Разработка технологии обработки детали типа 'корпус'

Введение

Выполнение курсового проекта позволяет систематизировать, обобщить и закрепить знания, полученные при изучении дисциплины “Технология машиностроения” и других специальных курсов, а также опыт, приобретенный во время производственных практик.

Общие теоретические положения, расчетные формулы и различные справочно-нормативные материалы были взяты из справочников, специальной литературы стандартов и руководящих материалов. При оформлении документации проекта основными руководящими материалами являются стандарты.

1. Расчет объёма выпуска и определение типа производства

Тип производства подбирается ориентировочно с помощью табличного метода в зависимости от объема выпуска деталей и их массы.

Годовой выпуск детали составляет 6000 шт/год, масса детали 0,227 кг. На основании этих данных можно заключить, что деталь изготавливается в среднесерийном типе производства.

Годовой объем выпуска деталей по цеху определим по формуле

где: - объем выпуска деталей по цеху, шт;

Dизд. = 6000 - объем выпуска изделий завода, шт.;= 1 - количество данных деталей в изделии;

β = 2 - процент запасных частей, %

Для серийного производства коэффициент закрепления (Кзо) операций равен от 10 до 20.

Данное производство характеризуется тем, что детали в производство запускаются партиями или сериями. Основной принцип - заготовления всей партии целиком как в обработке и в сборе. Технологический процесс в серийном производстве разделён на отдельные операции, закреплённые за отдельным технологическим оборудованием.

Применяемое оборудование разбросано от универсальных до специальных, специализированных станков с ЧПУ, обрабатывающих центров. Широко применяются как универсальные, так и специальные приспособления.

Квалификация рабочих ниже, чем в единичном производстве, за счет этого снижается себестоимость обработки.

Определим величину одновременно обрабатываемых деталей в партии по формуле (1.1):

Где N = 6120 годовая программа выпуска деталей;

Sn = 12 - число запуска в год (для среднесерийного типа производства);

=510 дет.

Для изготовления данной детали принимаем двухсменный режим работы.

2. Общая характеристика детали

Для разработки оптимального технологического процесса необходимо, чтобы исходные данные рассматриваемой детали способствовали назначению экономически целесообразных методов и видов обработки на рационально выбранном технологическом оборудовании для принятого типа производства.

.1 Служебное назначение детали

Деталь ”корпус” является составной частью клапана выработки в подвесном топливном баке. По окончанию выработки топлива в течение полета клапан закрывается. В отверстие Ø10,8 подводится штуцер, который подает командное давление, и клапан открывается. В отверстие Ø6 вставляется «направляющая», для исключения заклинивания клапана. Через окна происходит выработка топлива.

Данная деталь имеет ряд основных поверхностей, которые и предназначены для выполнения ее служебного назначения. Торцовые поверхности должны быть обработаны не ниже 12 квалитета. К основным поверхностям относятся: поверхность Æ 86+0,054, данная поверхности является базовой.

Вычертим упрощено эскиз детали и пронумеруем все поверхности
(см. рисунок 1).

Рисунок 1- Эскиз детали

Таблица 2.1 - Поверхности детали

Все поверхности детали можно разделить на основные и неосновные. Основными поверхностями являются поверхности, описывающие внешний контур детали, поверхности, имеющие наивысшие технологические показатели. К основным поверхностям относятся все ВЦП, НТП. К неосновным поверхностям относятся поверхности, не оказывающие существенного влияния на технологическое назначение детали, а являются лишь вспомогательными поверхностями необходимыми для упрощения сборки. К неосновным поверхностям относятся НЦП, наружные и внутренние фаски, канавки, резьба.

.2 Тип детали

Рассматриваемая деталь «корпус» относится к корпусным деталям.

.3 Технологичность детали

Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление, ремонт, технологическое обслуживание изделия по наиболее эффективной технологии в сравнении с аналогичными конструкциями при одинаковых условиях их изготовления, эксплуатации при одних и тех же показателях качества.

Применение эффективной технологии предполагает оптимальные затраты труда, материалов, средств, времени при технологической подготовки производства, в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта, включая подготовку изделия к функционированию, контроль его работоспособности, профилактическое обслуживание.

От условий, в которых изготавливается (тип производства, его организация, специализация, программа и повторяемость выпуска) зависят возможности отработки технологичности конструкции, направленной на снижение трудоемкости изготовления, себестоимости изделия.

