ВВЕДЕНИЕ
В условиях современной рыночной экономики предприятию необходимо
постоянно совершенствовать технологию производства продукции, чтобы
выиграть преимущество в конкурентной борьбе. Эффективность производства,
его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят
от внедрения нового оборудования, машин, станков и аппаратов, а также новых
технологий. Поэтому необходимо совершенствовать технологию механической
обработки и внедрять новое высокопроизводительное оборудование. Это связано
с расширением производства точных приборов, повышением быстроходности и
мощности машин, долговечность и надежность, которые во многом зависят от
точности изготовления деталей и узлов машины.
Одной из важнейших задач в области станкостроения является дальнейшее
совершенствование конструкции выпускаемых металлорежущих станков, в
частности станков с ЧПУ, станков полуавтоматов и автоматов.
Все большую роль занимают вопросы повышения точности станков. Это
связано с расширением производства точных приборов, повышением
быстроходности и мощности машин, долговечность и надежность, которые во
многом зависят от точности изготовления деталей и узлов машины.
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
1.1 СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ДЕТАЛИ
Шпиндель относится к классу «Валы» и изготавливается из стали 40Х13
ГОСТ 5949-75.
Шпиндель длиной 2994±3 с наибольшим наружным диаметром ø50h9 (мм)
и шероховатостью Ra1.6 мкм.
На участке шпинделя с диаметром ø50e8 и шероховатостью поверхности
Ra = 0,8 мкм, отфрезерованы два шпоночных паза длиной 98+0.87 мм, шириной
16N9 мм. На этой же поверхности проточена канавка шириной 10Н12мм и
диаметром Ø44Н11мм. В шпоночных пазах просверлены 4 отверстия с резьбой
М6-7Н/1х45˚. С одного торца шпинделя просверлено отверстие с резьбой
М16-7Н и фаской для зацентровки детали у=60˚. С этого же торца отфрезерован
квадрат размером 30d11мм. На другом торце посверлено отверстие с резьбой
М22х1,5-7Н. Имеется расточка под угол у=30˚±20’. На наружней поверхности
конца шпинделя нарезана резьба М42х1,5-6g.
Данная деталь изготавливается из высоколегированной стали 40Х13 ГОСТ
5949-75, применяемой для изготовления режущего, мерительного инструмента,
деталей компрессоров и др. изделий, работающих до температур 400-450С˚ и
слабоагрессивных средах. Сталь 40Х13 не сваривается. Химический состав и
механические свойства материала детали представлены в таблицах 1 и 2
соответственно.
Таблица 1 - Химический состав стали 40Х13 ГОСТ 5949-75, (%)
C
Si
Mn
Ni
S
P
Cr
0.35 - 0.44
до 0.6
до 0.6
до 0.6
до 0.025
до 0.03
12 - 14
Таблица 2 - Механические свойства стали 40Х13 ГОСТ 5949-75.
Термообработка, состояние поставки
Сечение,
мм
sB, МПа
d5, %
HB
HRCэ
Прутки. Закалка 1000-1050 °С, масло. Отпуск 200-300
°С, охлаждение на воздухе или в масле.
образцы
>52
Прутки шлифованные, обработанные на заданную
прочность
1-30
590-810
10
Прутки отожженные
>5
143-229
Листы горячекатанные или холоднокатанные. Отжиг
или отпуск 740-800 °С (образцы поперечные)
<3,9
550
15
Проволока термообработанная
1-6
590-880
10
1.2 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ
Под технологичностью конструкции понимают соответствие конструкции
детали требованиям минимальной трудоемкости и материалоемкости. Различают
производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность.
Существуют два вида оценки технологичности конструкции изделия:
качественная и количественная.
Качественная оценка технологичности детали.
Данная деталь относится к классу «Валов», так как образована
поверхностями вращения, у которых длина больше диаметра. Деталь состоит из
поверхностей вращения и торцевых поверхностей, не требующих сложной
формы заготовки. Для обработки детали не требуется специальных
приспособлений, специального режущего инструмента за исключением канавок,
которые требуют специальной заточки инструмента. Все поверхности для
обработки доступны. Самый высокий квалитет точности 8. Изготовление детали
не требует доводочных операций. Поверхность на входе инструмента при
обработке отверстия перпендикулярна оси отверстия.
Вывод: по качественной оценке деталь можно считать технологичной.
Количественный анализ технологичности конструкции.
Производим конструктивный анализ детали по поверхностям.
Таблица 3 - Анализ детали по поверхностям.
Наименование
поверхностей, размеры
Номер
поверхн
ости
Кол-во
поверх
ностей
Кол-во
унифицированных
поверхностей
Квалитет
точности
Параметр
шероховатости,
Ra мкм
1
2
3
4
5
6
Диаметры: наружная цил.
пов-ть Ø50h9
1
1
1
9
1.6
наружная цил. пов-ть
Ø50е8
2
1
1
8
0,8
диаметр канавки Ø44Н11
3
1
1
11
6,3
диаметр канавки Ø39,8
4
1
1
14
6,3
pезьба М42х1,5-6g
5
1
1
6
3.2
диаметр отверстия Ø26
16
1
0
14
0,8
Длины: длина детали
2994±3
6
2
2
14
6,3
длина квадрата 30
7
1
1
14
6,3
длина канавки 10Н12
8
2
2
12
6,3
длина паза 98+0,87
9
2
2
14
6,3
Ширина канавки 2,5
10
2
2
14
6,3
фаска 2х45˚
11
1
1
14
6,3
фаска 1х45˚
12
1
1
14
6,3
фаска 0,5х45˚
13
1
1
14
6,3
ширина шпоночного паза
16N9
14
2
2
9
3.2
глубина шпоночного паза
6+0,2
15
1
1
14
6,3
Итого
21
20
а) Определяем коэффициент унификации конструктивных элементов:
Куэ= Qуэ/Qэ
где Qу.э - число унифицированных типоразмеров конструктивных
элементов;э - число типоразмеров конструктивных элементов в изделии;
Куэ= 20/21 = 0,95
Ку.э>0,6
Вывод: 0,95>0,6, следовательно, по коэффициенту унификации деталь
технологична.
б) Определяем коэффициент шероховатости поверхности:
где Бср - средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях
параметра Ra;
где п1,,п2,…п14 - количество поверхностей имеющих шероховатость
соответствующую данному числовому значению параметра Ra;
Кш<0,32
Вывод: 0,19<0,32, следовательно, по коэффициенту шероховатости деталь
технологична.
Вывод: Данная конструкция детали является технологичной, т.к.
удовлетворяет большинству технологических требований.
При выборе методов обработки поверхностей следует учитывать, что они
должны обеспечивать:
Заданную точность обработки.
Заданную высоту микронеровностей обрабатываемых поверхностей.
Необходимую производительность обработки.
С учетом вышесказанного, конструкцию шпинделя можно считать
достаточно технологичной.
1.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА
Тип производства определяется укрупнено по таблице 4 в зависимости от
массы детали и объема выпуска. Так как масса детали составляет 45,33 кг, а
ср
шБ
К1
∑
14
1
141321 8040...02,001,0
п
пппп
Бср
5.2
21
6.3*153.2*31.6*10.8*2
Бср
19,0
2.5
1
ш
К
объем выпуска - 5000 шт/год, то принимается среднесерийное производство.
Таблица 4 - Типы производства
Масса
детали, кг
Тип производства
единич-ное
мелко-серийное
средне-серийное
крупно-серийное
массо-вое
<1,0 1,0-2,5
2,5-5,0
5,0-10 >10
<10 <10 <10
<10 <10
10-2000 10-1000
10-500 10-300
10-200
1500-100000
1000-50000
500-35000
300-25000
200-10000
75000-200000
50000-100000
35000-75000
25000-50000
10000-25000
200000
100000
75000
50000
25000
Определяем тип производства по коэффициенту закрепления операций:
Где - общее количество однотипных операций;
- общее количество рабочих мест.
