.
Шлифование оконч.
12
10
8
6
10
3,2
1,25
0,63 22 Шпоночный паз 40х8х4 8 5 Фрезерование 8 5 4 Торцевая L=50 мм 12 10 Точение однократное 12 10 5 Наружная цилиндрическая Ш 24,5 мм 12 10 Точение однократное 12 10 7 Наружная цилиндрическая Ш 30 мм 6 0,63
Точение черновое
Точение чистовое
Шлифование предв.
Шлифование оконч
12
10
8
6
10
3,2
1,25
0,63 9,14 Наружная цилиндрическая Ш 29,5 мм 12 10 Точение однократное 12 10 11 Наружная цилиндрическая Ш 40 мм 12 10 Точение однократное 12 10 13 Торцевая L=81 мм 12 2,5 Точение однократное 12 2,5 15 Наружная цилиндрическая Ш 30 мм 6 0,63
Точение черновое
Точение чистовое
Шлифование предв.
Шлифование оконч.
12
10
8
6
10
3,2
1,25
0,63 Шлицы прямобочные 11 2,5 фрезерование 11 2,5 16 Торцевая L=87 мм 12 10 Точение однократное 12 10 17 Наружная цилиндрическая Ш 28,5 мм 12 10 Точение однократное 12 10 20 Фаска 1,6Ч45є 12 10 Сверление 12 10 21
Внутренняя цилиндрическая
Ш6,5 мм. На L=18 мм 12 10 Сверление 12 10 Резьба М8–7Н Резьбонарезание 7Н 10
2.3 Проектированиетехнологического процесса изготовления детали
2.3.1 Разработка маршрутаобработки детали
Основные поверхности вращенияобрабатываются начерно и начисто за токарную операцию с ЧПУ.
После термической операции(закалки) выполняются четыре круглошлифовальные операции, на которыхдостигается требуемая точность и шероховатость поверхностей. Контроль деталивыполняется во время выполнения операций резанием и на окончательном этапетехнологического процесса на отдельной операции контроля.
Маршрут обработки будетследующим:
000 Заготовительная.
005 Фрезерно-центровальная.
010 Токарная с ЧПУ.
015 Шлицефрезерная.
020 Шпоночно-фрезерная.
025 Сверлильная.
030 Термическая.
035 Круглошлифовальная.
040 Круглошлифовальная.
045 Круглошлифовальная.
050 Круглошлифовальная.
055 Контрольная.
2.3.2 Выбор оборудования
Оборудование выбираем исходяиз вида обработки, размеров заготовки и детали, схем базирования, максимальноиспользуя технологические характеристики станка. Для выполнения токарнойобработки применяем оборудование с ЧПУ. На остальных операциях, ввиду простыхконфигураций обрабатываемых поверхностей, используем универсальные станки.
Модели станков и их основныетехнологические характеристики приведены ниже в таблицах.
Таблица 2.3. ХарактеристикаоборудованияПараметры МР-71М Значения Диаметр обрабатываемой заготовки, мм 25–125 Длина обрабатываемой заготовки, мм 200–500 Число скоростей шпинделя фрезы 6 Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту. 125–712 Наибольший ход головки фрезы (стола), мм. 220 Пределы рабочих подач фрезы (бесступенчатое регулирование), мм/мин 20–400 Число скоростей сверлильного шпинделя 6 Пределы чисел оборотов сверлильного шпинделя в минуту 238–1125 Ход сверлильной головки, мм 75
Пределы рабочих подач сверлильной головки
(бесступенчатое регулирование), мм/мин 20–300 Продолжительность холостых ходов, мин. 0,3
Мощность электродвигателя, кВт:
фрезерной головки
сверлильной головки
7,5/10
2,2/3
Габариты станка:
Длина, мм
Ширина, мм
3140
1630 Категория ремонтной сложности 7
Таблица 2.4Параметры 16К20Ф3С39 Значения
Диаметр обрабатываемой заготовки, мм:
Над станиной
над суппортом
400
200 Длина обрабатываемой заготовки, мм 1000 Количество инструментов 6 Число оборотов шпинделя 35–1600 Число скоростей шпинделя (общее/ по программе) 12/9
Пределы рабочих подач, мм/мин:
Поперечное
Продольное
0–600
0–1200
Наибольшее перемещение суппорта, мм:
Поперечное
Продольное
210
930
Подача суппорта, мм/об
(мм/мин)
0,01–40
1–4000 Число подач Бесступенчатое регулирование
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин:
Поперечное
Продольное
2400
4800 Мощность электродвигателя, кВт: 10
Габариты станка:
Длина, мм
Ширина, мм
Высота, мм
Масса, кг
3000
1600
1600
3000
Таблица 2.5Параметры 3Б12 Значения Диаметр обрабатываемой заготовки, мм 200 Длина обрабатываемой заготовки, мм 500 Конус Морзе передней бабки №3 Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки, мм. 300 поперечная подача шлифовальной бабки на 1 ход стола, мм. 0,1–0,5 Угол поворота стола, град.
/> Диаметр шлифовального круга: 300 Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки, об/мин 2500 Скорость перемещения стола (бесступенчатое регулирование), мм/мин 0,1–6 Число скоростей поводкового патрона Регулировка бесступенчатая Пределы чисел оборотов поводкового патрона в минуту 78–800 Мощность электродвигателя, кВт: 7,5 Габариты станка: 3100 Х 2100
Таблица 2.6Параметры 692М Значения Ширина фрезеруемого паза, мм 4–24 Длина фрезеруемого паза без переустановки, мм 5–300 Размеры стола, мм 800Х200 Число шпинделей 1
Расстояние от оси шпинделя, мм:
До вертикальных направляющих станины:
До поверхности стола (станины) 205 Количество скоростей шпинделя 12 Число оборотов шпинделя в минуту 375–3750 Продольная подача шпиндельной бабки (бесступенчатое регулирование), мм/мин. 450–1200 Мощность электродвигателя, кВт: 1,6–2,3 Габариты станка, мм: 1520Х1400
Таблица 2.7Параметры 5350 Значения Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм: 500 Высота центров, мм 250 Расстояние между центрами, мм. 750 Наибольший нарезаемый модуль, мм. 6 Наибольший диаметр фрезы, мм. 150 Расстояние между осями шпинделей, изделия и фрезы, мм. 40–140 Наибольшая длина фрезерования, мм. 675 Число нарезаемых зубьев 4–20 Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту 80–250 Количество ступеней чисел оборотов шпинделя фрезы 6 Пределы подач, мм/об. 0,63–5 Число ступеней подачи 10 Диаметр отверстия шпинделя, мм. 106 Диаметр оправки фрезы, мм. 27; 32; 40. Скорость обратного хода каретки, мм/мин. 1,92 Мощность электродвигателя привода червячной фрезы, кВт. 7,5
Габариты станка, мм:
Длина
Ширина
2330
1500
Таблица 2.8Параметры 2Н125 Значения Наибольший диаметр сверления по стали, мм 25 Наибольшее усиление подачи, кГ 900 Расстояние от шпинделя до плиты, мм 690–1060 Расстояние от центра шпинделя до вертикальных направляющих станины, мм 250 Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола, мм 700 Количество ступеней оборотов шпинделя 12 Пределы чисел оборотов в минуту 45–20000 Наибольшее перемещение шпинделя, мм 200 Количество ступеней подач 9 Пределы подач шпинделя, мм/об 0,1–1,6 Размеры стола, мм 400Х450 Мощность электродвигателя, кВт: 2,2 Габариты станка: 1130 Х 805
2.3.3 Выбор технологическихбаз
При разработке технологическихопераций особое внимание уделяем выбору баз, так как от их правильного выборазависит точность обработки и выполнение технических требований чертежа.