При анализе технологичности конструкции детали выявлены следующие недостатки, которые занесены в таблицу 2.2

Таблица 2.2 - Технологичность детали

Фаски 0,4×45º должны быть выполнены 0,6×45º, убрать размеры 75-0,2, 30 и вместо них поставить 61 и 34 соответственно. Убрать размер 2, R0,3+0,2 изменить на R0,4±0,2.

Все поправки вносим в чертеж, который принимаем к дальнейшей разработке.

Деталь является технологичной по следующим признакам:

-  Механически обрабатываемые поверхности не имеют сложной конфигурации;

-       Конструкция детали позволяет вести за один установ механическую обработку множества поверхностей;

-       Конструкция детали обеспечивает свободный подвод и отвод инструмента, СОЖ в зону резания и из неё, и отвод стружки;

-       В конструкции детали предусмотрены канавки для выхода режущего инструмента;

-       Объем выпуска и тип производства позволяют использовать станки с ЧПУ: сверлильные, фрезерные.

2.4 Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали

Нормоконтроль выполняется согласно ГОСТ 2.111.

Чертёж детали выполнен в масштабе 1:1. Он содержит все характеризующие деталь указания:

-   нужное количество проекций и разрезов;

-        все необходимые размеры, допуски на размеры и расположение поверхностей;

         шероховатости поверхностей;

         марку материала;

         технические требования.

При контроле правильности выполнения чертежа можно выделить следующие недостатки:

значения шероховатости не соответствуют значениям допусков на размер и допусков формы и взаимного расположения поверхностей;

шероховатость поверхностей необходимо указать другим знаком;

размеры: 25, 10.5, R4 необходимо указать со знаком "*", так как эти размеры выполнены в отливке и носят справочный характер;

не хватает размеров Ø52Н11, Ø 91h10;

старое обозначение посадок,

в технические требования ввести п. 13 * - Размер в отливке

п.9 … по 722АТ ОСТ1 00022-80.

Некоторые замечания представлены в таблице 2.3

Таблица 2.3 - Рекомендуемые изменения в чертеже в соответствии с ЕСКД

Остальные технические требования соответствуют требованиям ЕСКД.

Произведем анализ характеристики поверхностей детали, результат сведем в таблицу 2.4

Таблица 2.4 - Анализ характеристики поверхностей детали

Для торцовых поверхностей заданы лишь величины шероховатости, точностные характеристики отсутствуют. Поэтому будем считать, что указанные шероховатости - нормативные; по ним устанавливаются условные квалитеты, определяющие точность обработки.

3. Выбор вида заготовки и его обоснование

Выбор метода получения заготовки определяется целым рядом факторов: конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, объёмом выпуска. Вид заготовки, метод получения, точность и изготовление непосредственно определяют точность, производительность и экономичность метода механической обработки. Поэтому более рациональным с точки зрения экономии металла является использование в качестве заготовки отливку.

Таблица 3.1 - Механические свойства стали АК7ч (АЛ9)

Таблица 3.2 - Химический состав стали АК7ч ГОСТ 1583-93

В качестве альтернативного варианта получения заготовки рассмотрим литье в кокиль. Для анализа целесообразного применения иного вида заготовки рассчитаем Ким - коэффициент использования материала.

Ким =

где: m - масса готовой детали;

М - масса заготовки.

Ким = = 0,70, Ким = = 0,68

Данные расчета приведены в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Сравнение двух вариантов получения заготовки

где: Сi - базовая стоимость 1 т. заготовки, руб.;

Для литья:          КТ = 1 - коэффициент, зависящий от класса точности;

КС =1 - коэффициент, зависящий от группы сложности;

КВ = 1,05 - коэффициент, зависящий от марки материала;

КМ = 1,79 - коэффициент, зависящий от массы;

КП = 1 - коэффициент, зависящий от объема производства.

 = 79,8 руб.

 = 81,67 руб.

По экономическим соображениям принимаем заготовку - литьем в землю, получение которой имеет ряд преимуществ: приближенная форма и размеры заготовки к размерам готовой детали. За счет этого происходит сокращение расхода металла, снятие малых припусков и уменьшение времени обработки детали.

Чем больше объем выпуска, тем целесообразнее получать заготовку приближенную по форме и размерам к готовой детали.

По ГОСТ 1583-93 определяем основные параметры заготовки.

. Разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали

Определяющим фактором при разработке маршрутного технологического процесса является тип и организационная форма производства.

