Разработка технологического процесса

18П – общий поправочный коэффициент, численно равный произведению ряда коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на силу резания, определяется по формуле 2.24:(2.24)где: – поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала, определяется по таблице 19П: – поправочный коэффициент, учитывающий угол в плане - 30° – поправочный коэффициент, учитывающий угол в плане. – поправочный коэффициент, учитывающий наклона главного лезвия. – поправочный коэффициент учитывающий радиус при вершине резцаПоказатели x, y, n – принимаем по таблице 18П:Тангенциальная сила резания:; ; ; ;;;Радиальная сила резания:; ; ; ;;;Осевая сила резания:; ; ; ;;;Рассчитываем мощность резания по формуле 2.25:(2.25)Мощность, затрачиваемая на резание , кВт, должна быть меньше или равна допустимой мощности на шпинделе , определяемой по мощности привода: ≤ = ,где: – мощность электродвигателя токарного станка, кВт (см. паспортные данные станков в приложениях); η – КПД станка (в паспорте станка). = 11 кВтŋ – К.П.Д коробки скоростей станка – 0,75 = Переход 5.Подрезать торец.Определяем глубину резания в зависимости от припуска на обработку:Для подрезания уступов принимаем подачу в 2 раза меньше, чем подача для наружного точения при тех же условиях 2.26:(2.26)где: – табличное значение подачи для наружного продольного точения – 1,3 мм/об – поправочный коэффициент для угла  , – поправочный коэффициент для штамповки Определяем скорость резания по формуле 2.16:где: – табличное значение допустимой скорости резания;м/мин.Нормативы режимов резания при работе на станках с ЧПУ (стр. 22) – поправочный коэффициент в зависимости от механических свойств материала заготовки; для штамповки – поправочный коэффициент в зависимости от материала режущей части твердого сплава Т15К6;Определяем число оборотов шпинделя по формуле 2.20:Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка 16К20Ф3С5.об/минОпределяем действительную скорость резания по формуле 2.21:Рассчитываем основное (машинное) время на операцию по формуле 2.27:(2.27)где: – путь рабочего хода точения фаски 2х45. – путь рабочего хода точения Ø. – путь рабочего хода точения скругления , – путь рабочего хода подрезания канавки на Ø, – путь рабочего хода точения Ø, – путь рабочего хода точения скругления, – путь рабочего хода подрезания уступа на Ø, – путь рабочего хода точения фаски 1х45. Минутная подача для каждого перехода определяется по формуле 2.28:(2.28)Определяем штучное время, затрачиваемое на данную операцию, определяем по формуле 2.29:(2.29)где: – вспомогательное время, мин;время на установку и снятие деталей – 0,52, мин.время на измерения детали – 0,72, мин.Определяем оперативное время по формуле 2.30:(2.30)Время на обслуживание рабочего места определяем по формуле 2.31:(2.31)Время перерывов в работе определяем по формуле 2.32:(2.32)Штучное время определяется по формуле 2.33:(2.32)Подготовительно-заключительное время: Штучно калькуляционное время определяем по формуле 2.33:(2.33)где:N – партия запуска; шт.Для последующих переходов режимы резания сводим в таблицу:Таблица 2.8– Значения режимов резания, назначенные табличным способом№ операцииСодержание переходаZ, ммL, ммt, ммiSмм/обVм/минnоб/мин,мин015 Токарная Переход 125,66210,415310000,014Переход 311110,415310000,003Переход 61,54,951,510,415310000,012Таблица 2.10 – таблица режимов резания назначенных табличным методом№tSVKTo1234567005Фрезерно-центровальнаяПодрезать торец 2,23Центровать отв. 1,2222,50,60,254022,40,0110,000560,4730,033010Токарная черноваяУстанов 1Точить пов. 14Подрезатьторец 16Точить пов. 18Точить пов. 201,8521,520,40,50,40,4105701051050,0000750,00002240,0000750,0000750,320,0100,320,32Установ 2Подрезать торец 12Точить пов. 10Точить пов. 8Точить пов. 6Точить пов. 421,52220,50,40,50,50,5701051051051050,0000110,0000750,0000750,0000750,0000750,0100,320,150,070,114020КруглошлифовальнаяУстанов 1Шлифовать пов. 4Шлифовать пов. 8Установ 2Шлифовать пов. 200,10,10,10,050,050,053030300,000120,0001840001840,1920,7440,744025Шпоночно-фрезернаяФрезеровать пов. 250,11440,006660,93Расчет режимов резания аналитическим методом для 010 операции "Шпоночно–фрезерная"Назначаем режимы резания для фрезерования паза под призматическую шпонку размерамиВ=12 (мм), t=5 (мм).