Одним из наиболее сложных ипринципиальных разделов проектирования технологического процесса механическойобработки является назначение технологических баз. От правильного решенияданного вопроса в значительной степени зависят:
– фактическая точностьвыполнения размеров, заданных конструктором;
– правильность взаимногорасположения обрабатываемых поверхностей;
– степень сложности иконструкция необходимых приспособлений, режущих и измерительных инструментов.
Принцип постоянства баззаключается в том, что при разработке технологического процесса необходимостремиться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская безособой необходимости смены баз, не считая смены черновой базы.
Принцип совмещения базпредусматривает, чтобы в качестве технологической базы по возможностииспользовать поверхность, являющуюся измерительной базой или конструкторской.
В нашем случае, основнойконструкторской базой являются цилиндрические поверхности 7 и 15. Основнойизмерительной базой ось центров. На первой операции, используя черновую базунаружную поверхность заготовки обрабатываем центровые отверстия.
На всех последующих операцияхбазой будут центровые отверстия и наружные цилиндрические поверхности 7 и 15.
Таким образом, основныепринципы базирования выполнены.
Выбранные базы указываемусловно по ГОСТ 3.1107–81 на эскизах обработки.
2.3.4 Выбор технологическойоснастки, режущего инструмента и контрольно-измерительных средств
При выборе приспособленийучитываем тип производства и формулу зажимаемой поверхности, вид обработки итребуемую точность. Для среднесерийного производства выбираем технологическуюоснастку, обеспечивающую повышение производительности по сравнению с базовымвариантом.
Выбор вспомогательногоинструмента зависит от типа станка и конструкции режущего инструмента; выборпроизводим по справочникам и соответствующим ГОСТам. Конструкция и размерырежущего инструмента предопределяются видом обработки, размерами обрабатываемойповерхности, свойствами материала заготовки, требуемой точности и шероховатостиобработки.
При обработке заготовки излегированной стали используем инструмент с пластинами из твёрдого сплава Т15К6и Т5К10 – резцы, фрезы червячные, фрезы шпоночные:
Инструмент из быстрорежущейстали Р6М5 – свёрла центровочные.
При выбореконтрольно-измерительных средств учитываем точность измеряемой поверхности, еёформы и размеры: используем в основном, стандартные измерительные инструменты истандартные контрольные приспособления для проверки биения.
2.4 Расчёт припусков имежоперационных размеров
2.4.1 Расчёт аналитическимметодом
Расчёт выполняем дляповерхности 7 и 15: ш30 h6 (/>).
Исходные данные:
заготовка – прокат;
материал – Сталь 45.
Последовательность обработкиповерхности следующая:
– точение черновое h 12;
– точение чистовое h 10;
– шлифованиепредварительное h 8;
– шлифованиеокончательное h 6.
По таблицам определяемэлементы минимального припуска по каждому переходу Rz, H, с, изаписываем их в графы 2, 3,4, таблицы 2.9. Величина пространственных отклоненийпри обработке в центрах определяется по формуле:
/>=/> (2.4.1)
/>,
при/>, /> при Ш30, /> мкм=0,1325 мм. Принимаем/>
где сц = 0,25 мм;[2. с. 69]
Пространственные отклоненияпри черновом точении:
/>, (2.4.2)
где Ку = 0,06 –после чернового точения;
Ку = 0,04 – послечистового точения;
Ку = 0,02 – послешлифования.
с1/>-после точения чернового;
с2/>-после точения чистового;
с3/>-после шлифования.
Погрешность установкизаготовки еу = 0, т.к. обработка ведётся в центрах.
Рассчитываем величинуминимального припуска по формуле: [2. с. 65]
/> (2.4.3)
/>
/>
/>
/>
и заносим эти данные в графу6.
Рассчитываем минимальныеразмеры по формуле и заносим результаты в графу 7:
/>. (2.4.4)
/>.
/>
/>
/>
Определяем максимальныеразмеры и заносим в графу 9:
/>. (2.4.5)
/>
/>
/>
/>
/>
Определяем фактическиеминимальные припуски по формуле и результаты заносим в графу 10:
/>. (2.4.6)
Определяем фактическиемаксимальные припуски по формуле и результаты заносим в графу 11:
/>. (2.4.7)
Определяем величинуноминального диаметра заготовки по формуле:
/>. (2.4.8)
Определяем общий номинальныйприпуск по формуле:
/> (2.4.9)
Таблица 2.9 Сводная таблица данныхОперации и переходы Элементы припуска, мкм Допуск T, мкм
Минимальные припуски />, мкм Расчетный диаметр, мм Предельные значения припусков, мкм. Rz H с
/>
/>
/>
/> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Заготовка 150 250 580 1300 - 32,5 32,5 33,8 - - Точение черновое 50 50 35 620
/> 30,54 30,54 31,16 1960 2640 Точение чистовое 30 30 24 100
/> 30,27 30,27 30,37 270 790 Шлифование предварительное 10 20 12 62
/> 30,1 30,1 30,162 170 208 Шлифование окончательное 5 15 - 16
/> 30,02 30,02 30,036 80 126 У 2480 3764
2.4.2 Табличный метод
Определяем межоперационные размерыпо формуле: [1. с. 39]
/> (2.4.10)
Значения припусков иоперационных размеров приведены в таблице
Таблица 2.10 Припуски иоперационные размеры№ поверхности Наименование поверхности Переходы (операции)
Припуск Пi, мм
Допуск Ti, мм Операционный размер 1 2 3 4 5 6 3 Наружная цилиндрическая Ш25 мм Заготовка - 1,15
Ш26,46/> Точение черновое 1,1 0,13
Ш25,36/> Точение чистовое 0,2 0,052
Ш25,16/> Шлифование предварительное 0,10 0,021
Ш25,06/> Шлифование окончательное 0,06 0,014
Ш25/>
2.5 Расчет режимов резанияи основного времени
Операция 005Фрезерно-центровальная
Исходные данные:
Станок МР71-М, приспособление– для фрезерования.
Материал режущей части фрезыТ15К6.
Глубина резания максимальная:tmax= 2,2 мм.