Если , то производство массовое.
Если , то производство крупносерийное.
Если , то производство среднесерийное.
Если , то производство мелкосерийное.
Если , то производство единичное.
В соответствии с найденным по таблице 4 типом производства выбирается
нормативный коэффициент загрузки рабочего места .
Согласно ГОСТ рекомендуется для серийного производства
Таблица 5. Предварительный маршрут обработки.
№
Наименование операции
Содержание перехода
005
Заготовительная
1) отрезать заготовку Ø52; L=3000
010
Токарная
Установ А. 1) подрезать торец; 2) центровать; 3) точить
поверхность Ø50h9, L=2800 (черновой проход); 4) точить
поверхность Ø50h9, L=2800 (чистовой проход); Установ Б. 1)
подрезать торец; 2) сверлить отверстие Ø14, L=30; 3) зенковать
фаску у=60˚, L=2; 4) точить поверхность Ø50h9,
L=200(черновой проход); 5) точить поверхность Ø50h9,
P
О
Кзо
О
P
1
зо
К
102 зо
К
2010 зо
К
4020 зо
К
40
зо
К
Н
75.0
Н
L=200(чистовой проход); 6) точить с подрезкой торца Ø40,
L=30; 7) точить фаску 5х45˚; 8) нарезать резьбу М16, L=25.
№
Наименование операции
Содержание перехода
015
Токарная
Установ А. 1) точить под резьбу М42, L=20; 2) точить
поверхность Ø50е8, L=100 (тонкое точение); 3) точить канавку
Ø44Н11, L=10; 4) точить канавку Ø39,8 L=2.5, y=45˚; 5) нарезать
резьбу М42, L=20; 6) сверлить отверстие под резьбу М22, L=85;
7) расточить у=30˚±20’ 8) нарезать резьбу М22, L=70;
020
Фрезерная
Установ А. 1) фрезеровать паз 16N9, L=98; Установ Б. 1)
фрезеровать паз 16N9, L=98.
025
Разметочная
1) разметить отверстия под резьбу М6.
030
Сверлильная
Установ А. 1) Сверлить отверстия под резьбу М6, L=12; 2)
рассверлить фаски; 3) Нарезать резьбу М6; Установ Б. 1)
Сверлить отверстия под резьбу М6, L=12; 2) рассверлить фаски;
3) Нарезать резьбу М6.
035
Фрезерная
Установ А. 1) фрезеровать квадрат 30d11, L=30; 2)
фрезеровать фаски 2х45˚;
Определение основного и штучно-калькуляционного времени
Заготовительная.
То=0,19*D2=0,19*522*10-3=0,5мин.
φk=3;
Тшк=φк*Т0=0,5*3=1,5мин.
Токарная.
Установ А.
) То=0,037d2=0,037*522*10-3=0,1мин.
) То=0,52dl=0.52*6*12*10-3=0.04мин.
) То=0.17dl*50*2800*10-3=23.8мин.
) То=0.17dl*50*2800*10-3=23.8мин.
Установ Б.
) То=0,037d2=0,037*522*10-3=0,1мин.
) То=0,52dl=0.52*14*30*10-3=0.22мин.
) То=0,31dl=0.31*16*2*10-3=0.009мин.
) То=0.17dl=0.17*50*200*10-3=1.7мин.
) То=0.17dl=0.17*50*200*10-3=1.7мин.
) То=0.17dl=0.17*40*30*10-3=0.2мин. х (3прохода)=0,6мин.
) То=0,4dl=0,4*16*25*10-3=0,16мин.
Σ То(010)=0,1+0,04+(23,8*2)+0,1+0,22+0,009+1,7+1,7+0,6+0,16=52,3мин.
φk=2,14;
Тшт-к.=52,3*2,14=111,9мин.
Токарная.
) То=0,17dl=0.17*42*20*10-3=0.14мин. х (3прохода)= 0,42мин.
) То=0,17dl=0,17*50*100*10-3=0,85мин.
) То=0,17dl=0.17*44*20*10-3=0.14мин.
) То=0,4dl=0.4*42*20*10-3=0.34мин.
) Т0=0,52dl=0.52*19.4*85*10-3=0.85мин.
) То=0,4*22*70*10-3=0,6мин.
Σ То(015)=0,42+0,85+0,14+0,34+0,85+0,6=3,2мин.
φk=2,14;
Тшт-к.=3,2*2,14=6,84мин.
Фрезерная.
То=7L=98*7*10-3=0.7мин. х (2паза)=1,4мин.
Тшт-к.=1,4*1,84=2,6мин.
Сверлильная.
) То=0,52dl=0.52*5.5*12*10-3=0.1мин. х (4отверстия)= 0,4мин.
) То=0,4dl=0,4*6*12*10-3=0,05мин х (4отверстия)=0,2мин.
Σ То(030)=0,2+0,4=0,6мин.
φk=1,72;
Тшт-к.=0,6*1,72=1,3мин.
Фрезерная.
То=7L=7*160=1.1мин. х (2прохода)=2,2мин.
φk=1,84;
Тшт-к.=2,2*1,84=4мин.
Определяем расчетное количество станков:
,
Где - трудоемкость выполнения соответствующей технологической
операции, мин;
- годовой объем выпуска детали, шт.:
- действительный годовой фонд работы технологического
оборудования, ч. (при двухсменной работе =4029 часов).
Принимаем количество станков:
Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места:
Где - расчетное количество станков, шт;
- принятое количество станков, шт.
Определяем количество однотипных операций выполняемых на одном
рабочем месте:
Где - нормативный коэффициент загрузки рабочего места;
60
д
кш
рF
NТ
m
кш
Т
N
д
F
д
F
03.0
604029
55005.1
005
р
m
06.0
604029
55006.2
020
р
m
5.2
604029
55009.111
010
р
m
03.0
604029
55003.1
030
р
m
15.0
604029
550084.6
015
р
m
1.0
604029
55004
035
р
m
;1
005
р
m
;1
015
p
m
.1
030
р
m
;3
010
р
m
.1
020
р
m
;1
035
p
m
пр
р
зт
т
р
m
пр
m
03.0
1
03.0
005
з
15.0
1
15.0
015
з
03.0
1
03.0
030
з
83.0
3
5.2
010
з
06.0
1
06.0
020
з
1.0
1
1.0
035
з
з
H
i
O
Н
- фактический коэффициент загрузки рабочего места.
Определяем общее количество однотипных операций на участке:
ΣОi=O005+ O010+ O015+ O020+ O030+ O035=25+0,9+5+12,5+25+7,5=75,9
Определяем общее количество рабочих мест:
ΣPi=P005+ P010 +P015+ P020+ P030+ P035=1+3+1+1+1+1=8
Расчитанные данные заносим в таблицу 6.
Таблица 6.
Операция
Тшт-к. (мин)
mp
P
ηз.ф.
О
005 Заготовтельная
1,5
0,03
1
0,03
25
010 Токарная
111,9
2,5
3
0,83
0,9
015 Токарная
6,84
0,15
1
0,15
5
020 Фрезерная
2,6
0,06
1
0,06
12,5
030 Сверлильная
1,3
0,03
1
0,03
25
035 Фрезерная
4
0,1
1
0,1
7,5
Всего
8
75,9
Определяем тип производства:
=
Исходя из найденного коэффициента закрепления операций, производство
определяем крупносерийным.
