Разработка технологического процесса для детали 'корпус'

Содержание

 

Введение

1. Общая часть

1.1 Описание и технологический анализ детали "Корпус"

2. Технологическая часть

2.1 Существующий технологический процесс изготовления детали

2.2 Определение типа производства и величины партии деталей

2.3 Обоснование выбора заготовки

2.5Разработка технологического процесса изготовления детали

2.6 Краткая характеристика оборудования

2.7 Расчёт режимов резания на одну операцию расчетно-аналитическим методом

2.8 Выбор режимов резания и их корректировка для остальных операций по общемашиностроительным нормативам

2.9 Расчёт норм времени

2.10 Таблицы режимов резания и норм времени

2.11 Разработка управляющей программы на программную операцию

3. Конструкторская часть

3.1 Расчёт специального режущего инструмента для поверхности

3.2 Расчёт специального контрольного инструмента для поверхности Ø80f7

4. Охрана труда и противопожарная безопасность

Заключение

Введение

Технология машиностроения - область технической науки, занимающаяся изучением связей и установлением закономерностей в процессе изготовления машин. Она призвана разработать теорию технологического обеспечения и повышения качества изделий машиностроения с наименьшей себестоимостью их выпуска.

Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом - установление и исследование внешних и внутренних связей, закономерностей технологического процесса.

Область исследования:

Технологичность конструкции машины, как объекта производства.

.        Технологические процессы, операции, установы, позиции, технологические переходы и рабочие хода, обеспечивающие повышение качества изделий и снижение их себестоимости.

.        Математическое моделирование технологических процессов и методов изготовления деталей и сборки изделий машиностроения.

3.       Совершенствование существующих и разработка новых методов обработки и сборки с целью повышения качества изделий машиностроения и снижения себестоимости их выпуска.

.        Методы проектирования и оптимизации технологических процессов.

.        Технологическая наследственность в машиностроении.

.        Технологическое обеспечение и повышение качества поверхностного слоя, точности и долговечности деталей машин.

.        Проблемы управления технологическими процессами в машиностроении.

Данный курсовой проект разрабатывался, как технологический процесс изготовления детали "Корпус".

Важнейшие составляющие любого технического устройства - корпусные детали. Они могут быть различны как по виду, по применяемому материалу, так и по функциональному назначению.

Корпусные детали предназначены для крепления деталей агрегата, имеют: отверстия, отверстия для установки подшипников, втулок, вкладышей, валов, гильз, штифтов и резьбовые отверстия для крепления деталей; плоскости и технологические плоскости. Общим конструктивно - технологическим признаком для большинства корпусных деталей является наличие плоских поверхностей и двух установочных отверстий, используемых в качестве установочной базы, как при изготовлении, так и при восстановлении деталей данного класса.

В процессе эксплуатации корпусные детали подвергаются химическому, тепловому и коррозионному воздействию газов и охлаждающей жидкости, механическим нагрузкам от переменного давления газов, динамическим нагрузками, вибрации, контактным нагрузкам, влиянию абразивной среды и т.д. Для данного класса деталей основными видами износа являются коррозионно-механический и молекулярно-механический, которые характеризуются следующими явлениями - молекулярным схватыванием, переносом материала, разрушением возникающих связей, вырыванием частиц и образованием продуктов химического взаимодействия металла с агрессивными элементами среды.

Любое сложное устройство может состоять из сотен или тысяч (иногда - десятков тысяч) деталей, и детали корпусов - одни из самых сложных, ответственных, дорогих изделий. Особенно это касается таких деталей, как элементы коробок передач (шестерни, валы, втулки, подшипники, прокладки), элементы трансмиссии, мосты. В случае если речь идет о промышленных механизмах и установках - узлы передачи вращающего момента, ротационные узлы машин (турбин, насосов, электродвигателей) также относятся к числу наиболее ответственных и технологически трудных для изготовления.

1. Общая часть

1.1 Описание и технологический анализ детали "Корпус"

Деталь - "Корпус" предназначена для закрепления деталей.

Деталь изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-88. Сталь 45 - Сталь конструкционная углеродистая, для изготовления вал-шестерней, коленчатых и распределительных валов, шестерен, шпинделей, бандажей, цилиндров, кулачков и других нормализованных, улучшаемых и подвергаемых поверхностей.

Таблица 1 Химический состав Стали 45 в %

Кремний (Si)	Медь (Cu), не более	Мышьяк (As), не более	Марганец (Mn)	Никель (Ni), не более	Фосфор (P), не более	Хром (Cr), не более	Сера (S), не более
0.17-0.37	0.25	0.08	0.50-0.80	0.25	0.035	0.25	0.04

Таблица 2 Физико-механические свойства стали 45

Марка материала	, МПа, МПа, %, %, Дж/см2HB
45	600	980	12-14	46-50	50-70	187-246

Конструкция детали, точность размеров и шероховатость поверхностей, материал детали обеспечивают удовлетворительную обрабатываемость заготовки и надёжную работу детали в течение всего ресурса работы изделия.

деталь корпус резание норма

Рисунок 1 Эскиз детали

Технологичность - это совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при его производстве, ремонте и утилизации. Анализ детали на технологичность производится двумя методами: качественной и количественной оценкой.

а) Качественная оценка детали

Конструкция корпуса обеспечивает свободный вход и выход инструмента, и удобство выполнения обработки. Обрабатываемые поверхности доступны для обработки.

Метод получения заготовки - штамповка, поэтому деталь можно получить с минимальными припусками. Деталь невозможно обработать от одной базы, деталь необходимо переворачивать. Вследствие большого перепада диаметров, повышается трудоёмкость и расход материала. Возможно использование стандартного режущего инструмента, т.к. имеются стандартные поверхности. Возможно использовать унификацию, так как необходимо сделать фаски.