1. Переходы:
1).Закрепить, установить.Снять деталь;
2).Фрезеровать два торцаодновременно;
3).Сверлить два центровочныхотверстия одновременно.
Переход 2. Фрезерование торцов1, 19.
Расчет режимов резания:
1) Выбор подачи: [6. с. 69,72,73]
S Zm = 0,1 мм/зуб.
2) Скорость резания:
Vтаб =266 м/мин;/>
/> м/мин.
3) Частота вращения шпинделя:
/> об/мин.
Корректируем по паспортнымданным станка. Принимаем n = 700 об/мин.
4) Мощность, необходимая длярезания:
/>кВт.
5) Минутная подача:
/>мм/мин
Корректируем минутную подачупо паспорту станка. Принимаем />=530 мм/мин.
6) Находим фактическую скоростьрезания:
/>
/>
Уточняем подачу на зуб:
/>
7) Расчётная длинафрезерования:
/>
/>42 мм;
/>7,5 мм
/>мм
8) Расчет основного времени нафрезерование:
/>
/> мин.
Переход 3. Сверление центровыхотверстий.
Исходные данные:
а) Глубина резания t = 2 мм.
б) Число ходов />
в) Группа подачи –3.
Расчет режимов резания:
1) Выбор подачи:
Так как /> тогда: [6. с. 107]
Sт = SФ =0,05 мм/об.
2) Скорость резания:
V таб = 32 м/мин;/> [6. с. 111]
/> м/мин.
3) Частота вращенияшпинделя:
/> об/мин.
Корректируем частоту вращенияпо паспорту станка. Принимаем n = 1125 об/мин.
4) Мощность, необходимаядля резания:
Nтаб = 0,6 кВт.
5) Минутная подача:
/> мм/мин.
6) Находим фактическую скоростьрезания:
/>;
/>.
7) Определяем длину рабочегохода:
/>
/>
/>
/> принимаем />
/>
8) Расчет основного времени:
/> мин.
9) Расчёт времени нафрезерно-центровальную операцию:
/>
Операция 010 Токарная с ЧПУ.
Исходные данные:
Модель станка – 16К20Ф3С39;
Материал режущей части резцаТ15К6;
Переходы:
1. Установить, снятьзаготовку;
2. Точить цилиндрическиеповерхности начерно;
3. Точить цилиндрическиеповерхности начерно;
4. Точить цилиндрическиеповерхности начисто;
5. Точить канавки;
6. Точить цилиндрическиеповерхности начисто;
7. Точить канавки;
Переход 2.
Й. Точение черновое
1) Находим табличное значение подачи:[7. с. 48]
Sот = 0,61 мм/об t = 1,0 мм
2) Находим фактическую подачу сучетом поправочных коэффициентов
/>
Sф = 0,61× 1,0×1,0 ×1,0× 1,0 × 0,8 × 0,9 × 1,0 × 1,0 × 1,0 =0,44 мм/об
3) Находим табличную скорость имощность резания
Vт = 153 м/мин
Nт = 10,0 кВт
/>
/>
/>.
4) Определяем частоту вращенияшпинделя по формуле:
/>
Принимаем nmax =881 об/мин; nmin = 629 об/мин.
nср = /> об/мин.
5) Находим фактическую скоростьрезания:
/> />
6) Определяем фактическую мощностьрезания:
/>
Kn = 1,0
/>
7) Находим минутную подачу:
/>ср
Sм max = 0,61 × 755 = 460 мм/мин.
Расчет основного времени:
/>
/> мин.
/> мин.
/>мин.
Переход 3.
Й. Точение черновое
1) Находим табличное значение подачи:[7. с. 48]
Sот = 0,61 мм/об t = 1,0 мм
2) Находим фактическую подачу сучетом поправочных коэффициентов
/>
Sф = 0,61× 1,0×1,0 ×1,0× 1,0 × 0,8 × 0,9 × 1,0 × 1,0 × 1,0 =0,44 мм/об
3) Находим табличную скорость имощность резания
Vт = 153 м/мин Nт= 10,0 кВт
/>
/>
/>.
4) Определяем частоту вращенияшпинделя по формуле:
/>
Принимаем nmax =1057 об/мин; nmin = 629 об/мин.
nср = /> об/мин.
5) Находим фактическую скоростьрезания:
/> />
6) Определяем фактическую мощностьрезания:
/>
Kn = 1,0
/>
7) Находим минутную подачу:
/>ср
Sм max = 0,61 × 843 = 514 мм/мин.
Расчет основного времени:
/>
/> мин.
/> мин.
/>мин.
Переход 4.
Й. Точение чистовое.
1) Находим табличное значениеподачи: Sт = 0,17 мм/об; t = 0,14 мм.
2) Находим фактическую подачус учетом поправочных коэффициентов
/>
Sф = 0,17× 1,0×1,0 ×1,0× 1,0 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 1,0 =0,17 мм/об
3) Находим табличную скоростьрезания:
Vт = 350 м/мин
/>
/>
/>
4) Определяем частоту вращенияшпинделя по формуле:
/>
Принимаем n = 1150 об/мин;
5) Находим минутную подачу
/>
Sм max = 0,17 × 1150 = 302 мм/мин.
Расчет основного времени:
/>
/> мин.
/> мин.
/>мин.
Переход 5.
Й. Точение канавок.
1) Находим табличное значение подачи
Sт = 0,33 мм/об
2) Находим табличную скорость имощность резания [7. с. 58]
Vт = 203 м/мин
Nт = 7,5 кВт
/>
/>
/>.
4) Определяем частоту вращенияшпинделя по формуле:
/>
5) Находим фактическую скоростьрезания
/>
/>
6) Определяем фактическую мощностьрезания:
/> Kn = 1,0
/>
7) Находим минутную подачу:
/>ср
Sм max = 0,33 × 1263 = 416 мм/мин.
Расчет основного времени:
/>
/> мин.
/> мин.
/> мин.
/>мин.
Переход 6.
Й. Точение чистовое.
1) Находим табличное значение подачи:Sт = 0,17 мм/об;
2) Находим фактическую подачус учетом поправочных коэффициентов
/>
Sф = 0,17× 1,0×1,0 ×1,0× 1,0 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 1,0 =0,17 мм/об
3) Находим табличную скоростьрезания:
Vт = 350 м/мин
/>
/>
/>
4) Определяем частоту вращенияшпинделя по формуле:
/>
Принимаем n = 1400 об/мин;
5) Находим минутную подачу
/>
Sм max = 0,17 × 1400 = 357 мм/мин.
Расчет основного времени:
/>
/> мин.
/> мин.
/>мин.
Переход 7.
Й. Точение канавок.
1) Находим табличное значение подачи
Sт = 0,33 мм/об
2) Находим табличную скорость имощность резания [7. с. 58]
Vт = 203 м/мин
Nт = 7,5 кВт
/>
/>
/>.
