Технология и оборудование обработки материалов
Министерство
образования Российской Федерации
Федеральное
агентство по образованию
ГОУ
ВПО Череповецкий Государственный Университет
Институт
педагогики и психологии
Кафедра
профессионального образования
Курсовой
проект по курсу
"Технология
и оборудование обработки материалов"
Череповец
2011
год
Содержание пояснительной записки
I. Технологическая часть
1. Обоснование выбора заготовки.
Расчет объема и массы заготовки и детали. Расчет потерь металла при обработке
2. Определение величин припусков
на обработку
3. Выбор оборудования оснастки
4. Разработка технологического
процесса
II. Нормативная часть
1. Определение режимов резания и
норм времени
2. Расчет резцов на прочность и
жесткость
. Определение основного
времени
. Определение вспомогательного
времени
. Определение времени на
обслуживание рабочего места. Отдых и естественные надобности
. Определение норм штучного
времени
. Определение
подготовительно-заключительного времени
. Определение
штучно-калькуляционного времени
III. Экономическая часть
1. Экономическая оценка
технологического процесса
Литература
I.
Технологическая часть
. Обоснование выбора заготовки.
Расчет объема и массы заготовки и детали. Расчет потерь металла при обработке
В зависимости от типа производства, конфигурации,
размеров и материала детали определяем тип заготовки: прокат в виде прутков
круглого сечения.
Материал детали - сталь углеродистая
качественная конструкционная сталь с нормальным содержанием марганца Сталь 45
ГОСТ 1050 - 74, НВ - 229,sв = 598 МПа.
Прокат горячекатаный диаметром 40мм. [1, с131]
Правильность выбора заготовки оцениваем по
величине коэффициента использования материала:
Км = Qд/Q,
Qд - чистая масса
детали, кг;
Q - норма расхода
материала на одну деталь, кг;
Q = Qз
+Zобщ,
Qз - черновая масса
заготовки, определяемая из теоретической массы одного погонного метра проката;
Zобщ - общие потери
при обработке в % к длине прутка:
Zобщ = Zз
+ Zотр + Zнк,
Zз - потери на
зажим;
Zотр - потери на
отрезание;
Zнк - потери на
некратность;
а) потери на зажим:
Zз = (Z'з
/ lпр) * 100%
Z'з - 60мм., исходя
из экономической и технологической целесообразности процесса изготовления
детали.
lпр = 3500мм - это
длина прутка.
Zз = (60/3500)*100%=
1,7%
б) потери на отрезание:
Zотр = (b/lдет)*100%
b - глубина отрезного
резца, b = 0,1d,
где d - диаметр прутка;
b
= 0,1* 40 = 4 мм
lдет - длина детали,
мм с припуском lдет
=170+1,2=171,2 мм табл.31с.30 [3], Zотр
= (4/171.2) * 100% = 2,3 %
в) потери на некратность:
Zнк = (lост
пр / lпр) * 100%
Считаем какое количество деталей можно
изготовить из прутка длинной 3,5м:
X = (lпр - Z'з)
/ (lдет + b)= (3500 - 60) / ( 171,2+ 4) = 19
Находим остаток длины прутка:
3440- 19 * (171,2 + 4) = 111,2 мм
Zнк = (111,2 / 3500)
* 100 = 3,2%
Итак общие потери при обработке составляют:
Zобщ = 1,7 + 2,3 +
3,2 = 7.2 %
Таким образом, норма расхода материала Q
на одну деталь с учетом всех потерь будет:
Q = Qз
+ Zобщ
Масса 1 м стали - 9,86 кг, по табл.33,с130 [1]
,86 кг - 1000 мм
Х кг - 171,2 мм
заг + (9,86 * 171,2) / 1000 = 1,68 кг
Zобщ = (1,68 / 100)
* 7.2 = 0,120
Q = 1,68 + 0,120 =
1,8 кг.
Рассчитываем объем и массу заготовки и готовой
детали.
з =(pd²*lдет)/4з
= [3,14 * (40мм)² *
175,2мм]/4 = 220051,2 мм3
Масса заготовки:
з = Vз* p
где p = 7,8 - 7,85 г/см3заг = [(220051,2 / 1000) * 7,8] /1000= 1,716 кг.
