Технология машиностроения. 16

Содержание…………………………………………………………………....1

Введение…………………………………………………………………...……2

1.Общий раздел…………………………………………………………………3

1.1. Служебное назначения детали………………..…………………………..3

1.2. Характеристика используемого материала детали ……………………..3

1.3. Анализ и отработка конструкции детали на технологичность ………...8

2.Технологический  раздел……………………………………………………..9

2.1. Определение  характеристик типа производства………………………...9

2.2 Проектирование заготовки и обоснование метода ее получения……... 10

2.3. Проектирование маршрута обработки. Анализ вариантов базирования.11

 Выбор оборудования………………………………………………………….11

2.4. Определение режимов резания……………………………………..…….20

2.5. Расчет норм времени  на операцию……………………………………….22

3. Конструкторский  раздел…………………………………………………….23

3.1. Разработка схемы СП.………… ………………………………………….23

3.2. Расчёт потребных сил закрепления.……………………………………...2 4

3.3. Расчёт приспособления на точность.……………………………………..25

3.4. Описание работы СП.……………………………………………..……….27

Заключение.……………………………………………………………………

Список использованных источников…………………………………………..28

 

Приложения:

Приложение1. Технические характеристики станков с ЧПУ………………..29

Приложение 2.Токарный инструмент фирмы KORLOY……………………..32

 

 

 

 

 

 

Введение 

 

Согласно нормативному документу Р50-54-93-88 (замена ГОСТ 14.301-83) установлены виды и общие правила разработки технологических процессов, исходную информацию и перечень основных задач на этапах их разработки.

Разрабатываемый технологический  процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда и качества деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, с полным соответствием требованиям технической документации Технологический процесс разрабатывают на основе имеющегося типового.

Важным этапом разработок является нормирование технологического процесса. Нормирование включает: расчёт и нормирование труда на выполнение процесса; определение разряда работ и обоснование профессий исполнителей для выполнения операций в зависимости от сложности этих работ; расчёт норм расхода материалов, необходимых для реализации процесса.

На завершающей стадии разработок выбирают оптимальный вариант  технологического процесса и рассчитывают его экономическую эффективность на основе существующих методик.

При разработке технологического процесса необходима исходная информация. Базовой исходной информацией для проектирования технологического процесса служат: рабочие чертежи детали, технические требования, регламентирующие точность, параметр шероховатости поверхности и другие требования качества; объём годового выпуска изделий.

При проектировании необходимо изучить и использовать руководящую  и справочную информацию. Руководящая  информация предопределяет подчинённость принимаемых решений государственным и отраслевым стандартам, учёт принятых перспективных разработок. К справочной информации относятся опыт изготовления аналогичных изделий, методические материалы и нормативы, результаты научных исследований.

 

1.ОБЩИЙ  РАЗДЕЛ

 

    1. Служебное назначение детали.

 

Данная деталь применяется  авиастроении. Является тяжелонагруженной и  работающей при динамических нагрузках, к которым предъявляются требования высокой прочности при достаточной пластичности и вязкости.  

1.2. Характеристика используемого материала изготавливаемой детали.

 

Высокопрочные стали имеют высокую прочность при достаточной пластичности (среднеуглеродистая легированная сталь 40ХН2МА), высокой конструктивной прочностью, малой чувствительностью к надрезам, высоким сопротивлением хрупкому разрушению, низким порогом хладноломкости, хорошей свариваемостью.

Высококачественная высокопрочная  сталь Хромоникельмолибденовая  группа конструкционной легированной стали. Нечувствительна к отпускной хрупкости.

Сталь конструкционная  легированная хромоникельмолибденовая

 

1.2. 1. Химический состав в % материала 40ХН2МА (40ХНМА) в соответствии с ГОСТ 4543-71

 

Таблица 1.2.1.1 Химический состав, % (ГОСТ 4543-71)

Химический  элемент

%

1

2

Углерод (С)

0,37-0,44

Железо (Fe)

основа

Кремний (Si)

0,17 - 0,37

1

2

Медь (Cu), не более

0,3

Молибден (Mo)

0,15 - 0,25

Марганец (Mn)

0,5 - 0,8

Никель (Ni)

1,25 - 1,65

Фосфор (P), не более

0,025

Хром (Cr)

0,6 - 0,9

Сера (S), не более

0,025


 

Диаграмма 1. Химический состав 40ХН2МА, %

 

1.2.2 Механические свойства материала 40XH2MA

Таблица 1.2.2.1. Механические свойства стали 40ХН2МА

ГОСТ

Состояние поставки, режим термообработки

Сечение, мм

КП

σ0,2 (МПа)

σв(МПа)

δ5 (%)

ψ %

KCU (Дж / см2)

НВ, не более

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ГОСТ 4543-71 
 

Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С, вода

25

-

930

1080

12

50

78

-


 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

 

ГОСТ 8479-70 
       

Пруток. Закалка 850 °С, масло. Отпуск 620 °С, масло.