4) Определяем частоту вращенияшпинделя по формуле:
/>
5) Находим фактическую скоростьрезания
/>
/>
6) Определяем фактическую мощностьрезания:
/> Kn = 1,0
/>
7) Находим минутную подачу:
/>ср
Sм max = 0,33 × 1520 = 502 мм/мин.
Расчет основного времени:
/>
/> мин.
/> мин.
/> мин.
/>мин.
/>/>+/>+/>+/>+/>+/>
/>0,886+0,896+0,58+0,431+0,59+0,359=3,742 мин
Операция 015 Шлицефрезерная.
Расчетвыполняем по нормативам [10] Шлицы/>;
Фрезачервячная Ш70;/>
Длинарабочего хода:
/>
Подача наоборот детали карта 3–2
Som=1.2 мм/об;
Скоростьрезания:
Vt=35 м / мин; V = 3 5 • 1,2 = 42 м / мин
Частотавращения фрезы:
/>
Принимаем попаспорту/>
Фактическаяскорось резания:
/>
Определяемосновное время:
/>
Операция 020Шпоночно-фрезерная.
Переходы:
1. Снять, установить изакрепить заготовку.
2. Фрезеровать паз
Материал заготовки – сталь 45;241 НВ
Режущий инструмент: Фреза шпоночная Р6М5 D = 8 мм;z=2
Станок – шпоночно-фрезерный692М
Переход 2
Определяем глубину резания t,мм на один проход.
t=0,5 мм при i=8
Скорость резания: Vт=22,3 м/мин[9, с. 342, к198]
n= 1180 мин-1;Sм=472 мм/мин
Поправочные коэффициенты:
К t v = К tn = Кtsм = 0,88 [9,к. 198]
Коv = Коп = Коsм = 1,0
Расчетная скорость резания:
Vp = />= 19,6 м/мин;
Число оборотов шпинделя
n =hт × Kn × Kвn = />= 1038 мин-1
принимаем по паспорту станка
n=950 мин-1
действительная скоростьрезания
Vд = />/ 1000 = 14,9 м/мин
Sм = />=415,36 мм/мин
Sм =/>=456 мм/мин
Определяем подачу на зуб
Sz =Sм/nZ = 450//>= 0,24 мм/зуб
Назначаем стойкость фрезы
Т=80 [4, с. 290,т. 40]
Определяем силу резания
Рz = 10СрtхSzyBuZ/Dqnw/>мр,
Ср=68,2; х=0,86; у=0,72; u =1,0; q = 0,86; w=0
Кмр =(980/750)0,3 =1,08
Определяем 6 м крутящиймомент
Мкр= Рz × D/2 × 100= 263,6 × 5/2 × 100=6,59Н × м
Мощность резания
Nр =Рz × V/1020 × 60 = 263,6 ×14,9/1020 × 60= 0,06 кВт
Мощность на шпинделе станка
Nшп = Nд × з= 1,6 × 0,85=1,36 кВт
Nрез
0,06
Основное время при обработкепаза:
То =Lрх/ Sм × I =36 × 8/456=0,63 мин
Операция 025 Вертикально-сверлильная
Переход 2: Сверление отверстия ш6,7 мм
Глубина резания D/2. t=3,35 мм
Определяем табличную подачу:
Табличная подача />, мм/об
Принимаем
/>= 0,14 мм/об
Корректируем подачу с учетомпоправочных коэффициентов:
/>
/>
Табличная скорость резания v,м/мин
/>
Поправочные коэффициенты:
/>
Расчетная скорость резания:
/>
Частота вращения шпинделя:
/>
Фактическая скорость резания:
/>
Проверяем достаточна лимощность станка:
По мощности резания:
/>
/> Обработка возможна
Длинна рабочего хода:
/>
где lо = 18 мм,длина обрабатываемой поверхности
l2 = 2,01 мм длина врезания инструмента
l3 = 0 мм, длина перебега инструмента
/>
Основное время автоматическойработы станка:
/>
Переход 3: Нарезание резьбы М8
Определяем табличную подачу:
Табличная подача />, мм/об
Принимаем
/>= 1,0 мм/об
Табличная скорость резания v,м/мин
/>
Поправочные коэффициенты:
/> Расчетная скорость резания:
/>
Частота вращения шпинделя:
Nтабл = 355 об/мин
Коэффициент поправочный: Кn= 1,0
N=355· 1,0 = 355 об/мин
Фактическая скорость резания:
/>
Длина рабочего
/>
где l = 18 мм,длина обрабатываемой поверхности
lвсп = 4 мм, длина врезания инструмента
/>
Основное время работы станка:
/>/>/>/>
Общее время на операцию:
/>
Операция 035 Круглошлифовальная
Переходы:
1. Снять, установить изакрепить заготовку
2. Шлифовать поверхностипредварительно
Исходные данные:
Материал заготовки – сталь 45;
Метод шлифования – снепрерывной радиальной подачей (автоматическая)
Диаметр до обработки d1=30,27 мм
Диаметр после обработки d2= 30,1 мм
Станок круглошлифовальный мод.3Б12
Выбор характеристикшлифовального круга
1) Размеры шлифовальногокруга:
Диаметр Dk = 250 мм(по паспорту станка)
Высота (ширина) Вк= 60 мм (по паспорту станка)
2) Принятая форма круга – ПП(прямого профиля)
Материал – 24А (электрокорундбелый)
3) Характеристики круга:
Зернистость – 25 [3.с. 245,табл. 161]
Твердость – С1 [3.с. 249]
Номер структуры – 5 [3.с. 249,табл. 167]
Связка – керамическая К5 [3.с. 247]
Допустимая окружная скорость Vк= 35 м/с
Полное обозначение круга
ПП 250Ч60 24А 25Н С1 5 К5 35 м/с1 кл. А ГОСТ 2424–83
Таблица 2.11. Расчет режимоврезанияD L t i S n Vм/с
To
/> 0,085 - 1
/>
/> 30,6 0,169
1. Расчетный диаметркруга D = Dk = 250 мм
Расчетная частота вращениякруга:
/>
Принимаем по паспорту станка nкр= 2340 об/мин
Фактическая скорость резания:
/>
2. Расчетный диаметрзаготовки Dз = d1= 30,27 мм
Табличная окружная скоростьзаготовки:
Vз = 20…40 м/мин[3. с. 301, табл. 55]
Принимаем Vз = 25 м/мин
Частота вращения заготовки:
/> (находится в паспортных пределах)
3. Табличная врезная(радиальная) подача на 1 оборот заготовки:
Sрад = 0,001…0,005 мм/об
Принимаем радиальную подачу:
Sрад = 0,005 мм/об
Скорость минутной врезнойподачи:
/> (находится в паспортных пределах)
4. Диаметры до и послеобработки (по исходным данным):
d1= 30,27 мм, d2= 30,1 мм
Припуск на шлифование (насторону):
/>
Расчетная длина хода L = h = 0,03 мм
5. Число рабочих ходов i= 1
Коэффициент, учитывающий времяна выхаживание:
K = 1,2…1,3
Принимаем K = 1,3
6. Основное время наоперацию:
/>
/>
/>
Операция 040 Круглошлифовальная
Переходы:
1. Снять, установить изакрепить заготовку.
