Проект прогрессивного технологического процесса обработки детали "вал" из партии 5000 штук

Размещено на http://www.Allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Общая часть

1.1 Описание конструкции изделия

1.2 Анализ технологичности

2. Технологическая часть

2.1 Определение типа производства

2.2 Выбор метода получения заготовок

2.3 Проектирование прогрессивного технологического процесса

2.4 Обоснование выбора баз

2.5 Выбор оборудования и его характеристики

2.6 Выбор технологической оснастки

2.6.1 Выбор станочного приспособления для токарной операции

2.6.2 Выбор режущего и вспомогательного инструмента

2.6.3 Выбор средств контроля для измерения диаметра

2.7 Расчет средств контроля

2.8 Составление управляющей программы

2.9 Назначение и расчет режимов резания и норм времени

3. Организационно-экономическая часть

• 3.1 Организационная часть
• 3.2 Экономическая часть
• 3.3 Результативная часть
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


ВВЕДЕНИЕ

Специальность «Технология машиностроения» - одна из ведущих и перспективных специальностей машиностроительной отрасли. Перспективы развития отрасли машиностроения связаны с внедрением информационных технологий и компьютерных систем в процесс производства.

Машиностроение часто понимают, как составную часть более широкой производственной группы - машиностроение и металлообработка, - в которую, кроме машиностроения, входит обработка металлов, производство металлических изделий, металлоконструкций, ремонт машин и оборудования.

Машиностроение занимает ведущее место в промышленности России по объёму выпускаемой продукции, стоимости основных производственных фондов и численности рабочих, занятых в производстве. В современном машиностроении большая часть продукции выпускается в серийном производстве, для которого характерен прерывный процесс производства. Большая номенклатура машин и оборудования, их сложность и возможность расчленения на отдельные узлы и детали обусловливают широкую специализацию производства продукции машиностроения.

Производство машин и оборудования в развитых странах принадлежат монопольным компаниям. Крупнейшие монополии играют ведущую роль в производстве машиностроительной продукции.

Технологии машиностроения широко используются практически во всех отраслях промышленности, в том числе в авиационной, автомобильной, в производстве бытовых приборов и машин, в инструментальной промышленности, приборостроении, радиопромышленности, в сельскохозяйственном машиностроении, станкостроении, судостроении, в тяжёлом машиностроении, в электротехнической промышленности, энергетическом машиностроении и т.д.

Цель данного дипломного проекта - спроектировать прогрессивный технологический процесс на обработку детали вал из партии 5000 штук.

В соответствии с техническим заданием в дипломном проекте решены следующие задачи:

- выполнен анализ на технологичность детали «Вал»;

- разработан маршрут изготовления указанной детали для условий массового производства;

- разработан технологический процесс изготовления детали;

- определены межоперационные размеры, допуски, припуски и режимы резания для обработки детали;

- разработан сборочный чертеж приспособления станочного;

- подобраны универсальные средства измерения для контроля линейных размеров;

- разработаны схемы контроля параметров точности детали;

– выполнена организационная и экономическая часть;

– разработаны чертежи вала, заготовки, прогрессивного технологического процесса, резца, скобы, приспособления на токарную операцию, и спроектирован план механического участка.



1. Общая часть

1.1 Описание конструкции изделия

Деталь «Вал» (сталь 40Х ГОСТ 4543-78), масса детали 33,41 кг. Программа выпуска 5000 шт.

Рис. 1

Валы служат для передачи крутящего момента от одного вала к другому при помощи зубчатых колес, соединенных с ними шпоночным соединением.

Основными условиями, которым должна отвечать конструкция вала, является достаточная прочность, жесткость, обеспечивающая нормальную работу подшипников, технологичность конструкции и экономия материала. Механизм, в котором работает данный вал, может быть цилиндрический редуктор, коробка скоростей станка, раздаточная коробка автомобиля и т.д.

Поверхность детали удобна для обработки. Она представляет собой совокупность поверхности вращения и торцевых поверхностей, не требующих сложной формы заготовки и инструмента. Деталь недостаточно жесткая, не удобная для установки и закрепления при обработке. В основном дает возможность соблюдать принцип постоянства установочной базы. Допуск и шероховатость назначены обосновано и не являются завышенными.

Материалом детали «Вал» является сталь 40Х ГОСТ 4543-78

Сталь конструкционная углеродистая качественная, легированная.

Таблица 1

Химический состав стали40Х ГОСТ 4543-78

C, %	Si, %	Mn, %	P, %	S, %	Cr, %	Ni, %	Cu, %	В, %
0,40-0,43	0,17-0,37	0,50-0,80	<0,025	<0,025	1,0-1,3	?0,3	?0,3	?0,5

Основные свойства приведены в таблице:

Таблица 2

Механические свойства 40Х ГОСТ 4543-78

Предел прочности Мпа,	Предел текучести, Мпа,	Относительное %	Твердость по Бринеллю	КСU, кДж/м2
1600	1300	9	40	43,5…51,5	500

Сталь 40Х ГОСТ 4543-78 применяется для изготовления средненагруженных деталей, работающих при больших скоростях и средних удельных давлениях.