25

-

835

980

12

55

98

-

Поковки. Закалка. Отпуск 
       

500-800

440

440

635

11

30

39

197-235

   

300-500 
500-800

490

490

655

12 
11

35 
30

49 
39

212-248

100-300 
300-500

540

540

685

13 
12

40 
35

49 
44

223-362

100-300 
300-500 
500-800

590

590

735

13 
12 
10

40 
35 
30

49 
44 
39

235-277

100-300 
300-500

640

640

785

12 
11

38 
33

49 
44

248-293

100-300

685

685

835

12

38

49

262-311

До 100 
100-300

735

735

880

13 
12

40 
35

59 
49

277-321

До 100 
100-300

785

785

930

12 
11

40 
35

59 
49

293-331

               

 

 

 

 

Краткие обозначения:

 

σв - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа

      
 

σ0,2  - предел текучести условный, МПа

      
 

δ5     - относительное удлинение после разрыва, %

      
 

ψ - относительное сужение, %

      
 

HB - твердость по Бринеллю

      

 

1.2.3 Коррозионные свойства.

 

Таблица 1.2.3.1 Коррозионная стойкость сплава 40ХН2МА

Среда

Температура испытаний ◦С

Глубина мм/год

Вода

300

0,05-0,1


 

Легированием повышают коррозионную стойкость сталей, придают им стойкость  в условиях низких и высоких температур и давлений, повышают прочность, твердость, износостойкость и др. Отдельные легирующие элементы повышают у стали: Си, Si, Cr, Mo, Ni и др. - коррозионную стойкость: Si, Cr, Mo, W, Mn, Ni и др. - твердость и прочность; V, Со, Ni - вязкость; Cr, Mn, Ni - сопротивление истиранию и т. д

 

1.2.4. Общие сведения

 

Удельный вес: 7850 кг/м3 
Термообработка: Закалка и отпуск 
Температура ковки, °С: начала 1220, конца 800. Сечения до 80 мм отжиг с перекристаллизацией, два переохлаждения, отпуск 
Твердость материала: HB 10 -1 = 269 МПа 
Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при HB 228-235 и σв=560 МПа,  К υ тв. спл=0,7 и Кυ б.ст=0,4  
Свариваемость материала: трудносвариваемая. Способ сварки: РДС. Необходим подогрев и последующая термообработка. 

1.2.5. Применение.

Сталь 40ХН2МА применяется в промышленности для производства клапанов, цельнокатаных колец, коленчатых валов, шатунов, крышек шатунов, ответственных болтов и других крепежных деталей, а так же для изготовления специального крепежа, шестерней, кулачковых муфт.

1.3 Анализ и  отработка конструкции детали  на технологичность.

 

Отработка конструкции детали на технологичность в курсовом проекте предусматривает сокращение затрат времени и средств на технологическую подготовку производства и процесса её изготовления.

Анализ технологичности  конструкции изделия поможет  внести отдельные изменения, позволяющие улучшить технико–экономические показатели проектируемого технологического процесса.

Рабочий чертёж детали «Фланец» является достаточно технологичным, так как содержит необходимые проекции и сечения, размеры с допусками, классы чистоты обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от геометрических форм и взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, данные о материале и другие технологические требования.

С точки зрения механической обработки, деталь из сплава 40ХН2МА, достаточно технологична, так как обрабатываемые поверхности имеют хороший доступ для инструмента, сложные контуры отсутствуют,  имеются внутренние поверхности, для обработки которых необходимо использовать удлиненный режущий инструмент

Анализ технологичности  конструкции обрабатываемой детали сводится к возможному уменьшению трудоёмкости и металлоёмкости.

  Для обработки основных поверхностей данной детали, учитывая габаритный размер  и сложность обработки связанной с твердостью материала,  целесообразно применить станок с числовым программным управлением, тогда для установки заготовки на станке, необходимо разработать специальное приспособление, что уменьшит трудоёмкость изготовления и увеличит технологичность изготовления детали.

