Проектирование техпроцесса на механическую обработку детали "Вилка" в условиях серийного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Технический прогресс машиностроения характеризуется как улучшением конструкций машин, так и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.

Использование специалистов, умеющих квалифицированно решать технологические задачи, - необходимое условие непрерывного совершенствования машиностроительного производства. В связи с этим в учебном процессе учебных заведений значительное место отводится самостоятельным работам, выполняемым студентами старших курсов. Такой самостоятельной работой является дипломное проектирование. Задачи проектирования весьма обширны, сложны и многообразны, особенно если учесть масштабы современного производства, сложность и автоматизацию технологических процессов и оборудования, требования, предъявляемые к выпускаемым машинам в отношения качества, точности, долговечности, экономичности, стоимости и в главной мере производительности труда.



1. Назначение детали и анализ технологичности конструкции

Назначение детали.

Деталь «Вилка» представляет собой корпус с центральным пазом прямоугольного сечения параллельно общей центральной оси, со сквозным отверстием перпендикулярным центральной оси вращения, а также с двумя сквозными гладкими отверстиями для крепления.

Наружный диаметр вилки 104h10 с шероховатостью Ra 3,2 является направляющим при установке в корпусе сопрягаемой детали.

Для придания неподвижности детали служит торец толщиной 20h14 с шероховатостью Ra 3,2 и два гладких цилиндрических отверстия диаметром 17H10 с шероховатостью Ra 6,3.

Прямоугольный паз шириной 40H12 с шероховатостью Ra 6,3 предназначен для установки в него опорного ролика, который вращается на оси. Ось устанавливается в отверстие диаметром 18H9 с шероховатостью Ra 3,2.

Для фиксации оси в отверстии диаметром 18H9 и удобства сборки на диаметре 92h14 выполнены две лыски размером 74h12 с шероховатостью Ra 6,3.

Две лыски размером 125h14 на диаметре 170h14 выполнены для уменьшения веса детали.

Вилка устанавливается в корпус сопрягаемой детали и крепится неподвижно.

Рассмотренные элементы детали позволяют выяснить конструкторскую базу, главные рабочие и второстепенные поверхности.

В нашем случае основной конструкторской базой являются поверхности: диаметр 104h10 и торец вилки поверхность «А» от которой заданы размеры.

Остальные поверхности будут второстепенными выполненными по 14 квалитету точности.

1.1 Анализ технологичности детали

Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени правильным выбором варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовке производства. На трудоемкость изготовления детали оказывает особое влияние ее конструкция и технологические требования на изготовление. Технологичность важнейшая техническая основа, обеспечивающая использование конструкторских технологических резервов. Правила отработки конструкции детали на технологичность приведены в ГОСТ 14.203-83.

Оценку технологичности конструкции детали производят по двум показателям: качественным и количественным.

Качественная оценка технологичности конструкции детали.

Деталь «Вилка» относится к классу корпусных деталей с элементами тел вращения, так как вся обработка будет производиться от искусственной технологической базы на двух отверстиях 17H10.

Технологическая задача при обработке таких корпусов заключается в достижении соосности и перпендикулярности наружных и внутренних поверхностей.

Конструкция детали жесткая при отношении длины к максимальному диаметру, что позволяет применить высокопроизводительные методы обработки при отсутствии труднодоступных мест для подвода инструмента и контроля.

Главной конструкторскими базами являются поверхность «А» и диаметр 104h10, которые совпадают с технологическими базами.

Использование единой технологической базы от двух отверстий 17H10 позволяет применить стандартный унифицированный режущий инструмент и достигать требуемой шероховатости.

Наиболее сложными элементами детали является паз прямоугольного сечения шириной 40H12 и отверстие 18H9, требующее многократной механической обработки.

Для отверстия диаметром 18H9 на чертеже указаны: позиционный допуск, допуск параллельности и допуск перпендикулярности, для контроля которых необходимо спроектировать специальное мерительное приспособление.

Количественная оценка технологичности конструкции детали.

Для количественной оценки технологичности используются коэффициенты, показывающее достигнутое снижение трудоемкости изготовления детали и технологической себестоимости детали.

Числовые значения коэффициентов технологичности должны быть близки к единице (примерно 0,6…0,8).[1, стр. 26]

Для упрощения расчетов занесем все данные о поверхностях в сводную таблицу, используя эскиз детали (Рис. 1).

Сводная таблица по точности размеров и шероховатости поверхностей детали.

Таблица 1

№ пов.	Наименование поверхности. Размер, мм.	Точность и квалитет	Отклонения	Шероховатость Ra, мкм
1	2	3	4	5
1, 4	Торцевая ? = 20мм	h14	0,000-0,520	3,2
2	Отверстие ш17	H10	+0,0700,000	6,3
3	Наружная цилиндрическая ш170	h14	0,000-1,000	3,2
5	Наружная цилиндрическая ш104	h10	0,000-0,140	3,2
6	Наружная фаска 45є	±IT14/2	±0,150	3,2
7	Наружная цилиндрическая ш92	h14	0,000-0,870	3,2
8, 16	Лыска ? = 74мм	h12	0,000-0,340	6,3
9, 15	Внутренняя фаска2 Ч 45є	±IT14/2	±0,125	3,2
10	Отверстие ш18	H9	+0,0430,000	3,2
11	Торцевая ? = 130мм	h12	0,000-0,500	3,2
12, 14	Стенки прямоугольного паза h = 40мм	H12	+0,300 0,000	6,3
13	Дно прямоугольного паза ? = 90мм	h14	+0,000-0,870	6,3
17, 18	Лыска ? = 125мм	h14	0,000-1,000	6,3

Коэффициент унификации элементов.

