Приспособление выбирается из условий надежного и жесткого закрепления детали, обеспечения требуемой точности обработки, максимального сокращения вспомогательного времени на установку, закрепления и снятия детали со станка.

В серийном и мелкосерийном производстве применяются преимущественно универсальные приспособления являющиеся принадлежностями станков. В серийном и массовом производстве рекомендуется применять специальные приспособления, повышающие точность обработки и снижающие штучное время.

Для выше приведенных станков при изготовления данной детали применяются следующие приспособления:

Токарные кулачковые патроны;

Машинные тиски;

Накладки тисков;

Угловые столы.

6. Выбор инструмента

Выбор режущего инструмента

При выборе режущего инструмента необходимо исходить из способа обработки и типа станка, формы и расположения обрабатываемых поверхностей, материала заготовки и его механических свойств.

Инструмент должен обеспечить получение заданной точности формы и размеров, требуемой шероховатости обработанных поверхностей, высокую производительность и стойкость, должен быть достаточно прочным, виброустойчивым и экономичным. Для обработки наружных поверхностей, выбран проходной отогнутый резец оснащенный пластинкой из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18868-73.

Выбор материала режущей части

Материал режущей части инструмента имеет важнейшее значение в достижении высокой производительности обработки.

При выборе марки твердого сплава необходимо помнить, что чем больше содержание в нем карбида титана и чем меньше кобальта, тем больше его износо- и термостойкость, но тем меньше его прочность на изгиб и вязкость, т.е. сплав более хрупкий.

Так как деталь изготовлена из стали то ее рекомендуется обрабатывать инструментами оснащенными двухкарбидным сплавом марки Т15К6.

Выбор периода стойкости режущего инструмента

Стойкостью называется период работы режущего инструмента до его затупления. Так как период стойкости инструмента оказывает наибольшее влияние на скорость резания, правильный выбор этого фактора имеет большое значение.

Период стойкости колеблется в больших приделах. Так, период стойкости (мин) принимают равным: для резцов из быстрорежущей стали - 60; для резцов с пластинками из твердого сплава - 90-120; для сверл из быстрорежущей стали диаметром до 20 мм - 25 - 40, а диаметром свыше 30 мм - 40 - 60; для фрез цилиндрических из быстрорежущей стали - 120, а со вставными ножами из твердого сплава - 180 - 540. Стойкость протяжек - 106 - 500 мин, шлифовального круга - 10 -20 мин.

На величину стойкости инструмента существенное влияние оказывает смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ). Как правило, применения СОЖ облегчает стружкообразование и снижает температуру в зоне резания, что существенно повышает стойкость режущего инструмента.

заготовка обработка инструмент резание

7. Расчет режимов резания

Производительность и себестоимость обработки изделий на металлорежущих станках, качество обработанной поверхности зависят прежде всего от принятых режимов резания. Поэтому важен выбор их оптимальных значений при проектировании технологического процесса механической обработки.

Оптимальные, т.е. наивыгоднейшие, режимы резания выбираются из условий наиболее полного использования режущей способности инструмента, кинематических и силовых способностей станка. При этом должны обеспечиваться высокая производительность, требуемые точности и шероховатость обработанной поверхности и минимальная себестоимость.

Режим резания при точении.

Вначале определим для заданной обрабатываемой поверхности глубину резания t, мм, из условия минимального числа проходов:

t=, (3)

где Д₀-диаметр поверхности до обработки, мм;

Д₁-диаметр поверхности после обработки, мм. Подставляя известные значения:

Д₀=36;

Д₁=32;

t=мм,

Так как глубина резания не превышает 5 мм, то обработаем данную деталь за один проход.

Найдем значение подачи S, мм/об по формуле:

S_р=, (4)

где r - радиус округления вершины резца, мм;

R_z - высота неровностей, мм;

R=1 мм; R_z=4010^-3мм;

Определим максимально допустимую подачу по формуле (4)

S_р= мм/об;

Расчетная скорость резания при точении V_р, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле:

 (5)

где С_v - коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;

Т - расчетная стойкость инструмента;

X_v, Y_v - показатели степени влияния t и S на V_р;

S_ф - фактическая подача

К_v - поправочный коэффициент на измененные условия, которые вычисляются по формуле:

К_v=К_MvК_nvК_UvК_vК_Фv… (6)

где К_мv -коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

К_nv-качество (состояние) заготовки;

К_Uv-материал режущей части инструмента;

К_v-главный угол в плане;

К_ф.-форма передней грани инструмента;

К_nv=0,8; К_Uv =1,00; К_v =1,00; К_Фv = 1,00.

Тогда подставляем данные значения в формулу(6):

Получаем:

К_v=1,30.8111=1,04;

Значения коэффициентов С_v, Т, X_v, Y_v, m имеют следующие значения:

С_v =350, Т=60, X_v=0,15, Y_v =0,35, m=0,2

мм/мин

По расчетной скорости резания подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин.

, (7)

где D₀ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

V_p - скорость резания, м/мин;

об/мин,

Фактическую скорость резания принимаем ближайшую меньшую из паспортных данных. В данном случае она равна n_ф=800 об/мин.

После чего корректируется скорость резания, то есть подсчитывается ее фактическое значение, мм/мин,

(8)

где Д₀-диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n_ф - частота вращения шпинделя, об/мин;

Подставим численные значения в формулу (8), получим:

мм/мин

Найденные режимы резания могут быть приняты только в том случае, если развиваемый при этом крутящий момент на шпинделе М_шп будет больше момента, создаваемого силами резания, или равен ему, то есть:

(9)

Определим тангенциальную силу P_z, создающую крутящий момент M_рез по формуле:

P_z=C_pzt^xpzS_ф^ypzV_ф^npzk_p (10)

где C_pz - коэффициент, зависящий от материала и условий обработки;

X_pz, Y_pz, n_pz - показатели степени влияния режимов резания на силу P_z;

К_р - поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов, вычисляется по формуле:

K_p=K_MPK_pK_pK_upK_p (11)

Найдем значения этих коэффициентов:

X_pz=1.0; Y_pz=0.75; np=-0.15; К_р=1; K_p=1.1; K_rp=0.93; K_p=1; C_pz=300·9.8=2940

;

Подставим численные значения в формулу (11):

K_p=0,82511,10,931=0,84

По формуле (10) вычисляем тангенциальную силу:

P_z=29402¹0,4^0,7500,8490,43^-0,15=1267,14 H

Крутящий момент М_рез, потребный на резание подсчитывается по формуле

, (12)

где P_{z -} тангенциальная сила, Н;

D₀ - обрабатываемый диаметр, мм;

Нм,

Крутящий момент М_шп подсчитывается по формуле:

М_шп=9550, (13)

где -мощность приводного электродвигателя, кВт;

По формуле получаем (14)

Коэффициент мощности станка определяется по формуле

, (14)

где -мощность приводного электродвигателя, кВт;

N_под-потребная мощность на шпинделе, которая рассчитывается по формуле:

(15)

где N_э -эффективная мощность на резание, определяемая по формуле

(16)

Подставив значения, получим в формулы (15) и (16) получим

Теперь вычислим коэффициент использования мощности станка

Фактическая стойкость инструмента Т_ф рассчитываем по формуле:

(17)

где V_ф - фактическая скорость резания, м/мин;

V_p и Т - расчетные значения скорости и стойкости инструмента;

m - показатель стойкости инструмента.

Вычислим Т_ф по формуле:

(18)

Основное технологическое (машинное) время.

Время, затраченное на процессе резания определяется по формуле:

(19)

где i - число проходов,

L - расчетная длина обработки, вычисляется по формуле:

L=l+l₁+l₂, (20)

где l - длина обработки, мм;

l₁ - длина врезания, мм;

l₂ - длина перебега инструмента, мм.

Величина врезания рассчитывается по формуле:

 (21)

где t-глубина резания, мм;

-главный угол резца в плане;

(22)

Величину перебега принимаем равной 4 мм;

Вычислим расчетную длину обработки по формуле (20):

L=268+2+4=274 мм

По формуле (19) вычислим основное время:

8. Нормирование времени, определение расценки и себестоимости механической обработки детали

Штучное время на механическую обработку одной детали при точении:

Штучное время на механическую обработку одной детали состоит из следующих частей:

1) Основного технологического (машинного) времени to, мин, равного сумме значений машинного времени для всех переходов данной операции;

2) Вспомогательного времени t_в равного сумме значений его для всех переходов;

3) Времени организационного и технического обслуживания рабочего места t_об;

4) Времени перерыва на отдых и физические потребности t_ф т.е.

t_шт=t₀+t_в+t_об+t_ф (23)

Основное технологическое(машинное) время-это время, непосредственно затраченное на процесс резания, подсчитываемое для каждого перехода.

Вспомогательное «время - время на установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод инструмента, включение и выключение станка, проверку размеров. Вспомогательное время принимается по нормативам на каждый переход и в том числе на вспомогательные переходы, установку, переустановку и снятие детали; суммируется целиком на операцию.

t_в=мин

Оперативным временем называется сумма основного технологического и вспомогательного времени

t_оп=t₀+t_в=0,86+3,3=4,16 мин (23)

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места t_об включает: время на подналадку, чистку и смазку станка, на получение и раскладку инструмента, смену затупленного инструмента и т.п.

Время на обслуживание рабочего места t_об, а также на отдых и физические потребности назначается на операцию в процентах от оперативного времени по нормативам:

(24)

где - процент на обслуживание рабочего места, принимаемый на предприятиях транспорта в пределах 4-7% от оперативного времени;

- процент на отдых и физические потребности, составляющие в единичном и серийном производстве 4-6, в крупносерийном и массовом 5-8% от оперативного времени.

По формуле (24) получаем

мин.

Таким образом теперь по формуле (23) мы можем подсчитать t_шт

мин.

Штучно-калькуляционное время на операцию вычисляется по формуле

(25)

где t_пз - подготовительно-заключительное время на всю партию деталей, мин;

n - число деталей в партии.

мин.

Подготовительно-заключительное время - это время определяется в целом на операцию и включает время, затраченное рабочим на ознакомление с технологической картой обработки детали, на изучение чертежа, наладку станка, получение, подготовку, установку и снятие приспособления для выполнения данной операции.

В соответствии с литературой подготовительно-заключительное время принимаем равным 30 мин.

Расценка на выполненную работу, то есть стоимость рабочей силы P определяется по формуле (39)

 (26)

где C_т - тарифная ставка соответствующего разряда;

K - коэффициент.

Значение тарифной ставки, соответствующей 4 разряду, принимаем равной

руб./ ч

Коэффициент K, для рабочего 4-го разряда, принимаем равным 2,15.

руб.

Себестоимость механической обработки деталей С включает стоимость рабочей силы Р и стоимость накладных расходов Н и определяется по формуле(28)

, (27)

где Н - стоимость накладных расходов, тыс. руб.;

Р - стоимость рабочей силы, тыс. руб.

Стоимость накладных расходов определим по формуле (41)

(28)

По формуле (41) находим Н

руб.

Таким образом подсчитаем себестоимость механической обработки при точении:

руб.

9. Конструирование приспособления

В задачу работы входит разработка конструкции одного приспособления, входящего в технологическую оснастку проектируемого процесса механической обработки.

Станочные приспособления предназначены для установки и закрепления обрабатываемой детали и разделяются: по степени специализации - на универсальные, переналаживаемые, сборные из нормализованных деталей и узлов; по степени механизации - на ручные, механизированные, автоматические; по назначению - на приспособления для токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных и др. станков; по конструкции - на одно- и многоместные, одно- и многопозиционные.

Выбор вида приспособления зависит от типа производства, программы выпуска деталей, от формы, размеров обрабатываемой детали и от требуемой точности обработки.

При проектировании станочного приспособления решаются следующие основные задачи:

1) упразднение трудоемкой операции - разметки деталей перед обработкой;

2) сокращение вспомогательного времени на установку, закрепление и переустановку детали относительно инструмента;

3) повышения точности обработки;

4) снижение машинного и вспомогательного времени за счет одновременной обработки нескольких деталей или совмещенной обработки несколькими инструментами;

5) облегчение труда рабочего и снижения трудоемкости обработки;

6) повышение технологических возможностей и специализация станка

В результате применения приспособления должны значительно возрасти производительность и снизится себестоимость обработки.

В качестве приспособления для фрезерования выбираем станочные тиски со сменными губками специальной формы ГОСТ 2675-71.

Литература

Казаченко В.П., Савенко А.Н., Терешко Ю.Д. Материаловедение и технология материалов III. Обработка металлов резанием. Пособие по курсовому проектированию - Гомель: БелГУТ, 1997 - 47 с.

Дольский А.Н. и др. Технология конструкционных материалов. - М.: Машиностроение, 1985 - 448 с.

Справочник технолого-машиностроителя. В 2 т. Т I/ под редакцией Косиловой А.Г. и Мещераковой Р.М. - М.: 1972 - 649 с. Т II/ под редакцией Малова А.Н. - М.: 1972 - 568 с.

Горбунов В.И. Обработка металлов резанием. Металлорежущие инструменты и станки. - М.: Машиностроение.

Тараканов И.Л., Савенко А.Н. Методички расчета рациональных режимов резания. - Гомель: БелИИЖТ, 1980.

Пахтин Ю.М., Леонтьев В.П. Материаловедение. Учебник для высших учебных заведений. 3-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990 - 528 с.

Федин А.П. Материаловедение и технология материалов. - Гомель: БелИИЖТ, 1982 - 83 с.

Егоров Н.Е. и др. Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 1985 - 184 с.

Тараканов И.Л., Савенко А.Н. Геометрия токарных резцов. Методические указания к лабораторным работам по обработке металлов резанием. - Гомель: БелИИЖТ, 1974.

Размещено на Allbest.ru