1) Глубина резания t, мм, зависит от припуска на обработку и требуемого класса шероховатости обрабатываемой поверхности. Если глубина резания t ? 5 мм, то обработку (фрезерование) ведут за один проход. В данном случае глубина резания t = 40, мм и обработку проведём за 8 проходов.

2) Величину подачи выбирают по справочной литературе в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала, режущего инструмента и требуемого класса шероховатости поверхности.

На фрезерных станках настраивается минутная подача S_M, мм/об, то есть скорость перемещения стола с закреплённой заготовкой относительно фрезы. Элементы срезаемого слоя, а следовательно и физико-механические параметры фрезерования, зависят от подачи на зуб S_Z, то есть перемещение стола с деталью (мм) за время поворота фрезы на один зуб. Шероховатость обработанной поверхности зависит от подачи на один оборот фрезы S₀, мм/об.

Между этими тремя значениями имеется следующая зависимость

S_M = S_z ? z ? n = S₀ ? n (20)

где n и z - соответственно частота вращения и число зубьев фрезы

Значение подачи S_Z возьмём из справочной литературы: S_Z = 0,1, мм/зуб

При отсутствии паспортных данных станка значение всех ступеней подач могут быть подсчитаны на основании закона их изменения по геометрической прогрессии

S_max = S_min?ц^z-1 (21)

где S_max и S_min - предельные значения подач станка;

ц - знаменатель геометрической прогрессии;

z - число ступеней подач.

Значения S_max, S_min и z указаны в технической характеристике станка.

Знаменатель геометрической прогрессии определяется по формуле

, (22)

С учётом исходных данных знаменатель геометрической прогрессии определяется

Принимаем из стандартного ряда ц = 1,26

Зная знаменатель геометрической прогрессии можно подсчитать значение всех ступеней подач, мм/мин:

S₁=25

S₂=S_1s=251,26=31,5;

S₃=S_1s²=25 (1,26) ²=40;

S₄=S_1s³=25 (1,26) ³=50;

………………………………

S₁₂=S_1s¹¹=25 (1,26) ¹¹=318;

S₁₃=S_1s¹²=25 (1,26) ¹²=400;

……………………………….

S₁₈=S_1s¹⁸=25 (1,26) ¹⁷=1271.

3) Расчётную скорость резания определим по эмпирической формуле

, м/ мин (23)

где C_V - коэффициент скорости резания, зависящий от материала режущей части инструмента и заготовки и от условий обработки;

T - расчётная стойкость фрезы, мин;

m - показатель относительной стойкости;

X_V, Y_V, U_V, p_V, q_{V -} соответственно показатели степени влияния глубины резания, подачи, ширины фрезерования, числа зубьев и диаметра фрезы на скорость резания

K_V - поправочный коэффициент на изменённые условия

Значение коэффициента и показателей степени в формуле скорости резания при фрезеровании:

C_V = 332; q_V =0,2; X_V = 0,1; Y_V = 0,4; U_V =0,2; p_V = 0; m = 0,2;

Поправочный коэффициент K_V определяется как произведение ряда коэффициентов

K_V = K_Mv?K_nv?K_Uv, (24)

где K_Mv - коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

K_nv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_Uv - коэффициент, учитывающий инструментальный материал;

K_nv = 0,8; K_Uv = 1;

Из формулы (22) найдём поправочный коэффициент

K_V = 1,47? 0,8 ? 1 = 1,176

Тогда по формуле (21) найдём расчётную скорость резания

4) Частота вращения шпинделя, об/мин подсчитывается по формуле

, об/мин (25)

где

V_p - расчётная скорость резания, м/мин;

D - диаметр фрезы, мм.

Тогда найдём расчётную частоту вращения шпинделя

5) Теперь подсчитаем фактическую частоту вращения n_Ф, ближайшую из паспортных данных станка. Для этого найдём ц_n и определим весь ряд n

, (26)

где n_z и n₁ - максимальное и минимальное значение частоты вращения

n - количество ступеней частоты вращения.

