Роль машиностроения в развитии всех отраслей народного хозяйства. Основные направления повышения производительности и обеспечения требуемой точности при разработке новых технологических процессов механической обработки деталей.

Цель машиностроения - изменение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. Предусматривается осуществить переход к экономике высшей организации и эффективности с всесторонне развитыми силами, зрелыми производственными отношениями, отлаженным хозяйственным механизмом. Такова стратегическая линия государства. Перед машиностроительным комплексом поставлена задача резко повысить технико-экономический уровень и качество машин, оборудования и приборов. Предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на неё, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей - плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей - корпусов, валов, зубчатых колёс и др.; процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений. Основными направлениям развития современной технологии: переход от прерывистых, дискретных технологических процессов к непрерывным автоматизированным, обеспечивающим увеличение масштабов производства и качества продукции; внедрение безотходной технологии для наиболее полного использования сырья, материалов, энергии, топлива и повышения производительности труда; создание гибких производственных систем, широкое использование роботов и роботизированным технологических комплексов в машиностроении и приборостроении.

1. Технологическая часть

1.1 Описание конструкции и назначение детали

Деталь “Шарнир ” (рис. 1) является телом вращения, применяется в соединениях.

Деталь “Шарнир” состоит из цилиндрического основания (А) и фасонной бобышки (Б). Наружная поверхность цилиндрического основания состоит из 3-х диаметров Ш 65 мм, Ш 72 мм, Ш 89 мм и канавки. На наружном диаметре 89 мм имеются 2 лыски, выполненные в размер 80 мм. На торцевой поверхности имеется центральное глухое гладкое отверстие Ш 50 мм и глубиной 40 мм. На другом торце цилиндрического основания имеется фасонная бобышка, состоящая из Ш 45 мм и сферы Ш 60 мм.

Рис. 1. Шарнир

1.2 технологичность конструкции

Деталь - крышка гидроцилиндра - изготавливается из серого чугуна СЧ - 15-32 ГОСТ 1412-85 методом литья в песчаные формы. Конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Однако, даже при этом формовка должна производиться с использованием стержней, формирующих как внутренние полости, так и бобышку с боковой стороны. Особенно нетехнологично литье отверстия диаметром 25 мм.

Условию минимальной металлоемкости эта деталь отвечает, т.к. минимальная толщина стенок для таких отливок составляет 3…5 мм.

С точки зрения механической обработки деталь имеет следующие элементы нетехнологичности: группа глухих отверстий диаметром 15 мм с резьбой, так как проконтролировать глубину отверстий затруднительно, и имеются препятствия для выхода стружки.

Остальные обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей, позволяют вести обработку на проход и допускают применение высокопроизводительных режимов резания. Данная деталь имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции. При обработке детали «Крышка» имеется возможность соблюдения принципа постоянства и совмещения технологических, измерительных и конструкторских баз. Расположение крепежных отверстий как резьбовых, так и гладких допускает много - инструментальную обработку.

В результате анализа чертежа было определено, что чертеж содержит все необходимые сведения о качестве обрабатываемых поверхностей, точности размеров и взаимного расположения поверхностей. Имеются наиболее точные размеры: центральные отверстия диаметром 75 мм по седьмому квалитету точности, 85 мм по восьмому квалитету, торцевая поверхность круглого фланца диаметром 130 мм по девятому квалитету точности и диаметром 240 мм по восьмому квалитету; нормы взаимного расположения и формы - осевое биение центральных отверстий диаметром 75 мм седьмому квалитету точности и 85 мм по восьмому квалитету и торцевой поверхности бобышки диаметром 145 мм относительно баз В и Г.

Наружный контур детали имеет простую конфигурацию, что обеспечивает достаточно свободный доступ режущего инструмента.

1.2.1 Характеристика материала

Для изготовления детали “Шарнир” применяется Сталь 35 ГОСТ 1050-88.

Таблица №1 Химический состав

Таблица №2 Механические свойства

Одним из широко применяемых материалов в машиностроении является углеродистая сталь.

Углеродистые качественные стали с содержанием углерода до 0,3% характеризуются сравнительно невысокой прочностью при большой пластичности и вязкости. Марки этих сталей частично используются для изготовления цементируемых деталей и широко применяются для изготовления деталей, не подвергающихся термообработке. Эти стали хорошо куются и свариваются. Углеродистые качественные стали с содержанием углерода 0,3--0,5% и свыше отмечаются повышенной прочностью, относительно меньшей вязкостью, а также хорошей свариваемостью при содержании углерода 0,3--0,4%, умеренной-- при 0,4--0,5% и низкой при содержании углерода свыше 0,5%. Стали этих марок хорошо куются и для получения высоких механических свойств подвергаются обычно улучшению.