 

 

2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  РАЗДЕЛ

 

2.1. Определение характеристик типа производства

 

Под типом производства понимается совокупность признаков, определяющих организационно-техническую характеристику производственного процесса, осуществляемого на одном или многих рабочих местах, в масштабе участка, цеха, предприятия. Тип производства во многом предопределяет формы специализации и методы организации производственных процессов. В основу классификации типов производства положены следующие факторы: широта номенклатуры, объем выпуска, степень постоянства номенклатуры, характер загрузки рабочих мест и их специализация.

На этапе проектирования, тип производства определяется ориентировочно. Годовая программа выпуска 1000 шт /год. Масса детали 3,385 кг.

Технологический процесс следует проектировать для среднесерийного производства, исходя из программы выпуска и массы детали. На конструкторскую и технологическую подготовку производства отводится время – 3 месяца.

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1.1 Зависимость  типа производства от годового выпуска  и массы 

деталей [ 2].

 

Тип

производства

Годовой объем  выпуска деталей, шт.

 

крупных

(50 кг и более)

средних

(8…50 кг)

мелких

(до 8 кг)

Единичное

До 5

До 10

До  100

Среднее

5…1000

10…5000

100…50 000

Массовое

Свыше 1000

Свыше 5000

Свыше 50 000


 

 

2.2 Проектирование заготовки и обоснование метода ее получения

 

Для получения заготовки, конструкторской документацией  определены два метода: поковка и  изготовление из прутка. По форме деталь не является особо сложной.

Ковка — обработка металла давлением, посредством которой металл в нагретом состоянии уплотняется, сращивается и получает желаемую форму. Область применения ковки — мелкосерийное и единичное производство.

Достоинства ковки:

- высокие механические свойства металла;

- возможность получения крупных поковок массой 250 и более тонн, длиной 10 и более метров;

- сравнительно невысокие усилия деформирования при изготовлении крупных по массе поковок;

- применение универсальных машин и универсального инструмента приводит к уменьшению затрат при изготовлении различного типа поковок.

Недостатки  ковки:

-  низкая производительность процесса.

-  большие напуски на поковках.

-  большие припуски и допуски, что вызывает большой объем механической обработки.

Изготовление  из прутка согласно тех. требований чертежа  допускается изготавливать из круга . Согласно ГОСТ 4543-71 прокат горячекатанный , обычной точности прокатки по ГОСТ 2590-2006 из стали 40ХН2МА-Ш,  диаметром 180 мм.

Учитывая все  вышеперечисленное, целесообразно использовать металлургический прокат. Выбираем метод получения заготовки пруток Ø180х316 мм

 

2.3. Проектирование  маршрута обработки. Анализ вариантов базирования. Выбор оборудования

 

При выборе маршрута обработки детали необходимо учитывать следующие факторы: тип производства, конфигурация, размеры детали и требования к точности обработки.

А так же необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

1. На первых операциях  целесообразно обрабатывать поверхности,

которые в дальнейшем будут  базовыми.

2. Последовательность обработки  определяется выявленными ранее  этапами обработки.

3. При невысокой точности  исходной заготовки технологический

процесс следует начинать с предварительной обработки  поверхностей, имеющих наибольшие припуски. В дальнейшем обрабатывают менее точные, а затем и более точные поверхности.

4. Операции обработки  поверхностей, имеющих второстепенное

значение и  не влияющих на точность основных размеров детали, как правило, выполняют в конце технологического процесса до операций окончательной обработки ответственных поверхностей.

5. Легко повреждаемые  поверхности (наружные резьбы, шлифован-

ные поверхности) обрабатывают на заключительном этапом технологического процесса.

6. На стадиях окончательной обработки устраняют погрешности,

возникающие при  предварительной обработке, и обеспечивают требуемые точность и качество поверхностного слоя детали. 

7. Поверхности, связанные точностью относительно положения осей следует обрабатывать при одной установке.

8. В условиях серийного производства, как правило, применяют универсальные станки и станки с ЧПУ.

Для изготовления данной детали используются:

- токарный станок с ЧПУ DMG СТХ510ecoV3;

- универсально-фрезерный с ЧПУ DMU 125 FD duoBLOCK;

-зубофрезерный 53А20В

- круглошлифовальный 3Б151.

