Круглошлифовальная 030

Круглошлифовальный станок 3У 12

Круглошлифовальный станок 3У 12 предназначен для шлифования наружных и внутренних цилиндрических, конических и торцевых поверхностей в центрах или кулачковом патроне, на планшайбах или цангах.

Режущий инструмент и мерителы:

1 фреза торцевая ГОСТ 9473 - 80; сверло центровочное ГОСТ 14952 - 75;

2 резец токарный проходной с пластиной из твердого сплава Т15К6

ГОСТ 18879 - 73; фреза шпоночная ГОСТ 9140 - 78;

3 напильник ГОСТ 1465-80;

4 круг шлифовальный ПП 600x80x305 25А 3 50-М28 ГОСТ 2424 - 83.

1.8 Расчет режимов резания

Операция фрезерно - центровальная:

фрезерование (подрезка торцов)

Определим скорость резания

V = (С_V ·D^q / Т^м · t^x · S_z^y ·B^u · z^p) · K_v

С_V = 332;

q = 0.2;

х = 0,1;

у = 0,4;

u = 0,2;

р = 0;

м = 0,2;

Т = 60;

z = 5;

D = 64; 66;

t = -;

В = -;

S_z = -;

K_v = K_мv · K_пv · K_иv;

K_мv = 0,1;

K_пv = 0,8;

K_иv = 1,15;

K_v = 0,1 · 0,8 · 1,15 = 0,092;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

V₁ = (332 · 64^0,2 / 60^0,2) · 0,092 = 31 (м/мин)

V₂ = (332 · 66^0,2 / 60^0,2) · 0,092 = 31(м/мин)

Определим силу резания

Рz = (10 · Ср · t^x · S_z^y · Bⁿ · z / D^q ·n^w) · K_мp

Ср = 825;

х = 0,1;

у = 0,75;

w = 0.2;

S_z = 0,20;

z =8;

t = 2;

q = 1.3;

D = 64; 66;

n = (1000 · V / р · D); n₁ = (1000 ·31 / 3,14 ·64) = 154 (об/мин);

n₂ = (1000 ·31 / 3,14 ·66) =150 (об/мин);

K_мp = (у_в / 750)ⁿ; n = 0,75; K_мp = (650 /750)^0,75 = 0,9;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

Рz₁ = (10 · 825 · 2^0,1 · 0,20^0,75 · 8 / 64^1,3 ·154^0,2) · 0,9 = 34 (Н);

Рz₂ = (10 · 825 · 2^0,1 · 0,20^0,75 · 8 / 66^1,3 ·150^0,2) · 0,9 = 33 (Н);

Определение временя на подрезку торцов

Т_шп.фр = (L/S_m);

L = l + l₁;

l = 304;

l₁ = 31,5

S_m = S_z ·z · n;

L = 304+ 31,5 = 335,5 (мм);

S_m =0,20 ·8 · 154 246,4

Т_шп.фр = (335,5/246,4) = 1,4 (мин)

сверление (получение центровочных отверстий)

Определим скорость резания

V = (С_V ·D^q / Т^м · S^y) · K_v

С_V = 9,8;

D = 64; 66;

q = 0.40;

у = 0,70;

S = 0,3;

Т = 60;

м = 0,20;

K_v = K_мv · K_иv · K_lv;

K_мv = K_г ( 750 /у_в)^nv; K_мv =1,0 ( 750 /650)^1,75 = 1,3;

K_иv = 1.0;

K_lv = -;

K_v = 1,3 · 1,0 = 1,3;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

V₁ = (9,8 ·64^0,40 / 60^0,20 · 0,3^0,70) · 1,3 = 69 (м/мин);

V₂ = (9,8 ·66^0,40 / 60^0,20 · 0,3^0,70) · 1,3 = 69 (м/мин);

Определим силу резания

Ро = 10 · Ср · S^y · D^q · K_p

Ср = 68;

у = 0,7;

S = 0,22;

q = 1.0;

D = 64; 66;

K_p = K_мp = 0,75

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

Ро₁ = 10 · 68 · 0,22^0,7 · 64^1,0 · 0,75 = 11309 (Н);

Ро₂ = 10 · 68 · 0,22^0,7 · 66^1,0 · 0,75 = 11622 (Н);

Т_свер = (L/ns);

L = l + 2;

l = 16;

L = 16 + 2 = 18;

n = 305;

s = 0.22;