1.2 Анализ технологичности

Основными условиями, которым должна отвечать конструкция вала, является достаточная прочность, жесткость, обеспечивающая нормальную работу, технологичность конструкции и экономия материала.

Длина вала превышает наибольший диаметр в 10 раз, что характеризует вал как недостаточно жесткий, соответственно при его обработке необходимо использовать «Люнет».

Труднодоступные места отсутствуют, а также перепад диаметров небольшой, что позволяет сделать вывод о хорошей технологичности.

При обработке можно использовать только проходные образцы резцов и применять высокие технологические способы.

Диаметр вала убывает от середины к краям. Наличие закрытых шпоночных пазов затрудняет процесс обработки и отрицательно сказывается о технологичности.

Отсутствие буртиков большого диаметра и возможность использования многорезцовой обработки положительно сказывается на технологичности.

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали Ку.к.э.>0,6, что является условием технологичности.

На чертеже 41 размер, из них:

6 квалитета - 4 шт.;

8квалитета - 2 шт.;

9 квалитета - 2 шт.;

Остальные размеры по 14 квалитету.

Шероховатость:

Ra 1.25 -1 поверхность;

Ra 2.5 -4 поверхности;

Ra 0.8 -1 поверхность;

Ra 3.2 -4 поверхности;

Остальные поверхности обрабатываются по Ra6,3.

Все изложенное позволяет сделать вывод, что в целом,деталь технологична.



2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Определение типа производства и партии запуска

Деталь вал относится к крупным деталям, т.к. ее масса 33.41 кг. Используя таблицу 3 определяем тип производства как серийный.

Таблица 3

Зависимость типа производства от массы детали

Масса	Величина годовой программы, шт.
детали, кГ	единичное (до)	мелкосерийное	серийное	крупносерийное	массовое (свыше)
до 1,0	10	10...1500	1500...75000	75000...200000	200000
1,0...2,5	10	10...1000	1000...50000	50000...100000	100000
2,5...5,0	10	10...500	500...35000	35000...75000	75000
5,0...10,0	10	10...300	300...25000	25000...50000	50000
10 и более	10	10...200	200...10000	10000...25000	25000

Определяем партию запуска по формуле:

где п_зап - величина партии запуска (шт.)

N - программа выпуска детали (шт.)

253 - число рабочих дней в году

q - число дней запаса, на которые должны быть заготовлены детали;

q = 5…8 дней

Для крупных деталей q = 5 дней

мелких q = 8 дней

N = 5000- годовая программа, шт.;

При серийном производстве изделие изготовляют партиями или сериями, повторяющимися через определенные промежутки времени.

N = (5000/253)х5 = 98,8 шт

Принимаем 100 шт.

2.2 Выбор метода получения заготовок

Определение размеров заготовки. Расчет массы

Исходная заготовка: поковка из стали 40Х ГОСТ 4543-78 (рис.1).

Последовательность расчета промежуточных припусков

и операционных размеров при обработке наружных поверхностей

1. Согласно разработанного технологического процесса записывается порядок (последовательность) обработки поверхности, для которой определяется припуск.

2. Определяется минимальный припуск для конечной операции. Для этого:

а) записываются значения R_Zi-1, T_i-1, _i-1, _I;

б) по формулам определяется Z_mini или 2Z_mini.

3. Определяется наименьший размер заготовки под конечную операцию В_min или D_min. Для этого:

а) по чертежу детали устанавливается наименьший предельный размер В_min или D_min;

б) устанавливается точность обработки, получаемая на данной операции (переходе), т.е. допуск на размер _i;

в) рассчитывается В_min или D_min по формулам

,

.

1. Определяется наибольший размер заготовки под конечную операцию В_mах или D_mах. Для этого:

а) устанавливается точность обработки на предшествующей операции (переходе), т.е. допуск на размер предшествующей операции (переходе) _i-1;

б) определяется В_mах или D_mах по формулам:

В_mах = В_min + _i-1;

D_mах = D_min+ _i-1.

2. Определяется максимальный припуск для выполнения конечной операции

,

.

3. Определяется операционный размер

,

.

Операционный размер округляется путем увеличения до того же знака десятичной дроби, какой имеет допуск _i-1. Аналогично, выполняя последовательно все пункты 2-6, определяются припуски и операционные размеры на все остальные операции (переходы).

Последовательность расчета промежуточных припусков и операционных размеров при обработке внутренних поверхностей.