Характеристики  станков сЧПУ представлены Приложении

Предварительно предлагается следующий маршрут обработки детали “Фланец шлицевой”. Таблица 2.3.1.1

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3.1.1. Предлагаемый маршрут обработки детали

№

операций

Содержание операций

 

Операционный  эскиз                        ( с перечнем режущего* и мерительного инструмента)

*режущий инструмент фирмы

KORLOY (Корея)

и Mitsubishi (Япония);

Оборудование, приспособление

1

2

3

4

005

Заготовительная

Отрезать заготовку  в размер 316 мм

 

 

 

Штангенциркуль 

шцII-250-0,1 ГОСТ166-89

Ленточнопильный станок РР-302

010

Контрольная

1. Проверить заготовку внешним осмотром.

2. Проверить  сопроводительную документацию на соответствие материала

    

015

Токарная

1. Установить, закрепить.

2. Подрезать  торец «как чисто»

3. Центровать отверстие

Резец подрезной

Сверло центровочное

Ø5 ГОСТ14952

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон

020

Токарная

1. Установить, закрепить

2. Поджать заготовку  центром.

3. Точить пов.1 Ø100 на длину 285 мм с подрезкой  фланца, выдерживая размер 31 мм и   шероховатость Ra12,5

Контроль БТК

 

Резец проходной  черновой;

Резец проходной  чистовой;

 

 

Образец шероховатости Ra12.5

 ГОСТ 9378

Штангенциркуль 

ШЦ-I-300-0,05 ГОСТ166-89

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон;

 Задний центр

025

Токарная

1. Установить, закрепить.

2. Подрезать  торец –пов 2, выдерживая шероховатость Ra12,5

3. Сверлить отверстие –пов.3 Ø20 на длину 160 мм с учетом конуса сверла

4. Рассверлить   отв. Ø20 до Ø32мм

5.Притупить  острую кромку по Ø32, Ø100мм

Контроль БТК

Резец подрезной

Сверло Ø20;

Сверло Ø32;

 

Штангенциркуль 

ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ166-89;

Образец шероховатости Ra12,5

ГОСТ 9378

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон;

Кулачки сырые

030

Токарная

1. Установить, закрепить.

2. Подрезать  торец в размер 315 мм, выдерживая  размер 30 мм (по фланцу) и шероховатость Ra12,5

3. Центрировать отверстие Ø5

4. Сверлить отверстие  Ø20 на проход

5. Рассверлить  отверстие Ø20 до Ø32 мм на проход

6. Точить торец  фланца до Ø179мм (180-1мм) с образованием радиуса R2,5

7. Притупить  острые кромки по Ø32, Ø179 мм

Контроль БТК

Резец подрезной;

 Сверло центровочное

Ø5 ГОСТ14952;

Сверло Ø20

Сверло Ø32

Резец проходной  чистовой

 

Штангенциркуль 

ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ166-89;

Образец шероховатости Ra12,5

ГОСТ 9378;

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон;

Кулачки сырые

035

Токарная

1. Установить, закрепить.

2. Подрезать  торец пов.6

3.Точить контур  детали (Пов.7 предварительно), выдерживая размеры 71мм (черт.149-черт.78), Ø48; 25; Ø60; R4; R6; R10; R2,5; угол 30º и 45º

Контроль БТК

Резец проходной;

Резец проходной чистовой

 

Шаблон радиусный  №1

ТУ 2-034-228

Угломер ГОСТ 5378

Штангенциркуль 

ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ166-89;

Образец шероховатости Ra12,5

ГОСТ 9378

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон;

Кулачки сырые

040

Токарная

1. Установить, закрепить.

2. Подрезать торец фланца, выдерживая 22h11 и шероховатость Ra1,25

3. Расточить внутренний контур пов. 10, выдерживая размеры: 63Н11 (+0,19); R10; угол 30°; 97мм; Ø50; R6; Ø40 на длину 55 мм (черт. 75-черт.20)

4. Центровать 3 отверстие Ø16Н7(+0,018)

5. Сверлить 3 отверстия Ø15,8 под Ø16Н7(+0,018)

6. Расточить  3 отверстия  Ø15,8 до Ø16Н7(+0,018)

Контроль БТК

Резец подрезной

Резец расточной  черновой;

Резец расточной  чистовой

Сверло центровочное

Ø5 ГОСТ14952;

Сверло Ø15,8

Резец расточной (для Ø16Н7)

 

К-скоба 22h11ГОСТ16775;

Образец шероховатости Ra12,5

ГОСТ 9378;

Шаблон радиусный  №1

ТУ 2-034-228;

Угломер цеховой;

Штангенциркуль 

ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ166-89;

К-пробка 16Н7 ПР/ НЕ

ГОСТ 14810.

