Технологический процесс обработки детали "Фреза со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Наивысшего развития индустриальное общество достигло к середине XX столетия, породив все преимущества и противоречия современной цивилизации. Машиностроение было основой индустрии. Современное машиностроение базируется на наукоемких технологиях. Появление таких продуктов электронного машиностроения, как современные электронные компьютерные компоненты, привело к широкому их внедрению в производство нового поколения технических систем, высокоэффективных, гибко перестраиваемых, многокоординатных машин и роботов. Доля механической части в современном машиностроении сократилась с 70 % в начале 90-х годов до 25 + 30 % в настоящее время.

Разработка технологических процессов производства металлорежущего инструмента базируется на общих принципах и закономерностях технологии машиностроения.

Металлорежущий инструмент является одним из важнейших орудий производства. Он используется при обработке резанием всевозможных деталей на металлорежущих станках. При этом срезается часть материала заготовки в виде стружки до получения требуемой поверхности детали.

Одним из эффективных путей повышения производительности труда в машиностроении является применение новых инструментальных материалов. Например, применение быстрорежущей стали вместо углеродистой инструментальной, позволило увеличить скорость резания в 2...3 раза. К сталям нормальной производительности относятся Р18, Р12, Р9, Р6МЗ, Р6М5, к сталям повышенной производительности - Р6М5ФЗ, Р12ФЗ, Р18Ф2К5, Р10Ф5К5, Р9К5, Р9К10, Р9МЧК8, Р6М5К5 и др. Высокие режущие свойства быстрорежущей стали обеспечиваются за счет легирования сильными карбидообразующими элементами: вольфрамом, молибденом, ванадием и некарбидообразующим кобальтом.

В настоящее время для производства режущих инструментов широко используются твердые сплавы. Они состоят из карбидов вольфрама, титана, тантала, сцементированных небольшим количеством кобальта. Карбиды вольфрама, титана и тантала обладают высокой твердостью, износостойкостью. Инструменты, оснащенные твердым сплавом, хорошо сопротивляются истиранию сходящей стружкой и материалом заготовки и не теряют своих режущих свойств при температуре нагрева до 750-1100 °С.

В данном курсовом проекте нужно разработать оптимизированный под данный тип производства технологический процесс обработки детали «Фреза со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава».

Тщательно рассмотреть эффективность данного технологического процесса, экономическую выгоду и себестоимость.

В курсовом проекте нужно достигнуть:

- оптимизации и интенсификации режимов резания благодаря более высокой жесткости и виброустойчивости станков, возможности быстрой смены режущего инструмента.

- Сокращение затрат времени на установочные перемещения, холостые ходы благодаря полной автоматизации цикла

- Сокращение затрат времени на установку, закрепление, снятие и транспортирование обрабатываемых деталей от станка к станку вследствие концентрации операций

- Сокращение затрат времени на пробные проходы и наладку станка вследствие уменьшения количества инструментов и их настройки на размер вне станка.

1. Технологическая часть

1.1 Определение программы выпуска инструмента

Деталь “Торцевая фреза ” является одной из распространенных номенклатурных частей режущего инструмента. Торцовые насадные фрезы предназначены для обработки открытых плоских поверхностей стальных или чугунных деталей. Ножи фрез оснащаются пластинами из двердого сплава Т5К10 для обработки стали и ВК8 для обработки чугуна. Большое количество режущих зубьев обеспечивает плавную работу фрезы и высокую частоту обработанной поверхности.

Крепление ножей в клиновом пазу с рифлениями создает возможность компенсировать износ ножей по торцам и окружности за счет перемещения их на одно рифление от оси фрезы. После перемещения ножей фреза шлифуется, затачивается, режущие поверхности ножей доводится алмазом. При полном использовании ножей из заменяют новым комплектом. Корпус фрезы позволяет производить многократную замену ножей. Вреза крепится на оправках торцовыми шпонками.

