Усовершенствование технологического процесса механической обработки детали «Переходник»

39, стр. 383]. =7,=0,2, =0,7, =0,4, =20 мин.

Тогда м/мин.

Частота вращения шпинделя определяется по следующей зависимости:

Подставим числовые значения: об/мин.

Для расчёта мощности резания (эффективной) согласно [, стр. 386] используется следующая зависимость:(5.8)в которой на основании [, стр. 385](5.9)где-коэффициент [, табл. 42, стр.

385]; -диаметр сверла (отверстия), мм;-подача на оборот, мм/об;-поправочный коэффициент, равныйгде-поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [, табл. 9, стр. 362]. Показатели степеней определяются по [, табл.

32, стр. 386]. =0,0345=2=0,8=0,77Тогда:

Нмк.

ВтВыбранный многоцелевой станок имеет номинальную мощность двигателя 11 кВт, с учётом КПД: кВт. Мощность резания меньше мощности станка. Расчет окончен. Переход — нарезание резьбы М16×1,5−6g. Параметры инструмента.

На данной операции выполняется нарезание резьбы на диаметре 16 мм. Длина обработки составляет 40 мм. Исходя из всего выше приведённого, выбираем резьбовой резец с твердосплавной пластиной. Параметры режимов резания:

Глубина резанияt= (16,0−14,16)/3=0,614 мм. Для расчёта скорости при нарезании резьбы резьбовым резцом согласно [5, стр. 432] используется следующая зависимость:(5.10)где-коэффициент [, табл. 118, стр. 430]; -число рабочих ходов;-стойкость инструмента, мин [, табл. 118, стр. 431]; -подача на оборот, равная шагу резьбы, мм/об;-поправочный коэффициент, равный:

Где-коэффициент, учитывающий качество материала, [, табл. 1−4, стр. 358]; -коэффициент, учитывающий материал инструмента, [, табл. 6, стр.

361]. -коэффициент, учитывающий глубину сверления, [, табл. 41, стр. 385]; Показатели степеней определяются по [, табл. 39, стр. 383].

=244,=0,2,=0,3, Т =70 мин. Тогда: м/мин.

Частота вращения шпинделя определяется по следующей зависимости:

Подставим числовые значения: об/мин.

Для расчёта мощности резания (эффективной) согласно [, стр. 432] используется следующая зависимость:(5.11)в которой на основании [, стр. 432](5.12)где-поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [, табл. 9, стр. 362]. Показатели степеней определяются по [, табл. 120, стр. 433]. =148u=1,5=1,7Тогда:

кВтВыбранный станок имеет номинальную мощность двигателя 11 кВт. Мощность резания меньше мощности станка. Расчет окончен. Таблица 5.1 — Сводная таблица рассчитанных режимов резания.

Операция, переход.

Глубина резания, t, мм.

Подача на оборот, S, мм/об (на зуб, Sz, мм/зуб)Расчётная скорость резания, Vр, м/мин.

Расчётная частота вращения шпинде-ля, nр, об/мин.

Принятая частота вращения шпинде-ля, n, об/мин.

Действительная скорость резания, V, м/мин.

Мощность резания (эффективная), Ne, кВт005многоцелевая.

Черновое точение2,30,4 222 405 240 522 228,4Чистовое точение0,70,9 368 732 760 003 010,6Сверление 30,1128,71 521 152 128,70,3Нарезание резьбы0,6141,5 166 331 433 141 661,9010.

Вертикально-фрезерная 1,50,210 838 212 500 710,2Опытно-статистический метод.

Данный метод заключается в назначении режимов обработки на основании данных справочной литературы. С этой целью используются источники [6,7]. Выбор режимов резания для операции005 Многоцелевая.

Таблица 5.2- Режимы резания№ операции.

Название операции№ перехода.

Материал режущей части.

Размер обрабатываемой поверхности, мм.

Элементы режима резания.

Глубина резания, t, мм.

Подача на оборот, S, мм/об.

Скорость резания, V, м/мин.