Находим объем детали:
дет = (V1 + V3 + V6) - V2 - V4 - V5 - 2*V7= (pd²*l)/4
= (3,14 * 32² * 30) / 4 =
24115,2 мм3= (pd²*l)/4
= (3,14 * 20² * 30) / 4 = 9420
мм3= (pd²*l)/4
= (3,14 * 36² * 110) / 4 =
111909,6 мм3= (pd²*l)/4
= (3,14 * 20² * 102) / 4 = 32028
мм3= (pd²*l)/4
= (3,14 * 24² * 38) / 4 =
17182.08 мм3
V6 = (pd²*l)/4
= (3,14 * 32² * 30) / 4 =
24115,2 мм3
V7 = 12 * 12 *
[(32-24) / 2] = 576 мм3
Отсюда объем детали:
Vдет = 24115,2 + 111909,6 +24115,2 -9420 - 32028
- 17182,08 - 2 * 576 = 100357,92 мм3
Масса детали:
m = p * Vдет= [(100357,92 / 1000) *7,8] / 1000 =
0,783 кг
Определяем коэффициент использования материала:
м = Qдет/Qм = 0,783 / 1,8 = 0,46
Вывод: материал детали выбран правильно, так как
коэффициент использования материала Kм = 0,46, что в пределах норм. Исходя из
того, что деталь меньше 8 кг. и годовая программа выпуска 300 шт., то
производство считается малосерийным, поэтому при норме Kм £
0,75 из экономических соображений коэффициент использования материала
значительно уменьшается.
2. Определение величин
припусков на обработку.
заготовка потеря зажим припуск
Таблица1
№
операции
|
№
перехода
|
Наименование
операций и переходов
|
Припуск,
мм
|
Размер
d,мм
|
Допуск,
мкм
|
|
1
|
Установить
заготовку
|
-
|
d
= 40; l = 175.2;
|
-
|
|
2
|
Точить
торец
|
2,2
|
d = 40 l
=
173
|
160
|
|
3
|
Точить
наружную поверхность на диаметр 36 мм
|
4
|
d = 36 l = 173
|
160
|
|
4
|
Точить
наружную поверхность на диаметр 32 мм
|
4
|
d = 32 l = 30
|
160
|
|
5
|
Сверлить
отверстие
|
-
|
d = 20 l
= 173
|
130
|
|
6
|
Расточить
отверстие
|
0,5
|
d = 32 l = 38
|
110
|
|
7
|
Отрезать
заготовку
|
1
|
d = 32 l = 171
|
160
|
|
8
|
Снять
и установить заготовку
|
-
|
-
|
-
|
|
9
|
Точить
наружную поверхность на диаметр 32 мм
|
4
|
d = 32 l = 30
|
160
|
|
10
|
Точить
торец
|
2
|
d = 32 l
=
170
|
160
|
|
11
|
Снять
фаску
|
1
|
3X45°
|
110
|
|
12
|
Снять
и установить заготовку
|
-
|
-
|
-
|
|
13
|
Фрезерование
паза на 12 мм
|
-
|
l =
12
|
110
|
Максимальный диаметр вала dN = 40 мм;
Допуск на шлифование d1
= 0,013 мм;
Припуск на шлифование z1 = 0,1 мм;
d*
= dN - z1 - d1* = 40 -0,1
- 0,013* = 39,88 мм
3. Выбор оборудования и
оснастки
Для изготовления детали подойдет
токарно-винторезный - станок 16К20. табл. 9 с.21 [4]
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
над станиной - 400
над суппортом - 220
Наибольший диаметр прутка, проходящего через
отверстие:
шпинделя - 53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 710;
1000; 1400; 2000;
Шаг нарезаемой резьбы: 0,5 - 112
метрической - 56 - 0,5
дюймовой - 0,5 - 112
Частота вращения шпинделя, об/мин: 12,5 - 1600
Число скоростей шпинделя: 22
Наибольшее перемещение суппорта:
продольное 645 - 1935
поперечное 300
Подача суппорта, мм/об (мм/мин):
продольная 0,05 - 2,8
поперечная 0,025 - 1,4
Число ступеней подач 24
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин:
продольного 3800
поперечного 1900
Мощность электродвигателя главного привода,
11кВт
Габаритные размеры (без ЧПУ)
длина 2505 - 3795
ширина 1190
высота 1500
Масса, кг 2835 - 3685
Высота центров 215мм
Мощность двигателя главного привода Nн = 10 кВт.
Расстояние между центрами до 2000мм.
Кпд станка 0,75.
Частота вращения шпинделя об/мин: 12,5; 16; 20;
25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800;
1000; 1250; 1600.
Продольные подачи мм/об: 0,05; 0,06; 0,075;
0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8;
1; 1,2; 1,4; 1,6; 2; 2,14; 2,6; 2,8.
Поперечные подачи мм/об: 0,025; 0,03; 0,0375;
0,045; 0,05; 0,0625; 0,0725; 0,0875; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3;
0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4.
Максимальная осевая сила резания, допускаемая
механизмом подачи Рх = 600кгс.
Вспомогательные инструменты к токарным станкам:
державка резцов, сверлильные патроны др.
Токарные приспособления: зажимной патрон
трехкулачковый самоцентрирующийся
Для изготовления детали (для фрезерной операции)
подойдет вертикально-фрейзерный станок модели 6811Р табл. 9 с.75 [4], с
характеристиками:
Рабочая поверхность стола: 250 * 1000 мм.
Мощность двигателя главного привода Nм
= 5,5 кВт.
КПП станка h = 0,75
Частота вращения шпинделя (об/мин) 45, 56, 71,
90, 112, 140, 180, 224, 280, 365, 450, 560, 710, 900, 1120, 1400, 1800, 2240.
Профильная подача стола (мм/мин) 20, 25, 315,
40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 800, 1000.
Поперечная подача стола (мм/мин) 8, 10, 12.5,
16, 20, 25, 32, 40, 51, 61, 77, 96, 123, 155, 192, 245, 310, 385.
наибольшее усилие допускаемое механизмом подач
(кГс):
продольное - 1200 кГс,
поперечное - 1200 кГс,
вертикальное - 590 кГс.
Выбираем токарные резцы: упорный, отрезной,
расточной, для подрезание торца, расточной резец, проходной отогнутый.
Выбираем сверло: спиральное с коническим
хвостовиком.
Выбираем фрезу: концевая фреза с нормальным
зубом.
4. Разработка
технологического процесса
Рисунок 1.
План-маршрут механической обработки данной
детали представлен на рисунке 1. процесс механической обработки включает в себя
токарные, сверлильные и фрезерные операции.
Токарная операция:
Установочная база - поверхность 0 - 1;
Измерительная база - поверхность 2;
Обрабатываем поверхности 3, 4, 5;
Сверлильная операция:
Установочная база - поверхность 0 - 1
Измерительная база - 2
Обрабатываем поверхности - 7
Токарная операция:
Установочная база - поверхность 0 - 1
Измерительная база - 2
Обрабатываем поверхности - 8;
Токарная операция:
Установочная база - поверхность 0 - 2
Измерительная база - 9
Обрабатываем поверхности - 10, 6, 11;
Фрезерная операция:
Установочная база - поверхность 0 - 1
Измерительная база - 2
Обрабатываем поверхности - 12.
II.
Нормативная часть
1. Определение режимов
резания и норм времени
a) Точение.
1. Для обработки поверхности воспользуемся
проходным отогнутым резцом. Материал режущей части Р18. Так как резцом
необходимо обработать сталь углеродистую качественную конструкционную сталь с
нормальным содержанием марганца Сталь 45 ГОСТ 1050 - 74, НВ - 229,sв
= 598 МПа. То значение углов геометрии токарного резца будут следующие:
a = 12°; j1 = 5 - 10°
g = 25° j
= 45°
Н ´ В = 25 ´
16 [5, с103, т.34]
2. Исходя из общего припуска и характера
выполняемого перехода (чистового) определяем глубину резания, мм:
= (D - d)/ 2
где: D - диаметр обрабатываемой поверхности в
мм;
d - диаметр
обработанной поверхности в мм;
t = (40 - 36) / 2 = 2 мм;
3. Выбираем табличное значение подачи S.
S = 0,4 мм/об;
4. Исходя из оптимального времени работы
инструмента без переточки, выбираем стойкость инструмента Т = 60 мин [5, с96,
т32] и определяем допустимую для этой стойкости скорость резания, м/мин:
= (Сv * Кv) / (Тm * tхv
* SYv),
где Сv, m, xv, Yv, постоянная и показатели
степени, соответственно: 56; 0,20; 0,15; 0,20; [10, с430 т22]
Кv - поправочный коэффициент,
Кv
= Кmv * Кnv
* Кuv * Кjv
* Кj'v
* Кrv * Кqv
* Кov
где: Кmv
- качество обрабатываемого материала, 1,36
Кnv
- состояние поверхности заготовки, 0,9
Кuv
- материал режущей части, 1
Кjv
- коэффициент главного угла в плане, 1
Кj'v
- коэффициент вспомогательного угла в плане, 0,94
Кrv
- коэффициент радиуса при вершине, 1
Кqv
- коэффициент поперечного сечения державки, 0,97
Кov
- вид обработки, 1
Кmv
= 0,6(75 / sв.р.)1,25 = 0,6
* (75/ 42) 1,25 = 1,23
Кv
= 1,23 * 0,9 * 1 * 1 * 0,94 * 1 * 0,97 * 1 = 1,016= (56 * 1,016) / (600,20
* 20,15 * 0,40,20) = 30,13
м/мин.
. Рассчитываем частоту вращения шпинделя по
допустимой скорости резания, об/мин:
n = (1000V) / (DП)
где: V - скорость резания, 30,13 м/мин;- диаметр
обрабатываемой поверхности, 40мм;
n = (1000 * 30,13) / (40 * 3,14) = 239,88
об/мин;
. Полученную расчетную частоту вращения
корректируем по паспортным данным станка и рассчитываем действительную скорость
резания Vд(об/мин):
Vд = (p * D * nд)
/1000
где: nд
- действительная частота вращения шпинделя (скорректированная по паспорту), 200
об/мин.
Vд = (3,14 * 40 * 200) / 1000 = 25,12 об/мин;
. Определяем требуемую мощность станка (кВт):
= (Pz * V) (60 * 102h)
где: Pz - тангенциальная составляющая силы
резания, кгс
Pz = Ср * tхр * Syp
* Vnp*
Кp
где: t
- глубина резания, 1мм;
Ср - постоянная для данных условий резания, 300;
xp, yp,
np - показатели
степени составляющих силы резания, соответственно: 1; 0,75; -0,15; [10, т24]
Кp
- поправочный коэффициент:
Кp
= Кmp * Кjp*
Кgp
* Кlр * Кгp
Кmp
- учитывает обрабатываемый материал;
Кmp
= (sв.р. / 75) np0.35 = (42 / 75)-0.15 0.35 = 1,030
Кjp,
Кgp,
Кlр, Кгp
- учитывают влияние геометрических параметров резца на составляющие силы
резания, соответственно: 1; 1; 1; 1,04;
Кp
= 1,030 * 1 * 1* 1 * 1,04 = 1,072
V - скорость резания, 30,13 м/мин;
h
- к.п.д. передач станка, 0,75;
= 300 * 11 * 0,40,75 *
30,13-0,15 * 1,07 = 96,87
кгс= (96,87 * 30,13) / (60 * 102 * 0,75) = 0,635 кВт
8. Определяем усилие подачи:
х = Ср * tхр * Syp
* Vnp *
Кp
где: Ср = 339; хp
= 1; yp = 0,5; np
= -0,4, [10, т24] ;
Кp
= Кmp * Кjp*
Кgp
* Кlр * Кгp
Кmp
= (sв.р. / 75) np0.35 = (42 / 75)-0.4 0.35 = 1,08
Кjp
= 1;
Кgp
= 1;
Кlр = 0,85;
Кгp
= 1;
Кp
= 1,08 * 1 * 1* 0,85 * 1= 0,92х = 339 * 11 * 0,40,5 * 30,13-0,4
* 0,92 = 50,51 кгс
Определяем радиальную составляющую силы резания:
у = Ср * tхр * Syp
* Vnp *
Кp
где: Ср = 243; хp
= 0,9; yp = 0,6; np
= -0,13, [10, т24];
Кp
= Кmp * Кjp*
Кgp
* Кlр * Кгp
Кmp
= (sв.р. / 75) np0.35 = (42 / 75)-0.13 0.35 = 1,026
Кjp
= 1;
Кgp
= 1;
Кlр = 1,25;
Кгp
= 1,14
Кp
= 1,026 * 1 * 1 * 1,25 * 1,14 = 1,46у = 243 * 10,9 * 0,40,6 *
30,13-0,13 * 1,46 = 71,28
кгс: Py : Px
,87 : 71,28 : 50,51
. Определяем основное время (мин):
То = (L
* i) / (n
* S)
где: L
- длина прохода, 40мм [3, с44, т.47]
i - количество
проходов, 1
n - частота вращения
шпинделя, 1250 об/мин;
S - подача, 0,4
мм/об;
То = (40 * 1) / (1250 * 0,4) = 0,08 мин;
. Вспомогательное время определяем по
справочнику - мин; [9, с275]
Продольное точение и растачивание - 0,42
Твсп = 4,5 мин.
б) Сверление.
1. Материал режущей части инструмента - Р18, [5,
с.145], тип - сверло спиральное Æ 24. геометрия
сверла:
a = 12°; w = 40-60°;= 1,5 мм;
l = 3мм; l1 = 1,5 мм;
2. Исходя, из диаметра просверливаемого отверстия
и характера выполняемого перехода назначаем количество проходов - 1 и
определяем глубину резания:
t = 0,5D
где: D - диаметр просверливаемого отверстия,
16мм;
t = 0,5 * 24 = 10 мм
3. Выбираем максимальную допустимую подачу:
S = 0,1 мм/об [5, с.224, т.63]
Принятую подачу проверяем по осевой силе,
допускаемой прочностью станка. Для этого определяем осевую силу:
Р0 = Ср * Dqp * Syp
* Kр
где: Ср, qp, ур - постоянная и показатели
степени, соответственно: 37,5; 1; 0,7; [10, т32] ;
Кp
= Кmp - поправочный
коэффициент, 0,92
Р0 = 37,5 * 201 * 0,10,7 *
0,92 = 178,92 кгс
Р0 < Р0 max.
,92 < 300
4. Назначаем период стойкости сверла: Т = 25
мин, [5, с.97, т.32]
5. Определяем скорость резания:
V = [(Cv
* Dqp) / ( Tm
*
txv
*
SYv)] * Кv
где: Cv, qp, m, xv, Yv - постоянная и показатели
степени, соответственно: 7; 0,4; 0,2; 0; 0,7; [10, т32] ;
Кv = Кmv * Кuv * Кlv - общий поправочный
коэффициент.
Кmv - коэффициент на качество обрабатываемого
материала,
Кmv = Cm * (75 / sв)nv
= 0,6 * (75 / 75 ) 0,9 = 0,6
Кuv - коэффициент на инструментальный материал,
0,3;
Кlv - коэффициент, учитывающий глубину
просверливаемого отверстия, 1;
V = [( 7 * 200,4
) / (250,2 * 100 * 0,10,7)] * 0,18 =
19,79 м/мин
. Рассчитываем частоту вращения шпинделя,
соответствующую найденной скорости резания об/мин:
= (1000 * V) / (p
* D)
где: n = (1000 * 19,79) / 3,14 * 24 = 393,90
об/мин.д = 400 об/мин.
. Определяем действительную скорость резания
м/мин:
= (p * D * nд) /
1000= (3,14 * 24 * 400) / 1000 = 20,096 м/мин.
8. Рассчитываем крутящий момент от сил
сопротивления резанию при сверлении, кгс/м:
= Cm
* Dqm
*
SYm
*
Kр
Cm, qm,
Ym - постоянная и
показатели степени, соответственно: 0,0345; 2; 0,8; [10, т32] ;
Кp
= Кmp - поправочный
коэффициент, 0,92
= 0,0345 * 242 * 0,10,8 *
0,92 = 1,28
9. Определяем мощность, затрачиваемую на
резание:
Nрез = (M
* nд) / 975
Nрез = (M
* nд) / 975 = 0,52
кВт.
9. Проверяем достаточность мощности
привода станка.
Nшп = Nэ
* h
Nэ - мощность
электродвигателя станка, 10 кВт
h - к.п.д. станка, 0,75
шп = 10 * 0,75 = 7,5 кВт.
11. Определяем основное и машинное время:
о = L / (nд * S)
- общая длина прохода сверла, 173 мм
Tо = 173
/ (400 * 0,4) = 0,25 мин
. Определяем вспомогательное время, связанное с
переходом:
Твсп = 1,8 мин.
в) фрезерование
1. Выбираем геометрические параметры
концевой фрезы g = 5°; a
= 17°; w
= 15-25°;
Диаметр фрезы D
= 12 мм,
длина
фрезы L = 190 мм.
Число зубьев фрезы z
= 6,
Материал режущей части Р18 по ГОСТу 4543-71
2. Назначаем количество проходов 1, Тогда
глубина резания t = 12 мм,
3. Назначаем подачу на 1 зуб фрезы Sz
= 0,08 мм/зуб,
Минутная подача зависит от частоты вращения
режущего инструмента и вычисляется по формуле:
= Sz
* z * n,
где: Sm
- минутная подача, мм/мин,
Sz - подача на
один зуб фрезы, мм/зуб,
n - частота вращения
фрезы об/мин
= 0,08 * 6 * 180 = 84,4 мм/мин,
Согласно паспортным данным станка 6811Р
уточняется и корректируется значение минутной подачи Sm,
принимаем Sm =80 мм\мин.
4. Скорость резания допускаемая режущими
свойствами фрезы определяется по эмпирической формуле:
V = [(Cv
* Dqp) / ( Tm
*
txv
*
SYv * В * Z)]
* Кv
где: Cv - коэффициент. учитывающий
характеризующий обрабатываемый материал и условии обработки;
D - диаметр
фрезы,
- глубина резания,
T - стойкость фрезы,
В - ширина фрезерной поверхности,
Z - число зубьев,
Кv = Кmv * Кuv * Кlv - общий поправочный
коэффициент.
Кmv - коэффициент на качество обрабатываемого
материала,
Кuv - коэффициент на инструментальный материал;
Кlv - коэффициент, учитывающий глубину просверливаемого
отверстия;
Кv = 0,6 * 0,3 * 1 = 0,18
V = 23, 79 м/мин
Частота вращения шпинделя соответствует
найденной скорости резания и определяется по формуле:
n = (1000 * V) / (p
* D),
где D
- диаметр фрезы,
n = 1000 * 23,79/ 3.14 * 12 + 189,4 об/мин
Корректируя частоту вращения шпинделя по
паспортным данным станка 6811Р. принимаем действительную скорость вращения 180
об/мин
Находим действительную скорость резания
= (p * D * nд) /
1000= 3.14 * 12 * 180 / 1000 = 22,6 м/мин
5. Рассчитываем силу резания при
фрезеровании по формуле:
Рz
= [Ср * txv
*
S0yp
* В * Z/ n * Dqp
] * Kр
Рz
= 682,7 кГс
Сравним с Рzдоп
= 1200 кГС
,7< 1200
6. Определяем мощность, затрачиваемую на
резание:
Nрез = Рz
* Vк / 60 * 120
Nрез = 682,7 * 23,79
/ 60 * 120 = 2,25 кВТ
Возможность обработки при данных режимах
резания, определяется из условия:
рез £ Nэф.
где Nэф
- эффективная мощность на шпинделе станка
Nэф = Nэ
* h,
где: Nэ
- мощность электродвигателя привода главного движения станка,
h
- кпд станка
Nэф = 5,5 * 0,75 = 4,125
кВт
Nрез = 2,25 кВт.<
Nэф = 4,125 кВт -
условие выполняется
6. Основное время при фрезеровании
определяется по формуле:
Tо = (L / Sм) * i
где: L - общая длина прохода фреза, 12 мм,
Sм
= 80 мм/мин, i = 1
о = (12 / 80)* 1 = 0,15 мин
. Определяем вспомогательное время, связанное с
переходом: Твсп = 1,8 мин.
2. Расчет резцов на прочность и
жесткость
Мизг < Ммах.изг.