Ежегодный выпуск превышает свыше миллиона единиц. Корпус фрезы изготавливается из Стали 40Х

1.2 Свойства Стали 40Х ГОСТ4543-71

Таблица 1.1 - Химические свойства, % [9,стр.154]

С	Cr	Сu	Mn	Si	Ni	S	P
0,36-0,44	0,8-1,1	0.3	0,5-0,8	0.17-0,37	0,4	0.035	0,035

Таблица1.2 - Механические свойства [9]

Марка стали	Т.О. заготовок	в	т	Относит. удлинение	Относит. сужение	Ударная вязкость	НВ
		кгс/мм2	%	кгс/мм2
40Х	отжиг	570	320	17	35	50	217

Технологические свойства:

- свариваемость - трудносвариваемая;

- флокеночувствительность - чувствительна

1.3 Определение типа производства

В последнее время на предприятиях экономические составляющие являются его главными характеристиками. Экономические составляющие предприятия зависят от множества причин, но одной из причин следует отметить правильный выбор типа производства. От правильности этого выбора зависит: составление технологического процесса, выбор оборудования и т.д.

Предварительно тип производства определяется по известному годовому объёму выпуска и массе детали (табл. 2).

Окончательное определение типа производства осуществляется, после разработки технологического процесса и расчёта количества рабочих мест по ГОСТ 3.1121-84 коэффициентом закрепления операций

, ( 1.1)

где О - число различных операций, выполняемых в течение планового периода,

Р - число различных мест ,выполняющих различные операции.

Значение применяют для планового периода, равного одному месяцу.

Таблица 3 - Ориентировочное определение типа производства по годовому объёму выпуска и массе детали

Масса детали, кг.	Объём выпуска детали в год (шт.) при типе производства
	единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
До 1	До 10	10…2000	1500…100000	75000…200000	Свыше 200000
1 … 2.5	До 10	10…1000	1000…50000	50000…100000	Свыше 100000
2.5 …5	До 10	10…500	500…35000	35000…75000	Свыше 75000
5 … 10	До 10	10…300	300…25000	25000…50000	Свыше 50000
10 …30	До 10	10…200	200…10000	10000…25000	Свыше 25000
Свыше 30	До 5	10…100	100…300	300…1000	Свыше 1000

Из таблицы 2 видно, что при массе детали 16 кг и условии среднесерийного производства годовой объём выпуска находится в пределах 200…10000 деталей в год. Принимаем ориентировочно 1000 дет./год.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска.

Серийное производство является основным типом современного машиностроительного производства и предприятиями этого типа выпускается 75-80% всей продукции машиностроительного производства.

Следовательно, из вышесказанного следует, что принимаем тип производства: серийное.

1.4 Анализ технологичности детали

Анализ технологичности конструкции детали и корректировка её чертежа проводится с целью увязки конструкторских и технологических требований, предъявляемых к детали при заданном объеме выпуска, а также с целью приведения чертежа детали в соответствие с требованиями ЕСКД. Все предложения по изменению конструкции детали должны быть систематизированы, обоснованы и могут быть внесены в конструкцию детали.

Технологическая характеристика детали определяется: коэффициентом точности - Ктч , коэффициентом шероховатости -Кш, коэффициентом унификации - Ку, коэффициентом использования материала Ким.

Коэффициент точности обработки определяется по формуле:

Ктч = 1 - 1/ITср, (1.4)

где ITср - средний квалитет точности обработки изделия.

Средний квалитет точности обработки изделия определяется по формуле:

ITср = (ITi ni)/ n, (1.5)

где ITi -квалитет точности;

ni - количество размеров, имеющих точность соответствующего квалитета;

n - общее количество принятых во внимание размеров детали.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:

Кш = 1 -1/ Raср, (1.6)

где Raср - среднее числовое значение параметра шероховатости поверхности по Ra для всех обрабатываемых поверхностей.

Среднее числовое значение параметра шероховатости поверхности определяется по формуле:

Raср = (Rai mi) / m, (1.7)

где Rai - числовое значение параметра шероховатости поверхности;

mi - количество поверхностей, имеющих соответствующую шероховатость;

m - общее количество принятых во внимание поверхностей.