2. Шлифовать поверхностьпредварительно
Материал заготовки – сталь 45;241 НВ
Станок – кругло-шлифовальный3Б12
Переход 2:
Выбираем абразивныйинструмент:
Диаметр круга ш 600 мм, ширинаВ=40 мм, принятая форма круга – ПП (с выточкой), материал 24А, твердостьС1, зернистость 25, номер структуры 5, связка К5, скорость вращательногодвижения v= 35 м/с
ПП 600Ч40 24А 25Н С1 5 К5 35 м/с1 кл ГОСТ 2424–83
1) Определяем скоростьвращательного движения круга /> м/с
/>=35 м/с
2) Определяем частотувращения круга />, об/мин
/>
где /> – скорость вращения круга(м/с); /> – диаметр круга (мм)
/>=1114 об/мин
Корректируем частоту вращенияпо паспорту станка />=1112 об/мин
Определяем скорость вращениязаготовки
/>=(15–35) м/мин
/>=25 м/мин.
3) Определяем частотувращения заготовки />, об/мин
/> />об/мин
Определяем глубину шлифованияt, мм
t=0,005 мм
4) Определяем продольнуюподачу S мм/об
S=(0,3–0,4) В
где В — ширина круга (мм) 63
S=0,4 × 40=16 м/мин
Находим минутную подачу:
/>=263 × 16 = 4208 м/мин
Расчетная длина хода столаL=95–0,4 × 40=79 мм
5) Припуск на шлифование (насторону):
/>
Коэффициент, учитывающий,дополнительные ходы на выхаживание:
K = 1,2…1,4
Принимаем K = 1,4
Число ходов, включаявыхаживание:
/>
6) Определяем основное время />, мин
/>
/> – продольная подача, 4208 мм/мин.
L – длина обрабатываемой ходастола, 79 мм />
Операция 045 Круглошлифовальная
Переходы:
1. Снять, установить изакрепить заготовку
2. Шлифовать поверхностиокончательно
Исходные данные:
Материал заготовки – сталь 45;
Метод шлифования – снепрерывной радиальной подачей (автоматическая)
Диаметр до обработки d1=30,1 мм
Диаметр после обработки d2= 30,02 мм
Станок круглошлифовальный мод.3Б12
Выбор характеристикшлифовального круга
1) Размеры шлифовальногокруга:
Диаметр Dk = 250 мм(по паспорту станка)
Высота (ширина) Вк= 60 мм (по паспорту станка)
2) Принятая форма круга – ПП(прямого профиля)
Материал – 24А (электрокорундбелый)
3) Характеристики круга:
Зернистость – 25 [3.с. 245,табл. 161]
Твердость – С1 [3.с. 249]
Номер структуры – 5 [3.с. 249,табл. 167]
Связка – керамическая К5 [3.с. 247]
Допустимая окружная скорость Vк= 35 м/с
Полное обозначение круга
ПП 250Ч60 24А 25Н С1 5 К5 35 м/с1 кл. А ГОСТ 2424–83
Таблица 2.11. Расчет режимоврезанияD L t i S n Vм/с
To
/> 0,085 - 1
/>
/> 30,6 0,277
3. Расчетный диаметркруга D = Dk = 250 мм
Расчетная частота вращениякруга:
/>
Принимаем по паспорту станка nкр= 2340 об/мин
Фактическая скорость резания:
/>
4. Расчетный диаметрзаготовки Dз = d1= 30,1 мм
Табличная окружная скоростьзаготовки:
Vз = 20…40 м/мин[3.с. 301, табл. 55]
Принимаем Vз = 40 м/мин
Частота вращения заготовки:
/> (находится в паспортных пределах)
5. Табличная врезная(радиальная) подача на 1 оборот заготовки:
Sрад = 0,001…0,005 мм/об
Принимаем радиальную подачу:
Sрад = 0,001 мм/об
Скорость минутной врезнойподачи:
/> (находится в паспортных пределах)
6. Диаметры до и послеобработки (по исходным данным):
d1= 30,1 мм, d2= 30,02 мм
Припуск на шлифование (насторону):
/>
Расчетная длина хода L = h = 0,085 мм
7. Число рабочих ходов i= 1
Коэффициент, учитывающий времяна выхаживание:
K = 1,2…1,3
Принимаем K = 1,3
8. Основное время наоперацию:
/>
/>
/>
Операция 050 Круглошлифовальная
Переходы:
1. Снять, установить и закрепитьзаготовку.
2. Шлифовать поверхностьпредварительно
Материал заготовки – сталь 45;241 НВ
Станок – кругло-шлифовальный3Б12
Переход 2:
Выбираем абразивныйинструмент:
Диаметр круга ш 600 мм, ширинаВ=40 мм, принятая форма круга – ПП (с выточкой), материал 24А, твердостьС1, зернистость 25, номер структуры 5, связка К5, скорость вращательногодвижения v= 35 м/с
ПП 600Ч40 24А 25Н С1 5 К5 35 м/с1 кл ГОСТ 2424–83
5) Определяем скоростьвращательного движения круга /> м/с
/>=35 м/с
Определяем частоту вращениякруга />, об/мин
/>
где /> – скорость вращения круга(м/с); /> – диаметр круга (мм)
/>=1114 об/мин
Корректируем частоту вращения попаспорту станка />=1112 об/мин
Определяем скорость вращениязаготовки
/>=(15–35) м/мин
/>=25 м/мин.
6) Определяем частотувращения заготовки />, об/мин
/> />об/мин
Определяем глубину шлифованияt, мм
7) Определяем продольнуюподачу S мм/об
S=(0,3–0,4) В
где В-ширина круга (мм)
S=0,3 × 40=12 м/мин
Находим минутную подачу:
/>=265 × 12 = 3180 м/мин
Расчетная длина хода столаL=95–0,4 × 40=79 мм
5) Припуск на шлифование (насторону):
/>
Коэффициент, учитывающий,дополнительные ходы на выхаживание:
K = 1,2…1,4
Принимаем K = 1,4
Число ходов, включаявыхаживание:
/>
6) Определяем основное время />, мин
/>
/> – продольная подача, 3180 мм/мин.
L – длина обрабатываемой ходастола, 79 мм />
2.6 Нормирование операции
Операция 005 Фрезерно-ценровальная
Исходные данные:
Обрабатываемый материал: сталь45.
Масса заготовки – 3,39 кг.
Величина партии изделий />.
Станок – фрезерно-центровальныймод. МР-71М.
Способ установки детали- втисках ГОСТ 21167–75.
Расчет норм времени
1. />
2. Определяем вспомогательное время
/>=0,17 мин.
3. />=0,08+0,06=0,14 мин.
