Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Назначение и технологические требования к конструкции изготовляемой детали

Корпусные детали машин представляют собой базовые детали, на них устанавливают различные детали и сборочные единицы, точность относительного положения которых должна обеспечиваться как в статике, так и в процессе работы машины под нагрузкой. В соответствии с этим корпусные детали должны иметь требуемую точность, обладать необходимой жесткостью и виброустойчивостью, что обеспечивает требуемое относительное положение деталей и узлов, правильность работы механизмов и отсутствие вибрации. В данном курсовом проекте корпус подшипника изготавливается из серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85; химический состав, механические и физические свойства приведены в таблицах 1-3 [1].

Таблица 1 - Химический состав чугуна СЧ 20

Содержание элементов, %
C	Si	Mn	P не более	S не более
3,3-3,5	1,4-2,2	0,7-1,0	0,2	0,15

Таблица 2 - Механические свойства чугуна СЧ 20

ув, МПа	уи, МПа	усж, МПа	HB
200	400	750	170-241

Таблица 3 - Физические свойства чугуна СЧ 20

г103, кг/м3	С, Дж/К при 293-473 К	б10-6 при 293-473 К	л, Вт/(мК) при 293 К
7,1	480	9,5	54

Рассмотрим технологические требования к корпусу подшипника.

Точность геометрической формы плоских поверхностей:

- поверхность, контактирующая с сопрягаемой крышкой - допуск неплоскостности не более 0,02 мм;

- нижняя поверхность днища корпуса редуктора - допуск неплоскостности не более 0,1 мм;

- торцы отверстий под валы диаметром 82 мм - допуск неперпендикулярности не более 0,045 мм относительно базы А;

- торец отверстия под вал диаметром 92 мм - допуск неперпендикулярности не более 0,040 мм относительно базы В.

Точность диаметральных размеров и геометрической формы отверстий:

- отверстие под вал диаметром 82 мм - допуск отклонения от профиля продольного сечения не более 0,008 мм, отклонения от круглости не более
0,008 мм, отклонения от перпендикулярности не более 0,110 мм относительно базы Б;

- отверстия под валы диаметром 92 мм - допуск отклонения от профиля продольного сечения не более 0,009 мм, отклонения от круглости не более
0,009 мм, отклонения от соосности отверстий относительно базы Х не более 0,004 мм;

- места посадки подшипников в отверстии диаметром 82 мм - допуск отклонения от соосности не более 0,005 мм относительно базы Y.

Отливку корпуса редуктора подвергают отжигу для снятия остаточных напряжений. Отжиг проводят при температуре 500-550 ⁰С в течение 6-18 часов.

2. Определение типа производства

В зависимости от размера производственной программы, сложности и трудоемкости изготовляемых деталей различают три типа производства: единичное, серийное, массовое. Условно можно отнести к тому или иному типу производства обработку деталей заданного типа на основании таблицы 4 [2].

Таблица 4 - Типы производства

Тип производства	Количество обрабатываемых деталей в год
	крупных более 20 кг	средних от 5 до 20 кг	мелких менее 5 кг
Единичное	до 5	до 10	до 100
Серийное	от 5 до 1000	от 10 до 5000	от 100 до 50000
Массовое	свыше 1000	свыше 5000	свыше 50000

Определим массу детали по формуле

m = V, (1)

где m - масса детали, кг;

- плотность чугуна, кг/м³;

V - объем детали, м³.

Для серого чугуна СЧ 20 = 7,110³ кг/м³.

Для определения объема детали воспользуемся упрощенным чертежом. Согласно этому чертежу определим объем корпуса подшипника:

V = 6208•108+62060•20+340•200+2•309176+2•347001= 4,110^-12 мм³.

Итак, объем корпуса редуктора составил 4,110^-12 мм³ или 0,0041 м³.

Тогда масса корпуса редуктора:

m = 7,110³0,0041 ? 29 кг.

По таблице 4 определим тип производства. Так как масса детали больше 20 кг и производственная программа 7000 деталей, то тип производства - массовое.