Углеродистые качественные стали широко применяются в машиностроении и приборостроении, так как за счет разного содержания углерода в них, а соответственно и термической обработки можно получить широкий диапазон механических и технологических свойств.

Сталь 35 обладает значительной прочностью и относительно высокой вязкостью и используются как для деталей, не подвергающихся термической обработке, так и для улучшенных (кованые и штампованные валы, оси, тяги, серьги, станины станков и пр.).

Данная сталь хорошо обрабатывается резанием. Поставляется в виде сортовых прокатов, калиброванных прутков, листов, лент, полос, проволоки, поковок и кованных заготовок, труб.

1.3 Определение типа производства

В машиностроении в зависимости от производственной программы и характера изготовляемой продукции различают три основных вида производства: единичное, серийное и массовое.

Так как годовая программа на изготовление детали “Крышка” составляет 2000 штук в год, а масса детали 36,0 кг в соответствии с таблицей 1 «Типы производств» принимаю среднесерийный тип производства.

Таблица №3. Типы производств

Среднесерийное производство характеризуется изготовлением деталей повторяющимися партиями (сериями).

В условиях среднесерийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке.

При небольшой трудоемкости обработки или недостаточно большой программе выпуска целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на следующей операции. При этом время обработки на различных станках не согласовывается. Заготовки во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой партией.

1.4 Выбор и расчет заготовки

Учитывая форму и размеры детали «Шарнир», эксплуатационные условия работы, марку материала - Сталь 35 ГОСТ 1050-88, а также тип производства среднесерийный, возможно получение заготовки одним способом - штамповкой, так как Сталь 35 ГОСТ 1050-88 предназначена для штампования, а замена материала возможна только на стали следующих марок: Сталь 30, Сталь 40, Сталь 35 Г.

При выборе вида заготовки буду учитывать не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей - 2000. Вид заготовки будет оказывать значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Согласно чертежа детали конструктором предусмотрено изготовление отливки методом горячей объемной штамповкой.

Первый способ - горячая объемная штамповка.

Горячая объёмная штамповка - это вид обработки материалов давлением, при котором формообразование поковки из нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента - штампа. Течение металла ограничивается поверхностями плоскостей, изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую плоскость (ручей) по конфигурации поковки.

Штамповка имеет ряд преимуществ. Горячей объёмной штамповкой можно получать без напусков поковки сложной конфигурации, которые другим способом изготовить без напусков нельзя, при этом допуски на штамповочную поковку минимальны. В следствии этого значительно сокращается объём последующей механической обработки, штамповочные поковки обрабатывают только в местах сопряжения с другими деталями, и эта обработка может сводиться только к шлифованию.

Производительность штамповки значительно выше - составляет десятки и сотни штамповок в час.

,

где М - масса готовой детали;

М - масса заготовки.

,

Второй способ - металлопрокат

Чаще всего литьё в кокиль используют в условиях крупносерийного и массового производства. К недостаткам литья в кокиль можно отнести высокую трудоемкость изготовления и стоимость металлической формы, повышенную склонность к возникновению внутренних напряжений в отливке, вследствие затруднительной усадки и более узкого по сравнению с литьем в песчаную форму интервала оптимальных режимов, обеспечивающих получение качественной отливки.

Также нужно отметить, что:

- изготовление кокилей является сложным и затратным процессом, по сравнению с литьем в песчаные формы;

- ограниченный срок службы кокилей;

- неподатливость кокиля и металлических стержней;

- затруднен вывод газов из полости формы;

- сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы - делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни.

Рис. 4. Модель заготовки, полученной разрезанием металлопроката

,

В качестве метода получения заготовки я принял литьё в песчаные формы, так как этот метод литья является наиболее дешевым и универсальным. Деталь «Крышка» имеет простую форму, большая часть контура данной детали не требует обработки и не имеет точных размеров, поэтому я считаю, что использование метода литья в кокиль является нецелесообразным и излишне затратным. Более того, при литье в кокиль невозможно выполнение внутреннего криволинейного отверстия диаметром 25 мм. Материал детали СЧ 15-32 ГОСТ 1412-85 обладает хорошими литейными свойствами.

Повысить производительность труда при литье в песчаные формы, улучшить качество форм и отливок, снизить брак, облегчить условия работы можно с применением машинной формовки, которая широко используется в серийном и массовом производстве.