4. К=0,5
5. />
6. Общее вспомогательное время на операцию:
/>
7. Определяем время на обслуживание рабочегоместа и отдыха в долях от оперативного время:
a обс.= 5%; аотл=3,5%.
8. Определяем подготовительно-заключительноевремя:
Тпз=10 мин
9. Норма штучного времени наоперацию:
/>
10. Величина операционнойпартии изделий nоп = 157 шт. (по исходным данным)
11. Штучно – калькуляционноевремя:
/>
010 Токарная с ЧПУ
Исходные данные:
1. Наименование операции:токарно-винторезная.
2. Станок: токарно-винторезный с ЧПУ.
3. Модель станка: 16К20Ф3С39 (наибольшийдиаметр обрабатываемой заготовки над суппортом 200 мм).
4. Модель устройства ЧПУ – «Электроника НЦ-31».
5. Наименование детали – вал.
6. Обрабатываемый материал: сталь 45,масса — 3,39 кг.
7. Способ установки детали — в поводковомпатроне, в центрах.
8. Количество инструмента в наладке – 4.
Расчёт норм времени на данную операцию.
1. Время на организационную подготовку:
Получить наряд, чертёж, инструмент –4,0 мин.
Ознакомиться с работой, чертежом,технологической документацией, осмотреть заготовку – 2,0 мин.
Инструктаж мастера – 2,0 мин.
Итого: />мин.
2. Время на наладку станка, приспособлений,инструмента, программных устройств:
Установить и снять – 4,5 мин.
Подключить приспособление с механизированнымзажимом к пневмосети — 2,5 мин.
Установить и снять инструментальный блок илиотдельный режущий инструмент. Время на один инструмент(блок) – 0,4 мин.Так-так у нас два инструментальных блока, 0,4+0,4=0,8 мин.
Установить программоноситель в считывающееустройство и снять – 10,0 мин.
Проверить работоспособность считывающегоустройства перфоленты – 7,6 мин.
Установить исходные координаты Х и Y (настроитьнулевое положение) по боковой поверхности – 1,8 мин.
Настроить устройство для подачи СОЖ –0,5 мин.
/>мин.
3. Пробная обработка детали
/>5,3 мин.
Итого: подготовительно – заключительное времяна партию деталей.
/>мин.
4. Вспомогательное время на установку и снятиедетали
/>0,22 мин.
5. Вспомогательное время, связанное с операцией
/>0,32 мин
6. Вспомогательное время на контрольныеизмерения
/>мин.
7. Время на обслуживание рабочего места, отдыхи личные потребности />
8. Общее вспомогательное время на операцию:
/>мин.
9. Определяем штучное время:
/>мин.
10. Штучно-калькуляционное время:
/>мин
Операция 015 Шлицефрезерная.
Основноевремя Т0=3,02 мин.
1. Определяемвспомогательное время
Тв=0,7 мин.
2. Топ=То+ Тв=3,02+0,7=3,72 мин. – оперативное время.
3. Определяемвремя на обслуживание рабочего места
Тобс=4,5%Топ Тобс=0,09 мин.
4. Определяемвремя на отдых и личные потребности.
Тотл=5%Топ; Тотл=0,1 мин.
5. Определяемнорму штучного времени.
/>
6. Определяемподготовительно заключительное время
Тп.з= 36 мин.
6. Определяем норму штучно-калькуляционноговремени.
/>
Операция 020Шпоночно-фрезерная.
1. Определяемвспомогательное время на операцию />, мин
/>
2. Определяем оперативноевремя />, мин
/>
/> =3,9 мин
/> =0,65 мин
/>
3. Определяем время наобслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.
/>= 3,5%
/>=4%
4. Определяем норму штучноговремени />, мин
/>
/> =0,65 мин
/> =0,63 мин
/>
5. Определяемподготовительно-заключительное время на партию деталей
/>=17 мин
6. Определяем штучнокалькуляционное время
/>:
Операция 025Вертикально-сверлильная
1. Определяем вспомогательноевремя на операцию />, мин
/>
/>=0,32 мин
/> =0,05 мин
/>
2. Определяем время на обслуживаниерабочего места, отдых и личные надобности.
/>= 4%
/>=4%
3. Определяем норму штучноговремени />, мин
/>
/> =0,25 мин
/> =0,37 мин
/>
4. Определяемподготовительно-заключительное время на партию деталей
/>=29 мин
5. Определяем штучнокалькуляционное время:
/>
Операция 035 Круглошлифовальная.
Исходные данные:
Масса заготовки 3,39 кг
Установка заготовки – вцентрах с хомутиком
Величина операционной партииизделий Поп =157 шт.
Контроль диаметральногоразмера – скобой
Станок круглошлифовальный мод.3Б12 (наибольший диаметр устанавливаемой заготовки 200 мм)
Подача – автоматическая.
Расчет норм времени
Основное время То =0,169 мин
1. Туст = 0,28 мин [карта 6,поз. 2]
2. tп = 0,37 мин [карта44, поз. 46]
3. tизм = 0,09 мин [карта86, поз. 25]
tизм = То(0,09 = 0,09), но в данном случае время на измерения в норму включаем.
4. К = 1 [карта 87]
5. Суммарное вспомогательное время напереход:
Тп = tп +tизм · К = 0,37+0,09 · 1 =0,46 мин
6. Общее вспомогательное время на операцию:
Тв = Туст +Тп = 0,28 + 0,46 =0,74 мин
7. аобс =9% [карта 45]
8. Тп.з = 7+6+1+7=30 мин [карта45, поз. 2,6,7,10]
9. Определяем аот.л приавтоматической подачи:
Оперативное время Топ= То + Тв = 0,169 + 0,74 = 0,91 мин
аот.л = 4% [карта 88]
10.Норма штучного времени на операцию:
/>
11.Величина операционной партии изделий nоп= 157 шт. (по исходным данным)
12.Штучно – калькуляционное время:
/>.
3. Конструкторская часть
3.1 Конструированиестаночного приспособления
3.1.1 Силовой расчет приспособления
Проектируемое приспособление предназначено дляфрезерования шпоночного паза на шпоночно-фрезерной операции.
Исходные данные для расчета:
– содержание операции: фрезерование шпоночногопаза
– способ базирования заготовки:цилиндрической поверхностью
D = 25 мм на опорную призму с
– режимные параметры обработки из п. 2.5:
t =4 мм; i = 8; Sм = 456 мм/мин; n=950 мин-1;V=14,9 м/мин; Sz = 0,24 мм/зуб
Для определения величины требуемой силы зажимаразрабатываем схему действия силы на заготовку.
Со стороны шпоночной фрезы на заготовку действуютсилы Рz, Рх, Ру, сдвигающие ее относительно опорной призмы.
Этим силам противодействуют:
– со стороны зажимного элемента сила зажимаW, прижимающая заготовку к опорной призме;
– силы трения Wf в местах контакта базовойповерхности заготовки с зажимным и опорным элементами, удерживающими ее отсдвига.