Для каждой элементарной поверхности детали назначаем типовой план её обработки. На базе планов обработки элементарных поверхностей формируем потенциальные операции, представляющие собой совокупность технологических переходов одного этапа обработки. Данные сведены в таблицу 4.1

Таблица 4.1 - Разработка маршрутного технологического процесса

На основании таблицы 4.1 выбираем и назначаем экономически целесообразные методы и виды обработки при выполнении каждого технологического перехода в соответствии с принятым оборудованием.

Выявляются поверхности, которые можно обработать комбинированным, групповым методом или совместными элементами переходы обработки.

Формируется реальный потенциальный технологический маршрут, в основу которого закладываются назначенные этапы обработки детали. Содержание операционного технологического маршрута формируется по принципу максимальной концентрации при выполнении установов, позиций, переходов. Результаты сводим в таблицу 4.2

Окончательный выбор технологического маршрута может быть произведен только после определения времени изготовления детали.

Таблица 4.2 - Реальный предварительный маршрут обработки

5. Разработка операционного технологического процесса обработки детали

.1 Уточнение выбранного технологического оборудования

Назначение производственного оборудования в зависимости от размеров детали, её конструктивных особенностей, а также тех. требований, определенных параметров точности и качества поверхностей.

На черновом, получистовом, чистовом этапе и этапе повышенной точности используем токарный патронный с ЧПУ станок модель АТ220С.

На черновом этапе используем станок, который отработал срок службы больше, чем станок для чистового этапа, т.к. имеет большие отклонения по сравнению со станком чистовым.

Станок предназначен для токарной обработки деталей типа дисков, колец, заготовок шестерен, муфт, фланцев, крышек, поршней, небольших корпусных деталей и т.д. На станке можно производить обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, проточку наружных и внутренних канавок, подрезку торцев, сверление, рассверливание, развертывание и зенкерование центральных отверстий.

Техническая характеристика

Наибольшие размеры

обрабатываемого изделия, мм

диаметр над станиной

диаметр над суппортом                                             400

длина                                                                           220

Наибольшие перемещения

суппорта, мм

продольное                                                                 350

поперечное                                                                  280

Пределы подач, мм/мин

продольных Z                                                             10000

поперечных X                                                             10000

Частота вращения шпинделя,        об./мин.                        11-2800

Привод шпинделя                                            асинхр. дв. SIEMENS

Наибольшее усилие резания, кН                                        16

Привода подач,

электродвигатели                                                       синхр. SIEMENS

Постоянство диаметров образца изделия, мм в поперечном сечении на диаметре Ø 50 / в продольном сечении на длине 150 мм / прямолинейность торцевой поверхности на диаметре 200 мм 0,010 / 0,025 / 0,015

Дискретность задания перемещения по координатам, мм                                                                            0,001                                                                            0,001

Количество инструментов в

магазине, шт                                                               12

Устройство ЧПУ *                                                      SIEMENS

Габариты, мм

длина                                                                           6000

ширина                                                                        3167

высота                                                                         2120

Масса, кг                                                                    5465

* - станок может быть оснащен системой ЧПУ NC-200(мод. АТ-220НЦ)

Для сверлильно-фрезерно-расточных работ (операции 020) использую многокоординатный обрабатывающий центр модели МС.300.5 предназначен для высокоскоростной механической обработки деталей из различных материалов.

Основные технические характеристики

Диаметр планшайбы поворотного стола                 320 мм

Конус шпинделя по                                          DIN 69893-1 HSK-A63

Наибольшие перемещения по координатам/Y/Z                                                              400/320/320 мм'/C' (двухкоординатный стол)                            180/360 мм

Пределы частот вращения шпинделя              100 - 18000 об/мин

Скорость быстрых перемещений по координатам/Y/Z                                                                      30 м/мин'/C' (двухкоординатный стол)                              130/210 мин-1

Осевое усилие приводов подач X, Y/Z                      2000/4000 Н

Дискретность задания перемещений по координатам/Y/Z                                                                            0,0001 мм'/C' (двухкоординатный стол)                                    0,0001 мм

Точность линейного позиционирования по координатам X, Y, Z

точность позиционирования                                               6 мкм

повторяемость позиционирования                                     2 мкм

Точность углового позиционирования по координатам B', C'

(двухкоординатный стол)

точность позиционирования                                               6 мкм

повторяемость позиционирования                                     2 мкм

Точность межосевых расстояний между

соседними отверстиями в ряду                                  4 мкм

Точность межосевых расстояний между

любыми двумя отверстиями                                      5 мкм

Емкость магазина инструментов                               16 шт

Время смены инструмента, наименьшее / наибольшее

собственное                                                                2,5/3 с

от реза до реза                                                           4,5/5 с

Масса станка                                                               2500 кг

.2 Уточнение схемы установки детали

Для серийного производства применяем приспособления с пневмоприводами и гидроприводами, которые способствуют быстродействию приспособлений. На станках используем приспособления унифицированные и быстропереналаживаемые.

На токарном станке применяется стандартный трех кулачковый патрон.

На обрабатывающем центре применяются самоцентрирующие приспособление цанговая разжимная оправка с пневмоприводом.

Все приспособления пригодны для обработки всей группы деталей.

.3 Назначение режущего инструмента

Обработка поверхностей ведется стандартным режущим инструментом. На токарном станке с ЧПУ используются проходные, подрезные, расточные и канавочные резцы со сменными многогранными пластинами фирмы «Sandvik». Применяется штатный инструмент. Для сверления, зенкерования, развертывания отверстий применяются инструмент со сменными многогранными пластинами из твердого сплава ВК8 по ·ГОСТ. Для фрезерования применяем сборные торцовые фрезы со сменными многогранными пластинами ВК8 (WC-92%; Co-8%). Для нарезания резьбы применяются штатные твердосплавные метчик ВК6.

Приведем данные фирмы «Sandvik» по инструментальным материалам, применяемым в проекте. Сменные многогранные пластины изготавливаются из твердых сплавов. В проекте применяется следующие твердые сплавы без покрытия: ТК15 (10) - мелкозернистый сплав, повышенной износостойкости, высокая острота режущей кромки. Используется как для непрерывного точения, так и для обработки с ударом при высокопроизводительном съеме больших объемов металла. Высокопрочная основа позволяет сплаву работать в условиях прерывистого резания и обеспечивать большой удельный съем металла. ТК20(К10-К30) мелкозернистый сплав с удачным сочетанием прочности и износостойкости. Для отрезки и прорезки канавок. Использование СОЖ не обязательно.

Все инструментальные материалы фирмы «Sandvik» приняты в соответствии с обрабатываемым материалом, видом и условиями обработки согласно рекомендациям [4]

.4 Выбор приспособления

Для серийного производства применяем приспособления с пневмоприводами и гидроприводами, которые способствуют быстродействию приспособлений. На станках используем приспособления унифицированные и быстропереналаживаемые.

На токарном станке применяется стандартный патрон.

На обрабатывающем центре применяются самоцентрирующие приспособление типа патрон (цанговая разжимная оправка) с пневмоприводом.

Все приспособления пригодны для обработки всей группы деталей.

На станках с ЧПУ применяется контроль точности выполнения линейных и диаметральных размеров с применением индикатора контакта в автоматическом режиме.

6. Эскизы обработки и схемы установки

Разновидность эскизов обработки является операционный эскиз, технологический эскиз и технологическая наладка. Наиболее предпочтительным для разработки является технологический эскиз. Он выполняется для каждой технологической позиции, последняя включает в себя технологические переходы первого этапа обработки. На эскизах проводят координатные оси, показывают необходимые точки.

В основе схем установки лежит схема базирования, представляющая рациональную простановку операционных размеров.

7. Расчет размеров и припусков

Для расчета операционных размеров и размеров заготовки строим схему линейных внутренних операционных размеров - рисунок 7.1 , и схему диаметральных размеров и припусков рисунок 2 .

Таблица 7.1 - Результаты расчета линейных операционных размеров

Наименьший припуск на обработку Zmin определяются расчетно-аналитическим методом [4, с.62].

где: Rzi-1 - высота микронеровностей поверхности, которая осталась после выполнения предшествующего этапа [3, т.1, с.336]

hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя оставшегося после выполнения предшествующего этапа [3, т.1, с.336]

DSi-1 - суммарные отклонения расположения поверхности и отклонения формы, возникающие при выполнении предшествующего этапа.

Для заготовки [3, т.1, с.336],

DS = Dн´D

где Dн = 1,2 мкм на 1 мм радиуса- отклонение от перпендикулярности торца фланца к оси поковки [3, т.1, с.336],

D - диаметр заготовки.

Для промежуточных этапов обработки остаточные отклонения расположения заготовки [3, т.1, с.338],

DS = Dз´Ку

где Dз - кривизна заготовки,

Ку - коэффициент уточнения (Ку = 0,06 - для чернового этапа, Ку = 0,05 - для получистового этапа, Ку = 0,04 - для чистового этапа)

еуi - погрешность при установке на выполняемом этапе [3, т.1, с.50].