Для расчета припусков применяю опытно-статистический метод по ГОСТ 26645-85.

Расчеты размеров отливки

Для не обрабатываемой поверхности детали.

L_ОА - наименьший размер отливки;

L_О - номинальный размер отливки;

L_Д - номинальный размер детали;

L_ОБ - наибольший размер отливки;

Т_О- допуск отливки (ГОСТ 26645-85 таблица 1, стр. 4)

L_О= L_Д ± 0,5 • Т_О, (4)

Точность отливки 9-7-0-3 ГОСТ 26645-85 где,

9- класс точности размеров;

7- класс точности масс;

0- степень коробления;

3- ряд припуска на механическую обработку;

Таблица №4. Размеры необрабатываемых поверхностей

Плоскости. Для обрабатываемой поверхности детали.

L_Д - номинальный размер детали;

L_ОА - наименьший размер отливки;

L_О - номинальный размер отливки;

L_ОБ - наибольший размер отливки;

Т_О- допуск отливки (ГОСТ 26645-85 таблица 1, стр. 4);

Z - припуск на механическую обработку (средний) (ГОСТ 26645-85 таблица 5, стр. 8)

L_О = (L_Д + Z) ± 0,5 • Т_О, (5)

Таблица №5. Размеры обрабатываемых плоскостей

Валы, отверстия. Для обрабатываемой поверхности детали.

D_Д - номинальный размер детали;

D_ОА - наименьший размер отливки;

D_О - номинальный размер отливки;

D_ОБ - наибольший размер отливки;

Т_О- допуск отливки (ГОСТ 26645-85 таблица 1, стр. 4);

Z - припуск на механическую обработку (средний) (ГОСТ 26645-85 таблица 5, стр. 8)

Отверстия (охватывающая поверхность)

D_О = (D_Д - 2 • Z) ± 0,5 • Т_О,

D_О = (24 - 2 • 2) ± 0,5 • 1 = 20 ± 0,5

Таблица №6. Размеры отверстий

Валы (охватываемые поверхности)

D_О = (D_Д + 2 • Z) ± 0,5 • Т_О,

D_О = (42 + 2 • 2) ± 0,5 • 1,2 = 46 ± 0,6

D_О = (22 + 2 • 1,4) ± 0,5 • 1 = 25 ± 0,5

Таблица №7. Размеры охватываемых поверхностей.

Расчет стоимости заготовки.

- Курсовой проект разработан с помощью системы проектирования Компас-3D V9, которая позволяет автоматически рассчитать массу заготовки и детали электронной математической модели с точностью от 6 до 9 знака после запятой. В результате построения трехмерной модели заготовки (расчет см. ниже), масса заготовки составляет:

Q_з = 4,9 кг,

Рис. 8. Расчет массы заготовки

Стоимость заготовок, получаемых методом штамповки можно определить по формуле:

где: C_i - стоимость тонны стали, руб.;

Q - масса заготовки, кг;

S - цена 1 кг материала заготовки, руб.;

q - масса готовой детали, кг;

S_отх - цена 1 т отходов, руб.;

К_т, К_с, К_в, К_м, К_п - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок.

S_отх= 226 руб.

Себестоимость заготовок из проката.

- затраты на материал заготовки, руб.;

- технологическая себестоимость операции правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.

- приведенные затраты на рабочем месте, коп/час;

- штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки.)

Затраты на материал определяются по массе проката, требующегося на изготовление детали, и массе сдаваемой стружки. При этом необходимо учитывать стандартную длину прутков и отходы в результате некратности длины заготовок стандартной длине прутков.

-масса заготовки, кг.;

- цена 1 кг. материала заготовки, руб.;

- масса готовой детали, кг.;

- цена 1 тонны отходов в руб.;

Стоимость некоторых металлов и заготовительные цены на стружку черных и цветных металлов приводятся в табл. 2.6 и 2.7.

таблица 2.6

Примечание. Большие значения цен указанны для сталей Ш 10 мм., меньшие - для автоматных сталей Ш 100 мм., для остальных - Ш 250 мм.

Таблица 2.7. Заготовительные ценны на стружку черных и цветных металлов (прейскуранты 01-03 и 02-05 1981 г.)

Примечание. Меньшие значения цен следует принимать для стружки, содержащий меньший процент дорогостоящих легирующих элементов.

Для среднесерийного типа производства мною была принята следующая технология изготовления данной детали.

1.5 Маршрут обработки

1.5.1 Выбор оборудования с обоснованием

Учитывая тип производства (среднесерийный), годовую программу выпуска -2000 шт., а так же габариты детали выбираю следующее оборудование

Операция 015. Токарная. Выбираю токарно-винторезный станок 16К20. Выбор данного станка связан с его простотой и универсальностью, а также его распространённостью в машиностроении.

Техническая характеристика станка 16 К 20

Операция 020. Токарная с ЧПУ. Применение станка с ЧПУ позволит уменьшить долю вспомогательного времени. Не требуется рабочих высокой квалификации и снижение их числа. В связи с этими условиями принимаю для токарной операции с ЧПУ станок модели 16 К 20 Ф3 с контурной системой числового программного управления.

Техническая характеристика станка 16 К 20 Ф 3

Операция 025. Токарная с ЧПУ. Применение станка с ЧПУ позволит уменьшить долю вспомогательного времени. Не требуется рабочих высокой квалификации и снижение их числа. В связи с этими условиями принимаю для токарной операции с ЧПУ станок модели 16 К 20 Ф 3 с контурной системой числового программного управления. Техническая характеристика станка приведена в предыдущей операции.

Операция 030. Фрезерная. Выбираю горизонтально-фрезерный станок 6 Т 82 Г. Выбор данного станка связан с его простотой и универсальностью, а также его распространённостью в машиностроении.

Техническая характеристика станка 6 Т 82 Г

Операция 040. Шлифовальная. Выбираю круглошлифовальный станок 3 М 151. Выбор данного станка связан с его простотой и универсальностью, а также его распространённостью в машиностроении.

Техническая характеристика станка 3 М 151

1.5.2 Определение технологических базовых поверхностей и выбор приспособлений

При выборе технологических установочных баз на различном технологическом оборудовании буду учитывать допускаемые отклонения от правильных геометрических форм и взаимного расположения поверхностей указанные на чертеже детали конструктором, а именно радиальные биения центральных отверстий диаметром 75 мм и 85 мм, а так же торцевой поверхности диаметром 145 мм относительно баз Г и В в пределах до 100 мкм. Для выполнения требований чертежа буду стремиться к соблюдению основных принципов базирования - постоянства и совмещения конструкторских технологических и измерительных баз:

- на первой операции буду брать за установочную технологическую базу - черную базу, а на последующих операциях - только чистую базовую поверхность;

- на последующих операциях совмещаю установочные технологические базы с конструкторской базой и измерительной базой;

- при обработке детали на различном технологическом оборудовании по возможности за установочную технологическую базу буду принимать одни и те же базовые поверхности.

Выбор станочных приспособлений на каждую операцию будет зависеть от формы, габаритных размеров и технических требований, предъявляемых к обрабатываемой детали, типа производства - среднесерийное, модели станка и выбора базовых поверхностей.

Операция 015. Токарная. Станок токарно-винторезный модели 16К20.

Установ А.

База: Диаметр 93 мм, упор в торец шарнира диаметром 75 мм.

Используемое приспособление: Трехкулачковый патрон с пневмозажимом ГОСТ 2675-80.

Операция 020. Токарная с ЧПУ. Станок токарно-винторезный с ЧПУ модели 16 К 20 Ф3.

Установ А.

База: Диаметр 61 мм, упор в торец диаметром 61 мм.

Используемое приспособление: Трехкулачковый патрон с пневмозажимом ГОСТ 2675-80.

Операция 025. Токарная с ЧПУ. Станок токарно-винторезный с ЧПУ модели 16 К 20 Ф 3.

Установ А.

База: Диаметр 72,2 мм, упор в торец диаметра 89 мм.

Используемое приспособление: Трехкулачковый патрон с пневмозажимом ГОСТ 2675-80.

Операция 030. Фрезерная. Станок горизонтально-фрезерный модели 6 Т 82 Г.

Установ А.

База: Диаметр 72,2 мм, упор в торец диаметра 65 мм.

Используемое приспособление: Специальное приспособление.

Операция 040. Шлифование. Станок круглошлифовальный модели 3 М 151.

Установ А.

База: Сфера диаметром 60 мм, упор в торец диаметра 89 мм.

Используемое приспособление: Фасонный 2-х кул. патрон ГОСТ 14903-69.

1.5.3 Выбор режущего инструмента

Для выполнения механических операций при обработке детали “Крышка” использую следующий режущий инструмент.

Для операции 015. Токарная. Токарно-винторезный станок 16К20:

1. Резец подрезной отогнутый с пластинами из твердого сплава Т30К4 2112-0013 по ГОСТ 18880-73.