При действии всех сил заготовка должна находитьсяв равновесии.
Учитывая способ базирования заготовки, характер инаправление действия на нее всех сил, а также надежность закрепления, величинутребуемой силы зажима заготовки рассчитываем по формуле:
Wсум=(К · √Рz2+Рх2+Ру2)/ f1 +f2/sinб/2,
где К — коэффициент заноса
f 1, f2 – коэффициенты трения в местах контакта базовойповерхности заготовки с зажимным и опорным элементами соответственно.
б – угол призмы в градусах; б = 900
Принимаем f 1=f2 =0,16 – при контактеобработанной поверхности заготовки с опорой и зажимным элементом
К = Ко · К1 · К2 · К3· К4 · К5 · К6,
К0=1,5 – гарантированныйкоэффициент заноса
К1 =1 – при чистовой обработке
К2=1,6…1,8 – коэффициент, учитывающийзатупления шпоночной фрезы при фрезеровании стали;
Принимаем К2=11,7
К3 =не учитывается при непрерывномфрезеровании
К4 =1,0 – при использованиипневмоцилиндра двухстороннего действия
К5 – не учитывается пимеханизированном зажиме
К6-не учитывается при отсутствиимомента, поворачивающего заготовку относительно опоры
К=1,5 · 1 · 1,7 · 1=2,55
Главную составляющую силы резания берем из п. 2.5.
Рz =263,6Н
Величины остальных составляющих силы резаниярадиальной Ру и осевой Рх устанавливаем из соотношения с главной составляющейРz.
Ру=(0,3…0,4) Рz. [4, т. 42, с. 292]
Рх =(0,5…0,55) Рz.
Ру=0,4 Рz. = 0,4 · 263,6=105,44Н
Рх =0,55 Рz = 0,55 · 263,6 =144,98Н
Рассчитываем силу W по формуле.
W =2,55 · √263,62+144,982+105,442/ 0,16+0,16/0,707 = 2105Н
3.1.2 Описание конструкции и принципа действия
Анализируем исходные данные
Тип производства – среднесерийное
Тип привода – механизированный
Расчетная величина зажимнойсилы W=2105Н. выбираем тип зажимного механизма и привода. Для приспособления,работающего в условиях среднесерийного производства с требуемой величинойзажимной силы, принимаем рычажный зажимной механизм с передаточным отношениемсил i =1,67
Выбираем тип привода.
Принимаем механизированный пневматический приводс пневмоцилиндром двухстороннего действия.
Передача сил со штока на заготовку будетпроизводиться по схеме: шток-рычаг-заготовка.
На основании схемы действия сил по известной силеW определяем величину расчетной исходной силы на штоке пневмоцилиндра D.
Для рычажного зажимного механизма величина силы,действующей со стороны штока на рычаг рассчитываем по формуле:
Q =W /i · ŋ,
где ŋ – КПД рычажного зажимного механизма,принимаем ŋ = 0,95
Q = 2105/1,67 · 0,95=1327Н
Зная величину силы, развиваемой на штокепневмоцилиндра двухстороннего действия, определяем расчетный диаметрпневмоцилиндра D.
Для пневмоцилиндра 2-х стороннего действия приподаче сжатого воздуха для зажима в бесштоковую полость.
Q= D2 /4 · ŋ · т, Н,
где т – давление сжатого воздуха, Па
ŋ – КПД пневмоцилиндра из формулы
D =√4 · Q/ · т · ŋ, мм
Принимаем т -0,4 МПа = 0,4 · 106 Па,ŋ =0,95
D = √4 · 1324/3,14 · 0,4 · 106 ·0,95 = 0,0667 м=66,7 мм
Принимаем стандартную величину диаметра пневмоцилиндра:D=100 мм.
3.2 Конструирование ирасчет режущего инструмента
Для обработки шпоночного пазашириной 8 мм выбираем цельную шпоночную фрезу по ГОСТ 9140–78. Глубинапаза 4 мм, длинна 40 мм, станок шпоночно-фрезерный модель 692М,материал заготовки сталь 45 ГОСТ 1050–88
Подача />. Частота вращения n= 950об/мин; скорость резания v = 14,9 м/мин; окружная сила резания Рz=88,9 Н,осевая сила резания Рх=17,78Н
1. Определяемгеометрические и конструктивные параметры рабочей части фрезы
выбираем по ГОСТ 9140–78
Угол наклона винтовой канавки:/>
Передний угол: 5˚ (дляконструкционной стали)
Задний угол б = 12±2˚
Главный угол в планец=90˚
2. Число зубьев фрезы z=2
3. Определяем высоту зубафрезы:
/> (3.1)
где К – коэффициент высотызуба в зависимости от типа фрезы (К=0,9)
/>мм
4. Радиус перехода отспинки к передней грани фрезы:
/> (3.2)
где Кс – коэффициентразмещения стружки (Кс=3–4, принимаем Кс = 3,5)
/>
Принимаем r = 1.1 мм
5. Ширина ленточка f выбираемпо ГОСТ 9140–78
f = 1 мм
6. Обратная конусностьфрезы (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длинырабочей части должна составлять: D= 8 мм.
Обратная конусность равна 0,04–0,10 мм;берем ≈ 0,05 мм
3.3 Конструирование ирасчёт мерительного инструмента калибр – скоба
1. Определение предельных отклонений вала:
es =0 мм
ei = -0,013 мм
2. Расчет предельных размеров вала:
/> (3.3)
3. Определение отклонений и допуска длякалибра скобы, мм:
/> (3.4)
4. Расчет предельных и исполнительныхразмеров калибр скобы:
/> (3.5)
4. Проектирование участкамеханического цеха
4.1 Расчёт количестваоборудования и его загрузки
Потребное количество станков,необходимое для изготовления заданного объёма выпуска с дозагрузкой:
/> (4.1)
N — годовой объём деталей позаданию, шт.
N=8000 шт.
/>-сумма штучно – калькуляционного временина изготовление детали, мин.
/>=19,49 мин.
D-дозагрузка, ст. ч.
D=76000 ст. ч.
Fg-эффективный фонд времениработы оборудования, час.
Fg=38,36
К=1,0 – коэффициент
/>
Коэффициент загрузкиоборудования по каждой группе определяем по формуле:
/>; (4.2)
где /> — принятое количествостанков на каждую операцию, шт.
Средний коэффициент загрузкиоборудования определяем по формуле:
/>;
/>
Все данные о расчёте станков икоэффициентов загрузки сводим в таблицу.
Таблица 4.1№ операции Наименование операции Модель станка
/>, мин.
/>, шт.
/>, шт.
