K	Xs	Ys	Zs
0,15	-0,33	0,19	0,2

(мм/об)

Из паспорта станка выбираем S=0,57 (мм/об)

Скорость резания:

Где Cv=350; X=0,15; y=0,35: m=0,2 [1, с.271, т.17]

Среднее значение стойкости Т при одноинструментальной обработке Т=30-60 (мин).

Выбираем T=40 (мин).

K_цV=1; К_ц1v=0,87 [1, с.271, т.18]

Расчётная частота вращения шпинделя станка:

Из паспорта станка выбираем n=315 (об/мин)

Основное время обработки

Сила резания

С_Р=300, x=1, y=0,75, n=-0,15 [1, с.273, т.22]

[1, с.275, т.23]

Мощность резания

Расчет для обработки поверхности 2

Для данной обработки выбираем токарный проходной упорный отогнутый резец с углом в плане 90 с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18870 - 73 Т.к. материал детали труднообрабатываемая хромоникелевая сталь, руководствуясь справочной литературой в качестве инструментального материала выбираем твердый сплав Т15К6 [1, с.116, т.3]

Резец представлен на рисунке 2.7

Геометрические параметры резца представлены в таблице 2.20

Таблица 2.20 Геометрические параметры проходного упорного отогнутого резца

h	b	L	n	l	R
16	10	100	4	10	1,5

Углы заточки: передний угол г=-15^о, задний угол б=15^о [1, с.112]

Глубина резания при черновой обработке равна припуску z=t=1,8 мм [с.26, т.2.9].

При черновом точении подачу рассчитываем по формуле Чебышева [4, с.25, т.3].

Коэффициенты представлены в таблице 1.1.3.2 [4, с.25, т.3].

Таблица 2.21 Коэффициенты для расчета подачи

K	Xs	Ys	Zs
0,15	-0,33	0,19	0,2

(мм/об)

По паспорту станка выбираем подачу S=0,52 (мм/об)

Скорость резания:

Cv=340; X=0,15; y=0,45: m=0,2 [1, с.269, т.187]

T=40 мин

K_цV=0,7; [1, с.271, т.18]

Расчётная частота вращения шпинделя станка:

Из паспорта станка выбираем n=80 (об/мин)

Основное время обработки

Сила резания

С_Р=300, x=1, y=0,75, n=-0,15 [1, с.273, т.22]

[1, с.275, т.23]

Мощность резания

Расчет обработки поверхности 3

Для данной обработки выбираем токарный проходной упорный отогнутый резец с углом в плане 90 с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18870 - 73 Т.к. материал детали труднообрабатываемая хромоникелевая сталь, руководствуясь справочной литературой в качестве инструментального материала выбираем твердый сплав Т15К6 [1, с.116, т.3]

Резец представлен на рисунке 2.7

Геометрические параметры резца представлены в таблице 2.22

Таблица 2.22 Геометрические параметры проходного упорного отогнутого резца

h	b	L	n	l	R
16	10	100	4	10	3

Углы заточки: передний угол г=-15^о, задний угол б=15^о [1, с.112]

Глубина резания при черновой обработке равна припуску z=t=2 мм [с.26, т.2.9]

Выбираем подачу [1, с.266, т.11].

S=0,7 мм/об

Из паспорта станка выбираем подачу S=0,78 (мм/об).

Скорость резания:

Cv=340; X=0,15; y=0,45: m=0,2 [1, с.269, т.17]

T=40 мин

K_цV=0,7; [1, с.271, т.18]

Расчётная частота вращения шпинделя станка:

Из паспорта станка выбираем n=400 (об/мин)

Основное время обработки

Сила резания

С_Р=300, x=1, y=0,75, n=-0,15 [1, с.273, т.22]

[1, с.275, т.23]

Мощность резания

Расчет обработки поверхности 1

Для данной обработки выбираем токарный проходной упорный отогнутый резец с углом в плане 90 с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18870 - 73 Т.к. материал детали труднообрабатываемая хромоникелевая сталь, руководствуясь справочной литературой в качестве инструментального материала выбираем твердый сплав Т15К6 [1, с.116, т.3]

Резец представлен на рисунке 2.7

Геометрические параметры резца представлены в таблице 2.23

Таблица 2.23 Геометрические параметры проходного упорного отогнутого резца

h	b	L	n	l	R
16	10	100	4	10	3

Углы заточки: передний угол г=-15^о, задний угол б=15^о [1, с.112]

Глубина резания при обработке t=2,1 (мм)

Выбираем подачу [1, с.266, т.11].

S=0,7 мм/об

Из паспорта станка выбираем подачу S=0,78 (мм/об).

Скорость резания:

Где Cv=340; X=0,15; y=0,45: m=0,2 [1, с.269, т.17]

T=40 мин

K_цV=0,7 [1, с.271, т.18]

Расчётная частота вращения шпинделя станка:

Из паспорта станка выбираем n=630 (об/мин)

Основное время обработки

Сила резания

С_Р=300, x=1, y=0,75, n=-0,15 [1, с.273, т.22]

[1, с.275, т.23]

Мощность резания

Рассчитаем суммарное основное время:

2.11.2 Расчет режимов резания операции 105 «Токарно-револьверная»

Эскиз обработки представлен на рисунке 2.8

Рисунок 2.8 Эскиз обработки

Расчет для перехода 1 - сверление

Выбор режущего инструмента.

Для сверления отверстия диаметром 14,4 используем спиральное сверло с коническим хвостовиком по ГОСТ 10903-77 [1, с.137, т.40]. Т.к. материал детали труднообрабатываемая хромоникелевая сталь, руководствуясь справочной литературой в качестве инструментального материала выбираем быстрорежущую сталь Р6М5 [1, с.116, т.3]

Эскиз сверла приведен на рисунке 2.14

Рисунок 2.9 Эскиз сверла

Геометрические параметры инструмента представлена в таблице 2.24

Таблица 2.24 Геометрические параметры инструмента

D	L	l
14,4	120	60

Под глубиной резания при сверлении подразумевается расстояние от обрабатываемой поверхности до оси сверла (при сверлении в сплошном металле): t=D/2=7,2 мм.

