Расчёт и проектирование привода торцовочного станка

Таблица 3.5

Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности вала

Размер	Припуск	Допуск
	табличный	расчетный
Ш42-0,25 мм	-	2-1,5	+0,4 -0,7
450	2-2,0	-	±0,6

3.1.6 Выбор оборудования

Выбор оборудования осуществляется на основании таких данных, как метод обработки, расположение, размеры обрабатываемых поверхностей, габаритных размеров заготовки, количество инструментов в наладке станка, обеспечение заданной производительности, эффективность использования станка по времени, мощности и др. В процессе обработки детали используется несколько видов станков. Краткая характеристика последних приведена ниже. При выборе оборудования используем справочные данные [9].

Для отрезки заготовки применяем абразивно-отрезной станок модели 8А240, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.6.

Таблица 3.6

Техническая характеристика станка модели 8А240

Наименование параметра	Значение
Размеры абразивного круга, мм: диаметр высота	400 3-4
Наибольшие размеры разрезаемого материала, мм: круглого прутка трубы	60 90
Длина отрезаемой заготовки по упору, мм	30-500
Частота вращения шпинделя, мин-1	2300 и 3820
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	10
Габаритные размеры, мм	1370x1160x2090

Для фрезерно-центровальной операции применяем фрезерно-центровальный полуавтомат модели МР-71М, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.7.

Полуавтомат предназначен для двустороннего фрезерования и зацентровки валов. Обеспечивается параллельность торцов и перпендикулярность их к оси детали, что дает возможность в дальнейшем их не обрабатывать.

Таблица 3.7

Техническая характеристика станка модели МР-71М

Наименование параметра	Значение
Диаметр обрабатываемой заготовки, мм	25…125
Длина обрабатываемой заготовки	200…500
Число скоростей шпинделя фрезы	6
Частота вращения шпинделя фрезы, мин-1	125…712
Число скоростей сверлильного шпинделя	6
Частота вращения сверлильного шпинделя, мин-1	238; 330
Мощность всех электродвигателей, кВт	13
Габариты станка, мм	3140x1630

Для токарных операций применяется токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16К20ФЗС5, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.8.

Станок предназначен для обработки в замкнутом полуавтоматическом цикле деталей типа тел вращения, включая нарезание резьбы.

Таблица 3.8

Техническая характеристика токарно-винторезного станка с ЧПУ модели 16К20ФЗС5

Наименование параметра	Значение
Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм	400
Наибольшая длина продольного перемещения, мм	900
Наибольшая длина поперечного перемещения, мм	250
Диапазон скоростей вращения шпинделя, мин-1	12,5.. .2000
Число скоростей	22
Наибольшая скорость продольной подачи, мм/мин	1200
Скорость быстрого хода, мм/мин:
продольная подача	4800
поперечная подача	2400
Наибольший шаг нарезаемой резьбы, мм	20
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	10
Габариты станка, мм	3140x1630

Для шпоночно-фрезерных операций применяем станок модели 6Д91, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.9.

Станок предназначен для обработки шпоночных пазов концевыми и шпоночными фрезами.

Таблица 3.9

Техническая характеристика станка модели 6Д91

Наименование параметра	Значение
Ширина фрезеруемого паза, мм	3.. .20
Диаметр обрабатываемого вала, устанавливаемого в приспособлении, мм	8... 80
Наибольшая длина фрезеруемого паза, мм	300
Наибольшая разбивка паза, мм	1
Частота вращения шпинделя, мин-1	40... 4000
Продольная подача фрезерной головки, мм/мин	20... 1200
Поперечная подача фрезерной головки, мм/мин	15.. .30
Мощность электродвигателя, кВт:
главного привода	2,2
привода подач	0,8
Габариты станка, мм	1320x1380

Для фрезерной операции применяем вертикально-фрезерный станок модели 6Р11, техническая характеристика которого приведена в таблице 3.10.

Станок предназначен для фрезерования различных деталей из стали, чугуна, цветных металлов цилиндрическими, дисковыми, фасонными, торцевыми, концевыми и другими фрезами.

Таблица 3.10

Техническая характеристика вертикально-фрезерного станка модели 6Р11

Наименование параметра	Значение
Размеры рабочей поверхности стола, мм	250х 1000
Наибольшее перемещение стола, мм:
продольное поперечное вертикальное	630 200 350
Число скоростей шпинделя	16
Частота вращения шпинделя, мин-1	50... 1600
Число подач стола	16
Подача стола, мм/мин: продольная и поперечная вертикальная	35... 1020 14... 390
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин: продольного и поперечного вертикального	2900 1150
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт:	5,5
Габариты станка, мм	1480x1990x2360

Для сверлильной операции применяем станок модели 2Н150, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.11.

Станок предназначен для сверления отверстий в сплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, подрезки торцов, нарезания резьбы метчиками и другие подобные операции.

Применение приспособлений и специального инструмента значительно повышает производительность станка и расширяет круг возможных операций, позволяет производить на нем выточку внутренних канавок, вырезку круглых пластин из листа и т. д.