глубина фрезерования: при фрезеровании пазов концевой фрезой глубиной резания считается ширина паза, в данном случае: t=B=12, (мм);ширина фрезерования: глубина паза при фрезеровании его за один рабочий ход принимается за ширину фрезерования В, в данном случае В = h = 5;подача на зуб: принимаем табличное значение – 0,15, (мм/зуб);стойкость фрезы: принимаем табличное значение – 20, (мин);определяем длину рабочего хода: Lpx = Lрез+y+Lдоп= 50 + 0,5 + 1 = 51,5 (мм)скорость резания: (м/мин)где: Cv – табличный коэффициент;q,m,x,y,u,p – табличные показатели степени;Kv – общий поправочный коэффициент. Коэффициент Кv на скорость резания представляет собой произведение из отдельных коэффициентов:Kv = Kmv× Knv× Kuvгде: Kmv – коэффициент влияния качества обрабатываемого материала, (для стали – 0,9);Knv – коэффициент влияния состояния поверхности заготовки, (после обработки – 1);Kuv – коэффициент влияния материала режущей части, (для стали – 1).Kv = 0,9× 1 × 1 = 0,9Тогда:8,47 (м/мин)число оборотов шпинделя: (об/мин)По паспорту станка принимаем число оборотов 450 (об/мин);определяем действительную скорость резания: (м/мин)определяем минутную подачу:Sm = sz × z × n = 0,15 × 4 × 450 = 270 (мм/мин)определяем главную силу резания:где: Cp, Kтр – табличные коэффициенты;q,w,x,y,u, – табличные показатели степени.125 (Н)определяем мощность резания:(кВт)(кВт)основное технологическое время:(мин)2.10 Расчёт нормы времени на три операцииРассчитаем нормы времени на следующие операции:005 операция " Токарная с ЧПУ ";015 операция "Шпоночно–фрезерная ";020 операция "Круглошлифовальная".Норма времени на любую станочную работу определяется по формуле:Тшт. = То. + Твсп. + Торг. + Тобсл. + Тп.(мин)где: То. – основное машинное время, непосредственно затрачиваемое на изменение формы и размеров изделия;Твсп. – вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение приемов, помогающих произвести на станке изменение формы иразмеров изделия;Торг. – время организационного обслуживания рабочего места;Тобсл. – время технического обслуживания рабочего места (смена затупившегося инструмента, сметание стружки, смазка, чистка станка и т. п.);Тп. – время на перерыв, отдых и личные надобности;Рассчитаем нормы времени на 010 операцию "токарная с ЧПУ"определяем основное машинное время:Для данной операции складываем данные, полученные при аналитическом расчете черновой обработки поверхности 47,52, чистовой обработки поверхности 47, сверления центровочного отверстия 8 и внутренней резьбы М10–g8×1,5 с данными, приведенными в таблице 2.9.1.Получаем: То. = 27,26 (мин)определяем вспомогательное время по формуле:Твсп.=Тус.+Тзо.+Туп.+Тизм.где: Тус. – время на установку и снятие детали;Тзо.– время на закрепление и открепление детали;Туп. – время на приемы управления станком;Тизм. – время на измерение детали.Данные для вышеперечисленных коэффициентов берутся из справочников.Получаем:Твсп.=1,2 + 0,42 + 1,45 + 1,59 = 4,66 (мин)определяем операционное время для каждой операции по формуле:Топ. = То. + Твсп. = 27,26 + 4,66 = 31,92 (мин)определяем время организационного обслуживания рабочего места:Время организационного обслуживания исчисляется в процентах к оперативному времени. По нормативам для условий крупносерийного и массового производства время Торг.составляет 3% оперативного времени.Получаем:Торг. = 31,92 ÷ 100 × 3 = 0,95 (мин)определяем время технического обслуживания рабочего места:Время технического обслуживания непосредственно зависит от основного (технологического) времени, поэтому его определяют в процентах к основному времени. По нормативам для большинства станков Тобсл. составляет 6% от основного времени.Получаем:Тобсл. = 27,26 ÷ 100 × 6 = 1,63 (мин)определяем время на перерыв:Время на отдых и личные надобности исчисляется в процентах к оперативному времени. По нормативам для условий крупносерийного и массового производства время Тп. составляет 4% оперативного времени.Получаем:Тп. = 31,92 ÷ 100 × 4 = 1,27 (мин)определяем штучное время:Тшт. = 31,92 + 0,95 + 1,63 + 1,27 = 35,77 (мин)Рассчитаем нормы времени на 010 операцию "Шпоночно–фрезерная"определяем основное машинное время:То. = 6,9 (мин)определяем вспомогательное время:Твсп.