Рисунок 2 - Схема линейных операционных размеров.

Величина снимаемого припуска на чистовом этапе:

Zmin =(25+25+8)+50=108 мкм=0,108 мм;

Величина снимаемого припуска на получистовом этапе:

Zmin =(50+50+10)+50=160 мкм=0,16 мм;

Zmin =(50+50+10)+80=190 мкм=0,19 мм

Величина снимаемого припуска на черновом этапе:

Zmin =(100+100+12)+50=262 мкм=0,262 мм

Zmin =(100+100+12)+80=292 мкм=0,292 мм

Расчет искомых величин на каждом этапе обработки:

Для получистового этапа:

А14 = А16 - ZА16 = 60,5 - 0,108 = 60, 392 мм

А13 = А15 - ZА15 = 58 - 0,108 = 57,892 мм.

Для чернового этапа:

А8 = А14 - ZА14 = 60,392 - 0,16 = 60,232 мм.

А7 = А13 - ZА13 = 57,892 - 0,16 = 57,732 мм.

А9 = А12 - ZА12 = 78 + 0,16 = 78,16 мм.

А3 = А11 - ZА11 = 64 + 0,19 = 64,19 мм.

А2 = А10 - ZА10 = 61 + 0,19 = 61,19 мм.

А1 = А3 + ZА3 = 64,19 + 0,292 = 64, 482 мм

Размеры заготовки:

Б0 = А1 + ZА1 = 64, 482 + 0,262 = 64,744 мм

А0 = А3 - ZА9 + А9 + А1 - Б0 = 78,16 - 64 - 64,482 + 64,744 -0,262 = 14,16 мм

Ж0 = А8 + А3 - А1 - ZА8 = 60, 232 + 64,19 - 64,482 - 0,262 = 59,678 мм

Е0 = А7 + А3 - А1 - ZА7 = 57,732 + 64,19 - 64,482 - 0,262 = 57,178 мм

Д0 = А6 + А3 - А1 - ZА6 = 55 + 64,19 - 64,482 - 0,262 = 54,446 мм

Г0 = А5 + А3 - А1 - ZА5 = 50 + 64,19 - 64,482 - 0,262 = 49,446 мм

В0 = А4 + А3 - А1 - ZА4 = 34 + 64,19 - 64,482 - 0,262 = 33,446 мм

И0 = А2 - ZА2 = 61,19 - 0,292 = 60,898 мм

По схеме рисунка диаметральных операционных размеров составляем уравнения для Ø56h7 (-0,030). Уравнения и их решения приведены в таблице 7.2

Таблица 7.2 - Результаты расчета диаметральных операционных размеров

Минимальное значение припуска 2Zmin при обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей (двухсторонний припуск) определяется:

где Rzi-1 - высота микронеровностей поверхности, которая осталась после выполнения предшествующего этапа перехода);

h i-1 - глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего этапа (перехода);

- суммарные отклонения расположения поверхности и отклонения формы, возникающие при выполнении предшествующего этапа (перехода);

eyi - погрешность при установке на выполняемом этапе (переходе).

Расчет минимального значения припусков на всех этапах обработки:

Для чернового этапа:

мкм

Для получистового этапа:

мкм

Для чистового этапа:

мкм

Для этапа повышенной точности:

мкм

Максимальное значение припуска на обработку для двухстороннего припуска определяется по формуле:

2Zmax=2Zmin+T i-1+Ti

где T i-1 - допуски размеров на предшествующем этапе (переходе);

Ti - допуски размеров на выполняемом переходе.

Для чернового этапа:

Zmax=0,56+0,30+0,74=1,6 мм

Для получистового этапа:

Z max=0,36+0,120+0,30=0,78 мм

Для чистового этапа:

Zmax=0,260+0,046+0,120=0,426 мм

Для этапа повышенной точности:

Zmax=0,18+0,03+0,046=0,256 мм

Расчет минимальных размеров для каждого этапа:

Для чистового этапа:

Bmin.чист.= dmах.п.т. + 2Zmin п.т. = 56 + 0,18 = 56,18 мм       

Для получистового этапа:

Bmin.п.ч.= dmах.чист. + 2Zmin чист. = 56,18 + 0,26 = 56,44 мм

Для чернового этапа:

Bmin.чер.= dmах.п.ч. + 2Zmin п.ч. = 56,44 + 0,36 = 56,8 мм

Для заготовки:

Bmin.заг.= dmах.черн. + 2Zmin черн. = 56,8 + 0,56 = 57,36 мм

Расчет максимальных размеров для каждого этапа:

Для чистового этапа:

Bmax.чист..= d max. п. т.+ 2Zmin п.т. + Tчист. = 56 + 0,18 + 0,046 = 56,226 мм

Для получистового этапа:

Bmax.п.ч..= d max. чист.+ 2Zmin чист. + Tп.ч. = 56,226 + 0,26 + 0,12 = 56,606 мм

Для чернового этапа:

Bmax.чер..= d max. п. ч.+ 2Zmin п.ч. + Tчерн. = 56,606 + 0,36 + 0,3 = 57,226 мм

Для заготовки:

Bmax.заг..= d max. чер.+ 2Zmin чер. + Tзаг. = 57,226 + 0,56 + 0,74 = 58,566мм

Рисунок 3 - Схема расположения припусков, допусков, межпереходных размеров на Ø 56h7 (-0,030)

8. Расчет режимов резания

Операция 010 - токарная получистовая

Исходные данные:

Заготовка - отливка

Материал - Алюм. сплав АК7ч

Твердость не менее НВ 50

Оборудование - токарный патронный с ЧПУ станок модель АТ220С

Эскиз обработки см. чертеж.

Содержание операции:

1.      Точить диаметры

à)     Ø 91,4 мм

á)      Ø 57,23мм

â)      Ø 67,23 мм

ã)      Ø 85,5 мм

2. Подрезать торцы.

2.     Снять 3 фаски.

Определяем глубину резания

а)     t = 0,33 мм.

б)      t = 0,18 мм.

в)      t = 0,33 мм.

г)       t = 0,33 мм.

Определяем длину рабочего хода

Lр.х. = Lрез. + у + Lдоп., мм

где : Lрез - длина резания,

у - длина подвода, врезания,

Lдоп. - дополнительная длина резания

а)   Lр.х. = Lрез + у + Lдоп. = 61,19 + 3 + 0 = 64,19 мм.

б)      Lр.х. = Lрез + у + Lдоп. = 8 + 3 + 49,892 = 60,892 мм.

в)      Lр.х. = Lрез + у + Lдоп. = 2,5 + 3 + 57,392 = 63,392 мм.

г)       Lр.х. = Lрез + у + Lдоп. = 60,392 + 3 + 0 = 63,392 мм.

Назначение подачи суппортов на оборот шпинделя

Sо = Sт · Кs

а)   Sт = 0,4 мм/об

б)      Sт = 0,4 мм/об

в)      Sт = 0,4 мм/об

г)       Sт = 0,4 мм/обо =0,4 · 1,35 = 0,54 мм/обск = 0,5 мм/об [паспорт станка]

Определяем стойкость инструмента

Тр = Тн*l

Где l = Lрез/Lр.х. - коэффициент времени резания,

при l > 0,7 - не учитывается

Тн - нормированная стойкость инструмента 30 мин.

l = 61,19/64,19 = 0,95> 0,7;

Тр = 150 мин;

Расчет скорости резания

V = Vтабл · Кv

Где: Vтабл - табличная скорость резания, м/мин;

Кv - коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;

Vтабл = 122 м/мин;

Кv = 0,95;= 122 · 0,95 = 115,9 м/мин

Расчет числа оборотов шпинделя

n = 1000·V/p·D

а)     n = 1000· 115,9/ 3,14·91,4 = 402 об/мин;

б)      n = 1000· 115,9/ 3,14·57,23 = 646 об/мин;

в)      n = 1000· 115,9/ 3,14·67,23 = 543,6об/мин;

г)       n = 1000· 115,9/ 3,14·85,5= 425 об/мин;

По паспорту станка принимаем nшп = 650 об/мин

Уточняем скорость резания

V = n·D·p/1000

а)     V = 650·91,7·3,14/1000= 187 м/мин ;

б)      V = 650·57,1·3,14/1000= 116,5 м/мин ;

в)      V = 650·91,7·3,14/1000= 138,5 м/мин ;

г)       V = 650·91,7·3,14/1000= 177, 3 м/мин ;

Расчет силы и мощности резания

Определение силы резания

Рz = Рzтабл. · К1 · К2

где: Рzтабл - табличная сила резания, Рzтабл, = 0,6 кН;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 - коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении.

Рz = 0,6·0,3·1,1 = 0,198 кН

Определяем мощность резания

Nр = Рz · V /60

а)   Nр = 0,198·187/60 = 0,62 кВт

б)      Nр = 0,198·116,5/60 = 0,38 кВт

в)      Nр = 0,198·138,5/60 = 0,48 кВт

г)       Nр = 0,198·177,3/60 = 0,59 кВт

Проверка по мощности двигателя

Nрез.< 1,2*Nдв*h,

где h - КПД станка

Nр < 18·0,85 = 15,3 кВт

Условие выполнено, значит режимы по мощности проходя

Основное время.

То =

Длина рабочего хода резца Lр.х. = 64,19 мм, Δ = 0 мм;

у = t · ctgφ = 0,65 · ctg90 = 0 мм.

а)      То =  = 0,18 мин.

б)      То =  = 0,17 мин.

в)      То =  = 0,18 мин.

г)       То =  = 0,18 мин.

Аналогично рассчитываем обработку других НЦП.

Операция 020 - фрезерная.

Обработка плоской поверхности 32х16 мм:

Выбираем схему симметричного фрезерования.

Диаметр торцовой фрезы определяем по формуле:

Dф = Вф + (15-20) мм

где: Вф -ширина фрезы, мм.

Dф = 50 + 15 = 65 мм.

Для данных условий работы в качестве материала режущей части выбираем твёрдый сплав ВК8. В соответствии с ГОСТом 22085-76 торцовую фрезу с механическим креплением круглых пластин из тв. сплава. Диаметром 63 мм с количеством зубьев z=6.

Определяем расчётное значение скорости резания:

V=Vтабл ×К1×К2×К3 м/мин

где К1 - коэффициент, зависящий от размеров обработки;

К2 - от состояния обрабатываемой поверхности и ее твердости;

К3 - от стойкости и материала инструмента.

Для получистовой обработки фрезами рекомендуемая скорость резания соответствует 600 м/мин.

V = 600 ×1,0×1,0·1,0 = 600 м/мин.

Частота вращения шпинделя подсчитывается по формуле:

об/мин.

В соответствии с нормалью станкостроения за расчётную частоту вращения шпинделя принимаем частоту вращения 3050 об/мин.

Уточнение скорости резания при принятых оборотах.

V =  м/мин

Расчётное значение минутной подачи в зависимости от условий работы подсчитываем, пользуясь:

 мм/мин

где: Sz -подача на зуб фрезы, мм/зуб, Sz=0,3 мм/зуб.

 мм/мин.

Подсчитываем значение эффективной мощности на шпинделе:

Nрез=Е

где: Е = 1,0 - величина, определяемая по таблице;= 600м/мин - скорость резания;= 0,5 мм - глубина резания;и = 6 -число зубьев фрезы;

К1 = 0,52 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 = 0,75 - от типа фрезы и скорости резания.

Nрез= 1,0  = 0,7 кВт

Операция 020 - зенкерование.

Зенкеровать комбинированным зенкером отверстия Æ6-8 мм и отверстие Æ7мм.

Определяем длину резания

а)     Lрез= 35мм.

б)      Lрез= 20мм.

в)      Lрез= 10мм.

Определяем длину рабочего хода

Lр.х. = Lрез. + у + Lдоп., мм

Где Lрез - длина резания,

у - длина подвода, врезания,

Lдоп. - дополнительная длина резания

а)   Lр.х. = 35+5+13 = 53 мм.

б)      Lр.х. = 20+3+0 = 23 мм.

Определяем стойкость инструмента

Тр = Тм*l.,

Где: l = Lрез/Lр.х. - коэффициент времени резания, при l > 0,7 - не учитывается

Тм= 120 мин.

l= 35/53 = 0,7+ 0,7,

l= 20/23 = 0,8> 0,7,

Тр = 120 мин.