Частота вращения шпинделя, n, об/мин.

Время на проход, toсн, мин.

Расчетная шерохова-тость, Ra, мкм.

Мощность резания (эф-фективная), Ne, кВт123 456 789 101 113 008.

Многоцелевая1.

2.4325∅22-∅01,00,416 011 075,858,43.4325∅22-∅172,50,422 041 205,858,44.4325∅20-∅12,53,750,415 538 945,858,95.

6.H10F∅63,00,1128,715 215,850,37.

8.4325∅22-∅03,70,416 011 075,858,49.4325∅22-∅172,50,422 041 205,858,410.

4325∅17,4-∅160,70,930 160 002,980,611.

12.4325∅17,4-∅13,31,80,425 059 865,854,813.

14.4325М16×1,50,6141,516 633 142,981,915.

16.1024∅81,00,13 011 945,850,517.

18. 1024∅9,90,950,12 911 542,980,51 920 1024∅10,10,10,83 210 091,50,3Расчет режимов резания произведен с использованием калькулятора Сoroguide®, разработанного компанией Sandvik Coromant®.Раздел 6. Определение технической нормы времени6.

1. Методика определения норм времени.

Определение норм времени на операции производится на основании данных отраслевых нормативов [, ] и по рекомендациям []. При этом в состав норм входят следующие слагаемые:

Штучно-калькуляционное время:(6.1)где-штучное время, мин.;-подготовительно-заключительное время, мин.;-размер партии деталей, шт. Подготовительно-заключительное время включает в себя затраты времени на получение материалов, инструментов, приспособлений, технологической документации, наряда на работу; ознакомление с работой, чертежом; получение инструктажа; установку инструментов, приспособлений, наладку оборудования на соответствующий режим; снятие приспособлений и инструмента; сдачу готовой продукции, остатков материалов, приспособлений, инструмента, технологической документации и наряда. Штучное время:(6.2)где-основное время, мин.;-вспомогательное время, мин.;-время на отдых и личные потребности, мин.;-время на обслуживание рабочего места, мин. Основное время — основное технологическое время, в продолжение которого осуществляется изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя, структуры материала обрабатываемой заготовки. Основное время — основное технологическое время, в продолжение которого осуществляется изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя, структуры материала обрабатываемой заготовки. Оно определяется по следующей формуле:(6.3)где-расчётная длина, мм;-длина детали, мм;-длина врезания, мм;-длина перебега, мм;-величина подачи, мм/об.;-минутная подача, мм/мин.;-частота вращения шпинделя, об/мин.Вспомогательное время определяется как сумма затрат времени на вспомогательные приёмы, сопутствующие основной работе. В состав вспомогательного времени входит время на установку-снятие заготовки, управление станком, смену инструмента, измерение детали. Оперативное время: (6.4)Время на обслуживание рабочего места, затрачиваемое на смазывание станка, смену инструмента, удаление стружки, подготовка станка к работе в начале смены и приведение его в порядок после окончания работы (определяется в процентах от оперативного времени): (6.5)Время на отдых и личные потребности (определяется в процентах от оперативного времени):(6.6)Расчет норм времени.

Расчёт основного и вспомогательного времени.

Таблица 7.1 — Основное и вспомогательное время.

Элементы операции.

Расчетные размеры, мм.

Режим обработки.

Основное время, сек.

Вспомогательное время, мин.

Оперативное время, мин.

Длина обрабатываемой поверхности.

Врезание и перебег.

Число раб. ходов.

Расчетная длина.

Подача, мм/об.

Частота вращения, об/мин.

Минутная подача, мм/мин.

На установку и снятие.

Вспомогательное время в целомllвр+lпiLSоnSминtоtустtвtоп1 234 567 891 011 121.

Установить заготовку0.

30,30,32. Подрезать торец 1однократно1 131 140,411074430,0320,180,2123.

Точить пов. 2,3 и 6 однократно2 831 310,4412016480,0190,320,3394.

Точить пов.