Т_свер = (18/305 · 0.22) = 0.27 (мин);

Определим общее время для фрезерно - центровальной операции

Т_{фрез.центр.} = (Т_фрез. + Т _центр. ) · 1,15 = (1,4 + 0,27) · 1,15 = 1,92 (мин);

точение (токарная обратка)

Определим скорость резания для черновой обработки

V = (С_V / Т^м · S^y · t^x) · K_v

С_V = 420;

у = 0,20;

х = 0,15

S = 0,3;

t = 5;

Т = 60;

м = 0,20;

K_v = K_мv · K_пv · K_иv;

K_мv = K_г ( 750 /у_в)^nv; K_мv =1,0 ( 750 /650)^1,75 = 1,3;

K_пv = 0,8;

K_иv = 1,15;

K_v = 1,3 · 0,8 · 1,15 = 1,2;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

V₁ = V = (420 / 60^0,20 · 0,3^0,20 · 5^0,15) · 1,2 = 185 (м/мин);

Определим скорость резания для чистовой обработки

V = (С_V / Т^м · S^y · t^x) · K_v

С_V = 420;

у = 0,20;

х = 0,15

S = 0,3;

t = 2;

Т = 60;

м = 0,20;

K_v = K_мv · K_пv · K_иv;

K_мv = K_г ( 750 /у_в)^nv; K_мv =1,0 ( 750 /650)^1,75 = 1,3;

K_пv = 0,8;

K_иv = 1,15;

K_v = 1,3 · 0,8 · 1,15 = 1,2;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

V₁ = V = (420 / 60^0,20 · 0,3^0,20 · 2^0,15) · 1,2 = 212 (м/мин);

Определим составляющие силы резания при черной обработке

Рx,y,z = 10 · Ср · t^x · S^y · Vⁿ · K_p

Ср = 300 Рz;243 Рy; 339 Рx;

t = 5;

х = 1,0

у = 0,75;

S = 0,5;

V = 185

n = 0;

K_p = К_мр · К_цр · К_гр · К_лр · К_rр;

К_мр = 0,75;

К_цр = 1,08 Рz; 1,30 Ру; 0,78 Рх;

К_гр = 1,1 Рz; 1,4 Ру; 1,4 Рх;

К_лр = 1,0 Рz; 0,75 Ру; 1,07 Рх;

К_rр = 0,87 Рz; 0,66 Ру; 1,0 Рх;

K_pz = 0.75 · 1.08 · 1.1 · 1.0 · 0.87 = 0.78;

K_py = 0.75 · 1.30 · 0.75 · 0.66 · 1.4 = 0.68;

K_pх = 0.75 · 0,78 · 1,4 · 1,07 · 1,0 = 0,88;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

Рz = 10 · 300 · 5^1,0 · 0,5^0,75 · 185⁰ · 0,78 = 700 (Н);

Ру = 10 · 243 · 5^1,0 · 0,5^0,75 · 185⁰ · 0,68 = 500 (Н);

Рх = 10 · 339 · 5^1,0 · 0,5^0,75 · 185⁰ · 0,88 = 890 (Н);

Определим составляющие силы резания при чистовой обработке

Рx,y,z = 10 · Ср · t^x · S^y · Vⁿ · K_p

Ср = 300 Рz;243 Рy; 339 Рx;

t = 2;

х = 1,0

у = 0,75;

S = 0,5;

V = 212;

n = 0;

K_p = К_мр · К_цр · К_гр · К_лр · К_rр;

К_мр = 0,75;

К_цр = 1,08 Рz; 1,30 Ру; 0,78 Рх;

К_гр = 1,1 Рz; 1,4 Ру; 1,4 Рх;

К_лр = 1,0 Рz; 0,75 Ру; 1,07 Рх;

К_rр = 0,87 Рz; 0,66 Ру; 1,0 Рх;

K_pz = 0.75 · 1.08 · 1.1 · 1.0 · 0.87 = 0.78;

K_py = 0.75 · 1.30 · 0.75 · 0.66 · 1.4 = 0.68;

K_pх = 0.75 · 0,78 · 1,4 · 1,07 · 1,0 = 0,88;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

Рz = 10 · 300 · 2^1,0 · 0,5^0,75 · 212⁰ · 0,78 = 140 (Н);

Ру = 10 · 243 · 2^1,0 · 0,5^0,75 · 212⁰ · 0,68 = 200 (Н);