Мизг - действующий изгибающий момент;
Ммах. изг. - максимальный изгибающий момент,
допускаемый сечением державки резца;
Мизг = Pz * l
Мизг = [su]*
W
Pz - сила резания, 75,61 кгс- вылет резца, (1 -
2,5)Н = 1,56 * 16 = 25 мм
[su] - допускаемое
напряжение на изгиб материала державки, 1100кгс/см2 или
11кгс/мм2- момент
сопротивления сечения державки резца, мм3
* l = [su]* W
где W = (В *Н2) / 6= (16 * 252)
/ 6 = 1666,6мм3
Рассчитываем ширину резца прямоугольного
сечения:
В = (6 * Pz * l) / (2,56 * [su])
В = (6 * 96,87 * 25*2,5) / 2,56 * 11 = 8,02мм
Нагрузка допускаемая прочностью резца:
Pzдоп. = (В *
Н2 * [su])
/ (6 * l)
Pzдоп. = (16 *
252 * 11) / (6 * 25) = 733,3
кгс
Максимальная нагрузка, допустимая жесткостью
резца:
Pzдоп.жост. =
(3 * f *E *J) / l3
- допустимая стрела прогиба резца, 0,05мм;-
модуль упругости резца,20000 кгс/мм2;-
момент инерции сечения державки, J=(BH3) / 12 = 20833,3 мм4;- вылет резца, 40 мм;
Pzдоп.жост. =
(3 * 0,05 *20000 *20833,3) / 403 =
976,56 кгс
Pzдоп. > Pz
< Pzдоп.жост
,3 > 96,87 < 976,56
Тосн - 4,51 мин.= 1000 * V / DП
1. n = 1000 * 114 / 40 * 3,14 = 955,4
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 800 об/мин;
2. n = 1000 * 89 / 36 * 3,14 = 745,8
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 800 об/мин;
. n = 1000 * 89 / 32 * 3,14 = 787,33
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 800 об/мин;
. n = 1000 * 20,3 / 20 * 3,14 = 404,06
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 400 об/мин;
. n = 1000 * 97 / 32 * 3,14 = 1471
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 1250 об/мин;
. n = 1000 * 114 / 40 * 3,14 = 907,64
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 1000 об/мин;
.
. n = 1000 * 89 / 32 * 3,14 = 745,8
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 800 об/мин;
. n = 1000 * 114 / 32 * 3,14 = 955,4
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 800 об/мин;
. n = 1000 * 89 / 32 * 3,14 = 787,3
об/мин, действительная частота вращения шпинделя nд
= 800 об/мин;
. n = 1000 * 23,79/ 3.14 * 12 + 189,4
об/мин, действительная скорость вращения 180 об/мин
№
перехода
|
t,
мм.
|
S
мм/об
|
V
м/мин.
|
n
об/мин
|
Tосн
мин.
|
1
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2
|
0,6
|
0,2
|
114
|
800
|
0,05
|
3
|
1,5
|
0,35
|
89
|
800
|
0,8
|
4
|
1,5
|
0,35
|
89
|
800
|
0,8
|
5
|
0,5
|
0,15
|
20,3
|
400
|
0,26
|
6
|
0,5
|
0,25
|
97
|
1250
|
0,05
|
7
|
0,7
|
0,12
|
114
|
1000
|
0,15
|
8
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
9
|
1,5
|
0,35
|
89
|
800
|
0,8
|
10
|
0,6
|
0,2
|
114
|
800
|
0,05
|
11
|
1
|
0,35
|
89
|
800
|
0,8
|
12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
13
|
2,75
|
0,44
|
22,6
|
180
|
5,1
|
3. Определение основного времени
Основное время Т0 суммируется как основное время
определенное для каждого отдельного перехода во всех операциях.
Т0 токарное - 3,05 мин.
Т0 сверлильное - 0,26 мин.
Т0 фрезерное - 5,1 мин.
Общее основное время - 8,41 мин. [9, с275]
4. Определение вспомогательного
времени
Общее вспомогательное время - 8,41 мин.
Продольное точение - 0,42 мин.
Поперечное точение - 0,36 мин.
Отрезка заготовки - 0,11 мин.
Обточка фасок - 0,22 мин.
Сверление - 0,16 мин.
Изменить частоту вращения шпинделя 0,08 мин.
Изменить величину или направление подачи - 0,06
мин.
Сменить резец - 0,07 мин.
Установить и снять инструмент - резец (проходной
подрезной, расточной, отрезной) 0,5 мин, сверло 0,12 мин, фрезу 0,5 мин.