б) Количественная оценка

Количественную оценку технологичности конструкции детали производят по следующим коэффициентам:

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали рассчитывается по формуле

К_{э. у.} =, (1)

где Q_{э. у. -} число унифицированных элементов детали, шт.;_{э. -} общее число конструктивных элементов детали, шт.

К_{у. э.} =

Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле

К_{и. м.} =, (2)

где Gд - масса детали по чертежу, кг;з - масса заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг

К_{и. м.} =

Низкий коэффициент использования материала и низкий коэффициент унификации конструктивных элементов говорят о не технологичной конструкции детали.

2. Технологическая часть

2.1 Существующий технологический процесс изготовления детали

Существующий технологический процесс изготовления детали отсутствует.

2.2 Определение типа производства и величины партии деталей

Для определения типа производства по таблице 3 использовали массы деталей и годовой объём выпуска:=1,85 кг=48000 шт

Таблица 3. Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали

Выбрали тип производства - среднесерийный.

Серийное производство - тип производства, характеризующийся ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. Серийное производство является основным типом современного производства, и предприятиями этого типа выпускается в настоящее время 75-80 % всей машиностроительной продукции. По всем технологическим и производственным характеристикам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством. Используется универсальное, специальное и частично специализированное оборудование. Широко используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, находят применение гибкие автоматизированные системы станков с ЧПУ, связанными транспортирующими устройствами и управляемых с помощью ЭВМ. Технологическая оснастка, в основном универсальная. При проектировании технологического процесса для серийного производства определяем размер партии деталей.

Размер партии деталей определяется по формуле

n_д=, (3)

где N - годовая программа, шт;- число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, дн.;для мелких деталей массой меньше 2 кг, t=5÷10дн

 - число рабочих дней в году, ф=253дн.

_д==569шт.

2.3 Обоснование выбора заготовки

На выбор метода получения заготовки оказывает влияние: материала детали, ее назначение и технические требования на изготовление; объем и серийность выпуска; форма поверхностей и размеры детали.

Оптимальный метод получения заготовки определяет на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность изготавливаемой из нее детали, при минимальной себестоимости последней считается оптимальным. Сравниваем два метода получения заготовки: прокат и штамповка.

Штамповка - процесс пластической деформации материала с изменением формы и размеров тела. Чаще всего штамповке подвергаются металлы или пластмассы. Для процесса штамповки используются прессы - устройства, позволяющие деформировать материалы с помощью механического воздействия.

Прокат - процесс обжатия слитка металла в горячем или холодном состоянии между вращающимися валками прокатного стана, для получения того или иного профиля.

При расчётах пользуемся литературой [3]

. Прокат

За основу расчёта промежуточных припусков выбираем наружный диаметр 103Н14×100мм. Диаметр заготовки определяется по формуле

_заг=D_дет+2Z_min, (4)

где D_дет - диаметр обрабатываемой детали, мм;

z_o - общий припуск на обработку, мм

D_заг=103+5,5

Длина заготовки определяется по формуле

_заг= L_дет+2z_o, (5)

где L_дет - длина обрабатываемой детали, мм; 2z_o - общий припуск на обработку, мм

_заг=

По ГОСТ 2590−88 выбираем допуски на размеры ,,

Объём заготовки определяется по формуле

V= (6)

где D - диаметр заготовки, мм- длина заготовки, мм

=см²

Масса заготовки определяется по формуле

_з= γ·Vз (7)

где γ - плотность материала, кг/см³; V_з - объем заготовки, см³

_з=0,00785·952=7,5кг

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле

_3n=, (8)

где G − масса заготовки, кг, 15% -неизбежные технологические потери для проката

_3n=

Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле (2)

К_{и. м.} =

Стоимость заготовки из проката определяется по формуле

С_{з. п.} =C_м·G_з− (G_з−G_д) ·C_отх, (9)

где С_м − стоимость 1кг материала заготовки, руб.

С_отх− стоимость 1 кг отходов, руб.

С_{з. п.} = 12·8,63− (8,63−1,85) ·4=76,44руб

. Штамповка

Масса детали m=1,85кг, Степень сложности С1

Точность изготовления штамповки − Iкл;

Группа стали - M1;

Размеры заготовки определяются по формулам (4,5)

22=22+1,2·2=24,4мм, L55=55+1,3·2 =57,6мм

80=80+1,3·2=82,6мм, L30=30+1,2·2=32,4мм

103=103+1,3·2=105,6мм, L15=15+1,2·2=17,4 мм

Предельные отклонения на размеры заготовки определяем по ГОСТ 7505-89:

= 18; l= 33; l= 58; ; ;

Объёмы отдельных элементов заготовки V₁, V_2, V₃ определяются по формуле (6)

₁=, V₂= ₃=

Общий объем заготовки рассчитывается по формуле

з=V₁+V₂+V_{3, (}10)

где V₁,V₂,V₃-объёмы отдельных элементов заготовки, см³

з=29+186+170=385см³

Масса штампованной заготовки рассчитывается по формуле (7)

_з. =0,00785·385=3,02кг

Принимаем неизбежные технологические потери при горячей объемной штамповке равными 10% и определяем массу заготовки с учетом потерь по формуле (8)

_{з. п}=

Коэффициент использования материала на одну штамповку определяется по формуле (2)

К_{и. м.} =

Стоимость заготовки, изготовленная методом штамповки, определяется по формуле (9)

С_{з. п.} =

Экономический эффект по использованию материала рассчитывается по формуле

Э= (С_з1 - C_з2) ·N (11)

где G_з1 - масса заготовки, полученная первым способом, кг, G_з2 - масса заготовки, полученная вторым способом, кг, - годовая программа выпуска, шт.

