Проектирование технологического процесса обработки детали

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

«МАТИ - Российский государственный технологический университет

им. К.Э. Циолковского» (МАТИ)

Кафедра «Технология производства приборов и информационных систем

управления летательных аппаратов»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе(проекту) по дисциплине

«Технология обработки деталей и элементов информационных систем»

по теме «Проектирование технологического процесса обработки детали»

Группа 3ИВТ - 3 ДБ - 017Р

Студент Корнилов Б.А.

Преподаватель Зленко Н.И.

2015

Содержание

Введение

1. Конструкторско-технологическая характеристика детали

1.1 Характеристика изготавливаемой детали

1.2 Анализ способов получения заготовки детали

1.3 Анализ методов обработки поверхностей детали

2. Анализ разработанного технологического процесса изготовления детали

3. Расчет припусков и операционных размеров

4.Расчет режимов резания и нормирование операций технологического

процесса

4.1 Расчет режимов резания на операциях механической обработки

4.2 Техническое нормирование операций механической обработки

5.Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки

5.1 Описание спроектированной технологической оснастки

5.2 Силовой расчет спроектированной технологической оснастки

6.Проектно-точностные расчеты технологического процесса

Список использованных информационных источников

технологический деталь припуск оснастка

Введение

Бурный прогресс науки и техники во всех отраслях народного хозяйства обусловил большие задачи, стоящие перед современным приборостроением: создание широкой номенклатуры приборов при значительном диапазоне их выпуска от индивидуального до массового производства; повышенные требования к техническим характеристикам, к экономичности производства приборов и средств автоматизации, а так же эффективности их применения.

Технологическая подготовка производства представляет собой решение сложной комплексной задачи. В общем случае решение этой задачи можно понимать как обеспечение выполнения наиболее экономичного изготовления деталей приборов, полностью отвечающих своему служебному предназначению. При решении этой задачи требуется найти оптимальный для данных производственных условий вариант перехода от полуфабриката, поставляемого обычно заготовительными участками или цехами, к готовым деталям.

В современном машиностроении широко применяется разнообразная технологическая оснастка. Затраты на ее изготовление и эксплуатацию составляют до 15-20% от себестоимости продукции, а стоимость и сроки подготовки производства в основном определяют величиной затраты труда и времени на проектирование и изготовление технологической оснастки.

Одним из эффективных путей совершенствования производства является повышение коэффициента оснащенности технологических процессов, механизированной и автоматизированной оснастки. Одними из важнейших элементов этой оснастки являются станочные приспособления. В современном производстве роль приспособлений настолько велика, что трудно найти границу между оборудованием и оснасткой к нему, т.к. в равной степени приспособления к обрабатываемым деталям занимают достаточное место в технологическом процессе.

В данной курсовой работе были проведены анализ конструкторско-технологических характеристик детали, описание и обоснование разработанного технологического процесса, техническое нормирование операций и проектно-точные расчеты.

1. Конструктивно-технологическая характеристика детали

1.1Характеристика обрабатываемой детали

Деталь типа «основание» изготовлена из материала АЛ-2, который обладает следующими свойствами: сплав АЛ-2 хорошо льется, устойчив к коррозии, работает при температуре до 200С, обладает удовлетворительной обрабатываемостью резанием из-за кристаллических включений кремния.

Химический состав сплава АЛ-2 и основные физико-механические свойства приведены в таблице 1.1.1.

1.1.1 Химический состав сплава АЛ-2 и основные физико-механические свойства

Al,%	Si,%	Mg,%	Cu,%	Zn,%	Предел точности при растяжении (МПа)	Относительное удлинение (%)	Твердость по Бринеллю (НВ)
85,5	12	0,5	0,8	0,3	150-160	2-4	55

Максимальная длина детали 81мм. Максимальный диаметр 70мм. Деталь имеет цилиндрическую форму с вырезом 54мм посередине. На левом торце имеется сквозное отверстие Ш15H7. Имеется 6 резьбовых отверстий М2-5Н6Н, 4 резьбовых отверстия М3-5Н6Н, 4 резьбовых отверстия М2-5Н6Н, 2 резьбовых отверстия М2,5-5Н6Н. 3 отверстия Ш3H14. Резьбовое отверстие М2,5-5Н6Н. С левого торца имеется отверстия Ш19,5+-0,1, Ш65+-0,1. С правого торца есть отверстие Ш5+-0,1, паз шириной 3,6Н12 и глубиной 4мм.Максимальная шероховатая Rz=80. Минимальная-Rz=1,25.

1.2 Анализ способов получения заготовки

Заготовка получается методом литья. Рассмотрим несколько методов получения заготовки:

1. Литье в землю.Простой и дешевый способ получения отливок.Обладает низкой производительностью, грубыми размерами. Глубина дефектного слоя составляет 80-150мкм, параметр шероховатости 80-100мкм, минимальный диаметр отверстия 4-5мм, минимальный радиус галтелей 2-4мм, минимальная толщина стенки 2-3мм, точность 14-16 квалитет. Литьем в землю выгодно отливать крупногабаритные детали при единичном производстве.

2. Литье в керамические формы.Этим методом можно получить деталь с шероховатостью поверхности 50-80мкм. Глубина дефектного слоя при литье в керамические формы составляет 40-60мкм, минимальный диаметр отверстия 2-3мм, минимальный радиус галтелей >=1мм, минимальная толщина стенок ~1,5мм, 14 квалитет точности. В основном применяется в серийном производстве.

3.Литье в металлические формы.В отличии от разовых земляных форм, металлические формы могут быть использованы многократно.При литье в металлические формы глубина дефектного слоя составляет 20-40мкм, минимальный диаметр отверстия 1,5-2мм, минимальный радиус галтелей ~0,5мм, минмальная толщина стенок 0,5-1мм. Данным методом можно получить шероховатость поверхности 10-20мкм и 12-14 квалитет точности. Применяется для серийного или массового производства.

4.Литьё под давлением.Данный тип литья применяют для отливки деталей из сплавов цветных металлов. Механическая обработка изготовленной детали может быть очень незначительной или отсутствовать. Большой срок службы оснастки. Низкая стоимость литья. Высокая производительность. Глубина дефектного слоя составляет 15-20мкм, параметр шероховатости 10-15мкм, минимальный диаметр отверстия 1,5-2мм, минимальный радиус галтелей ~0,5мм, минимальная толщина стенок 0,5-1мм, 12 квалитет точности. Одним из существенных недостатков является пористость отливок, которые вскрываются при механической обработке. Применяется в массовом производстве.

Для большей наглядности представим характеристики методов литья в таблице 1.2.1.

1.2.1 Характеристики методов литья

	В землю	В керамические формы	В металлические формы	Под давлением
Глубина дефектного слоя, Т мкм	80-150	40-60	20-40	15-25
Параметр шероховатости, Rz мкм	80-100	50-80	10-20	10-15
Минимальный диаметр отерстия, мм	4-5	2-3	1,5-2	1,5-2
Минимальный радиус галтелей, Rzmin мм	2-4	>=1	~0,5	~0,5
Минимальная толщина стенки, Дtмм	2-3	~1,5	0,5-1	0,5-1
Точность	14-16	~14	12-14	12

После анализа таблицы 1.2.1 наиболее рациональным методом получения заготовки является литье в керамические формы, так как данным методом можно получить требуемую шероховатость поверхности Rz=80 и точность 14 квалитета.

1.3 Анализ методов обработки поверхностей детали

В этом подразделе устанавливаются способы обработки поверхностей, обеспечивающие заданную шероховатость, точность размеров, формы и взаимное расположение обрабатываемых поверхностей.

Информацию по подразделам 1.1 и 1.3 представим в виде таблиц 1.3.1 и 1.3.2.