Выбор величины подачи.

Назначаем величину подачи в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра обработки, материала инструмента и др. технологических факторов [1, с.277, т.25]. Подача S_рек=0,3мм/об. Поправочный коэффициент при К=0,8

S_расч=

Расчет скорости резания.

Скорость резания при сверлении рассчитывается по формуле [1, с.176]:

,

где С_v=3,5, q=0,50, y=0,45, m=0,12 [1, с.278, т.28]; Т=25мин [1, с.279, т.30].

Общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

,

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств на скорость резания:

Для хромоникелевых сталей [1, с.262, т.1]: .

При обработке сверлами из быстрорежущей стали [1, с.262, т.1]: n_v=1.

у_в =960 МПа

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (заготовка-поковка) [1, с.263, т.5]:Knv = 0,8

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала[1, с.263, т.6]:Kuv = 1 ;

Таким образом скорость резания будет равна:

(м/мин)

Расчет крутящего момента и осевой силы:

крутящий момент при сверлении рассчитывают по формуле:

где С_м=0,041, q=2,0, y=0,7 [1, с.281, т.32];

осевую силу рассчитывают по формуле:

;

где С_р=143, q=1,0, y=0,7 [1, с.281, т.32];

;

Таким образом:

(Н*м);

(Н).

Расчет частоты вращения сверла

(об/мин).

Расчет мощности резания.

Мощность резания определяют по формуле:

(кВт).

Мощность станка

Выбираем токарно-револьверный станок 1Г340 [1, с.13, т.7]

Параметры:

Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм 320

Наибольшие размеры обточки штучных заготовок в патроне, мм;

Диаметр, мм 120

длина 150

Расстояние от торца шпинделя до передней грани револьверной

головки, мм 70-500

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 6

Габаритные размеры мм;

длина 5170

ширина 1200

высота 1400

Масса с приставным оборудованием, кг 3000

Ряд частот вращения, об/мин:

12,5 16 20 25 31,5 40 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000

Ряд продольных подач, мм/об:

0,070 0,074 0,084 0,097 0,110 0,120 0,130 0,140 0,150 0,117 0,195 0,210 0,230 0,260 0,280 0,300 0,34 0,39 0,43 0,47 0,52 0,57 0,61 0,7 0,78 0,87 0,95 1,04 1,14 1,21 1,4 1,56 1,76 1,9 2,08 2,29 2,42 2,8 3,12 3,48 3,8

Из паспорта станка выбираем подачу, близкую к расчетной

S=0,23 мм/об

Таким образом скорость резания будет равна:

м/мин

Расчет частоты вращения сверла

(об/мин).

Из паспорта станка выбираем n=315 об/мин

Фактическая скорость резания:

(м/мин)

Крутящий момент равен:

(Н*м);

Осевая сила равна:

(Н).

Расчет режимов резания для перехода «зенкеровать отверстие 1»

Выбор режущего инструмента.

Для обработки отверстия в диаметр 15,8 мм выбираем зенкер цельный твердосплавный с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 21543-76. Т.к. материал детали труднообрабатываемая хромоникелевая сталь, по рекомендациям справочной литературы в качестве инструментального материала выбираем твердый сплав Т15К6

[1, с.116, т.3]. Эскиз зенкера приведен на рисунке 2.15.

Рисунок 2.10 Эскиз зенкера

Назначение глубины резания.

Глубина резания при зенкеровании (мм), где z - припуск [с.28, т.2.9]

Расчет величины подачи.

Назначаем величину подачи в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра обработки, материала инструмента и др. технологических факторов [1, с.277, т.26] Подача 0,6…0,7мм/об. S_расч=0,7мм/об.

Из паспорта станка выбираем подачу S=0,7 мм/об

Расчет скорости резания.

Скорость резания при зенкеровании рассчитывается по формуле:

,

где С_v=18, q=0,6,х=0,2, y=0,3, m=0,25 [1, с.279, т.29]; Т=25мин [1, с.279, т.30].

Общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

,

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств на скорость резания:

для хромоникелевых сталей [1, с.262, т.1]

n_v=1 [1, с.262, т.1] при обработке зенкерами из твердого сплава

у_в =960 МПа

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (заготовка-поковка) [1, с.263, т.5]:

Knv = 1

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала [1, с.263, т.6]:

Kuv = 1

;

Таким образом скорость резания будет равна:

(м/мин).

Расчет крутящего момента и осевой силы:

крутящий момент при зенкеровании рассчитываем по формуле:

где С_м=0,106, q=1,0, х=0,9, y=0,8 [2. стр.281, т.32];

осевую силу рассчитываем по формуле:

;

где С_р=140, х=1,2, y=0,65 [1 стр.281, т.32];

;

Таким образом:

(Н*м);

(Н).

Расчет частоты вращения сверла

(об/мин).

Согласно паспортным данным станка принимаем: n_прин=400(об/мин).

Фактическая скорость резания:

(м/мин)

Расчет мощности резания.

Мощность резания определяют по формуле:

(кВт).

Расчет основного машинного времени:

(мин)

Расчет режимов резания для перехода «развернуть отверстие 1».

Выбор режущего инструмента.

Для обработки отверстия в диаметр 16 мм, выбираем развертку машинную цельную с коническим хвостовиком по ГОСТ 1672-80. Эскиз развертки представлен на рисунке 2.16. Т.к. материал детали труднообрабатываемая хромоникелевая сталь, руководствуясь справочной литературой в качестве инструментального материала выбираем быстрорежущую сталь Р6М5 [1, с.116, т.3].

Рисунок 2.11 Эскиз развертки

Назначение глубины резания.

Глубина резания при развертывании:

 (мм),

где z - припуск [стр.28, табл.2.9]

Расчет величины подачи.