17, 4 и 15 однократно1 031 130,4389415560,010,260,275. Сверлить отв. пов.

107 511 760,1115211670,460,110,578. Сменить позицию детали0,30,30,36. Подрезать торец 9однократно1 131 140,411074430,090,180,277.Точить пов. 12 предварительно и 204 531 480,4412016480,110,30,418. Точить пов. 12 окончательно4 131 440,0960005400,0820,280,3629.

Точить канавку пов. 11, 14, 1 871 180,4598623940,030,30,3310.

Точить резьбу на пов. 124 033 431,5331449710,780,250,8311.

Зенкеровать пов. 16 751 120,111941200,10,160,2112.

Развернуть пов. 19 предварительно22 140,11154115,40,0350,20,20 313.

Развернуть пов. 19 окончательно52 170,081009810,0870,30,315ИТОГО1,840,63,445,281.Установить заготовку0,32.Фрезеровать лыску пов.

88 101 180,0225005000,0360,260,33.Повернуть деталь0,12.Фрезеровать лыску пов.

88 101 180,0225005000,0360,260,3ИТОГО0,0720,40,520,66.

2.2. Расчёт штучно-калькуляционного времени.

Таблица 6.2-Нормы времени в целом на операцию№ операции.

Основное время на операцию, tо, мин. Вспомогательное время на опера-цию, tв, мин. Оперативное время, tоп, мин. Время на обслуживание, tобс.

Время на отдых tотд.

л.Штучное время, tшт, мин. Подготовительно-заключительное время на партию, Tпз, мин.

Величина партии, шт. Штучно-калькуляционное время, tшк, мин%мин.%мин.

0051,843,445,2860,30 240,2015,81 457 705,870100,0720,520,660,3 640,0240,66 127 700,68Глава 2КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬВ данной главе производится разработка механизированного установочно-зажимного приспособления. Раздел 1. Разработка механизированного установочно-зажимного приспособления.

Приспособление разрабатывается для 010 операции — вертикально-фрезерной, на которой выполняется фрезерование двух лысок на диаметре Ø17b12 глубиной 1,5 мм и шириной 9 мм Переходника. Обработка производится на вертикально-фрезерном станке модели 6Р11Ф3−1. Схема базирования и закрепления.

Проект конструкции приспособления для фрезерования лысок на операции 010 представлен на рис.

2.1. Заготовка 1 устанавливается в трехкулачковый зажимной патрон делительной головки, который крепится на конце шпинделя 2. Головка состоит из корпуса, в который входят угольник 4 и плита 3. Шпиндель 2 смонтирован в корпус. На другом конце шпинделя находится фланец 5 с пружинным фиксатором.

Шпиндель фиксируется в осевом направлении гайкой 6. В угольнике 4 имеется два равнорасположенных отверстия, армированных стальными закаленными втулками 12. При делении оттягивают рукоятку 7, связанную с плунжером 9 и штифтом 8, и производят необходимый поворот. Пружина 9 досылает плунжер фиксатора в очередную делительную втулку. В этом положении шпиндель закрепляют тангенциальным зажимом с помощью рукоятки 11. Следует указать на специальные кулачки — с проточкой под буртик Переходника.

Рис.

1.1. Проект установочно-зажимного приспособления.

Расчет силы резания.

Для расчета тангенциальной силы используем следующие зависимости: где-коэффициент;-глубина резания, мм;-подача на зуб, мм/зуб;-ширина фрезерования, мм;-количество ножей;-диаметр фрезы, мм;-частота вращения шпинделя, об/мин;-поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [5, табл. 9]. Показатели степеней определяются по [5, табл. 83, стр. 412].

= 12,5=0,85=0,75u=1,0=0,73=-0,13Тогда: Н. k= 0,3…0,4 [5, стр. 413]; Определение потребной силы закрепления В процессе обработки резанием на заготовку действуют следующие группы сил: первая группа — составляющие силы резания, масса заготовки, силы случайного характера, учитываемые поправочными коэффициентами.; вторая группа — силы зажима, силы трения и силы реакции опор, которые удерживают заготовку от разворота, смещения или опрокидывания в процессе резания. В нашем случае обработка заготовки производится на вертикально-фрезерном станке: фреза производит снятие металла переменной толщины, самая утолщенная часть имеет 1,5 мм и ширину 9 мм. Рис.

1.2. Расчетная схема для определения силы зажима.

Рассмотрим вероятность смещения заготовки в процессе резания. Составляющая силы резания Рz при фрезеровании могут сместить заготовку вправо. Заготовка удерживается в равновесии силами трения между каждым кулачком и поверхностью заготовки Fтр1/3. Таким образом, уравнение равновесия сил в процессе обработки заготовки для всех трех кулачков будет иметь вид: где К — коэффициент запаса, учитывающий надежность закрепления; f- коэффициент трения между кулачками и поверхностью заготовки. Отсюда сила зажима будет определена из зависимости:. Поворот заготовки в кулачках может произойти под действием момента резания, возникающего под действием составляющей силы резания Ру. Удерживают заготовку силы трения между кулачками и поверхностью заготовки Fтр2/3. Уравнение равновесия момента силы будет иметь вид: где Откуда сила зажима будет определена из зависимости:. Такая сила зажима нам понадобилась бы, если у нас не было буртика диаметром Ø20 мм. Он препятствует смещению заготовки вправо. А вот провернуться Переходник может, при гладких губках кулачков: Расчет параметров привода.

Привод у нас ручной, найдем приблизительное усилие на рукоятке зажима кулачков. Уравнение сил механизма патрона в общем виде: где Q — сила на рукоятке;

зацепления конической шестерни с колесом,; - передаточные отношения сил рычажных и центрирующего клиноплунжерного механизмов. Для универсальных спирально-реечных патронов передаточные отношения приближенно будут равны: = 16,4; = 0,89; = 6,65. Следовательно, требуемое усилие на рукоятке: Совсем ничего. Точностной расчет приспособления.

Проверяется возможность получения вычисленной далее точности расстояния между буртиком Ø20 мм и лыской. Ширина лысок обеспечивается инструментом. Зависимость для расчета ζф будет иметь следующий вид: где ζб — погрешность базирования заготовки в приспособлении; ζз — погрешность закрепления заготовки в приспособлении. При установке заготовки в проектируемом приспособлении конструкторская (измерительная) база совпадает с технологической базой. Настройка инструмента (фрезы) будет происходить от правого торца Переходника. Рис.

1.3. Схема для определения размера То есть, численное значение расстояния будет равно: 45 + 2 = 47 мм. Размеры имеют допуски: 45+0,62 и 2±0,24.Допуск размера можно назначить в соответствии с правилом, что допуск замыкающего звена должен быть больше или равен сумме допусков, составляющих цепь звеньев: Получаем: .Погрешность закрепления заготовки трехкулачковом патроне в осевом направлении равна: 0,03 мм; в радиальном0,05 мм. Следовательно: Значит, в осевом направлении у нас будет большой допуск на настройку фрезы. В радиальном направлении точность обработки будет зависеть от наладки системы станок-приспособление-инструмент. Рис. .

1.4. Приспособление зажимное — вид спереди.

Рис. .

1.5. Приспособление зажимное — вид сбоку.

Рис. .

1.6. Приспособление зажимное — вид сбоку.

Рис. .

1.7. Приспособление зажимное — вид сверху.

Рис. .

1.8. Приспособление зажимное — вид снизу.

Раздел 2. Проектирование контрольного приспособления.

Точностной расчет.

Проектируемым приспособлением измеряем радиальное биение с диаметральным допуском 0,1 мм на коническом отверстии Ø10,1+0,1 с углом конуса 24°±30' относительно оси резьбовой поверхности, А — М16×1,5−6g. Радиальное биение — разность Т наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси. Рис.

2.1. Схема допуска радиального биения.