1.3.1 Точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей детали и способы их обеспечения

Обрабатываемая поверхность или размер	Вид обработки
Наименование	Номинальный размер или допуск	Шероховатость, мкм
1	2	3	4
Правый и левый торец	81h11	Ra 2,5	1Литьем 2 Получистовое и чистовое точение
Цилиндрическая поверхность	Ш70b12	Ra 2,5	1Литьем 2 Черновое, получистовое и чистовое точение
Отверстие	Ш60Н7	Ra 2,5	1Литьем 2 Получистовое и чистовое точение
6 резьбовых отверстий	М2-5H6H	Rz20	1 Сверление 2 Зенкование 3 Нарезание резьбы на резьбонарезном станке
4 резьбовых отверстия	М 3-5H6H	Rz 20	1 Сверление 2 Зенкование 3 Нарезание резьбы на резьбонарезном станке
4 резьбовых отверстия	М 2-5Н6Н	Rz20	1Сверление в кондукторе 2 Зенковка фасок 3 Нарезание резьбы на резьбонарезном станке
1	2	3	4
3 отверстия	Ш3H14	Rz 80	1 Сверление
отверстие	Ш5+-0,1	Rz 80	1 Сверление
паз	3.6Н12х4	Rz 80	фрезирование
Остальные поверхности		Rz80	Литьем

1.3.2 Анализ видов и приемов обработки поверхностей детали, обеспечивающих требования точности формы и взаимного расположения поверхностей

Поверхности	Требования	Вид или прием обеспе- чения требования
	формы	взаимного расположения
1	2	3	4
1. Левый торец в размер 5,8Н12отн. поверхности А			Приспособлением
2.Правый торец в размер Ш 70b12отн. поверхности А			Станком
3.Отверстие в размер Ш15Н7 отн. поверхности А			Приспособлением
4. Взаимное расположение 4х отв. М2,5	-	ц =90°±15?	Точностью сверлильного приспособления
1	2	3	4
5. Угловое положение паза 3,6Н12	-	ц =57°±30?	Приспособлением
6. Взаимное расположение 2х отверстий М2,5	-	±0,2	Точностью сверлильного приспособления
7. Взаимное расположение отверстий М2	-	±0,1	Точностью сверлильного приспособления
8. Взаимное расположение отверстий М3	-	±0,1	Точностью сверлильного приспособления

Рассмотренные методы обработки будут использоваться для разработки технологического процесса.

2. Анализ разработанного технологического процесса изготовления детали

Технологическим процессом называется часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства, т.е. по изменению размеров формы, свойств материалов, контроля и перемещения заготовки.

Совокупность научно и практически обоснованных методов и приемов применяемых для превращения материала в готовую продукцию данного производства называют технологией этого производства.

Технологический процесс разрабатывается на основании чертежа изделия и отдельных его деталей и определяет последовательность операций.

На каждом этапе производственного процесса по отдельным операциям технологического процесса осуществляется контроль за изготовлением деталей в соответствии с техническими условиями.

Технологический процесс механической обработки должен проектироваться и выполняться таким образом, чтобы посредством наиболее рациональных и экономических способов обработки удовлетворялись требования к деталям, обеспечивающие правильную работу собранного изделия.

На основе анализа проведенного в предыдущих пунктах разрабатываю технологический процесс изготовления детали типа «Основание».

Последовательность и содержание операций технологического процесса представлена в таблице 2.1.1:

2.1.1Анализ разработанного маршрутного техпроцесса изготовления детали

№ операции	Наименование операции	Содержание операции
1	2	3
05	Заготовительная	Получение заготовки литьём в керамические формы
10	Слесарная	Срезание литниковой системы, зачистка заготовки
15	Термообработка	Отжиг заготовки в печи для снятия остаточных напряжений и измельчение зерна заготовки
20	Контрольная	Контроль формы, размеров и точного положения поверхностей отливки
25	Токарная	Обработка поверхностей с правого торца
30	Токарная	Обработка поверхностей с левого торца
1	2	3
35	Сверлильная	Сверление отверстий
40	Сверлильная	Зенковка фасок
45	Фрезерная	Фрезерование паза
50	Резьбонарезная	Нарезание резьбы
55	Слесарная	Удаление заусенцев, стружки
60	Промывочная	Мойка детали в моечной ванне, сушка детали
65	Контрольная	Контроль размеров и формы
70	Консервация и упаковка	Смазка и упаковка готовой детали
75	Транспортировка	Транспортировка детали на склад

2.1.2 Анализ операционного техпроцесса механической обработки заготовки

№ и наименование операции	Содержание операции
25.Токарная	Переход 1: Подрезка торца в размер 81h11+Дпрc обеспечением параметра шероховатостиRa=1,25мкм за 3 прохода. Точение поверхности Ш70b12x17h8 с обеспечением параметра шероховатости Ra=1,25мкм за 3 прохода. Переход 2: Расточка отверстия Ш60H7x4H14 с обеспечением параметра шероховатости Ra=2,5мкмза 2 прохода. Переход 3: Расточка отверстия 15Н7 с обеспечением параметра шероховатости Ra=1,25мкм за 3 прохода. Базирование по поверхности Ш67,5±0,5 с упором в левый торец размера 81h11+Дпрв трехкулачковом патроне ГОСТ 16682-71 DxHxdmax=200x100x95мм. Режущий инструмент: Резец подрезной проходной STGCR2020К16, пластина TCGX 16T304Aл, Материал пластины ВК6. Резец расточной S20S-SCLCR11, пластина TCGX 110204-AL, материал пластины ВК6. Резец расточной S12M-STFCR11, пластина TCGX 110204Ал, Материал пластины ВК6. Мерительный инструмент: 1)Штангенциркуль мод. 124001 ц.д. 0,01мм, погр. 0,03мм, ГОСТ 166. 2)Образцы шероховатости (Т) ГОСТ 9378-60. 3)Нутромер мод 105, ц.д. 0,01мм, погр. 0,012мм, ГОСТ 868-82. Обработка на универсальном токарно-винторезном станке 250ИТВМ.01.
30.Токарная	Переход 1: Подрезка торца 81h11+Дпрс Ra=2,5 за 2 прохода. Переход 2: Точение канавки Ш67±0,4х1,5Н7 Переход 3: Подрезка левого торца в размер 5,8Н12 с обеспечением параметра шероховатости Ra=2,5мкм. Базирование по поверхности Ш60Н7 с упором в правый торец 81h11+Дпрв специальном токарном приспособлении. Режущий инструмент: Резец подрезной STGCR2020К16, пластина TCGX090202Aл, Материал пластины ВК6. Резец канавочный специальный. Мерительный инструмент: 1)Штангенциркуль мод. 124001 ц.д. 0,01мм, погр. 0,03мм, ГОСТ 166. 2)Образцы шероховатости (Т) ГОСТ 9378-60. 3)Нутромер мод. 105, погр. 0,003мм, Гост 9244. 4) Головка индикаторная ц.д. 0,003мм, погр. 0,003мм, ГОСТ 9696. 5) Стойка С-III М ГОСТ 10197-70. 6) Шаблон b=1,5Н7 7)РадиусомерN1 ГОСТ 4126-82. Обработка на универсальном токарно-винторезном станке 250ИТВМ.01.
35. Сверлильная	Переход 1: Сверление 3х отверстий Ш3Н14 - 27х36±0,3 Переход 2: Сверление 4х отверстий Ш 2,5Н14 под резьбу М3-5Н6Н. Переход 3: Сверление 10ти отверстий Ш1,6 под резьбу М2-5Н6Н. Переход 4: Сверление 3х отверстий Ш2,0 под резьбу М2,5-5Н6Н. Переход 5: Сверление отверстия Ш5Н14 - 32х18±0,2. Базирование по поверхности Ш60Н7 с упором в правый торец и по правому торцу глухого отверстия 39±0,2х55Н14 в разрабатываемом кондукторе Режущий инструмент: Сверла ГОСТ 19543-74. Ш5, А1; Ш8, В1; Ш1,6, А1; Ш3, В1; Ш2,5, А1; Ш2, А1. Мерительный инструмент: 1)Калибры-пробки мод 500, ГОСТ 14807-69. Ш5Н14; Ш8Н14; Ш15Н14; Ш1,6Н11; Ш3Н14; Ш2,5Н11; Ш2Н11. 2)Микроскоп инструментальный ИМ 100х50 ГОСТ 8074-82. 3) Образцы шероховатости (С) ГОСТ 9378-60 Обработка на настольно-сверлильном станке мод. ГС2112.
45. Фрезерная	Переход 1: Фрезерование паза 3,6Н12х66±0,5 под углом 57°±30?. Базирование по Ш60Н7 с упором в правый торец размера 81h11 и по отверстию Ш3Н14 в специальном фрезерном приспособлении. Режущий инструмент: Фреза концеваяШ3,6 спец. Мерительный инструмент:1) Штангенциркуль мод. 124011, ц.д. 0,01мм, погр. 0,03мм. 2) Образцы шероховатости (Ш) ГОСТ 9378-60. Обработка на Вертикально-фрезерном станке мод. 6Т104.
50. Резьбонарезная	Переход 1: резьбонарезание метчиком 10 отверстий М2-5Н6Н. Переход 2: резьбонарезание метчиком 6 отверстий М2,5-5Н6Н. Переход 3: резьбонарезание метчиком 4 отверстий М3-5Н6Н. Режущий инструмент: Метчик М2, ГОСТ 3266-81, класс точности 2. Метчик М2,5 ГОСТ 3266-81, класс точности 2. Метчик М3 ГОСТ 3266-81, класс точности 2. Обработка на резьбонарезом станке ВС-11М.