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон;

Кулачки сырые специальные

045

Токарная

1. Установить, закрепить.

2. Подрезать торец, в размер 305 мм (черт.295+черт.10), выдерживая 25 мм.

3.Расточить Ø32 до Ø40Н7, выдерживая размер 20 мм-пов.12.

4.Расточить  канавку R2,5 пов.13, выдерживая R0.6; 9 мм

5.Расточить  фаску 2,5±0,5х30°

6.Точить фаску  30°

Контроль БТК

Резец подрезной

Резец расточной  черновой;

Резец расточной  чистовой

 

Штангенциркуль 

ШЦ-I-500-0,05 ГОСТ166-89;

Штангенциркуль 

ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ166-89;

К-пробка 40Н7 ПР/ НЕ

ГОСТ 14810.

Шаблон радиусный  №1

ТУ 2-034-228;

Угломер ГОСТ 5378

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон;

Кулачки сырые специальные

050

Токарная

1. Установить, закрепить.

2. Точить пов. 16, 17, выдерживая размеры Ø75f9, 90; R0,4; R10 и шероховатость Ra0.63

3. Точить канавку  пов. 18, выдерживая 3,3Н12; Ø71h8 и шероховатость Ra1.25

Контроль БТК

Резец проходной чистовой;

К-скоба 75f9 ГОСТ16775;

Линейка ГОСТ 427

Шаблон радиусный  №1

ТУ 2-034-228;

Образец шероховатости 

Ra1,5и 0,63 ГОСТ 9378;

Лупа просмотровая

 ГОСТ 25706;

К-скоба 71h8 ГОСТ16775;

 

СТХ 510ecoV3;

3-х кулачковый  патрон;

Кулачки сырые специальные

055

Фрезерная

1. Установить, закрепить приспособлении.

2. Фрезеровать контур фланца пов.19, выдерживая размеры: R88 (черт.Ø140/2 + черт.R18)

3. Фрезеровать  онижение вокруг бобышек, выдерживая размеры: 10мм, R10, Ø36.

4.Фрезеровать  фаску пов. 21: 2,5±5 х 30º

5. Фрезеровать  фаску пов.21 1,2+0,5 х 45°

Контроль БТК

Фреза концевая Ø30R0.3;

Фреза торцевая Ø40R1;

Фреза торцевая Ø40R10;

Фреза фасочная;

 

Штангенциркуль 

ШЦ-I-150-0,05 ГОСТ166-89;

Шаблон радиусный  №1

ТУ 2-034-228;

Угломер ГОСТ 5378

DMU 125 FD duoBLOCK;

Специальное приспособление

060

Слесарная

1. Установить, закрепить.

2.Зачистить заусенец после механической обработки.

3.Зачистить  следы переходов

4.Припилить R2,5(±0,3) по фланцу

5.Припилить  фаску 1,2х45◦

Контроль БТК

 

 

Шкурка шлифовальная

ГОСТ 5009;

Напильник ГОСТ 1465;

 

 

Шаблон радиусный  №1

ТУ 2-034-228

Фаскомер цеховой;

Тиски ГОСТ4045

065

Зубофрезерная

1. Установить, закрепить.

2. Нарезать шлицы, выдерживая размеры: m=3, z=22, Sd=4,71(-0,06;-0,12), d=66, шероховатость Ra 2,5.

 

Фреза специальная червячная модульная;

Зубомер ГОСТ 6512;

Калибр для  шлицев;

Штангенциркуль  ШЦ-I-150-0,05

Образец шероховатости

 ГОСТ 9378

53А20В

Кондуктор

065

Слесарная

1. Установить, закрепить.

2. Припилить  острые кромки после нарезания  зубов шлиц

3.Снять фаски 0,4х45◦

 

Напильник ГОСТ 1465;

Надфиль ГОСТ 1513;

Фаскомер цеховой

Тиски ГОСТ 4045

070

Токарная

1. Установить, закрепить

2. Полировать R0,5(±0,2), выдерживая шероховатость Ra0,63

3.Полировать R0,6(±0,2), выдерживая шероховатость Rz20

 

Образец шероховатости

 ГОСТ 9378;

Шаблон радиусный  №1

ТУ 2-034-228

16К20

3-х кулачковый  патрон ГОСТ 2675

075

Шлифовальная

1. Установить, закрепить.