Таблица №8.

2. Резец токарный упорный Т 30 К 4 ГОСТ 18879-73

Таблица №9

Для операции 020. Токарная с ЧПУ. Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16 К 20 Ф 3:

Установ А.

1. Резец токарный контурный Т 30 К 4 (черновой/получистовой) ГОСТ 20872-80.

Таблица №10

1 - державка

2 - режущая пластина

3 - опорная пластина

4 - прихват

5 - винт

6 - штифт

2. Резец токарный контурный Т 15 К 6 (чистовой) ГОСТ 20872-80.

Таблица №12

1 - державка

2 - режущая пластина

3 - опорная пластина

4 - прихват

5 - винт

6 - штифт

3. Резец токарный расточной упорный 2141-0030 Т 30 К 4 ГОСТ 18883-73.

Таблица №12

4. Резец канавочный Т 30 К 4 со специальной заточкой ГОСТ 18884-73.

Таблица №13

Для операции 025. Токарная с ЧПУ. Токарно-винторезный станок 16 К 20 Ф3:

Установ А.

1. Резец токарный контурный Т 30 К 4 (черновой/получистовой) ГОСТ 20872-80.

Таблица №14

1 - державка

2 - режущая пластина

3 - опорная пластина

4 - прихват

5 - винт

6 - штифт

Для операции 030. Фрезерная. Горизонтально-фрезерный станок 6 Т 82 Г.

1. Пакетом дисковых трехсторонних фрез Р12 Ш 200 ГОСТ 28527-90.

Таблица №20.

Для операции 040. Шлифовальная. Круглошлифовальный станок 3 М 151.

1. Шлифовальный круг КЗу 25 СМ 1-СМ 2 6-7 К по ГОСТ 16168-80.

Рис. 23. Шлифовальный круг

Таблица №23

1.5.4 Выбор мерительного инструмента

Операция 015. Токарная:

Контролируемые размеры - Ш 6 h14 мм на l = 50 мм, длину детали 147h14 мм - мерительный инструмент штангенциркуль ШЦ - 1-150 - 0,1 ГОСТ 160-89.

Операция 020. Токарная с ЧПУ:

Контролируемые размеры: длина детали 145h14_-1 мм, 72,2h9_-0,074 мм на l = 60 мм, 65 h14 мм на l = 10 мм, 50h14 на l = 40 мм - мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ -1-150-0,1 ГОСТ 160-89, калибр-скоба Ш 72,2h9 ГОСТ 18360-93, образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.

1 - корпус

2 - ручка

Рис. 26. Штангенциркуль

Операция 025. Токарная с ЧПУ:

Контролируемые размеры: сфера Ш 60h12 мм, Ш 45h14 мм на l = 15 ± 0,2 мм - штангенциркуль ШЦ - 1-125-0,05 ГОСТ 166-80.

Операция 030. Фрезерная:

Контролируемые размеры: лыски 80_-0,35 мм - мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ - 1-125-0,05 ГОСТ 166-80.

Рис. 27. Штангенциркуль

Операция 040. Шлифовальная:

Контролируемые размеры: 72h7_-0,03 мм - мерительный инструмент: калибр-скоба Ш 72h7 ГОСТ 18360-93, образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.

Рис. 28. Гладкий калибр-скоба

1 - корпус

2 - ручка

2. Расчетная часть

2.1 Расчёт режимов резания на каждую операцию

Операция 015. Токарная:

Установ А. Переход 01. Для расчетов режимов резания методом подбора я использовал (карта Т-1, стр. 13-16, [2]).

1. Глубина резания t = 3 мм.

t - глубина резания, мм.

2. Длину рабочего хода суппорта рассчитываю по формуле L_p.x=L_рез + y + L_доп (мм),

(10)

L_p.x. - длина рабочего хода суппорта, мм;

L_рез - длина резания, мм;

у - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм, (см. приложение 3, стр. 300, [2]);

L_доп - дополнительная длина хода, мм.

3. Пользуясь табличными данными, выбираю соответствующую подачу суппорта по нормативам:

S_о = 0,8 мм/об, (см. карту Т-2, стр. 22-25, [2])

S_о - подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об.

4. Пользуясь табличными данными, определяем стойкость инструмента по нормативам в минутах резания:

Т_р = 50 мин, (см. карту Т-3, стр. 26-27,[2])

Т_р - стойкость инструмента по нормативам, мин.

5. Расчёт скорости резания V в м/мин, числа оборотов шпинделя n в минуту:

(11)

V_табл - табличная величина скорости резания, (см. карту Т-4, стр. 29-34, [2]);

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-4, стр. 32, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, (см. карту Т-4, стр. 33, [2]);

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки, (см. карту Т-4, стр. 34, [2]).

V_табл = 60 м/мин; К₁ = 0,8; К₂ = 1,15; К₃ = 1,2.

Число оборотов шпинделя рассчитываю по формуле

(12)

D - обрабатываемый диаметр, мм.

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К25 n = 150 об/мин

Скорость резания рассчитываю по формуле:

;

(13)

6. Расчёт основного машинного времени обработки t_м в мин:

(14)

t_м - основное машинное время, мин;

L_p.x - длина рабочего хода суппорта, мм;

S_о- подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об;

n - частота вращения шпинделя станка, об/мин.

7. Определяю по нормативам силу резания P_z ,кг (см. карту Т-5, стр. 35-36, [2])

(15)

P_{Z табл.} - табличная величина силы резания, кг;

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении твердосплавным инструментом, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]).

P_{Z табл.} = 510 кг; К₁ = 0,6; К₂ = 1,0.

8. Рассчитываю мощность резания N_рез в кВт:

(16)

Р_z - окружная сила резания, кг.

9. Проверяем по мощности двигателя Nдв в квт:

(17), где

N_рез - мощность резания;

N_дв - мощность двигателя станка, (глава 1.5.1. стр. 17);

- КПД двигателя. (0,75).

Условия по мощности выполняются, так как 3,06 < 9,9.

Переход 02. Для расчетов режимов резания методом подбора я использовал (карта Т-1, стр. 13-16, [2]).

1. Глубина резания t = 2 мм.

t - глубина резания, мм.

2. Длину рабочего хода суппорта рассчитываю по формуле L_p.x=L_рез + y + L_доп (мм),

(10)

L_p.x. - длина рабочего хода суппорта, мм;

L_рез - длина резания, мм;

у - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм, (см. приложение 3, стр. 300, [2]);

L_доп - дополнительная длина хода, мм.

3. Пользуясь табличными данными, выбираю соответствующую подачу суппорта по нормативам:

S_о = 0,7 мм/об, (см. карту Т-2, стр. 22-25, [2])

S_о - подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об.

4. Пользуясь табличными данными, определяем стойкость инструмента по нормативам в минутах резания:

Т_р = 50 мин, (см. карту Т-3, стр. 26-27, [2])

Т_р - стойкость инструмента по нормативам, мин.

5. Расчёт скорости резания V в м/мин, числа оборотов шпинделя n в минуту:

(11)

V_табл - табличная величина скорости резания, (см. карту Т-4, стр. 29-34, [2]);

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-4, стр. 32, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, (см. карту Т-4, стр. 33, [2]);

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки, (см. карту Т-4, стр. 34, [2]).

V_табл = 68 м/мин; К₁ = 0,8; К₂ = 1,15; К₃ = 1,0.

Число оборотов шпинделя рассчитываю по формуле

(12)

D - обрабатываемый диаметр, мм.

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К25 n = 150 об/мин

Скорость резания рассчитываю по формуле:

(13);

6. Расчёт основного машинного времени обработки t_м в мин:

(14)

t_м - основное машинное время, мин;

L_p.x - длина рабочего хода суппорта, мм;

S_о- подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об;

n - частота вращения шпинделя станка, об/мин.

7. Определяю по нормативам силу резания P_z ,кг (см. карту Т-5, стр. 35-36, [2])

(15)

P_{Z табл.} - табличная величина силы резания, кг;

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении твердосплавным инструментом, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]).

P_{Z табл.} = 340 кг; К₁ = 0,6; К₂ = 1,1.

8. Рассчитываю мощность резания N_рез в кВт:

(16)

Р_z - окружная сила резания, кг.

9. Проверяем по мощности двигателя Nдв в квт:

(17), где

N_рез - мощность резания;

N_дв - мощность двигателя станка, (глава 1.5.1. стр. 17);

- КПД двигателя. (0,75).

Условия по мощности выполняются, так как 2,25 < 9,9.

Переход 03. Для расчетов режимов резания методом подбора я использовал ( [2], стр. 13-16, карта Т-1).

1. Глубина резания t = 2 мм.

t - глубина резания, мм.

2. Длину рабочего хода суппорта рассчитываю по формуле L_p.x=L_рез + y + L_доп (мм), (3)

(10)

L_p.x. - длина рабочего хода суппорта, мм;

L_рез - длина резания, мм;

у - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм, (см. приложение 3, стр. 300, [2]);

L_доп - дополнительная длина хода, мм.

3. Пользуясь табличными данными, выбираю соответствующую подачу суппорта по нормативам:

S_о = 0,8 мм/об, (см. карту Т-2, стр. 22-25, [2])

S_о - подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об.

4. Пользуясь табличными данными, определяем стойкость инструмента по нормативам в минутах резания:

Т_р = 50 мин, (см. карту Т-3, стр. 26-27, [2])

Т_р - стойкость инструмента по нормативам, мин.

5. Расчёт скорости резания V в м/мин, числа оборотов шпинделя n в минуту:

(11)

V_табл - табличная величина скорости резания, (см. карту Т-4, стр. 29-34, [2]);

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-4, стр. 32, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, (см. карту Т-4, стр. 33, [2]);

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки, (см. карту Т-4, стр. 34, [2]).

V_табл = 80 м/мин; К₁ = 0,8; К₂ = 1,15; К₃ = 1,05.

Число оборотов шпинделя рассчитываю по формуле

(12)

D - обрабатываемый диаметр, мм.

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К25 n = 100 об/мин

Скорость резания рассчитываю по формуле:

;

(13)

6. Расчёт основного машинного времени обработки t_м в мин:

(14)

t_м - основное машинное время, мин;

L_p.x - длина рабочего хода суппорта, мм;

S_о- подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об;

n - частота вращения шпинделя станка, об/мин.

7. Определяю по нормативам силу резания P_z ,кг (см. карту Т-5, стр. 35-36, [2])

(15)

P_{Z табл.} - табличная величина силы резания, кг;

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении твердосплавным инструментом, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]).

P_{Z табл.} = 340 кг; К₁ = 0,6; К₂ = 1,1.

8. Рассчитываю мощность резания N_рез в кВт:

(16)

Р_z - окружная сила резания, кг.

9. Проверяем по мощности двигателя Nдв в квт:

(17), где

N_рез - мощность резания;

N_дв - мощность двигателя станка, (глава 1.5.1. стр. 17);

- КПД двигателя. (0,75).

Условия по мощности выполняются, так как 3,75 < 9,9.

Операция 020. Токарная с ЧПУ:

Установ А.

Переход 01. Для расчетов режимов резания методом подбора я использовал (карта Т-1, стр. 13-16, [2]).

1. Глубина резания t = 2,5 мм.

t - глубина резания, мм.

2. Длину рабочего хода суппорта рассчитываю по формуле L_p.x=L_рез + y + L_доп (мм),

(10)

L_p.x. - длина рабочего хода суппорта, мм;

L_рез - длина резания, мм;

у - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм, (см. приложение 3, стр. 300, [2]);

L_доп - дополнительная длина хода, мм.

3. Пользуясь табличными данными, выбираю соответствующую подачу суппорта по нормативам:

S_о = 0,8 мм/об, (см. карту Т-2, стр. 22-25, [2])

S_о - подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об.

4. Пользуясь табличными данными, определяем стойкость инструмента по нормативам в минутах резания:

Т_р = 150 мин, (см. карту Т-3, стр. 26-27,[2])

Т_р - стойкость инструмента по нормативам, мин.

5. Расчёт скорости резания V в м/мин, числа оборотов шпинделя n в минуту:

(11)

V_табл - табличная величина скорости резания, (см. карту Т-4, стр. 29-34, [2]);

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-4, стр. 32, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, (см. карту Т-4, стр. 33, [2]);

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки, (см. карту Т-4, стр. 34, [2]).

V_табл = 93 м/мин; К₁ = 1,0; К₂ = 0,8; К₃ = 1,2.

Число оборотов шпинделя рассчитываю по формуле

(12)

D - обрабатываемый диаметр, мм.

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К20Ф3 n = 200 об/мин

Скорость резания рассчитываю по формуле:

;

(13)

6. Расчёт основного машинного времени обработки t_м в мин:

(14)

t_м - основное машинное время, мин;

L_p.x - длина рабочего хода суппорта, мм;

S_о- подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об;

n - частота вращения шпинделя станка, об/мин.

7. Определяю по нормативам силу резания P_z ,кг (см. карту Т-5, стр. 35-36,[2])

(15)

P_{Z табл.} - табличная величина силы резания, кг;

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении твердосплавным инструментом, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]).

P_{Z табл.} = 420 кг; К₁ = 0,6; К₂ = 1,0.

8. Рассчитываю мощность резания N_рез в кВт:

(16)

Р_z - окружная сила резания, кг.

9. Проверяем по мощности двигателя Nдв в квт:

 (17), где

N_рез - мощность резания;

N_дв - мощность двигателя станка, (глава 1.5.1. стр. 17);

- КПД двигателя. (0,75).

Условия по мощности выполняются, так как 3,74 < 9,0.

Переход 02. Для расчетов режимов резания методом подбора я использовал (карта Т-1, стр. 13-16, [2]).

1. Глубина резания t = 1,5 мм.

t - глубина резания, мм.

2. Длину рабочего хода суппорта рассчитываю по формуле L_p.x=L_рез + y + L_доп (мм),

(10)

L_p.x. - длина рабочего хода суппорта, мм;

L_рез - длина резания, мм;

у - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм, (см. приложение 3, стр. 300, [2]);

L_доп - дополнительная длина хода, мм.

3. Пользуясь табличными данными, выбираю соответствующую подачу суппорта по нормативам:

S_о = 0,8 мм/об, (см. карту Т-2, стр. 22-25, [2])

S_о - подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об.

4. Пользуясь табличными данными, определяем стойкость инструмента по нормативам в минутах резания:

Т_р = 50 мин, (см. карту Т-3, стр. 26-27,[2])

Т_р - стойкость инструмента по нормативам, мин.

5. Расчёт скорости резания V в м/мин, числа оборотов шпинделя n в минуту:

(11)

V_табл - табличная величина скорости резания, (см. карту Т-4, стр. 29-34, [2]);

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-4, стр. 32, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, (см. карту Т-4, стр. 33, [2]);

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки, (см. карту Т-4, стр. 34, [2]).

V_табл = 95 м/мин; К₁ = 0,8; К₂ = 1,15; К₃ = 1,0.

Число оборотов шпинделя рассчитываю по формуле

(12)

D - обрабатываемый диаметр, мм.

Уточняю частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка модели 16К20Ф3 n = 350 об/мин

Скорость резания рассчитываю по формуле:

 ;

(13)

6. Расчёт основного машинного времени обработки t_м в мин:

(14)

t_м - основное машинное время, мин;

L_p.x - длина рабочего хода суппорта, мм;

S_о- подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об;

n - частота вращения шпинделя станка, об/мин.

7. Определяю по нормативам силу резания P_z ,кг (см. карту Т-5, стр. 35-36,[2])

(15)

P_{Z табл.} - табличная величина силы резания, кг;

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении твердосплавным инструментом, (см. карту Т-5, стр. 36, [2]).

P_{Z табл.} = 250 кг; К₁ = 0,6; К₂ = 1,1.

8. Рассчитываю мощность резания N_рез в кВт:

(16)

Р_z - окружная сила резания, кг.

9. Проверяем по мощности двигателя Nдв в квт:

(17), где

N_рез - мощность резания;

N_дв - мощность двигателя станка, (глава 1.5.1. стр. 17);

- КПД двигателя. (0,75).

Условия по мощности выполняются, так как 2,51 < 9,0.

Переход 03. Для расчетов режимов резания методом подбора я использовал (карта Т-1, стр. 13-16, [2]).

1. Глубина резания t = 1,5 мм.

t - глубина резания, мм.

2. Длину рабочего хода суппорта рассчитываю по формуле L_p.x=L_рез + y + L_доп (мм),

(10)

L_p.x. - длина рабочего хода суппорта, мм;

L_рез - длина резания, мм;

у - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм, (см. приложение 3, стр. 300, [2]);

L_доп - дополнительная длина хода, мм.

3. Пользуясь табличными данными, выбираю соответствующую подачу суппорта по нормативам:

S_о = 0,7 мм/об, (см. карту Т-2, стр. 22-25, [2])

S_о - подача суппорта на оборот шпинделя, мм/об.

4. Пользуясь табличными данными, определяем стойкость инструмента по нормативам в минутах резания:

Т_р = 50 мин, (см. карту Т-3, стр. 26-27,[2])

Т_р - стойкость инструмента по нормативам, мин.

5. Расчёт скорости резания V в м/мин, числа оборотов шпинделя n в минуту:

(11)

V_табл - табличная величина скорости резания, (см. карту Т-4, стр. 29-34, [2]);

К₁ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, (см. карту Т-4, стр. 32, [2]);

К₂ - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, (см. карту Т-4, стр. 33, [2]);

К₃ - коэффициент, зависящий от вида обработки, (см. карту Т-4, стр. 34, [2]).