1. Согласно разработанного технологического процесса записывается порядок (последовательность) обработки поверхности, для которой определяется припуск.

2. Определяется минимальный припуск для конечной операции. Для этого:

а) записываются значения R_Zi-1, T_i-1, _i-1, _I;

б) по формулам определяетсяZ_mini или 2Z_mini.

3.Определяется наибольший размер заготовки под конечную операцию В_mах или D_mах. Для этого:

а) по чертежу детали устанавливается наибольший предельный размер В_mах или D_mах.

б) устанавливается точность обработки, получаемая на данной операции (переходе), т.е. допуск на размер _i;

в) рассчитывается В_mах или D_mах по формулам

,

.

4. Определяется наименьший размер заготовки под конечную операцию В_min или D_min. Для этого:

а) устанавливается точность обработки на предшествующей операции (переходе), т.е. допуск на размер предшествующей операции (переходе) _i-1;

б) определяется В_min или D_min по формулам:

В_min = В_max - _i-1;

D_min = D_max- _i-1.

5. Определяется максимальный припуск для выполнения конечной операции

,

.



6. Определяется операционный размер

,

Операционный размер округляется путем уменьшения до того же знака десятичной дроби, какой имеет допуск _i-1. Аналогично, выполняя последовательно все пункты 2-6, определяются припуски и операционные размеры на все остальные операции (переходы).

Таблица 4

Расчет припусков

Содержание перехода	Rzi-1 мкм	h-1 мкм	pI-1 мкм	En мкм	T мкм	IT мкм	Предельный размер, мм	Промежуточный припуск, мкм
							Дmin	Дmax	Zmin	Zmax
Ш 60h6(-0.019)наружный диаметр
Исх. Заготовка IT14	160	250	672		1900	16	65,104	67,005	-	-
Обтачивание черновое h12	63	60	134,4	500	460	13	61,94	62,4	3164	4604
Обтачивание чистовое h6	32	30	26,88	500	120	10	60,416	60,543	1514	1854
Шлифовать предварит.	10	20	5,3	40	46	8	60,17	60,213	756	330
Шлифовать окончательно.	6,3	12	1,07	40	19	6	60,02	60,039	150	177
Сумма		5086	6965

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

2z_mini = 2[(Rz + h)_i-1 + _i-1]



Минимальный припуск

под предварительное обтачивание:

2z_min1 = 2(160+250+) = 3164 мкм;

под окончательное обтачивание:

2z_min2 = 2(63+60+) = 1514 мкм;

под предварительное шлифовании:

2z_min3 = 2(2+30+) = 258 мкм;

под окончательное шлифовании:

2z_min4 = 2(10+20+) = 150 мкм;

Полученные значения заносим в графу табл. 4 «Расчетный припуск».

Графа табл. 4 «Расчетный минимальный размер d_р» заполняется, начиная с конечного (чертежного) размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода:

Рисунок 2. Схема допусков диаметров

Предельные значения припусков z_maxопределяем как разность наибольших предельных размеров и z_min - как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

2z_max1 = 3164 + 1900-460 = 460 мм;

2z_max2 = 1514+460 - 120 = 1854мм;

2z_min3 = 256+120 - 46 = 330 мм.

2z_min4 = 150+46 - 19 = 177 мм.

Проверка 1900-19 = 6965-5086

1881 = 1879

Для изготовления детали вал можно применить следующие два вида заготовок

Штамповка на ГКМ закрытая.

Штамповка на молоте.

Тип производства серийное производство.

Группа сталей

Группа сталей - М1

Масса поковки

Gп = Gд/

где - Сд - масса детали;

- ускоренный коэффициент весовой точности для поковок применяется равным

= 0,62;

Gп = 33,41/0,75 = 44,28 кг

Классификационный индекс поковки.

Индекс - G2

Степень сложности поковки

С = Gп/Gф,



где - Gп - масса поковки

Gф - масса геометрической фигуры

С = 53,9/72,8 = 1,1

Степень сложности поковки

Индекс С2

Конструктивная форма детали с учетом ее степени сложности

Для ГКМ - К3

Для гидравлического пресса -К2

Формирование исходных параметров и предварительный выбор заготовки

В качестве функциональных признаков, обеспечивающих требуемый уровень качества продукции и снижение материальных и трудовых затрат, можно выделить следующие функции:

F₁. Обеспечить свободное врезание и выход режущего инструмента.

F₂. Обеспечить точность.

1. Обеспечить рациональные условия базирования.

2. Обеспечить рациональную простановку размеров.

F₃. Обеспечить достаточно высокий уровень жесткости детали и режущего инструмента.

F₄. Обеспечить унификацию конструктивных элементов.

F₅. Обеспечить удобство составления программ для станков с ЧПУ.

F₆. Повысить эффективность использования станков с ЧПУ и ОЦ.

F₇. Снизить объём ручных операций и слесарной доработки.