, где

Qу.э. - количество унифицированных типоразмеров конструктивных элементов;

Qэ. - количество конструктивных элементов в детали.

, по этому показателю деталь технологична.

Коэффициент точности обработки детали.

, где

Aср - средний квалитет точности размеров,

;

, по этому показателю деталь технологична.

Коэффициент шероховатости поверхности детали.

, где

Бср - средняя шероховатость поверхности,

;

, по этому показателю деталь технологична.

Вывод о технологичности конструкции детали.

При анализе чертежа выяснено, что конструкция детали в целом технологична. Общая оценка технологичности детали по ГОСТ 14.203-83 допустимо, т.к. для ее контроля необходимо спроектировать специальное мерительное приспособление.

Материал детали, химический состав, механические свойства, технические требования к детали.

Материал детали задан по чертежу - Сталь 45 ГОСТ 1050-88. Эта сталь углеродистая, конструкционная, качественная. Из этой стали изготавливаются самые разнообразные детали различных классов. Так как в этой стали 0,45% углерода, то в основном она используется для изготовления деталей с последующей термической закалкой для увеличения твердости.

Химический состав и механические свойства материала необходимы для дальнейшего выбора метода получения заготовки, назначения режимов резания, технического нормирования и режущего инструмента.

Химический состав материала (Сталь 45 ГОСТ 1050-88).[2, стр. 69]

Таблица 2

C %	Si %	Mn %	Cr %	S %	P %	Cu %	Ni %	As %
			Не более
0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,25	0,04	0,035	0,25	0,25	0,08

Механические свойства (Сталь 45 ГОСТ 1050-88).[2, стр. 69]



Таблица 3

Предел текучести ут	Временное сопротивление разрыву ув	Относительное удлинение д	Относительное сужение ш
МПа	%
Не менее
355	600	16	40

Технические требования к детали.

Размещено на http://www.allbest.ru/



2. Характеристика типа производства

2.1 Определение типа производства

Ориентировочно тип производства детали «Вилка» определяется исходя из количества деталей подлежащих обработке в год N = 10000 и массе детали mдет = 7,4кг. Ориентировочные данные для предварительной оценки типа производства приведены в таблице 4.

Таблица 4

Масса детали, кг	Тип производства
	единичное	мелко-серийное	средне-серийное	крупно-серийное	массовое
до 1,0	до 20	20…1500	1500…75000	75000…200т.	>200т.
1,0…2,5	до 10	10…1000	1000…50000	50000…100т.	>100т.
2,5…5,0	до 10	10…500	500…35000	35000…75т.	>75т.
5,0…10	до 10	10…300	300…25000	25000…50т.	>50т.
более 10	до 10	10…200	200…10000	10000…25т.	>25т.

По этой таблице тип производства - среднесерийный.

2.2 Определение количества деталей в партии

Для среднесерийного производства определяем партию запуска деталей по формуле:

, где

N - количество деталей в годовой программе выпуска;

Pр - число рабочих дней в году,



;

q - необходимый запас деталей на складе (q = 10…30 - для мелких деталей и инструментов; q = 5…10 - для средних деталей массой 1-10кг; q = 2…5 - для крупных деталей массой свыше 10кг). Принимаем q = 7,5;

.

Для упрощения расчетов принимаем nзап = 300шт.

2.3 Характеристика типа производства

Серийное производство характеризуется изготовлением деталей повторяющимися партиями (сериями).

На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как специальными, так и универсально-наладочными и сборными приспособлениями и инструментами, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство. В условиях серийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке. При небольшой трудоемкости обработки или недостаточно большой программе выпуска целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на одной операции производить обработку этой партии на следующей операции. При этом время обработки на различных станках не согласовывается.

Заготовки во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой партией.

3. Выбор и обоснование метода получения заготовки

3.1 Выбор варианта заготовки

Выбор заготовки следует производить на основании анализа конфигурации детали, ее материала и типа производства, технологических требований.

Для изготовления детали «Вилка» могут быть выбраны следующие варианты видов заготовки:

1) горячекатаный прокат круглого сечения;

2) поковка цилиндрическая гладкая;

3) штамповка на горизонтально-ковочной машине.

3.2 Выбор вида заготовки из вариантов

Из предложенных вариантов выбираем штамповку, полученную на горизонтально-ковочной машине, т.к. она позволяет уменьшать припуски на последующую механическую обработку, получать заготовки с высокими механическими свойствами, получить заготовку максимально приближенную к форме и размерам готовой детали.

3.3 Технология получения штамповки

Штамповку на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) выполняют в штампах с двумя плоскостями разъема: одна - перпендикулярна оси заготовки между матрицей и пуансоном, вторая - вдоль оси, разделяет матрицу на неподвижную и подвижную половины, обеспечивающие зажим штампуемой заготовки. На ГКМ штампуют поковки типа стержней с головками или утолщениями различной формы, полые со сквозными или глухими отверстиями, фланцами и выступами. Благодаря осевому разъему матриц уклон в участках зажатия на поковках не требуется.

3.4 Определение припусков и допусков на заготовку

Выбираем стандарт «Поковки стальные штампованные» (ГОСТ 7505-89).

Последовательность расчетов по выбранному стандарту.

1) Определение массы поковки.