3.Расчет припусков и операционных размеров

Для последовательной обработки плоскостей и торцов расчет минимального припуска везется по формуле:

, (3.1)

где - неконтролируемая погрешность формы обрабатываемой поверхности, полученная на предшествующей ступени обработки (11П, [1]);

Rz(i-1) - шероховатость, полученная на предшествующей стадии обработки;

Ti-1 - глубина дефектного слоя, полученная на предшествующей стадии обработки.

При расчете припусков на диаметральные размеры используется формула:

,(3.2)

где - смещение оси заготовки в расчетном (опасном) сечении за счет изогнутость;

- высота микронеровностей профиля, полученных на предшествующий ступени обработки (1П[1]).

- глубина дефектного слоя, образовавшегося на предшествующей ступени обработки (1П[1]).

- сумма квадратов допусков , регламентирующих несоосность обрабатываемой поверхности относительно технологической базы на предшествующей и выполняемой ступенях обработки (9П[1]).

Величина определяется по формуле:

, (3.3)

где - удельная изогнутость (2П[1]),

- расстояние от среднего сечения обрабатываемой поверхности до ближайшей опоры (выбирается согласно схемы установки заготовки и ее крепления в приспособлении).

Расчет операционных размеров производится по формуле:

,(3.4)

где - допуск на рассматриваемый операционный размер, односторонний предельный, равный по абсолютной величине нижнему отклонению, если размер охватываемый (см. стр. 32, табл. 13, [3]).

1)Расчет припусков на операции 25 токарная

А) Правый торец в размер 81h11, Rz=6мкм.

Стадии обработки:

1. Заготовка литьем: Rzзаг=80мкм, Тзаг=100мкм, щзаг=100мкм

2. Черновая подрезка торца:Rz2=20 мкм, Т2=0мкм, щ2=20мкм

3. Чистовая подрезка торца: Rz3=6 мкм, Т3=0мкм, щ3=0мкм

Расчет припусков и операционных размеров:

-на чистовой проход:

Zmin3=Rz2+T2+ щ2=20+0+20=40.

Но согласно [4] минимальная глубина резания при токарной обработке tmin?0.1 мм. Тогда принимает Zmin3=100мкм.

Операционный размер:

А3=А0+Zmin3+дA3h11=81+0.1+0.22=81.38мм

Принимаю А3=81,4-0,22+Дпр.

Глубина резания t3=A3-A0=81.4-81.0=0.4мм.

-на черновой проход:

Zmin2=Rz1+T1+ щ1=80+100+100=280мкм>>tmin.

Операционный размер:

А2=А3+Zmin2+дA2h12=81,4+0.28+0,35=82мм

Принимаю А2=82-0,35+Дпр.

Глубина резания t2=A2-A3=82-81.4=0.6мм.

Б) Поверхность Ш70b12x17h8, Rz=12 мкм.

Стадии обработки:

1. Заготовка литьем: Rzзаг=80мкм, Тзаг=100мкм, Ди=1,0мкм/мм

дизаг=2*1*62=124мкм,

?дeiзаг=0,3мкм (Табл. 8п)

2. Черновая обработка:Rz2=60 мкм, Т2=0мкм, Ди2=0,35мкм/мм

ди2=2*0,35*60=43,4мкм,

?дej2=0,14мкм (Табл. 8п)

3. Получистовая обработка: Rz3=40 мкм, Т3=0мкм, Ди3=0мкм/мм

ди3=0мкм,

?дej3=0 мкм (Табл. 8п)

4. Чистовая обработка: Rz4=6мкм, Т4=0мкм,

ди4=0мкм,

?дej4=0 мкм

Расчет припусков и операционных размеров:

-чистовой проход:

Zmin4=2(Rz3+T3+(д2и3+ д2j3)0.5=2(40+0+(02+02)0.5)=80мкм.

Операционный размер:

А4=А0+Zmin4+ дAH11=70+0.08+0.19=70.27 мм.

Глубина резания tчист=(А4-А0)/2=(70,3-70,0)/2=0,15 мм.

-получистовой проход

Zmin3=2(Rz2+T2+(д2и2+ д2j2)0.5=2(60+0+(352+1402)0.5)=408мкм.

Операционный размер:

А3=А4+Zmin3+ дAH11=70,3+0.4+0.19=70.89мм.

Глубина резания tполучист=(А3-А4)/2=(70,9-70,3)/2=0,3 мм.

-черновой проход

Zmin2=2(Rzзаг+Tзаг+(д2изаг+ д2jзаг)0.5=2(80+100+(1242+3002)0.5)=1009мкм.

Операционный размер:

А2=А3+Zmin2+ дAH11=70,39+1,009+0.19=72.09мм.

Глубина резания tчерн=(Азаг-А3)/2=(72,0-70,9)/2=0,55 мм.

В) Отверстие Ш60Н7х4, Rz=12мкм.

Стадии обработки:

1. Заготовка литьем: Rzзаг=80мкм, Тзаг=100мкм, Ди=1,0мкм/мм

дизаг=2*1*62=124мкм,

?дeiзаг=0,3мкм

2. Черновая обработка:Rz2=60 мкм, Т2=0мкм, Ди2=0,4мкм/мм

ди2=2*0,4*62=49,6мкм,

?дej2=100мкм

3. Получистовая обработка: Rz3=40 мкм, Т3=0мкм, Ди3=0,2мкм/мм

ди3=2*0,2*62=24,8мкм,

?дej3=50 мкм.

4. Чистовая обработка: Rz4=12мкм, Т4=0мкм,

ди4=0мкм,

?дej4=0 мкм

Расчет припусков и операционных размеров:

-чистовой проход:

Zmin4=2(Rz3+T3+(д2и3+ д2j3)0.5=2(40+0+(24,82+502)0.5)=191мкм.