1. Для каждой функции определяют коэффициент весомости (значимости) по сравнению с остальными функциями. Коэффициенты весомости каждого показателя () определяются экспертным путём по их приоритету, а их суммарное значение

т.е. весовые показатели, нормированы на единицу. Распределение значений коэффициентов весомости при использовании всех перечисленных функций:

2. Проведение экспертной оценки качества исполнения функций. Для этой цели конструкция рассматриваемой детали оценивается с позиции реализации каждой из выбранных функций в виде вербальных оценок "хорошо", "удовлетворительно", "плохо".

F1 - хорошо

Врезание и выход режущего инструмента в данной детали на каждой операции происходит свободно, так как геометрические формы детали просты и нет внутренних скрытых полостей недоступных для обработки.

F2 - хорошо

Простановка размеров на чертеже удовлетворяет технологическому процессу и хорошо просчитывается.

Таблица 5

Таблица припусков и допусков

Расчет по чертежу	Припуск на сторону Zн или торец	Припуск на диаметр Zн или длину	Допуск	Размер заготовок
Ш 80	3,0	6,0		86
Ш 93	3	6,0		99
Ш 102	2	4,0		106
Ш 85	3	6,0		91
Ш 70	3	6,0		76
Ш 60	3	6,0		66
М42	3	6,0		46
22- длина	3	6,0		28
22- длина	3	6,0		28
264- длина	3	6,0		271
319- длина	3	6,0		323
37 - длина	3	6,0		43
1056- длина	3	6,0		1068
56- длина	3	6,0		62
74- длина	3	6,0		80
8- длина	3	6,0		14

Проектирование заготовки - штамповки на молоте.

Масса поковки Gп = 44,28 кг

Плоскость разъема проходит перпендикулярно детали.

Группа сталей - М1

Степень сложности - С3

Класс точности - Т3

Исходный индекс - 10

Припуск на механическую обработку по исходному индексу 10

Допуски на механическую обработку

Смещение поверхностей разъема заготовки 0,2 мм для ТЗ Gз = 44,28 кг

Штамповочные уклоны б/в град.

0⁰ - 1,5⁰ - для наружных уклонов

3⁰ - 5⁰ - для внутренних уклонов

Шероховатость поверхности Rzср ? 20

Точность поковки ITср 13…17

Радиусы закруглений 1…2 мм

Рисунок 3 - Эскиз заготовки

Определение размеров заготовки. Расчет массы

Определение объема детали.

V = п х LxR²

Vоб = V₁ +V₂ + V₃ + V₄+ V₅

V₁ = 3,14 х 43 х 289² = 244 мм²

V₂ = 3,14 х 49,5 х 80² = 395 мм²

V₃ = 3,14 х 53 х14² = 1030 мм²

V₄ = 3,14 х 45,5 х62² = 1231 мм²

V₅ = 3,14 х 38х323² = 2910 мм²

V₆ = 3,14 х 33х271² = 360 мм²

V₇ = 3,14 х 24х28² = 82 мм²

Vоб = 244+395+1030+1231+2910+360+82 = 5677 мм²

Масса заготовки - штамповка :

Gп = Vоб х г = 5677 х 7,8 = 44,28

Коэффициент использования материала КИМ

Таблица 6

Сравнение 2-х видов заготовок

Наименование показателей	1-вариант на молоте	2- вариант на ГКМ
Масса детали	34,41	33,41
Масса заготовки	44,28	51,62
КИМ	0,75	0,65
Стоимость заготовки	315	421

На основе сравнительного анализа 2-х видов заготовки принимаем заготовку на молоте.

2.3 Проектирование прогрессивного технологического процесса

Маршрутный технологический процесс изготовления детали «Вал» (Рис. 4)

2.4 Обоснование выбора баз

При проектировании технологических процессов большое значение имеет выбор технологических баз. Особенно важно правильно выбрать технологические базы для выполнения первой операции (черновой базы). Целью первой операции является создание чистовых технологических баз для последующей обработки. Установка на необработанной поверхности производится только на первой операции.

Установочными базами называют такие поверхности детали, которыми она устанавливается для обработки поверхностей и режущего инструмента.



Рис. 4

На первой 005фрезерно-центровальнойоперации, принимаем за черновую базу наружную поверхность.

На операциях 015 и 020 и другие принимаем чистовые базы.

Операция 010 (Токарная). Для этой операции теоретическая схема базирования определяется тем, что в качестве заготовки используется поковка (цилиндр, ограниченный двумя торцами) и обрабатываемая деталь относится к классу валов.

Данная теоретическая схема базирования может быть реализована за счет установки заготовки в центрах. Погрешность базирования для линейных размеров равна нулю.