/>. 005 Фрезерно-центровальная МР71-М 0,7 0,74 1 0,74 010 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3С39 4,88 5,12 6 0,85 015 Шлицефрезерная 5350 4,12 4,35 5 0,87 020 Шпоночно-фрезерная 692М 1,49 1,5 2 0,75 025 Вертикально-сверлильная 2Н125 0,74 0,78 1 0,78 030 Термическая. - 0,93 0,87 1 0,87 035 Круглошлифовальная- 3А151 1,17 1,23 2 0,62 040 Круглошлифовальная- 3А151 1,54 1,6 2 0,8 045 Круглошлифовальная- 3А151 1,3 1,37 2 0,69 050 Круглошлифовальная- 3А151 2,62 2,68 3 0,81 Итого: 19,49
4.2 Планирование участка.Определение площадей
Состав производственногоучастка определяется характером изготовляемого изделия, видом технологическогопроцесса, объёмом производства.
На участке располагаетсяоборудование, предназначенное для выполнения, технологического процессаобработки детали. Контрольное отделение, складские помещения, которые являютсявспомогательными.
Для среднесерийногопроизводства принимаем групповой способ размещения станков по видам обработки (токарные,фрезерные, сверлильные, шлифовальные и т.д.)
Ширину пролёта между колоннамипринимаем L=18 м и шагом колонн t=12 м. Высота здания 6 м. Месторабочего у станка обозначаем кружком диаметром 500 мм
Определяем размер главногопроезда Lпр=2500 мм, предназначенного для транспортирования материалов,заготовок, и движения людей. Перемещение заготовок производим с помощьюэлектрокар, так как вес заготовки менее 10 кг. Для обслуживания участкаиспользуем кран-балку грузоподъёмностью 5 т.
Станки располагаем вдольпролёта, группу круглошлифовальных станков располагаем в поперечном направлениидля лучшего использования площади участка.
В соответствии стехнологическим процессом располагаем на данном механическом участке места длямастера и контролёров площадью не менее /> каждое.
По плану участка площадьучастка составляет: S=641/>
В целях соблюдения пожарнойбезопасности в цехе запрещается: курить в местах, не отведённых для этой цели;загромождать проходы и проезды, подступы к водоисточникам, пожарным лестницам,средствам пожаротушения, электросиловым установкам и вентиляционным камерам.
При работе на шлифовальныхстанках рабочие должны пользоваться защитными очками и экранами;
При выполнении шлифовальнойоперации рабочий находится сбоку от шлифовального круга;
Обязательное использованиеспецодежды, волосы заправляются под головной убор, рукава куртки застёгиваются;
При слесарной операциинеобходимо использовать тиски для зажима детали;
Стружку с рабочего местаубирать специальными щётками;
При токарной операции длясмены патрона необходимо пользоваться подкладкой;
При сверлильных операцияхиспользовать зажимные приспособления.
К противопожарной техникебезопасности можно отнеси:
– необходимостьпротивопожарных преград внутри помещения, наличие противопожарногооборудования;
– наличие средствпожаротушения;
– пути эвакуации людей изпомещения в случае пожара.
Необходимо, чтобы все рабочиеизучили и усвоили правила безопасной работы, при соблюдении которых можнопредупредить и полностью предотвратить несчастные случаи и создать условия длявысокопроизводительной работы.
При несоблюдении правилтехники безопасности здоровью работающего может быть нанесён вред. Работникиобязаны соблюдать дисциплину труда, правильно применять коллективные ииндивидуальные средства защиты. Несоблюдение инструкций по охране труда являетсянарушением трудовой и технологической дисциплины.
Лица, нарушающие инструкцию,несут ответственность в дисциплинарном или судебном порядке в зависимости отхарактера и последствий нарушений.
4.3 Техника безопасности научастке
В машиностроительномпроизводстве существуют нормы техники безопасности и охраны труда.
Основными направлениямигосударственной политики в области охраны труда являются:
принятие и реализация законови иных актов, целевых и отраслевых программ улучшения условий труда;
государственное управлениеохраной труда;
государственный надзор иконтроль по соблюдению требований охраны труда;
содействие общественномуконтролю по соблюдению правил и законных интересов работников в области охранытруда;
расследование несчастныхслучаев на производстве и профессиональных заболеваний;
защита законных интересовработников, пострадавших от несчастных случаев на производстве ипрофессиональных заболеваний;
установление компенсаций затяжёлую работу и работу с вредными или опасными условиями труда;
установление порядкаобеспечения работников средствами индивидуальной и коллективной защиты, а такжесанитарно-бытовыми помещениями и устройствами, лечебно-профилактическимисредствами за счёт средств работодателя.
В данном дипломном проектеприменены технические и организационные средства, обеспечивающие безопасность ибезвредность условий труда обслуживающего персонала и окружающей среды.
Для безопасности эксплуатацииэлектрооборудования на механических участках цехов применяют системысигнализации. Для рабочих существуют нормы техники безопасности при работе соборудованием. В местах работы должны находиться набор необходимых средств дляоказания первой помощи (аптечный шкаф), плакаты о правилах оказания первойпомощи, производства искусственного дыхания и наружного массажа сердца. Плакатыи правила должны быть вывешены на видных местах.
Литература
1. Добрыднев И.С. Курсовоепроектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учеб. пособие длятехникумов по специальности «Обработка металлов резанием». — М.:Машиностроение, 1985 г. 184 с.
2. А.Ф. Горбацевич.Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск, «Высшая школа», 1975 г.88 с. С ил.
3. Справочниктехнолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 Под ред. А.Г. Косиповой и Р.К. Мещерякова. –4-е изд. перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. 496 с., ил.
4. Общемашиностроительныенормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущихстанках. Часть 1.
5. Общемашиностроительныенормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущихстанках. Часть 1.
6. Общемашиностроительныенормативы времени для технического нормирования работ на универсальных испециальных станках с ЧПУ.
7. Барановский Ю.В. Справочник«Режимы резания металлов».
Нефёдов Н.А., Осипов К.А. Сборникзадач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту: Учебное пособиедля техникумов по предмету «Основы учения о резании металлов и режущийинструмент». – 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990 г.
8. Г.Н. Мельников, В.П. Вороненко «Проектированиемеханосборочных цехов; Учебник для студентов машиностроительных. специальностейвузов / Под. ред. А.М. Дальского – М.: Машиностроение, 1990. – 352 с.,ил.
9. «Единый тарифно-квалификационный справочникработ и профессий рабочих». Выпуск 2. М., Машиностроение, 1992.
10. Машиностроительное производство: Учебникдля студ. учреждений средн. проф. образования / В.Ю. Шишмарев, Т.И. Каспина.М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 352 с.
11. Н.А. Нефедов «Дипломное проектированиев машиностроительных техникумах: Учебное пособие для техникумов. 2-е изд.,перераб. и доп. – М., Высшая школа, 1986. – 239 с., ил.
12. О.И. Волков, В.К. Скляренко«Экономика предприятия». М., ИНФРА-М, 2003. – 280 с.
14. «Экономикаи организация производства в дипломных проектах». п/р. К.М. Великанова.Ленинград, Машиностроение, 1986. – 285 с.