Таблица 3.11

Техническая характеристика станка модели 2Н150

Наименование параметра	Значение
Диаметр сверления в стали, мм	50
Наибольшее усилие подачи, Н	20000
Наибольшее перемещение шпинделя, мм	300
Расстояние от торца шпинделя до поверхности стола, мм	0... 800
Наибольшее перемещение сверлильной головки, мм	170
Количество частот вращения шпинделя	12
Частота вращения шпинделя, мин-1	18... 2000
Количество подач шпинделя	9
Подача шпинделя, мм/об	0,05... 2,24
Мощность главного двигателя, кВт	5,5
Габариты станка, мм	1353x890x3090

Для круглошлифовальной операции применяем станок модели ЗУ 12В, техническая характеристика которого приведена в табл. 3.12.

Таблица 3.12

Техническая характеристика станка модели ЗУ 12В

Наименование параметра	Значение
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки, мм: диаметр длина	200 500
Высота центров над столом, мм	90
Наибольшее продольное перемещение стола, мм	500
Угол поворота стола, град: по часовой стрелке против часовой стрелки	8,5 8,5
Скорость автоматического перемещения стола, м/мин	0,03... 5
Частота вращения шпинделя заготовки, мин-1	55... 900
Наибольшие размеры шлифовального круга, мм: наружный диаметр высота	400 40
Подача шпинделя, мм/об	0,05... 2,24
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	5,5
Габариты станка, мм	3600x2260x2040

3.1.7 Выбор режущего инструмента

Выбор режущих инструментов осуществляется в зависимости от метода обработки, формы и размеров обрабатываемой поверхности, ее точности, шероховатости, от обрабатываемого материала, заданной производительности и периода стойкости. Режущие инструменты, особенно для станка с ЧПУ, должны обладать высокой режущей способностью (стабильной размерной стойкостью при высоких режимах резания), обеспечить возможность быстрой и удобной замены, наладки в процессе работы, формировать транспортабельную стружку и отводить ее от зоны обработки без нарушения нормальной работы оборудования.

В табл. 3.13. приведены данные о режущем инструменте, применяемом при обработке детали, по справочным данным [9].

Таблица 3.13

Режущий инструмент

Название операции	Режущий инструмент
1	2
Абразивно-отрезная	Круг отрезной 400x3,2x32 14А 40-Н Б27 80 м/с 2 кл. ГОСТ 21963-82
Фрезерно-центровальная	Фреза торцовая 2214-0001 ГОСТ 24359-80 Сверло 2317-0119 ГОСТ 14952-75
Токарная с ЧПУ (черновая 1)	Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6
Токарная с ЧПУ (чистовая 1)	Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 Токарный фасонный резец из быстрорежущей стали 2136-0709 ГОСТ 18875-73
Токарная с ЧПУ (черновая 2)	Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6
Токарная с ЧПУ (чистовая 2)	Токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 Токарный фасонный резец из быстрорежущей стали 2136-0709 ГОСТ 18875-73 Токарный резьбонарезной резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 2660-0003 ГОСТ 18885-73
Шпоночно-фрезерная Шпоночно-фрезерная	Фреза шпоночная из быстрорежущей стали 2234-0363 ГОСТ 9140-78 Фреза шпоночная из быстрорежущей стали 2234-0365 ГОСТ 9140-78
Фрезерная	Фреза концевая 2220-0014-Р6М5 ГОСТ 17026-71
Сверлильная	Сверло спиральное 2300-0309 ГОСТ 10902-77 Зенковка 2353-0086 ГОСТ 14953-80 Метчик 2620-1212 ГОСТ 3266-71
Круглошлифовальная	Круг шлифовальный ПП 300x32x76 24А 10-П С2 7 К5 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 6507-90
Круглошлифовальная	Круг шлифовальный ПП 300x32x76 24А 10-П С2 7 К5 35 м/с А 1 кл. ГОСТ 6507-90

3.1.8 Расчет режимов резания

Расчет ведется одновременно с заполнением операционных или маршрутных карт технологического процесса. Совмещение этих работ исключает необходимость дублирования одних и тех же сведений в различных документах, так как в операционных картах должны быть записаны данные по оборудованию, способу обработки, характеристике обрабатываемой детали и другие, которые используются для расчетов режимов резания. Элементом, в значительной мере поясняющим ряд данных для расчета режимов резания, является операционный эскиз.

Значения режимов резания зависят от обрабатываемого материала, от материала режущей части инструмента, от шероховатости и конфигурации обрабатываемой поверхности, от величины припуска на обработку, от требуемой производительности операции, от режима замены и периода стойкости режущего инструмента.

Выбор режимов резания осуществляется по таблицам режимов. Для нескольких наиболее характерных переходов (например, для одного перехода определенной операции) - расчетно-аналитическим методом.

Приведем пример расчета режимов резания для первого перехода сверлильной операции.

Для сверления отверстия 0 6,7 мм на глубину 30 мм выбираем сверло спиральное 2300-0309 ГОСТ 10902-77.

Расчет режимов резания ведем по справочным материалам [10].

Расчет длины рабочего хода определяем по формуле:

, мм,

где L_peз, - длина резания, мм;

у - длина подвода, врезания, перебега инструмента, мм;

L_доп. - дополнительная длина хода, мм.

мм

Подача S определяется в зависимости от обрабатываемого материала, вида инструмента, глубины резания, жесткости системы, точности обработки, чистоты поверхности. Принимаем подачу равной 0,11 мм/об.