Рх = 10 · 339 · 2^1,0 · 0,5^0,75 · 212⁰ · 0,88 = 360 (Н);

Определение операционного времени

Т_ток = ?Т_пер · 1,15 = 1,15 · 1,15 = 1,32 (мин);

фрезерование (нарезка шлицов и фрезерование шпоночного паза)

Определим скорость фрезерования при получении шпоночного паза

V = (С_V ·D^q / Т^м · t^x · S_z^y ·B^u · z^p) · K_v

С_V = 12;

q = 0.3;

х = 0,3;

у = 0,0,25;

u = 0;

р = 0;

м = 0,26;

Т = 60;

z = 2;

D = 66;

t = -;

В = -;

S_z = -;

K_v = K_мv · K_пv · K_иv;

K_мv = 0,1;

K_пv = 0,8;

K_иv = 1,15;

K_v = 0,1 · 0,8 · 1,15 = 0,092;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

V = (12 ·66^0,3 / 60^0,26 · 2⁰) · 0,092 = 14,5 (м/мин)

Определим силу резания

Рz = (10 · Ср · t^x · S_z^y · Bⁿ · z / D^q ·n^w) · K_мp

Ср = 47;

х = 0,86;

у = 0,72;

w = 0;

S_z = 0,20;

z = 2;

t = 3,5;

q = 0,86;

D = 66;

n = (1000 · V / р · D); n₁ = (1000 ·14,5 / 3,14 ·66) = 70(об/мин);

K_мp = (у_в / 750)ⁿ; n = 0,75; K_мp = (650 /750)^0,75 = 0,9;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

Рz = (10 · 47 · 3,5^0,86 · 0,20^0,72 · 2 / 66^0,86 ·70⁰) · 0,9 = 23,6 (Н);

Определим операционное время

Т_о = (L/S_m) · i;

L = l - D;

l = 70 (мм);

D = 10;

S_m = S_z ·z · n;

L = 70 - 10 = 60 (мм);

S_m =0,45 ·2 · 14,5 = 13;

i = h/t;

h = 7;

t = 3.5;

i = 7 / 3.5 = 2;

Т_о = (60/13) · 2 = 9 (мин);

Определим скорость фрезерования при нарезании шлицов

V = (С_V ·D^q / Т^м · t^x · S_z^y ·B^u · z^p) · K_v

С_V = 53;

q = 0.45;

х = 0,3;

у = 0,2;

u = 0,1;

р = 0,1;

м = 0,33;

Т = 60;

z = 80;

D = 58;

t = -;

В = -;

S_z = -;

K_v = K_мv · K_пv · K_иv;

K_мv = 0,1;

K_пv = 0,8;

K_иv = 1,15;

K_v = 0,1 · 0,8 · 1,15 = 0,092;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

V = (53 ·58^0,45 / 60^0,33 · 80^0,1) · 0,092 = 55 (м/мин)

Определим силу резания

Рz = (10 · Ср · t^x · S_z^y · Bⁿ · z / D^q ·n^w) · K_мp

Ср = 47;

х = 0,86;

у = 0,72;

w = 0;

S_z = 0,20;

z =80;

t = 2;

q = 0,86;

D = 58;

n = (1000 · V / р · D); n₁ = (1000 ·65 / 3,14 ·58) = 357 (об/мин);

K_мp = (у_в / 750)ⁿ; n = 0,75; K_мp = (650 /750)^0,75 = 0,9;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт.

Рz = (10 · 47 · 2^0,86 · 0,20^0,72 · 80 / 58^0,86 ·357⁰) · 0,9 = 587 (Н);

Определим операционное время

Т_о = (L/ns);

L = (l +l₁) ·z;

l = 112 (мм);

l₁ = 0.5 D;

D = 20;

z = 80;

l₁ = 0.5 20 = 10;

L = (112 +10) ·80 = 9760 (мм);

n = 357;

s = 0.8;

Т_о = (9760/357 · 0,8) = 34,1 (мин);

шлифование

Таблица 5.1 Режимы шлифования

определим эффективную мощность при предварительном врезном шлифовании

N = С_N · V₃^r · S_p^y · d^q · b^z

С_N = 0.14;

V = 40;

r = 0,8;

y = -;

q = 0,2;

z = 1,0;

S_p = 0,065; 0,003

d = 60; 66;

b = 25;

Подставим найденные по таблицам нами значения составляющих в формулу и произведём расчёт

N₁ = 0,14 · 40^0,8 · 0,065 · 60^0,2 · 25^1,0 = 9,8 (кВт)

определим эффективную мощность при окончательном врезном шлифовании

N₂ = 0,14 · 30^0,8 · 0,003 · 60^0,2 · 25^1,0 = 0,36 (кВт)

Определим операционное время

Т_о = (L/ns)

Т_{кр.шлиф} = ?Т_пер · 1,2 = 5,634 · 1,2 = 6,76(мин);

1.9 Расчет норм времени

Т_о = Т_{фрез.центр} + Т_ток + Т_{фрез.шп.} + Т_{фрез.шл.} + Т_{кр.шдиф.} = 1,92 +1,32 +9 + 34,1 + 6,76 = 53,1 (мин)

Примем 53,5 (мин)

Т_{обсл.+лич.нужд.} = Т_о · 0,05 = 53,5 · 0,05 = 2,7 (мин);

Т_штуч = 53,5 +1,2 = 54,7 (мин);

Т_{подг.закл} = 30 + 2 + 7 = 39 (мин);

Т_{шт.каклк} = Т_штуч + (Т_{подг.закл} / n) = 54,7 + (39 | 500) = 54.8 (мин);

2. Конструкторская часть

Все необходимые нам данные для расчёта данного раздела будем брать из расчёта сделанного в технологической части настоящего дипломного проекта и справочной литературы. Определим W_У с учётом составляющей силы резания P_z

KP_zd = W_УfD

W_У = (КР_zd /fD)

f = 0.2

P_z = 700

d = 58

D = 70

Определение значения коэффициента запаса К:

K = K₀ K₁ K₂ K₄ K₆,

K₀ - коэффициент гарантированного запаса, равен 1,5.

K₁ - коэффициент, учитывающий вид технологической базы, равен 1.2

K₂ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении инструмента, равен 1,5

K₄ - коэффициент, учитывающий стабильность силы зажима, для автоматического привода равен 1.

К₆- коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся провернуть заготовку относительно зажимных и установочных элементов, равен 1,2. К = 1,5 1,2 1,5 1 1,2 = 3,24

W_У = (3.24 700 58/ 0,2 70)= 1315(Н)

Определим W_У с учётом составляющей силы резания P_х

К P_х = W_Уf

W_У = (К P_х/ f)

Определение значения коэффициента запаса К:

K = K₀ K₁ K₂ K₄ K₆,

K₀ - коэффициент гарантированного запаса, равен 1,5.

K₁ - коэффициент, учитывающий вид технологической базы, равен 1.2

K₂ - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении инструмента, равен 1,5

K₄ - коэффициент, учитывающий стабильность силы зажима, для автоматического привода равен 1.

К₆- коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся провернуть заготовку относительно зажимных и установочных элементов, равен 1,2.

К = 1,5 1,2 1,5 1 1,2 = 3,24

f = 0.2

Р_х = 360 (Н)

W_У = (3,24* 360/ 0,2) = 583 (Н)

В дальнейших расчётах примем W_У =233,7 (_кН)

Определим момент, создаваемый P_y

М = P_y l

l = 90 + 140 + 75 = 305 (мм)

М = 986 305 ~ 3007 (Н м)

Компенсируем этот момент поджатием заднего центра

Рассчитаем рычажный самоцентрирующийся токарный патрон

Примем число кулачков токарного патрона равное 3.

Тогда

W = (W_У/3)

W_У = (583 /3) = 194,3Н)

Примем отношение плеч рычажного устройства токарного патрона как 2:1

Тогда

W = Q i

Q = (W/ i)

Q = (194,3/ 2) = 97,2 (_кН)

В данном дипломном мы принимаем по справочным данным и данным

расчёта, произведенного нами выше сил резания, мы выбираем токарный самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон, который также будет ещё и делительной головкой в процессе выполнения фрезерования. Для осуществления автоматической работы токарного патрона по зажиму и разжиму заготовки мы выбираем по табличным данным и данным оснащения производства гидросистемой, гидравлический привод для токарного патрона.

Работа приспособления при зажиме заготовки.

При зажиме заготовки гидроцилиндр работает в тянущем режиме. Жидкость (масло) от гидравлической сети предприятия через трехходовой распределительный кран (на чертеже не показан) и штуцер попадает в штоковую полость гидроцилиндра приспособления. Под действием давления жидкости (масла) происходит перемещение поршня и закрепленного на нем штока . Шток перемещаясь поворачивает рычаги , которые приводят в движение кулачки , тем самым патрон зажимают деталь.

Работа приспособления при разжиме заготовки.

При отпуске заготовки цилиндр работает в толкающем режиме. Жидкость (масло) через трехходовой распределительный кран и штуцер попадает в безштоковую полость гидроцилиндра, под действием давления жидкости (масла) поршень перемещаясь тянет шток , который поворачивает рычаги , кулачки[6] расходятся в разные стороны, тем самым обеспечивая разжим заготовки.

3. Организационная часть

3.1 Определение количества оборудования

Годовую трудоемкость по цеху определяем по формуле:

мин

Количество металлорежущих станков для выполнения обработки деталей согласно полученной трудоемкости определяется по формуле:

,

где - действительный годовой фонд работы оборудования (при двухсменном режиме чел. в зависимости от числа рабочих дней в году);

- коэффициент загрузки оборудования (для серийного производства ).

станков

С учетом обрабатываемых поверхностей станки распределяются по технологическому назначению следующим образом:

Количество станков токарнойс фрезерной функцией группы:

ст.

Круглошлифовальной группы:

ст.

Фрезерно-центровальной группы:

ст.

Согласно полученным результатам принятое количество производственных станков составит:

С_пр = 7 + 1 + 1 = 9 ст.

Количество станков заточного отделения рекомендуется принимать 4-6% от числа обслуживаемого оборудования, т.е.

ст

Для цеховой ремонтной базы (ЦРБ) в серийном производстве принимается 2,6…4,3%. Это составит:

ст.

Для мастерской по ремонту оснастки и инструмента принимают 4% от количества производственных станков, т.е. ст.

Кроме этого на ремонтной базе устанавливают наждачное точило, пресс винтовой или гидравлический, электроискровой станок для удаления из отверстий сломанных инструментов и электрогазосварочный пост.

Таблица 1 - Ведомость металлорежущих станков производственного назначения.

3.2 Определение количества станочников

Количество основных рабочих-станочников определяют исходя из годовой трудоемкости мех. обработки при односменной работе по формуле:

, чел

где - суммарная трудоемкость мех. обработки деталей в году;

- действительный годовой фонд времени работы станочников (принимаем 1860 час.);

- коэффициент многостаночного обслуживания, принимается в пределах 1,25…1,5.

Подставляем значения в формулу:

чел.

Количество вспомогательных рабочих в серийном производстве принимают 18…25% от числа производственных рабочих, принимаем 20%. Это составит:

ИТР принимают 11…13% от общего числа рабочих:

ИТР=23

Счетно-конторский персонал (2…7%), принимаем 4% от общего количества работающих, т.е. с учетом вспомогательных рабочих, ИТР, конторских служащих и МОП, число которых составляет 2-3% от общего числа работающих в цехе.

МОП=

Итак, число конторских служащих составит:

Таблица 2 - Ведомость общего числа работающих

3.3 Определение площади цеха

Производственную (станочную) площадь определяют из расчета удельной площади на один мехообрабатывающий станок. В зависимости от размеров принятых станков принимается удельная площадь. Для средних размеров станков (1500х3500) удельная площадь рекомендуется 22м. Тогда площадь станочного участка составит:

Площадь заточного отделения определяется из расчета 10…12 на один станок, т.е.:

Площадь контрольного отделения принимается 3…5%, от площади станочного отделения, т.е.:

Площадь РБЦ определяется из расчета 27…30 на один основной станок базы. Это составит:

Участок электроремонтной службы: .

Отделение по ремонту инструмента и оснастки рассчитывается 17…22 на один станок:

Отделение по переработке стружки принимают из расчета 0,5 на один обслуживаемый станок. С учетом станков ремонтных участков это составит:

Площадь склада для хранения заготовок определяем из расчета, что масса заготовки составляет - 1,8 кг. Согласно годовой программе:

²

Площадь для хранения необходимого запаса заготовок на 15 дней определится по формуле:

где черновая масса заготовок, которую предстоит обработать в цехе за год;

е - количество дней, на которые принимается запас заготовок;

q - грузонапряженность пола в цеху, (принимаем 1,5…2 );

Ф - количество рабочих дней в году;

- коэффициент использования площади склада, =0,4…0,5.

Итак:

Площадь ИРК для инструмента определяется из ра...