Э= (8,63−3,32) ·48000=254880кг

Экономический эффект изготовления заготовки рассчитывается по формуле

Э= (С_з1,− C_з2) ·N, (12)

где С _з1 - стоимость заготовки, полученной первым способом, руб.

С _з2 - стоимость заготовки, полученной вторым способом, руб. годовая программа, шт.

Э= (76,44-93,72) ·48000=829440 руб.

Сведём данные в таблицу.

Таблица 4 Сравнительная таблица двух методов получения заготовки

	Метод получения заготовки
	Прокат	Штамповка
Масса детали, кг	1,85	1,85
Масса заготовки, кг	8,63	3,32
Коэффициент использования материала	0,21	0,56
Стоимость заготовки, руб	76,44	93,72
Годовая экономия материала, кг		254880
Экономический эффект изготовления заготовки, руб	829440

Расчеты показывают, что заготовка, полученная методом горячей объемной, более экономична по массе, чем заготовка из проката, поэтому принимаем заготовку, изготовленную методом штамповки. Выбранный метод изготовления заготовки обеспечивает минимальные припуски на механическую обработку заготовки и экономию материала за счёт этого. За счёт уменьшения припусков на обработку снижается трудоёмкость изготовления детали.

2.4 Расчёт припусков на поверхность

При расчётах пользуемся литературой [3]

Расчёт припусков на поверхность можно произвести двумя методами: табличным и расчётно-аналитическим методом, которые приведены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5 Расчёт припусков табличным методом

Вид заготовки и переходы обработки пов-ти	Точность обрабат. пов-ти	Наим. значе-ние Zmin, мм	Расчет-ный размер	До-пуск Т, мм	Пред. размеры, мм		Пред. припуски мм
					Наиб	Наим	Наиб	Наим

Наружная пов-ть вала

Заготовка - штамповка	17	2·2=4	25,959	2	27,959	22,959	-	-
Точение черновое	14	1,2·2=2,4	23,559	0,52	24,079	23,559	3,88	2,4
Точение чистовое	9	0,5·2=1	22,559	0,052	22,611	22,559	1,468	1
							5,348	3,4

Проверка: определяется разность суммы максимального и минимального предельных припусков. Она должна быть равна разности допусков заготовки и детали

Тзаг − Т дет = ∑Zmax. −∑Zmin, (13)

где Тзаг - допуск на заготовку, мм;

Тдет - допуск на деталь в мм;

−0,052=5,348−3,4

,948=1,948, верно

Таблица 6 Расчётно-аналитический метод определения припусков на обработку

Вид заготовки и переходы обработки пов-ти               Точность обрабат. пов-ти               Элементы припуска, мкм               Расчет. припуск

ммРасчет. размер, ммДопуск Т, ммПред. размеры, ммПред. припуски, мм
		Rz	h						наиб	наим	наиб			наим
Наружная пов-ть вала
Заготовка - штамповка	17	160	200	400	-	1,99	23,949	2	25,949	23,949		-	-
Точение черновое	14	50	50	24	200	1,61	22,339	0,52	22,859	22,339		3,09	1,61
Точение чистовое	9	25	25	16	8	0,25	22,089	0,052	22,141	22,089		0,718	0,25
												3,808	1,86

Значение расчетного припуска определяется по формуле

2Zmin_i=2 [ (Rz+h) _i-1+√Δ _i-1²+ έ²_i] (14)

где Z_{min i} - припуск для расчетной операции или перехода, мм;

(Rz+h) _i-1 - высота неровностей для предшествующей операции или перехода, мкм; Δ _i-1 - отклонение профиля для предшествующей операции или перехода, мкм;

έ_i - погрешность установки для расчетной операции или перехода, мкм.

2Zmin_i==1614мкм (1,61мм)

Zmin_i==250мкм (0,25мм)

Проверка: определяется разность суммы максимального и минимального предельных припусков. Она должна быть равна разности допусков заготовки и детали.

Тзаг − Т дет = ∑Zmax. −∑Zmin, (15)

где Тзаг - допуск на заготовку, мм; Т дет - допуск на деталь в мм;

−0,052=3,808−1,86

,948=1,948, верно

Разрабатываем схему расположения полей припусков и допусков (рисунок 2)

Рисунок 2 Схема расположения полей припусков и допусков

2.5 Разработка технологического процесса изготовления детали

005Заготовительная

Заготовка - штамповка, материал заготовки - 45 ГОСТ 1050-88

Токарная

. Подрезать торец окончательно

. Точить Ø22f9 начерно и начисто; точить фаску 1х45º

3. Центровать отверстие Ø2,5

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон

Режущий инструмент: проходной упорный резец Т5К10 ГОСТ 18869-73; проходной упорный резец Т15К6 ГОСТ 18869-73; проходной отогнутый резец Т15К6 ГОСТ18868-73; сверло центровочное Ø2,5 ГОСТ 14952-75

Мерительный инструмент: ШЦІ 0,1,175 ГОСТ 166-80; калибр-скоба Ø22f9 ГОСТ 18362-72

Токарная программная

. Подрезать торец в размер 100

. Точить Ø103на l=45

. Точить Ø80f7 на l=30 c припуском под шлифование начерно и начисто; точить фаску 1х45º

4. Точить канавку Ø79 на b=3

. Центровать отверстие Ø5

Оборудование: станок токарный программный 16К20Ф3

Приспособление: самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон с пневмоприводом

Режущий инструмент: проходной отогнутый резец Т15К6 ГОСТ 18868-73; проходной упорный резец Т5К10 ГОСТ 18869-73; проходной упорный резец Т15К6 ГОСТ 18869-73; канавочный резец Т14К8 ГОСТ 18884-73; сверло центровочное Ø5 ГОСТ 14952-75.