Операция 015 (Токарная). Поскольку после операции 10 имеем оба обработанных торца и несколько обработанных цилиндрических поверхностей, то будем использовать их в качестве баз. При обработке за одну установку возможны несколько вариантов структуры выполнения операции.

Операция 020 (Шпоночно-фрезерная). Для этой операции возможны несколько теоретических схемы базирования.

Операция 025 (Шлифовальная). На данной операции получается замыкающий размер плоской технологической размерной цепи.

Одной из важнейших задач при проектировании технологических процессов механической обработки валов является выбор установочных баз, как для первых, так и последующих операций, а также и соблюдение единства баз в процессе всей обработки детали с минимальным количеством перестановок. От правильного решения вопроса о технологических базах в значительной степени зависят: точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; точность размеров, которые должны быть получены при выполнении запроектированной технологической операции; степень сложности и конструкция приспособлений; производительность обработки.

2.5 Выбор оборудования и его характеристики

Для обработки детали «вал» используем многорезцовый токарный станок с ЧПУ, шпоночно-фрезерный станок, фрезерно-центровальный станок, круглошлифовальный полуавтомат. Технические характеристики токарного и круглошлифовального станков представлены ниже.

Таблица 7

Технические характеристики станка 1740РФ3

Наименование параметра	1740РФ3
Основные параметры станка
Класс точности по ГОСТ 8-82	Н
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной, мм	630
Наибольший диаметр обрабатываемой в патроне заготовки над суппортом, мм	400
Диаметр отверстия в шпинделе, мм	72
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм	70
Наибольшая длина изделия устанавливаемого в патроне, мм	400
Наибольшая длина изделия устанавливаемого в центрах, мм	1400, 2000
Наибольший диаметр сверления в центре изделия, мм	40
Количество одновременно управляемых координат	2/2
Высота оси центров от подошвы (основания) станка, мм	1160
Допустимая масса заготовки из стали, кг	1500
Шпиндель
Количество рабочих скоростей шпинделя	4 ступени
Пределы чисел оборотов шпинделя (бесступенчатое регулирование внутри ступеней), об/мин	16..1600
Центр шпинделя передней бабки по ГОСТ 25557-82	М100 АТ7
Конец шпинделя фланцевый по ГОСТ 12595-85, тип	I-IIM
Наибольший допустимый крутящий момент на шпинделе, Н*м	5200
Подачи
Дискретность задания перемещения продольного (Z)/ поперечного (X), мм	0,01/ 0,001
Наибольшее перемещение суппорта: продольное (Z)/ поперечное (X), мм	1440, 2026/ 385
Диапазон скоростей продольных подач (Z), мм/мин	1..10000
Диапазон скоростей поперечных подач (X), мм/мин (мм/об)	1..10000
Скорость быстрых продольных/ поперечных ходов, м/мин	10
Количество позиций на поворотной резцедержке (число инструментов в револьверной головке)	12..16
Наибольший шаг нарезаемой резьбы, мм
Допустимое усилие резания суппорта Рz, Py, Pz кН
Задняя бабка
Наибольший ход пиноли задней бабки, мм	200
Конус в пиноли задней бабки	Морзе 6
Электрооборудование и привод станка
Питающая сеть станка	~380В 50Гц
Количество электродвигателей на станке
Электродвигатель главного привода, кВт	37
Электродвигатель подач по оси X, кВт	4
Электродвигатель подач по оси Z, кВт	5,5
Электродвигатель насоса охлаждения, кВт	0,15
Электродвигатель восьмипозиционной инструментальной головки, кВт	0,75
Электродвигатель транспортера стружки, кВт	1,1
Электродвигатель насоса смазки, кВт	0,55
Электродвигатель насоса гидростанции, кВт	4
Суммарная мощность электродвигателей, кВт
Суммарная мощность станка, кВт
Габариты и масса станка
Габаритные размеры станка с ЧПУ (длина, ширина, высота), мм	4930; 5530 х 23100 х 3050
Масса станка с ЧПУ, кг	11600, 13100

Круглошлифовальный станок п/а ЗМ163

Технические характеристики:

Станки модели 3м163 предназначены для наружного шлифования гладких и прерывистых цилиндрических и пологих конических поверхностей методами продольного и врезного шлифования

Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:

Диаметр: 200 мм

длина: 700 мм

Высота центров: 125 мм

Диаметр шлифовального круга:

Наименьший: 450 мм

Наибольший: 600 мм

Частота вращения шлифовального круга: 1590 мин^-1

Частота вращения заготовки: 50--500 мин^-1

Мощность электродвигателя привода шлифовального круга: 10 кВт

Скорость перемещения стола от гидропривода: 0,05--5 м/мин

Врезная подача: 0,01-3 мм/мин

Габаритные размеры станка:

Длина: 4635 мм

Высота: 2450 мм

ширина: 2170 мм

Масса: 6032 кг

2.6 Выбор технологической оснастки

2.6.1 Выбор станочного приспособления для токарной операции

На фрезерно-центровальной операции вал зажимаем в пневматическом приспособлении за черновые базы.