Время связанное с переходом 1,8 мин.
Время на промеры - 0,10 мин.[9, 265]
Твсп. = 8,41 + 0,42 *4 +0,36 * 2 + 0,11 + 0,22 +
0,16 + 0,08 * 6 + 0,07 * 6 + 0,12 + 0,5 + 0,5 *6 + 1,8 + 0,10 = 17,78 мин.
5. Определение времени на
обслуживание рабочего времени, отдых на естественные надобности
Топер. = То + Твсп.
Топр. = 17,78 * 4% = 0,7112 мин.[9, с263]
6. Определение норм штучного
времени
Норму штучного времени на операцию подсчитываем
по формуле:
Тшт = То + Твсп + Тобсл. + Тп
Тшт = 8,41 + 17,78 + 0,7112 + 0,348 = 27,25 мин.
7. Определение
подготовительно-заключительного времени
Всего: 28 мин.
8. Определение
штучно-калькуляционного времени
Тш.к. - штучно-калькуляционное временя, это
техническая норма времени на изготовление одной детали:
Тш.к. = (Тшт. + Тп.з.) / nш
nш - количество штук деталей в партии запуска
nш = (Д * t) / Ф
Д - годовая программа 300 штук;- запас деталей
на складе выраженный в днях 5;
Ф - число рабочих дней в году - 262;
nш = (300 * 5) / 262 = 6 штук деталей в партии
запуска.
Тш.к. = (27,25 + 28) /6 = 9,25 мин.
III.
Экономическая часть
1. Экономическая оценка
технологического процесса
Рассчитываем годовую себестоимость изготовления
данной детали по всей годовой программе методом прямого калькулирования.
С=(М + З + И + А + Э + Н + П)*Д
1) М - стоимость материала заготовки (нормы
расхода) 8тыс 271руб.
тонна стоит 8 тыс. 271 руб. Отсюда 1 килограмм
8,27 руб. Масса нашей детали 0,783 кг. Значит она стоит 8,27 * 0,783= 6,48
) З - зарплата производственных рабочих с учетом
прямых накладных расходов, а так же расходов на социальное страхование и
отпуска.
(70 * 17,42мин) / 60 = 20,32.
3) И - расходы на эксплуатацию инструментов
[(4,1 *30) / 100] * 4,51 = 38,83 руб.
4) А - расходы на оборудование (амортизация)
10,177 руб.
)Э - расходы на силовую энергию 3,65
) Н - стоимость наладки оборудования
Ннал. = [(Lнал. * kдоп.) / Тнал.] * tп.з.доп. =
1,15; Тнал. = 20 мин; Lнал. - зарплата наладчика, 15,09; tп.з. = 6,6 мин.
Ннал. = [(15,09 * 1,15) / 20.] * 6,6 = 24,29
руб.
7) П - стоимость эксплуатации специальных
приспособлений 11,50
) Д - годовая программа выпуска детали 300 штук.
С=(М + З + И + А + Э + Н + П)*Д
С = (6,48+20,32 + 11,50 + 4,05 + 24,29 + 12,75)
* 400 = = 17511 руб
Литература
1. Анурьев
В.И. "Справочник конструктора- машиностроителя", Москва, 2001г.
2. Златоустов
В.Д. "Технологические расчеты в курсовом проектировании по резанию
металлов", Череповец, 1988г.
. Комков
А.А. "Справочные материалы к курсовому проекту по резанию
материалов", Череповецкий государственный университет, 1998г.
. Дальской
А.М., Суслова А.Г. "Справочник технолога - машиностроителя", том 2,
Москва 2001г.
. Бергер
И.И. "Справочник молодого токаря", Минск 1972г.
. Орлова
П.Н., Скороходова Е.А. "Краткий справочник металлиста", Москва,
1987г.
. Нефедов
Н.А. "Дипломное проектирование в машиностроительных техникумах",
Москва, 1976г.
. Косилова
А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин Р.К. "Точность обработки, заготовки и
припуски в машиностроении", Москва, 1976г.
. "Общемашиностроительные
укрупненные нормативы времени на работы, выполняемые на металлорежущих
станках", Москва, 1989г.
. Под
ред. А.Н. Малова Справочник технолога машиностроителя.