Операционный размер:

А4=А0+Zmin4+ дAH11=60+0.191-0.19=59.61мм.

Глубина резания tчист=(А0-А4)/2=(60,0-59,6)/2=0,2 мм.

-получистовой проход

Zmin3=2(Rz2+T2+(д2и2+ д2j2)0.5=2(60+0+(49,62+1002)0.5)=343мкм.

Операционный размер:

А3=А4+Zmin3+ дAH11=59,6-0.343-0.19=59.06мм.

Глубина резания tполучист=(А4-А3)/2=(59,6-59,0)/2=0,3 мм.

-черновой проход

Zmin2=2(Rzзаг+Tзаг+(д2изаг+ д2jзаг)0.5=2(80+100+(1242+3002)0.5)=1009мкм.

Операционный размер:

А2=А3+Zmin2+ дAH11=59,0-1,009-0.19=57.8мм.

Глубина резания tчерн=(А3-Азаг)/2=(59,0-57,8)/2=0,6 мм.

2)Расчет припусков на операции 30 токарная

А) Левый торец в размер 81h11, Rz=12мкм.

Стадии обработки:

1. Заготовка литьем: Rzзаг=80мкм, Тзаг=100мкм, щзаг=100мкм

2. Черновая подрезка торца:Rz2=20 мкм, Т2=0мкм, щ2=20мкм

3. Чистовая подрезка торца: Rz3=12 мкм, Т3=0мкм, щ3=0мкм

Расчет припусков и операционных размеров:

-на чистовой проход:

Zmin3=Rz2+T2+ щ2=20+0+20=40.

Но согласно [4] минимальная глубина резания при токарной обработке tmin?0.1 мм. Тогда принимает Zmin3=100мкм.

Операционный размер:

А3=А0+Zmin3+дA3h11=82+0.1+0.22=82.32мм

Принимаю А3=82,3-0,22+Дпр.

Глубина резания t3=A3-A0=82.3-82=0.3мм.

-на черновой проход:

Zmin2=Rz1+T1+ щ1=80+100+100=280мкм>>tmin.

Операционный размер:

А2=А3+Zmin2+дA2h12=82,3+0.28+0,35=82.93мм

Принимаю А2=83-0,35+Дпр.

Глубина резания t2=A2-A3=83-82.3=0.7мм.

Б) Отверстие Ш15Н7х5,2, Rz=6мкм.

Стадии обработки:

1. Заготовка литьем: Rzзаг=80мкм, Тзаг=100мкм, Ди=1,0мкм/мм

дизаг=2*1*72=144мкм,

?дeiзаг=0,3мкм

2. Черновая обработка:Rz2=60 мкм, Т2=0мкм, Ди2=0,5мкм/мм

ди2=2*0,5*72=49,6мкм,

?дej2=100мкм

3. Получистовая обработка: Rz3=40 мкм, Т3=0мкм, Ди3=0,25мкм/мм

ди3=2*0,25*72=36мкм,

?дej3=50 мкм.

4. Чистовая обработка: Rz4=6мкм, Т4=0мкм,

ди4=0мкм,

?дej4=0 мкм

Расчет припусков и операционных размеров:

-чистовой проход:

Zmin4=2(Rz3+T3+(д2и3+ д2j3)0.5=2(40+0+(362+502)0.5)=203мкм.

Операционный размер:

А4=А0-Zmin4-дAH12=15-0.203-0.18=14.61мм.

Принимаю А3=14.6-0.18+Дпр.

Глубина резания tчист=(А0-А4)/2=(15,0-14,6)/2=0,2 мм.

-получистовой проход

Zmin3=2(Rz2+T2+(д2и2+ д2j2)0.5=2(60+0+(722+1002)0.5)=366мкм.

Операционный размер:

А3=А4-Zmin3-дAH12=14,6-0.366-0.18=14.05мм.

Принимаю А3=14.0-0,18+Дпр.

Глубина резания tполучист=(А4-А3)/2=(14,6-14,0)/2=0,3 мм.

-черновой проход

Zmin2=2(Rzзаг+Tзаг+(д2изаг+ д2jзаг)0.5=2(80+100+(1442+3002)0.5)=1025мкм.

Операционный размер:

А2=А3-Zmin2-дAH11=14,0-1,025-0.18=12.795мм.

Принимаю А3=12.8-0,18+Дпр.

Глубина резания tчерн=(А3-Азаг)/2=(14,0-12,8)/2=0,6 мм.

В) Торец в размер 5.8h12, Rz=12мкм.

Стадии обработки:

1. Заготовка литьем: Rzзаг=80мкм, Тзаг=100мкм, щзаг=100мкм

2. Черновая подрезка торца:Rz2=20 мкм, Т2=0мкм, щ2=20мкм

3. Чистовая подрезка торца: Rz3=12 мкм, Т3=0мкм, щ3=0мкм

Расчет припусков и операционных размеров:

-на чистовой проход:

Zmin3=Rz2+T2+ щ2=20+0+20=40.

Но согласно [4] минимальная глубина резания при токарной обработке tmin?0.1 мм. Тогда принимает Zmin3=100мкм.

Операционный размер:

А3=А0+Zmin3+дA3Н12=5,8+0.1+0.35=6,25мм

Принимаю А3=6,3-0,35+Дпр.

Глубина резания t3=A3-A0=6.3-5,8=0.5мм.

-на черновой проход:

Zmin2=Rz1+T1+ щ1=80+100+100=280мкм>>tmin.

Операционный размер:

А2=А3+Zmin2+дA2Н12=6,3+0.28+0,35=6.93мм

Принимаю А2=6,9-0,35+Дпр.

Глубина резания t2=A2-A3=6,9-6.3=0.6мм.

4.Расчет режимов резания и нормирование операций технологического процесса

4.1 Расчет режимов резания на операциях механической обработки

Эффективное использование режущего инструмента возможно в условиях обработки заготовок на точных, высокоскоростных и мощных металлорежущих станках при достаточной жесткости технологической системы. Правильно рассчитанные и принятые режимы резания во многом определяют не только производительность обработки, но и себестоимость производства.

Режущий инструмент представлен в таблице 4.1.

4.1.1 Режущий инструмент и его характеристика

Наименование операции обрабатываемой поверхности	Характеристика режущего инструмента
25 Токарная обработка -поверхность торца в размер 81h11 -поверхность Ш70b12х17h8	Резец подрезной проходной STGCR 2020К16, пластина TCGX 16T304Aл, Материал пластины ВК6.
-отверстие Ш60Н7*4Н14	Резец расточной S20S-SCLCR11, пластина TCGX 110204-AL, материал пластины ВК6.
30 Токарная обработка -поверхность торца в размер 81h11	Резец подрезной STGCR 2020К16, пластина TCGX 090202Aл, Материал пластины ВК6.
-торец в размер 5,8Н12 -отверстие Ш15Н7*5,2	Резец расточной S12M-STFCR11, пластина TCGX 110204Ал, Материал пластины ВК6.
-радиальная канавка Ш67±0,4х 1,5Н17	Резец канавочный специальныйb=1,5Н17.
35 Сверлильная -отверстие Ш5Н11 -отверстие Ш8Н14 -отверстие Ш1,6Н11 -отверстие Ш3Н14 -отверстие Ш2,5Н11 -отверстие Ш2Н11	Сверла ГОСТ 19543-74. Ш5, А1; Ш8, В1; Ш1,6, А1; Ш3, В1; Ш2,5, А1; Ш2, А1.
45 Фрезерная -паз 3,6Н12	Фреза концевая Ш3,6 спец.

Параметры резания на операции 25 токарная.