Таблица 1.3 - Технологическая характеристика детали «фреза»

Поверхность	Квалитет точности	Шероховатость, Ra, мкм
	IT7	IT9	IT14	0,63	3,2	12,5
250	-	-	14	-	-	12,5
50	7	-	-	0.63	-	-
42	-	-	14	-	-	12,5
60	-	-	14	-	-	12.5
65	-	9	-	-	3,2	-
250	-	-	14	-	-	12.5
200	-	-	14	-	-	12.5
2х45	-	-	14*3	-	-	12,5*3
5	-	-	14	-	-	12,5
n, m	1	1	9	1	1	9
ITi ni	7	9	126	-		-
Rai mi	-	-	-	0.63	3,2	112,5
	ITср = 13,7	Raср = 7,2
	Ктч =1 -1/13,7 =0,92	Кш = 1 - 1/7,2 = 0,86

Значение полученных коэффициентов близко к единице, что свидетельствует о технологичности данной детали. Это значит, что деталь при обработке на станке можно изготовить в пределах допуска с требуемой шероховатостью.

1.4 Выбор заготовки метода её изготовления

Одно из основных направлений современной технологии машиностроения - совершенствование заготовительных процессов с целью снижения припусков на механическую обработку.

Поковка	Прокат
Определение массы заготовки и массы отходов, кг ( с=0,0078 кг/см3 [2], mд=16кг)	Определение массы заготовки и массы отходов, кг ( с=0,0078 кг/см3 [2], mд=16кг)
кг. mотх= 19,7 - 16=3,7 кг	кг. mотх= 26.8 - 16=10.8 кг
Определение Ким=mд/Нрасх,	Определение Ким=mд/Нрасх,
Ким=16/19,7=0,81	Ким=16/26.8=0,6

При выборе заготовки первоначально решается вопрос об основных способах изготовления заготовки. Предпочтительным должен быть тот метод, который обеспечивает наименьшую технологическую себестоимость изготовления детали и более высокий коэффициент использования материала, что должно обосновываться технико-экономическим анализом двух близких по своим технологическим параметрам способов получения заготовок с учётом затрат на механическую обработку.

1.5 Разработка маршрутного технологического процесса изготовления инструмента

Разработка технологического процесса включает комплекс взаимосвязанных работ (ГОСТ 14301-82):

- выбор технологических баз;

- определение последовательности и содержания операций;

- определение и выбор средств технологического оснащения;

- назначение и расчет режимов резания;

- выбор средств механизации и автоматизации элементов технологического процесса.

Базовый тех процесс на массовом производстве:

005 Отрезная.

010 Ковочная.

015 Термическая

020 Очистная

025 Токарная

030 Токарная программная

035 Фрезерная

040 Токарная

045 Фрезерная

050 Фрезерная

055 Термическая

060 Шлифовальная

065 Маркировочная

070 Контрольная

Таблица 5 - Маршрут изготовления детали “Торцевая фреза”.

Номер операции	Наименование операции
005	Токарно-винторезная
010	Токарно-винторезная
015	Вертикально-фрезерная
020	Горизонтально-фрезерная
025	Слесарная
030	Термообработка
035	Внутришлифовальная
040	Шлифовальная
045	Плоскошлифовальная
050	Слесарная
055	Протяжная
060	Контрольная

1.6 Выбор методов обработки поверхностей заготовки и выбор оборудования

Для достижения мелкосерийного выпуска деталей целесообразно применить универсальные станки. Эти станки позволяют достигнуть оптимальных технических и экономических показателей. В данном технологическом процессе я предлагаю использовать токарно-винторезный станок модели 16К20, горизонтально-фрезерный станок 6Р80, вертикально - фрезерный станок 6Т12, внутришлифовальный станок 3К227А, станок плоскошлифовальный универсальный 3Г71. Они имеют следующие технические характеристики, приведенных в таблицах 6,7,8,9,10.