При массовом производстве на оборудовании непрерывно обрабатываются или изготавливаются детали заданного типоразмера в течении длительного времени.

3. Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки

Определение припусков табличным методом

Определение припусков табличным методом будем проводить по ГОСТ 26645-85. Для сравнения рассчитаем припуски для двух способов получения отливки:

– литье под давлением в металлические формы;

– литье в песчано-глинистые сырые формы.

Класс размерной точности отливки:

– для литья под давлением в металлические формы - 6;

– для литья в песчано-глинистые сырые формы - 11.

Степень коробления элементов отливок:

– для литья под давлением в металлические формы - 7;

– для литья в песчано-глинистые сырые формы - 7.

Степень точности поверхности отливки:

– для литья под давлением в металлические формы - 7;

– для литья в песчано-глинистые сырые формы - 12.

Шероховатость поверхности отливки:

– для литья под давлением в металлические формы - Ra = 8 мкм;

– для литья в песчано-глинистые сырые формы - Ra = 25 мкм.

Класс точности массы отливки:

– для литья под давлением в металлические формы - 5;

– для литья в песчано-глинистые сырые формы - 8.

Итак, точность отливки:

- для литья под давлением в металлические формы - 6-7-7-5 ГОСТ 26645-85;

- для литья в песчано-глинистые сырые формы - 11-7-12-8 ГОСТ 26645-85.

Найдем допуски линейных размеров, допуски формы и расположения элементов отливок, общие допуски элементов отливок для двух типов технологического процесса литья (таблицы 5-7).

Таблица 5 - Допуски линейных размеров отливки

Номинальные размеры, мм	Литье под давлением в металлические формы	Литье в песчано-глинистые сырые формы
Ш 92	0,7	4,4
Ш 82	0,7	4,4
290	1,1	7,0
140	0,8	5,0
19	0,5	3,2
200	0,8	5,0
56	0,44	2,8
95	0,56	3,6

Таблица 6 - Допуск формы и расположения элементов отливок

Номинальные размеры, мм	Литье под давлением в металлические формы	Литье в песчано-глинистые сырые формы
Ш 92	0,5	0,5
Ш 82	0,5	0,5
290	2,0	2,0
140	0,64	0,64
19	0,5	0,5
200	1,0	1,0
56	0,5	0,5
95	0,5	0,5

Таблица 7 - Общий допуск элементов отливок

Номинальные размеры, мм	Литье под давлением в металлические формы	Литье в песчано-глинистые сырые формы
Ш 92	1,0	5,0
Ш 82	1,0	5,0
290	2,8	8,0
140	1,1	5,0
19	0,8	3,2
200	1,4	5,0
56	0,8	3,2
95	0,9	4,0

Ряд припусков отливки: для литья под давлением в металлические формы - 3; для литья в песчано-глинистые сырые формы - 5.

Определим припуски на обработку (таблица 8).

Таблица 8 - Припуски на обработку

Номинальные размеры, мм	Ra, мкм	Литье под давлением в металлические формы	Литье в песчано-глинистые сырые формы
Ш 92	1,25	1,5	5,4
Ш 82	2,5	1,5	5,4
290	5	2,8	6,7
140	20	1,6	5,4
19	20	1,1	3,3
200	5	0,8	2,4
56	5	1,7	4,6
95	20	0,8	2,4

Рассчитаем годовой экономический эффект, получаемый за счет экономии материала при использовании литья под давлением по сравнению с литьем в песчано-глинистые сырые формы:

Э_г = (М_песч - М_ме)ЦN, (2)

где М_песч и М_ме - масса отливки соответственно при литье в песчано-глинистые сырые формы и литье в металлические формы под давлением;

Ц - цена одной тонны материала, для СЧ 20 Ц =319500 руб./т;

N - годовая программа, N = 7000.

Используя рассчитанные ранее табличным методом припуски на обработку найдем экономию материала на одну отливку:

М_песч - М_ме = с?V, (3)

где с - плотность материала, с = 7,110³ кг/м³;

?V - уменьшение объема отливки для литья под давлением в металлические формы по сравнению с литьем в песчано-глинистые сырые формы, ?V = 508327,4 мм³.