= 0,14 + 0,22 + 0,42 + 0,55 = 1,33 (мин)определяем операционное время для каждой операции:Топ. = 6,9 + 1,33 = 8,23 (мин)определяем время организационного обслуживания рабочего места:Торг. = 0,82 (мин)определяем время технического обслуживания рабочего места:Тобсл. = 0,41 (мин)определяем время на перерыв:Тп. = 0,32 (мин)определяем штучное время:Тшт. = 8,23 + 0,24 + 0,41 + 0,32 = 9,2 (мин)Рассчитаем нормы времени на 020 операцию "Круглошлифовальная"определяем основное машинное время:Складываем время, полученное на предварительном и окончательном шлифовании в пункте 2.9Получаем:То. = 3,2 + 0,85 = 4,05 (мин)определяем вспомогательное время:Твсп.= 0,22 + 0,24 + 0,61 + 1,21 = 2,28 (мин)определяем операционное время для каждой операции:Топ. = 4,05 + 2,28 = 6,33 (мин)определяем время организационного обслуживания рабочего места:Торг. = 0,8 (мин)определяем время технического обслуживания рабочего места:Тобсл. = 0,24 (мин)определяем время на перерыв:Тп. = 0,5 (мин)определяем штучное время:Тшт. = 6,33 + 0,8 + 0,24 + 0,5 = 7,87 (мин)Таблица 2.11 – нормирование операции табличным методом№ операции0050,464,95,360,2911,0122120101,620,932,550,135,2375,440201,6812,680,1345,49485,730250,930,481,410,072,81143,220404,766,511,260,912,162913,13. Конструкторский раздел.3.1 Описание и расчёт одного режущего инструмента.Резец состоит из головки (рабочей или несущей режущей части) и тела (корпуса или державки). Режущая часть резца - твердый сплав.Сплавы отличаются высокой твердостью (НRА 82-92), сочетающейся с сопротивлением изнашиванию при трении о металлы и о неметаллические материалы, эти свойства сохраняются в значительной степени и при повышенных температурах.Сплавы не подвергаются заметной пластической деформации при низких температурах и почти не подвержены упругой деформации: величина модуля упругости у твердых сплавов выше, чем у всех известных в технике материалов. Твердые сплавы отличаются также весьма высоким пределом прочности при сжатии. Значение предела прочности при изгибе и ударной вязкости этих сплавов невелики. Сплавы обладают относительно высокой теплопроводностью и электропроводностью, приближающейся к электропроводности железа и его сплавов. В химическом отношении твердые сплавы являются весьма устойчивыми против воздействия кислот и щелочей, некоторые сплавы заметно не окисляются на воздухе даже при 600-800°С.Корпус резца характеризуется формой поперечного сечения, материалом, твердостью посадочного места пластины из твердого сплава и размерно-геометрическими параметрами.Материал корпуса выберем сталь 40Х ГОСТ 4543-71 с целью экономии дорогостоящих материалов державки. Для продления срока службы корпуса (а значит и резца) применим опорную пластину твердосплавную однокарбидную ВК8 ГОСТ3882-74.Условия обработкиМатериал режущей части – Т15К6 (ГОСТ 3882-74).Материал детали – Сталь 40ХН (ГОСТ 4543-71).Выбираем четырехгранную пластину по ГОСТ 19049-80 [3, табл. 4.13, с. 128], (рисунок). Основные размеры: [3, табл. 4.15, с. 138].Рисунок3.3 – Пластина четырехгранной формы(ГОСТ 19049-80)Основные параметры резца: l1= 100 мм;h1= 16 мм;h2= 24 мм;l= 9 мм;l2= 25 мм;f= 20 мм.Геометрические параметры резца (см. таблицу Б.6)Главный передний угол γ = 10°;Главный задний угол α = 10°;Главный угол в плане φ = 45°;вспомогательный угол в плане φ1= 45°;радиус вершины лезвия r = 0,5 мм.Глубина резанияt = 1,85 мм на сторону (черновое точение).ПодачаS= 1,3 мм/об [1, табл. 13, с. 366].Скорость резания определяется по формуле 3.16:(3.16)где: – показатель, характеризующий обрабатываемый материал, выбираем по нормативам;;;T – Стойкость режущего инструмента мин.; T = 60 мин;t – глубина резания;S – подача;общий поправочный коэффициент, численно равный произведению ряда коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на силу резания определяется по формуле 3.17:(3.17) ;;; [1, табл. 17, с. 367].Рассчитываем частоту вращения фрезы по формуле 3.18:(3.18)Определение действительной частоты вращенияФактическая скорость резания определяется по формуле 3.19:(3.19)Сила резания определяется по формуле 3.20:(3.20)где:;;; – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания определяется по формуле 3.21;(3.21)где: – поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала. – поправочный коэффициент, учитывающий угол в плане. – поправочный коэффициент, учитывающий угол в плане. – поправочный коэффициент, учитывающий наклона главного лезвия.Мощность резания определяем по формуле 3.21:(3.21)Мощность станка модели 16К20 по паспорту 10 кВт (см. приложение Б). Следовательно, выбранные режимы резания удовлетворяют паспортным данным станка.