з
25
03.0
75.0
005 O
5
15.0
75.0
015 O
25
03.0
75.0
030 O
9.0
83.0
75.0
010 O
5.12
06.0
75.0
020 O
5.7
1.0
75.0
035 O
1.4 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ
В данном курсовом проекте, заготовку детали возможно получить только
из круглого проката. Все остальные методы получения заготовок не применимы.
Расчет себестоимости заготовки из проката.
Sзаг..= М + ΣСо.з.;
где М - затраты на материал заготовки;
ΣСо.з - технологическая себестоимость операций;
;
где Сп.з. - приведенные затраты на рабочее место, (резка на отрезных
станках, работающих ленточными пилами = 250 р/час.).
где Q - масса заготовки, кг.;
S - цена за один килограмм заготовки (по данным источника [7] принимаем
равным 60 руб.);
q - масса готовой детали, кг.;
Sотх. - цена 1т. отходов (по данным источника [8] принимаем равным 4300
руб.).
Себестоимость заготовки из проката равна:
Sзаг..= 2907 + 6,25 = 2913 руб.
Расчет коэффициента использования материала:
Вывод: рассчитанный КИМ соответствует крупносерийному
производству, следовательно, данный метод получения заготовки является
приемлемым для данной детали.
.5 РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Таблица 7. Маршрут механической обработки детали «Шпиндель»
№
Наименование операции.
Оборудование.
Содержание перехода.
005
Заготовительная
ЛЕНТОЧНО-ПИЛЬНЫЙ
СТАНОК Н300М
1) отрезать заготовку Ø52; L=3000
010
Токарная Станок
токарно-винторезный
Quantum Opti D560x3000
DPA
Установ А. 1) установить люнет; 2) подрезать торец (1); 3)
центровать; 4) точить поверхность (2) Ø50h9, L=2800
(черновой проход); 5) точить поверхность (2) Ø50h9, L=2800
(чистовой проход); Установ Б. 1) подрезать торец (3); 2)
сверлить отверстие (4) Ø14, L=30; 3) зенковать фаску (5) у=60˚,
L=2; 4) точить поверхность (2) Ø50h9, L=200(черновой
проход); 5) точить поверхность (2) Ø50h9, L=200(чистовой
проход); 6) точить с подрезкой торца поверхность (6) Ø40,
L=30; 7) точить фаску (7) 5х45˚; 8) нарезать резьбу (8) М16,
L=25.
№
Наименование операции.
Оборудование.
Содержание перехода.
015
Токарная Станок
токарно-винторезный
Quantum Opti D560x3000
DPA
Установ А. 1) точить с подрезкой торца поверхность (9),
Ø42мм, L=20; 2) точить поверхность (10) Ø50е8, L=100 (тонкое
точение); 3) точить канавку (11) Ø44Н11, L=10; 4) точить
канавку (12) Ø39,8 L=2.5, y=45˚; 5) нарезать резьбу М42, L=20;
6) сверлить отверстие (13) Ø20,35мм, L=85; 7) расточить
поверхность (14), у=30˚±20’ 8) нарезать резьбу М22, L=70;
020
Токарная СТАНОК
ТОКАРНО-
ВИНТОРЕЗНЫЙ
Quantum Opti D560x3000
DPA
1) катать поверхность (10) Ø50е8, Ra 1.6.
025
Фрезерная Вертикально
фрезерный станок
FSS450MR
1) фрезеровать паз (15) 16N9, L=98; 2) произвести поворот
делительной головки на 180˚. 3) фрезеровать паз (15) 16N9,
L=98.
030
Разметочная
1) разметить отверстия под резьбу М6.
035
Сверлильная
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ
РАДИАЛЬНО
СВЕРЛИЛЬНЫЙ
СТАНОК DMTG Z3032
Установ А. 1) Сверлить отверстия (16), L=12; 2) рассверлить
фаски; 3) Нарезать резьбу М6; Установ Б. 1) Сверлить
отверстия под резьбу М6, L=12; 2) зенковать фаски 1х45˚; 3)
Нарезать резьбу М6.
040
Фрезерная
ВЕРТИКАЛЬНО
ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК
FSS450MR
Установ А. 1) фрезеровать поверхность (17) 30d11, L=30; 2)
фрезеровать фаски 2х45˚;
045
Слесарная
1) опилить заусенцы.
.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИПУСКОВ РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ
Расчетно-аналитический метод был разработан профессором Кован В. М.
Согласно этому методу величина минимального промежуточного припуска
должна быть такой, чтобы при его удалении устранялись погрешности и дефекты
поверхностного слоя, полученные на предшествующем технологическом
переходе, а также погрешность установки, возникающая на выполняемом
переходе.
Таблица 8. Припуски и допуски на обработку диаметра вала
мм
Технологически
й маршрут
обработки
поверхности
Элементы припуска, мкм
Расче
тный
припу
ск
2zmin,
(мм)
Расчет
ный
размер
dр,(мм
)
Допу
ск на
изгот
овлен
ие
Td,
(мм)
Принятые
размеры по
переходам,
(мм)
Полученные
предельные
припуски,
(мм)
Rz
Т
ε
dmax
dmin
Заготовка
150
250
268
-
-
52,045
1,4
53,5
52,1
Черновое
точение
50
50
16
370
1,713
50,332
0,21
50,54
50,33
2,96
1,77
Чистовое
точение
30
30
0,8
0
0,232
50,1
0,084
50,184
50,1
0,356
0,23
Тонкое точение
3
-
0,032
35
0,19
49,91
0,04
49,95
49,91
0,234
0,19
) Записываем параметры в таблицу 7.
ε - погрешность установки заготовки, возникающая на выполняемом
технологическом переходе;
T - глубина дефектного слоя, получаемая на сложном предшествующем
технологическом переходе;
Rz - средняя высота неровностей, получаемая на смежном
предшествующем технологическом переходе;
- отклонения формы и расположения обрабатываемой поверхности,
относительно базовых поверхностях заготовки, получаемые на смежном
предшествующем технологическом переходе.
Технологический маршрут обработки данной поверхности состоит из
чернового и чистового, и тонкого точения.
Записываем в таблицу 7, соотвествующие заготовке и каждому
технологическому переходу, значения элементов припуска.
Определяем погрешность установки .
;
где - погрешность базирования, (в данном случае равна нулю, т.к.
установочная и технологическая базы совпадают);
- погрешность закрепления, (по таблице 4.10 [1] принимаем равным
370 мкм для чернового точения, и 35 мкм для тонкого точения. Погрешность
установки при чистовом точении равна нулю, т.к. переустанова после чернового
точения не производится).
Технология обработки рассматриваемой поверхности следующая:
1. Обтачивание черновое в трехкулачковом патроне с поджатием
заднего центра, после которого поверхность будет иметь точность 11 квалитета и
шероховатость поверхности Rz = 50 (мкм).
2. Обтачивание чистовое в трехкулачковом патроне с поджатием
заднего центра, после которого поверхность будет иметь точность 9 квалитета и
шероховатость поверхности Rz = 30 (мкм).
. Тонкое точение в трехкулачковом патроне с поджатием заднего
центра, после которого обрабатываемая поверхность будет иметь точность 8
квалитета и шероховатость поверхности Rz = 3 (мкм).
Для заполнения таблицы используем методику RZi-1 и hi-1.
Для заготовки по данным таблицы 4.3 [1] принимаем:
RZ = 150 (мкм); Т = 250 (мкм).
Для чернового, чистового и тонкого точения по данным таблицы 4.5 [1]
принимаем:
RZ = 50 мкм; Т = 50 мкм (черновое точение)= 25 мкм;
Т = 50 мкм (чистовое точение)= 5 мкм;
Т = 15 мкм (тонкое точение).