На токарной операции заготовка закрепляется в поводковый патрон.

На шлифовальной операции вал зажимаем в пневматическом приспособлении за чистовые базы.

• Проектирование станочного приспособления
• Расчёт приспособления на точность, погрешность установки вычисляется по формуле
• где - реальная погрешность установки заготовки
• - погрешность базирования, = 0 так как установка происходит в трёхкулачковый самоцентрирующийся патрон.
• - погрешность установочной поверхности заготовки, = 30 мкм
• - погрешность приспособления
• где T - допуск на обработку
• значение коэффициента выбирается в зависимости от того чистовая или черновая обработка.
• (мм)
• (мкм)
• условие точной работы приспособления
• где - максимально допустимая погрешность заготовки
• где Т - допуск на обработку
• к - коэффициент серийности, для серийного производства к = 0.7
• - средняя экономическая точность приспособления, = 0.035 мм
• (мкм)
• - условие выполняется, данное приспособление обеспечивает заданную точность
• Силовой расчёт приспособления
• Необходимая сила зажима, W Н, вычисляется по формуле
• (44)
• Px = 0,4•Pz - осевая сила; сдвигающая заготовку.
• Px = 0,4•1600 = 1340 Н.
• f -коэффициент трения между заготовкой и цангой; f = 0,5
• К - коэффициент запаса; К = 1,5…1,6
• Определяем усилие на штоке пневмоцилиндра.

• N = (Q+Q1)•[tg(a/2+ф)+tgф₁]
• 3. Определяем диаметр поршня пневмоцилиндра.
• Д = (мм)
• где Рв - удельное давление сжатого воздуха;
• Рв = 0,4МН/м2 = 0,4МПа;
• ф = 0,95;
• Д = (мм)
• Уточняем по ГОСТу 15608-81 диаметр пневмоцилиндра Д = 21 см.

2.6.2 Выбор режущего и вспомогательного инструмента

На фрезерно-центровальной операции торец детали фрезеруется торцевой фрезой с пластинкой твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 9304-69, затем сверлятся центровочные отверстия сверлом центровочным тип А6 5мм Р6 ГОСТ 14034-74.

На токарной операции деталь обрабатывается:

резом проходным упорным 2103-0057 ц = 90 с пластинкой твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18879-73;

резцом резьбовым с пластинкой твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18873-73;

резцом канавочным с пластинкой твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18872-73;

На шлифовальной операции вал обрабатывается шлифовальным кругом

ПП 250х45х127 24А40СМ15К8 ГОСТ 2424-75.

Расчет резца на прочность

Глубина резания t = 6 мм

Выбираем подачу - S = 0,3 мм/об

Принимаем стойкость инструмента Т = 60 мин

Скорость резания V = 235м/мин

Частота вращения шпинделя n = 1500 об/мин

Сила резания при точении Р_z = 1623 Н

М_изг = Р_zl

где l - вылет резца в мм 40 мм

М_изг = 1623*50 = 81150( кН /мм)

М_изг = у_иW

где W - момент сопротивления сечения державки резца в мм³

у_и - допускаемое напряжение на изгиб материала державки стали с [у_и] = 200 кН/мм

W = = = 2604мм²

у_и = = 81150/2604 = 31 кН/мм

[у_и] >у_и

200 > 31

2.6.3 Выбор средств контроля для измерения диаметра

На токарной операции деталь измеряется:

- контрольно-измерительная машина КИМ;

резьбовой контрольной гайкой; скобой 75 ПР; скобой 80 ПР; набором вкладышей;

- набором скоб: скоба93ПР; скоба 85ПР; скоба70ПР.

На шлифовальной операции вал измеряется микрометром МК150-1 ГОСТ 6507-90.

Калибры служат не для определения действительного размера деталей, а для рассортировки их на группы годности. Предельные калибры делятся на проходные и непроходные. При контроле годной детали проходной калибр (ПР) должен проходить, а непроходной (НЕ) проходить не должен. Проходной калибр отделяет годные детали от брака исправимого, а непроходной - от брака неисправимого. По конструкции калибры для контроля отверстий представляют собой пробки, а для контроля валов - скобы или кольца.

2.7 Расчет средств контроля

технический конструкция токарный вал

Скоба 80k6 -штампованная, выполнена из легированной стали марки: сталь 20Х (легированная сталь с содержанием углерода 0,2% и хрома до 1%)

Расчет калибра скобы выполняют по двум формулам, из которых определяют проходной или непроходной размер:

ПР_min = dmax-Z₁-

НЕ_max = dmin-+б₁

где dmax, dmin -предельные размеры детали

Z - отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наименьшего предельного размера изделия;

Y- допустимый выход размера изношенного проходного калибра для отверстия за границу поля допуска изделия;

H - допуск на изготовление калибров для отверстия.