Расчёт подачи на черновом и получистовом проходе:

S = SтkskkkпkHBkrkykB ,где(4.1.1.1)

Sт-табличное значение подачи для различных материалов;

ks - коэффициент, характеризующий влияние толщины режущей пластины;

k? - коэффициент, характеризующий влияние главного и вспомогательного углов резца в плане и угла при вершине режущей пластины ;

k- коэффициент, характеризующий влияние заднего угла резца;

kп- коэффициент, характеризующий прочностные свойства твёрдого сплава, соответствующей подгруппы применения;

kHB- коэффициент, характеризующий влияние твёрдости обрабатываемой поверхности заготовки;

kr - коэффициент, характеризующий влияние радиуса вершины режущей пластины;

ky- коэффициент, характеризующий влияние условий обработки заготовки;

kв - коэффициент, характеризующий вид обработки;

Подачи на чистовых проходах определяется по формуле:

,(4.1.1.2) ([4], стр. 130)

где - требования шероховатости на чистовом проходе.

Скорость резания при точении и расточке поверхностей обрабатываемой заготовки определяется по формуле:

,(4.1.1.3)

где - табличное значение скорости резания обрабатываемого материала, полученной в определенных условиях обработки

и - соответственно подача и глубина резания;

- поправочный коэффициент, учитывающий разницу табличной и фактической твердости (НВ) материала обрабатываемой поверхности заготовки;

- поправочный коэффициент, учитывающий разницу периода стойкости выбираемого (Т) и эталонного (ТЭ=15 мин) режущих инструментов;

- поправочный коэффициент, учитывающий разницу главного угла в плане (ц) выбираемого и эталонного (цЭ=90є) режущих инструментов;

- поправочный коэффициент, учитывающий подгруппу применения выбираемого твердого сплава;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние износостойкого покрытия режущих пластин;

- поправочный коэффициент, учитывающий свойства поверхностного слоя заготовки;

=1,2ч1,3 - коэффициент, учитывающий применение СОЖ (при обработке без СОЖ =1,0).

Поправочные коэффициенты смотрите в [4], табл. 3.1.5., стр. 133.

Частота вращения заготовки определяется по формуле:

, (4.1.1.4)([4], стр. 134)

где - диаметр обрабатываемой поверхности заготовки;

.

Рассчитанную частоту вращения заготовки сопоставить с ближайшей частотой вращения шпинделя (по паспорту) станка , выбранного для осуществления технического процесса. Если расчетная не может быть обеспечена станком, то фактическую скорость резания следует принять согласно выражению:

(4.1.1.5)([4],

Тангенциальная составляющая силы резания (Н) при точении и расточке определяется по формуле:

,(4.1.1.6)([4], стр. 135)

где и - соответственно подача и глубина резания;

- удельное значение силы резания при толщине среза материала заготовки 0,4 мм;

- - коэффициент, учитывающий влияние радиуса вершины режущей СМП;(4.1.1.7)

- коэффициент, учитывающий влияние переднего угла резца;

- коэффициент, учитывающий влияние износа пластины по задней поверхности .([4]табл.3.1.6.).

Мощность резания при точении и расточке (кВт):

(4.1.1.8)([4], стр. 135).

Проверка условия: ,[4]

где - мощность электродвигателя привода главного движения выбранного станка;

- КПД механизма главного двигателя выбранного станка (0,7 - 0,9).

1) Подрезка торца в размер 81h11 с обеспечением параметра шероховатости Rz=6мкм.

-получистовая обработка:

Рассчитаем подачу:

Исходные данные: Sт=1мм/об, ks=1, k=0,8, k=1, kп=0,9, kHB=1, kr=0,6, ky=1, kB=0,6.

Подставив исходные данные в формулу (4.1.1.1) получаем:

S=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

Исходные данные: Vт=750м/мин, k=1, kп=1.1, kт=0.85, kип=0,7, kз=0,7, kНВ=1.

Подставив исходные данные в формулу (4.1.1.3) получаем:

V=750*(10*0.25)-0.26*0.5-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=359м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*359/р*67,5=1695 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Исходные данные:kс0,4=500Н/мм2, k1=0,85, k2=1, k3=1.

Подставив исходные данные в формулу (4.1.1.6):

Pz=0,5*0,25*500*(0,4/0,5*sin(91))0,29*0,85*1*1=65Н.

Найдем мощность резания:

N=65*359/(60*1020)=0,3кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

-чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

S?(6*0.4/125)0.5=0.14мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0,14)-0,26*0,4-0,16*1*0,52*1*1,1*0,7*0,\*1,2=477м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*477/р*67,5=2251об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0.4*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*085*1*1=26Н.

Найдем мощность резания:

N=26*477/(60*1020)=0,2кВт.

2)Обработка поверхности Ш70b12x17h8, Rz=12 мкм.

-получистовая обработка:

Рассчитаем подачу:

S=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Расчитаем скорость резания:

V=750*(10*0.25)-0.26*0.65-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=348м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*348/р*70=1695 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0,65*0,25*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=82Н.

Найдем мощность резания:

N=82*348/(60*1020)=0,4кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

-чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

S?(10*0.4/125)0.5=0.26мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0,1)-0,26*0,3-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=499м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*499/р*70=2273об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0.3*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=19Н.

Найдем мощность резания:

N=19*499/(60*1020)=0,16кВт.

2)Обработка отверстия Ш65Н7, Rz=12 мкм.

-черновая обработка:

Рассчитаем подачу:

S=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Расчитаем скорость резания:

V=750*(10*0.25)-0.26*0.55-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=357м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*357/р*60=1698 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0,55*0,25*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=70Н.

Найдем мощность резания:

N=70*357/(60*1020)=0,4кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

-получистовая обработка

Рассчитаем подачу:

S?(10*0.4/125)0.5=0.17мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0,17)-0,26*0,25-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=448м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*448/р*60=2380 об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0.25*0,17*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=18Н.

Найдем мощность резания:

N=18*448/(60*1020)=0,13кВт.

-чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

S?(10*0.4/125)0.5=0.17мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0,1)-0,26*0,25-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=514м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*514/р*60=2836 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3.14*60*2500/1000=471 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0.25*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=16Н.

Найдем мощность резания:

N=16*471/(60*1020)=0,11кВт.

Параметры резания на операции 30 токарная.

1) Подрезка торца в размер 81h11 с обеспечением параметра шероховатости Rz=12мкм.

-получистовая обработка:

Рассчитаем подачу:

S=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Расчитаем скорость резания:

V=750*(10*0.25)-0.26*0.5-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=363м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*363/р*67,5=1711 об/мин, что меньше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0,5*0,25*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=60Н.

Найдем мощность резания:

N=65*493/(60*1020)=0,3кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

-чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

S?(12*0.4/125)0.5=0.12мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0,14)-0,26*0,4-0,16*1*0,52*1*1,1*0,7*0,\*1,2=477м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*477/р*67,5=2251об/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0.4*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*085*1*1=26Н.

Найдем мощность резания:

N=26*477/(60*1020)=0,2кВт.

2)Обработка отверстия Ш15Н7, Rz=6 мкм.

-черновая обработка:

Рассчитаем подачу:

S=1*1*0.8*1*0.9*1*0.6*1*0.6=0.25мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0.25)-0.26*0.55-0.16*1*0.85*1*1.1*0.7*0.7*1.2=357м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*357/р*15=7579 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*15*2500/1000=117 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0,6*0,12*500*(0,4/0,25*sin(91))0,29*0,85*1*1=45Н.

Найдем мощность резания:

N=45*117/(60*1020)=0,1кВт, что меньше чем Nmax=3кВт у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

-получистовая обработка

Рассчитаем подачу:

S?(10*0.4/125)0.5=0.12мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0,12)-0,26*0,6-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=426м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*426/р*15=9055 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*15*2500/1000=117 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0.3*0,12*500*(0,4/0,12*sin(91))0.29*0.85*1*1=20Н.