Таблица 6 - Техническая характеристика станка 16К20.

Параметры	Размер
Наибольший диаметр обрабатываемой детали над станиной, мм	435
Наибольший диаметр обрабатываемой детали над суппортом, мм	224
Расстояние между центрами, мм	710;1000
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм	50
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5-1600
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	10
Габарит, мм	2505х1198х1500
Масса, кг	2835

Таблица 7 - Техническая характеристика станка 6Р80

Наименование размера	Размеры
Размеры рабочей поверхности стола, мм	3801250
Число скоростей шпинделя	18
Частота вращения шпинделя, мм/об	31,5 - 1600
Число подач стола	18
Внутренний конус шпинделя, мм	50
Наибольший угол поворота шпиндельной головки, град.	650
Перемещение гильзы со шпинделем, мм	75
Мощность главного привода, кВт	7,5
Масса, кг	3120

Таблица 8 - Техническая характеристика станка 6Т12

Наименование размера	Размеры
Размеры рабочей поверхности стола, мм	3201250
Число скоростей шпинделя	18
Частота вращения шпинделя, мм/об	16 - 1600
Число подач стола	18
Внутренний конус шпинделя, мм	50
Скорость вертикального движения подачи стола, мм/мин.	4,1-400
Скорость продольного и поперечного движения подачи стола, мм/мин	12,5-1250
Мощность главного привода, кВт	7,5
Габаритные размеры: длина ширина высота	2000 1700 1950
Масса, кг	2850

Таблица 9 - Техническая характеристика станка 3К227А

Наименование размера	Размеры
Наибольший диаметр, мм	400
Наибольшая длина, мм	125
Диаметр шлифуемых отверстий, мм	5-150
Наибольший ход стола, мм	450
Наибольший угол поворота бабки, мм	45°
Частота вращения, об/мин	9000
Мощность главного привода, кВт	4
Габаритные размеры: длина ширина высота	2815 1900 1750
Масса, кг	4300

Таблица 10 - Техническая характеристика станка 3Г71

Наименование размера	Размеры
Длина (диаметр) рабочей поверхности стола, мм	640
Ширина стола, мм	200
Размеры шлифовального круга, мм	250
Частота вращения, об/мин	2000
Мощность главного привода, кВт	2.2
Габаритные размеры: длина ширина высота	1870 1550 1980
Масса, кг	2000

1.7 Выбор методов и средств технического контроля качества инструмента

Для контролирования инструмента применяются различные технологии:

основные из них:

Калибр пробка 50Н7 ГОСТ 24853-81.

Калибр пробка 65Н9 ГОСТ 24853-81.

ШЦ-I -- штангенциркуль с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и с линейкой для измерения глубин.

ШЦ-III -- с односторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров.

1.8 Разработка технологических операций и операционного технологического процесса

1.8.1 Назначение межпереходных припусков и размеров

Рассчитаем припуск на диаметр Ш детали «Фреза». Шероховатость обработанной поверхности Ra=0,63 мкм. Материал детали - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Для обеспечения заданной степени точности и шероховатости необходимо предусмотреть следующую последовательность обработки поверхности:

Точение черновое, точение чистовое, шлифование.

Двусторонний минимальный припуск на обработку внутренних поверхностей определяется по формуле:

; (1.9)

где ; (1.10)

; (1.11)

RZi-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм

hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

еi - погрешность установки заготовки на выполненном переходе

ДУi-1 - суммарное отклонение расположения поверхности, мкм

ДУкi-1 - суммарное отклонение оси детали от прямолинейности (кривизна), мкм

Дui-1 - погрешность центрирования заготовки, мкм

L - длина заготовки

Tdi-1 - допуск на диаметральный размер базы, используемой при центрировании, мкм.

В качестве заготовки используется поковка, Rz+h=500 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности включает перекос отверстия ? п, коробление ? к, погрешность расположения отверстия относительно технологических баз ? ртб.