Шлифовать пов-ти согласно чертежу.

 

Круг шлифовальный ГОСТ2424;

Микрометр МК50-1 ГОСТ6507;

Образец шероховатости

 ГОСТ 9378;

Лупа просмотровая

 ГОСТ 25706;

3Б151

080

Контрольная

    

085

Промывочная

Промыть органическими  веществами

    

090

Маркировочная

Маркировать на бирке

Нитки; картон.

  

095

Консервация

    

Склад готовых деталей


 

Деталь «Фланец шлицевой» имеет развитые цилиндрические и торцовые поверхности для закрепления и базирования в 3-х кулачковом токарном патроне. Целесообразно использовать ось детали как двойную направляющую базу. А торец в качестве опорной. Предлагаемая схема базирования представлена на рисунке 2.3.1.1

 

Рисунок 2.3.1.1 Схема базирования на токарных операциях.

При данной схеме  базирования погрешность базирования  радиальных размеров

будет равна 0, а  осевых, заданных от торца, будет равна  допуску на размер

Для фрезерной  операции, целесообразно использовать схему базирования по отверстиям, ранее открытым в токарной операции. Рисунок 2.3.1.2. Схема базирования на фрезерной операции.

Рисунок 2.3.1.2. Схема  базирования на фрезерной операции.

 

2.4. Определение  режимов резания

 

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Следует помнить, что элементы режимов обработки  находятся во взаимной функциональной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами.

Рассчитаем режимы резания  для растачивания отверстия Æ40 .

Исходные данные:

  1. Диаметр отверстия 40мм.
  2. Державка резца В´Н 16´25.
  3. Глубина резания t=0,5мм
  4. Подача S=0,1мм/об.
  5. Чистовое точение.
  6. Радиус при вершине резца r=0,5мм.

Скорость резания определим  по формуле:

    (2.4.1)

 

где

Т- среднее значение стойкости  режущего инструмента при одноинструментальной обработке (60мин);

 -постоянный коэффициент (420) [19];

x, y, m – показатели степени (x=0,15, y=0,2, m=0,2) [19];

S-подача мм/об;

Кv- общий поправочный коэффициент;

   (2.4.2.)

где

-поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала (1)[9];

- поправочный коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки (0,9)[9];

- поправочный коэффициент учитывающий материал режущей части резца (1)[9];

- поправочный коэффициент учитывающий влияние главного угла в плане (1,2)[9];

- поправочный коэффициент учитывающий влияние вспомогательного угла в плане (0,97)[9];

- поправочный коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине резца (1)[9];

- поправочный коэффициент учитывающий влияние поперечного сечения резца (0,97)[9];

- поправочный коэффициент учитывающий вид обработки (0,9)[9];

тогда

 

 

Скорость резания

 

Сила резания Рz

    (2.4.3.)

где

Ср - постоянный коэффициент(40) [19];

x, y, n – показатели степени (x=1, y=0,75, m=0) [19];

S-подача мм/об;

v-скорость резания;

Кр- общий поправочный коэффициент (0,9) [19];

Сила резания

 

 

Мощность резания

 

    (2.4.4.)

тогда

 

 

2.5. Расчет  норм времени на операцию

 

Рассчитать  норму штучного времени для сверлильной  операции, выполняемой на токарном станке с ЧПУ СТХ510. Производство средне-серийное. Масса детали 3,388 кг. Контролируются детали штангенциркулем ШЦ-I –125 –0,1. Режущий инструмент – сверло спиральное. Расчетная стойкость инструмента 60 минут. Основное время 1,63 мин.

По приложению 5 (Литература[2]): время на установку, снятие детали и закрепление детали Ту.с+Тз.о=0,244 мин.  

Время на включение  станка кнопкой равно 0,01 мин. Время  на поверку шпинделя 0,04 мин. Время  для подвода сверла к детали при обработке 0,025 мин. Тогда Туп=0,1 мин.

Время на измерение  детали штангенциркулем  по приложению 5 (Литература [2]): Тиз=0,26 мин.

Вспомогательное время ТВ=0,244+0,1+0,26=0,604 мин.