, где

mдет - масса детали, кг;

Kp - поправочный коэффициент, устанавливаемый в зависимости от характеристики детали, для деталей круглой формы Kp = 1,5;[3, стр. 20]

.

2) Определение группы стали.

Для стали с массовой долей углерода 0,35 - 0,65% и суммарной массовой долей легирующих элементов 2,0 - 5,0% группа стали - М2.[3, стр. 6]

3) Определение степени сложности формы детали.

, где

mф - масса геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки,

, где

с - плотность материала детали, для Сталь 45 с = 7,82г/см3;

Vф - объем геометрической формы, для цилиндра ш170мм и длиной 130мм,

;

;

, степень сложности поковки C2, т.к. степень сложности в пределах от 0,32 до 0,63 включительно.[3, стр. 19]

4)Определение класса точности.

Для горизонтально-ковочных машин класс точности T4, T5.

Выбираем T4.[3, стр. 18]

5)Определение конфигурации поверхности разъема штампа.

П - плоская.[3, стр. 6]

6)Определение исходного индекса для последующего назначения припусков и допусков на заготовку.

Для массы поковки mпок = 11,1кг, группы стали M2, степени сложности поковки C2 и класса точности T4 исходный индекс - 15.[3, стр. 8]

3.5 Определение размеров заготовки, припусков и допусков по ГОСТ 7505-89

Таблица 5.

Размер детали, мм	Шероховатость детали Ra, мкм	Припуск на сторону П, мм	Припуск на размер расчетный	Размер заготовки, мм	Отклонения на размеры заготовки
ш170	3,2	2,7	2,7 · 2 = 5,4	175,4	+2,7-1,3
ш104	3,2	2,5	2,5 · 2 = 5,0	109	+2,4-1,2
ш92	3,2	2,3	2,3 · 2 = 4,6	96,6	+2,1-1,1
? = 20	3,2	2,0	2,0 + 2,0 = 4,0	24	+1,8-1,0
? = 130	3,2	3,0	3,0 + 2,0 = 5,0	135	+2,7-1,3
? = 80	3,2	2,7	3,0 - 2,7 = 0,3	80,3	+2,4-1,2

3.6 Эскиз заготовки

1)Вид заготовки - «Поковка стальная штампованная»;

2)Припуски и допуски выполнены по ГОСТ 7505-89;

3)Класс точности T4, группа стали M2, степень сложности C2, исходный индекс - 15;

4)Радиусы закруглений наружных и внутренних углов не более 3мм;

5)Дефекты: трещины, раковины, рыхлоты не допускаются.

Определение коэффициента использования материала.

, где

mзаг - масса заготовки,

, где

Vзаг - объем заготовки, Vзаг = V1 + V2 + V3;

;

;

;

;

;

.

Вывод: Заготовка выбрана рационально, т.к. коэффициент использования материала достаточно высок.

3.7 Разработка маршрутного технологического процесса, выбор баз

В зависимости от материала детали, типа производства, технологических требований предъявляемых к детали разрабатываем технологический маршрут обработки детали «Вилка» на основе типового технологического процесса обработки корпусных деталей, по принципу единства и постоянства баз.

Принимаем за технологическую базу наружную цилиндрическую поверхность ш104h10. Закрепляем за эту поверхность заготовку и обрабатываем торец «А» толщиной 20h14 начисто, который будет являться технологической базой на других операциях.

При составлении технологического маршрута обработки будем использовать эскиз детали (Рис. 1).

Таблица 6

№ опер.	Наименование операции. Содержание по переходам	Техноло-гические базы	Оборудование, наименование, модель
1	2	3	4
005	Заготовительная Получение штамповки.	-	Горизонтально-ковочная машина
010	Термическая Отжиг для снятия внутренних напряжений.	-	Термическая печь
015	Токарная черновая Установ А Установ Б	4, 5 1, 3	Токарно-винторезный, мод. 16Б16
020	Токарная чистовая Установ А	1, 3	Токарно-винторезный, мод. 16Б16
025	Сверлильная с ЧПУ	4, 5	Сверлильный, мод. 2Р135Ф2-1
030	Горизонтально-фрезерная	1, 2, 3	Горизонтально-фрезерный, мод. 6Р83
035	Горизонтально-фрезерная	1, 2, 3	Горизонтально-фрезерный, мод. 6Р83
040	Сверлильная с ЧПУ	1, 2, 3	Сверлильный, мод. 2Р135Ф2-1
045	Горизонтально-фрезерная	2, 3, 4	Горизонтально-фрезерный, мод. 6Р83
050	Слесарная Зачистить заусенцы	-	Верстак
055	Моечная Промыть деталь в 3% содовом растворе	-	Моечный бак
060	Контрольная Окончательный контроль детали	-	ОТК

Примечание: В данном технологическом маршруте не указаны транспортные операции и операции по межоперационному контролю.

3.8 Выбор оборудования с указанием технических характеристик

Выбор металлообрабатывающего оборудования осуществляется исходя из выбранного маршрута механической обработки, при этом следует учитывать следующие основные факторы: объем выпуска деталей, тип производства, размеры детали, требования к точности и шероховатости поверхностей. На основании этих данных выбираем группу и модель станка на каждую технологическую операцию и приводим краткую характеристику станка.