Назначаем величину подачи в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра обработки, материала инструмента и др. технологических факторов [1, с.278, т.27]. Подача

1 мм/об. Из паспорта станка выбираем подачу S=1,04 мм/об

Расчет скорости резания.

Скорость резания при зенкеровании рассчитывается по формуле:

,

где С_v=10,5, q=0,3, х=0,2, y=0,65, m=0,4 [2, стр.279, т.29]; Т=40мин [1, с.279, т.30].

Таким образом скорость резания будет равна:

м/мин

Расчет частоты вращения сверла.

об/мин.

Согласно паспортным данным станка принимаем: n_прин=80 об/мин.

Фактическая скорость резания:

м/мин

Расчет мощности резания

Мощность резания определяют по формуле:

кВт.

Расчет основного машинного времени:

мин

Расчет суммарного основного времени:

суммарное основное время складывается из основного времени каждого перехода.

Таким образом:

2.11.3 Расчет режимов резания операции 125 «Протяжная»

Эскиз обработки представлен на рисунке 2.12

Рисунок 2.12 Эскиз обработки

Параметры протягиваемого контура:

Шлицевое отверстие:

Модуль m=1

Число зубьев z=14

Делительный диаметр d=14 мм

Диметр вершин мм

Диаметр впадин мм

Длина обработки l=34 мм

Схема протягивания представлена на рисунке 2.13:

Рисунок 2.13 Схема протягивания

Определим группу скорости резания [1, с.299, т.53]:

группа скорости резания: I I (при твердости НВ 260, для хромоникелевых сталей)

Определим допускаемую скорость протягивания [1, с.299, т.52]:

допускаемая скорость протягивания: 7 (м/мин) ( для шлицевых протяжек и точности шлицев 8 квалитета).

Определим геометрические параметры протяжки [1, с.167]:

шаг зубьев протяжки (мм)

рабочая высота профиля (мм)

радиус закругления (мм)

Сопоставим полученные значения с табличными [1, с. 171, табл.62]:

Принятые значения представлены в таблице 2.25

Профиль с нормальной канавкой показан на рисунке 2.14

Рисунок 2.14 Профиль с нормальной канавкой

Таблица 2.25 Принятые геометрические параметры протяжки

t	h	r	b	r1	F, мм2
6	3,6	1,8	3,5	5,5	6,6

Рекомендуемые форма и размеры (мм) профиля чистовых и калибрующих зубьев принимаем по табл. 63 [1, с.173].

Профиль чистовых и калибрующих зубьев представлен на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 Профиль чистовых и калибрующих зубьев



Определим средний шаг чистовых зубьев

Т.к протяжка имеет черновые и чистовые зубья, то припуск разделяется на черновой и чистовой:

Определим подачу на зуб для шлицевой протяжки S_z [1, с.173, т.64]

S_z=0,1 (мм)

Определим числа поясов зубьев черновой, чистовой и калибрующей частей протяжки

Определим рабочую длину протяжки (мм) [2, с.45]:

Определим периметр обрабатываемого профиля (мм) [2, с.45]:

Определим удельную силу резания, приходящуюся на 1 мм периметра , и

[1, с.300, т.54]:

(Н/мм)

(Н/мм)

Определим усилие резания (Н):

Определим эффективную мощность резания:

- КПД станка

Определим основное технологическое время:

Коэффициент уточнения [1, с.301, т.55]

Выбор оборудования:

Горизонтальный протяжной полуавтомат для внутреннего протягивания 7Б56

Номинальная тяговая сила, кН: 200

Наибольшая длина хода салазок: 1600

Размер рабочей поверхности опорной плиты мм: 450х450

Скорость рабочего хода протяжки, м/мин: 1,5 - 13

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт: 30

Масса, кг:7450

2.11.4 Расчет режимов резания операции 110 «Фрезерная»

Операционный эскиз представлен на рисунке 2.16

Рисунок 2.16 Операционный эскиз

Выбор инструмента.

Для фрезерования паза выбираем торцовую фрезу ГОСТ 9304-69, Т.к. материал детали труднообрабатываемая хромоникелевая сталь, руководствуясь справочной литературой в качестве инструментального материала выбираем быстрорежущую сталь Р6М5 [1, с.116, т.3] Эскиз фрезы представлен на рисунке 2.17. Основные размеры фрезы приведены в таблице 2.26

Рисунок 2.17 Эскиз фрезы

Таблица 2.26 Основные размеры фрезы

D	L	d	Число зубьев
40	32	16	10

Определение глубины и ширины фрезерования.

Ширина фрезерования В=6мм, глубина фрезерования t=3мм.

Определение подачи.

Подача на зуб: S_z=0,06 [1, с.284, т.35].

Определение скорость резания.

Окружная скорость фрезы определяется по формуле:

;

где C_v=49,6, q=0,15, x=0,2, y=0,3, u=0,2, p=0,1, m=0,14 [1, с.287, т.39];

Т=120мин [1, с.290, т.40];

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств на скорость резания:

[1, с.262, т.1] для хромоникелевых сталей

n_v=1 [1, с.262, т.1] при обработке сверлами из быстрорежущей стали

у_в =960 МПа

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (заготовка-поковка) [1, с.263, т.5]:

Knv = 0,8

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала

[1, с.263, т.6]: Kuv = 1

;

Таким образом скорость резания будет равна:

(м/мин).

Определение силы резания.

Окружная сила резания при фрезеровании вычисляется по формуле:

,

где С_р=82,5, х=0,95, у=0,8, u=1,1, q=1,1, w=0;

Частота вращения шпинделя вычисляется по формуле:

(об/мин);

Таким образом сила резания будет равна:

(Н).

Определение крутящего момента.

Крутящий момент на шпинделе вычисляется по формуле:

(Н*м).

Определение мощности резания.

Эффективная мощность резания определяется по формуле:

(кВт).