Устанавливаем глубину резания t. Глубина резания будет равна половине обрабатываемого диаметра, т.е.

мм

Стойкость каждого из инструментов наладки, по которой ведется расчет скорости резания, определяется по формуле:

, мин, (3.6)

где Т_м -- стойкость машинной работы станка, Т_м = 20 мин;

л - коэффициент времени резания каждого инструмента, равный отношению длины резания L_peз этого инструмента к длине рабочего хода L_p.x.:

Тогда по формуле (3.6) стойкость инструмента равна:

мин

Скорость резания определяется в зависимости от вида инструмента и инструментального материала, обрабатываемого металла и его твердости, глубины резания, подачи.

Рекомендуемую скорость резания находим по формуле:

, м/мин,

где V_табл. - табличная скорость, зависящая от вида обработки, V_{табл .}= 27 м/мин;

к₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, к₁ = 0,7;

к₂ - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента, к₂ = 1,45;

к₃ - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру, к₃= 1.

Численное значение скорости равно:

м/мин

Рекомендуемое число оборотов шпинделя равно:

, мин^-1, (3.7)

где V- скорость резания, м/мин;

d - обрабатываемый диаметр, мм.

мин^-1

В соответствии с паспортными данными станка принимаем фактическое число оборотов шпинделя равное 1200 мин^-1. Тогда фактическая скорость резания по формуле (3.7) будет равна:

,м/мин

м/мин

Основное машинное время определяем по формуле:

, мин,

где L_p.x. - длина рабочего хода, мм;

п, S - принятые подача и число оборотов шпинделя;

i - число проходов инструмента.

мин

Проверочные расчеты:

а). Определение силы резания по нормативам:

, Н,

где Р_табл. - табличная сила, зависящая от принятой подачи и обрабатываемого диаметра, Н;

к_р - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, к_р = 1,2.

Н

б). Проверка силы резания по допустимому усилию подачи станка:

Р_Z ? Р_Zd,

где P_Zd - допустимое усилие подачи станка, Н.

1440?20000

Условие выполняется.

в). Определение мощности резания:

, кВт,

где N _табл. - мощность резания по таблице, N _табл. = 0,3 кВт;

k_n - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, k_n = 1,2;

п - число оборотов инструмента в минуту, мин^-1.

кВт

г). Проверка мощности резания по мощности двигателя:

,

где N_дв - мощность двигателя станка, на котором выполняется операция, кВт;

з - коэффициент полезного действия станка.

кВт

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания выбраны оптимально.

Для остальных операций и переходов расчет выполняем аналогично, и данные заносим в табл. 3.14, 3.15.

Спецификации представлены в приложении А.

Карты технологического процесса, маршрутные карты, ведомости оснастки приведены в приложении Б.

Режимы резания для токарной операции с ЧПУ указаны в управляющей программе (приложение В).

Таблица 3.14

Режимы резания

№ оп.	Наименование операции и перехода	D или В, мм	Lр.х., мм	t, мм	Sz, мм/зуб	So мм/об	V, м/мин	n, мин-1	То, мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
005	Абразивно-отрезная:
	отрезать заготовку L=454 мм	45	52	3	-	0,03	4800	3820	0,85
010	Фрезерно-центровальная:
	фрезеровать торцы, выдерживая	45	52	2	0,1	1,2	70,25	179	0,24
	L=450 мм;
	центровать торцы	4	8,2	2	-	0,08	4,1	330	0,31
035	Шпоночно-фрезерная:
	фрезеровать шпоночный паз 8Р6,	8	37	1	0,06	0,12	12,56	500	2,46
	выдерживая t=4+0,2 и L=32 мм
040	Шпоночно-фрезерная:
	фрезеровать шпоночный паз 10Р6,	10	35	1	0,06	0,12	15,7	500	2,91
	выдерживая t=5+0,2 и L=30 мм;
	фрезеровать шпоночный паз 10Р6,	10	35	1	0,06	0,12	15,7	500	2,91
	выдерживая t=5+0'2 и L=30 мм
045	Фрезерная:
	фрезеровать заготовку в размер 20 мм	20	27	4	0,06	0,36	50	500	0,68
	последовательно с двух сторон;
	фрезеровать заготовку в размер 20 мм	20	27	4	0,06	0,36	50	500	0,68
	последовательно с двух сторон
050	Сверлильная:
	сверлить отверстие, выдерживая	6,7	35	3,35	-	0,11	25,25	1200	0,29
	D=6,7 мм на длину L=30 мм;
	зенковать фаску 1x45°;	9,9	6	1	-	0,06	37,3	1200	0,1
	нарезать резьбу М8-6Н на длину L=25 мм	8	53	0,5	-	0,5	5	200	0,53

Таблица 3.15

Режимы резания для шлифовальной операции

№ оп.	Наименование операции и перехода	D или В, мм	Lр.х., мм	t, мм	Sz, мм/мин	So мм/об	Vкр, м/мин	nкр, мин-1	Vд, м/мин	Nд, мин-1	То, мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
060	Круглошлифовальная:
	шлифовать поверхность	30	50	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	0,96
	D=30h6 на L=50 мм;
	шлифовать поверхность	35	50	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	1,11
	D=35k6 на L=50 мм
0,65	Круглошлифовальная:
	шлифовать поверхность	32	40	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	1,01
	D=32h8 на L=40 мм;
	шлифовать поверхность	35	70	0,05	0,72	6,4	2100	2300	20	200	1,2
	D=35k6 на L=70 мм

3.1.9 Расчет технической нормы времени

Технические нормы времени устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

Приведем пример расчета для сверлильной операции.