? п=5·90=450 мкм;

? к=1·D=1·280=280 мкм;

? ртб=200 мкм;

(1.12)

 мкм;

Остаточное отклонение расположения заготовки (кривизна) после обработки определяется по формуле:

Дост=Ку·ДУ, (1.13)

где Ку - коэффициент уточнения

Величина коэффициента уточнения после точение чернового - 0,06,

точения получистового -0,05, точения чистового - 0,04, [4]. Следовательно, остаточная кривизна после:

точения черновое - ДУ1=566·0,06=34(мкм)

точения чистовое - ДУ2=34·0,05=1,7 (мкм)

шлифование- ДУ2=1,7·0,04=0,07 (мкм)

При закреплении заготовки в 3-х кулачковом самоцентрирующимся патроне е=200 [8].

Параметры, характеризующие точность и качество поверхности заготовки после механической обработки, необходимые для расчета припусков, приведены в таблице 6 [8].

Таблица 1.5 - Данные для расчета припуска

Вид обработки	Квалитет	Допуск Td, мкм	Rа, мкм	h, мкм
1. Точение черновое	12	250	20	20
2. Точение чистовое	9	62	10	20
3. Шлифование	7	25	5	5

Исходя из вышеизложенного определим расчетную величину минимального припуска: на точение черновое:

на точение чистовое:

на шлифование:

Таблица 1.6 - Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск, Zmш мкм	Расчетный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые (округленные) размеры по переходам, мм	Полученные предельные припуски, мкм
	Rа	h	Д	Э				dmax	dmin	2 Zmах	2 Zmin
1. Поковка	500	566	-	-	47,614	1000	46,614	47,614	-	-
2.Точение черновое	20	20	34	200	2182	49,796	250	49,546	49,796	2932	2182
3.Точение чистовое	10	10	1,7	20	160	49,956	62	49,894	49,956	348	160
4. Шлиф.	5	5	0,07	2	44	50	25	50	50,025	106	44

Проверка расчета:

Tdз-Tdд=2Zomax-2Zomin,

где 2Zomax и 2Zomin - соответственно полученные суммы предельных припусков;

Tdз - допуск на изготовление заготовки;

Tdд - допуск на изготовление детали.

2Zomax = 2932+348+106=3386мкм;

2Zomin = 2182+160+44=2361мкм;

1000-25=3386-2361=750=750=0.

Рассчитаем припуск на диаметр Ш детали «Фреза». Шероховатость обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Материал детали - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Для обеспечения заданной степени точности и шероховатости необходимо предусмотреть следующую последовательность обработки поверхности:

Точение черновое, точение чистовое.

В качестве заготовки используется поковка, Rz+h=500 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности включает перекос отверстия ? п, коробление ? к, погрешность расположения отверстия относительно технологических баз ? ртб.

? п=5·90=450 мкм;

? к=1·D=1·280=280 мкм;

? ртб=200 мкм;

(1.12)

мкм;

Величина коэффициента уточнения после точение чернового - 0,06,

точения чистового -0,05, [4]. Следовательно, остаточная кривизна после:

точения черновое - ДУ1=566·0,06=34(мкм)

точения чистовое - ДУ2=34·0,05=1,7 (мкм)

При закреплении заготовки в 3-х кулачковом самоцентрирующимся патроне е=200 [8].

Таблица 1.5 - Данные для расчета припуска

Вид обработки	Квалитет	Допуск Td, мкм	Rа, мкм	h, мкм
1. Точение черновое	12	250	20	20
2. Точение чистовое	9	74	10	20

Исходя из вышеизложенного определим расчетную величину минимального припуска: на точение черновое:

на точение чистовое:

Таблица 1.6 - Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск, Zmш мкм	Расчетный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые (округленные) размеры по переходам, мм	Полученные предельные припуски, мкм
	Rа	h	Д	Э				Dmax	dmin	2 Zmах	2 Zmin
1. Поковка	500	566	-	-	67,342	1000	68,342	67,342	-	-
2.Точен. черновое	20	20	34	200	2182	65,16	250	65,41	65,16	3156	2182
3.Точен. чистовое	10	10	1,7	20	160	65	74	65,074	65	418	160

2Zomax = 3156+418=3574 мкм;

2Zomin = 2182+160=2317мкм;

1000-74=3574-2317=0.