Назначение подачи суппортов на оборот шпинделя

а)   Sо1 = 0,15 мм/об;

б)      Sо2 = 0,2 мм/об;

Расчет скорости резания

V = Vтабл * К1 * К2 * К3

Где Vтабл - табличная скорость резания, м/мин;

К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 - коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава;

К3- коэффициент, зависящий от вида обработки;

Vт=93 м/мин; К1 = 1,25; К2 = 1,0; К3 = 0,8;

а)     V = 93·1,25·1,0·0,8 = 93 м/мин

б)      V = 93·1,25·1,0·1,0 = 116 м/мин

Расчет числа оборотов шпинделя

n = 1000·V/p·D

а)     n = 1000· 93/ 3,14·6(8) = 4936 об/мин;

б)      n = 1000· 116/ 3,14·7 = 5277 об/мин;

По паспорту станка принимаем nшп = 5300 об/мин

Уточняем скорость резания

V = n·D·p/1000

а)   V = 5300·6(8)·3,14/1000= 99 м/мин ;

б)      V = 5300·7·3,14/1000= 116 м/мин ;

Расчет силы и мощности резания

Определение осевого усилия

Ро = Ртабл. · Кр

где: Ртабл - табличная осевая сила резания

Кр- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

Ро = 13· 0,75= 9,75 кН.

Определяем мощность резания при зенкеровании:

Nрез. = Nр табл. ·КN ·n /1000

где: Nр табл - табличная мощность резания

КN - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

Nрез. = 0,2 · 1,0 · (99/1000) = 0,02 кВт,

Nрез. = 0,2 · 1,0 · (116/1000) = 0,02 кВт,

Nрез. = 0,47·5 = 2,3 кВт

Проверка по мощности двигателя

Nрез.< 1,2 · Nдв · h,

где h - КПД станка

,02 < 15 · 0,85 = 12,75 кВт

Условие выполнено, значит режимы по мощности проходят [6, с.105 ]

Операция 020 - резьбонарезание.

Метчиком нарезать резьбу М5 в 2 отверстиях

Определяем длину резания

Lрез = 12мм.

Определяем длину рабочего хода

Lр.х. = Lрез. + у + Lдоп., мм

Где Lрез - длина резания,

у - длина подвода, врезания,

Lдоп. - дополнительная длина резания

Lр.х. = 12+5+0 = 17 мм.

Определяем стойкость инструмента

Тр = Тм·l.

Где: l = Lрез/Lр.х. - коэффициент времени резания, при l > 0,7 - не учитывается

Тм= 120 мин.

l= 12/17 = 0,71> 0,7

Тр = 120 мин.

Расчет скорости резания

V = 8 м/мин

Расчет числа оборотов шпинделя

n = 1000·V/p·D

n = 1000· 8/ 3,14·5 = 509 об/мин;

По паспорту станка принимаем nшп = 550 об/мин

Уточняем скорость резания

V = n·D·p/1000

V = 550·5·3,14/1000= 8,6 м/мин ;

Полученные результаты сведены в таблицу 8.1

Таблица 8.1 - Режимы резания

Заключение

В ходе данной работы был составлен чертеж детали типа «корпус», определены расчетным и табличным методами допуски формы, расположения и шероховатость поверхностей.

Выполнен анализ технологичности детали, а так же анализ технологичности выбора заготовки в условиях серийного производства.

На основе анализа допусков формы и расположения поверхностей, а также их шероховатости определена самая точная элементарная поверхность и сформирован маршрут обработки всех элементарных поверхностей детали типа «корпус».

Сформирована последовательность обработки поверхностей детали и произведен анализ структуры операций на конкретном оборудовании в соответствии с серийным типом производства.

На основании этого была составлена операционная карта и карта эскизов обработки поверхностей детали, включая эскизы базирования детали на каждой операции обработки. В соответствии с технологическим маршрутом были рассчитаны неизвестные операционные размеры.

заготовка деталь припуск чертеж

Список использованной литературы

1.   Метелев Б.А., Куликова Е.А., Тудакова Н.М. Технология машиностроения. Ч1: комплекс учебно-методических материалов/ Б.А. Метелев, Е.А. Куликова, Н.М. Тудакова; Нижегород.гос.техн.ун-т Нижний Новгород, 2007 - 107 с.

2.      Горбацевич А.Ф., Шкрет В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения, 4-е изд., Москва - Высш. Школа, 1983 - 256с., ил.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т./ Под ред. А.М. Дальского, А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова, А.Г. Суслова.-5-е изд., перераб. и доп.-М Машиностроение, 2001. 912 с., ил.

. Каталог режущего инструмента фирмы «Sandvik», 2002

. Расчет припусков: метод. Указания к выполнению практических работ и разделов в курсовых и дипломн. проектах для студентов машиностроительных специальностей всех форм обучения/НГТУ; Сост.: Д. С. Пахомов. Н. Новгород, 2001. - 24 с.

6. Режимы резания металлов. Справочник Ю.В. Барановского, Л.А.Брахман, А.И. Гдалевич и др. М: НИИТ автопром., 1995г. - 456с.