Выбор станка.

Выбираем вертикально-фрезерный станок 6550.

Основные данные.

Размеры рабочей поверхности стола (ширина х длина) 250х630

Наибольшее перемещение стола:

продольное 500

поперечное 250

вертикальное 350

Наибольший угол поворота шпиндельной головки 45

Число скоростей шпинделя 12

Частота вращения шпинделя, об/мин 63-2800

Подача (бесступенчатое регулирование), мм/мин

стола 5-1500

шпиндельной бабки 5-1500

Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин 5000

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 2,2

Габаритные размеры:

длина 1250

ширина 1205

высота 1630

Масса, кг 830

Строим ряд частот вращения шпинделя: ;

Значения частот вращения заносим в таблицу 2.27

Таблица 2.27 Значения частот вращения шпинделя.

63	90	125	180	250	350
500	700	1000	1400	2000	2800

Согласно посчитанным значениям выбираем частоту вращения шпинделя n_прин=180 об/мин.

Определяем фактическую скорость резания:

(м/мин).

Рассчитаем минутную подачу фрезы:

 (мм/мин)

Расчет основного времени.

(мин).

Для фрезерования 2 лысок время будет: Т_о==0,204(мин).

2.11.5 Расчет режимов резания операции 135 «Шлифовальная»

Эскиз обработки представлен на рисунке 2.18

Рисунок 2.18 Эскиз обработки

Расчет поверхности 1

Выбор абразивного инструмента.

Для шлифования поверхности 1 выбираем шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке ПП 90х20х25 14А 40-П С1 3К5 А 1 50

14А - материал шлифовального круга, нормальный электрокорунд [1, с.242].

40-П - зернистость шлифовального круга [1, с.245, т.245].

С1 - шлифовальный круг средней твердости [1, с.248].

3 - номер структуры [1, с.249, т.167]

К5 - связка керамическая [1, с.166]

А - класс точности шлифовального круга [1, с.250].

1 - класс неуравновешенности шлифовального круга [1, с.250].

50 - предельно допустимая скорость резания м/мин [1, с.250].

Эскиз шлифовального круга представлен на рисунке 2.19

Рисунок 2.19 Эскиз шлифовального круга.

Окружную скорость заготовки можно определить как:

(м/мин);

Частоту вращения заготовки определяем по формуле:

(об/мин);

Окружную скорость абразивного круга принимаем [1, с.301, т.55]: V_к=30(м/с);

Рассчитываем поперечную подачу (глубину шлифования) на один ход стола:

(мм/ход);

Вычисляем основное время обработки в соответствии с полным циклом

Определяем эффективную мощность шлифования.

(кВт);

По рассчитанной эффективной мощности выбираем круглошлифовальный станок модели 3А110В.

Технические данные станка.

Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки, мм:

Диаметр140

Длина200

Рекомендуемый диаметр шлифования, мм:

Наружного3-30

Внутреннего5-25

Наибольшая длина шлифования, мм:

Наружного180

Внутреннего50

Высота центров над столом, мм115

Наибольшее продольное перемещение стола, мм250

Угол поворота стола:

по часовой стрелке5

против часовой стрелки6

Скорость автоматического перемещения стола, м/мин 0,03-2,2

Частота вращения шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием 100-1000

Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки4; 3

Наибольшие размеры шлифовального круга, мм:

наружный диаметр250

высота25

Перемещение шлифовальной бабки, мм:

Наибольшее60

на одно деление лимба0,0025

за один оборот толчковой рукоятки0,001

Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин

Наружном2680; 3900

Внутреннем40000

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт2,2

Габаритные размеры (с приставным оборудованием):

Длина1880

Ширина2025

Высота2000

Масса (с приставным оборудованием), кг2000

Согласно с паспортными данными станка принимаем:

Скорость заготовки V₃=15(м/мин), тогда частота вращения заготовки:

(об/мин);

Принимаем n=200 об/мин

Частоту вращения круга принимаем: n_прин=10000(об/мин), после чего вычисляем действительную окружную скорость круга:

(м/с).

Проверяем посчитанную эффективную мощность на достаточность мощности станка:

;

Условие выполняется.

Проверяем энергетические режимы шлифования на условие бесприжоговости:

(кВт),

- условие бесприжоговости выполняется.

Расчет поверхности 2

Выбор абразивного инструмента.

Для шлифования поверхности 2 выбираем шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке ПП 60х10х3 90х20х25 14А 40-П С1 3К5 А 1 50. Эскиз шлифовального круга представлен на рисунке 2.19

Окружную скорость заготовки можно определить как:

(м/мин);

Частоту вращения заготовки определяем по формуле:

(об/мин);

Из паспорта станка принимаем n=200 об/мин

Окружную скорость абразивного круга принимаем [1, стр.301, табл.55]: V_к=30(м/с);

Рассчитываем поперечную подачу (глубину шлифования) на один ход стола:

(мм/ход);

Вычисляем основное время обработки в соответствии с полным циклом



Определяем эффективную мощность шлифования.

(кВт);

Частоту вращения круга принимаем: n_прин=10000(об/мин), после чего вычисляем действительную окружную скорость круга:

(м/мин).

Расчет поверхности 7

Выбор абразивного инструмента.

Для шлифования поверхности 7 выбираем шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке ПП 60х10х3 90х20х25 14А 40-П С1 3К5 А 1 50. Эскиз шлифовального круга представлен на рисунке 2.19

Т.к поверхность 2 и поверхность 7 образует комплекс поверхностей, то режимы резания обоих поверхностей будут одинаковы. Различие будет только в наличии радиальной подачи при подрезке поверхности 7

S_p=0,075 мм/об [1, с.301, т.55]

Расчет поверхности 3

Выбор абразивного инструмента.

Для шлифования поверхности 3 выбираем шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке ПП 90х20х25 14А 40-П С1 3К5 А 1 50. Эскиз шлифовального круга представлен на рисунке 2.19

Окружную скорость заготовки можно определить как:

(м/мин);

Частоту вращения заготовки определяем по формуле:

(об/мин);

Из паспорта станка принимаем n=200 об/мин

Окружную скорость абразивного круга принимаем [1, с.301, т.55]: V_к=30(м/с);

Рассчитываем поперечную подачу (глубину шлифования) на один ход стола:

(мм/ход);

Вычисляем основное время обработки в соответствии с полным циклом



Определяем эффективную мощность шлифования.

(кВт);

Частоту вращения круга принимаем: n_прин=1000(об/мин), после чего вычисляем действительную окружную скорость круга:

(м/мин).

Расчет поверхности 6

Выбор абразивного инструмента.

Для шлифования поверхности 6 выбираем шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке ПП 90х20х25 14А 40-П С1 3К5 А 1 50. Эскиз шлифовального круга представлен на рисунке 2.19

Т.к поверхность 3 и поверхность 6 образует комплекс поверхностей, значит режимы резания обоих поверхностей будут одинаковы. Различие будет только в наличии радиальной подачи при подрезке поверхности 7

S_p=0,075 мм/об [1, с.301, т.55]

Расчет поверхности 4

Выбор абразивного инструмента.

Для шлифования поверхности 1 выбираем шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке ПП 90х20х25 14А 40-П С1 3К5 А 1 50.

Эскиз шлифовального круга представлен на рисунке 2.19.

Окружную скорость заготовки можно определить как:

(м/мин);

Частоту вращения заготовки определяем по формуле:

(об/мин);

Из паспорта станка принимаем n=200 об/мин

Окружную скорость абразивного круга принимаем [1, с.301, т.55]: V_к=30(м/с);

Рассчитываем поперечную подачу (глубину шлифования) на один ход стола:

(мм/ход);

Вычисляем основное время обработки в соответствии с полным циклом

Определяем эффективную мощность шлифования

(кВт);

Частоту вращения круга принимаем: n_прин=10000(об/мин), после чего вычисляем действительную окружную скорость круга:

(м/мин).

Расчет поверхности 5

Для шлифования поверхности 5 выбираем шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке ПП 60х10х3 90х20х25 14А 40-П С1 3К5 А 1 50. Эскиз шлифовального круга представлен на рисунке 2.19

Т.к поверхность 4 и поверхность 5 образует комплекс поверхностей, то режимы резания обоих поверхностей будут одинаковы. Различие будет только в наличии радиальной подачи при подрезке поверхности 5

S_p=0,075 мм/об [1, с.301, т.55]

Расчет основного операционного времени:

основное операционное время складывается из суммы времени на каждом переходе

2.12 Построение и оптимизация графика загрузки по времени занятости оборудования

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитываться таким образом, чтобы исключить их простой, т.е. нужно выбрать станки по производительности. С этой целью определяют на ряду с другими технико-экономическими показателями критерии, показывающие степень использования каждого станка в отдельности и всех вместе по разработанному ТП.

Для каждого станка в ТП должны быть подсчитаны коэффициент загрузки и коэффициент использования станка по основному времени.

Коэффициент загрузки станка _з определяется как отношение расчетного количества станков, занятых на данной операции процесса, к принятому (фактическому):

Расчетное количество станков определяется как отношение штучного времени на данной операции к такту выпуска:

, , ,

где

a - % группового комплекта запчастей, а=2%,

b - % технически необходимых потерь, b=5%,

c - % незавершенного производства, с=1%,

при N_вып=100 дет.

шт.

, где

р=8 - количество рабочих часов в день,

д=5 - количество рабочих дней в неделю,

н=52 - количество недель в году,

п=2,7 - %праздничных дней в году.

ч.,

112,4 мин.

Рассчитываем расчетное количество станков и коэффициент загрузки для всех операций и заносим в таблицу 2.12.1

Таблица 2.12.1 - Загрузка оборудования.

N	Номер и наименование операции	Тип оборудования	Тшт, мин	Расчетное количество станков	Принятое кол. станков	Коэф.загрузки
1	005 Токарно-револьверная	1Г340	12,80	0,11388	1	0,11
2	010 Токарно-револьверная	1Г340	11,00	0,09786	1	0,09
3	030 Токарно-револьверная	1Г340	16,80	0,14947	1	0,14
4	035 Токарно-револьверная	1Г340	23,60	0,20996	1	0,20
5	040 Токарно-револьверная	1Г340	23,40	0,20819	1	0,20
6	050 Шлифовальная	3А110В	11,21	0,09973	1	0,09
7	055 Шлифовальная	3А110В	9,87	0,08781	1	0,08
8	100 Токарно-револьверная	1Г340	21,56	0,19181	1	0,19
9	105 Токарно-револьверная	1Г340	22,77	0,20258	1	0,20
10	110 Фрезерная	6550	10,71	0,09528	1	0,09
11	130 Токарно-револьверная	1Г340	9,73	0,08657	1	0,08
12	135 Протяжная	7Б56	11,90	0,10587	1	0,10
13	145 Шлифовальная	3А110В	11,20	0,09964	1	0,09
14	150 Шлифовальная	3А110В	12,73	0,11326	1	0,11
15	170 Токарно-револьверная	1Г340	19,00	0,16904	1	0,16
16	175 Токарно-револьверная	1Г340	25,35	0,22553	1	0,22
17	185 Суперфинишная	3Б161	18,10	0,16103	1	0,16
18	205 Суперфинишная	3Б161	15,30	0,13612	1	0,13
19	215 Суперфинишная	3Б161	12,50	0,11121	1	0,11
20	225 Шлифовальная	3А110В	9,35	0,08319	1	0,08
21	240 Шлифовальная	3А110В	8,49	0,07553	1	0,07
22	245 Шлифовальная	3А110В	8,56	0,07616	1	0,07
23	250 Шлифовальная	3А110В	8,56	0,07616	1	0,07
	Сумма		334,49	2,97589	23	2,63

Теперь строим график загрузки оборудования. График выполняется в виде гистограммы, т.е. прямоугольником с различными высотами, соответствующими коэффициентам загрузки станков, расположенных последовательно по горизонтальной оси в порядке выполнения технологического процесса.

График загрузки оборудования представлен на рисунке 2.12.

Анализ построенного графика загрузки оборудования выявит причины, вызвавшие значительные колебания коэффициентов: загрузки отдельных станков, а значит, и отклонение среднего коэффициента загрузки. На основании анализа должны быть внесены предложения по изменению технологического процесса.

м

Рис. 2.121 График загрузки оборудования

Следует учесть, что приведенный средний коэффициент загрузки для мелкосерийного производства предусматривает загрузку станков несколькими деталями, в то время как проект разрабатывают на одну деталь, поэтому в проекте коэффициенты загрузки могут быть меньше приведенных средних.

Для мелкосерийного производства средний коэффициент загрузки оборудования=0,7…0,8, принимаем =0,7.

Оптимизацию графика выполняем следующим образом:

- на тех операциях, на которых слишком загружено оборудование, увеличиваем количество оборудования;

- те операции, на которых недостаточно загружено оборудование, но которые выполняются на однотипном оборудовании, будем выполнять на одном рабочем месте.

В ходе оптимизации нужно стремиться, кроме повышения среднего коэффициента загрузки, к тому, чтобы в большинстве случаев разброс коэффициентов загрузки по операциям не превышал % от среднего значения коэффициента загрузки.

Таблица 2.12.2 - Загрузка оборудования (оптимизированна)

N	Номер и наименование операции	Тип оборудования	Тшт, мин	Расчетное количество станков	Принятое кол. станков	Коэф. загрузки
1	005 Токарно-револьверная	1Г340	12,80	0,11388	1	0,11
2	010 Токарно-револьверная	1Г340	11,00	0,09786	1	0,10
3	030 Токарно-револьверная	1Г340	16,80	0,14947	2	0,07
4	035 Токарно-револьверная	1Г340	23,60	0,20996	2	0,10
5	040 Токарно-револьверная	1Г340	23,40	0,20819	2	0,10
6	050 Шлифовальная	3А110В	11,21	0,09973	1	0,10
7	055 Шлифовальная	3А110В	9,87	0,08781	1	0,09
8	100 Токарно-револьверная	1Г340	21,56	0,19181	2	0,10
9	105 Токарно-револьверная	1Г340	22,77	0,20258	2	0,10
10	110 Фрезерная	6550	10,71	0,09528	1	0,10
11	130 Токарно-револьверная	1Г340	9,73	0,08657	1	0,09
12	135 Протяжная	7Б56	11,90	0,10587	1	0,11
13	145 Шлифовальная	3А110В	11,20	0,09964	1	0,10
14	150 Шлифовальная	3А110В	12,73	0,11326	1	0,11
15	170 Токарно-револьверная	1Г340	19,00	0,16904	2	0,08
16	175 Токарно-револьверная	1Г340	25,35	0,22553	2	0,11
17	185 Суперфинишная	3Б161	18,10	0,16103	2	0,08
18	205 Суперфинишная	3Б161	15,30	0,13612	2	0,07
19	215 Суперфинишная	3Б161	12,50	0,11121	1	0,11
20	225 Шлифовальная	3А110В	9,35	0,08319	1	0,08
21	240 Шлифовальная	3А110В	8,49	0,07553	1	0,08
22	245 Шлифовальная	3А110В	8,56	0,07616	1	0,08
23	250 Шлифовальная	3А110В	8,56	0,07616	1	0,08
	Сумма		334,49	2,97589	32	2,04

Оптимизированный график загрузки представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.12.2 - График загрузки оборудования после оптимизации

2.13 Проектирование участка механического цеха

Проектирование является итерационным процессом, при котором на каждом шаге проектирования в виду недостатка информации вначале применяют приближенное решение, а затем по мере детальной проработки принятое решение уточняют. Проектирование участка механического цеха заключается в составлении плана расположения производственного, подъемно-транспортного и другого оборудования, инженерных сетей, рабочих мест, проездов, проходов и т.д.

Разработка планировки - весьма сложный и ответственный этап проектирования, когда одновременно должны быть решены вопросы осуществления технологического процесса, организации производства и экономики, техники безопасности, выбора транспортных средств, механизации и автоматизации производства, научной организации труда и производственной эстетики.

При предварительной проработке компоновочной схемы общую площадь S_o участка определяют по показателю S_уд.о общей площади, приходящейся на один станок или одно рабочее место:

S_o= S_уд.о*С_п,

где С_п - принятое число станков или рабочих мест.

Этот показатель зависит от габаритных размеров применяемого оборудования (в нашем случае станки средних размеров) и транспортных средств. Последние определяют ширину поездов между рядами станков 1,5 м. Поскольку в составе участка имеется оборудование разных габаритных размеров, для предварительной оценки требуемой площади удобнее пользоваться удельными показателями S_уд.о для аналогичных цехов, обобщенных по ряду действующих заводов. Из этого S_уд.о =20 м² .

S_o=20*32=640 м².

Важным при проектировании является выбор строительных параметров здания.

Так в нашем случае примем сетку колон 12x18, длина здания равна L=72 м, длина участка l=72-3*3=63 м, где 3-ширина проезда между рядами станков и стеной, м.

Ширину участка вычисляем по формуле:

H=;

H==10,1 м.

Ширину участка примем равной 10м.

При размещении оборудования в соответствии с выбранным вариантом необходимо обеспечить установленные нормами расстояния между оборудованием при различных вариантах их размещения, а также ширину проездов (их числовые значения указаны на схеме). Они зависят от габаритных размеров оборудования и устанавливают расстояния от крайних положений движущихся частей станка до открывающихся дверей станков, установленных отдельно стоек и шкафов систем управления, колон и стен здания.

2.14 Проектирование специального контрольно-измерительного приспособления

2.14.1 Назначение приспособления, описание работы

В качестве контрольно-измерительного приспособления было выбрано приспособление с индикаторной головкой для проверки биения.

Измерительная головка состоит из корпуса 1а, циферблата 2а, стрелки 3а, арретира 4а, присоединительной гильзы 5а, измерительного стержня 6а. наконечника 7а, указателя 9а поля допуска изделия и винта 8а точной установки механизма в нулевое положение. Арретир (рычаг) необходим для подъема измерительного стержня перед установкой изделия.

Механизм головки сотоит из двух неравноплечих рычажных пар и одной зубчатой передачи. Перемещение измерительного стержня 10б через рычаг 6б передается малому плечу рычага 13б. Большое плечо рычага 13б передает движение рычагу 1б зубчатого сектора 2б. Зубчатый сектор вращает триб 3б, на оси которого установлены стрелка 15б и втулка со спиральным волоском 14б, устраняющим зазоры в передаче. Измерительное усилие создается двумя пружинами 7б, приклепленному к рычагу 6б. Весь механизм индикатора смонтирован на плате 4б, которая для установки на нуль поворачивается вокруг оси 5б и пружинами 16б прижимается через рычаг 12б к установочному винту 11б. Арретир 8б в свободном состоянии отжимается от рычага 6б пружиной 9б.

На кронштейн припособления 9 ставится индикатор и фиксируется с помощью сухаря 8. На карусе 7 крепится рычаг 6 спомощью оси 2 на которой установлены шарикоподшипники 2.

Измерение биения осуществляетсе следиющим образом:

Деталь устанавливается в специальном приспособлении с делительным диском. Само приспособление устанавливается в шпидель станка с помощью план-шайбы. Контрольно-измерительное приспособление устанавливается в задную бабку с помощью 3-х лепестковой цанги, и подводится в отрестие детали. Далее индикатор настраивают на ноль и приспособление с деталью вращаеся на малой подаче и снимаются показания с индикатора.

2.14.2 Проектирование и расчет контрольного приспособления на точность

Расчет приспособления на точность производится по уравнению:

где =0,01мм - величина биения,

- суммарная погрешность измерения [4, с.10].

п - погрешность измерения прибора 0,005 ;

- величина несоосности измертельного прибора и оси шинделя равная 0,001;

Погрешность установки индикатора не учитывается, т.к. он измеряет только отклонения, а не сам размер, и соответственно для каждой детали выставляется на ноль.

т.е. условие выполняется.

Условие точности выполнено, следовательно, приспособление обеспечивает заданную точность.

2.15 Проектирование специального станочного приспособления

2.15.1 Назначение приспособления, описание работы

В качестве станочного приспособления было выбрано приспособление для обработки отверстий. Рассмотрим принцип работы этого приспособления: планшайба приспособления 8 устанавливается на шиндель токарно-револьверного станка. Деталь устанавливается во втулку 16 по поверхности 15, с упором в шпиндель приспособления 15. Втулка 16 при помощи шести винтов 2 крепится к делительному диску 13. Делительный диск 13 в свою очередь обеспечивает в последствии проворот детали относительно ее оси на 51°26'. Делительный диск 13 через ряд сопрягаемых деталей, таких как шпиндель 15, втулка 25, конусная шайба 10, планшайбу 9, шайбы 5, крепится к корпусу 12 гайкой 4, чтл лбепечивает точное позиционирование приспособления относительно оси станка. Деталь закрепляется при помощи накидной гайки 20, через специальное конусное кольцо 19. Конструкция приспособления представлена на чертеже 2010.БОБРОВ.265.02.00.СБ.

2.15.2 Проектирование и расчет станочного приспособления на точность

Допуск на исходный размер будет выдержан при выполнении следующего условия:

=+Р+_Пa_и, где

-ожидаемая погрешность обработки, которая складывается из погрешности, связанной с методом обработки (), погрешности установки детали в приспособление (Р) и погрешности установки приспособления на станок (_П). au- допуск на исходный размер. au=0,11мм.

Погрешность, связанная с методом обработки (), определяется жёсткостью технологической системы, температурными деформациями, износостойкостью инструмента. В АДС обычно (0,010…0,020) мм. Примем =0,010 мм.

Погрешность установки детали в приспособление (Р) складывается из погрешностей базирования (Рб), закрепления (Рз) и неточности приспособления (Рпр).

Погрешность базирования (Рб) равна наибольшему зазору между цилиндрической базой и цилиндрическим установочным элементом. Деталь 63h6, втулка 63Н6.

Итак погрешность базирования: (мм)

Погрешность закрепления - это разность предельных смещений измерительной базы в направлении получаемого размера под действием сил зажима заготовки Погрешность закрепления Pз=0

Погрешность приспособления - это погрешность вызванная неточностью изготовления приспособлении, а также при сборке его. Кроме того в эту погрешность входит составляющая погрешности износа. В авиодвигателестроении технологически возможно изготовление приспособлений обеспечивающих величину погрешности изготовления Pизг=0,010 мм. Погрешность износа примем равную Pизн=0, так как приспособление новое и только вступает в эксплуатацию.

Рпр=Ризг+Ризн=0,010+0=0,010 (мм).

Тогда погрешность установки: мм;

Погрешность установки приспособления на станок равна наибольшему зазору между цилиндрической базой и цилиндрическим установочным элементом. Планшайба 180h6, втулка 18 H6.

Итак погрешность установки приспособления на станок _П=0,040+0,025=0,065 мм

Итак: =+Р+_П =0,010+0,035+0,065=0,109 мм.

Проведенный расчёт показывает, что данное приспособление годно для выполнения данной операции.

2.15.3 Расчет станочного приспособления на усилие закрепления

Данный расчёт необходим для определения усилия, которое прижимает заготовку к основанию приспособления, т.е. усилие зажима. Так как операция у нас сверление расчет проводиться по двум условиям

- заготовка перемещаеться вдоль приспомобления

-заготовка проворачивается в приспособлении под действием сил резания

Но так как заготовка у нас упираетя одним из своих торцев непосредственно в приспособлние, то расчет усилия по условию перемещения, мы проводить не будем, так как перемещение равно нулю. Расчет будет производится по условию проворачивания в приспособлении.

Q=F_тр/f

Основываясь на том, что режимы резания мы провели ранее, крутящий момент составлят Мкр=38,8 Н·м, можно привести такую картину распределения сил изображенную на рисунке

Чтобы найти силу Fтр необходимо привести уравнение крутящего момента:

М_кр=F_x·R

Отсюда F_x=Мкр/R=38,8/0,044=881,8 Н

Соостветственно F=F_x/cos15°=881,8/0,2588=3407 Н

Находим необходимое усилие зажима:

Q=F_тр/f=3407/0,15=22 кН4

Q_действ=(1,3…1,5)Q=26 кН

Проведем поверочный расчет усилия закрепления при использовании гайки:

Р_и - изначальное усилие 150Н

l - плечо, на котором прилагается исходное усилия

D_Н - наружный диаметр опорного торца гайки

d - диаметр резьбы гайки

2.16 Проектирование специальногорежущего инструмента

В роли специального режущего инструмнта была выбрана шлицевая протяжка на операцию 135. Исходными данными являються: отверстие протягивают после сверления и зенкерования до диаметра D₀=12,5^+0,027 на горизонтано-протяжном станке 7Б56. Применяют патрон быстросменный автоматический по ГОСТ16885-71.

Так как режимы резания для данной операции представлены выше, мы можем оперировать ими в данном расчете:

1. Определяем размеры режущих зубьев. Диаметр первого зуба принимаем равным диаметру передней направляющей части:

D₃=D-A=15,9-3,4=12,5 мм

Диаметр каждого последующего зуба увеличивается на 2S_z . На последних 3-х зачищающих зубьях, предшествующих калибоующим зубьям, подъем на зуб постоянно уменьшается.

2. Диаметр калибрующих зубьев:

D_k=D_max±д=15,933-0,005=15,928 мм

где D_max- максимальный диаметр обрабатываемого отверстия, д - изменение диаметра отверстия после протягивания, оределется для каждого материала опытным путем.

3. Длину проотжки от торца хвостовика до первого зуба в зависимости от размеров патрона, толщины плиты, приспособления заготовки, зазора между ними, длины заготовки определяем о выражению где - длина входа хвостовика в патрон, зависящая от конструкции патрона, принимаем 120 мм, - зазор между патроном и стенкой опорной плиты стака, равный 15мм; - толщина стенки опорной плиты протяжного станка равная 65 мм; - высота выступающей части планшайбы, принимаем 30 мм; - длина передней направляющей, примем 50 мм.

4. Проверяем конструкцию протяжки на прочность:

Проверяем контрукцию на разрыв вл впадине первого зуба:

где площадь опасного сечения во впадине первого зуба

- напряжение в опасном сечении протяжки

Данное напряжение в опасном сечении удовлетворяет нашему условию.

3. Специальная часть. Разработка управляющей программы на станок с ЧПУ для операции сверления

Для разработки управляющих программ были выбраны следующие операции:

1. сверление

2. фрезрование

3. сверлильная

4. фрезерная

3. фрезерная

4. расточная

3.1 Выбор и обоснование вида и схемы обработки

Фрезерная операция

Фрезерование - наиболее универсальный вид механической обработки. Оно пригодно для обработки практически любых поверхностей. На универсальных фрезерных станках с ЧПУ это обеспечивается возможностью перемещать режущий инструмент одновременно по трем осям: Х,У, Z.

На станках с ЧПУ находят применение такие разновидности фрезерования, как цилиндрическое и торцевое: цилиндрическое - обработка контуров боковой цилиндрической поверхностью инструмента; торцовое - формообразование торцов узких ребер, ширина которых не превышает диаметра фрезы, а также поверхностей с малым припуском.

В нашем случае выбрано торцевое фрезерование

Рисунок 3.1 - Схема траектории для фрезерной обработки

Для 4-х других фрезерных операций траектории обработки аналогичны.

Сверлильная операция

Трудоемкость обработки отверстий в ряде деталей достигает 40% и более общей трудоемкости обработки деталей, поэтому выбору рациональной схемы обработки отверстий следует уделять особое внимание.

Практически все основные типы станков с ЧПУ годятся для обработки отверстий. Последовательность операций устанавливают по общим правилам. Черновая обработка отверстия может быть выполнена за один или несколько проходов сверлами, зенкерами, резцами и фрезами.

Метод обхода отверстия. Проектирование операции обработки отверстий на станках с ЧПУ сверлильно - расточной группы завершается назначением последовательности обхода отверстий инструментами. Последовательность обхода зависит от того, как строятся операции - последовательно или параллельно.



Рисунок 3.2 - Схема траектории для сверлильной обработки

3.2 Подбор инструмента и его геометрических параметров с позиции минимизации количества инструмента и времени обработки

Выбор и обоснование режущего инструмента для фрезерной операции:

Тип фрезы выбирают, как правило, в зависимости от схемы обработки. Для обработки отверстия нашей детали мы использовали концевую фрезу с диаметром образующим вогнутость на контуре.

Фрезы, которыми это можно сделать, могут быть получены из быстрорежущей стали или твердого сплава.

Выбираем инструмент из каталога металлорежущего инструмента фирмы SANDVIK Coromant.

Выбираем фрезы с диаметром D_c=14 мм, D_c=16 мм. Код фрез R216.24-14050GAK26P, R216.24-16050IAK32P Параметры фрезы указаны в таблице.

Выбираем патрон 392410277-10002065А для крепления фрезы, рисунок 4.2

Выбор и обоснование режущего инструмента для токарно-расточной операции<...