Рассчитаем припуск на диаметр Ш детали «Фреза». Шероховатость обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Материал детали - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Для обеспечения заданной степени точности и шероховатости необходимо предусмотреть следующую последовательность обработки поверхности:

Точение черновое, точение чистовое.

В качестве заготовки используется поковка, Rz+h=500 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности включает перекос отверстия ? п, коробление ? к, погрешность расположения отверстия относительно технологических баз ? ртб.

? п=5·90=450 мкм;

? к=1·D=1·280=280 мкм;

? ртб=200 мкм;

(1.12)

мкм;

Величина коэффициента уточнения после точение чернового - 0,06,

точения чистового -0,05, [4]. Следовательно, остаточная кривизна после:

точения черновое - ДУ1=566·0,06=34(мкм)

точения чистовое - ДУ2=34·0,05=1,7 (мкм)

При закреплении заготовки в 3-х кулачковом самоцентрирующимся патроне е=200 [8].

Таблица 1.5 - Данные для расчета припуска

Вид обработки	Квалитет	Допуск Td, мкм	Rа, мкм	h, мкм
1. Точение черновое	12	250	20	20
2. Точение чистовое	9	115	10	20

Исходя из вышеизложенного определим расчетную величину минимального припуска: на точение черновое:

на точение чистовое:

Таблица 1.8 - Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск, Zmш мкм	Расчетный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые (округленные) размеры по переходам, мм	Полученные предельные припуски, мкм
	Rа	h	Д	Э				Dmax	dmin	2 Zmах	2 Zmin
1. Поковка	500	566	-	-	252,342	1000	253,42	252,342	-	-
2.Точен. черновое	20	20	34	200	2182	250,16	250	250,41	250,16	3156	2182
3.Точен. чистовое	10	10	1,7	20	160	250	115	250,115	250	418	160

2Zomax = 3156+418=3574 мкм;

2Zomin = 2182+160=2317мкм;

1000-74=3574-2317=0.

1.8.2 Расчёт режимов резания

Режимы обработки назначаются на все технологические операции по общемашиностроительным нормативам времени и режимов резания для соответствующего вида обработки и типа производства. Режимы резания рассчитываются на ЭВМ или определяются расчётно - аналитическим методом. В пояснительной записке дипломного проекта приводится пример подробного расчёта режимов резания. Расчёт расчетное - аналитическим методом, ниже, в данном разделе. Пример расчёта режимов резания расчетно - аналитическим методом: расчет производится по методике изложенной.

Расчет режимов резания при операции «токарно-винторезная»

Элементы режимов резания устанавливаются в следующем порядке:

- глубина резания t: при черновой обработке принимается наибольшая из возможных глубина резания, равная большей части припуска на обработку; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой точности размеров и требований к шероховатости поверхности;

- подача s: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности технологической системы, мощности привода станка, прочности инструмента; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой точности размеров и шероховатости поверхности. Выбранная подача согласовывается с паспортными данными станка;

- скорость резания V рассчитывается по эмпирическим формулам;

- частота вращения шпинделя n определяется, исходя из рассчитанной скорости резания, и корректируется по паспортным данным станка;

- определяется фактическое значение скорости резания с использованием скорректированного значения частоты вращения шпинделя;

- определяются силы резания, мощность резания, крутящий момент на шпинделе станка. Мощность резания не должна превышать мощность привода станка.

Расчет режимов резания на операцию 005 “Токарно-винторезная”. Оборудование - станок токарно-винторезный 16К20.

Последовательность:

1. Точить торец, выдерживая размер 45 мм.