Найдем мощность резания:

N=18*117/(60*1020)=0,1кВт.

-чистовая обработка

Рассчитаем подачу:

S?(10*0.4/125)0.5=0.12мм/об.

Принимаю S=0.1мм/об.

Рассчитаем скорость резания:

V=750*(10*0,1)-0,26*0,2-0,16*1*0,85*1*1,1*0,7*0,7*1,2=427м/мин.

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*427/р*60=5037 об/мин, что больше чем nmax=2500 об/мин у выбираемого токарного станка модели 250ИТВМ.01.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3.14*15*2500/1000=117 м/мин.

Найдем тангенциальную составляющую силы:

Pz=0.25*0,1*500*(0,4/0,1*sin(91))0.29*0.85*1*1=12Н.

Найдем мощность резания:

N=16*471/(60*1020)=0,1кВт.

Параметры резания на операции 35сверлильная.

При сверлении отверстия без ограничивающих факторов выбирается максимально допустимая подача по прочности сверла (табл. 25 [6], стр. 277).

Скорость резания, м/мин, при сверлении

,(4.1.3.1.)([6],

где значение коэффициента и показателей степени приведены в табл. 28, [6];

- период стойкости (табл. 30, [6]);

- общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

,(4.1.3.2.)([6],

где - коэффициент на обрабатываемый материал (табл. 1-4, [6]);

- коэффициент на инструментальный материал (табл. 6, [6]);

- коэффициент, учитывающий глубину сверления (табл. 31, [6]).

- диаметр сверла;

- подача.

После расчета скорости сверления делается проверка условия по формуле:

,(4.1.3.3.)[4]

где - расчетная частота вращения сверла (заготовки);

- расчетная скорость сверления.

Если условие не выполняется, т.е. , то принимается фактическая частота вращения шпинделя, используемого на этой операции станка, т.е.:

(4.1.3.4.)[4].

Крутящий момент, , рассчитывается по формуле:

,(4.1.3.5.)[5]

где значения коэффициента и показателей степени приведены в табл. 32 [6], стр. 281;

- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки и определяется: ,(4.1.3.6.)

где значения коэффициента - коэффициента учитывающего влияние качества алюминиевых сплавов на силовые зависимости, приведены в табл. 10 [6].

Осевая сила, :

,(4.1.3.7.)[6]

где - частота вращения сверла (заготовки).

1) Сверление отверстия Ш5Н11.

Найдем скорость резания:

V=14,3*50,4*500/(150,2*0,180,5*2,50)*0,9*1*3=100 м/мин.

Найдем частоту вращения:

n=1000*100/(3,14*5)=6416 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*5*4500/1000=70м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*52*0,180,7*500=82Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*5*0,180,8*500*10=0,06 Нм.

Найдем мощность сверления:

N=0,06*4500/9741=0,03 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

2) Сверление отверстия Ш2,5Н11.

Найдем скорость резания:

V=14,3*50,4*500/(150,2*0,120,5*1,250)*0,9*1*3=93 м/мин.

Найдем частоту вращения:

n=1000*93/(3,14*2,5)=11911 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*2,5*4500/1000=35м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*2,52*0,180,7*500=15Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*2,5*0,120,8*500*10=0,01Нм.

Найдем мощность сверления:

N=0,02*3970/9741=0,01 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

3) Сверление отверстия Ш8Н14.

Найдем скорость резания:

V=14,3*80,4*500/(150,2*0,270,5*40)*0,9*1*3=99 м/мин.

Найдем частоту вращения:

n=1000*99/(3,14*8)=3951 об/мин, что меньше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*82*0,270,7*500=287Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*8*0,270,8*500*10=0,14 Нм.

Найдем мощность сверления:

N=0,14*3951/9741=0,05 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

4) Сверление отверстия Ш1,6Н11.

Найдем скорость резания:

V=14,3*1,60,4*500/(150,2*0,120,5*0,80)*0,9*1*3=78 м/мин.

Найдем частоту вращения:

n=1000*78/(3,14*1,6)=15569 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*1,6*4500/1000=22м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*1,62*0,120,7*500=6Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*1,6*0,120,8*500*10=0,01Нм.

Найдем мощность сверления:

N=0,01*4500/9741=0,006 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

5) Сверление отверстия Ш2Н11.

Найдем скорость резания:

V=14,3*20,4*500/(150,2*0,120,5*0,80)*0,9*1*3=85 м/мин.

Найдем частоту вращения:

n=1000*85/(3,14*2)=13618 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*2*4500/1000=28,2м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*22*0,120,7*500=9Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*2*0,120,8*500*10=0,01 Нм.

Найдем мощность сверления:

N=0,01*4500/9741=0,006 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

6) Сверление отверстия Ш3Н14.

Найдем скорость резания:

V=14,3*40,4*500/(150,2*0,120,5*0,80)*0,9*1*3=100 м/мин.

Найдем частоту вращения:

n=1000*100/(3,14*1,6)=10677 об/мин, что больше чем nmax=4500 об/мин у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3,14*3*4500/1000=42м/мин.

Найдем осевое усилие при сверлении:

Рх=10*1,2*32*0,120,7*500=22Н.

Найдем крутящий момент при сверлении:

Мкр=0,005*3*0,120,8*500*10=0,02 Нм.

Найдем мощность сверления:

N=0,02*4500/9741=0,01 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Параметры резания на операции 45фрезерная.

Подача на один зуб определяется по формуле:

,(4.1.4.1.)[6]

где - подача на один оборот фрезы

Скорость резания - окружная скорость фрезы, , определяется по формуле:

,(4.1.4.2.)[6]

где значение коэффициента и показателей степени приведены в табл. 39, [6], стр. 286;

- период стойкости (табл. 40, [6]);

- общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

,(4.1.4.3.)([6],

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (табл. 4, [6]);

- коэффициент, учитывающий материал инструмента (табл. 6, [6]);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (табл. 5, [6]).

Сила резания, , определяется по формуле:

,(4.1.4.4.)[6]

где - число зубьев фрезы;

- частота вращения фрезы, которая определяется по формуле:

,(4.1.4.5.)[6]

Значение коэффициента и показателей степени приведены в табл. 41, [6];

- поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала (табл. 10, [6]);

Крутящий момент определяется по формуле:

(4.1.4.6.)[6]

Мощность резания, , определяется по формуле:

(4.1.4.7.)[6]

Исходные данные: S0=0.08мм/об, Sz=0,02мм/зуб, Cv=185,5, q=0.45, x=0.3, y=0.2, u=0.1, p=0.1, m=0.33, T=20мин; z=4, nv=1.0, Knv=0.8, Kuv=1.0.

Найдем скорость резания:

Kv=1.0*0.8*1.0=0.8.

Vр=(185.5*3.60.45/(200.33*2.20.3*0.020.2*3.60.1*40.1))*0.8=128 м/мин.

Найдем частоту вращения:

n=1000*128/(3.14*3.6)=11699 об/мин, что больше чем nmax=1400 об/мин у выбираемого фрезерного станка модели 6Т104.

Принимаю n=1400об.мин.

Найдем фактическую скорость резания:

V=3.14*1400*3.6/1000=15 м/мин.

Найдем окружную силу:

Cp=12.5, x=0.85, y=0.75, u=1, q=0.73, w=-0.13.

Pz=0.25*(10*12,5*2,21*0,020,75**3,61*4/(3,60,73*1400-0,13)=54Н.

Найдем мощность резания:N=54*15/(1020*60)=0.01кВт, что обеспечивается выбранным фрезерным станком.

4.2 Определение штучно-калькуляционного времени

Целью технического нормирования является определение времени, необходимого для выполнения технологического процесса изготовления детали. Это время называется нормой времени и является мерой живого труда. А результат труда измеряется количеством выработанной продукции, который называется штучно-калькуляционное время. Она определяет производительность труда.

Тшт= Тосн+Твсп+Тобсл+Тотд+Тп.з. , где

Тп.з .- подготовительно-заключительное время. Определяется по нормативам;

Тосн - общее время

Твсп - вспомогательное время работы

Тобсл - время обслуживания

Тотд - время отдыха

Основное технологическое время расчитывается по формуле:

Tосн=(1+1вр+1п)/(n1*S1)+(1+1вр+1п)/(n2*S2), где

1=D0max-D0min/2 - длина обработки;

1вр1 - величина врзания инструмента на 1-м проходе;

1вр2- величина врезания инструмента на 2-м проходе;

1п- длина перебега;

n1- число оборотов шпинделя станка на 1-м проходе;

S1- подача при обработке на 1-м проходе;

n2- число оборотов шпинделя станка на 1-м проходе;

S2- подача при обработке на 1-м проходе;

Твсп - вспомогательное время включает в себя:

время на установку и снятие детали tвсп1 = 0,2 мин;

время на очистку приспособления от стружки tвсп2 = 0,1 мин;

время на холостое движение шпинделя станка и управление станком tвсп3 = 0,5 мин;

время на контрольные измерения tвсп4 = 0,15 мин.

Тобс= 3,5 (Тосн + Твсп).

Тотд = 4 (Тосн + Твсп).

4.2.1 Расчет штучного времени на токарной операции 25

1) При обработке торца в размер 81h11:

1=D0max-D0min/2=70-60/2=5мм

1вр1=0,5 мм;

1вр2=0,4 мм;

1п=1 мм;

n1=1695 об/мин;

S1=0,25об/мин;

n2=2251об/мин;

S2=0,1об/мин;

Tосн=(5+0.5+1)/(1695*0.25)+(5+0.4+1)/(2251*0.1)=0.04мин.

2)При обработке поверхности Ш70b12x17h8х15,5мм

1=D0max-D0min/2=70-60/2=5мм

1вр1=0,65мм;

1вр2=0,3 мм;

1п=0,5 мм;

n1=1582об/мин;

S1=0,25об/мин;

n2=2273об/мин;

S2=0,1об/мин;

Tосн=(15,5+0.65+0,5)/(1582*0.25)+(15,5+0.3+0,5)/(2273*0.1)=0.11мин.

2)При обработке поверхности Ш70b12x17h8х15,5мм

1=15,5мм

1вр1=0,65мм;

1вр2=0,3 мм;

1п=0,5 мм;

n1=1582об/мин;

S1=0,25об/мин;

n2=2273об/мин;

S2=0,1об/мин;

Tосн=(15,5+0.65+0,5)/(1582*0.25)+(15,5+0.3+0,5)/(2273*0.1)=0.11мин.

Твсп = 0,15 + 0,1 + 0,5 + 0,2 = 0,95 мин.

3)При точении канавки Ш67х1,5мм

1=1,5мм

1вр1=0,1мм;

1п=0 мм;

n1=2500об/мин;

S1=0,25об/мин;

Tосн=(1,5+0.1+0)/(2500*0.04)=0.01мин.

4)При расточке отверстия Ш60Н7x17h8х4 мм

1=4мм

1вр1=0,55мм;

1вр2=0,25 мм;

1п=0 мм;

n1=1698об/мин;

S1=0,25об/мин;

n2=2500об/мин;

S2=0,1об/мин;

Tосн=(4+0.655+0)/(1698*0.25)+(4+0.25+0)/(2500*0.1)=0.02мин.

?Тосн=Тосн1+Тосн2+Тосн3+Тосн4=0,04+0,11+0,01+0,02=0,19мин.

Твсп=0,15+(100+5+100)/2500+(100+15,5+100)/2500+(100+1,5+100)/2500+(100+4+100)/2500=0,59мин.

Тобсл=0,035*(0,59+0,19)=0,05мин.

Тотд=0,04*(0,59+0,19)=0,02мин.

Тн=20/141+0,19+0,59+0,05+0,02=0,98мин.

4.2.2 Расчет штучного времени на токарной операции 30

1) При обработке торца в размер 81h11:

1=5мм

1вр1=0,5 мм;

1вр2=0,4 мм;

1п=1 мм;

n1=1711об/мин;

S1=0,25об/мин;

n2=2251об/мин;

S2=0,1об/мин;

Tосн=(14,25+0.5+1)/(1711*0.25)+(14,25+0.4+1)/(2251*0.1)=0.1мин.

2)При расточке отверстия Ш15Н11мм

1 =5,8мм

1вр1=0,6мм;

1вр2=0,2 мм;

1п=1 мм;

n1=2500об/мин;

S1=0,12об/мин;

n2=2500об/мин;

S2=0,1об/мин;

Tосн=(5,8+0.6+1)/(2500*0.12)+(5,8+0.2+1)/(250*0.1)=0.05мин.

?Тосн=Тосн1+Тосн2=0,1+0,05=0,15мин.

Твсп=0,15+(100+14,25+100)/2500+(100+5,8+100)/2500+0,15+0,1=0,49мин.

Тобсл=0,035*(0,15+0,49)=0,04мин.

Тотд=0,04*(0,15+0,49)=0,01мин.

Тн=20/141+0,19+0,59+0,04+0,01=0,83мин.

4.2.2 Расчет штучного времени при сверлильной операции 35

1)Сверлить отверстие Ш5 на глубину 3.3 мм

l1=3.3мм; n=4500 об/мин; S1=0,18мм/об; lвр=2,5мм; lи=1мм.

Tосн=(3,3+2,5+1)/(4500*0.12)=0.008 мин.

2)Сверлить 4 отверстия Ш2,5 на глубину 10мм

l1=10мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1,25мм; lи=1мм.

4Tосн=4*(10+1,25+1)/(4500*0.12)=0.09 мин.

3)Сверлить отверстие Ш8 на глубину 4 мм

l1=4мм; n=3951 об/мин; S1=0,27мм/об; lвр=4мм; lи=1мм.

Tосн=(4+4+1)/(3951*0.27)=0.008 мин.

4)Сверлить 3 отверстия Ш2 на глубину 5,5 мм

l1=5,5мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1мм; lи=1мм.

3Tосн=3*(35,5+1+1)/(4500*0.12)=0.04 мин.

5)Сверлить 10 отверстий Ш1,6 на глубину 5.3 мм

l1=5,3мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=0,8мм; lи=1мм.

10Tосн=10*(5,3+0,8+1)/(4500*0.12)=0.013 мин.

6)Сверлить 3 отверстия Ш2 на глубину 3.3 мм

l1=3.3мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1мм; lи=1мм.

3Tосн=3*(3,3+1+1)/(4500*0.12)=0.02 мин.

1)Сверлить 3 отверстия Ш3 на глубину 10 мм

l1=10мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1,5мм; lи=1мм.

3Tосн=3*(10+1,5+1)/(4500*0.12)=0.06 мин.

?Тосн=Тосн1+Тосн2+ Тосн3+Тосн4+ Тосн5+ Тосн6+ Тосн7=0,008+0,09+0,008+0,04+0,13+0,02+0,06=0,37мин.

Твсп=0,15+(100+3,3+100)/4500+4(100+10+100)/4500+(100+4+100)/4500+3*

*(100+5,5+100)/4500+10*(100+5,3+100)/4500+3*(100+3,3+100)4500+

+3*(100+10+100)/4500+0,15+0,1=1,54мин.

Тобсл=0,035*(0,37+1,54)=0,13мин.

Тотд=0,04*(0,37+1,54)=0,04мин.