Принимаем из стандартного ряда ц = 1,26

Запишем ряд n - частот вращения станка

n_{1 =}31; n₂ = n₁?ц_n = 31?1,26 = 39,1

n₃=n_1n²=31 (1,26) ²=49,22

n₄=n_1n³=31 (1,26) ³=62

………………………………

n₁₂=n_1n¹¹=31 (1,26) ¹¹=394

n₁₃=n_1n¹²=31 (1,26) ¹²= 496,4

............

n₁₈=n_1n¹⁷=31 (1,26) ¹⁷=1576,4

Таким образом принимаем n_Ф = 394, об/мин

Теперь можно определить фактическую скорость резания V_ф по формуле

, (27)

где D - диаметр фрезы, мм;

n_ф - фактическая частота вращения, об/мин.

6) Определим фактическую подачу на зуб

Минутную подачу подсчитываем по формуле

S_M = S_Z ? z ? n_ф (28)

Подставив значения в формулу (28) получим

S_M = 0,1?18?394 = 709,2 мм/мин

Определим значение S_M ближайшее меньшее из паспортных данных станка S_M = 635, мм/мин

Определим фактическую подачу на зуб

, (29)

Подставляя в формулу (29) получим

7) Силу резания при фрезеровании определяем по эмпирической формуле

, (30)

где t - глубина фрезерования;

S_Z - фактическая подача, мм/зуб;

z - число зубьев фрезы;

D - диаметр фрезы, мм;

n_Ф - фактическая частота вращения фрезы, об/мин.

Значение коэффициента C_p и показателей степени X_p, Yp, U_p, V_P, q_P следующие: C_p = 68,2?9,8 =668; X_p = 0,86; Yp = 0,72; U_p = 1,1; V_P = 0; q_P = 0.86; B = 14, мм; z = 18; D = 140, мм; n_Ф = 394, об/мин.

Значение поправочного коэффициента K_P при фрезеровании зависит от качества обрабатываемого материала

Тогда получаем

8) Определим коэффициент использования полезной мощности станка

, (31)

где N_под - потребная мощность на шпинделе

, кВт (32)

где N_э = эффективная мощность на резание, кВт, определяемая по формуле

, кВт (33)

Подставляя полученные значения в формулу (20) получим

, кВт

Найденную эффективную мощность подставим в формулу (32)

кВт

Тогда найдём коэффициент использования мощности по формуле (31)

9) Фактическая стойкость инструмента определяется по формуле

, мин (34)

где V_P и T - расчётные значения скорости и стойкости инструмента

Т = 240 мин; V_p = 171 м/мин; V_ф = 173, м/мин

Подставим в формулу (34) численные значения и определим Т_Ф

10) Основное технологическое (машинное) время подсчитывается по формуле

, (35)

где L - расчётная длина обработки;

i - число проходов; i = 8

S_M - фактическая подача мм/мин;

Расчётную длину обработки определим по формуле

L = l+l₁+l₂, (36)

где l - длина обработки; l = 18, мм

l₁ - величина врезания, мм

Величина врезания l₁ определяется по формуле

, (37)

где

t - глубина резания, мм

D - диаметр фрезы, мм

B - ширина обрабатываемой поверхности, мм

Величину перебега l₂ примем равной 4 мм;

Находим расчётную длину обработки L:

L = 18+0,58+4 = 22,58, мм

По формуле (35) вычислим основное технологическое время

8. Нормирование времени, определение расценки и себестоимости механической обработки детали

Штучное время на механическую обработку одной детали t_ШТ состоит из следующих частей:

1) Основного технологического (машинного) времени to, мин, равного сумме значений машинного времени для всех переходов данной операции;

2) Вспомогательного времени t_в равного сумме значений его для всех переходов;

3) Времени организационного и технического обслуживания рабочего места t_об;

4) Времени перерыва на отдых и физические потребности t_ф т.е.

t_шт=t₀+t_в+t_об+t_ф

Основное технологическое (машинное) время - это время, непосред-ственно затраченное на процесс резания, подсчитываемое для каждого перехода.

t₀=1.09мин

Вспомогательное время - время на установку, закрепление и снятие детали, подвод и отвод инструмента, включение и выключение станка, проверку размеров. Вспомогательное время принимается по нормативам на каждый переход и в том числе на вспомогательные переходы, установку, переустановку и снятие детали; суммируется целиком на операцию.

t_в=1.2 мин

Оперативным временем называется сумма основного технологического и вспомогательного времени

t_оп=t₀+t_в=1,09+1.2=2,29

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места t_об включает: время на подналадку, чистку и смазку станка, на получение и раскладку инструмента, смену затупленного инструмента и т.п.

Время на обслуживание рабочего места t_об, а также на отдых и физические потребности назначается на операцию в процентах от оперативного времени по нормативам:

где

- процент на обслуживание рабочего места, принимаемый на предприятиях транспорта в пределах 4-7% от оперативного времени;

- процент на отдых и физические потребности, составляющие в единичном и серийном производстве 4-6, в крупносерийном и массовом 5-8% от оперативного времени.

По формуле получаем:

мин.

Таким образом теперь мы можем подсчитать t_шт:

мин.

8.1.2 Штучно-калькуляционное время на операцию вычисляется по формуле

где t_пз - подготовительно-заключительное время на всю партию деталей, мин;

n - число деталей в партии.

мин.

8.1.3 Подготовительно-заключительное время - это время определяется в целом на операцию и включает время, затраченное рабочим на ознакомление с технологической картой обработки детали, на изучение чертежа, наладку станка, получение, подготовку, установку и снятие приспособления для выполнения данной операции.

В соответствии с литературой подготовительно-заключительное время принимаем равным 45 мин.

8.1.4 Расценка на выполненную работу, то есть стоимость рабочей силы P определяется по формуле:

где C_т - тарифная ставка соответствующего 4 разряда;

K - коэффициент.

Значение тарифной ставки, соответствующей 3 разряду, принимаем равной C_т = 92,6 руб/ ч

Коэффициент K принимаем равным 2,15

тыс. руб.

8.1.5 Себестоимость механической обработки деталей С включает стоимость рабочей силы Р и стоимость накладных расходов Н и определяется по формуле:

где Н - стоимость накладных расходов, тыс. руб.;

Р - стоимость рабочей силы, тыс. руб.

Стоимость накладных расходов определим по формуле:

В задачу курсовой работы входит разработка конструкции одного приспособления, входящего в технологическую оснастку проектируемого процесса механической обработки.

Станочные приспособления предназначены для установки и закрепления обрабатываемой детали и разделяются: по степени специализации - на универсальные, переналаживаемые, сборные из нормализованных деталей и узлов; по степени механизации - на ручные, механизированные, автоматические; по назначению - на приспособления для токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных и др. станков; по конструкции - на одно - и многоместные, одно - и многопозиционные.

Выбор вида приспособления зависит от типа производства, программы выпуска деталей, от формы, размеров обрабатываемой детали и от требуемой точности обработки.

При проектировании станочного приспособления решаются следующие основные задачи:

1) упразднение трудоемкой операции - разметки деталей перед обработкой;

2) сокращение вспомогательного времени на установку, закрепление и переустановку детали относительно инструмента;

3) повышения точности обработки;

4) снижение машинного и вспомогательного времени за счет одновременной обработки нескольких деталей или совмещенной обработки несколькими инструментами;

5) облегчение труда рабочего и снижения трудоемкости обработки;

6) повышение технологических возможностей и специализация станка

В результате применения приспособления должны значительно возрасти производительность и снизится себестоимость обработки.

В качестве приспособления для фрезерования выбираем станочные пневматические тиски ГОСТ 18684-73, Принцип работы станочных тисков заключается в следующем: при помощи удаления воздуха мы разводим подвижные губки (с помощью эксцентрикового механизма) вставляем деталь которую необходимо обработать и с помощью подачи воздуха зажимаем деталь.

10. Основные сведения о технике безопасности при обработке на металлорежущих станках