Для токарной черновой и чистовой операции 015 и 020 выбираем токарно-винторезный станок модели 16Б16.[4, т.2, стр. 15]

Таблица 7

Наименование параметра	Значение параметра
2	3
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:над станиной, мм над суппортом, мм Наибольший диаметр прутка проходящего через отверстие шпинделя, мм Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм Шаг нарезаемой резьбы: метрической, мм дюймовой, число ниток на дюйм модульной, модуль питчевой, питч Частота вращения шпинделя, об/мин Число скоростей шпинделя Подача суппорта, мм/об (мм/мин): продольная поперечная Мощность электродвигателя главного привода, кВт Габаритные размеры (без ЧПУ), мм: длина ширина высота Масса, кг	320 180 36 750 0,25 - 56 112 - 0,5 0,25 - 56 112 - 0,5 20 - 2000 21 0,01 - 0,7 0,005 - 0,35 2,8; 4,6 2280 1060 1485 2100

Для сверлильной операции с ЧПУ 025 и 040 выбираем сверлильный станок модели 2Р135Ф2-1.[4, т.2, стр. 20]

Таблица 8

Наименование параметра	Значение параметра
2	3
Наибольший условный диаметр сверления в стали, мм Рабочая поверхность стола Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм Вылет шпинделя Наибольшее вертикальное перемещение сверлильной головки стола, мм Конус Морзе отверстия шпинделя Число скоростей шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин Число подач шпинделя Подача шпинделя, мм/мин Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Масса, кг	35 400Ч710 600 450 560 4 12 45 - 2000 18 10 - 500 3,7 1800 2170 2700 4700

Для горизонтально-фрезерной операции 030, 035 и 045 выбираем горизонтально-фрезерный станок модели 6Р83.[4, т.2, стр. 54]

Таблица 9

Наименование параметра	Значение параметра
2	3
Размеры рабочей поверхности стола (ширинаЧдлина), мм Наибольшее перемещение стола, мм: продольное поперечное вертикальное Наибольшее перемещение гильзы вертикального шпинделя, мм	400Ч1600 1000 320 350 80
Внутренний конус горизонтального шпинделя по ГОСТ 15945-82: Число скоростей шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин Подача стола, мм/мин: продольная поперечная вертикальная Число рабочих подач стола Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин: продольного поперечного вертикального Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Масса (без выносного оборудования), кг	50 18 31,5 - 1600 25 - 1250 25 - 1250 8,3 - 416,6 18 3000 3000 1000 11 2560 2260 1770 3800



3.9 Расчет припусков, определение допусков

На основе принятого вида заготовки и технологического маршрута выполняем расчет припусков, операционных размеров и допускаемых отклонений статистическим (табличным) методом.

Определение припусков по ГОСТ, расчет размеров заготовки и назначение допусков.

Таблица 10

№ п/п	Наименование поверхности, размеров	Общий припуск, мм	Операционные припуски
			Черновая обработка	Чистовая обработка	Отделочная обработка
1	Торцевая 1 4? = 20, Ra = 3,2	Побщ = 2,0	1,2	0,8	-
2	Торцевая 11? = 130, Ra = 3,2	Побщ = 3,0	2,0	1,0	-
3	Наружная цилиндрическая 3 ш170,Ra = 3,2	2Побщ = 5,4	4,2	1,2	-
4	Наружная цилиндрическая 5 ш104,Ra = 3,2	2Побщ = 5,0	3,9	1,1	-
5	Наружная цилиндрическая 7 ш92,Ra = 3,2	2Побщ = 4,6	3,5	1,1	-

Пример расчета операционных припусков на наружную цилиндрическую поверхность 5 ш104, Ra = 3,2.

;

;

- точение чистовое;

- точение черновое.

Определение межоперационных припусков и допусков на одну поверхность, построение схемы расположения припусков и допусков.

Таблица 11

Наименование поверхности, операции	Операционные припуски	Операционные размеры	Точность по квалитету	Предельные отклонения
1	2	3	4	5
Наружная цилиндрическая 5 ш104, Ra = 3,2
Заготовительная Получение проката	2Побщ = 5,0	ш109	чертеж заготовки	+2,40-1,20
Токарная черновая Точить поверхность 5	2П1 = 3,9	ш105,1	h12	0,00-0,35
Токарная чистовая Точить поверхность 5	2П1 = 1,1	ш104	h10	0,00-0,14

Пример расчета операционных размеров на наружную цилиндрическую поверхность 5 ш104, Ra = 3,2.

;

;

.

Построение схемы расположения припусков и допусков на наружную цилиндрическую поверхность 5 ш104, Ra = 3,2.

Точить поверхность 5 начисто ш104h10.

;

;

;

.

Точить поверхность 5 начерно ш105,1h12.

;

;

;

.

Заготовительная ш109

;

;

;



4. Разработка операционного технологического процесса

Определение режимов резания и норм времени по нормативам

Токарная черновая операция 015.

На токарно-винторезном станке модели 16Б16 производим черновую обработку детали за два установа. Материал детали Сталь 45 с пределом прочности ув = 600МПа.

Заготовка устанавливается в трехкулачковый патрон (ГОСТ 2675-80) и зажимается за цилиндрическую поверхность диаметром 104h10, торец поверхность 4 служит опорной базой.

На первом переходе подрезается торец поверхность 1 предварительно на размер 22,8мм, подрезным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18880-73).

На втором переходе подрезается торец поверхность 1 окончательно на размер 22h14, подрезным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18880-73).

На третьем переходе точится наружная цилиндрическая поверхность 3 предварительно на размер 171,2мм, проходным прямым резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18878-73).

На четвертом переходе точится наружная цилиндрическая поверхность 3 окончательно на размер 170h14, проходным прямым резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18880-73).