М_песч - М_ме = 7,110³508327,410^-9 = 3,609 кг.

Тогда годовой экономический эффект составит

Э_г = 3,60910^-33195007000 = 6071529 руб.

На основе рассчитанного годового экономического эффекта выбираем в качестве метода получения заготовки литье под давлением в металлические формы.

Расчет припусков аналитическим методом

Рассчитаем припуски на механическую обработку поверхности разъема корпуса и крышки редуктора 140_-0,05.

Величины R_z и T(h) определяем по таблицам [3] для каждого технологического перехода.

Пространственное отклонение - результат коробления отливки. Удельная величина коробления Д_К = 0,7 мкм/мм [3], что на длине L = 340 мм дает общую величину коробления с_заг = 0,7340 = 238 мкм.

Величина остаточной пространственной погрешности

с_ост = К_ус_заг. (4)

После фрезерования чернового с = 0,06238 = 14,3 мкм.

После фрезерования чистового с = 0,04238 = 9,5 мкм.

После шлифования получистового с= 0,03238 = 7,1 мкм.

Погрешность установки заготовки е = 160 мкм [3]. Остаточная погрешность установки при чистовом фрезеровании е = 0,04160 = 6,4 мкм.

Величина расчетного припуска определяется по формуле

Z_min = R_Z(i-1) + T_i-1(h_i-1) + с_i-1 + е_i. (5)

Значения Z_min по операциям (переходам) обработки составляют:

– шлифование получистовое: Z_min = 20+20+9,5 = 49,5 ? 50 мкм;

– фрезерование чистовое: Z_min= 80+80+14,3+6,4 = 180,7 ? 181 мкм;

– фрезерование черновое: Z_min = 200+238+160 = 598 мкм.

Расчетные размеры по операциям (переходам) механической обработки составят:

– шлифование получистовое - 139,96 мм;

– фрезерование чистовое - 139,96+0,05=140,01 мм;

– фрезерование черновое - 140,01+0,181=140,191 мм;

– заготовка - 140,191+0,598=140,759 мм.

Результаты расчетов сводим в таблицу 9.

В графе «Предельные размеры» значения «min» получаем путем округления расчетных размеров до точности допуска соответствующего перехода. Значения «max» получаем прибавлением допусков соответствующих переходов к наименьшим предельным размерам.

Минимальные предельные значения припусков Z_min получаем как разницу наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов, а максимальное Z_max - соответственно разности наибольших предельных размеров.

Номинальный (расчетный) припуск

Z_{i ном} = Z_{i min} + T(д)_i-1. (6)

Тогда номинальные (расчетные) припуски на:

– шлифование получистовое - Z_ном = 0,05+0,063 = 0,113 мм;

– фрезерование чистовое - Z_ном = 0,184+0,4 = 0,584 мм;

– фрезерование черновое - Z_ном = 0,7+1,6 = 2,2 мм.

Общий номинальный припуск Z_ном.об. = 0,113+0,584+2,2 = 2,897 мм.

Проверяем правильность выполненных расчетов:

Z_{max 3} - Z_{min 3} = 0,075 - 0,050 = 0,025; д₂ - д₃ = 0,065 - 0,040 = 0,025;

Z_{max 2} - Z_{min 2} = 0,525 - 0,181 = 0,337; д₁ - д₂ = 0,400 - 0,063 = 0,337;

Z_{max 1} - Z_{min 1} = 1,900 - 0,700 = 1,200; д_З - д₁ = 1,600 - 0,400 = 1,200.

Графическая схема расположения припусков приведена на рисунке 2.