Тн=20/141+0,37+1,54+0,13+0,04=2,2мин.

4.2.2 Расчет штучного времени на фрезерной операции 40

1)Фрезирование паза 3,6х82

1=82мм

1вр1=1,8мм;

1п=1 мм;

n1=1400об/мин;

S1=0,08об/мин;

Tосн=(82+1,8+0)/(1400*0.08)=0,74мин.

?Тосн=Тосн1=0,74мин.

Твсп=0,15+(100+82+100)/1400+0,15+0,1=0,6мин.

Тобсл=0,035*(0,74+0,6)=0,09мин.

Тотд=0,04*(0,74+0,6)=0,03мин.

Тн=20/141+0,74+0,6+0,09+0,03=1,6мин.

5.Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки

5.1 Описание спроектированного технологической оснастки

5.1.1 Кондуктор

Кондуктор предназначен для сверления отверстий. Он состоит из следующих основных частей: основание, крышка, стойка. На основание устанавливается деталь. Она фиксируется с помощью 2х откидных болтов и гайки. От поворота деталь удерживает конический палец. Для однозначного положения основания и крышки относительно друг друга используются стойки. Откидные болты крепятся к основанию с помощью штифтов. Кондуктор устанавливается на 4 ножки которые ввинчиваются в основание и в крышку.

5.1.2 Фрезерное приспособление

Фрезерное приспособление предназначено для фрезерования паза. Оно состоит из: основания, корпуса, планки, пружины, двух прихватов, опоры, втулки.Планка соединена с корпусом через опору. К планке с помощью штифтов крепятся два откидных болта. На откидные болты надеваются прихваты и пружины.

Деталь базируется по отверстию диаметром 60 и отверстию диаметром 3 и зажимается прихватами с помощью гаек. Корпус и основание соединены между собой с помощью винтов. К столу станка приспособление крепится помощью винтов через проушины.

5.2 Расчет зажимных усилий

5.2.1 Кондуктор

Из условий надежного закрепления заготовки в кондукторе при сверлении отверстий

K*Мсв=Fтр1*(D1/2)+Fтр2*D2/2.

k=2,5 - коэффициент запаса прочности.

Fтр1=Fтр2=P0*f, где

f=0,2 - коэффициент трения-сцепления.

P0 - осевая сила прижима заготовки к плите.

k*Mсв=Po*f(D1/2+ D2/2)

осевая сила:

Po=2*k*Mсв/(f*(D1+D2)=2*2.5*10/(0.2*(68+60))=4Н.

Найдем усилие зажима, передаваемое гайкой

Q=2Pо*L/[rср*tg(б+ц)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}],

Где

Q - развиваемое усилие зажима;

Q= 0,5Ро,

d-номинальный диаметр резьбы(D=6мм),

L-длина рукоятки (L=15мм),

Dн и Dв- наружный и внутренний диаметры опорного торца гайки.

rср - средний радиус резьбы(rср=3,4мм).

- угол подъема резьбы ( = 230)

- угол трения в резьбе ( = 634)

f - коэффициент трения (f = 0,1)

осевая сила закрепления заготовки определяется по формуле:

Pи= Ро* [rср*tg(б+ц)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}]/4L, где

Pи= 0.4* [3,4*tg(230+634)+0.3*{153-63}/{ 1526- 62}]/4*15=0,04 кг.

5.2.2 Фрезерное приспособление

Из условий надежного закрепления:

?Мтр?k*MPz.

k-коэффициент запаса прочности.

MPz=Po*L;

?Мтр=Fтр1*D1/2+Fтр2*D2/2;

Fтр=Pз*f;

?Мтр= Pз*f *D1/2+ Pз*f *D2/2;

Pз*f *D1/2+ Pз*f *D2/2=k*Po*L;

Pз=(k*Po*L)/(f*(D1/2+D2/2));

Pз1=0.5*Pз;

Pз1=0.5*(2*51.4*30)/(0.1*(70/2+59.5/2))=30.3кг.

Найдем усилие зажима, передаваемое гайкой

Q=2Pо*L/[rср*tg(б+ц)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}],

Где

Q - развиваемое усилие зажима;

Q= 0,5Ро,

d-номинальный диаметр резьбы(d=6мм),

L-длина рукоятки (L=16мм),

Dн и Dв- наружный и внутренний диаметры опорного торца гайки.

rср - средний радиус резьбы(rср=3,6мм).

- угол подъема резьбы ( = 230)

- угол трения в резьбе ( = 635)

f - коэффициент трения (f = 0,1)

осевая сила закрепления заготовки определяется по формуле:

Pи= Q* [rср*tg(б+ц)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}]/2L, где

Pи= 30.3* [3,6*tg(230+635)+0.3*{153-63}/{ 152- 62}]/2*16=2.9 кг.

6. Проектно-точностные расчеты технологического процесса

Для выполнения требований, предъявляемых к точности размеров детали необходимо, чтобы их действительные размеры не выходили за пределы регламентированного допуска для соответствующего размера. Необходимым условием для выполнения этого требования является соблюдение неравенства: , где - полное суммарное поле рассеивания действительных размеров детали; - поле допуска на данный размер.

1) При обработке отверстия Ш15Н7(токарная операция).

Погрешность обработки определяется по формуле:

Дс=(Д2м+Д2см+ Д2у+ Д2б+ Д2изм+ 2Д2рег)0,5+2(Дизн+ДТ).

где рег=0,005мм- погрешность регулирующих устройств станка; значение регпринимают равным цене деления лимба станка;

изм.=0,003мм - погрешность измерения;

м=0,015мм- погрешность мгновенного рассеивания; ([5]стр.271);

см - погрешность смещения центра группирования;

Т=0мм - погрешность от температурных деформаций; ([5]стр.14);

у=0,01 - погрешность установки. ([5]стр.275);

изн - допустимый односторонний износ инструмента;

б=0,003 - погрешность базировки.

см=м/m0.5

где m - количество пробных деталей;

Принимаем m=10;

см=0.015/100.5=0.005мм;

;

где U0 - относительный размерный износ;

U0 = 0,015 мм;

l - путь резания;

где d - диаметр обработки; d = 15 мм;

L - длина обработки; L = 5,3 мм;

n - количество деталей в партии; n = 10шт;

S - подача; S = 0,25 мм/об;

;

Дс=(0,0152+0,0052+0,012+0,0032+0,0032+2*0,0052)0,5+2(0,0015+0)=0,017мм.

Допуск на размер Ш15Н7 составляет д=0,018мм. Для выполнения требований, предъявляемых к точности размеров должно выполняться неравенство: Д?д

Д=0,017<д=0,018-удовлетворяет условию.

2) При обработке для размера 21±0,1(сверление).

Погрешность от перекоса сверла равна:



где - высота кондукторской втулки, - зазор между втулкой и заготовкой, - глубина сверления.

Принимаем НВТ = 20мм, а = 0,5мм, Нз =5,5мм.

К=2(0,5*20+0,5+5,5)/20=1,6

Погрешность от колебания размера сверла и втулки

Zсл.п = с2 + ВТ2;

где с - допуск на диаметр сверла, ВТ - допуск на отверстие во втулке, Принимаем с = 0,014 мм, ВТ = 0,008мм.

Zсл = 0,0142 + 0,0082= 0,006мм.

Э2 = 2Э

где Э - несоосность отверстия к наружному диаметру во втулке.

Принимаем Э = 0,0025мм.

Э1 = 2? 0,0025 = 0,005мм.

Zизн.п - допустимый износ сверла и втулки. Принимаем Zизн.п =0,05мм;

Д=0,09*(2*1,62*0,006+0,0052+0,052)0,5+2*1,6*(0,001+0,01)=0,05мм

Д=0,05<д=0,1-удовлетворяет условию Д?д.