Заготовка снимается и переустанавливается в трехкулачковый патрон (ГОСТ 2675-80), зажимается за цилиндрическую поверхность диаметром 170h14, торец поверхность 1 служит опорной базой.

На пятом переходе подрезается торец поверхность 11 на размер 131h14, подрезным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18880-73).

На шестом переходе точится наружная цилиндрическая поверхность 7 на размер 93,1h14, проходным отогнутым резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18877-73).

На седьмом переходе точится наружная цилиндрическая поверхность 5 на размер 105,1h14, проходным упорным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18879-73).

На восьмом переходе подрезается торец поверхность 4 на размер 20,8h14, подрезным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18880-73).

Контрольные измерения размеров производятся: скобой 22h14; 170h14; 93,1h14; 105,1h14; 20,8h14 по ГОСТ 18355-73; специальной скобой 131h14; шаблоном 80,3h14 по ГОСТ.

Режимы резания на первом переходе:

Глубина резания: t = 1,2мм;

Подача: s = 0,3мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на втором переходе:

Глубина резания: t = 0,8мм;

Подача: s = 0,1мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:



;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на третьем переходе:

Глубина резания: t = 2,1мм;

Подача: s = 0,3мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на четвертом переходе:

Глубина резания: t = 0,6мм;

Подача: s = 0,15мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:



Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на пятом переходе:

Глубина резания: t = 2мм;

Подача: s = 0,3мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на шестом переходе:

Глубина резания: t = 1,75мм;

Подача: s = 0,3мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:



.

Режимы резания на седьмом переходе:

Глубина резания: t = 1,95мм;

Подача: s = 0,3мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на восьмом переходе:

Глубина резания: t = 1,2мм;

Подача: s = 0,3мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

;

.

Токарная чистовая операция 020.

На токарно-винторезном станке модели 16Б16 производим чистовую обработку поверхностей детали до шероховатости Ra = 3,2. Материал детали Сталь 45 с пределом прочности ув = 600МПа.

Заготовка устанавливается в трехкулачковый патрон (ГОСТ 2675-80) и зажимается за цилиндрическую поверхность диаметром 104h10, торец поверхность 1 служит опорной базой.

На первом переходе подрезается торец поверхность 11 на размер 130h12, подрезным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18880-73).

На втором переходе точится наружная цилиндрическая поверхность 7 на размер 92h14, проходным отогнутым резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18877-73).

На третьем переходе точится наружная цилиндрическая поверхность 5 на размер 104h10, проходным упорным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18878-73).

На четвертом переходе подрезается торец поверхность 4 на размер 20h14, подрезным резцом из твердого сплава Т5К10 с сечением державки 16 Ч 25 (ГОСТ 18880-73).

Контрольные измерения размеров производятся: скобой 92h14; 104h10; 20h14 по ГОСТ 18355-73; специальной скобой 130h12; шаблоном 80h14 по ГОСТ.

Режимы резания на первом переходе:

Глубина резания: t = 1мм;

Подача: s = 0,15мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 315об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на втором переходе:

Глубина резания: t = 0,55мм;

Подача: s = 0,15мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 315об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на третьем переходе:

Глубина резания: t = 0,55мм;

Подача: s = 0,15мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 315об/мин;

Скорость резания:



;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на четвертом переходе:

Глубина резания: t = 0,8мм;

Подача: s = 0,15мм/об;

Частота вращения шпинделя: n = 315об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

;

.

Горизонтально-фрезерная операция 030.

На горизонтально-фрезерном станке модели 6Р83 производим фрезерование прямоугольного паза. Материал детали Сталь 45 с пределом прочности ув = 600МПа.

Заготовка устанавливается двумя сквозными цилиндрическими отверстиями диаметром 17H10 с параллельными осями на установочные пальцы (ГОСТ 12209-66) и зажимается специальным зажимным приспособлением, торец поверхность 1 служит опорной базой.

На первом переходе фрезеруется прямоугольный паз поверхности 12, 13, 14 шириной 40h12, дисковой трехсторонней фрезой диаметром D = 200мм, шириной B = 40мм, отверстием под оправку d = 50мм и числом зубьев z = 16 из быстрорежущей стали марки Р6М5 (ГОСТ 1669-78).

Контрольные измерения размеров производятся: пробкой 40H12 по ГОСТ 14810-69; специальной скобой 90h14.

Режимы резания на первом переходе:

Глубина резания: t = 40мм;

Подача: sм = 31,5мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 200об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Горизонтально-фрезерная операция 035.

На горизонтально-фрезерном станке модели 6Р83 производим одновременное фрезерование двух лысок поверхности 8 и 16 на диаметре 92h14 до размера 74h12. Материал детали Сталь 45 с пределом прочности ув = 600МПа.

Заготовка устанавливается двумя сквозными цилиндрическими отверстиями диаметром 17H10 с параллельными осями на установочные пальцы (ГОСТ 12209-66) и зажимается специальным зажимным приспособлением, торец поверхность 1 служит опорной базой.

На первом переходе фрезеруются две лыски поверхности 8 и 16 набором из двух дисковых трехсторонних фрез диаметром D = 200мм, шириной B = 20мм, отверстием под оправку d = 50мм и числом зубьев z = 14 из быстрорежущей стали марки Р6М5 (ГОСТ 5348-69).

Контрольные измерения размеров производятся: скобой 74h12 по ГОСТ 18355-73; шаблоном 64h14 по ГОСТ.