2. Расточить отверстие 50 мм

3. Расточить отверстие 65 мм

4. Точить канавку 2,5 мм

5. Точить фаску 2х45

Переход 1. Точить торец, выдерживая размер 45 мм.

Глубина резания 2.5 мм

Подача 0,4 мм/об (21)

Инструмент резец подрезной с механическим креплением трехгранной пластины Р18.

Скорость резания при точении определяется по формуле:

 (9)

T - стойкость инструмента, мин;

t - глубина резания, мм, s - подача, мм/об.

где Cv=46,7; x=0,5; y=0,5; m=0,33; q=0,45; u=0,1; p=0,1;

Kv=0,85 [4];

T=120 мин.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле

, (10)

где D - диаметр заготовки, мм

По паспорту станка принимаем 315 мин-1. Тогда фактическая скорость резания составит

Фактическая скорость:

Сила резания:

, (11)

где СР - постоянная;

x, y, n, - показатели степени;

КР - поправочный коэффициент.

СР = 300; х = 1; у = 0,75; n = - 0,15; [21]

КР = КМРКРКРКР

КМР - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

КР - коэффициент учитывающий влияние главного угла в плане КР = 0.89

КР - коэффициент учитывающий влияние угла резца КР = 1.1

КР - коэффициент учитывающий влияние угла резца КР = 1

, (12)

n = 0.75 [21]

КР = 0.8460.891.11 = 0.83

Pz = 103002,539,60,750,400,7583 = 568Н.

Мощность резания:

Операция 035 Внутришлифовальная

Переход №2. Шлифовать поверхность 50 мм

Припуск на обработку составляет t = 0,05 мм

Определяю скорость шлифовального круга

к = 30-35 м/с [3]

Принимаю к = 35 м/с

Определяю скорость вращения заготовки

з = 20-40 м/мин [8]

Принимаю з = 25 м/мин

Определяю частоту вращения шпинделя, соответствующую принятой скорости резания

Принимаю n = 145 об/мин

Найденное значение n = 145 об/мин может быть установлено на станке, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя в пределах 63-400 об/мин.

Определяю поперечную подачу круга

S = 0,01 ч 0,025 мм [8]

Принимаю S = 0,015 мм

Определяю мощность, затрачиваемую на резание [8]

где CN - постоянная в формуле

CN = 0,14 [8]

r, y, q, z - показатели степеней

r = 0,8

y = 1,0

q = 0,2

z = 1,0

з - скорость вращения заготовки

S - подача

d - обрабатываемый диаметр

b - ширина шлифования

Операция 20 Горизонтально-фрезерная.

Расчет режимов резания на фрезерование паза глубиной 30±1мм,

Шириной 20, длиной L=27 мм. режущий инструмент - фреза дисковая Ш125мм, ширина 20мм материал режущей части Т15К6, число зубьев z=22.

Глубина резания t = 14 мм. Рекомендуемая подача зуб Sz = 0,02 мм/зуб.[9].

Скорость резания рассчитывается при обработке заготовки по формуле:

Значение периода стойкости Т, коэффициента СV и показателей степеней [9] равны СV =690 , x = 0,3, y = 0,4, m = 0,35, q=0,2, u=0,1, p=0, T=180

Коэффициент КV в формуле находится по формуле:

КV = Kмv*Knv*Kиv,

где Kмv - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

Knv - поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

Kиv - поправочный коэффициент учитывающий материал инструмента;

Kмv =1,14[9], Для поверхности заготовки без корки Knv = 1,0 [9], Kиv =1,0[9]

Тогда:

КV = 1,14*1,0*1,0=1,14

Частота вращения шпинделя:

Скорректируем определенную исходя из рассчитанной скорости резания по

паспорту станка частоту вращения шпинделя n = 200 (мин-1).

Следовательно, фактическая скорость резания равна:

Главная составляющая силы резания при фрезеровании- окружная сила определяется по формуле:

Значения коэффициента Ср и показателей степени [5]:

Ср = 261, x = 0,9, y = 0,8, u=1,1, q=1,1,w=0,1, KMP=0,96[5].

Следовательно сила резания будет равна:

Крутящий момент определяется по формуле:

Мкр=Рz*D/2*100

Мкр=621*200/2*100=621(Н·м)

Мощность резания рассчитывают по формуле:

1.8.3 Расчёт нормы штучного времени

Расчёт нормы штучного времени и подготовительно - заключительного времени. Производится на следующую операцию.

Определение штучно-калькуляционного времени на операцию «Токарно-винторезная»

На данной операции производиться точение поверхностей на станке 16К20 .

Переход 2: Точить торец, выдерживая размер 45 мм.

Основное технологическое время определяется:

, (36)

L = L0 + L1 + L2, (37)

где L - длина резания, мм;

L0 - длина обрабатываемой поверхности, мм;

L2 - величина врезания и перебега инструмента, мм;

L3 - дополнительная длина на взятие пробной стружки, мм;

n - частота вращения шпинделя, мм/об;

Sмин - минутная подача, мм/мин;

S - подача на один оборот шпинделя, мм/об;

i - число проходов.

Вспомогательное время на установку, закрепление и снятие детали ТВСП = 4,5 мин.

Вспомогательное время на переход (включение и отключение подачи, подвод инструмента к детали и т.д.) ТВСП = 0,1 мин

Оперативное время:

деталь фреза оборудование технологичность

ТОП = ТОСН + ТВСП = 1.3 + 4,5 + 0,1 = 5.9 (мин)

Время на отдых составляет ТОТД = 9%, на обслуживание рабочего места ТОБС = 3% о оперативного времени [3. Карта 72. С 150]

ТОБС + ТОТД = 5.9(0,09+0,03) = 0,82 (мин) (38)

Штучное время:

ТШТ = ТОП + ТОБС + ТОТД = 5.9 + 0,82 = 7,6 (мин) (40)

Подготовительно заключительное время на партию деталей: ТП.З. = 16,5 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется:

, (42)

где ПЗ = партия запуска деталей.

где N - годовой выпуск деталей, шт;

Sn - число запусков в год.

ТШТ.К = 7,6 + 16,5 / 250 = 7,7 (мин)

Определение штучно-калькуляционного времени на операцию «Внутришлифовальная»

Основное технологическое время определяется:

Вспомогательное время на установку, закрепление и снятие детали ТВСП = 4,5 мин.

ТОП = ТОСН + ТВСП = 8 + 4,5 = 12,5 (мин)

ТОБС + ТОТД = 12,5(0,09+0,03) = 1,5 (мин)

Штучное время:

ТШТ = ТОП + ТОБС + ТОТД = 12,5 + 1,5 = 14 (мин)

ТШТ.К = 14 + 16,5 / 250 = 14,1 (мин)

Определение штучно-калькуляционного времени на операцию «Горизонтально-фрезерная»

Основное технологическое время определяется:

Вспомогательное время на установку, закрепление и снятие детали ТВСП = 4,5 мин.

ТОП = ТОСН + ТВСП = 11 + 4,5 = 15,5 (мин)

ТОБС + ТОТД = 15,5(0,09+0,03) = 1,9 (мин)

Штучное время:

ТШТ = ТОП + ТОБС + ТОТД = 15,5 + 1,9 = 17,4 (мин)

ТШТ.К = 17,4 + 16,5 / 250 = 17,5 (мин)

1.9 Разработка технологического задания на проектирование специального режущего инструмента

Для изготовления фрезы необходимы следующие специальные инструменты:

- резец специальный расточной с пластиной сложного профиля из твердого сплава Т15К6, сечение державки 40х32 мм L=140 мм, ц=90°;

- протяжка специальная L=550 мм 18х30 мм

материал: сталь быстрорежущая Р14Ф4, HB 269 (после отжига)

число зубьев z=22

- круг шлифовальный специальный эльборовый на органической связке D=150 мм ширина 20мм

12R4 150х20х45х22 АС6М 100/80 B48 75 35

Размещено на Allbest.ru

...