Мерительный инструмент: ШЦІ 0,1,175 ГОСТ 166-80

Фрезерная

. Фрезеровать лыску в размер 95

Оборудование: станок вертикально-фрезерный 6Р12

Приспособление: тиски машинные с гидроприводом

Режущий инструмент: фреза дисковая двухсторонняя со вставными ножами из твердого сплава ГОСТ 6469-69

Мерительный инструмент: ШЦІ 0,1,175 ГОСТ 166-80

Шлифовальная

. Шлифовать Ø80f7

Оборудование: станок круглошлифовальный 3Б12

Приспособление: центр ГОСТ 2575-79

Режущий инструмент: круг шлифовальный 44А ШК 200х40 ГОСТ 28654-90

Мерительный инструмент: калибр-скоба Ø80f7 ГОСТ 18362-72

Контрольная

2.6 Краткая характеристика оборудования

Используется литература [1]

Учитывая тип производства (среднесерийный), годовую программу выпуска - 48000 шт., а так же габариты детали выбираем следующее оборудование:

. Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью.

Применение станка с ЧПУ позволит уменьшить долю вспомогательного времени, которое растрачивается в рассматриваемых операциях на приёмы, связанные с изменением режимов резания, переходом с обработки одной поверхности на другую, сменой режущего инструмента и т.п. Данный станок позволяет обрабатывать нескольких аналогичных деталей, на одном станке и этим сократит время на переналадку оборудования.

Техническая характеристика станка 16К20Ф3

Наиб. диаметр изделия, устанавливаемого над станинной: 500мм

Наиб. диаметр изделия, обрабатываемого изделия над станиной: 320мм

Наиб. ход суппорта поперечный: 210мм

Мощность привода главного движения: 11кВт

Габаритные размеры станка: 3700х2260х1650мм

Мощность привода главного движения: 11кВт

Масса станка (без стружкоудаления): 4000кг

. Токарно-винторезный станок модели 16К20

Станок предназначен для выполнения различных токарных работ, а также для нарезания резьб.

Техническая характеристика станка 16К20

Наиб. диаметр изделия, устанавливаемого над станинной: 400мм

Наиб. Длины обрабатываемой заготовки: 710,1000,1400, 2000мм

Частота вращения шпинделя: 12,5−1600мин^-1

Пределы подач продольных: 0,05−2,8 мм/об

Пределы подач поперечных: 0,025−1,4 мм/об

Габаритные размеры станка: 3795х1198х1600мм

Мощность двигателя: 10кВт

Масса станка: 4000кг

. Вертикально-фрезерный станок модели 6Р12

Предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ при обработке деталей любой формы из стали, чугуна, цветных металлов и их сплавов.

Техническая характеристика станка:

Размеры стола  мм;

Перемещение стола: продольное (х) 800 мм;

поперечное (у) 320 мм;

вертикальное (z) 420 мм;

Частота вращения основного шпинделя: 31,5−1600 об/мин;

Габаритные размеры станка:  мм;

Мощность главного двигателя: 7,5 кВт;

Масса станка: 3250 кг.

. Станок круглошлифовальный универсальный 3Б12

Полуавтомат предназначен для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей в условиях серийного производства. Шлифование производится в неподвижных центрах и в патроне

Класс точности станка по ГОСТ 8-82: П;

Диаметр обрабатываемой детали: 200 мм;

Длина детали, мм: 500 мм;

Длина шлифования: 500 мм;

Пределы частоты вращения шпинделя: 2250-16750 об/мин

Габаритные размеры станка: 265017501750 мм;

Мощность двигателя: 3 кВт;

Масса: 3000 кг.

2.7 Расчёт режимов резания на одну операцию расчетно-аналитическим методом

Расчёт режимов резания производится по литературе [10]

Выбор времени производится по литературе [8], [9] 010Токарная

. Подрезать торец окончательно

. Точить Ø22f9 начерно и начисто; точить фаску 1х45º

3. Центровать отверстие Ø2,5

. Подрезать торец окончательно

Выбираем резец проходной отогнутый. Материал пластины - твёрдый сплав Т15К6.

. Глубина резания при подрезке торца определяется по формуле:

, (16)

где L_заг - длина детали до обработки, мм;_д - длина детали после обработки, мм.

мм

. Подача на оборот выбирается по [10]= 0.5мм/об

. Скорость резания расчетная определяется по формуле

, (17)

где Т - среднее значение стойкости, мин; (Т=60мин).

,x,y,m-коэффициент и показатели степени, в зависимости от вида обработки (=350; х=0,15; y=0,35; m=0,2)

 − общий поправочный коэффициент на скорость резания;

определяется по формуле

, (18)

где − коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала;

=1,5

=0,9

. определяется по формуле

, (19)

где =1;

=1,75

,

м/мин

. Частота вращения шпинделя расчетная определяется по формуле

, (20)

где V−скорость резания, м/мин− диаметр детали, мм

Корректируем частоту вращения по паспорту станка n_п=630

. Скорректированная скорость резания определяется по формуле

, (21)

где n−частота вращения, об/мин− диаметр детали, мм

 м/мин

. P_z определяется по формуле

=, (22)

где С_р, x, y, n − коэффициент и показатели степени

С_р = 300, x = 1, y = 0,75, n = −0,15.

=

. Мощность резания определяется по формуле

, (23)

где P_z− тангенциальная сила резания, Н;− скорректированная скорость резания, м/мин

Так как мощность станка N_ст=10 кВт, то необходимо чтобы соблюдалось условие

<N_ст ή, (24)

 7,5, выполнено.

. Основное время обработки определяется по формуле

T_oi=, (25)

где n - cкорректированное значение вращения шпинделя, мин^-1;- скорректированное значение подачи, мм/об;− число проходов;− расчетная длина обработки, мм.