Режимы резания на первом переходе:

Глубина резания: t = 9мм;

Подача: sм = 83,3мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 400об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Сверлильная операция с ЧПУ 040.

На сверлильном станке модели 2Р135Ф2-1 производим сверление отверстия поверхность 10 диаметром 18H9 и последовательную зенковку двух фасок поверхности 9 и 15 размером 2 Ч 45є. Материал детали Сталь 45 с пределом прочности ув = 600МПа.

Заготовка устанавливается двумя сквозными цилиндрическими отверстиями диаметром 17H10 с параллельными осями на установочные пальцы (ГОСТ 12209-66) и зажимается специальным зажимным приспособлением, торец поверхность 1 служит опорной базой.

На первом переходе центруется отверстие поверхность 10 по программе центровочным сверлом типа А, диаметром D = 8,0мм, диаметром d = 3,15мм и длиной рабочей части l = 4,9мм (ГОСТ 14952-75).

На втором переходе сверлится отверстие поверхность 10 по программе спиральным сверлом диаметром d = 17мм, длиной L = 223мм и длиной рабочей части l = 125мм из быстрорежущей стали марки Р6М5 с конусом Морзе №2 (ГОСТ 10903-77).

На третьем переходе зенкуется фаска поверхность 9 по программе конической зенковкой типа 10, диаметром d = 25мм, длиной L = 121мм и длиной рабочей части l = 29мм из быстрорежущей стали марки Р6М5 с конусом Морзе №2 (ГОСТ 14953-80).

На четвертом переходе зенкеруется отверстие поверхность 10 по программе цельным зенкером диаметром d = 17,75мм, длиной L = 228мм и длиной рабочей части l = 120мм из быстрорежущей стали Р6М5 с конусом Морзе №2 (ГОСТ 12489-71).

На пятом переходе развертывается отверстие поверхность 10 по программе цельной разверткой диаметром d = 18,0мм, длиной L = 219мм и длиной рабочей части l = 80мм, числом зубьев z = 8 из быстрорежущей стали Р6М5 с конусом Морзе №2 (ГОСТ 1672-80).

Деталь поворачивается в поворотном приспособлении на 180є.

На шестом переходе зенкуется фаска поверхность 15 по программе конической зенковкой типа 10, диаметром d = 25мм, длиной L = 121мм и длиной рабочей части l = 29мм из быстрорежущей стали марки Р6М5 с конусом Морзе №2 (ГОСТ 14953-80).

Контрольные измерения размеров производятся: пробкой 18H9 по ГОСТ 14810-69; шаблоном по ГОСТ.

Режимы резания на первом переходе:

Глубина резания: t = 1,58мм;

Подача: sм = 16мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 500об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на втором переходе:

Глубина резания: t = 8,5мм;

Подача: sм = 125мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 500об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на третьем переходе:

Подача: sм = 20мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;



Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на четвертом переходе:

Глубина резания: t = 0,375мм;

Подача: sм = 200мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 500об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

Режимы резания на пятом переходе:

Глубина резания: t = 0,125мм;

Подача: sм = 400мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 500об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:



.

Режимы резания на шестом переходе:

Подача: sм = 20мм/мин;

Частота вращения шпинделя: n = 250об/мин;

Скорость резания:

;

Основное (технологическое) время на переход:

.

.



5. Расчет режимов резания и норм времени на две операции

Исходные данные на сверлильную операцию 025.

На сверлильном станке 2Р135Ф2-1 производим последовательное центрирование, сверление и зенкерование двух сквозных отверстий диаметром D = 17H10, глубиной l = 20мм и шероховатостью Ra = 6,3. Материал заготовки Сталь 45 с пределом прочности ув = 600МПа. Она устанавливается в цанговый патрон и зажимается за цилиндрическую поверхность диаметром 104h10, торец толщиной 20h14 служит опорной базой. Торец перед дальнейшим сверлением отверстий предварительно центруется центровочным сверлом типа А, диаметром D = 8,0мм, диаметром d = 3,15мм и длиной рабочей части l = 4,9мм (ГОСТ 14952-75).

На втором переходе сверлятся два сквозных отверстия спиральным сверлом диаметром d = 16мм, длиной L = 218мм и длиной рабочей части l = 120мм из быстрорежущей стали марки Р6М5 с конусом Морзе №2 (ГОСТ 10903-77).

На третьем переходе зенкеруем два просверленных отверстия до шероховатости Ra = 6,3 и 10 квалитета точности. Зенкер цельный диаметром d = 17мм, длиной L = 223мм и длиной рабочей части l = 125мм из быстрорежущей стали Р6М5 с конусом Морзе №2 (ГОСТ 12489-71).

Обработка отверстий происходит с использованием 4 - 5% эмульсии на основе эмульсола марки Э различной модификации (ГОСТ 1975-53).

Сверла и зенкер устанавливаются в шпиндель станка через переходные втулки (ГОСТ 13336-67).

Контроль отверстий будет производиться калибр-пробкой гладкой диаметром D = 17H10 (ГОСТ 14810-69).

Содержание операции по переходам.



Таблица 12

Номер и обозначение перехода	Содержание операции по переходам	Примечание
1	2	3
	Сверлильная с ЧПУ	Номер поверхности см. рис. 4
А	Установ А Установить и закрепить заготовку.
1ПТ	Центровать два отверстия 2 последовательно по программе.
2ПТ	Сверлить два отверстия 2 ш16H12, Ra = 12,5 последовательно по программе.
3ПТ	Зенкеровать два отверстия 2 ш17H10, Ra = 6,3 последовательно по программе.
Б	Снять деталь.
В	Контроль размеров.

Операционный эскиз.

Наименование технологического перехода - 2ПТ.

Сверлить два отверстия 2 ш16H12, Ra = 12,5 последовательно по программе.

1) Назначение подачи.

Для сверл диаметром D = 12 - 16мм при обрабатывании стальных деталей твердостью HB 160 - 240 s = 0,28 - 0,33мм/об. Принимаем s = 0,28мм/об.[4, т.2, стр. 277]

2) Определение скорости резания, допускаемой режущими свойствами сверла.

, где

Cх - поправочный коэффициент, для обрабатываемых деталей из конструкционной углеродистой стали сверлом из быстрорежущей стали марки Р6М5 при подаче s > 0,2мм/об Cх = 9,8;[4, т.2, стр. 278]

q = 0,40; m = 0,20; y = 0,50 - показатели степени;

T - период стойкости инструмента, для сверл с диаметром 11 - 20мм из быстрорежущей стали при обработке деталей из конструкционной углеродистой стали T = 45мин;[4, т.2, стр. 279]

Kх - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

, где

Kмх - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания,

, где

Kг - поправочный коэффициент учитывающий материал инструмента, для инструмента из быстрорежущей стали при обработке деталей из углеродистой стали с пределом прочности ув > 550МПа Kг = 1,0;[4, т.2, стр. 262]

nх = 0,9 - показатель степени;

;

Kих - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания, для обрабатываемых деталей из стали инструментом из быстрорежущей стали марки Р6М5 Kих = 1,0;[4, т.2, стр. 263]

Klх - поправочный коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия, Klх = 1,0;[4, т.2, стр. 280]

;

.

3) Определение частоты вращения шпинделя, соответствующей найденной скорости резания.

.

Корректирование частоты вращения шпинделя по паспортным данным станка и установление действительной частоты вращения: n = 500об/мин.

4) Нахождение действительной скорости резания.

.

5) Нахождение минутной подачи.

.

Корректируем минутную подачу по данным станка и устанавливаем действительное значение минутной подачи: sм = 125мм/мин, отсюда действительное значение подачи на оборот будет:

.

6) Определение крутящего момента от сил сопротивления резания при сверлении.

, где

Cм - поправочный коэффициент, для сверления деталей из конструкционной углеродистой стали сверлом из быстрорежущей стали Cм = 0,0345;[4, т.2, стр. 281]

q = 2,0; y = 0,8 - показатели степени;

Kр - коэффициент, учитывающий фактические условия обработки,

, где

Kмр - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;

n = 0,75 - показатель степени;[4, т.2, стр. 264]

;

.

7) Определение осевой силы.

, где

Cр - поправочный коэффициент, для сверления деталей из конструкционной углеродистой стали сверлом из быстрорежущей стали Cр = 68;[4, т.2, стр. 281]

q = 1,0; y = 0,7 - показатели степени;

.

8) Определение мощности, затрачиваемой на резание.

.

9) Проверка по мощности двигателя станка.

Обработка возможна, если Ne ? Nэф. У сверлильного станка модели 2Р135Ф2-1 Nдв = 3,7кВт; з = 0,8.

.

Обработка возможна, т.к. 1,27 < 2,96.

Наименование технологического перехода - 3ПТ.

Зенкеровать два отверстия 2 ш17H10, Ra = 6,3 последовательно по программе.

1) Определение глубины резания.

.

2) Назначение подачи.

Для зенкеров диаметром 15 - 20мм при обработке деталей из стали подача s = 0,6 - 0,7мм/об. Для получения отверстия 10 квалитета точности уменьшаем табличное значение в 0,7 раз. Принимаем s = 0,42мм/об.[4, т.2, стр. 277]

3) Определение скорости резания, допускаемой режущими свойствами сверла.

, где

Cх - поправочный коэффициент, для зенкерования деталей из конструкционной углеродистой стали зенкером из быстрорежущей стали Cх = 16,3;[4, т.2, стр. 279]

q = 0,3; m = 0,3; x = 0,2; y = 0,5 - показатели степени;

T = 30мин;[4, т.2, стр. 280]

;

.

4) Определение частоты вращения шпинделя, соответствующей найденной скорости резания.

.

Корректирование частоты вращения шпинделя по паспортным данным станка и установление действительной частоты вращения: n = 500об/мин.

5) Нахождение действительной скорости резания.

.

6) Нахождение минутной подачи.

.

Корректируем минутную подачу по данным станка и устанавливаем действительное значение минутной подачи: sм = 200мм/мин, отсюда действительное значение подачи на оборот будет:



.

7) Определение крутящего момента от сил сопротивления резания при сверлении.

, где

Cм = 0,09; q = 1,0; x = 0,9; y = 0,8;[4, т.2, стр. 281]

Kр = 0,85;

.

8) Определение осевой силы.

, где

Cр = 67; x = 1,2; y = 0,65;[4, т.2, стр. 281]

.

При обработке зенкерами из быстрорежущей стали мощность, затрачиваемая на резание незначительна, поэтому проверку мощности не производим.

Расчет норм времени на сверлильную операцию 025.

1) Определение основного (технологического) времени.

, где

tо - основное (технологическое) время на переход,



;

;

;

.

2) Определение вспомогательного времени.

, где

tв.уст - вспомогательное время на установку и снятие детали, tв.уст = 0,9мин;

tв.пер - вспомогательное время, связанное с переходом,

tв.пер = 0,18 + 0,20 + 0,15 = 0,53мин;

tґв.пер - вспомогательное время, связанное с переходом на приемы, не вошедшие в комплекс tґв.пер = 0,04 • 3 = 0,12мин;

tв.изм - вспомогательное время на контрольные измерения,

tв.изм = 0,06 • 2 = 0,12мин;

Kтв - поправочный коэффициент на вспомогательное время, Kтв = 1;

.

3) Определение нормы времени на обслуживание рабочего места.

, где

Топ - основное оперативное время,



;

аобс - время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени, аобс = 3,5%;

.

4) Определение нормы времени на отдых и личные надобности.

, где

аотд.л - время на отдых и личные надобности в процентах от оперативного времени, аотд.л = 4%;

.

5) Определение нормы штучного времени.

.

6) Определение подготовительно-заключительного времени.

Tп-з = 10мин.

7) Определение штучно-калькуляционного времени.

.

Сводная таблица режимов резания.



Таблица 13

№ пер.	Содержание операции по переходам	t, мм	i	s, мм/об	sм, мм/мин	х, м/мин	n, об/мин	tо, мин	tв, мин
А	Установ А Установить и закрепить заготовку.	-	-	-	-	-	-	-	0,9
1ПТ	Центровать два отверстия 2 .	-	2	0,032	16	4,95	500	1,13	0,18
2ПТ	Сверлить два отверстия 2 15,5H12, Ra = 12,5.	-	2	0,25	125	25,1	500	0,42	0,20
3ПТ	Зенкеровать два отверстия 2 17H10, Ra = 6,3.	0,5	2	0,4	200	26,7	500	0,23	0,15
Б	Снять деталь.	-	-	-	-	-	-	-	-
В	Контроль размеров.	-	-	-	-	-	-	-	0,12

Исходные данные на горизонтально-фрезерную операцию 045.

На горизонтально-фрезерном станке 6Р83 производим одновременное фрезерование двух лысок шириной B = 20мм, глубиной h = 22,5мм, длиной l = 115мм и шероховатостью Ra = 6,3. Материал заготовки Сталь 45 с пределом прочности ув = 600МПа.

Заготовка устанавливается двумя сквозными цилиндрическими отверстиями диаметром 17H10 с параллельными осями на постоянные установочные пальцы (ГОСТ 12209-66) и сверху зажимается специальным зажимным приспособлением, торец толщиной 20h14 служит опорной базой.

На первом переходе фрезеруются две лыски на диаметре 170h14 до размера 125мм набором из двух дисковых трехсторонних фрез диаметром D = 100мм, шириной B = 14мм, отверстием под оправку d = 32мм и числом зубьев z = 20 из быстрорежущей стали марки Р6М5 (ГОСТ 3755-78).

Обработка лысок происходит с использованием 4 - 5% эмульсии на основе эмульсола марки Э различной модификации (ГОСТ 1975-53).

Фрезы устанавливаются на цилиндрическую оправку диаметром d = 32мм и шириной шпоночного паза b = 8мм (ГОСТ 9472-83).

Контроль размера 125мм будет производиться калибр-скобой 125h14 (ГОСТ 18362-73).

Содержание операции по переходам.

Таблица 14.

Номер и обозначение перехода	Содержание операции по переходам	Примечание
1	2	3
	Горизонтально-фрезерная	Номер поверхности см. рис. 5
А	Установ А Установить и закрепить заготовку.
1ПТ	Фрезеровать две лыски 19 и 20 набором фрез до размера 125мм, Ra = 6,3 одновременно.
Б	Снять деталь.
В	Контроль размеров

Операционный эскиз.

Наименование технологического перехода - 1ПТ.

Фрезеровать две лыски 19 и 20 набором фрез до размера 125мм, Ra = 6,3 одновременно.

1) Назначение глубины резания.

t = h = 14мм.

2) Назначение подачи на один зуб фрезы.

Для дисковых фрез с мелким зубом при обработке деталей из конструкционной стали, мощности станка 5 - 10кВт и средней жесткости системы заготовка - приспособление sz = 0,06 - 0,10мм/зуб. Принимаем sz = 0,06мм/зуб.[4, т.2, стр. 283]

3) Определение скорости резания, допускаемой режущими свойствами фрезы.

, где



Cх - поправочный коэффициент, для дисковых цельных фрез из быстрорежущей стали марки Р6М5 Cх = 68,5;[4, т.2, стр. 287]

q = 0,25; m = 0,2; x = 0,3; y = 0,2; u = 0,1; p = 0,1 - показатели степени;

T - среднее значение периода стойкости инструмента, для дисковых фрез диаметром 100мм T = 120мин;[4, т.2, стр. 290]

Kх - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

, где

Kмх - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания,

, где

Kг - поправочный коэффициент учитывающий материал инструмента, для инструмента из быстрорежущей стали при обработке деталей из углеродистой стали с пределом прочности ув > 550МПа Kг = 1,0;[4, т.2, стр. 262]

nх = 0,9 - показатель степени;

;

Kпх - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания, для деталей без корки Kпх = 1,0;[4, т.2, стр. 263]

Kих - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания, для обрабатываемых деталей из стали инструментом из быстрорежущей стали марки Р6М5 Kих = 1,0;[4, т.2, стр. 263]

;

.

4) Определение частоты вращения шпинделя, соответствующей найденной скорости резания.

.

Корректирован...