Расчет ведем по справочным данным [8].

В серийном производстве норма штучно-калькуляционного времени Т_ш-к определяется по формуле:

, мин (3.8)

где Т_п-з - подготовительно-заключительное время, мин;

п - количество деталей в настроечной партии, шт.;

Т_о - основное время, мин;

Т_у.с. - время установки и снятия детали, мин;

Т_з._о. - время на закрепление и открепление детали, мин;

Т_из - время на измерение детали, мин:

k - коэффициент, учитывающий нормирование вспомогательного времени в серийном производстве, k -1,85;

Т_об.от. - время на обслуживание рабочего места и время перерывов, мин.

Количество деталей в настроечной партии определяется по формуле:

, шт.,

где N_r - годовая программа, шт.;

а - периодичность запуска, принимаем равной 3 дня;

F- число рабочих дней в году.

шт.

Норма штучного времени определяется по формуле:

, мин, (3.9)

где Т_в - вспомогательное время, мин.

Вспомогательное время определяется по формуле:

, мин

Вспомогательное время равно:

мин

Штучное время по формуле (3.9) равно:

мин

Штучно-калькуляционное время по формуле (3.8) равно:

мин

Данные для других операций заносим в табл. 3.16.

Таблица 3.16

Таблица технических норм времени, мин

Наименование операции	То	Тв	Т об.от.	Тшт	Тп-з	Тш-к
		Т у.с.+ +Т з.о	Туп	Тиз
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Абразивно-отрезная	0,85	0,15	0,11	0,06	0,08	1,25	6	1,35
Фрезерно-центровальная	0,55	0,15	0,13	0,12	0,06	1,01	10	1,18
Токарная с ЧПУ (черновая 1)	2,35	0,19	0,3	0,09	0,17	3,01	12	3,30
Токарная с ЧПУ (чистовая 1)	5,01	0,19	0,3	0,09	0,33	5,92	12	6,12
Токарная с ЧПУ (черновая 2)	2,74	0,19	0,3	0,09	0,19	3,51	12	3,71
Токарная с ЧПУ (чистовая 2)	5,26	0,19	0,3	0,17	0,36	6,28	12	6,48
Шпоночно-фрезерная	2,46	0,15	0,1	0,08	0,22	3,01	10	3,18
Шпоночно-фрезерная	5,82	0,3	0,2	0,16	0,41	6,89	10	7,06
Фрезерная	1,36	0,15	0,12	0,09	0,06	1,78	10	1,95
Сверлильная	0,92	0,16	0,27	0,21	0,09	1,65	8	1,78
Круглошлифовальная	2,07	0,19	0,26	0,24	0,14	2,9	8	3,03
Круглошлифовальная	2,21	0,19	0,26	0,24	0,15	3,05	8	3,18

3.2 Расчет и проектирование токарного проходного упорного резца

Токарные резцы предназначены для выполнения всего многообразия различных операций на станках с ЧПУ, на ГПМ и ГПС, а также на станках токарной группы с ручным управлением.

По назначению система токарных резцов подразделяется на следующие подсистемы:

- для наружного точения, растачивания, нарезания резьб, прорезания канавок, отрезания на станках легких и средних серий;

- для работ на тяжелых, крупных токарных и карусельных станках;

- для работ на ГПМ, многоцелевых станках со встроенными роботизированными комплексами автоматической смены инструмента;

- для специальных работ (резцы для плазменно-механической обработки).

Каждая из подсистем имеет свои специфические особенности, обусловленные многими факторами и в первую очередь конструкцией оборудования, его технологическим назначением и т.д.

Система резцов базируется на общих методологических принципах и предусматривает:

- разработку (выбор) и унификацию надежных методов закрепления сменных пластин в державке (в том числе цельные и составные резцы, с напаянными пластинами, сборные);

- обеспечение удовлетворительного дробления и отвода стружки из зоны резания;

- достаточно высокую точность позиционирования вершин сменных пластин (за счет создания точных баз гнезда);

- быстросменность и удобство съема и замены сменных пластин, режущего инструмента или кассеты (блока);

- унификацию и максимально допустимое сокращение (сведение к оптимальному значению технико-экономических показателей промышленного производства и применения) числа методов закрепления пластин в державке;

- возможность использования всей гаммы размеров сменных пластин отечественного и зарубежного производства;

- соответствие точностных параметров резцов международным стандартам;

- обязательность применения специальных деталей крепежа (винтов, штифтов и т.п.) повышенной точности и надежности, разработка новых форм и размеров режущих пластин, форм их передних поверхностей, обеспечивающих удовлетворительное дробление и отвод стружки;

- использование опыта новаторов и изобретателей;

- применение прогрессивных ресурсосберегающих технологий изготовления деталей крепежа, ключей; технологичность и экономичность изготовления (сбережение материалов и трудовых ресурсов);

- возможность применения составных твердосплавных пластин с блоками (державками) инструмента в случаях несомненной их технико-экономической эффективности или невозможности конструкторского решения резца в сборном варианте (в первую очередь для малых сечений державок, некоторых расточных и отрезных операций и т.п.).

Подсистемы конструкций резцов созданы на основе общепринятой мировой практикой системы форм державок и углов в плане для обеспечения всех операций точения.

В дипломном проекте разрабатывается конструкция токарного проходного упорного резца, который применяется на токарно-винторезном станке с ЧПУ модели 16К20ФЗС5, для чернового и чистового точения пильного вала торцовочного станка модели Т1.

Исходные данные:

станок токарно-винторезный с ЧПУ модели 16К20ФЗС5, сталь 40Х ГОСТ 4543-71, подача S=0,3 мм/об, глубина резания t=2,5 мм.

Схема обработки вала представлена на рис.3.2.

Рис. 3.2 - Схема обработки вала

Порядок расчета:

1. В зависимости от расстояния между опорной плоскостью резцедержателя и линией центров станка определяем сечение державки резца по справочнику [12]. Выбираем Н=25 мм, В=20 мм.

2. В зависимости от условий работы выбираем значения геометрических параметров резца [12]:

а) главный угол в плане ц=90°;

б) вспомогательный угол в плане ц ₁=10°;

в) радиус закругления вершины г=0,8 мм;

г) передний угол в нормальном сечении г=10 ;

д) угол наклона режущей кромки л,=12°;

е) задние углы б=8°, б₁=8°.

3. В зависимости от обрабатываемого металла и условий работы выбираем марку твердого сплава [13]. Так как обрабатываем легированную сталь 40Х с данными режимами резания, то выбираем пластинку из твердого сплава марки Т15К6.

4. Выбираем конструкцию резца с припаянной пластиной.

5. Определяем углы продольного г_у и поперечного г_х наклона передней грани по формулам [12]:

Конструкция резца представлена на рис. 3.3.

Рис.3.3. Резец проходной упорный с пластиной из твердого сплава ТК15К6

6. В зависимости от характера обработки выбираем подачу S по справочнику [9]: S=0,4 мм/об.

7. Для данного сечения среза и обрабатываемого металла по таблицам справочника [9] выбираем скорость резания н=l 10 м/мин.

8. Определяем тангенциальную силу резания по формуле:

, Н, (3.10)

где С_р - постоянная;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

н - скорость резания, м/мин;

х, у, п - показатели степени для расчетных условий обработки;

К_р - поправочный коэффициент.

Поправочный коэффициент равен:

, (3.11)

где - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров и материала режущей части инструмента на составляющие силы резания при обработке.

Значения постоянной, показателей степени, поправочных коэффициентов выбираем по справочнику [9].

Поправочный коэффициент по формуле (3.11) определим как:

Сила резания по формуле (3.10) равна:

Н

9. Определим силу резания, допускаемую сечением державки по прочности, по формуле:

,Н,

где В - ширина стержня державки, мм;

Н- высота стержня державки, мм;

R_e - допускаемое напряжение изгиба материала стержня, принимаем R_e=200...250 Н/мм²;

l - вылет резца, мм.

Вылет резца должен равняться:

l = 1,5В, мм

l = 1,5·20 = 30 мм

Допустимое значение силы резания по формуле (3.12) составит:

Н

Необходимо, чтобы выполнялось условие:

Р_z ? Р_zд

944,91 ? 13888

Условие выполняется.

10. Определяем эффективную мощность, потребляемую на резание, по формуле [9]:

, кВт

кВт

11. Определяем эффективную мощность станка по формуле:

,кВт,

где N_cm - мощность электродвигателя станка, кВт;

з_ст - К.П.Д. станка.

кВт

Необходимо, чтобы выполнялось условие:

N_эф ? N_эф.ст

1,7 ? 7,5

Условие выполняется, значит, обработка вала данным резцом возможна.

4. Организационно-экономическая часть

4.1 Организация труда на рабочем месте

Для достижения высокой производительности труда необходимо не только создать общие благоприятные условия труда, но и рационально организовать рабочее место.

Рабочее место - это зона высокой трудовой деятельности (непосредственного приложения труда) одного или нескольких исполнителей, оснащенная средствами, необходимыми для выполнения производственных заданий. Рабочее место является первичным элементом производственной структуры цехов и участков предприятий.

От организации каждого рабочего места - первичного звена предприятия - зависит эффективная производственная деятельность всего предприятия. На рабочем месте эксплуатируются соответствующие виды основных производственных фондов, здесь находится наиболее мобильная часть оборотных средств - незавершенное предприятие, образуются издержки производства, формируется определенный уровень производительности труда и качества продукции.

Рациональная организация рабочих мест осуществляется под влиянием многих технических, организационных, антропометрических и психологических факторов.

При работе на круглопильных станках, к которым относится торцовочный станок Т1, необходимо соблюдать правила технической эксплуатации в соответствии с производственной инструкцией, разработанной Центральным научно-исследовательским институтом механической обработки древесины.

Во время смены рабочий-станочник выполняет следующие работы:

- перед началом работы принимает, осматривает и налаживает станок;

- принимает пилы от пилоправа и заменяет ими затупившиеся;

- смазывает станок в соответствии с инструкцией и картой смазки;

- включает и останавливает станок;

- осматривает и заправляет в станок материал, производит его обрезку на станке, регулирует длину и ширину выпиливаемых заготовок;

- следит за качеством распиловки, периодически проверяя точность размеров отпиливаемых пиломатериалов и чистоту реза;

- устанавливает скорость подачи материала в соответствии с породой, состоянием древесины, размерами досок;

- следит за работой станка и пил;

- участвует в приемке станка после ремонта.

Помощник станочника выполняет следующие работы:

- принимает выходящие из станка пиломатериалы (бруски, обрезки), осматривает их и укладывает на вспомогательный стол вагонетки или транспортер;

- очищает рабочее место и станок от опилок, обрезков и мусора;

- помогает станочнику в смазке и подготовке станка к работе, а также в подготовке и сортировке материалов для распиливания.

На торцовочную операцию пиломатериал поступает после распиливания на пилораме и станках с продольной распиловкой. Перемещение тяжелых заготовок и готовых брусков осуществляется на специальных тележках, двигающихся по рельсам.

Во время распиливания материала станочник находится с боку станка. Его обе руки заняты нажатием кнопок (управление двухкнопочное), поэтому исключается попадание пальцев в зону пиления.

Помощник станочника подправляет доски и убирает обрезки специальным толкателем в целях безопасности. Оба работника используют специальные наушники, так как во время пиления создается повышенный шум.

Отходы пиления (обрезки, опилки, стружка) помощник помещает на специальный транспортер, который вывозит их с территории цеха.

Принимая смену, станочник должен осмотреть и проверить состояние основных рабочих частей станка, а также проверить очищен ли станок и рабочее место от опилок, обрезков и другого мусора; выяснить, как работал станок в предыдущей смене, какие были простои и неполадки в работе станка и их причины, какой производился ремонт. Кроме того, станочник проверяет качество подготовки и установки пил, исправность и наличие предохранительных и оградительных приспособлений на станке.

Осматривая станок, станочник проверяет:

- нет ли биения и излишнего разбега пильного вала;

- правильно ли установлены и закреплены пилы на пильном валу;

- исправность каретки;

- исправность смазочных устройств станка и заправку их смазкой, наличие масленки у станка;

- исправна ли ременная передача, достаточно ли натяжение.

При осмотре движущихся частей станка следует устранить попавшие в них обрезки, запрессованные опилки, кору и пр.

Станочник получает от сменного мастера задание с указанием, на какие изделия и размеры производить распиловку, определяет необходимую величину подачи материала.

После наладки станка станочник производит его пробный пуск, проверяет исправность действия включающего и выключающего устройств.

Перед пуском станка (в начале работы) станочник должен проверить, не оставлены ли посторонние предметы и инструменты на движущихся частях станка.

Убедившись, что оградительные и предохранительные приспособления в исправности и находятся на своих местах в нужном положении, а пила надежно закреплена на пильном валу и, опробовав действие механизмов движения пилы и направляющих устройств, станочник предупреждает окружающих о пуске станка.

При прекращении подачи электроэнергии станочник обязан выключить привод станка, чтобы с возобновлением ее подачи не произошло неожиданного произвольного пуска.

После пуска станок должен некоторое время работать вхолостую, чтобы станочник мог прослушать ход станка.

Подачу материала в станок можно начинать только после того, как пильный вал будет вращаться с полным числом оборотов.

Если обнаружены ненормальные стуки, следует остановить станок и выяснить причины их появления. Обо всех неисправностях станка, выявленных во время приемки смены, следует немедленно сообщить сменному мастеру.

По окончании работы станочник должен сдать сменщику станок, инструменты и рабочее место в чистоте и порядке и сообщить ему какие были в работе неполадки, что сделано для их устранения, что еще должно быть сделано.

Продолжительность смены составляет восемь часов. Из них 30 минут используется на отдых работников и подналадку станка. В середине смены -часовой обеденный перерыв.

Приемка пил от пилоправной мастерской и их смена:

Особое внимание следует уделять режущему инструменту, от состояния которого во многом зависит качество получаемой продукции.

Перед установкой пилы на станок станочник должен тщательно осмотреть ее. К установке не допускаются пилы, имеющие плохо заточенные зубья или зубья с искаженным профилем (заостренными впадинами, слишком малым или большим передним углом). На режущих кромках зубьев не должно быть заусенцев.

Пилы с двумя и более сломанными зубьями, расположенными рядом, а также с неправильно прокованным диском (крыловатость, большие «зажоги», вмятины и выпучины) или с неправильно разделенными зубьями (развод сделан на разные величины) нельзя устанавливать на станке. Их следует вернуть в пилоправную мастерскую.

Если на диске пилы имеется небольшая трещина во впадине зуба, то такую пилу можно установить на станке при условии, что в конце трещины просверлено отверстие. В остальных случаях пилы с трещинами использовать нельзя.

Пилы должны быть очищены от смолы, ржавчины и грязи.

Диаметр пилы должен соответствовать толщине и ширине распиливаемого материала.

Пилы следует менять в следующем порядке:

- снять или отвести в сторону ограждение пилы;

- отвинтить зажимную гайку пилы, снять ее и прижимную шайбу;

- снять зажимные втулки;

- снять затупившуюся пилу и установить новую, надеть втулки, шайбу и до отказа завернуть гайку.

Необходимо следить за тем, чтобы пила была установлена строго центрально (без эксцентриситета), под прямым углом к оси вращения пильного вала и надежно закреплена гайкой. Опорные плоскости шайбы должны иметь ровную поверхность, без зазубрин и быть строго перпендикулярными оси пильного вала.

Необходимо, чтобы пила легко насаживалась на вал о руки и не провертывалась между зажимными втулками во время работы. Допустимый зазор между валом и кромками отверстия пилы не должен превышать 0,2 мм. Гайка, закрепляющая пилу, должна иметь резьбу, обратную направлению вращения пилы.

Нужно следить, чтобы при закреплении пилы между ней и втулками, а также шайбой не попали опилки и грязь.

4.2 Технико-экономическое обоснование проекта

4.2.1 Определение источников экономической эффективности

Проектируемый торцовочный станок Т1 предназначен для поперечной распиловки досок на планки по длине заготовок бельевых зажимов. При обработке заготовок столь малых размеров на типовых деревообрабатывающих станках (например, ЦКБ-40) происходит перерасход электроэнергии, мощности. Торцовочный станок модели Т1 отличается несложной конструкцией, небольшими габаритами, малой мощностью, простотой в управлении и безопасностью в работе.

Источником экономической эффективности при производстве станка Т1 является снижение расхода энергии.

4.2.2 Оценка затрат на производство станка

Затраты на осуществление производственно-технологической разработки делятся на капитальные и текущие затраты.

Капитальные затраты на производство торцовочного станка Т1 включают в себя затраты на материалы и комплектующие, на заработную плату работников, участвующих в процессе создания станка.

В основе расчета капитальных вложений лежит использование соответствующей проектно-сметной и технической документации, действующих цен, норм и нормативов.

Исходными данными для проведения расчета являются: спецификации основных сборочных единиц, входящих в разрабатываемый станок; нормы трудоемкости по видам работ и средние разряды работ на изготовление деталей, сборку, настройку, регулировку станка в целом; часовые тарифные ставки по разрядам работ, видам и условиям труда; действующие цены на материалы и комплектующие; нормативы накладных расходов и начислений на заработную плату.

Расчет затрат на материалы и комплектующие представлен в табл. 4.1.

Заработная плата определяется исходя из нормы времени на выполнение работ каждого исполнителя и тарифной ставки соответствующего разряда (среднечасовой заработной платы). Норма времени определяется экспертным путем.

Таблица 4.1

Расчет стоимости материалов и комплектующих

<...

Наименование	Марка, тип	Единица измерения	Потребное количество	Цена за единицу, руб.	Стоимость, руб.
1	2	3	4	5	6
Материал
швеллер №10	СтЗ	кг	93,7	17,99	1685,66
уголок 32x32x3	СтЗ	кг	0,4	18,2	7,28
уголок 40x40x3	СтЗ	кг	0,68	18,52	12,59
уголок 20x20x3	СтЗ	кг	0,32	18	5,76
уголок 80x50x5	СтЗ	кг	0,45	18,7	8,42
уголок 75x50x8	Сталь 35	кг	3,4	18,9	64,26
лист S=2 мм	СтЗ	кг	45,48	19,6

Подобные документы

• Привод торцовочного станка

  Назначение, характеристика и описание работы станка. Расчет и проектирование привода торцовочного станка. Разработка технологического процесса изготовления пильного вала, описание каждой операции. проектирование токарного проходного упорного резца.
  
  дипломная работа [2,4 M], добавлен 10.05.2011
  

• Модернизация привода главного движения станка 2Л53У

  Назначение станка и область применения. Выбор структуры привода главного движения. Определение технических характеристик станка. Силовой, прочностной расчет основных элементов привода главного движения. Проверочный расчёт подшипников и валов на прочность.
  
  курсовая работа [624,1 K], добавлен 25.10.2013
  

• Проектирование токарного станка

  Служебное назначение станка. Расчет режимов резания, валов, зубчатой и клиноременной передач. Выбор электродвигателя. Разработка кинематической структуры станка. Определение числа скоростей привода главного движения. Проектирование шпиндельного узла.
  
  курсовая работа [911,9 K], добавлен 15.04.2015
  

• Расчет привода станка 6Т12

  Проектирование привода главного движения вертикально-фрезерного станка на основе базового станка модели 6Т12. Расчет технических характеристик станка, элементов автоматической коробки скоростей. Выбор конструкции шпинделя, расчет шпиндельного узла.
  
  курсовая работа [2,4 M], добавлен 22.04.2015
  

• Проектирования привода главного движения станка

  Устройство и работа вертикально–сверлильного станка. Проектирование привода со ступенчатым регулированием. Построение диаграммы чисел вращения шпинделя. Расчет чисел зубьев передач привода. Анализ структурных сеток. Расчет бесступенчатого привода.
  
  курсовая работа [911,9 K], добавлен 28.05.2013
  

• Проектирование привода главного движения металлорежущего станка

  Изучение основных режимов металлорежущего станка. Кинематический расчёт привода главного движения. Построение графика мощности и момента, силовые расчеты элементов привода, ременной передачи и валов. Привила выбора шлицевых соединений и системы смазки.
  
  курсовая работа [868,5 K], добавлен 28.01.2014
  

• Силовой, прочностной расчет основных элементов привода главного движения

  Назначение станка, выполняемые операции. Расчёт диаметров валов и предварительный выбор подшипников. Разработка конструкции, расчет шпиндельного узла на точность, жесткость, виброустойчивость. Выбор системы смазывания станка, привода. Силовой расчет вала.
  
  курсовая работа [231,8 K], добавлен 12.09.2014
  

• Модернизация привода главного движения станка с ЧПУ

  Обоснование методов модернизации привода главного движения станка модели 1740РФ3. Техническая характеристика станка, особенности расчета режимов резания. Расчет привода главного движения с бесступенчатым регулированием. Построение структурного графика.
  
  курсовая работа [3,0 M], добавлен 28.09.2010
  

• Проектирование привода главного движения вертикально-сверлильного станка

  Кинематический расчет привода главного движения коробки скоростей. Определение реакций опор вала. Расчет шлицевого и шпоночного соединений; вала на прочность. Проверка подшипников на динамическую грузоподъемность. Проектирование ременной передачи.
  
  контрольная работа [164,8 K], добавлен 16.01.2015
  

• Модернизация привода главного движения и привода подач вертикального фрезерного станка ВМ127М

  Разработка кинематики привода подач и привода главного движения токарно-винторезного станка. Определение назначения станка, расчет технических характеристик. Расчет пары зубчатых колес. Разработка кинематики коробки подач, редуктора и шпиндельного узла.
  
  курсовая работа [970,1 K], добавлен 05.11.2012
  

• Модернизация привода главного движения вертикально-сверлильного станка

  Изучение процесса модернизации привода главного движения вертикально-сверлильного станка модели 2А135 для обработки материалов. Расчет зубчатых передач и подшипников качения. Кинематический расчет привода главного движения. Выбор электродвигателя станка.
  
  курсовая работа [888,2 K], добавлен 14.11.2011
  

• Проектирование привода главного движения горизонтально-фрезерного станка

  Кинематический расчет коробки скоростей привода главного движения горизонтально-фрезерного станка. Прочностной расчет зубчатых колес, их диаметров, ременной передачи, валов на статическую прочность и выносливость. Определение грузоподъемности подшипников.
  
  курсовая работа [730,7 K], добавлен 27.05.2012
  

• Расчет привода главного движения токарного станка

  Выбор режимов резания на токарных станках. Эффективная мощность привода станка. Выбор типа и кинематической схемы механизма главного движения. Расчет коробки скоростей, основных конструктивных параметров деталей привода. Определение чисел зубьев шестерен.
  
  курсовая работа [874,8 K], добавлен 20.02.2013
  

• Проект привода главного движения токарного патронно-центрового станка с ЧПУ модели 1720ПФ30

  Описание конструкции станка 1720ПФ30 и ее назначение, технические характеристики, и кинематическая схема. Выбор основных геометрических параметров коробки скоростей. Расчет режимов резания и определение передаточных чисел. Расчет шпиндельного узла.
  
  курсовая работа [360,7 K], добавлен 13.06.2015
  

• Проектирование коробки скоростей фрезерного станка

  Рациональная схема механизма коробки скоростей фрезерного станка. Конструкция узлов привода главного движения. Расчет крутящих моментов и мощности, выбор электродвигателя. Обеспечение технологичности изготовления деталей и сборки проектируемых узлов.
  
  курсовая работа [594,0 K], добавлен 14.10.2012
  

• Разработка привода главного движения станка модели 1Б140

  Назначение станка, выполняемые операции, определение технических характеристик. Выбор структуры, кинематический расчет привода главного движения. Разработка конструкции, расчет шпиндельного узла на точность, жесткость, виброустойчивость. Система смазки.
  
  курсовая работа [328,5 K], добавлен 22.10.2013
  

• Расчет привода главного движения радиально-сверлильного станка

  Разработка привода главного движения радиально-сверлильного станка со ступенчатым изменением частоты вращения шпинделя. Расчет мощности привода и крутящих моментов, предварительных диаметров валов и зубчатых колес. Система смазки шпиндельного узла.
  
  курсовая работа [800,9 K], добавлен 07.04.2012
  

• Модернизация привода главного движения станка модели 6С12

  Общая характеристика и назначение вертикально-фрезерных станков. Особенности модернизации привода главного движения станка модели 6С12 с бесступенчатым изменением частоты вращения шпинделя. Компоновочная схема привода с указанием его основных элементов.
  
  курсовая работа [447,4 K], добавлен 09.09.2010
  

• Модернизация токарного станка с ЧПУ модели 16К20Т1

  Назначение и краткая характеристика станка базовой модели. Основные недостатки конструкции. Описание основных узлов и датчиков линейных перемещений. Расчет модернизации привода главного движения, коробки скоростей и привода вращения осевого инструмента.
  
  курсовая работа [3,1 M], добавлен 20.01.2013
  

• Проектирование привода главного движения станка 2А620Ф2-1-2 со ступенчатым изменением частоты вращения шпинделя

  Назначение горизонтально-расточного станка 2А620Ф2-1-2, анализ конструкции привода главного движения. Определение частот вращения шпинделя. Построение структурной схемы привода со ступенчатым изменением частоты вращения. Расчет коробки скоростей.
  
  курсовая работа [917,2 K], добавлен 17.01.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам