Прогрессивные технологические процессы на основе современных достижений науки и техники

• 1.Общий раздел
• 1.1 Цели и задачи проекта
• 2.Аналитический раздел
• 2.1 Описание конструкции, назначения и условий работы детали в узле
• 2.1.1 Анализ технических требований
• 2.2 Материал детали и его химико-механические свойства
• 2.3 Качественный анализ технологичности конструкции детали
• 2.4 Определение типа производства
• 3. Технологический раздел
• 3.1 Выбор заготовки
• 3.1.1 Выбор вида, способа и формы получения заготовки
• 3.1.2 Составление плана обработки основных поверхностей
• 3.2 проектирование Технологического процесса
• 3.2.1 Выбор и обоснование баз
• 3.2.2 Составление технологического маршрута обработки
• 3.2.3 Выбор оборудования: обоснование, краткая характеристика, описание устройства ЧПУ)
• 3.2.4 Разработка технологических операций
• 3.2.5Расчет и определение режимов резания
• 3.2.5 Определение норм времени
• 4.1 Разработка УП
• 4.1.1 Разработка УП на сверлильную операцию № 025 станок 2Р135Ф2
• 4.1.2 Разработка УП на Фрезерную операцию № 035 станок 6Р13Ф3
• 4.2 Расчет и проектирование специального режущего инструмента
• 4.3 Расчет и проектирование измерительного инструмента
• Литература

1.Общий раздел

1.1 Цели и задачи проекта

Цель курсового проекта — научиться разрабатывать прогрессивные технологические процессы на основе современных достижений науки и техники, то есть на основе анализа существующего на базовом предприятии или типового технологического процесса разработать более совершенный технологический процесс, использовать современное высокопроизводительное оборудование, прогрессивные конструкции приспособлений и режущих инструментов.

Задачи курсового проекта — получить практические навыки по разработке технологических процессов изготовления деталей, в том числе с помощью систем автоматизированного проектирования технологических процессов. В ходе проектирования технологического процесса необходимо также решить следующие задачи:

1) технологический процесс для заданных условий и масштаба производства должен обеспечить надежное (без брака) осуществление всех требований рабочего чертежа и технических условий на изделие;

2) технологический процесс должен быть максимально экономичным;

1.2 Содержание курсового проекта

Согласно заданию разработан технологический процесс механической обработки зубчатого колеса

В курсовом проекте содержатся:

1) пояснительная записка на 41 листах формата А4;

2) графическая часть на 6 листах формата А1;

3) комплект технологической документации на 13 листах, оформленный согласно ЕСТД.

При разработке технологического процесса были изучены типовые технологические процессы изготовления деталей класса «Втулка». На основе типовых решений выполнялись задачи по применению производительного оборудования, прогрессивного режущего инструмента, приспособлений с механизированными приводами.

В проекте произведены все необходимые расчеты режимов резания, трудового нормирования, а также расчет и проектирование специального режущего и измерительного инструмента.

деталь конструкция узел механический

2.Аналитический раздел

2.1 Описание конструкции, назначения и условий работы детали в узле

Корпус является одной из основных деталей устройства подающего жидкость на отдельные части рулевого механизма ракеты ЗМ-40.

Деталь «Корпус» относится к группе корпусных деталей. Конструктивной особенностью детали является ее достаточно сложная конструкция для обработки, особенно внутренний контур в связи малыми размерами самой детали. Деталь достаточно жесткая, обработке подвергаются как наружные, так и внутренние поверхности.

Служебное назначение корпуса заключается в том, что он является основой для сборки всего подающего устройства, обеспечивает надежное соединение и жесткую фиксацию всех органов данного узла. Определяет правильное направление подачи жидкости.

Деталь изготавливается из алюминия, масса детали 0,102 кг

2.1.1 Анализ технических требований

Точность геометрической формы поверхности детали: особых требований нет.

Точность взаимного расположения поверхностей: радиальное биение торца относительно оси детали не более 0,03 мм.

Требования по нормам кинетической точности для 8 степени точности.

радиальное биение не более 0,03 мм.

параллельность не более 0,05 мм.

Деталь полностью механически обрабатывается, облегчающие выточки должны быть получены в заготовке.

2.2 Материал детали и его химико-механические свойства

Для изготовления детали типа «Корпус» применяется алюминиевый сплав АМгб ГОСТ 4784–97.

Сплав АМгб деформируется плохо — быстро нагартовываются требуют большого количества отжигов.

Таблица 1 Механические свойства

[1, стр.466]

Таблица 2. Химический состав Алюминия АМг6

[1, стр.467]

Материал детали хорошо обрабатывается резанием. К_в =1,0

2.3 Качественный анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности конструкции детали включает обработку ее конструкции с целью максимальной унификации элементов, правильный выбор и простановку размеров, оптимальных допусков и шероховатостей поверхностей.

Деталь относится к классу «втулки» ,. Состоит из поверхности вращения (наружных и внутренних) и торцевых поверхностей, не требующих сложной формы заготовки. Материал детали хорошо обрабатывается резанием

Деталь изготавливается из сравнительно недорогого алюминиевого сплава АМг-6. алюминий хорошо обрабатывается, достаточно пластичен, что позволяет в качестве заготовки использовать горячую штамповку.

Конструкция детали имеет сложный контур и получение заготовки возможно с использованием горизонтально-ковочной машины. Обработка части детали возможна по типовому технологическому процессу с использованием станков токарной и фрезерной группы с программным

По качественной оценке деталь может считаться технологичной. Для количественной оценки определим два показателя по ГОСТ 14.201−83 — это коэффициент точности и коэффициент шероховатости.

Данные для расчета сведены в таблицу 3

Таблица 3

2.4 Определение типа производства

Расчет типа производства проводят исходя из программы выпуска и веса детали. Вес детали — 0,102 кг, программа выпуска N=10 000 шт в год, тип производства среднесерийный.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой выпуска изделий, изготовление периодически повторяющимися партиями. В серийном производстве технологический процесс расчленен в отдельные самостоятельные операции, выполняемые на отдельных станках, оснащенных как универсальными, так и универсально — сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления детали.

В серийном производстве технологический процесс дифференцирован, то есть расчленен на самостоятельные операции.

Для среднесерийного производства определим партию запуска деталей:

(3.1)

где n_зап — годовой объем выпуска деталей, шт;

Pq — число рабочих дней в году, Pq = 250 дней;

q — необходимый запас деталей на складе в днях.

Для средних и мелких деталей q = 5

N = 10 000 шт.

.

3. Технологический раздел

3.1 Выбор заготовки

3.1.1 Выбор вида, способа и формы получения заготовки

Заготовки в машиностроении получают литьем, штамповкой или ковкой.

В нашем случае в виде заготовки можно применить горячекатаный штамповку. Так как корпус имеет форму ступенчатого кольца с большим внутренним отверстием, то горячекатаный прокат применять не выгодно, целесообразнее всего применить штамповку на молотах и механических прессах. Таким методом можно получить значительную экономию металла за счет совмещенной штамповки и высадки отверстия. Точность штампованных заготовок регламентирована ГОСТ 7505–74

При выборе вида заготовки надо стремиться к тому, чтобы форма и размеры заготовки максимально приближались к форме и размерам готового изделия. От вида получения заготовки зависит в значительной степени расход материала, количество операций, их трудоемкость и себестоимость процесса изготовления в целом.

Необходимо учитывать, что в каждом виде заготовки имеются несколько способов получения.

Штамповки получают ковкой нагретых заготовок в штампах, вследствие чего достигаются размеры, близко подходящие к размерам детали,

уменьшаются припуски и, следовательно, расход материала.

Стоимость штамповки ниже, чем поковки, изготовляется она значительно быстрее, чем поковка и требует менее квалифицированной рабочей силы.

Главным фактором, обеспечивающим оптимальный выбор заготовки, является обеспечение заданного качества детали при ее минимальной себестоимости.

В серийном и крупносерийном производстве заготовки получают ковкой в закрытых штампах. В качестве ковочного и штамповочного оборудования могут применяться механические или гидравлические молоты, горизонтально — ковочные машины, фрикционные винтовые прессы, кривошипные и гидравлические прессы.

Учитывая тип производства, форму детали, материал детали, объем выпуска метод получения заготовки — горячую объемную штамповку. Для определения правильности решения по выбору вида заготовки проведем технико-экономический анализ.

Для нашей детали применим открытую штамповку на КГШП, Кривошеином горячекатаном прессе.

Материал — алюминий АМг6

Масса детали 0,102 кг.

Припуски и допуски устанавливают в зависимости от массы и размеров, группы стали, степени сложности, класса точности штамповки, шероховатости обработанной поверхности детали.

1) Определим исходные данные для расчета.

Класс точности определяется в зависимости от применяемого оборудования, в нашем случае класс точности Т2.

2) Определим ориентировочную массу по формуле:

(3.1)

где — масса детали, 0,102 кг;

К_р — коэффициент для определения массы поковки, К_р=1,5 [10]

кг

3) Группа стали М2 (содержание Мg=5,8−6,8%).

4) Определим степень сложности штамповки.

Степень сложности определяется путем вычисления отношения массы поковки () к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки.

Форма фигуры — прямоугольник.

Определим размеры описываемого прямоугольника. Для этого габаритные размеры фигуры увеличим в 1,05.

D_у = 301,05 = 31,5

Н_у = 701,05 = 73,5

(3.2)

кг

Значит, степень сложности С2.

5) Конфигурация поверхности разъема штампа П (плоская).

6) По стандарту при определении припусков и допусков штампованной поковки используют исходный индекс, который определяют в зависимости от массы, группы стали, степени сложности и класса точности поковки. Стандартом предусмотрено 23 исходных индекса (1…23). В нашем случае исходный индекс 9.

7) Определим припуски и допуски на основные поверхности, полученные данные сведем в таблицу.

Таблица 4

Вид и размеры указаны на рисунке 1

Рисунок 1

3.1.2 Составление плана обработки основных поверхностей

Таблица 5 — Расчет припусков на обработку основных поверхностей

3.2 проектирование Технологического процесса

3.2.1 Выбор и обоснование баз

От правильного выбора технологических баз во многом зависит качество обработки детали. Здесь следует, прежде всего, стремиться к соблюдению двух условий:

1) Совмещение баз, т. е. совмещение технологических баз с конструкторскими.

2) Постоянство баз, т. е. выбор такой базы, на которую можно провести всю или почти всю обработку детали.

Основными базовыми поверхностями детали являются

Посадочное отверстие — это отверстие является сопрягаемой поверхностью с другими соединительными деталями.

Коническое отверстие — также имеет базовую поверхность, котороя должна быть выполнена с высокой точностью для посадки в него клапана.

3.2.2 Составление технологического маршрута обработки

Разработка маршрутного технологического процесса механической обработки является основой всего дипломного проекта. От правильности разработки технологического процесса во многом зависят организация производства и дальнейшая работа. Предлагаемый нами технологический процесс приведен в таблице 4, нумерация поверхностей соответствует рисунку 3.2.

Таблица 6 — Проектируемый технологический маршрут обработки детали

рисунок 2

3.2.3 Выбор оборудования: обоснование, краткая характеристика, описание устройства ЧПУ)

Операция № 010 Токарно-винторезная

Выполняется на токарно-винторезном станке модели 16К20

Характеристика станка 16К20: [4, 15−16]

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:

над станиной 400

над суппортом 220

Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя 50

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000

Шаг нарезаемой резьбы метрической 0,5−112

Частота вращения шпинделя, об/мин 12,5 — 1600

Число скоростей шпинделя 22

Наибольшее перемещение суппорта:

продольное 645

поперечное 300

Подача суппорта, мм/об (мм/мин)

продольная (0,05 — 2,8)

поперечная (0,025 — 1,4)

Число ступеней подач 24

Скорость быстрого перемещения суппорта:

продольного 3800

поперечного 1900

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 11

Габаритные размеры l в h, мм 250 511 901 500

Операции № 020 Токарная с ЧПУ

Для выполнения операции выбираем токарный станок с ЧПУ,

модель 1П717ФЗ.

Характеристика станка: [4, 16−17]

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:

над станиной 400 мм

надсуппортом 220 мм

Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя 53

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000

Шаг нарезаемой резьбы метрической до 20

Частота вращения шпинделя, об/мин 12,5 — 2000

Число скоростей шпинделя 22

Наибольшее перемещение суппорта:

продольное 900

поперечное 250

Подача суппорта, мм/об (мм/мин)

продольная (3 — 1200)

поперечная (1,5 — 600)

Число ступеней подач

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 64 кВт

Габаритные размеры l в h, мм 3020×33 301 860 мм

Операция № 015 Токарная ЧПУ

Для выполнения операции выбираем токарный станок с ЧПУ, модель 16К20ФЗ.

Характеристика станка: [4, 16−17]

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки

над станиной 400

над суппортом 220

Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя 53

Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000

Шаг нарезаемой резьбы метрической до 20

Частота вращения шпинделя, об/мин 12,5 — 2000

Число скоростей шпинделя 22

Наибольшее перемещение суппорта:

продольное 900

поперечное 250

Подача суппорта, мм/об (мм/мин)

продольная (3 — 1200)

поперечная (1,5 — 600)

Число ступеней подач

Скорость быстрого перемещения суппорта:

продольного 4800

поперечного 2400

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 10

Габаритные размеры l в h, мм 336 017 101 750

Операция № 025 — сверлильная 2Р135Ф3

Для выполнения операции выбираем сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р135Ф3

Техническая характеристика станка:

Наибольший диаметр сверления 36

Число шпинделей револьверной головки 6

Пределы частот вращения шпинделя об/мин 35,5−1600

Наибольший крутящий момент на шпинделе, Н 200

Скорость быстрого перемещения суппорта м/мин 4

Скорость быстрого перемещения стола и салазок м/мин 7

Осевое усилие на шпинделе, Н 15 000

Потребляемая мощность, кВт 9,8

Масса станка 4700

Операция № 035−040 фрезерная с ЧПУ

Для выполнения операции выбираем вертикально-фрезерный станок модели 6Р13Ф3

Техническая характеристика станка:

Устройство чпу — контурное типа Н331М

Размер рабочей поверхности стола 1600×400 мм

Число инструментов в револьверной головке 6

Число частот вращения шпинделя 18

Пределы частот вращения шпинделя 40−2000 мин^-1

Пределы рабочих подач по осям Х, Y, Z 1200 мм/мин

Скорость быстрого перемещения по осям Х, Y, Z 2400 мм/мин

Габаритные размеры станка 2575×2180×2480 мм

Операция № 045 Долбежная

Для выполнения операции выбираем горизонтально-долбежный станок 7А420.

Техническая характеристика:

Ход долбяка (ползуна) 20−200 мм

Диаметр рабочей поверхности стола 500 мм

Наибольшее расстояние от наружной плоскости до нижнего

конца направляющих долбяка 320 мм

Число двойных ходов долбяка 40−164 дв. ход/ми

Мощность электродвигателя главного движения 3 кВт

3.2.4 Разработка технологических операций

Выбор последовательности переходов в операции и средств их технологического оснащения:

последовательность переходов приведена в таблице и на операционных картах технологического процесса

выбор режущих инструментов

Выбор режущих инструментов выполнен по литературе на основании принятого технологического маршрута обработки детали, выбранного оборудования, метода обработки поверхностей, материала детали, серийности производства.

Перечень и технические характеристики режущих инструментов приведены в таблице 9 и в операционных картах технологического процесса

Перечень и технические характеристики режущих инструментов приведены в таблице 9 и в операционных картах технологического процесса.

Таблица 7

Выбор измерительного инструмента Измерительные инструменты выбраны в соответствии с точностью измерительного размера и приведены в таблице 10.

Таблица 8

Выбор вспомогательных инструментов

Вспомогательным называют инструмент с помощью которого режущий инструмент устанавливается в станок

Вспомогательный инструмент выбирают по уже выбранному режущему инструменту для данной операции. Он должен иметь установочные поверхности и элементы крепления, соответствующие режущему инструменту.

Операция. 010

Для токарного станка модели 16К20 при установке резцов вспомогательный инструмент не требуется

Операция. 015−020

Для токарного станка с ЧПУ модель 16К20ФЗ вспомогательный инструмент — это инструментальные блоки, устанавливаемые в револьверную головку, поставляемые вместе с револьверной

головкой, изготовленные согласно

Операции. 025

Используется кондуктор

Операция. 035−040

Используется специальное приспособление

Операция. 045

Специальное приспособление

Выбор приспособлений

Приспособления применяются для установки и крепления заготовок на станках.

Операция. 010

При обработке деталь устанавливается в трехкулачковый самоцентрирующийся патрон 7100−0039 ГОСТ 2675–80.

Операция. 015−020

Трех-кулачковый патрон 7100−0009 ГОСТ 2675–80

Операции. 025

Используется кондуктор 7300−0262 ГОСТ 6888–71.

Операция. 035−040

Используется специальное приспособление 7514−0061 ГОСТ 2635–80.

Операция. 045

Специальное приспособление 7514−0061 ГОСТ 2635–80.

Выбор СОЖ

В качестве СОЖ применяется эмульсия «Укринол I» (3−10% раствор эмульсия в — 2% масла в воде).

К станку СОЖ подается по централизованной системе трубопровода подачи СОЖ на рабочее место. Подвод СОЖ в зону резания при помощи системы охлаждения станка.

Для зубофрезерной и зубошевинговальной операций в качестве смазочно-охлаждающего средства применим: масло индустриальное Н-30А ГОСТ 20 799–98.

Расчет и определение режимов резания

3.2.5Расчет и определение режимов резания

Установление рациональных режимов резания при механической обработке заключается в выборе оптимального сочетания глубины резания, подачи и скорости резания, обеспечивающих наибольшую производительность при соблюдении всех требований, предъявляемых к обрабатываемой детали.

Режимы резания для операции 010 «Токарная», переход 2 определим по аналитическим формулам, на остальную обработку назначим по таблицам.

Операция 010 Токарная 16К20

Содержание операции:

1. Подрезать торец 26 выдерживая размер 44.

2. Точить поверхность 26 с уступом 30 на длину 25.

3. Сверлить отверстие 16 на проход

Определим глубину резания:

Для обработки с заданной шероховатостью при общем припуске на обработку 32 мм требуется 1 проход [11,236], следовательно, глубина резания t равна припуску на обработку t=2мм.

Назначаем подачу в зависимости от диаметра обрабатываемой поверхности, глубины резания, сечения державки, радиуса закругления при вершине режущей кромки и требуемой шероховатости.

Подачу определяем по формуле 3.26 [11, 240]:

S_о = S_{о табл.} K_So (3.27)

где S_{о табл} — табличное значение подачи, S_{о табл}=0,7мм/об [11, 238];

K_{So -} поправочный коэффициент на подачу

K_So= K_Sп K_Sи K_Sф K_Sз K_Sж K_{Sм (}3.28)

где K_Sп — коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, K_Sп=0,6 для поверхностей с коркой;

K_Sи — коэффициент, учитывающий материал инструмента,

K_Sи=0,8 для инструмента с твердым сплавом;

K_Sф — коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности,

K_Sф=1, поверхность плоская;

K_Sз — коэффициент, учитывающий влияние закалки,

K_Sз=1, нет закалки;

K_Sж — коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, K_Sж=0,95 для станков средней жесткости;

K_Sм — коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, K_Sм=0,8 для алюминия.

K_So= 0,6 1,0 1,0 1,0 0,95 0,8 = 0,45

S_о = 0,7 0,45 = 0,31 мм/об

Уточняем по характеристике станка S_о = 0,31 мм/об

Рассчитаем экономически выгодную скорость резания:

(3.28)

где Т — стойкость режущего лезвия, Т=60 мин;

t — глубина резания, t=3 мм; - подача, S=0,31 мм/об; v = 420 — коэффициент; m = 0,2, = 0,15; y = 0,2 — показатели степеней [4, 269]

K_v =K_м K_nvК_{иv, (}3.30)

где K_nv — поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, K_nv=0,8;

K_иv — коэффициент, учитывающий марку режущего материала,

K_иv=0,58 — для твердого сплава.

К_мv — коэффициент, учитывающий состояние поверхности, [4,268]

(3.30)

где Кч — коэффициент, учитывающий группу обрабатываемости, Кч=1,0;

n_v — показатель степени, n_v=1,0;

_в — предел прочности материала, _в=600 МПа.

K_v = 1,250,80,58 = 0,580

Определим величину скорости резания:

м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя соответствующую найденной скорости:

т, (3.31)

nоб/мин. По паспорту станка n = 250 об/мин.

Определяем фактическую скорость резания:

V_ф, (3.32)

V_ф м/мин.

Определяем основное время;

(3.33)

где l-длина обрабатываемой поверхности; l=102 мм

l₁ — длина пути врезания режущего инструмента; l₁=2 мм;

l₂ — длина пути перебега режущего инструмента; l₂=2 мм;

Т_омин.

Операция № 025 Сверлильная 2Р135Ф3

1. Сверлить 2 отверстия 7 на проход.

2. сверлить отверстие 10 на глубину 2 мм

3. сверлить отверстие 5 на проход.

Центрование 4

Определяем величину частот вращения шпинделя

n, (3.34)

n=об/мин по паспорту станка nф =1400 об/мин.

Корректируем подачу

S_о = S_{о табл} K_Sм =0,09 0,8 =0,072 мм/об (3.35)

Корректируем скорость резания по формуле:

V=V_т х K_vm K_vз K_vж K_vт K_vw K_vu K_{vt (}3.36)

K_vm= 0,95

K_vз =1

K_vж= 1

K_vт =1

K_vw =0,8

K_vu=1

K_vt =1

V= 51,3 0, 95 1 1 1 0,8 1 1=38,9 м/мин.

Скорректированную частоту вращения шпинделя рассчитываем по формуле:

т (3.37)

Где v — скорость резания. Д — диаметр обрабатываемой поверхности

n=м/мин.

определим фактическую скорость резания:

V_ф, (3.38)

Где nф — фактическая величина частоты вращения шпинделя

V_ф = м/мин.

Определяем основное время:

(3.39)

Где Lp. x — длина рабочего хода Т_омин.

Сверление 7

Определяем величину частот вращения шпинделя

n, (3.40)

n=об/мин по паспорту станка nф =1400 об/мин.

Корректируем подачу

S_о = S_{о табл.} K_Sм =0,3 0,8 =0,24 мм/об (3.41)

Корректируем скорость резания по формуле:

V=V_т K_vm K_vз K_vж K_vт K_vw K_vu K_{vt (}3.42)

K_vm= 0,95

K_vз =1

K_vж= 1

K_vт =1

K_vw =0,8

K_vu=1

K_vt =1

V= 46 0,95 1 1 1 0,8 1 1=34,9 м/мин.

Скорректированную частоту вращения шпинделя рассчитываем по формуле:

n (3.43)

Где v — скорость резания. Д — диаметр обрабатываемой поверхности

n=об/ мин.

определим фактическую скорость резания:

V_ф, (3.44)

Где nф — фактическая величина частоты вращения шпинделя

V_ф = м/мин.

Определяем основное время:

Т_о, (3.45)

Где Lp. x — длина рабочего хода Т_омин Сверление 5

Определяем величину частот вращения шпинделя

n, (3.46)

n=об/мин по паспорту станка nф =1400 об/мин.

Корректируем подачу

S_о = S_{о табл.} K_Sм =0,13×0,8 =0,10 мм/об (3.47)

Корректируем скорость резания по формуле:

V=V_т K_vm K_vз K_vж K_vт K_vw K_vu K_{vt (}3.48)

K_vm= 0,95

K_vз =1

K_vж= 1

K_vт =1

K_vw =0,8

K_vu=1

K_vt =1

V= 47,5 0,95 1 1 1 0,8 1 1=36,1 м/мин.

Скорректированную частоту вращения шпинделя рассчитываем по формуле:

n (3.49)

Где v — скорость резания. Д — диаметр обрабатываемой поверхности

n=об/мин.

определим фактическую скорость резания:

V_ф, (3.50)

Где nф — фактическая величина частоты вращения шпинделя

V_ф = м/мин.

Определяем основное время:

n= по паспорту станка nф =1400 об/мин.

Корректируем подачу

S_о = S_{о табл.} K_Sм =0,52×0,8 =0,4 мм/об (3.53)

Корректируем скорость резания по формуле:

V=V_т K_vm K_vз K_vж K_vт K_vw K_vu K_{vt (}3.54)

K_vm= 0,95

K_vз =1

K_vж= 1

K_vт =1

K_vw =0,8

K_vu=1

K_vt =1

V= 12,6 0,95 1 1 1 0,8 1 1=9,5 м/мин.

Скорректированную частоту вращения шпинделя рассчитываем по формуле:

n (3.55)

Где v — скорость резания. Д — диаметр обрабатываемой поверхности

n=об/мин определим фактическую скорость резания:

V_ф, (3.56)

Где nф — фактическая величина частоты вращения шпинделя

V_ф = м/мин.

Определяем основное время:

Т_о, (3.57)

Где Lp. x — длина рабочего хода Т_о мин.

Зенкование 5

Определяем величину частот вращения шпинделя

n,

n=м/мин по паспорту станка nф =850 об/мин.

Корректируем подачу

S_о = S_{о табл.} K_Sм =0,19 0,8 =0,15 мм/об (3.59)

Корректируем скорость резания по формуле:

V=V_т K_vm K_vз K_vж K_vт K_vw K_vu K_{vt (}3.60)

K_vm= 0,95

K_vз =1

K_vж= 1

K_vт =1

K_vw =0,8

K_vu=1

K_vt =1

V= 12,8 0,95 1 1 1 0,8 1 1=9,7 м/мин.

Скорректированную частоту вращения шпинделя рассчитываем по формуле:

n (3.61)

Где v — скорость резания. Д — диаметр обрабатываемой поверхности

n=об/мин.

определим фактическую скорость резания:

V_ф, (3.62)

Где nф — фактическая величина частоты вращения шпинделя

V_ф = м/мин.

Определяем основное время:

Т_о, (3.63)

Где Lp. x — длина рабочего хода

.

Операция № 035 Фрезерная 6Р13Ф3

Исходные данные:

Деталь:

Наименование-корпус Материал — алюминиевый сплав АМгб Точность обработки поверхности IT 14 Параметры шероховатости Rz=40mkm; Rz=20mkm

Заготовка:

Заготовка-штамповка Масса — 0,342 кг Состояние поверхности — без корки Припуск на обработку поверхностей — 1-П=1,3: 2-П=1 Операция:

Приспособление специальное Содержание:

Фрезеровать по контуру поверхность 1 Фрезеровать по контуру поверхность Выбор стадий обработки:

Выбираем составляющие показатели числа стадий обработки для поверхностей

1 в зависимости от:

твердости обрабатываемого материала К5м=0,8

число зубьев фрезы K5z=0,65

отношение вылета фрезы к диаметру К81=1

отношение ширины фрезерования к диаметру фрезы К8_В=1 (карта 72, лист 1)

Исходя из допуска на выполняемый размер определяем показатель числа стадии обработки:

К_с.0=8* К8м* KSz* K51*K5_B

Для поверхности 1:

К_СО=0,74*0,8*0,65* 1*1=0,38

Полученное значение показателя числа стадий обработки является критерием выбора необходимого количества обработки:

К_СО=0,38>0,1

Требуемая точность может быть достигнута за одну стадию обработки. Выбор глубины резания:

Для поверхности 1 по карте 73 П_тахВ=3*5=15 т. е достаточно обработки за один рабочий ход. Коэффициент деления припуска по рабочим ходам: Ki=l

Наибольшая глубина резания по рабочим ходам:

t1=K1П_max = 15*1=15

выбор подачи:

Выбираем подачу на зуб для обработки поверхности 1 Sz=0,1 мм/зуб (карта 79)

Корректируем подачу с учетом поправочных коэффициентов по формуле:

Sz=Szt KsM Ksu Ksz Ksl

По карте 82 выбираем поправочные коэффициенты для измененных условий работы в зависимости от:

твердости обрабатываемого материала Ksm=1

материала режущей части фрезы Ksu=l

отношение фактического числа зубьев к нормативному Ksz=l

отношение вылета фрезы к диаметру Ksl=0,9

3.2.5 Определение норм времени

Норма штучного времени на операцию определяется по формуле:

(3.64)

где Т_о — основное время на обработку

Т_всп — вспомогательное время

Т_всп= Т_уст+Т_вспn + Т_изм, (3.65)

где

Т_{уст -} время на установку, снятие детали,

Т_{вспn -} время связанное с переходом на управление станком,

Т_изм — время на контрольные измерения

а_абс и, а _лн — соответственно коэффициенты для определения времени на обслуживание рабочего места и личные надобности (определяются в процентах от оперативного времени).

Штучно-калькуляционное время Т _шт-к определяется:

Т _шт-к = Т_шт +, (3.66)

где Тп. з. — подготовительно — заключительное время на партию деталей; n — число деталей в партии.

Определим Т_шт по операциям.

Основное время по операциям было определено в разделе 3.8

Операция 010 токарно-винторезная

Элементы вспомогательного времени:

При установке и закреплении детали в токарном трехкулачковом патроне Т_уст=0,24 мин. [8., 32]

Время связанное с переходом включает:

1) t=0,44 мин — добавляется при продольном точении и растачивании,

t=0,442=0,88 мин.

2) t=0,56 мин — добавляется при поперечном точении,

t=0,561=0,56 мин

3) t=0,09 — время на изменение подачи

t=0,09 2=0,18 мин

4) t=0,08 — время на измерение частоты вращения

t=0,08 2=0,16 мин

5) t=0,07 — сменить резец поворотом резцовой головки

t=0,07 2=0,14 мин

6) t=0,03 — закрыть или открыть заградительный щиток

Т_вспn = 0,88 + 0,56 + 0,18 + 0,16 + 0,14 = 1,92 мин

Время на неперекрываемые измерения:

Т_изм = 4 0,13 + 3 0,07 = 0,63 мин

где 4 0,13 — четыре измерения штангенциркулем; 3 0,07 — время на измерение фасок. Вспомогательное время:

Т_всп = 0,21+1,92+0,63 = 2,76 мин

Оперативное время:

Т_оп = 2,776+2,76 = 5,536 мин

Время на техническое и организационное обслуживание рабочего места принимаем в размере 3,5% от оперативного, т. е.

t_об = 5,536 0,035 = 0, 193 мин.

Время на личные потребности принимаем 4% от оперативного, т. е.

t_лн = 5,53 0,04 = 0,22 мин

Время регламентированных перерывов принимаем t_пн=0

Штучное время:

Т_шт = 5,536+0, 194+0,22+0 = 5,958=6,0 мин

Подготовительно-заключительное время:

Т_пз = Т_пз1 + Т_пз2 + Т_пз3, (3.67)

где Т_пз1 — время на наладку станка, инструментов и приспособлений; Т_пз1=20 мин, [8., 70]; Т_пз2 — время на дополнительные приемы, Т_пз2=1 мин. Т_пз3 — время на получение инструментов и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки, Т_пз3=8 мин.

Т_пз = 20+1+8 = 29 мин.

Штучно-калькуляционное время

Т_{шт. к}=6+

Операция № 030 Сверлильная.

Определяем вспомогательное время на операцию.

Т_всп = Т_уст + Т_воп+Т_изм, (3.68)

где Т_уст — вспомогательное время на установку и снятие детали, Т_вуст=0,39 мин [11, 27];

Т_{в. оп} — включает в себя время, на включение и выключение станка, проверку возврата инструмента в заданную точку после обработки, установку и снятие щитка, предохраняющего от разбрызгивания эмульсии.

Т_воп = 0,15+0,05=0,2 мин [11,27]

Т_изм — вспомогательное время на контрольные измерения:

2 замера 2-х сторонней скобой t_{изм1 -} 0,05 2=0,1 мин;

5 замеров штангенциркулем t_изм2 — 0,11 6=0,66 мин;

2 замера универсальных фаскомером t_изм3=0,13 2=0,26мин Т_изм = 0,1+0,66+0,26=1,02 мин. Т_всп = 0,39+0,2+1,02=1,61 мин.

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности определяются в % от оперативного времени:

а_тех + а _орг + а_отл = 4% [11, 16]

Окончательно

Т_шт. = (1,59+1,61) (1+0,04) = 3,4 мин.

Определим подготовительно-заключительное время на операцию

— время на организационную подготовку t = 5 мин

— время на наладку станка, инструмента, приспособлений = 14 мин.

— проверить работоспособность системы — 3 мин.

Т_пз = 5+14+3 = 22мин.

Штучно-калькуляционное время Т_{шт. к}=3,4+

Операция № 040 Фрезерная.

Определим вспомогательное время:

Т_уст = 6,1 мин [2, 34];

Т_{всп n} = 2,3 мин [2, 37];

Т_изм — время на контрольное измерение, т. е время замеров длины общей нормали: t _изм1=0,053=0,15 мин (5 замеров); время обкатки с эталонной шестерней t _{изм 2} = 2,1 мин.

Т_всп = 6,1+2,3+0,15+2,1=10,65 мин.

Время на обслуживание и личные надобности определяется в процентах от оперативного времени: а_абс + а _лн =4%

Т _шт = (64,8+10,65) (1+0,04) =78,46 мин.

Определим подготовительно — заключительное время: Т_n3=28мин. [6,35].

Штучно-калькуляционное время:

Т_{шт. к}=78,46+

4.1 Разработка УП

4.1.1 Разработка УП на сверлильную операцию № 025 станок 2Р135Ф2

Таблица 9

Таблица координат опорных точек Таблица 10

Программа:

%: G81T1S12F16M14R0Z1000X2300Y0 ПС

N2 G51X-2300Y0 ПС

N3 G81T2S11F15M14L2R0Z1200X2200Y0 ПС

N4 G82T3S12F15M14D2L3R0z-2300Y0 ПС

4.1.2 Разработка УП на Фрезерную операцию № 035 станок 6Р13Ф3

Система Н33

Таблица координат опорных точек

Таблица 11

Координаты опорных точек эквидистанты и начальных точек дуг определены

Автоматизированным способом в САП гемма 3D.

Таблица 12

Программа:

N001 G17LF — плоскость XOY

N002 G01Y001000F4724M03LF — T.1

N003 Z-1800F0660L401 — опускание

N004 G02X-440 Y-1 270 I+600 — дуга 1−2

N005 G01X-1180Y-790 — T.3

N006 G02X-2560Y-740 I+800 J+2 000 — T.4

N007 G01X-1 940 Y-3 000

N008 G02 X+4 450 Y+8 400 I+300 J+700 — T.6

N009 X+7 570 Y+370 I+600 — T.7

N010 G01X+4 100 Y+1 620

N011 G02 X+8 520 Y+2 070 I+800 J+20

N012 G01 X+4 490 Y+850

N013 G02 X+1 040 Y+1 000 I+300 J+700

N014 G40 Z+1 800 F0660 L401 — отмена коррекции

N015 M02 LF.

4.2 Расчет и проектирование специального режущего инструмента

Описание и расчет специального режущего инструмента.

В качестве специального режущего инструмента был сконструирован резец канавочный, который предназначен для прорезание внутренней канавки 17 мм., в отверстии 2 мм.

Резец, режущая кромка которого имеет профиль канавки растачиваемого отверстия, прорезает канавку за один проход, с последующим притуплением острых кромок.

Резец канавочный.

Твёрдосплавная пластина крепится к державке резца посредством пайки. Расчёт режущего инструмента:

В качестве материала для изготовления корпуса резца выбираем углеродистую сталь 50 с пределом прочности и допустимым напряжением на изгиб .

Определяем силу резанья:

При условии, что, ширина прямоугольного сечения корпуса резца:

Принимаем ближайшее большое сечение корпуса резца (b = 10 мм.)

Руководствуясь приведёнными соотношениями, получим высоту корпуса резца:

принимаем h = 16 мм.

Проверяем прочность и жёсткость резца:

Определяем максимальную нагрузку, допускаемую прочностью резца:

Определяем максимальную нагрузку, допускаемую жесткостью резца:

Определяем момент инерции прямоугольного сечения корпуса резца:

Резец обладает достаточной прочностью и жёсткостью, так как

Конструктивные размеры резца берём по СТ СЭВ 190−75;

Общая длина резца L = 150 мм.;

Расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия n = 5 мм.;

Радиус кривизны вершины лезвия резца rB = 1 мм.;

Пластина из твёрдого сплава, длина пластины L = 6 мм.;

По ГОСТ 5688–61 принимаем: качество отделки (параметры шероховатости) передней и задней поверхности лезвия резца и опорной поверхности корпуса; предельные отклонения габаритных размеров резца; марку твёрдого сплава пластины и материала корпуса; содержание и место маркировки.

4.3 Расчет и проектирование измерительного инструмента

Описание мерительного инструмента.

Мерительный инструмент является нутромер, предназначен для измерения внутреннего диаметра канавки.

Нутромер представляет собой конструкцию, состоящую из индикаторной головки, которая вставляется в сквозное отверстие неподвижной ножки. Индикаторная головка закрепляется в неподвижной ножке с помощью винта, который стягивает её левую и правую часть. Неподвижная ножка соединена с подвижной ножкой посредством штифта, обеспечивающего плавное перемещение без заеданий и люфтов.

Специальный мерительный инструмент нутромер состоит из трех стандартных и двух специальных деталей. Благодаря использованию стандартных изделий в конструкции специального мерительного инструмента, таких как индикаторная головка, винт и штифт, снижается себестоимость детали.

Предел точности измерения индикаторной головки составляет 0,01 мм. Настройка нутромера на «0» должна осуществляться по специальному шаблону.

Мерительный инструмент «нутромер» необходимо хранить в специальной таре. При перемещении нутромера в тару, необходимо вытащить индикаторную головку из неподвижной ножки.

Принцип действия нутромера.

Ножки нутромера вставляются в измеряемое отверстие таким образом, чтобы неподвижная ножка плотно упиралась в стенку отверстия, а подвижная ножка могла свободно перемещаться. Подвижная ножка специального мерительного инструмента механически воздействует на индикаторную головку, по которой определяем величину отклонения реального размера от номинального, с учетом допуска.

Величина отклонения реального размера от номинального определяется по индикаторной головке. При изменении внутреннего диаметра нужно учитывать разность правой и левой части плеч подвижной и неподвижной ножек, таким образом, индикатор показывает действительное отклонение, в противном случае соотношение плеч нужно изменить.

1. Ансеров М. А. Приспособление для металлорежущих станков. — М: Машиностроение, 1976с.: ил

2. Балабанов А. Н. Краткий справочник технолога — машиностроителя. — М: Издательство Стандартов, 1992 — 464с.: ил

3. Девясилов В. А. Охрана труда: Учебник — М.: ИНФРА — М, 2003. — 400с.: ил

4. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование в машиностроительных техникумах. Минск: Высшая школа, 1988с.: ил

5. Кузьяков М. П. Охрана труда в машиностроении — М: Машиностроение, 1985;348с.: ил

6. Марочник сталей. /В.Г. Сорокин, А. В. Волосникова, С. А. Вяткин и др.; Под общ. ред.В. Г. Сорокина — М.: Машиностроение, 1989. — 640с.

7. Нефедов И. А. Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах. Минск: Высшая школа, 1988.267с.: ил

8. Нормативы времени при работе на станках с ЧПУ. — Днепропетровск, 1985.

9. Нормативы режимов резания при работе на станках с ЧПУ. — Днепропетровск, 1985

10. Некрасов С. С. Практикум и курсовое проектирование по технологии сельскохозяйственного машиностроения. — М.: Мир, 2004. — 240с., ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений)

11. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, подготовительно-заключительного и на обслуживание рабочего места для технического нормирования станочных работ. Серийное производство — М: Машиностроение, 1976 — 432 с.: ил

12. Обшемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. / Под ред. ЮровскогоС.А. — М.: Машиностроение, 1990 — 298с.: ил

13. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: в 2-х т. / А. Д. Локтев, И. Ф. Гущин, В. А. Батуев и др. — М.: Машиностроение, 1991. — 640с.: ил

14. Панов А. А., Аникин В. В., и др. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. — М.: Машиностроение, 1988 — 852с. ил

15. Справочник инструментальщика / Под общей ред. И. А. Ординарцева. Л.: Машиностроение Ленинградское отделение, 1987 — 846с.

16. Справочник технолога — машиностроителя: В 2 Т. Т1. /Под ред.А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — 4-е изд., перераб. и доп.: М, Машиностроение, 1985.656с., ил.

17. Справочник технолога — машиностроителя: В 2 Т. Т2. /Под ред.А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. — 4-е изд., перераб. и доп.: М, Машиностроение, 1985.496с., ил.

18. Технология машиностроения: В2 кн. Кн1. Производство деталей машин: Уч. пособ. для вузов / Э. Л. Жуков, И. И. Козарь и др. Под ред. С. Л. Мурашкина. — 2-е изд. доп. — М.: Высш. шк., 2002. — 295с.: ил

19. Технологиа машиностроения: В2 кн Кн2. Производство деталей машин: Уч. пособ. для вузов / Э. Л. Жуков, И. И. Козарь и др. Под ред. С. Л. Мурашкина. — 2-е изд. доп. — М.: Высш. шк., 2002 — 315с.: ил