Таблица 9 - Результаты расчета припусков аналитическим методом

Технологические операции и переходы обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск Zmin, мкм	Расчетный размер, мм	Допуск Т(д), мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мм
	Rz	T(h)	с	е				min	max	min	max
Заготовка	200	-	238	-	-	140,759	1600	140,8	142,5	-	-
Черновое фрезерование	80	80	14,3	160	598	140,191	400	140,2	140,6	0,7	1,9
Чистовое фрезерование	20	20	9,5	6,4	181	140,010	63	140,010	140,075	0,181	0,525
Получистовое шлифование	5	5	7,1	-	50	139,960	40	139,960	140,000	0,050	0,075
Итого:	0,93	2,50

заготовка деталь сталь технологический

4. Разработка технологического процесса

Выбор и описание технологического оборудования

Механическая обработка детали состоит из фрезерной, координатно-расточной и плоскошлифовальной операций. Основываясь на габаритных размерах и форме детали, форме поверхностей и их взаимном расположении, технических требованиях и точности размеров, шероховатости обрабатываемых поверхностей, выберем станки для проведения операций.

Выберем продольно-фрезерный четырехшпиндельный станок ГФ-1194. Технические характеристики станка ГФ-1194 приведены в таблице 10 [4].

Таблица 10 - Технические характеристики станка ГФ-1194

Размеры рабочей поверхности стола, мм	630x1600
Продольное перемещение стола, мм	1600
Расстояние между вертикальными шпинделями, мм	440-640
Расстояние между стойками, мм	1100
Количество шпинделей	4
Конус отверстия шпинделя	Морзе №3
Количество скоростей шпинделя	22
Частота вращения шпинделя, об/мин	47,5-600
Количество подач стола	18
Подача стола, мм/мин	19-950
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин	3000
Мощность электродвигателей, кВт: привода подачи стола привода быстрого перемещения стола привода шпиндельных бабок	4,0 5,5 13,0
Габариты станка, мм	5000x4000x3000
Масса станка, кг	16500

Выбираем плоскошлифовальный станок 3Е721АФ1-1. Технические характеристики станка 3Е721АФ1-1 приведены в таблице 11 [3].

Таблица 11 - Технические характеристики станка 3Е721АФ1-1

Размеры рабочей поверхности стола, мм	630x320
Наибольшие размеры обрабатываемых заготовок, мм	630x320x400
Масса обрабатываемых заготовок, кг, не более	300
Наибольшее расстояние от оси шпинделя до зеркала стола, мм	550
Наибольшее перемещение стола и шлифовальной бабки, мм: продольное поперечное	700 395
Размеры шлифовального круга, мм	300x63x127
Максимальная скорость резания, м/с	35
Скорость продольного перемещения стола, м/мин	2-35
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	7,5
Габариты станка, мм	3404x2073x2090
Масса станка, кг	5000

Выбираем координатно-расточной станок 2В460. Технические характеристики станка 2В460 приведены в таблице 12 [4].

Таблица 12 - Технические характеристики станка 2В460

Размеры рабочей поверхности стола, мм	1000x1600
Наибольший диаметр растачивания, мм	250
Наибольшее горизонтальное перемещение вертикальной шпиндельной головки, мм	1000
Наибольшее вертикальное перемещение горизонтальных шпиндельных головок, мм	630
Наибольшее продольное перемещение стола, мм	1400
Наибольший вес обрабатываемого изделия, кг	1500
Количество ступеней частоты вращения шпинделя	21
Частота вращения шпинделя, об/мин	20-2000
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	3,9
Габариты станка, кг	5370x4060x3770
Масса станка, кг	22000

Выбор и описание режущего инструмента

При выборе режущего инструмента необходимо исходить из способа обработки и типа станка, формы и расположения обрабатываемых поверхностей, материала заготовки и его механических свойств. Инструмент должен обеспечить получение заданной точности формы и размеров, требуемую шероховатость обработанных поверхностей, высокую производительность и стойкость, должен быть достаточно прочным, виброустойчивым, экономичным.

Для фрезерной операции для обработки поверхностей 1 и 2 выбираем цилиндрическую фрезу (рисунок 4) D = 75 мм, L = 80 мм, количество зубьев - 18, материал - быстрорежущая сталь (ГОСТ 3752-71).

Для фрезерной операции для обработки поверхности 3 выбираем торцовую насадную фрезу со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава (рисунок 5) D = 125 мм, B = 42 мм, d = 40 мм, количество зубьев - 12 (ГОСТ 9473-80) [3].

Для плоскошлифовальной операции для обработки поверхности 2 выбираем шлифовальный круг [5] ПП 300x63x127 14А 32 С2 9 К5 ГОСТ 2424-75.

Для координатно-расточной операции для обработки отверстий 4 выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком L = 189 мм, l₀ = 108 мм, d = 14 мм (ГОСТ 10903-77) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки отверстий 5 выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком (рисунок 7) L = 168 мм, l₀ = 87 мм, d = 10 мм (ГОСТ 10903-77) [3].

Для координатно-расточной операции для черновой обработки
отверстий 6 выбираем сверло спиральное коническое с конусностью 1:50 с коническим хвостовиком (рисунок 8) L = 156 мм, l₀ = 75 мм, d = 7,6 мм
(ГОСТ 18202-72) [3].

Для координатно-расточной операции для чистовой обработки отверстий 6 выбираем развертку коническую с конусностью 1:50 с коническим хвостовиком (рисунок 9) L = 156 мм, l₀ = 40 мм, d = 8 мм (ГОСТ 10081-84) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки отверстия 7 выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком (рисунок 7) L = 189 мм, l₀ = 108 мм, d = 14 мм (ГОСТ 10903-77) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки поверхности 8 выбираем угловую фрезу (рисунок 10) D = 25 мм, B = 30 мм, d = 12 мм.

Для координатно-расточной операции для обработки
поверхности 9 выбираем торцовую насадную фрезу из быстрорежущей стали (рисунок 11) D = 40 мм, L = 32 мм, d = 16 мм, количество зубьев - 10
(ГОСТ 9304-69) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки отверстия 10 выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком (рисунок 7) L = 228 мм, l₀ = 130 мм, d = 17,5 мм (ГОСТ 10903-77) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки отверстий 11 выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком L = 228 мм, l₀ = 130 мм, d = 18 мм (ГОСТ 10903-77) [3].

Для координатно-расточной операции для нарезания резьбы М20 в отверстии 10 выбираем короткий метчик с проходным хвостовиком L = 112 мм, l = 37 мм, d₁ = 14 мм (ГОСТ 3266-81) [3].

Для координатно-расточной операции для нарезания резьбы М16 в отверстии 7 выбираем короткий метчик с проходным хвостовиком L = 102 мм, l = 32 мм, d₁ = 12,5 мм (ГОСТ 3266-81) [3].

Для фрезерной операции для обработки поверхностей 12 и 13 выбираем торцовую насадную фрезу со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава (рисунок 5) D = 160 мм, B = 46 мм, d = 50 мм, количество зубьев - 16 (ГОСТ 9473-80) [3].

Для фрезерной операции для обработки поверхностей 14 выбираем торцовую насадную фрезу со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава (рисунок 5) D = 125 мм, B = 42 мм, d = 40 мм, количество зубьев - 12 (ГОСТ 9473-80) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки отверстий 15 выбираем расточной державочный резец с углом в плане ц = 60⁰ с пластинами из твердого сплава (рисунок 13) H = 10 мм, B = 10 мм, L = 32 мм (ГОСТ 9795-73) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки отверстий 16 выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком L = 156 мм, l₀ = 75 мм, d = 8,5 мм (ГОСТ 10903-77) [3].

Для координатно-расточной операции для нарезания резьбы в
отверстиях 16 рассчитаем метчик в подразделе 2.1.

Для координатно-расточной операции для обработки отверстий 17 выбираем расточной державочный резец с углом в плане ц = 60⁰ с пластинами из твердого сплава (рисунок 13) H = 10 мм, B = 10 мм, L = 32 мм (ГОСТ 9795-73) [3].

Для координатно-расточной операции для обработки отверстий 18 выбираем сверло спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком (рисунок 7) L = 156 мм, l₀ = 75 мм, d = 8,5 мм (ГОСТ 10903-77) [3].

Для координатно-расточной операции для нарезания резьбы в отверстиях 18 рассчитаем метчик в подразделе 2.1.

Выбор измерительного инструмента

Для межоперационного и окончательного контроля линейных размеров выберем штангенциркуль ШЦ-II ГОСТ 166-89, для контроля размера отверстия Ш82H7 - калибр-пробку (расчет калибр-пробки приведен в подразделе 2.2).

5. Расчет режимов резания

Расчет режимов резания аналитическим методом

Рассчитаем режимы резания при черновом фрезеровании поверхности разъема корпуса и крышки редуктора (поверхность 2).

Глубина резания t=1,9 мм.

Величину подачи выбираем по справочной литературе в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, режущего инструмента и требуемого класса шероховатости поверхности. На фрезерных станках настраивается минутная подача s_м, мм/мин, т.е. скорость перемещения стола с закрепленной деталью относительно фрезы. Элементы срезаемого слоя, а следовательно, и физико-механические параметры процесса фрезерования, зависят о подачи на зуб s_z, т.е. перемещения стола с деталью (в мм) за время поворота фрезы на один зуб. Шероховатость обработанной поверхности зависит от подачи на один оборот фрезы s₀, мм/об.

Между этими тремя значениями имеется следующая зависимость:

s_м = s₀n = s_zzn, (7)

где n - частота вращения фрезы;

z - число зубьев фрезы.

Для чернового фрезерования цилиндрической фрезой принимаем s_z = 0,1 мм/зуб [3].

Ширину фрезеруемой поверхности принимаем из чертежа B = 50 мм.

Диаметр цилиндрической фрезы можно принять 1,4-1,6 от ширины фрезеруемой поверхности, а следовательно, принимаем D = 75 мм.

Стойкость цилиндрической фрезы диаметром 75 мм принимаем T = 180 мин [3].

Расчетная скорость резания определяется по эмпирической формуле:

, (8)

где С_v - коэффициент скорости резания, зависящий от материалов режущей части инструмента и заготовки и от условий обработки;

T - расчетная (оптимальная) стойкость фрезы, мин;

m - показатель относительной стойкости;

x_v, y_v, u_v, p_v, q_v - соответственно показатели степени влияния глубины резания, подачи, ширины фрезерования, числа зубьев и диаметра фрезы на скорость резания;

K_v - поправочный коэффициент на измененные условия.

Значения коэффициентов принимаем по таблице 7.15 [2] следующими: C_v = 57,6; q_v = 0,7; x_v = 0,5; y_v = 0,2; u_v = 0,3; p_v = 0,3; m = 0,25.

Поправочный коэффициент K_v определяется как произведение ряда коэффициентов, в частности:

, (9)

где - коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий инструментальный материал.

Значения данных поправочных коэффициентов принимаем по таблицам 7.16 - 7.18 [2] следующими: = 1; = 1; = 1. Тогда получим K_v = 1.

Количество зубьев цилиндрической фрезы для грубой обработки ориентировочно может быть принято

. (10)

Для принятой фрезы диаметром 75 мм получим:

.

Принимаем z = 18.

Подставим выбранные значения в формулу (8) и получим:

м/мин.

Расчетная частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле:

. (11)

Подставим в данную формулу полученную ранее расчетную скорость резания:

об/мин.

Принимаем фактическую частоту вращения n_ф = 200 об/мин.

Определим фактическую скорость резания по формуле:

. (12)

м/мин.

Подсчитаем по формуле (7) минутную подачу:

s_м = 0,118200 = 360 мм/мин.

Принимаем s_м = 360 мм/мин.

Величина силы резания для фрезерования определяется по эмпирической формуле:

. (13)

Значение коэффициента C_p и показатели степеней принимаем по таблице 7.19 [2] следующими: C_p = 30; x_p = 0,83; y_p = 0,65; u_p = 1; w_p = 0; q_p = 0,83.

Поправочный коэффициент принимаем по таблице 7.20 [2] K_p = 1.

Подставив найденные значения в формулу (13), получим:

Н ? 2,8 кН.

Эффективная мощность на резание определяется по формуле:

. (14)

кВт.

Потребная мощность на шпинделе:

, (15)

где з - КПД станка, з = 0,75.

кВт.

Коэффициент использования мощности станка определяется по формуле:

, (16)

где N_эд - мощность приводного электродвигателя.

.

Основное технологическое машинное время рассчитаем по формуле:

, (17)

где L - расчетная длина обработки, мм;

i - число проходов.

Расчетная длина обработки определяется как

, (18)

где l - длина обработки, l = 424,8 мм;

l₁ - величина врезания;

l₂ - перебег фрезы.

Величина врезания для цилиндрических фрез определяется по формуле:

. (19)

мм.

Величину перебега l₂ принимаем 4 мм.

Тогда расчетная длина обработки составит:

мм.

Подставляя полученную длину обработки в формулу (17), получим:

мин.

Рассчитаем режимы резания при плоском получистовом шлифовании поверхности разъема крышки и корпуса редуктора (поверхность 2).

Глубина резания составляет t = 0,075 мм.

Скорость движения заготовки принимаем v_з = 15 м/мин [3].

Продольная подача - это перемещение шлифовального круга в направлении его оси в миллиметрах на каждый ход стола при плоском шлифовании, определяется по формуле:

s = (0,4 - 0,7)B, (20)

где B - ширина шлифовального круга, B = 63 мм.

s = 0,563 ? 32 мм/ход.

Скорость вращения шлифовального круга определяется по формуле:

, (21)

где D_к - диаметр круга, D_к = 300 мм;

n_к - частота вращения шпинделя, принимаем n_к = 1000 об/мин.

м/с.

Тангенциальная сила резания:

. (22)

Значения коэффициентов принимаем по таблице 7.24 [2] следующими:
C_p = 9,82 =19,6; u_p = 0,7; x_p = 0,7; y_p = 0,5.

Н.

Эффективная мощность на вращение шлифовального круга:

. (23)

кВт.

Потребная мощность на вращение шлифовального круга:

. (24)

кВт.

Коэффициент использования станка по мощности:

. (25)

.

Основное технологическое (машинное) время:

, (26)

где L - длина продольного хода, мм;

k - коэффициент, учитывающий выхаживание, k = 1,3 [2].

Длина продольного хода определяется по формуле:

. (27)

L = 424,8 + 0,863 = 475,2 мм.

Тогда основное технологическое время

мин.

Расчет режимов резания табличным методом

На остальные переходы режимы резания назначаем согласно рекомендациям, приведенным в литературе [3] и [6], и сводим их в единую таблицу.

Таблица 13 - Расчет режимов резания табличным методом

Операция	Обрабатываемая поверхность	t, мм	i	s, мм/об	n, об/мин	v, м/мин	t0, мин
Фрезерная	поверхность 1	1,1	1	1,8	100	23	1,64
	поверхность 2 чистовая обработка	0,525	1	1,44	105	25	2,91
	поверхность 3	0,8	1	2,4	180	70	0,25
Координатно-расточная	4 отверстий 4	7	1	0,2	455	20	4,40
	4 отверстия 5	5	1	0,15	635	20	0,38
	2 отверстия 6 черновая обработка	3,8	1	0,1	840	20	0,41
	2 отверстия 6 чистовая обработка	0,2	1	0,4	400	10	0,19
	отверстие 7	7	1	0,2	455	20	0,25
	поверхность 8	0,9	1	1,2	290	23	0,07
	резьба в отверстии 7	1	1	2	80	4	0,10
	поверхность 9	0,8	1	1,0	180	23	0,24
	отверстие 10	8,75	1	0,22	365	20	0,25
	резьба в отверстии 10	1,25	1	2,5	65	4	0,07
	4 отверстия 11	9	1	0,25	355	20	1,23
Фрезерная	поверхности 12, 13 черновая обработка	1,2	1	3,2	140	70	0,33
	поверхности 12, 13 чистовая обработка	0,5	1	1,6	180	90	0,49

6. Нормирование технологического процесса и оценка загрузки оборудования

Штучное время на механическую обработку одной детали определяется формулой:

t_шт = ?t₀ + ?t_в + t_об + t_ф, (28)

где ?t₀ - основное технологическое машинное время, время, непосредственно затраченное на процесс резания, подсчитываемое для каждого перехода;

?t_в - вспомогательное время, время на установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод инструмента, включение и выключение станка, проверку размеров. Вспомогательное время принимается по нормативам на каждый переход и в том числе на вспомогательные переходы, установку, переустановку и снятие детали, суммируется целиком на операцию [2];

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

t_ф - время перерывов на отдых и физические потребности.

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

t_об + t_ф = (б + в)(?t₀ + ?t_в)/100, (29)

где б - процент на обслуживание рабочего места (4-7%);

в - процент на отдых и физические потребности (5-8% для массового производства).

Сумма основного технологического и вспомогательного времени называется оперативным временем:

t_оп = ?t₀ + ?t_в. (30)

Рассчитаем штучное и оперативное время на фрезерную операцию:

?t₀ = 1,64 + 0,25 + 1,22 + 2,91 = 6,02 мин.

?t_в = 1,90 + 0,10 + 1,90 + 0,10 + 0,40 + 0,10 + 1,90 = 6,40 мин.

t_оп = 6,02 + 6,4 = 12,42 мин.

t_об + t_ф = (5+7)12,42/100 = 1,49 мин.

Тогда штучное время на фрезерную операцию

t_шт = 6,02 + 6,40 + 1,49 = 13,91 мин.

Рассчитаем штучное и оперативное время на координатно-расточную операцию:

?t₀ = 4,40+0,38+0,41+0,19+0,25+0,07+0,10+0,24+0,25+0,07+1,23 = 7,59 мин.

?t_в = 1,90+0,92+0,5+0,5+0,3+0,29+0,18+0,13+1,9+0,18+0,13+0,92+1,9 = 9,75 мин.

t_оп = 6,02 + 6,4 = 17,34 мин.

t_об + t_ф = (5+7)17,34/100 = 2,08 мин.

Тогда штучное время на координатно-расточную операцию составит

t_шт = 7,59 + 9,75 + 2,08 = 19,42 мин.

Для оценки загрузки оборудования по времени определим такт выпуска по формуле:

, (31)

где t_в - такт выпуска, мин/шт.;

F_д - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч, принимаем по [7] F_д = 1837 ч;

N - годовая программа выпуска деталей, шт.

t_в = (183760)/5500 = 20,04 мин.

Для каждого станка в технологическом процессе подсчитывается коэффициент загрузки:

, (32)

где m_р - расчетное количество станков;

m_п - принятое (фактическое) количество станков.

В свою очередь расчетное количество станков определяется по формуле:

, (33)

где t_шт - штучное время на данной операции.

Таким образом рассчитаем коэффициент загрузки для продольнофрезерного, координатно-расточного и плоскошлифовального станков и представим их на рисунке 14.

Продольнофрезерный станок:

m_р = 15,28/20,04 = 0,76,

з_з = 0,76/1 = 0,76.

Координатно-расточной станок:

m_р = 28,58/20,04 = 1,42,

з_з = 1,42/2 = 0,71.

Плоскошлифовальный станок:

m_р = 4,42/20,04 =0,22,

з_з = 0,22/1 =0,22.

Рисунок 14 - График загрузки оборудования

Литература

1 Справочник металлиста. Т.5 / Под ред. Б.Л. Богуславского. - М.: Машиностроение, 1997. - 673 с.

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

3 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

4 Металлорежущие станки: Каталог-справочник: В 8 частях. - М., 1971.

5 Петров С.В. и др. Режущий инструмент: Лабораторный практикум. - Гомель: БелГУТ, 2004. - 28 с.

6 Махаринский Е.И., Горохов В.А. Основы технологии машиностроения: Учебник. - Мн.: Выш. шк., 1997. - 423 с.

7 Горбацевич А.Ф., Алешкевич И.Л., Чеботарев В.Н. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Выш. шк., 1967. - 204 с.

Размещено на Allbest.ru

...