Суммарное отклонение расположения поверхности, мкм
;
где - корабление детали на длине l, мкм;
- погрешность зацентровки, принимаем равным 0,25мм.
;
где - удельная кривизна заготовки, по таблице 4.8 [1] принимаем
равным 1,3 мкм.
l - принимаем равным 75мм.
;
Суммарное отклонение расположения поверхности уменьшается с каждым
переходом, мкм.
Определяем минимальный припуск на диаметр, мкм
2Zi min =2(RZi-1 + Тi-1+ )
где RZ - высота микронеровностей, мкм;
T - глубина дефектного поверхностного слоя, мкм;- индекс
предшествующей операции
Z1min = 2(150 + 250+ ) = 1713 мкм = 1,713 мм.
Z2min = 2(50 + 50+ ) = 232 мкм = 0,232 мм.
Z3min = 2(30 + 30+ ) = 190 мкм = 0,19 мм.
Записываем для конечного перехода в графу таблицы расчетный размер,
предельный размер по чертежу.
= 50 - 0,089 = 49,91 (мм)
Таким образом, имея расчетный размер после последнего перехода (в
данном случае тонкого точения), для остальных переходов получаем расчетный
размер путем сложения расчётного размера с расчётным припуском последней
операции.= 49,91+0,19=50,1 мкм= 50,1+0,232=50,332 мкм= 50,332+1,713=52,045
мкм.
Полученные данные заносим в таблицу.
Значения допусков каждого перехода принимается по таблицам в
соответствии с квалитетом точности, того или иного вида обработки.
Для тонкого точения Тd = 0,04 мм
Для чистового точения Тd = 0,084 мм
Для чернового точения Тd = 0,21 мм
Для заготовки Тd=1,4мм.
В таблицу записываем наименьшие предельные размеры по всем
технологическим переходам, округляя их увеличением расчетных размеров,
округления производится до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск
на размер, для каждого перехода:
d4min = 49,91 мм (тонкое точение)
d3min = 50,1 мм (чистовое точение)min = 50,33 мм (черновое точение)min =
52,1 мм (для заготовки)
Наибольшие предельные размеры получаем путем суммы допуска с
округленным наименьшим предельным размером:
d4max = 49,91+0,04=49,95 мм (тонкое точение)max = 50,1+0,084=50,184 мм
(чистовое точение)max = 50,3+0,21=50,54 мм (черновое точение)max =
52,1+1,4=53,5 мм (для заготовки)
Минимальное предельное значение припусков равно разности
наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого перехода.
Максимальное предельное значение припусков равно разности
наибольших предельных размеров. Предшествующего и выполняемого
перехода. 2Zmin3 = 50,1 - 49,91 = 0,19 мм
Zmin2 = 50,33 - 50,1 = 0,23 мм
Zmin1 = 52,1 - 50,33 = 1,77 мм
Zmax3 = 50,184 - 49,95 = 0,234 мм
Zmax2 = 50,54 - 50,184 = 0,356 мм
Zmax1 = 53,5 - 50,54 = 2,96 мм
Полученные данные заносим в таблицу.
Производим проверку правильности выполненных расчетов.
Тонкое точение:
Zimax3 - 2Zimin3 = Тd2 - Td3
,234 - 0,19 = 0,084 - 0,04
,044 = 0,044
Чистовое точение:
Zimax2 - 2Zimin2 = Тd1 - Td2
,356 - 0,23 = 0,21 - 0,084
,126 = 0,126
Черновое точение:
Zimax1 - 2Zimin1 = Тd0 - Td1
,96 - 1,77 = 1,4 - 0,21
,19 = 1,19
Расчеты выполнены правильно.
пр
i
Z2 min
пр
i
Z2 max
Рисунок 1. Схема расположения межоперационных припусков и допусков
при обработке наружной поверхности ø50е8 (мм)
1.7 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОПЕРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
.7.1 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ НА ОСНОВНЫЕ ИЛИ НАИБОЛЕЕ
d
max
заготовки 53,5мм.
d
min
заготовки 52,1мм.
Td заготовки 1,4мм.
d
max
точение черновое 50,54 мм.
d
min
точение черновое 50,33 мм.
Td точение черновое 0,21 мм.
d
max
точение чистовое 50,184 мм.
d
min
точение чистовое 50,1 мм.
d
max
тонкое точение 49,95 мм.
d
min
тонкое точение 49,91 мм.
Td точение чистовое 0,084 мм.
Td тонкое точение 0,04 мм.
2Z
пр
мin
на тонкое точение 0,19мм.
Z
пр
мax
на тонкое точение 0,234мм.
Z
пр
мin
на чистовое точение 0,23мм.
Z
пр
мах
на чистовое точение 0,356мм.
Z
пр
мin
на точение черновое 1,77мм.
Z
пр
мах
на точение черновое 2,96мм.38,53
ОТВЕТСТВЕННЫЕ ОПЕРАЦИИ
Расчёт режимов резания производится для наиболее ответственных
операций. В данной работе проводится расчет для токарно - винторезных,
фрезерных и сверлильной операций.
Токарно-винторезная
Установ А.
) Установить заготовку в патрон, выставить, закрепить, закрепить люнет.
) Подрезать торец (1).
а) По справочнику [2], выбираем проходной отогнутый резец (20х12х120) с
пластиной из твердого сплава Т15К6. Радиус при вершине 0,8мм.; φ=45°.
б) Назначаем режим резания по справочнику [2] :
- глубина резания t = 1,5 мм.;
подача S= 0.4 мм/об.;
период стойкости T= 60 мин.;
в) Определяем скорость главного движения резания, допускаемую
режущими свойствами резца
г) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
главного движения резания
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
;
1000
D
V
пп
1
1010
52*14,3
165*1000
минп
n = 920 об/мин мин-1.
д) Действительная скорость главного движения резания:
е) Определение необходимой мощности резания:
Nр = PzV/1020·60;
где Pz - тангенциальная сила резания;
Рz = 10СрtхsуvnКр=10 · 300 · 1,51 · 0,40,75 · 144-0,15 · 0,87=1067,5 Н;
Nр = (1067,5 · 144)/(1020 · 60)=2,5 кВт.
Сравниваем рассчитанную мощность резания с мощностью привода
станка:
Nп=Nэл.д. · ηст.=7,5 · 0,75=5,6 кВт.
Nп >Nр ;
,6кВт >2,5кВт
Следовательно, выбранный станок подходить по мощности привода.
е) Определяем основное время:
) Центровать.
а) Выбираем центровочное сверло диаметром 4 мм, материал режущей
части Р6М5.
б) Назначаем режимы резания:
t = D/2 = 4/2 = 2мм;
S0 = 0,1мм/об;
в) Назначаем период стойкости сверла:
Т = 15мин;
г) Определяем скорость главного движения резания
;
1000
д
д
пD
V
./150
1000
9205214,3 минмVд
.;07.0
4.0*920
26
*
0мин
Sn
L
Т
д) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
главного движения резания:
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
и устанавливаем действительную частоту вращения:
nд = 1500 мин-1.
е) Определяем действительную скорость главного движения резания:
ж) Определяем основное время:
) Точить поверхность (2) Ø50h9 мм, L=2800 мм. (черновой проход).
а) По справочнику [2], выбираем проходной прямой резец (20х20х120) с
пластиной из твердого сплава Т15К6. Радиус при вершине 0,8 мм.;
б) Назначаем режим резания по справочнику [2]:
- глубина резания t = 1,5 мм.;
подача S= 0.4 мм/об.;
;
1000
D
V
п
1
2200
414,3
8,271000
минп
;
1000
пD
Vд
д
./84,18
1000
1500414,3 минмVд
.;06.0
1.0*1500
8.9
0мин
Sп
L
Т
- период стойкости T= 60 мин.;
в) Определяем скорость главного движения резания, допускаемую
режущими свойствами резца
.
г) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
главного движения резания:
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
n = 920 мин-1.
д) Действительная скорость главного движения резания:
е) Определяем основное время:
) Точить поверхность (2) Ø50h9 мм, L=2800 мм. (чистовой проход).
а) По справочнику [2], выбираем проходной прямой резец (20х20х120) с
пластиной из твердого сплава Т15К6. Радиус при вершине 1,2 мм.;
б) Назначаем режим резания по справочнику [2]:
;
1000
D
V
пп
1
1010
52*14,3
165*1000
минп
;
1000
д
д
пD
V
./144
1000
9205014,3 минмVд
.;6.7
4.0*920
2800
*
0мин
Sn
L
Т
- глубина резания t = 0,1 мм.;
подача S= 0.42 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
в) Определяем скорость главного движения резания, допускаемую
режущими свойствами резца:
г) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
главного движения резания:
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
n = 1200 мин-1.
д) Действительная скорость главного движения резания:
е) Определяем основное время:
Определяем суммарное основное время при установе А:
ΣТо=То2+То3+То4+То5=0,07+0,06+7,6+5,5= 13,23 мин.
Установ Б.
) Подрезать торец (3).
а) Резец проходной отогнутый 20х12х120 Т15К6; r=1мм, φ=45°.
б) Режимы резания
глубина резания t = 1,5 мм.;
подача S= 0.4 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
скорость резания V=150 м/мин;
1
1224
52*14,3
220*1000
минп
./190
1000
12005014,3 минмVд
.;5.5
42.0*1200
2800
*
0мин
Sn
L
Т
в) Частота вращения шпинделя n=950 мин-1.
г) Основное время Т=0,07 мин.
) Сверлить отверстие (4) Ø14мм, L=30мм.
а) Выбираем сверло диаметром 14мм., материал режущей части Р6М5.
б) Назначаем режимы резания:
t = D/2=14/2=7 мм;= 0,28 мм/об;
в) Назначаем период стойкости сверла:
Т = 25мин;
г) Определяем скорость главного движения резания
д) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
главного движения резания:
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
и устанавливаем действительную частоту вращения:
nд = 800 мин-1.
е) Определяем действительную скорость главного движения резания:
ж) Определяем основное время
) Зенковать фаску (5).
а) Выбираем зенковку 2353-0083 ГОСТ 14953-80, у=60˚.
б) Принимаем подачу S=0,2 мм/об.
в) Принимаем частоту вращения шпинделя n=800 мин-1.
г) Определяем основное время
1
821
1414,3
1.361000
минп
./1.35
1000
8001414,3 минмVд
.;13.0
28.0*800
30
0мин
Sп
L
Т
) Точить поверхность (2) Ø50h9 мм, L=200мм. (черновой проход).
а) Резец проходной прямой (20х20х120) с пластиной из твердого сплава
Т15К6. Радиус при вершине 0,8 мм.
б) Режимы резания:
- глубина резания t = 1,5 мм.;
подача S= 0.4 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
скорость резания V=144 м/мин;
в) Частота вращения шпинделя n=920 мин-1.
г) Основное время
5) Точить поверхность (2) Ø50h9 мм, L=200мм. (чистовой проход).
а) Резец проходной прямой (20х20х120) с пластиной из твердого сплава
Т15К6. Радиус при вершине 1,2 мм.
б) Режимы резания:
- глубина резания t = 0,1 мм.;
подача S= 0.42 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
скорость резания V=190 м /мин;
в) Частота вращения щпинделя n=1200 мин-1.
г) Основное время
.;012.0
2.0*800
2
0мин
Sп
L
Т
.;54.0
4.0*920
200
*
0мин
Sn
L
Т
.;4.0
42.0*1200
200
*
0мин
Sn
L
Т
) Точить с подрезкой торца поверхность (6) Ø40мм, L=30мм.
а) По справочнику [2], выбираем резец сборный проходной (20х20х120) с
механическим креплением трехгранной пластины Т15К6. Радиус при вершине
0,8 мм.;
б) Назначаем режим резания по справочнику [2]:
- глубина резания t = 2 мм.;
подача S= 0.3 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
в) Определяем скорость главного движения резания, допускаемую
режущими свойствами резца
г) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
главного движения резания:
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
n = 1200 мин-1.
д) Действительная скорость главного движения резания:
е) Определяем основное время:
где i - кол-во проходов (i=3).
) Точить фаску (7) 5х45˚.
а) Резец проходной отогнутый (20х12х120) с пластиной из твердого сплава
Т15К6. Радиус при вершине 0,8мм.; φ=45°.
1
1353
40*14,3
170*1000
минп
./6.125
1000
12004014,3 минмVд
.;3.03*
3.0*1200
30
*
*
0минi
Sn
L
Т
б) Режимы резания:
глубина резания t=5мм;
подача S=0,1мм/об;
скорость резания V=100м/мин;
в) Частота вращения шпинделя:
г) Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным
станка QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
n = 650 мин-1.
д) Действительная скорость главного движения резания:
е) Определяем основное время:
) Нарезать резьбу М16-7Н., на длину 25мм.
а) Выбираем машинный метчик М16; материал режущей части метчика -
быстрорежущая сталь Р6М5.
б) Режимы резания:
скорость резания V=8м/мин;
подача = шаг резьбы = 2мм/об;
в) Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости
главного движения резания:
Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка
и устанавливаем действительную частоту вращения:
nд = 155 мин-1.
г) Определяем действительную скорость главного движения резания:
;637
50*14,3
100*1000 1
минп
./102
1000
6505014,3 минмVд
.;03.0
3.0*650
5
*
0мин
Sn
L
Т
1
158
1614,3
81000
минп
;/8.7
1000
1551614,3 минмVд
д) Определяем основное время:
Определяем суммарное основное время при установе Б:
ΣТо=То1+То2+То3+То4+То5+То6+То7+То8=
=0,07+0,13+0,012+0,54+0,4+0,3+0,03+0,02=1,5 мин.
Определяем общее основное операционное время:
ΣТо=ТоА+ТоБ=13,23+1,5=14,73 мин.
Токарно-винторезная
Установ А.
) Установить заготовку в патрон, выставить, закрепить, закрепить люнет.
) Точить с подрезкой торца поверхность (9) Ø42 мм, L=20 мм.
а) Резец сборный проходной (20х20х120) с механическим креплением
трехгранной пластины Т15К6. Радиус при вершине 0,8 мм.
б) Режимы резания:
- глубина резания t = 2 мм.;
подача S= 0.3 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
скорость резания V=125,6 м/мин;
в) Частота вращения шпинделя n=1200 об/мин.
г) Основное время:
где i - кол-во проходов.
) Точить поверхность (10) Ø50е8 мм, L=90 мм (тонкое точение).
а) по справочнику [2], выбираем резец сборный проходной (20х20х120) с
механическим креплением трехгранной пластины Т30К4. Радиус при вершине
1,2 мм.;
б) Назначаем режимы резания по справочнику [2]:
- глубина резания t = 0,1 мм.;
подача S= 0.08 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
в) Скорость резания принимаем по таблице 19 [2], V=200 м/мин.
.;2.02*
2*155
25
*
0мин
Sn
L
Т
.;1.02*
3.0*1200
20
*
*
0минi
Sn
L
Т
г) Частота вращения шпинделя, соответствующая данной скорости
главного движения резания:
д) Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным
станка QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
n = 1200 мин-1.
д) Действительная скорость главного движения резания:
е) Определяем основное время:
) Точить канавку (11) Ø44Н11 мм, L=10 мм.
а) По справочнику [2], выбираем резец отрезной (25х16х140) из
быстрорежущей стали ГОСТ 18874-73. Ширина режущей кромки а=5 мм.
б) Назначаем режимы резания по справочнику [2]:
- подача S= 0.13 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
в) Скорость резания равна
г) Частота вращения шпинделя, соответствующая данной скорости
главного движения резания:
1
1273
50*14,3
200*1000
минп
./188
1000
12005014,3 минмVд
.;094.0
08.0*1200
90
*
0мин
Sn
L
Т
;167
50*14,3
2.26*1000 1
минп
д) Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным
станка QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
n = 150 мин-1.
е) Действительная скорость главного движения резания:
ж) Определяем основное время:
) Точить канавку (12) Ø39,8 мм, L=2,5 мм, у=45˚.
а) По справочнику [2] выбираем резец отрезной (25х16х140) из
быстрорежущей стали ГОСТ 18874-73 (специальная заточка).
б) Назначаем режимы резания по справочнику [2]:
- подача S= 0.13 мм/об.;
- период стойкости T= 60 мин.;
в) Скорость резания принимает равной 23,55 м/мин.
г) Число оборотов шпинделя n=150 об/мин.
д) Определяем основное время:
) Нарезать М42х1,5-7Н, L=20 мм.
а) По справочнику [2] выбираем резец резьбовой (25х16х140) с пластиной
из твердого сплава Т15К6.
б) Назначаем режимы резания по справочнику [2]:
- подача S= 1,5мм/об.;
- период стойкости T= 70 мин.;
глубина резания t=0,7 мм;
кол-во проходов i=3;
в) Скорость резания при резьбонарезании
./55.23
1000
1505014,3 минмVд
.;51.02*
13.0*150
5
*
*
0минi
Sn
L
Т
.;15.0
13.0*150
3
*
0мин
Sn
L
Т
г) Определяем расчетное число оборотов шпинделя:
д) Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным
станка QUANTUM D560x3000 DPA и устанавливаем действительную частоту
вращения:
n = 800 мин-1.
е) Действительная скорость главного движения резания:
ж) Определяем основное время
7) Сверлить отверстие (13) Ø20,35 мм, L=85мм;
а) Выбираем сверло 2301-0202 ГОСТ 10903-77 (Ø20,35мм), материал
режущей части - быстрорежущая сталь Р6М5.
б) Режимы резания:
глубина резания t = 0,5D = 10,175 мм;
подача S=0,25мм/об;
стойкость Т=45 мин;
в) Скорость резания
г) Расчетная частота вращения шпинделя:
д) Корректируем частоту вращения по паспорту станка:
n = 495 мин-1
;909
42*14,3
120*1000 1
минп
./105
1000
8004214,3 минмVд
.;05.03*
5.1*800
20
*
*
0минi
Sn
L
Т
1
505
35.2014,3
3.321000
минп
е) Действительная скорость резания:
ж) Основное время
з) Мощность резания
где Мкр - крутящий момент;
Мкр = 10CМDqsyKp= 10*0,0345*20,352*0,250,8*0,87 = 41 Н•м
Сравниваем рассчитанную мощность резания с мощностью привода
станка: Nп=Nэл.д. · ηст.=7,5 · 0,75=5,6 кВт.
Nп >Nр ;
,6кВт >2кВт
Следовательно, выбранный станок подходит по мощности привода.
Определяем общее основное операционное время:
ΣТо=То2+ То3+ То4+ То5+ То6+
То7=0,1+0,094+0,51+0,015+0,05+0,7=1,5мин.
Фрезерная
) Установить заготовку в приспособление, закрепить.
) Фрезеровать паз (15) 16N9, L=98мм.
а) Выбираем концевую фрезу с нормальным зубом из быстрорежущей
стали Р6М5 с коническим хвостовиком. Диаметр фрезы принимаем равным
ширине паза, т.е. D = b = 16 (мм); число зубьев фрезы Z = 4.
Фреза 2223-0003 ГОСТ 17026-71.
б) Режимы резания:
глубина резания t=0.4 мм;
./6.31
1000
49535.2014,3 минмVд
.;7.0
25.0*495
85
*
0мин
Sn
L
Т
подача S=0,2 мм/зуб;
период стойкости Т=80 мин.
в) Скорость резания:
.
г) Расчетная частота вращения шпинделя:
д) Корректируем частоту вращения по паспорту станка:
n = 1000 мин-1
е) Действительная скорость резания:
ж) Основное время
з) Мощность резания
Тангенциальная сила резания
Сравниваем рассчитанную мощность резания с мощностью привода
станка: Nп=Nэл.д. · ηст.=5,5 · 0,8=4,4 кВт.
Nп >Nр ;
,4кВт >0,65кВт
Следовательно, выбранный станок подходит по мощности привода.
1
1186
1614,3
6.591000
минп
./24.50
1000
10001614,3 минмVд
.;2,32*15*
4*2.0*1000
98
*
0минпаза
Sn
L
Т
1.7.2 РАСЧЕТ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ (СУММАРНОЙ
ПОГРЕШНОСТИ) НА ЧИСТОВОЙ И ТОНКОЙ ОПЕРАЦИИ
При расчете суммарной погрешности обработки для деталей типа тел
вращения воспользуемся следующей формулой:
где - суммарная погрешность обработки;
- погрешность, вызываемая упругими деформациями технологической
системы;
- погрешность, вызываемая размерным износом режущего
инструмента;
- погрешность настройки;
- погрешность, вызываемая температурными деформациями
технологической системы;
- погрешность, вызываемая геометрическими неточностями
станка.
В результате расчета должно выполняться условие:
стТинусум 2222 332
сум
у
и
н
Т
ст
Тd
сум
minminmaxmax yyуPP
Где - податливость системы;
- силы резания.
Приведенный диаметр вала:
Податливость системы
,
Где - податливость станка;
- податливость заготовки.
,
Где - податливость суппорта;
- податливость передней бабки;
- податливость задней бабки.
minmax ,
minmax ,yy PP
l
ldldldld
dпр
43
2
4
2
32
2
21
2
1
мм
dпр
7.48
2994
4800070000002500035280
2994
304028005010502042 2
222
загстсист
ст
заг
22
1
l
x
l
x
збпбсупст
суп
пб
зб
;555,0
суп
;445,0
пб
745,0
зб
кгсмкм
ст /93.0
2994
2000
745,0
2994
2000
1445,0555,0
22
l
ххl
JE
заг
2
2
max. 3
1000
Где - длина вала, мм;
- модуль упругости;
(мм2) - момент инерции поперечного сечения заготовки;
Определяем силу
,
при ;
при ;
;
;
l
)/(100,2 24 ммкгE
4
05,0 dJ
кгсмкм
заг /5.3
2994
200020002994
10605,0100,23
1000 2
2
44
max.
у
Р
py
nypxp
ру KVstСР
KKKKKK nsMpy
0;0;0
KKK
723,0
750
590
75
35,1
35,1
min.
B
M
K
1.1
750
810 35,1
max.
M
K
8,0
min.
ns
K
5,0
s
n
578,08,0723,0
min.
py
K
08,1
max.
ns
K
0
s
n
19.108,11.1
max.
py
K
кгсРу8,13578,012015,01,0243 3,06,09,0
min.
кгсРу9.1719.112015,01,0243 3,06,09,0
max.
кгсмкм
загстсист /15,128,087,0
max.
кгсмкм
сист /87,0087,0
min.
Погрешность настройки станка на размер
,
Где - погрешность регулирования режущего инструмента при
установке на размер. Зависит от используемого способа установки инструмента;
- погрешность измерительных инструментов, применяемых при
настройке станка;
и - коэффициенты, учитывающие отклонения закона
распределения соответствующей погрешности от нормального закона
распределения, , .