. Расчётная длина обработки определяется по формуле

₁=l+1_1, (26)

где 1 − длина обрабатываемой поверхности, мм;₁ − величина врезания и перебега, мм

₁=11+6=17мм

T_oi=мин

. Точить Ø22f9 на l=55 начерно и начисто; точить фаску

Выбираем резец проходной упорный. Материал пластины - твердый сплав Т15К6 для чистовой обработки, Т5К10 для черновой обработки.

. Глубина резания определяется по формуле

, (27)

где D_заг− диаметр заготовки, мм;_дет− диаметр детали, мм

=мм

на черновую обработку

на чистовую обработку  мм

. Подача на оборот выбирается по [10]

_черн = 0.6мм/об S_чист= 0,42

Корректируем подачу по паспорту станка = 0.6мм/об и = 0,4мм/об

. Скорость резания расчетная определяется по формуле (17)

м/мин

м/мин

. Частота вращения шпинделя определяется по формуле (20)

Корректируем частоты вращения по паспорту станка = 630 и =1000

. Скорректированная скорость резания определяется по формуле (21)

 м/мин

 м/мин

. P_z рассчитывается по формуле (22)

=

=

. Мощность резания рассчитывается по формуле (23)

Так как мощность станка N_ст=10 кВт, то необходимо чтобы соблюдалось условие (24)

 7,5, выполнено

 7,5, выполнено

8. Расчётная длина обработки определяется по формуле (26)

₁=55+6=61мм

.        Основное время обработки определяется по формуле (25)

=мин

=мин

. Центровать отверстие Ø2,5 на l=2,5

Выбираем сверло центровочное ГОСТ 14952-75 D=2,5

. Глубина резания определяется по формуле

, (28)

где D-диаметр отверстия, мм

= 1,25мм

. Подача на оборот выбирается по [10]=0,06мм/об

Корректируем подачу по паспорту станка S_п=0,06мм/об

. Скорость резания определяется по формуле

 (29)

где Т - среднее значение стойкости, мин; (Т=15мин)

,q,y,m - коэффициент и показатели степени, в зависимости от вида обработки (=7; q=0,4; y=0,7; m=0,2);  - коэффициент, влияющий на скорость резания; определяется по формуле

, (30)

где − коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала;

 − коэффициент на инструментальный материал (=1);

− коэффициент, учитывающий глубину сверления (=1)

. рассчитывается по формуле (19)

, где = 1;

= −0,9,

, V = = 52 м/мин

. Частота вращения шпинделя n_ф определяется по формуле (20)

n_ф=

Корректируем частоту вращения по паспорту станка=1200

. Крутящий момент определяется по формуле

M_кр=, (31)

где ,q,y,m - коэффициент и показатели степени, в зависимости от вида обработки (=0,0345; q=2; y=0,8)

.  рассчитывается по формуле

, (32) где n=0,75

, M_кр=

. Осевая сила определяется по формуле

, (33)

где ,q,y - коэффициенты и показатели степени, в зависимости от вида обработки (=68; q=1; y=0,7)

=289 Н

. Мощность резания N определяется по формуле

N=, (34)=,

Так как мощность станка N_ст=10 кВт, то необходимо чтобы соблюдалось условие (24)

 <7.5, выполнено.

. Основное время обработки определяется по формуле (25)

=мин

. Основное время рассчитывается по формуле

 (35)

где  время всех переходов, мин

. Вспомогательное время рассчитывается по формуле

, (36)

где  время на установку, мин,  время на измерения, мин

 время, связанное с переходом, мин,

 поправочный коэффициент на вспомогательное время.

. Оперативное время рассчитывается по формуле

, (37)

где  основное время;  вспомогательное время.

. Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности

. Штучное время определяется по формуле

, (38)

где  оперативное время;  время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.

 мин

. Подготовительно-заключительное время определяется по нормативам

мин

. Штучно-калькуляционное время определяется по формуле

, (39)

где штучное время;

 подготовительно-заключительное время;

 количество деталей в партии.

 мин

2.8 Выбор режимов резания и их корректировка для остальных операций по общемашиностроительным нормативам

Выбор режимов резания производится по литературе [6], [7]

Выбор времени производится по литературе [8], [9]

Токарная программная

. Подрезать торец в размер 100

. Точить Ø103 на l=15

. Точить Ø80f7 на l=30 с припуском под шлифование начерно и начисто; точить фаску 1х45º

4. Точить канавку Ø79 на b=3

. Центровать отверстие Ø5 на l=5

. Точить торец в размер 100

Выбираем резец проходной отогнутый. Материал пластины - твёрдый сплав Т15К6.

. Глубина резания при подрезке торца определяется по формуле (16)

=1,5 мм

. Выбираем по нормативам табличное значение подачи  мм/об.

Фактическое значение подачи рассчитывается по формуле

 (40)

где  - поправочные коэффициенты на подачу.

Корректируем значении подачи по паспорту станка  мм/об.

. Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания м/мин. Фактическая скорость резания рассчитывается по формуле

 (41)

где  поправочные коэффициенты на скорость.

 м/мин

. Фактическая частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле (20)

 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка  об/мин.

. Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (21)

 м/мин

. По скорректированным значениям подачи S_п и скорости резания V_п выбирается мощность резания N_рез.  кВт

Так как мощность станка N_ст=11 кВт, то необходимо чтобы соблюдалось условие (24)

, выполнено.

. Точить Ø103 на l=15

Выбираем резец проходной упорный. Материал пластины - твердый сплав Т15К6.

. Глубина резания по формуле (26)

2. Выбираем по нормативам табличное значение подачи  мм/об.

Фактическое значение подачи рассчитывается по формуле (40)

Корректируем значении подачи по паспорту станка  мм/об.

. Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания м/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле (41)

 м/мин

. Фактическая частота вращения шпинделя определяется по формуле (20)

 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка  об/мин.

. Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (21)

 м/мин

. По скорректированным значениям подачи S_п и скорости резания V_п выбирается мощность резания N_рез.

 кВт

Так как мощность станка N_ст=11 кВт, то необходимо чтобы соблюдалось условие (24)

, выполнено.

. Точить Ø80f7 на l=30 начерно и начисто; точить фаску 1х45º

Выбираем резец проходной упорный.

Материал пластины - твердый сплав Т15К6 - для чистовой обработки, Т5К10 - для черновой обработки.

. Глубина резания определяется по формуле (26)

на черновую обработку , на чистовую обработку  мм

. Выбираем по нормативам табличные значения подач  мм/об и  мм/об. Фактическое значение подачи рассчитывается по формуле (40)

 мм/об

 мм/об

Корректируем фактические значения подач по паспорту станкамм/об мм/об.

. Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания  м/мин и м/мин.

Фактическая скорость резания рассчитывается по формуле (41)

 м/мин

= 474 м/мин

. Фактическая частота вращения шпинделя определяется по формуле (20)

 об/мин,

 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка об/мин и  об/мин.

. Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (21)

 м/мин

 м/мин

По скорректированным значениям подачи S_п и скорости резания V_п выбираем мощность резания при черновой обработке N_рез.

 кВт

Так как мощность станка , то необходимо чтобы соблюдались условие (34)

словие выполнено.

. Точить канавку Ø79 на b=3

Выбираем резец канавочный ГОСТ 18884-73, материал пластины - твердый сплав Т14К8.

. Глубина резания определяется по формуле (26)

. Выбираем по нормативам табличное значение подачи  мм/об.

Фактическое значение подачи рассчитываем по формуле (40)

Корректируем значение подачи по паспорту станка мм/об.

. Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания

м/мин.

Фактическая скорость резания рассчитывается по формуле (41)

 м/мин

. Фактическая частота вращения шпинделя определяется по формуле (20)

 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка

 об/мин.

. Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (21)

 м/мин

. Выбираем по нормативам мощность резания

 кВт

Так как мощность привода , то необходимо чтобы соблюдались условия словие выполнено.

. Центровать отверстие Ø5 на l=5

Выбираем сверло центровочное ГОСТ 14952-7 D=5 7

. Глубина резания определяется по формуле (27)

,

где D-диаметр отверстия, мм

= 2,5мм

. Выбираем по нормативам табличное значение подачи_от =0,05мм/об

Подача определяется по формуле

, (43)

где S_{от -} подача;

-поправочные коэффициенты

=0,04мм/об

Корректируем подачу по паспорту станка  об/мин.

. Скорость резания определяется по формуле

_от=, (44)

где -скорость резания табличная;

 - поправочные коэффициенты

Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания  м/мин

_от=м/мин

. Частота вращения шпинделя n_ф определяется по формуле (20)

_ф=

Корректируем расчетное значение частоты вращения шпинделя по паспорту станка n_n=1000мин^-1

5. Фактическая скорость резания определяется по формуле (17)

_ф=

. Мощность резания N определяется по формуле

N=, (45)

где N_Т=0,131кВт

=

Необходимо выполнение условие (34): 0,32<7.5, условие выполнено.

2.9 Расчёт норм времени

Расчеты производятся по литературе [2]

. Основное время определяется по формуле

, (46)

где -автоматическое время, мин;

-автоматическое время, мин.

 (47)

где n - cкорректированное значение вращения шпинделя, мин^-1;- скорректированное значение подачи, мм/об;- число проходов;

Вспомогательное автоматическое время определяется по формуле

 (48)

где -длина холостых ходов по оси х, мм

 - длина холостых ходов по оси z, мм

-ускоренная минутная подача по оси х.

 - ускоренная минутная подача оси z.

. Основное время на операцию определяется по формуле (26)

То=0,4+0,53+0,56+0,74+0,24=2,47мин

Т_всп= (t_уст+t_изм) k_всп, (49)

где t_уст - время на установку и снятие заготовки, мин_изм - вспомогательное время на контрольные измерения, мин_всп - поправочный коэффициент на вспомогательное время, мин

_уст=0,18, t_изм =0,12, k_всп=0,76

Т_всп= (0,18+0,76+0,12) 0,76=0,8мин

. Оперативное время определяется по формуле (37)

Т_оп=2,47+0,8=3,27 мин

. Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности от оперативного

а=8%

. Штучное время определяется по формуле (38)

Т_шт =мин

. Подготовительно - заключительное время Т_пз

Т_пз==21,3мин

. Штучно-калькуляционное время рассчитывается по формуле (39)

Т_шк =мин

2.10 Таблицы режимов резания и норм времени

Таблица 8 Режимы резания

Содержание переходов	Глубина резания t, мм	Расчетные режимы резания				Скорректированные режимы резания				Мощность резания N, кВт
		м/мин мм/об об/мин м/мин мм/об об/мин
010 Токарная
1. Подрезать торец окончательно 2. Точить Ø22f9 начерно начисто 3. Центровать отверстие Ø2,5	1,5 1 0,5 1,25	157  157 197 52	0,5  0,6 0,42 0,06		2048  2271 2850 6620	48,3  43,5 69.1 9,4	0,5  0,6 0,4 0,06	630  630 1000 1200	1.22  0,8 0,5 0,006
015 Токарная программная
1. Подрезать торец в размер 100 2. Точить Ø103на l=15 Точить Ø80f7 на l=30 c припуском под шлифование начерно 3. Точить Ø80f7 на l=30 c припуском под шлифование начисто; точить фаску 1х45º 4. Точить канавку Ø79 на b=3 5. Центровать отверстие Ø5	1,5 1,5 1,5   0,5  3 2,5	158,4 180 158,4 4  74  109,7 8,15		0,33 0,28 0,33   0,067  0,05 0,05	498,5 556 630   1885  442 1037	129,4 161,8 158,3   314  99,3 7,85	0,3 0,25 0,3   0.05  0,05 0,04	400 500 630   1250  400 1000		3 3.7 3.7   4,1  1,3
020 Фрезерная
1. Фрезеровать лыску в размер 95	8	224		0,07	713	197,9	0,22	630		18,2
025 Шлифование
1. Шлифовать Ø80f7	0.3	30		0.04	120	96	0.03	30		-

Таблица 9 Нормы времени

Содержание переходов	, мин, мин, мин, мин, мин, мина, , мин, мин, мин
1	2	3	4	5	6		7	8		9	10	11
010Токарная	-	-	-	0,52	0.73		1,25	8		1,35	21,50	1,39
1. Подрезать торец окончательно 2. Точить Ø22f9 Начерно Начисто Точить фаску 1х45º 3. Центровать отверстие Ø2,5	-	-	-	0,05   0,16 0,15  0,02  0,14	-		-	-		-	-	-
015Токарная программная	-	-	-	2,47		0,8	3,27	8	3,53		21,3	3,57
1. Подрезать торец в размер 100 2. Точить Ø81.6 на l=30 начерно Точить Ø103 на l=15 3. Точить Ø80,6 на l=30 начисто Точить фаску 1х45º 4. Точить канавку Ø79 на b=3 5. Центровать 1отв. Ø5 на l=5	0,4   0,53  0,56  0,24  0,74	0,35   0,47  0,51  0,18  0,7	0,05   0,06  0,05  0,06  0,04	-		-	-	-	-		-	-
020Фрезерная	-	-	-	0,16		0,40	0,56	8		0,60	28,2	0,65
1. Фрезеровать квадрат лыску в размер 95	-	-	-	0,16		-	-	-		-	-	-
025Шлифование	-	-	-	2,44		1,88	4,32	8		4,66	21,05	4,7
1. шлифовать Ø80f7	-	-	-	2,44		-	-	-		-	-	-

2.11 Разработка управляющей программы на программную операцию

Токарная программная

. Подрезать торец в размер 100

. Точить Ø103 на l=15

Точить Ø81,6 на l=30 начерно

. Точить Ø80,6 на l=30 начисто; точить фаску 1х45º

4. Точить канавку Ø79 на b=3

. Центровать 1отв. Ø5 на l=5

N01 T1 F0.3 S3400 M08 LFX85Z0 E LFX0 LFZ50 X200 E LFT2 F0.3 S3500 LFX81.6 Z2 E LFZ-30 LFX103 Z-15 LFX104 Z2 E LFF0.05 S3125X78.4 Z0 LFZ-30 C1.6 LFX200 E LFZ50 E LFT3 F0.05 S3400 LFX104 E LFZ-30 E LFX79 LFX200 E LFZ 50 E LFT4 F0.04 S3100 LFX0 Z2 E LFZ-7 LFZ2 E LF

N24 Z 50 X200 M09 E LFM02

3. Конструкторская часть

 

.1 Расчёт специального режущего инструмента для поверхности

Все расчеты производятся по литературе [6]

Рассчитаем и сконструируем фрезу дисковую со вставными ножами, D=100 мм.

. Схема крепления ножей - вставные, фиксируется клином

Материал корпуса - Т15К6

Материал ножей - Т15К10

. Исходя из диаметра фрезы выбираем число зубьев по [1] z=8

. Выбираем табличную скорость резания по нормативам резания_t = 224 м/мин

Корректируем скорость резания по формуле

= V_yk_v1k_v2k_v3k_v4k_v5k_v6k_v7, (50)

где k_{v1 -} k_v7 - поправочные коэффициенты на скорость

= 280·1 ·0,8·1·1·1·1·1 = 224 м/мин

. Частота вращения определяется по формуле (19)

,

Корректируем значение частоты вращения фрезы по паспорту станка

. Сила резания P_z определяется по формуле

_z = , (51)

где z - число зубьев фрезы;- частота вращения фрезы, об/мин

_z =  ·0,95 = 1000 Н

. Диаметр отверстия под оправку определяется по формуле

, (52)

Где M_сум - суммарный момент при изгибе и скручивании оправки, Н·м

 - предел прочности на изгиб, МПа принимаем - = 220 МПа.

, (53)

где P - равнодействующая сил P_z и P_{y, Н};

= 1,411P_z, P = 1,411·1000 =1411Н

Рассчитываем суммарный момент по формуле (53)

=17042,43087445

- длина посадочного участка оправки, мм принимаем l=400 мм;

Определяем диаметр отверстия под оправку по формуле (52)

 ,

Принимаю отверстие оправки d=27 мм. Конструкция фрезы приведена в графической части проекта.

3.2 Расчёт специального контрольного инструмента для поверхности Ш80f7

Расчеты производятся по литературе [4].

Определим исполнительные размеры калибра-скобы для контроля вала Ø80f7.

. По таблице допусков ЕСДП находим предельные отклонения вала Ø80f7: es= - 30 мкм, ei= - 60 мкм.

. Определим предельные размеры

_max=d_ном+ es, (50)

где d_ном - номинальный диаметр, мм, es - верхнее отклонение, мм

_max= 80-0,03=79,97 мм, d_min =d_ном+ ei, (51)

где d_ном - номинальный диаметр, мм, ei - нижнее отклонение, мм

_min=80-0,06=79,94мм

. Наименьший размер калибра ПР определяется по формуле

ПР_min= d_max - z₁ - H₁/2, (52)

где z₁-смещение поля допуска калибр - скобы, z₁=4мкм_р1-допуск на контрольные калибры, H_р1=2мкм₁-допуск на изготовление рабочих калибров, H₁=5мкм

ПР_min=79,97-0,004-=79,9635мм

Исполнительный размер калибра ПР=79,8635^+0,005мм

. Наименьший размер калибра НЕ определяется по формуле

НЕ_min= d_min - H₁/2, (53), НЕ_min=79,94 - =79,9375мм

Исполнительный размер калибра НЕ=79,9375^+0,005мм

. Размер проходного изношенного калибра определяется по формуле

ПР_изн= d_max+Н_р, (54), ПР_изн=79,97+0,002=79,979мм

Рисунок 3 Схема поля допуска калибр - скобы: -поле допуска вала, -поле допуска на изготовление контрольных калибров

 - поле на изготовление рабочих калибров

Конструкция калибр - скобы приведена в графической части проекта.

4. Охрана труда и противопожарная безопасность

Требования охраны труда перед началом работы:

получить инструктаж по охране труда у руководителя перед выполнением новых видов работ и при изменении условий труда;

осмотреть рабочее место, привести его в порядок, освободить проходы и не загромождать их;

надеть спецодежду, осмотреть, привести в порядок;

рабочий инструмент, материалы, приспособления расположить в удобном и безопасном для использования порядке;

рабочее место содержать в чистоте, не загромождать его деталями, заготовками, мусором.

Требования охраны труда во время работы:

содержать рабочее место в чистоте, не допускать его загромождения;

надежно и прочно закреплять в приспособлении обрабатываемые детали, жестко закреплять режущий инструмент;

устанавливать и снимать режущий инструмент только после полной остановки станка;

во время работы станка не брать и не подавать через работающий станок какие-либо предметы, не подтягивать болты и другие соединительные детали станка;

работать на станке в рукавицах запрещается;

не удалять стружку со станка непосредственно руками, пользоваться специальными крюками и щетками;

при остановке станка пользоваться тормозным устройством, не тормозить деталь или патрон нажатием руки;

запрещается увеличивать установленные режимы резания без ведома мастера;

во время вращения шпинделя запрещаются измерения любыми мерительными инструментами;

запрещается допускать к управлению станком посторонних лиц;

запрещается использовать охлаждающими и смазывающими жидкостями в качестве моющих средств;

Требования охраны труда в аварийных ситуациях:

при возникновении поломок оборудования необходимо прекратить его эксплуатацию, доложить о принятых мерах непосредственному руководителю, действовать в соответствии с полученными указаниями;

в случае аварии оповестить об опасности окружающих работников, доложить непосредственному руководителю о случившемся и действовать в соответствии с планом ликвидации аварий; при несчастных случаях следует оказать пострадавшему доврачебную помощь и по возможности сохранить обстановку, в которой произошел несчастный случай (если это не угрожает окружающим);

при поражении электрическим током необходимо принять меры к скорейшему освобождению пострадавшего от действия тока и оказать ему доврачебную помощь;

при захвате вращающимися частями машин, стропами, грузовыми крюками или другим оборудованием частей тела или одежды подать сигнал о прекращении работы и по возможности принять меры к остановке оборудования. Не следует пытаться самостоятельно освободиться от захвата, если есть возможность привлечь окружающих;

при возникновении пожара необходимо прекратить работу; отключить электрооборудование; сообщить непосредственному или вышестоящему руководителю о пожаре и вызвать пожарную охрану; по возможности принять меры по эвакуации людей и приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения.

В производственных условиях самыми распространенными источниками воспламенения являются:

а) искры, образующиеся при коротких замыканиях, и нагревания участков электросетей и электрооборудования.

б) тепло, выделяющееся при трении во время скольжения подшипников, дисков, ременных передач, а также при выходе газов под высоким давлением и с большой скоростью через малые отверстия;

в) искры, образующиеся при ударах металлических деталей друг о друга или об абразивный инструмент, как, например, удары.

г) тепло, выделяющееся при химическом взаимодействии некоторых веществ и материалов.

д) искровые разряды статического электричества;

е) пламя, лучистая теплота, а также искры, образующиеся, например, при плавке металла и заливке литейных форм, при работе термических печей, закалочных ванн.

Возникновение пожара возможно предотвратить путем осуществления соответствующих инженерно-технических мероприятий при проектировании и эксплуатации технологического оборудования, энергетических и санитарно-технических установок, а также соблюдением установленных правил и требований пожарной безопасности.

Важнейшими пожарно-профилактическими мероприятиями являются:

правильный выбор электрооборудования и способов его монтажа с учетом пожароопасности окружающей среды, систематический контроль исправности защитных аппаратов и устройств на электрооборудовании, постоянный надзор за эксплуатацией электроустановок и электросетей силами электротехнического персонала;

предупреждение перегрева подшипников, трущихся деталей и механизмов путем своевременной и качественной смазки, контроля за температурой и т.д.;

оборудование эффективной вентиляции, исключающей возможность образования в помещении взрывоопасной смеси, и обеспечение нормальной работы вентиляции в окрасочных и сушильных камерах и других аппаратах;

создание условий, обеспечивающих пожарную безопасность при работе с нагретыми до высокой температуры изделиями и расплавленным металлом, при сварочных и других огневых работах;

запрещение хранения, транспортирования и содержания на рабочих местах огнеопасных жидкостей и растворов в открытых емкостях (в ведрах, открытых баках и т.п.);

проведение разъяснительной работы среди рабочих и служащих по соблюдению правил пожарной безопасности.

Заключение

Разработанный технологический процесс, предназначен для среднесерийного производства. При его разработке использовалось специальное и универсальное оборудование, приспособление, инструмент. Для того чтобы повысить производительность труда и сократить время на обработку, применялось оборудование с ЧПУ.

Спроектированный технологический процесс изготовления детали "Корпус" обеспечивает наибольший эффект при наименьших затратах и снижает себестоимость продукции. Поэтому этот технологический процесс можно использовать на предприятии.