Выбор формы сечения державки и определение ее размеровОпределим ширину b поперечного сечения державки по формуле 3.22:(3.22)где: l – вылет резца; ;Принимаем b и h – 16 ммРасчет прочности и жесткости державки резцаМаксимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца определяем по формуле 3.23:(3.23)Максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца определяется по формуле 3.24:(3.24)где:f= 0,1 мм;Е= 2·105МПа;Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью в случае, когда:6827 > 4517 < 5119,97 Н – условие выполняется.3.3Описание и расчёт измерительного инструмента.Для контроля выполнения технического требования чертежа допуск радиального биения поверхностей под подшипники диаметром 25k6 относительно друг друга – 0,04 мм рекомендуется выполнять на контрольном месте-компоновке при установке детали в центрах.Компоновка для измерения радиального биения состоит из базирующих центров и измерительных приборов. Измерительных прибор включает в себя измерительную головку с индикатором часового типа, установленную на штативе. Схема контроля показана на рисунке.Радиальное биение это разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек радиальной поверхности до базовой оси вращения в сечении, перпендикулярном к этой оси. Порядок измерения радиального биения. Необходимо протереть чистой тканью измеряемые поверхности детали и ее центровые отверстия, тщательно осмотреть конические участки центровых отверстий и убедится в отсутствии забоин и заусенцев, так как их наличие резко увеличивает измерительную величину биения поверхности. Установить деталь в центрах. Подготовить измерительных прибор, установить в исходное положение.Создать контакт измерительного наконечника с поверхностью вала и далее до поворота главной стрелки индикатора на полный оборот.Поворачивать вал в центрах до установки стрелки индикатора в наибольшее положение при вращении в направлении часовой стрелки.Установить на «0» шкалу индикатора по положению стрелки, для чего плавно повернуть ободок с циферблатом до совмещения оси главной стрелки и середины нулевого штриха шкалы.При повороте вала на 360 градусов наблюдать за показаниями измерительных головок и фиксировать замер. Отклонение стрелки каждой из двух измерительных головок составит удвоенное значение отклонения соосности отверстий.Рисунок 3.4 – Схема контроля радиального биения валаСписок использованной литературы.1. Многотомники1.1 Справочник технолога машиностроения: в 2 т. Издание пятое, исправленное / А.М. Дальский, А.Г.Косилова, Р.К. Мещеряков; под общей редакцией А.М. Дальского. – 5-е издание. – М.: ‹‹Издательство машиностроения 1››, 2003.Т.1. – 910 с.Т.2. – 943 с.1.2 Локтев А.Д. Общемашиностроительные нормативы режимов резания (в 2 томах).1.3 Жуков Э.Л. Технология машиностроения: Полный курс: в 2 т. Учебное пособие для вузов / Э.Л. Жуков, И.И. Козырь, С.Л. Мурашкин и др. Под ред. С.Л. Мурашкина. – Высшая школа, 2003.1.4 Косилова А.Г., Мещеряков Р.П. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2 М., ‹‹Машиностроение››, 1986.2. Нефедов Н.А., Осипов К.А. (1990) Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту.3. Дерябин А.Л., Эстерзон М.А. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГПС: учебное пособие для машиностроительных техникумов – М.: Машиностроение, 1989. – 288 с. ил.4. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. ‹‹Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении››. – М.: ‹‹Машиностроение››, 1976 г., 288 с.5. Методические пособия по определению припусков и допусков на механическую обработку.6. Ахумов А.В. (ред.) Справочник нормировщика.7. Тишин С.Д. Расчеты машинного времени работы на металлорежущих станках.8. Методические пособия по выбору и расчету норм времени.9. Н. Гриднев – Справочник технолога машиностроителя – М.: ‹‹Машиностроение›› 1972 г.10. Е.М. Корыстылева ‹‹Экономика, организация и планирование машиностроительного производства›› 2-е издание, перераб. и доп. – Высшая школа 1979 г. 455 с. ил.11. Л.А. Глаголева ‹‹Организация, планирование и управление предприятием машиностроения››: Учебник для студентов машиностроительных специальностей, вузов, М.: Машиностроение 1982 г. ил.12. О.И. Волкова ‹‹Экономика предприятия›› - 2-е издание перераб. и доп. М.: ИНФРА –М, 2000 г. 520 с. (Серия: Высшее образование).13. Г.А. Косилова ‹‹Точность обработки, заготовки и припуска в машиностроении››.14. Методические указания по выполнению курсовой работы ОМК.