мкм
Погрешность износа режущего инструмента
; ;
;
Число деталей, обрабатываемых за период стойкости
Путь резания при обработке деталей
мкм
PP yyу
119,8
006,12125,208,1387,05,1715,1
min.minmax.max
2
2
2
изм
uррHKК
р
изм
р
К
изм
К
14,1
р
К
0,1
изм
К
мкммкм измр 5,6;32
7,4
2
5,6
0,1314,1
2
2
H
o
сt
Т
п
60T
1000
nd
V
1
764
5014,3
12010001000
мин
d
V
n
минi
sn
L
to9,01
1,01000
90
шт
t
Т
п
o
с66
9,0
60
с
п
,
Где - начальный участок износа, ;
(мкм/мм);
Погрешность, вызванная температурными деформациями
,
Где - погрешность резца, (мкм);
- погрешность детали, (мкм).
,
Где - удлинение;
- основное время, (мин)
Где
- вылет резца, ;
- сечения,
;
мntVL coд7128669,0120
1
o
Hд
иV
LL
1000
Н
L
0
Н
L
2
o
V
мкм
и2.142
1000
07128
TдTрT
Tр
Tд
4
1o
t
тТр е
т
o
t
Vst
F
L
Cв
p
т
45,0
5,4 constC
р
L
ммLр20
F
2
3201620 ммF
мкм
т8,281201,01,061
320
20
5,4 45,0
,
Где - коэффициент линейного расширения,
- радиус детали, (мм);
- температура нагрева детали, С.
,
Где - количество тепла, идущее на нагрев детали, кКал.;
- теплоемкость, ;
- удельный вес, ;
- объем детали, .
,
Где - сила резания, кгс;
- основное время, мин;
- скорость резания, м/мин;
- количество тепла, идущее на нагрев в детали
;
;
мкм
Тр 3,17,218,28 4
2,0
tR
дТ
..
16
1012
град
R
t
д
Vc
Q
t
Q
c
11,0c
3
/8,7 смг
д
V
3
см
427100
oz tVP
Q
z
P
o
t
V
%10
pz
yp
o
xp
pzzKstCP
15,0;75,0;1;300 прухCррpz
кгсPz78,30853,07315,095,0300 15,075,01
.4,0
427100
2,09178,30 кКалQ
С;
;
Определяем суммарную погрешность
Условие выполняется.
1.7.3 ВЫБОР СТАНКОВ, ИНСТРУМЕНТА, СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ
Ленточнопильный станок Н300М .
Ленточнопильный станок Н300М предназначен для непрерывной резки
круглого проката, труб, швеллеров, уголков, из всех основных материалов.
Таблица 9. Технические характеристика ленточнопильного станка Н300М
Резка под углом 90°, мм
300; 500x300
Резка в тисках под углом 45°, мм
300; 325x300
Скорость резания м/мин
17-106
Размеры ленты, мм
4140x27x0.9
Высота установки материала, мм
650
Двигатель, kW
1.5
Мощность охлаждающей системы, kW
0.12
Мощность гидравлической системы, kW
0.37
Объем гидравлической системы, л
4.5
Объем охлаждающей системы, л
25
Длина, мм
2310
Ширина, мм
670
Высота, мм
1150
Вес H300M <http://www.rustan.ru/stanki_22_59.htm> , кг400
Станок токарно-винторезный Quantum Opti D560x3000 DPA.
Токарно-винторезные станки Optimum позволяют обрабатывать заготовки
05,0
08,11,98,711,0
4,0
t
мкм
Tд 08,005,065,131012 6
мкм
T38,108,03,1
мкм
ст 007,0
300
012,091
мкм
стТинусум
2,12007,07,547,5509,225,692
007,038,133,437,4119,82332 22222222
мм
сум 012,0
сумd
T
012,0018,0
длиной до 3000 мм включительно, из широкого спектра различных металлов и
сплавов в большом диапазоне режимов резания. Нарезаемые резьбы -
метрические, дюймовые, модульные и трапецеидальные. Станки предназначены
для промышленного применения и отличаются надежностью, неприхотливостью
и ремонтопригодностью.
Используем для токарно-винторезных операции.
Таблица 10. Технические характеристики токарно-винторезного станка
Quantum Opti D560x3000 DPA.
Электропитание
Двигатель
7,5 кВт 380 В ~50 Гц
Система подачи СОЖ
100 Вт
Станочные данные
Высота центров, мм
280
Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм
3000
Наибольший диаметр обработки над станиной, мм
560
Наибольший диаметр обработки над суппортом, мм
355
Наибольший диаметр обработки над выемкой станины, мм
790
Длина выемки станины, мм
270
Частота вращения шпинделя, об/мин
25 - 1600
Частота вращения шпинделя модификации Vario, об/мин (опция)
10 - 2500
Количество ступеней
12
Внутренний конус шпинделя
МК 7
Присоединительная поверхность шпинделя
Camlock ASA D1 - 8"
Диаметр сквозного отверстия в шпинделе, мм
80
Ширина станины, мм
350
Ход верхней каретки суппорта, мм
130
Ход поперечной каретки суппорта, мм
316
Внутренний конус пиноли задней бабки
МК 5
Перемещение пиноли задней бабки, мм
180
Продольная подача, мм/об (35 подач)
0,059 - 1,646
Поперечная подача, мм/об (35 подач)
0,020 - 0,573
Пределы шага нарезаемых метрических резьб, мм (47 шага)
0,2 - 14
Пределы шага нарезаемых дюймовых резьб, ниток на дюйм (60 шагов)
2 - 112
Пределы шага нарезаемых трапецеидальных резьб (50 шагов)
4 - 112
Пределы шага нарезаемых модульных резьб (34 шага)
0,1 - 7
Высота державки резца, мм
25
Габаритные размеры
Длина, мм
4340
Ширина, мм
1150
Высота, мм
1460
Масса станка, кг
3920
Вертикально фрезерный станок FSS450MR.
Станок предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ
цилиндрическими, торцевыми, концевыми, фасонными и другими фрезами.
Применяются для обработки горизонтальных и вертикальных плоскостей, пазов,
рамок, углов, зубчатых колес, спиралей, моделей штампов, пресс-форм и других
деталей из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов.
Таблица 11. Технические характеристики вертикально-фрезерного станка
FSS450MR.
Модель аналога, производимого в России
6T13
Рабочая поверхность стола, мм
400 x 1600
Количество пазов для зажима
5
Нагрузка на стол, кг
1500
Продольное перемещение стола , мм
1120
Поперечное перемещение крестового суппорта, мм
345
Вертикальное перемещение консоли, мм
400
Мощность главного привода, кВт
11
Макс. крутящий момент на шпинделе, Нм
1850
Конус инструмента
50-ISO
Диаметр переднего подшипника, мм
100
Перемещение пиноли, мм
90
Угол поворота в обе стороны , град.
45
Количество подач
18
Знаменатель геометрической прогрессии
1.25
Диапазон частот вращения, об/мин
28 ...1400
Продольные и поперечные подачи, мм/мин
16 ... 800
Вертикальные подачи, мм/мин
5 ... 250
Ускоренный ход, вдоль и поперек, мм/мин
3150
Ускоренный ход по вертикали, мм/мин
1000
Скорость подачи СОЖ, л/мин
10
Универсальный радиально-сверлильный станок DMTG Z3032.
Станок предназначен для сверления, развертывания и фрезерования
отверстий, нарезания резьбы в заготовках большого и среднего размера с
управлением от рычагов и кнопок, расположенных на шпиндельной головке.
Таблица 12. Технические характеристики универсального
радиально-сверлильного станка DMTG Z3032.
Максимальный диаметр сверления, мм
32
Расстояние между осью шпинделя и колонной, мм
300~1000
Расстояние от торца шпинделя до поверхности основания, мм
250~1000
Перемещение шпинделя, мм
280
Горизонтальное перемещение шпиндельной бабки, мм
700
Конус шпинделя (Морзе №)
4
Мощность двигателя шпинделя, кВт
2.2
Диапазон скоростей шпинделя, об/мин
32~2500
Количество скоростей шпинделя
16
Диапазон подач шпинделя, мм/об
0.10~1.25
Количество подач шпинделя
8
Размеры стола, мм
550×400
Угол поворота руки, °
+/-180
Габаритные размеры, мм
1760×800×2300
Вес нетто, кг
1600
Для операций будем применять следующие режущие инструменты,
средства измерения и технологического оснащения.
Заготовительная
Режущий инструмент:
биметаллическая пила Contestor GT 4/6 67x1.6;
Мерительный инструмент:
рулетка 5000 ГОСТ 7502-98;
Приспособление:
приспособление при станке.
Токарная
Режущий инструмент:
Резец 2102-0027 Т15К6 ГОСТ 18877-73;
Сверло 2317-0107 ГОСТ 14952-75;
Сверло 2301-0046 ГОСТ 10903-77;
Зенковка 2353-0088 ГОСТ 14953-80;
Резец 2100-0029 Т15К6 ГОСТ 18878-73;
Резец 2102-1323 Т15К6 ГОСТ 24996-81;
- Метчик 2621-1601 ГОСТ 3266-81;
Мерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-89;
Пробка 8221-3067 ГОСТ 17758-72;
Приспособление:
3-х кулачковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80;
центр при станке;
Токарная
Режущий инструмент:
Резец 2102-0027 Т15К6 ГОСТ 18877-73
Резец 2100-0029 Т30К4 ГОСТ 18878-73;
Резец 2120-0517 Т15К6 ГОСТ 24996-81;
Резец 2130-0109 Т15К6 ГОСТ 18884-73;
Сверло 2301-0202 ГОСТ 10903-77;
Резец 2140-0001 Т15К6 ГОСТ 18882-73;
Метчик 2621-1783 ГОСТ 3266-81;
Измерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-89;
Кольцо 8211-0142 6h ГОСТ 17763-72;
Пробка 8221-3088 7Н ГОСТ 17758-72;
Набор угловых мер ГОСТ 2875-75;
Приспособление:
3-х кулачковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80;
центр при станке;
Токарная
Режущий инструмент:
Обкаточное приспособление ГАКС-3-1-50/80Ин;
Измерительный инструмент:
Образец шероховатости 1,6-Т ГОСТ 9378-93;
Приспособление:
3-х кулачковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80;
центр при станке;
Фрезерная
Режущий инструмент:
Фреза 2223-0003 ГОСТ 17026-71;
Измерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-89;
Приспособление:
Приспособление при станке;
Делительная головка 7036-0052 ГОСТ 8615-89;
Сверлильная
Режущий инструмент:
Сверло 2300-6173 ГОСТ 10902-77;
Метчик 2621-1153 ГОСТ 3266-81;
Зенковка 2553-0133 ГОСТ 14953-80;
Измерительный инструмент:
Пробка 8221-3030 ГОСТ 17758-72;
Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-89;
Приспособление:
Приспособление при станке;
Делительная головка 7036-0052 ГОСТ 8615-89;
Фрезерная
Режущий инструмент:
Фреза 2223-0019 ГОСТ 17026-71;
Измерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-89;
Угломер типа 1-2 ГОСТ 5378-88;
Приспособление:
Приспособление при станке;
Делительная головка 7036-0052 ГОСТ 8615-89;
Слесарная
Режущий инструмент:
Напильник 2820-0001 ГОСТ 1485-80;
2. КОНСТРУИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ОСНАЩЕНИЯ
.1 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ УСТАНОВКИ ДЕТАЛИ В
ПРИСПОСОБЛЕНИИ. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ БАЗИРОВАНИЯ
В данной работе спроектировано пневматическое приспособление для
обработки шпоночных пазов валов.
Определим погрешность базирования при установки детали в призму.
Рисунок 2. Схема установки вала в призму.
εб=
6
+0,2
50e8(
-0,050
-0,089
)
90
6
+0,2
50e8(
-0,050
-0,089
)
90
где Td - допуск на размер;
λ - угол призмы.
заготовка деталь погрешность приспособление
2.2 РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ И РАСЧЕТ
МЕХАНИЗМА ЗАЖИМА
Рисунок 3. Расчетная схема
а) Как было определено ранее, сила резания при фрезеровании на операции
«020 Фрезерная» составляет Pz=570H
б) Определяем силу зажима, Н
где К - коэффициент запаса усилия; К = 1.5коэффициент трения; f=0,25;
-угол призмы; =90;сила резания, H;
в) Составляем уравнение моментов относительно точки поворота рычага:
W l2 = Q · l1·η;
;
R
QW
l1 l2
H
f
РK
WZ1420
45sin/1*25.0
570*5.1
2
α
sin/1
где l1 = 0,067 (м); l2 = 0,0535 (м), (см. чертеж приспособления).
г) Определяем диаметр пневмоцилиндра, см
где D - диаметр пневмоцилиндра, см;
Р - давление воздуха в сети, кг/см2; Р = 6 (кг/см2)
Принимаем диаметр пневмоцилиндра D=70мм.
2.3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА
ДЕЙСТВИЯ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Пневматическое приспособление применяется при фрезеровании
шпоночных пазов на валах. Деталь устанавливается на призму. Достоинство
призм в том, что их осевая линия совпадает с осевой линией шпоночного паза.
Воздух под давлением поступает в нижнюю часть цилиндра и заставляет
поршень со штоком перемещаться вверх. Перемещаясь, шток воздействует на
прихват.
После окончания фрезерования шпоночного паза воздух подается в
верхнюю часть цилиндра. Поршень, под воздействием сжатого воздуха,
перемещается вниз со штоком, тем самым освобождая деталь.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте определили служебное назначение и
технические требования на деталь «Шпиндель», полученную на
производственной практике на НПО «ГАКС-АРМСЕРВИС». Оценили анализ
технологичности конструкции детали, определили тип производства и способа
получения заготовки.
С помощью комплекта технологической документации на обработку
детали, разработали маршрутную технологию. Создали эскизы технологических
наладок. Определили припуски на обработку расчетно - аналитическим методом.
Выполнили расчеты режимов резания по операциям технологического процесса,
определили необходимое количество оборудования для каждой операции.
Рассчитали суммарную погрешность для чистовой и тонкой операции.
Определили схему установки детали в приспособление, также рассчитали
силу зажима и закрепления детали. Начертили сборочный чертеж
приспособления и составили спецификацию.
Курсовой проект закрепил знания, полученные во время лекционных и
практических занятий.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. А. Ф. Горбацевич, В. А. Шкед. Курсовое проектирование по технологии
машиностроения. - Мн.: Высш. школа, 1983. - 256 с.
2. Справочник технолога - машиностроителя. Том 1. Под ред. Косиловой, Р.К.
Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1972.- 694 с.
3. Справочник технолога - машиностроителя. Том 1. Под ред. А.М.
Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 5-е изд., перераб. И
доп.- М.: Машиностроение, 2001.- 944 с.
. В. А. Блюмберг, В. П. Близнюк. Переналаживаемый станочные
приспособления. - Л.: Машиностроение, 1978. - 360 с.
. М. М. Абакумов. Современные станочные приспособления. - М.:
Машиностроение, 1960. - 326 с.
. А. А. Панов. Обработка металлов резанием. - М.: Машиностроение, 1980. -
655 с.