Поле допуска радиального биения — область на плоскости, перпендикулярной базовой оси, ограниченная двумя концентричными окружностями с центром, лежащим на базовой оси, и отстоящими друг от друга на расстоянии, равном допуску радиального биения Т. Измерение и оценку радиального производят на длине нормируемого участка L, заданной при указании допуска, или, если нормируемый участок не задан, на всей длине поверхности. Приспособление состоит из опорной призмы, в которую укладываем Переходник базовой резьбовой поверхностью и индикаторной головки точностью 0,01 STORM C21, Италия, закрепленной на штативе. Точность расположения Переходника на призме определяется точностью изготовления призмы. Призма изготавливается из стали марки 20Х ГОСТ 4543–80, опорные поверхности цементируются h0,8…1,2 HRC 55…60. Шероховатость опорных поверхностей Ra 0,4. Основным требованием является параллельность опорных поверхностей призмы ее основанию, примем отклонение от параллельности 0,01 мм. Ось индикаторной головки должна совпадать с осью опорной призмы. Даже после тщательной выверки несовпадение будет иметь место, примем 0,02 мм. Несовпадение осей и непараллельность находятся в перпендикулярных плоскостях, следовательно: Следовательно, максимальная погрешность измерений будет составлять 0,0224 мм. Рис.

2.1. Приспособление контрольное — вид спереди Рис.

2.2. Приспособление контрольное — вид сбоку Рис.

2.3. Приспособление контрольное — вид сверху.

Рис.

2.4. Приспособление контрольное — вид сзади.

БиблиографияТехнология механической обработки тел вращения: учебно-методическое пособие/ М. Г. Галкин, В. Н. Ашихмин, А. С. Гаврилюк. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. 161 с. ГОСТ 7505–89. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски. М.: Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990. 52с. Косилова А. Г., Мещеряков Р. К., Калинин М. А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении.

Справочник технолога. М., Машиностроение, 1976 — 288 с., ил. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т1 / Под ред. А. Г. Косиловой, А. Г. Суслова, А. М. Дальского, Р. К. Мещерякова — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 2001.

— 912 с., ил. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А. Г. Косиловой, А. Г. Суслова, А. М. Дальского, Р. К. Мещерякова — 5-е изд., перераб. и доп. -.

М.: Машиностроение, 2001. — 944 с., ил. Каталог продукции CoroGuide 2013.

1 [Электронный ресурс]. -Режим доступа:

http://www.coroguide.com/CuttingDataModule/CDMTurning.asp, свободный (07.

06.2014).Sandvik coromant [Электронный ресурс]. — Режим доступа:

http://www.sandvik.coromant.com/ru-ru/pages/default.aspx?country=ru, свободный (07.

06.2014).Справочник нормировщика / А. В. Ахумов, Б. М Генкин, Н. Ю. Иванов и др.; Под общей редакцией А. В. Ахумова. Л., Машиностроение, 1987 — 458 с., ил. Единые ведомственные нормативы времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Часть II / И. И. Романов, И. Г. Прудников, В. А. Крутов, и др. — М.: ЦНИС, 1980. — 250 с., ил. Единые ведомственные нормативы времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Часть III / И. И. Романов, И. Г. Прудников, В. А. Крутов, и др.

— М.: ЦНИС, 1980. — 190 с., ил. Размерный анализ при технологическом проектировании: Учеб. пособие / В. Н. Ашихмин, В. В. Закураев. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005.

93 с. Белкин И. М. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости). — М.: Машиностроение, 1992 — 528 с., ил. Технология машиностроения. Часть I: Учеб. пособие / Э. Л. Жуков, И. И. Козарь, Б. Я. Розовский, В. В Дегтярев, А. М Соловейчик; Под ред. С. Л. Мурашкина.

СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002. 190 с. Технология машиностроения. Часть III: Правила оформления технологической документации: Учеб. пособие /.

Э.Л. Жуков, И. И. Козарь, Б. Я. Розовский, В. В Дегтярев, А. М Соловейчик; Под ред. С. Л. Мурашкина. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2002. 59 с.