Скоба 80k6

d = 80k6

dmax = 80,018 мм

dmin = 80,002 мм

Н₁ = 7мкм = 0,007 мм

Z₁ = 7мкм = 0,007 мм

б₁ = 0

ПР_min = 80,018-0,007- = 80,00355^+0,0035мм

НЕ_max = 80,002-+0 = 79,9955^+0,0035 мм

По техническим условиям скобу необходимо калить до твердости 59…65 единиц по Роквеллу.

2.8 Составление управляющей программы

Рисунок 5 - Карта наладки

Операция 030 - Токарная %1

№1 NAT03 T030303 (черновое точение)

№2 G50 S2000

№3 G0 X44. Z1.2 M08

№4 G01 X26. F0,3

№5 X400 Z1.5 F1.5

№6 Z0.15 F 0.75

№7 G01 X26. F0.3

№8 X23. F0.25

№9 X35.5 Z1. F1.

№10 Z-22.5 F0.3

№11 X38. Z-23.5

№12 X39. Z-23.50 F0.65

№13 G0 X315. Z100.

№14 NAT02 T020202 (черновое точение)

№15 S1800M03

№16 G0 X32.5 Z2.

№17 G01 X26.5 A45 F0.15

№18 Z-38. F0.2

№19 X26. F0.5

№20 Z1. F0.5

№21 X33.5 Z1.

№22G01 Z1. F0.3

№23X27. A45 F0.1

№24 Z2. F0.5

№25 X27. F0.5

№26 Z1. F1.5

№27 G01 X27.815 Z1 F0.5

№28 X27.835 Z-17. F0.25

№29 X27.5 Z-32.

№30 Z-33

№31 Z-37

№32 X27.3 Z37.2

№33 G0 Z25.

№34 X300. Z50.

№35 NATO1 T010101 (чистовое точение)

№36 S1860 M03

№37 G0 X30. Z2.

№38 G01 Z0. F0.3

№39 X34.058 F0.2

№40 G03 X34.75 Z-0.248 L0.3 F0.05

№41 G01 X35.25 A-10 F0.2

№42 Z-22. F0.3

№43 X37. Z-22.5

№44 Z0.5 F1.5

№45 Z0.22 F0.3

№46 X27.6 F0.2

№47 G0 X300. Z100.

№48 M05

№49 M02

%2

NAT03 T030303

№1 G50 S2000

№2 S1800 M03

№3 G0 X40. Z1.5 M08

№4 G01 Z0.1 F0.5

№5 X22. F0.25

№6 X30. Z2.0 F0.8

№7 Z-14 F0.36

№8 X38.5 Z-14

№9 Z-17

№10 X36.

№11 Z-13.5

№12 X40. Z2. F0.8

№13 X34.5

№14 Z-19. F0.36

№15 X35.8 Z-20.18

№16 X38. F0.3

№17 G0 X300. Z100.

NAT01 T010101

№18 G0 X25. Z2.

№19 G01 Z0 F0.2

№20 X31.72 F0.13

№21 X33.92 Z-1.1

№22 Z-19.36 F0.5

№23 X35.51 Z-20.64 F0.2

№24 Z-21.

№25 X36. Z0.2 F0.7

№26 X34. Z-0.01 F 0.8

№27 X27. F0.175

№28 Z2.

№29 G0X300. Z100.

NAT07 T070707 (канавочный)

№30 S800 M03

№31 G0 X30. Z-5.

№32 G01 Z-6.025 F0.1

№33 X32.5 F0.04

№34 X37. F0.5

№35 G0 X300. Z100.

NAT05 T050505

№36 S1000 M05

№37 G0 X35. Z-4.5

№38 G01 X33. F0.1

№39 Z-5.8

№40 X37. F0.6

№41 G0 X300. Z100.

NAT02 T020202

№42 S2200 MO3

№43 G0 X29.842 Z2.

№44 G01 Z0 F0.15

№45 G02 X29.25 Z-0.0198 K0.3 F0.15

№46 G01 X22.6 A45 F0.1

№47 G01 X27.8 F0.35

№48 Z-4.23 F0.15

№49 X28.2 Z-4.65

№50 Z21.05

№51 X27.78 Z-37 F0.15

№52 X25. Z2. F15. MO9

№53 G0 X300. Z100.

№54 M05

№55 MO2

2.9 Назначение и расчет режимов резания и норм времени

Исходными данными для выбора режима резания являются: сведения об обрабатываемой детали из рабочего чертежа и технических условий - физико-механические свойства обрабатываемого материала, форма и размеры детали, допуски на обработку, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, требования к поверхностному слою (упрочнение, отпуск и т.д.); сведения о заготовке из чертежа и технических условий - вид заготовки, величина и характер распределения припусков, состояние поверхностного слоя (наличие корки, окалины, упрочнения); паспортные данные станка.

Исходные данные для токарной операции:

- токарный станок с ЧПУ модели 1740РФ3;

- черновое точение: S_o = 0,4 мм/об, t = 0,5 мм;

- чистовое точение: S_o = 0,25 мм/об, t = 0,15 мм;

- точение канавки: S_o = 0,15 мм/об, t = 0,75 мм.

Скорость резания определяем по формуле:

Значения коэффициента , показателей степени приведены в таблице 17 [30]. Среднее значение стойкости приодноинструментальной обработке - 30-60 мин.

Сила резания:

Постоянная и показателей степени для конкретных условий обработки приведены в табл. 22 [30].

Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов:

.

Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 9, 10, 23 [30].

Эффективная мощность, потребная на резание рассчитывается по формуле:

;

Результаты расчетов занесем в таблицу 8.

Таблица 8

Режимы резания для токарной операции

Переход	Подача мм/об	Скорость резания, м/мин	Глубина резания, мм	Обороты шпинделя, об/мин	Мощность резания, кВт	Основное время обработки, мин
Точение черновое	0,4	105	0,5	350	0,9	0,766
Точение черновое	0,25	75	0,15	250	0,07	0,06
Точение канавки	0,15	165	0,75	550	0,18	0,084

Исходные данные для фрезерной операции:

- материал детали: 40Х;

- заготовка - штамповка;

- Токарный 1740РФ3;

- требования к шпоночному пазу: ширина 22N9(_-0,03), длина 133 по 14-у квалитету, шероховатость R_a 3,2, отклонения от симметричности и параллельности смотреть по чертежу;

- глубина резания t = 9 мм;

- ширина фрезерования В = 22 мм;

- диаметр фрезы 22 мм;

- число зубьев фрезы 2;

- материал режущей части Т15К6;

Скорость резания определяем по формуле:

,

Значение коэффициента и показателей степени приведены в табл.39 [30], периода стойкости в табл. 40 [30].

где - диаметр фрезы, мм;

- период стойкости, мин;

- глубина резания, мм;

- подача на зуб, мм/зуб;

- ширина фрезерования, мм;

- число зубьев;

- общий поправочный коэффициент на скорость резания:

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала:

.

Частота вращения шпинделя:

Минутная подача:

.

Главная составляющая силы резания:

,

Коэффициенты и значения показателей степени находим по табл. 41 [30].

Остальные составляющие силы резания:

Крутящий момент на шпинделе:

Эффективная мощность, потребная на резание:

(2.8)

Основное время:

где - расчетная длина рабочего хода инструмента, мм;

- минутная подача, мм/мин;

- число проходов инструмента.

Результаты расчетов для фрезерной операции занесем в таблицу 9.

Таблица 9

Режимы резания для фрезерной операции

Подача на зуб, мм/зуб	Скорость резания, м/мин	Глубина резания, мм	Число проходов	Обороты шпинделя, об/мин	Мощность резания, кВт	Основное время обработки, мин
0,1	28	9	4	150	0,137	4,86

Остальные режимы резания назначаем по справочнику [20].

Нормирование технологического процесса

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени:

В массовом производстве определяется норма штучного времени_:

_,

где - подготовительно-заключительное время (на ознакомление с заданием, с технологическим процессом, чертежом; подготовку рабочего места, наладку и настройку станка; снятие приспособлений, устройств и инструмента по окончании обработки данной партии деталей), мин;

- количество деталей в настроечной партии, шт;

- основное время, мин:

где - рабочая длина обработки, мм;

- длина врезания инструмента, мм;

- длина перебега инструмента, мм;

- частота вращения шпинделя, об/мин;

- подача инструмента, мм/об;

- вспомогательное время на операцию, мин:

где - время на установку и снятие детали, мин [21];

- время на закрепление и открепление детали, мин [21];

- время на приемы управления, мин [21];

- время на измерение детали, мин [21];

- время на обслуживание рабочего места, мин[21]:

где - время на организационное обслуживание (на раскладку инструмента в начале смены и его уборку в конце смены; чистку и смазку станка; смотр и опробование станка), мин:

- время на техническое обслуживание (на подналадку и регулировку станка; смену затупившегося инструмента; правку инструмента (шлифовального круга); удаление стружки в процессе работы; регулировку подачи СОЖ, мин;

- время на отдых и физиологические потребности, мин.

Основное время

Вспомогательное время

Время на обслуживание рабочего места

Время на отдых

Штучное время

Т_шт = 28,35 мин

Аналогично нормируется время и для остальных операций. Расчеты представим в виде таблицы.

Таблица 10

Режимы резан...