Оперативное время  Топ=0,604+1,63=2,234 мин.

Время на обслуживание (техническое) рабочего места: по приложению 5.17 (Литература [2]) tсм=5 мин.

Ттех=1,63х5 / 60 =0,136 мин.

Время на организационное  обслуживание рабочего места: по приложению 5 (Литература[2]) составляет 1,3% оперативного времени, тогда

Торг=1,3х2,234 / 100 =0,029 мин.

Время перерывов  на отдых по приложению 5 (Литература [2]) Пот=6% от оперативного времени:

Тот=2,234х6 / 100 = 0,134 мин.

Штучное время  Тшт=1,36+0,604+0,136+0,029+0,134=2,263 мин.

Штучно калькуляционное  время:

Тш-к=Тп-з/n + Тшт, где: Тп-з – подготовительно-заключительное время, n – количество деталей в настроечной партии.

Тк-з=7/24 + 2,263 мин.

 

 

3. КОНСТРУКТОРСКИЙ  РАЗДЕЛ.

 

3.1. Разработка схемы СП

 

При проектировании станочного приспособления необходимо

учитывать, что заготовка должна быть правильно ориентирована относительно

рабочих органов станка, правильно базирована, надежно закреплена, а также

легко доступна для обработки.

1. Плита

2. Заготовка

3. Базирующие элементы

4. Зажимной элемент

Рисунок 3.1.1. Схема элементов приспособления

 

 

3.2. Расчёт потребных сил закрепления

 

 При расчете силы зажима считаем, что сила резания Pz направлена в самую

невыгодную с точки зрения удержания детали сторону. При этом деталь

удерживается в приспособлении только силами трения. Тогда силу зажима

определим по формуле:

Потребная прижимная сила в приспособлении определяется по формуле

     (3.2.1)

Где K – поправочный коэффициент,

M – крутящий момент от окружной силы резания, возникающей при растачивании (M=PzRр, Pz – окружная сила, Rр –плечо приложения силы относительно оси цилиндра),

D – диаметр цилиндра,

 f1– коэффициент трения поверхности изделия о призму,

 f2 - коэффициент трения между изделием и прижимом,

 α - угол призмы.

Коэффициент K определяется как:

 

K = K0 K1 K 2K3 K4 K5 K6     (3.2.2)

 

Где K0=1,5– гарантированный запас,

K1=1–чистовая обработка,

K2=1,7 –зацепление режущего инструмента,

K3=1 – постоянное резание,

K4=1,3 –гидропривод прижимов,

K5=1 – автоматическая подача,

K6=1 – момент приложен к плоской поверхности. Окончательно:

K = 1,5х1х1,7 х1х1,3х1х1 = 3,3.

Окружная сила резания:

      (3.2.3)

Где ; Ср=12,5; х=0,85; y=0,75; n=1; q=0,73; w=-0,13

t =2 мм, B=7,7 мм, Sz=0,11 мм/об, z=4,  s=0,4 х 0,11=0,44 мм/об;  D=12 мм.

 

Крутящий момент (с учетом Rр =50 мм): M=83,4х50=4170 Н.мм.

Коэффициенты  трения f1=f2=0,16. D=105 мм (размер базовой пов-ти), α= 1200.

Тогда подставляя в формулу 3.2.1 получаем

3.3. Расчёт приспособления на точность.

 

Посадка на базирующие элементы осуществляется по предварительно

обработанным  поверхностям, в качестве базирующих элементов используется

призма с  цилиндрической обработанной поверхностью.

Погрешность базирования  при установке цилиндрической детали в призму

определим по формуле:

ΔБ = К ×Тd      (3.3.1)

где К-коэффициент зависящий от угла призмы (для призмы с углом 120°

К=1,07);

Тd - допуск на диаметр, по которому происходит базирование (0,23)

тогда погрешность  базирования составит 0,246 мм.

Данная погрешность  не удовлетворяет требованиям точности обрабатываемого

размера, поэтому необходимо ужесточить допуск на поверхности для базирования. В направлении оси Y – 0,05-0,20мм. В направлении оси Х – значение Z (100-150мкм). Для угла β погрешность установки определим по формуле:

       (3.3.2)

тогда

Погрешность закрепления  детали определяем по [ 26 ]. Принимаем  εз =120 мкм

Погрешность базирования  при фрезеровании будет равна

0,054х1,07=0,058.

Погрешность установки  детали определяем по формуле: