Введение

Машиностроение - одна из ведущих отраслей народного хозяйства. Задачей машиностроения является создание совершенных конструкций машин и передовой технологии ее изготовления. Объем продукции должен увеличиваться за счет автоматизации и механизации производства. Основное направление в развитии технического процесса - это создание принципиально новых технологических процессов производства и замена существующих процессов более точными и экономичными. Главное внимание уделяется вопросам сокращения сроков подготовки и повышению качества продукции машиностроения, в значительной степени качество и технико-экономические показатели выпускаемой продукции зависят от подготовки производства, важной составной частью которой является проектирование технологических процессов.

Внедряемые технологические процессы должны обеспечивать высокое качество, точность и низкую себестоимость выпускаемой продукции. Эти показатели обеспечиваются обоснованным применением высокопроизводительного оборудования и технологической оснастки, а также средствами механизации и автоматизации.

В разрабатываемом проекте решается задача получения детали минимальными затратами при использовании высокопроизводительного оборудования и технологической оснастки, также рационального метода получения заготовки.

Целью данного курсового проекта является систематизация, расширение и закрепление теоретических знаний студентов, обучение правильно и самостоятельно решать инженерные и исследовательские задачи, возникающие при проектировании технологических процессов изготовления изделий машиностроения и средств технологического оснащения, а также подготовить студентов к выполнению выпускной квалификационной работы.

В соответствии с поставленной целью в процессе курсового проектирования выделяют следующие задачи:

- развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы;

- овладение методикой проектирования технологических процессов механико-сборочного производства;

- приобретения опыта анализа существующих и конструирования современных видов технологической оснастки;

- овладение технико-экономическим анализом принимаемых решений;

- развития навыков самостоятельной защиты принимаемых технических решений.

Анализ исходной информации

Служебное назначение и техническая характеристика узла и деталей

Корпус входит в состав гидрозамка погрузчика. Гидрозамок предназначен для закрытия движения потока рабочей жидкости в рабочий орган погрузчика, что позволяет рабочему органу находится в заданном положении без потребления мощности гидромотора.

Давление рабочей жидкости передаётся через магистральный трубопровод. Давление нагнетается насосной станцией. Трубопроводы подводятся в гнёзда бобышек корпуса, Н, Ш, Сл, У.

При подаче рабочей жидкости в гнездо У поршень смещается влево и двигает штоком подпружиненый шарик. В гнздо Н подаётся рабочая жидкость от источника давления, рабочая жидкость при отжатии шарика попадает в гнездо Ш, далее к рабочему органу. Через гнездо Сл выводится рабочая жидкость поступающая из линии У для предотвращения излишнего отжатия шарика и удаления жидкости поступившей из линии У после перекрытия линии У. Также после прекращения поступления давление рабочей жидкости в линию У, шарик передвигается вправо и закрывает путь истечения жидкости из рабочего органа.

Корпус изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543-71. Химический состав данной стали, приведен в таблице.

Таблица 1

При обработке вала выполняется 5 оригинальных операций. Таким образом, деталь ПЭ1.001 А удовлетворяет всем требованиям курсового проекта.

1.1. Производственная программа выпуска изделий. Определение типа производства

Принимаем среднесерийный тип производства. В соответствии с этим по [17, табл. 3] найдя трудоёмкость сборки определим среднемесячный выпуск изделий. Трудоёмкость сборки находим избазовог технологического процесса: T = 2,4час

Таким образом среднемесячный выпуск изделий:

N_изд = 81 - 800 шт

Принимаем:

N_изд = 800 шт

Определим количество обрабатываемых в год деталей.

где i - количество рассматриваемых деталей в сборке

шт

По [17, табл. 4], исходя из массы детали и годовой программы выпуска, уточняем тип производства.

Масса детали: m = 0,81 кг

Таким образом, тип производства при изготовлении 9600 деталей в год- среднесерийное.

Полученные значения сведены в таблицы 2 и 3.

Годовая программа выпуска изделий

Таблица 2

Подетальная годовая производственная программа

Таблица 3

В этой части курсового проекта тип производства определён приближённо, используя [17, табл. 3]. В дальнейшем после разработки технологических процессов сборки и изготовления детали серийность производства будет уточняться. Уточнение производится по коэффициенту закрепления операций в соответствии с ГОСТ 14.004-83.

Коэффициент закрепления операций находится как:

где F_Д - действительный фонд рабочего времени работы оборудования, час;

N - годовая программа, шт;

t_ШТ-К.ср - среднее штучно-калькуляционное время выполнения операции, мин.

Для серийного определяется размер партии запуска:

, шт

где N - годовая программа, шт;

а - период запуска в днях, по рекомендациям [17, с. 11] принимаем а = 12;

F - число рабочих дней в году, для 2003-го года F = 250.

шт.

Анализ действующих технологических процессов

Базовый технологический процесс имеет структуру, представленную в таблице 4.

Базовый технологический процесс изготовления вала

Таблица 4

1. В качестве заготовки в базовом технологическом процессе используется штамповка в открытом штампе. Способ получения заготовки рационален для существующего производства.

2. При токарной обработке на операциях 015, 020, 025 и сверлильной обработке на операциях 030 и 035 применяются универсальные станки, что недопустимо при разработке курсового проекта, их необходимо заменить более производительным оборудованием.

3. Недостатком в конструкции корпуса с точки зрения технологичности является выполнение отверстия в бобышках.

4. Широко применяется универсальные инструмент, оснастка и приспособления, их замена специализированным повысит производительность и снизит затраты на производство.

5. Скругление острых кромок во внутренних отверстиях производится ручным способом, что увеличивает время изготовления и процент брака.

6. Базовый технологический процесс сборки расчленён на отдельные узловые сборки, что является технологичным. Стоит отметить отсутствие механизации процесса сборки. Положительным фактором является то, что не требуется механическая обработка после сборки.

7. Сборочный чертёж выполнен согласно соответствуеющим стандартам.

8. На рабочем чертеже корпуса выполнена одна проекция, шесть местных видов. Этого достаточно для однозначного определения конструкции детали. Обозначение шероховатостей, полей допусков, отклонений формы, и расположения поверхностей соответствуют требованиям оформления конструкторской документации.

Базовый технологический процесс сборки

Таблица 5

Технологический процесс сборки изделия

Сборка состоит из минимально достаточных деталей для обеспечения работы изделия. Собираемость деталей, в общем, не представляет трудностей. Однако все же существуют затруднения при образовании фасок, для соприкосновения шариков. Но этот процесс можно автоматизировать, точно выбрав силу удара по шарику.

Отработка конструкции изделия на технологичность

В конструкции изделия допущен целый ряд решений, которые усложняют его производство в условиях серийного производства.

Цилиндрические бобышки расположены диаметрально противоположно, притом конструкция корпуса делает невозможным делать его сборным.

Составляем схему сборки изделия, используя рекомендации [14, с. 304…306]. При этом стремимся разбивать технологический процесс на большее количество узловых сборок. При составлении схемы учитываем удобство соединения изделий.

Нормирование технологического процесса сборки

Таблица 6

Норма времени на сборочной операции для среднесерийного производства определяется по формуле:

,

где

Топ - оперативное время, мин;

Тобс - время на организационно-техническое обслуживание рабочего места, %;

Тотд - время на отдых и личные потребности, %;

К - коэффициент, учитывающий тип производства;

Кз - коэффициент, учитывающий условия сборки.

Для общей сборки гидрозамка норма времени:

=1,308 мин.

Расчет потребного количества сборочных стендов и коэффициентов его загрузки

Найдем расчетное количество сборочных стендов

, шт.

=0,06 шт.

Округляем в большую сторону С_Р =1. Коэффициент загрузки стенда будет равен 0,06.

Технологический процесс изготовления детали

Отработка конструкции детали на технологичность

Материал детали позволяет применять высокопроизводительные методы обработки.

Наличие радиусов закругления повышает стойкость инструмента. Целесообразная простановка размеров от оси детали до торцев бобышек, что облегчет наладку станка и сокращает трудоемкость обработки. Введение постоянных технологических баз позволяет повысить точность и сократить трудоемкость обработки ступенчатых соосных поверхностей.

Точность размеров, формы и относительного расположения поверхностей, а также их шероховатость соответствуют требованиям, предъявленным к детали. Эта точность достигается небольшим количеством последовательных операций с применением в основном стандартного инструмента и универсального оборудования.

Нетехнологичным элементом в конструкции корпуса является расположение отверстий перпендикулярно осями друг другу и выполненые в противоположном друг другу направлении, в остальном, деталь можно считать технологичной.

Выбор заготовок и методов их изготовления

При выборе вида заготовки и методов её изготовления рассматриваются два альтернативных варианта. В первом случае заготовкой является штампованная поковка в открытых штампах на кривошипном горячештамповочном прессе, во втором случае - поковка, получаемая на молоте с подкладными штампами.

Для последующих расчётов необходимо знать массу детали. Масса детали по чертежу , кг.

Используя рекомендации [4, с. 134…168] в качестве двух альтернативных вариантов заготовок принимаем горячую объёмную штамповку в открытых (заводской вариант) и закрытых штампах. Проектируем заготовку и рассчитываем технологическую себестоимость детали для обоих случаев.

Штамповка в открытых штампах

По заводскому варианту масса заготовки для штамповки 2,3 кг., масса штамповки 1,9 кг.

Штамповка в закрытых штампах (безоблойная)

Материал - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Оборудование - КГШП с выталкивателем.

Нагрев заготовок - индукционный.

Масса детали -0,81 кг.

Заготовку проектируем по ГОСТ 7505-89.

Группа стали, сложность поковки и масса - М2

По [2, П.1] принимаем степень точности Т2.

Степень сложности определяем в следующей последовательности:

-минимальная масса простой фигуры, в которую вписывается деталь.

-ориентировочная масса заготовки

-коэффициэнт учитывающий форму и вид детали [2,ст31,п.2.3,тб20]

Коэффициэнт сложности=

Учитывая коэффициэнт сложности принимаем степень сложности С2 [2,ст30]

Исходный индекс - 7.

Конфигурация поверхности разъёма штампа - плоская.

Заготовку выполняем в виде вала с тремя цилиндрическими бобышками, оси бобышек перпендикулярены <<валу>>. Две с одной стороны одна с другой стороны. Назначаем в местах сопряжения бобышек с <<валом>> радиусы скругления 10 мм с целью облегчения заполнения штампа металлом и уменьшения напряжения в металле. В качестве баз выбираем осевую линию <<вала>> и его торец (ближайший к бобышке).

Находим основные припуски на размеры поковки.

Находим основные припуски на размеры поковки по [2,ст10,тб13]:

2´1,0-длина 140 мм с чистотой поверхн. Rа12,5;

2´0,9- длина 40 мм с чистотой поверхн. 12,5;

Находим дополнительные припуски.

Смещение по поверхности разъёма штампов - Т = 0,1 мм [2.ст14,тб4].

Допуск величины смещения поверхности разъёма: Т = 0,3 мм [2,ст20,тб9].

Радиусы закруглений:

При глубине полости ручья до 25мм -2мм.

В местах сопряжения диаметров 38мм и 30мм принимаем -10мм.

Величина остаточного заусенца = 0,4мм,

Допуски на радиусы:

R2

R5

Рассчитываем размеры поковки, округляя их до 0,1 мм, и назначаем допуски.

140+2×(1,0+0,1+0,3) = 142,8; принимаем

40+2(0,9+0,1+0,3) = 42,6; принимаем

Штамповочные уклоны -5 град.

Допуски на штамповочные уклоны -0,25 от номинальной величины.

Массу поковки определяем объёмным прочерчиванием:

кг

Выбор варианта производства заготовок

Выбор варианта производства заготовок производим по технологической себестоимости заготовок:

, руб

где - масса заготовки штамповки при открытой штамповке, кг;

G_Д - масса детали, кг;

К_ИМ - коэффициент использования материала с учётом заусенца при открытой штамповке;

К_ИМ1 - коэффициент использования материала без учёта заусенца при закрытой штамповке;

С_ЗАГ - удельная стоимость материала заготовки, руб/кг;

С_С - средняя по машиностроению стоимость срезания одного килограмма стружки при механической обработке, руб/кг.

С_ЗАГ = 315 руб/кг в ценах 1991 г. [2], С_ЗАГ = 10,5 руб/кг, отсюда коэффициэнт инфляции равен 33,(333)

В ценах 1991 г средняя по машиностроению стоимость срезания одного килограмма стружки при механической обработке составляет 0,495 руб/кг, с учётом инфляции получаем:

С_С = 14,5 руб/кг

При открытой штамповке:

руб/шт

При закрытой штамповке:

руб/шт

Экономический эффект:

Э_т =(39,96-34,06)×9600 = 56640 руб/год

В качестве заготовки выбираем штампованную поковку, получаемую в закрытых штампах на КГШП.

Выбор баз

005. Токарная с ЧПУ

Базирование осуществляется по двум цилиндрической поверхности в самоцентрирующемся двухкулачковом патроне, на кулачки установлены призмы, и по плоскости торца в упор.

Так как размер 141,4 (143,06-с учётом штамповочных уклонов) получается при настройке станка, то погрешность базирования в данном случае равна нулю – ε_б = 0.

Погрешность базирования для остальных размеров – ε_б = ±0.5, что не превышает допуск на эти размеры.

Рис.1. Токарная с ЧПУ

Базирование осуществляется при помощи трёхкулачкового самоцентрирующего патрона

Так как размер 140,4±0,5 получается при настройке станка, то погрешность базирования в данном случае равна нулю – ε_б = 0.

Погрешность базирования для остальных размеров – ε_б = ±0.5, что не превышает допуск на эти размеры.

Рис.2 Фрезерно-сверлильная

Базирование корпуса осуществляется по цилиндрической и конической поверхностям в трёх кулачковом патроне и вращающемся центре для обработки полых деталей.

Погрешность базирования для размеров измеряемых вдоль осей обрабатываемых отверстий – ε_б =0.

Погрешность базирования для размеров определяющих расположение осей отверстий относительно торца корпуса – ε_б = ±0.5, что не превышает допуск на эти размеры.

Рис.3

Составление технологического маршрута механической обработки

Таблица 7

Выбор средств технологического оснащения

Оборудование

005, 010. Токарная с ЧПУ. Модель СТП220АП.

Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной - 400 мм.

Наибольший диаметр обрабатываемого изделия:

- над станиной - 250 мм;

- над суппортом - 220 мм.

Наибольшая длина обрабатываемого изделия:

- наружное точение - 350 мм;

- растачивание - 170 мм.

Наибольший рабочий ход суппорта:

- в продольном направлении - 430 мм;

- в поперечном направлении - 200 мм.

Бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя.

Пределы частот вращения шпинделя - 11…2800 об/мин.

Наибольший крутящий момент на шпинделе - 150 кгс´м.

Пределы рабочих подач суппорта - 0…4000 мм/мин.

Максимальный шаг нарезаемой резьбы - 20 мм.

Класс точности нарезаемой резьбы - 6H, 6g.

Количество инструментов, устанавливаемых в револьверную головку - 12.

Габаритные размеры:

- длина - 4570 мм;

Мощность электропривода главного движения - 22 кВт.

015. Вертикально-фрезерный станок. Модель ГФ 2171С5

- Интерполятор 2С42-65

- Размеры рабочей поверхности стола (длина´ширина), мм 1600´400

- Наибольшее перемещение стола, мм продольное Х, 1000попнрнчное Y, 400

вертикальное Z250

- Наибольшее перемещение ползуна, ммкоордината Z 260

- Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности

стола, мм 250…500

Расстояние от оси шпинделя

- До вертикальных направляющих станины, мм 500

- Колличество Т-образных пазов, шт 3

- Расстояние между Т-образными пазами, мм 100

- Ширина Т-образных пазов, ммцентрального18Н8

крайних18Н12

- Размер конуса шпинделя с конусностью 7/2450

- Наибольшая масса обрабатываемой детали и приспособления

устанавливаемых на столе станка, кг, не более400

- Предельные размеры обрабатываемых

поверхностей (длина´ширина´высота), мм 250´850´380

- Ёмкость магазина инструментов, шт12

- Время смены инструментов, с не более20

- Максимальный диаметр инструмента, ммторцевой фрезы 125

концевой фрезы 40

сверла30

- Максимальный вес инструмента, кг не более15

- Вылет инструмента от торца шпинделя, мм не более250

- Колличество частот вращения шпинделя18

- Пределы частот вращения шпинделя, об/мин40-2000

- S: 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250,1600, 2000

- Пределы подач стола, ползуна,, мм/мин3-6000

- Скорость быстрого перемещения стола по координатам

X, Y, и ползуна по координате Z, мм/мин6000

- Мощность электродвигателя главного движения, кВт7,5

- Наибольший крутящий момент на шпинделе, кН·м0,615

- Допустимое усилие подачи, Н

координата X, Y15690

координата Z9806

- Тип устройства ЧПУ - контурно-позиционный

- Колличество управляемых координат3

- Колличество одновременно управляемых координат

при линейной интерполяции3

при круговой интерполяции2

- Масса - 4700 кг.

Приспособления и инструменты

005. Токарная с ЧПУ

Резец 002-3862 - Т5К10 ГОСТ 18884-73

Сверло центровочное- Сверло 10 СТП 406-1234-76.

Сверло комбинированное трёхступенчатое специальное.

Резец расточной j=93⁰ К.01.4983.000-06 ТУ2-035-1040-86

Резец резьбовой j=60⁰ с треугольной пластиной К.01.4957.000-00 ТУ2-035-1040-86

Патрон специальный;

Шаблон 5^+0,4 106-6757, шаблон Æ32,4^+0,4 103-740.

Калибр на собираемость150-2629

Штанген нутромер 101-984

ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166-80

Очки О ГОСТ 12.4.013-85

Тара 505-190

010. Токарная с ЧПУ

Резец 002-3862 - Т5К10 ГОСТ 18884-73

Сверло центровочное- Сверло 10 СТП 406-1234-76.

Сверло Æ18 ГОСТ 10903-77.

Сверло комбинированное трёхступенчатое специальное.

Зенкер комбинированный двухступенчатый.

Резец канавочный 5мм К.01.4963.000-00 ТУ2-035-1040-86.

Резец расточной j=93⁰ К.01.4983.000-06 ТУ2-035-1040-86.

Резец расточной S 20S-XTFPR/L 11, пластина 1103.

Развёртка комбинированная специальная 037-717.

Развёртка комбинированная специальная 037-718.

Резец резьбовой SANDVIKCTGPR-1212-11, пластиной TPUN.

Патрон 7108-0023 ГОСТ 12595-72;

Шаблон 4^+0,4 106-6757, шаблон Æ32,4^+0,4 103-740.

Калибр на собираемость250-2629

Штанген нутромер 101-984

ШЦ-250-0,1 ГОСТ 166-80

Очки О ГОСТ 12.4.013-85

Тара 505-190

015. Фрезерная с ЧПУ.

Фреза 2214-0192 Т5К10 ГОСТ 22085-76 (торцовая насадная с механическим креплением круглых твёрдосплавных пластин).

Сверло центровочное- Сверло 10 СТП 406-1234-76.

Сверло комбинированное трёхступенчатое специальное.

Зенковка 023-806

Гребенчатая резьбовая фреза 2672-0577-7Н ГОСТ 1336-77

Шаблон 3^+0,4 106-6737, шаблон Æ21,8Н11103-720.

Специальное приспособление с базированием корпуса в трёхкулачковом патроне жёстком заднем центре.

Калибр на собираемость 350-2629

Штанген нутромер 101-984

Очки О ГОСТ 12.4.013-85

Тара 505-190

Кран-укосина - 0,5 т

Расчёт припусков

Расчёт припусков производим аналитическим методом.

Расчёт припусков на механическую обработку поверхности Æ28Н8

Выбираем следующие технологические переходы:

- сверление чернвое

- рассверливание

- зенкерование

- развёртывание черновое

- развёртывание чистовое

Штамповка

Шероховатость поверхности - Rz = 160 мкм

Глубина дефектного слоя - h = 200 мкм

Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей - Δ_Σ = мкм

Где - D_åк =D_к ×l_к

Где - D_к =0,20 мкм/мм[14]

l_к = 38 мм

D_åк =0,20×38=8 мкм

D_y =0,25×T=0,25×840=210 мкм

Δ_Σ ==213 мкм

Сверление предварительное

Выполняем по 13-му квалитету.

Шероховатость поверхности - Rz = 32 мкм

Глубина дефектного слоя - h = 40 мкм

Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей - Δ_Σ = мкм

Где - D_у =0,7 мкм -увод сверла на 1 мм длины отверстия[14, с. 190, тб28]

Где - С₀ =25 мкм[14, с. 190, тб28]

Δ_Σ ==27 мкм

Рассверливание

Выполняем в соответствии с таблицами точности [14] по 12-му квалитету.

Шероховатость поверхности - Rz = 32 мкм

Глубина дефектного слоя - h = 40 мкм

Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей - Δ_Σ = мкм

Где - D_у =0,7 мкм - увод сверла на 1 мм длины отверстия[14, с. 190, тб28]

Где - С₀ =25 мкм[14, с. 190, тб28]

Δ_Σ ==27 мкм

Зенкерование черновое

Выполняем в соответствии с таблицами точности [14] по 10-му квалитету.

Шероховатость поверхности - Rz = 40 мкм

Глубина дефектного слоя - h = 40 мкм

Развёртывание черновное

Выполняем в соответствии с таблицами точности [14] по 9-му квалитету.

Шероховатость поверхности - Rz = 40 мкм

Глубина дефектного слоя - h = 50 мкм

Развёртывание чистовое

Выполняем в соответствии с таблицами точности [14] по 8-му квалитету.

Шероховатость поверхности - Rz = 2,5 мкм

Глубина дефектного слоя - h = 20 мкм

Результаты приведены в таблице 8.

Таблица 8

Общие припуски 2Z_{О min} = 945 мкм, 2Z_{О max} = 1752 мкм

Проверка расчёта припусков:

мкм

мкм

Расчёт режимов резания

005. Токарная с ЧПУ

Переход I: Подрезать торец Æ38мм в размер 143,06; точить поверхн. Æ37_-0,25 , l=30±0,1

Расчёт режимов производим аналитическим методом.

Пластина Т5К10, φ = φ₁ =45⁰ .

1. Глубина резания t=1,4мм.

2. Подачу выбираем по [14, с. 268, табл. 14].

S = 0,66 мм/об, r=0,8мм.

3. Скорость резания

, м/мин,

где

T=60 мин - период стойкости материала пластины;

C_V , x, y, m - коэффициент и показатели степени;

C_V =350; x=0,15; y=0,35; m=0,2 [29,табл.17, c.269];

[29,с.261, табл.17];

К_г =0,95, n_v =0.9 [29,с.262, табл.2];

[29,с.263, табл.5]; [29,с.271, табл.18];

K_V =1,0186×0,8×0,87×0,94=0,6614;

112,23 м/мин.

145,222 м/мин -подольное точение

4. Частота вращения шпинделя

941 об/мин

1218 об/мин -родольное точение

5. Силу резания найдем по формуле [29, с. 271]:

, Н,

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =300, x=1, y=0,75, n=-0.15 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

n=0,75

К_jр =1,0; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,93

К_P =0,95×1,0×1,1×0,93=0,971

, Н

6. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

7. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

0,384<17,6 кВт.

Условие выполняется.

8. Основное время.

, мин,

где

i=1 - число проходов.

l₁ =38 мм

L₁ =l₁ +l_вр +l_пер =38+5=43 мм,

L₂ =30 мм

L₂ =l₂ +l_вр +l_пер =30+5=35 мм,

мин

Переход II:Центровать отв. Æ9мм, l=4,5мм

Сверло центровочное Р6М5, 2φ=90⁰ .

1. Скорость резания

[14, с. 278, табл. 28];

где Т=25 – стойкость сверла, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 7,0

m = 0,2

y = 0,7

q = 0,4

S=0,15мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 6];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 30];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=33,7775 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

1195 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,0345, q=2,0, x=-, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н×м.

4. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y, q - коэффициент и показатели степени,

С_Р =68, x=-, y=0,7, q=1,0 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н,

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =7,5 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

0,76<17,6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

l=4,5 мм, l_пер =5 мм, i=1.

Т_О ==0,053 мин.

Переход III: Сверлить отв. Æ14Н14, l=61_{-1 мм, сверлить конус 120} ⁰ ±2⁰ ; сверлить отв.Æ25Н14, l=42±0,5; сверлить конус60⁰ ±1⁰ ; сверлить отв. Æ25,43Н13, l=22±0,5. Одновременно.

Сверление (расчёт мощности, силы резания по наибольшему диаметру)

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=50 – стойкость сверла, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 9,8

m = 0,2

y = 0,5

q = 0,4

S=0,33мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 6];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 30];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=35,531 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

450об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,0345, q=2,0, x=-, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н×м.

4. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y - коэффициент и показатели степени,

С_Р =68, x=-, y=0,7, q=1.0 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н,

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_{рез общ} =4,29+0,153=4,443 кВт

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =7,5 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

3,167<17,6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

Разбиваем рабочий ход на три прохода по 20, 40, 61 мм

l=121 мм, l_вр =5 мм, i=1.

Т_О ==0,85 мин

Переход IV: Сверлить отв. Æ7Н12, l=2,5±0,5мм

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=25 – стойкость сверла, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 7,0

m = 0,2

y = 0,7

q = 0,4

S=0,11мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 6];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 30];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=37,95 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

1726 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,0345, q=2,0, x=-, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

Н×м.

4. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y, q - коэффициент и показатели степени,

С_Р =68, x=-, y=0,7, q=1.0 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н,

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

0,52<17,6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

l=2,5 мм, l_вр =2,5 мм, i=1.

Т_О ==0,026 мин

Переход V: Точить конус под углом 45⁰ ; точить фаску Æ32,4Н11 с улом 15⁰ ±1⁰ . Расчёт режимов производим аналитическим методом.

Пластина Т15К6, φ = 93⁰ , φ₁ =30⁰ .

1. Глубина резания t=2,01мм.

2. Подачу выбираем по [14, с. 268, табл. 14].

S = 0,25×0,45=0,1125 мм/об, r=0,4мм.

3. Скорость резания

, м/мин,

где

C_V =420; x=0,15; y=0,2; m=0,2 [29,табл.17, c.269];

[29,с.263, табл.5]; [29,с.271, табл.18];

K_V =1,0186×1,0×0,87×0,91×0,94=0,75228;

194,217 м/мин.

4. Частота вращения шпинделя

1909 об/мин

5. Силу резания найдем по формуле [29, с. 271]:

, Н,

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =300, x=1, y=0,75, n=-0.15 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

n=0,75

К_jр =1,0; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,93

К_P =0,95×1,0×1,1×0,93=0,971

, Н

6. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

7. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

2,92<17,6 кВт.

Условие выполняется.

8. Основное время.

, мин,

где

i=1 - число проходов.

l=6 мм

L=l+l_вр +l_пер =6+5=11 мм,

мин

Переход VI: Нарезать резьбу М27х1,5-7Н, в размер l=18min

1. Скорость резания

[14, с. 295];

где: C_V , m, x, y – определяются по [14, с. 296, табл. 49];

K_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Т = 70 мин

C_V = 332

m = 0,2

x = 0,23

y = 0,3

[14, с. 297];

К_ТГ =1,0[14, с. 298, тб50];

м/мин

2. Частота вращения шпинделя

1446 об/мин

3. . Силу резания найдем по формуле [29, с. 297]:

, Н

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =148, y=1,7, n=0.71 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

К_jр =0,94; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,87

К_P =0,95×0,94×1,1×1,0=0,9823

811,66, Н

4. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

5. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

1,626<17,6 кВт.

Условие выполняется.

6. Основное время.

, мин,

где

i=1 - число проходов.

l=18 мм

l_вр +l_пер =5мм

L=l+l_вр +l_пер =18+5=23 мм,

мин

Основное время операции

Т_0общ =0,114+0,053+0,85+0,023+0,026+0,066=1,132 мин

010 Токарная с ЧПУ

Переход I: Подрезать торец Æ38 в размер 140±0,5

Расчёт режимов производим аналитическим методом.

Пластина Т5К10, φ = φ₁ =45⁰ .

1. Глубина резания t=1,4мм.

2. Подачу выбираем по [14, с. 268, табл. 14].

S = 0,66 мм/об, r=0,8мм.

3. Скорость резания

, м/мин,

где

T=60 мин - период стойкости материала пластины;

C_V , x, y, m - коэффициент и показатели степени;

C_V =350; x=0,15; y=0,35; m=0,2 [29,табл.17, c.269];

[29,с.261, табл.17];

К_г =0,95, n_v =0.9 [29,с.262, табл.2];

[29,с.263, табл.5]; [29,с.271, табл.18];

K_V =1,0186×0,8×0,87×0,94=0,6614;

112,23 м/мин.

4. Частота вращения шпинделя

941 об/мин

5. Силу резания найдем по формуле [29, с. 271]:

, Н,

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =300, x=1, y=0,75, n=-0.15 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

n=0,75

К_jр =1,0; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,93

К_P =0,95×1,0×1,1×0,93=0,971

, Н

6. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

7. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

0,384<17,6 кВт.

Условие выполняется.

8. Основное время.

, мин,

где

i=1 - число проходов.

l=38 мм

L=l+l_вр +l_пер =38+5=43 мм,

мин

Переход II 010 операции аналогичен переходу II 005 операци

Переход III: Сверлить отв. Æ18Н13, l=70±0,5мм

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=45 – стойкость сверла, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 9,8

m = 0,2

y = 0,5

q = 0,4

S=0,33мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 6];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 30];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=36,29 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

642 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,0345, q=2,0, x=-, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н×м.

4. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y, q - коэффициент и показатели степени,

С_Р =68, x=-, y=0,7, q=1.0 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н,

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

3,06<17,6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

Разбиваем переход на три прохода, 25, 50, 70

l=145 мм, l_вр =5 мм, i=1.

Т_О ==0,708 мин

Переход IV: Рассверлить отв. Æ22Н12, l=70±0,5мм; рассверлить отв. Æ25Н12, l=50±0,5мм; рассверлить отв. Æ28,43Н12, l=20±0,5мм. Одновременно

Сверление (расчёт мощности, силы резания по наибольшему диаметру)

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=50 – стойкость сверла, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 279, табл. 29];

C_V = 16,2

m = 0,2

y = 0,5

q = 0,4

х=0,2

S=0,33мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 6];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 30];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=44,63 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

500 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,09, q=1,0, x=0,9, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н×м.

4. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y, q, х - коэффициент и показатели степени,

С_Р =67, x=1,2, y=0,65, q=- [14, табл. 32, с. 281];

Н,

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

2,4<17,6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

Разбиваем переход на три прохода, 25, 50, 70мм

l=145 мм, l_вр =5 мм, i=1.

Т_О ==0,91 мин

Переход V: Зенкеровать отв. Æ24Н10, l=23,5±0,5мм; зенкеровать конус Æ27Н14, под углом 30⁰ ±1⁰ , зенкеровать отв. Æ27,2Н10, l=34±0,5мм. Одновременно.

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=50 – стойкость зенкера, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 16,3

m = 0,2

y = 0,5

х=0,2

q = 0,3

S=0,8мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 31];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 6];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=16,724 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

197 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,09, q=1,0, x=0,9, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

Н×м.

4. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y - коэффициент и показатели степени,

С_Р =67, x=1.2, y=0,65 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н,

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

1,62<17,6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

Разбиваем переход на три прохода, 25, 50, 73,5мм

l=148,5 мм, l_вр =5 мм, i=1.

Т_О ==0,974 мин

Переход VI: Расточить отв. Æ32,4Н14, l=14_-1 .

Пластина Т5К10, φ = 90⁰ , φ₁ =0⁰ .

Прорезание канавки шириной 5мм, глубиной 1,98мм

1. Подачу выбираем по [14, с. 268, табл. 14].

S = 0,47 мм/об, r=0,4мм.

2. Скорость резания

, м/мин, [14, с.268]

где

C_V =47; y=0,8; m=0,2 [14,табл.17, c.269];

[14,с.263, табл.5]; [14,с.271, табл.18];

K_V =1,0186×1,0×0,87×0,7×0,94=0,58;

21,94 м/мин.

3. Частота вращения шпинделя

215 об/мин

4. Силу резания найдем по формуле [29, с. 271]:

, Н,

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =408, x=0,72, y=0,8, n=0 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

К_jр =0,89; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,87

К_P =0,95×0,89×1,1×0,87=0,7356

, Н

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

0,222<17,6 кВт.

Условие выполняется.

Точение канавки

7. Скорость резания

, м/мин, [14, с.268]

где

C_V =350; x=0,15; y=0,35; m=0,2 [14,табл.17, c.269];

[14,с.263, табл.5]; [14,с.271, табл.18];

K_V =1,0186×1,0×0,87×0,7×0,94=0,58;

147,8 м/мин.

8. Частота вращения шпинделя

1452 об/мин

9. Силу резания найдем по формуле [29, с. 271]:

, Н,

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =300, x=1,0, y=0,75, n=-0,15 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

К_jр =0,89; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,87

К_P =0,95×0,89×1,1×0,87=0,7356

, Н

10. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

11. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

2,83<17,6 кВт.

Условие выполняется.

12. Основное время.

, мин,

где

i=1 - число проходов.

L₁ =l₁ +l_вр =1,98+2=3,98 мм,

L₁ =l₂ =9 мм

0,053 мин

Переход VII аналогичен переходу IV 005 операции с отличием по длине рабочего хода, поэтому считаем машинное время:

Основное время.

, мин,

где

i=1 - число проходов.

l=5 мм

L=l+l_вр +l_пер =5+5=10 мм,

мин

Переход VIII: Развернуть отв. Æ24,6Н9, l=23,5±0,5мм, развернуть отв. Æ27,6Н9, l=20±0,5мм. Одновременно.

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=80 – стойкость развёртки, мин [14, с. 280, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 10,5

m = 0,4

y = 0,65

х=0,2

q = 0,3

S=1,2 мм/об[14, с. 278, табл. 27];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 31];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 6];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=5,624 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

64 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_Р , x, y - коэффициент и показатели степени,

С_Р =200, x=1.0, y=0,75 [14, табл. 32, с. 281];

=31,9 Н×м

4. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

5. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

0,21<17,6.

Условие выполняется.

6. Основное время

Т_О =,

l=51,5 мм, l_вр =2 мм, i=1.

Т_О ==0,7 мин

Переход IX: Развернуть отв. Æ25Н8, l=23,5±0,5мм, развернуть отв. Æ28Н8, l=20±0,5мм. Одновременно

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=80 – стойкость развёртки, мин [14, с. 280, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 10,5

m = 0,4

y = 0,65

х=0,2

q = 0,3

S=0,96 мм/об[14, с. 278, табл. 27];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 31];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 6];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=6,2 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

70 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_Р , x, y - коэффициент и показатели степени,

С_Р =200, x=1.0, y=0,75 [14, табл. 32, с. 281];

=20,22 Н×м

4. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

5. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

0,145<17,6.

Условие выполняется.

6. Основное время

Т_О =,

l=51,5 мм, l_вр =2 мм, i=1.

Т_О ==0,8 мин

Переход X: Точить торец Æ23мм в размер l=74,5±0,5мм, трочить радиус R1max. Одновременно

Пластина Т15К6, φ = 90⁰ , φ₁ =5⁰ .

1. Ширина резания t=1,0мм.

2. Подачу выбираем по [14, с. 268, табл. 14].

S = 0,66 мм/об, r=1,0мм.

3. Скорость резания

, м/мин,

где

T=60 мин - период стойкости материала пластины;

C_V , x, y, m - коэффициент и показатели степени;

C_V =350; x=0,15; y=0,35; m=0,2 [29,табл.17, c.269];

[29,с.263, табл.5]; [29,с.271, табл.18];

K_V =1,0186×1,0×1,0×0,7×1,0=0,707602;

113,824 м/мин.

4. Частота вращения шпинделя

1449 об/мин

5. Силу резания найдем по формуле [29, с. 271]:

, Н,

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =300, x=1, y=0,75, n=-0.15 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

n=0,75

К_jр =1,0; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,93

К_P =0,95×1,0×1,1×0,93=0,971

, Н

6. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

7. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

3,9<17,6 кВт.

Условие выполняется.

8. Основное время.

, мин,

где

i=1 - число проходов.

l=10 мм

L=l+l_вр +l_пер =10+5=43 мм,

мин

Переход XI: Нарезать резьбу М30х1,5-7Н, в размер l=16min

1. Скорость резания

[14, с. 295];

где: C_V , m, x, y – определяются по [14, с. 296, табл. 49];

K_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Т = 70 мин

C_V = 332

m = 0,2

x = 0,23

y = 0,3

[14, с. 297];

К_ТГ =1,0[14, с. 298, тб50];

м/мин

2. Частота вращения шпинделя

1301 об/мин

3. Силу резания найдем по формуле [29, с. 297]:

, Н

где

C_P , x, y, n - коэффициент и показатели степени,

C_P =148, y=1,7, n=0.71 [14,табл 2,ст273]

К_P =К_мр ×К_jр ×К_gр ×К_lр ×К_rр

К_jр =0,94; К_gр =1,1; К_lр =1,0; К_rр =0,87

К_P =0,95×0,94×1,1×1,0=0,9823

811,66, Н

4. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 271]:

, кВт,

кВт

5. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

1,626<17,6 кВт.

Условие выполняется.

6. Основное время.

, мин,

где

i=6 - число проходов.

l=18 мм

l_вр +l_пер =5мм

L=l+l_вр +l_пер =16+5=21 мм,

мин

Основное время операции

Т_0общ =0,07+0,053+0,708+0,91+0,974+0,053+0,021+0,7+0,8+0,16+0,065=4,514 мин

015. Фрезерно-сверлильная с ЧПУ. Станок ГФ-2171С5

Позиция I

Переход I: Фрезеровать поверхн. Æ30мм в размер 40±0,5.

1. Скорость резания

, м/мин

где: C_V , m, x, y – определяются по [14, с. 296, табл. 49];

K_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания.

Т = 120 мин [14, с. 290, табл. 40]

C_V = 332

m = 0,2

x = 0,1

y = 0,4

q=0,2

p=0

=0,15[14, с. 283, табл. 34]

t=4 мм- с учётом штамповочных уклонов

[14, ст263, тб5]

[14, ст263, тб6]

м/мин

2. Частота вращения фрезы:

, об/мин

где V - скорость резания, м/мин;

D - диаметр фрезы, мм.

об/мин

В соответствии с паспортом станка принимаем частоту вращения:

n_ст = 400 об/мин

3. Определяем фактическую скорость резания:

, м/мин

м/мин

4. Находим минутную подачу:

, мм/мин

мм/мин

Так как регулирование подачи бесступенчатое, то оставляем минутную подачу без изменений.

5. Сила резания

, Н

где К_МР - поправочный коэффициент;

C_Р , n, x, y, q, w - определяются по таблицам [14].

С_Р = 825

n = 0,75

x = 1,0

y = 0,75

q = 1,3

w = 0,2

6. Сила резания:

Н

7. Мощность резания

, кВт

кВт

8. Проверка по мощности:

где N_ст = 7,5 кВт - мощность привода фрезерной головки;

h = 0,8 - КПД привода.

Условие выполняется

9. Расчёт основного времени

, мин

где L - длина рабочего хода, мм;

S - минутная подача, мм/мин.

L = l + l₁ + l_доп , мм

где l = 30 мм длина торца, мм;

l₁ + l_доп – длина врезания и перебега, мм.

Для симметричной установки фрезы по [11, прил. 4]:

l₁ + l_доп = 15 мм

L = 30 +15 = 40 мм

мин

Переход II: Центровать отв. Æ9*мм, глубиной 4,5±1,5мм.

Сверло центровочное Р6М5, 2φ=90⁰ .

1. Скорость резания

[14, с. 278, табл. 28];

где Т=25 – стойкость сверла, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 7,0

m = 0,2

y = 0,7

q = 0,4

S=0,15мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 6];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 30];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=33,7775 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

1195 об/мин,

принимаем 1000 об/мин по паспорту станка

3. Фактическая скорость резания

м/мин

4. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,0345, q=2,0, x=-, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н×м.

5. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y, q - коэффициент и показатели степени,

С_Р =68, x=-, y=0,7, q=1,0 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н,

6. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

7. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =7,5 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =7,5×0,8=6,0 кВт.

0,635<6,0.

Условие выполняется.

8. Основное время

Т_О =,

l=4,5 мм, l_пер =5 мм, i=1.

Т_О ==0,064 мин.

Переход III: Сверлить отв. Æ12Н14, l=24мм, сверлить конус Æ17,9мм с углом 120⁰ *; сверлить отв. Æ17,9Н14, l=20±0,5мм. Одновременно.

1. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=45 – стойкость сверла, мин [14, с. 279, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 9,8

m = 0,2

y = 0,5

q = 0,4

S=0,33мм/об[14, с. 277, табл. 25];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 6];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 30];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=36,29 м/мин

2. Частота вращения шпинделя

630 об/мин

3. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_М , q, x, y - коэффициент и показатели степени,

С_М =0,0345, q=2,0, x=-, y=0,8 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н×м.

4. Осевую силу определяем по формуле [14, с. 281, табл. 32]:

, Н,

где

С_Р , x, y, q - коэффициент и показатели степени,

С_Р =68, x=-, y=0,7, q=1.0 [14, табл. 32, с. 281];

К_Р = [14, табл. 9, с. 264];

Н,

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =22×0,8=17,6 кВт.

3,0<17,6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

l=33 мм, l_вр =5 мм, i=1.

Т_О ==0,183 мин

Переход IV: Зенковать конус под углом 45⁰ ; зенковать фаску Æ21,8Н11, l=3^+0,4 , под углом 15⁰ ±1⁰ . Одновременно

3. Скорость резания

[14, с. 276];

где Т=80 – стойкость зенковки, мин [14, с. 280, табл. 30];

C_V , m, x, y– определяются по [14, с. 278, табл. 28];

C_V = 10,5

m = 0,4

y = 0,65

х=0,2

q = 0,3

S=0,8 мм/об[14, с. 278, табл. 27];

К_{1 V} =1.0[14, с. 263, табл. 31];

К_{И V} =1.0[14, с. 280, табл. 6];

K_V =1.01086×1,0×1,0=1,01086

=4,7 м/мин

4. Частота вращения шпинделя

68 об/мин,

принимаем 63 об/мин по паспорту станка

3. Фактическая скорость резания

об/мин

4. Крутящий момент по формуле [14, с. 277]:

, Н×м,

где

С_Р , x, y - коэффициент и показатели степени,

С_Р =200, x=1.0, y=0,75 [14, табл. 32, с. 281];

=60,48 Н×м

5. Мощность резания определяем по формуле [29, с. 280]:

, кВт,

кВт.

6. Проверка на достаточность привода станка:

,

где

N_шп - мощность привода станка;

N_шп =N_ст ×h, N_ст =22 кВт, h=0,8 - КПД привода;

N_шп =7,5×0,8=6 кВт.

0,39<6.

Условие выполняется.

7. Основное время

Т_О =,

l=4 мм, l_вр =5 мм, i=1.

Т_О = мин

Переход V: Фрезеровать резьбу М20х1,5-7Н, в размер l=15,5min

Нарезание резьбы производим гребёнчатой фрезой 2672-0577 8g ГОСТ 1336- 77. Расчёт режимов резания ведём аналитическим методом.

1. Подачу на один зуб фрезы выбираем по [14, с. 295, табл. 48].

S_Z = 0,04…0,05 мм, принимаем S_Z = 0,05 мм

2. Расчёт скорости резания

Скорость резания определяется по формуле:

, м/мин,

где

Т - стойкость фрезы, мин;

S = 1,5- шаг резьбы;

K_V - коэффициент, учитывающий реальные условия резания;

C_V , m, x, y - коэффициент и показатели степени, определяются по [14, с. 296, табл. 49].

По рекомендациям [14] стойкость принимаем равной:

Т = 70 мин

К_V =К_MV К_{И V} К_{Т V}

По [14, с. 298, табл. 50]:

К_MV =0,9;

К_{И V} 1,0;

К_{Т V} =1,0;

К_V =0,8×1,0×1,0=0,9.

C_V =198;

m=0,50;

x=0,4;

y=0,3.

=146,2 м/мин.

3. Частота вращения фрезы:

, об/мин, где

D_ф = 10 мм - диаметр фрезы.

=4656 об/мин,

В соответствии с паспортом станка и его кинематикой:

n_ст = 250 б/мин

4. Фактическая скорость резания:

, м/мин.

=7,85 м/мин.

5. Расчёт основного времени

Основное время определяется по формуле:

, мин, где

l = 15,5 мм - длина нарезаемой резьбы,

l₁ - величина врезания и перебега (определяется по [12, прил. 4]), мм;

z = 1 - число заходов резьбы;

К = 1 - число заходов фрезы.

l₁ = 0,5D_отв , мм

D_отв =21,8мм[18,ст225,тб3.113]

l₁ = 10,9 мм.

=0,022 мин

Обработка на позиции II по всем параметрам аналогична позиции I.

Обработка на позиции III по всем параметрам аналогична позиции I, с отличием по продолжительности операции на переходе III, подлине рабочего хода инструмента.

Основное время

Т_О =,

l=35,2 мм, l_вр =5 мм, i=1.

Т_О ==0,1931 мин

020 Слесарная

025 Контроль

1.14. Нормирование технологического процесса

Норма времени:

, мин

где Т_ШТ-К - штучно-калькуляционное время выполнения работ на станках, мин;

Т_ШТ - норма штучного времени, мин;

Т_П-З - норма подготовительно-заключительного времени, мин.

, мин

где Т_О - основное время на обработку одной детали, мин;

Т_В - вспомогательное время, мин;

К_tВ - поправочный коэффициент вспомогательного времени;

А_ОБС - время на обслуживание рабочего места, %;

А_ОТД - время на отдых и личные надобности, %.

, мин

где Т_ВУ - время на установку и снятие детали, мин;

Т_В.ПЕР - время, связанное с переходом, мин;

Т_В.ИЗМ - время на измерение, мин.

, мин

где Т_П-З1 - время на организационную подготовку, мин;

Т_П-З2 - время на наладку станка, мин;

Т_П-З.ОБР - нормы времени на пробную обработку, мин.

Результаты нормирования времени приведены в таблице 13. Карты помеченные символом * - взяты по [10], остальные по [9].

Таблица 13

Расчёт потребного количества оборудования и коэффициентов его загрузки

, шт

где t_шт-к - норма штучно-калькуляционного времени на операцию, мин;

N - годовая программа выпуска, шт;

F_д - действительный фонд рабочего времени, час.

Полученное значение округляем в большую сторону до ближайшего целого числа. Расчёт вёдём по методике для групповой технологии, принимаем

F_д = часа

Коэффициент загрузки оборудования:

где С_П - принятое количество станков на операции, шт.

Все полученные данные сведены в таблицу.

Таблица 14

Средний коэффициент загрузки оборудования:

где n - количество операции в технологическом процессе

На рис. 14 представленна столбчатая диаграмма коэффициентов загрузки оборудования.

График загрузки оборудования

Производим проверку правильности выбранного ТП, путём определения К_СЕР

К_СЕР =

Где t- такт выпуска, мин

t_ШТ-К -средне калькуляционное время на одну операцию

мин

2,0937 мин

К_СЕР ===11,94

-что соответствует среднесерийному производству

Конструкторская часть

Обоснование и описание конструкции

Установка детали в приспособление для сверления обеспечивает закрепление определенного положения детали относительно режущего инструмента, позволяет вести обработку отверстий с достаточно высокой точностью и с малыми затратами времени. Применение приспособления позволяет вести обработку при более высоких режимах резания, значительно сокращает время, вспомогательное.

Данное приспособление оснащено делительным устройством. Приспособление устанавливается на стол станка в Т-образные пазы с помощью болтов. Обрабатываемая деталь устанавливается в трёхкулачковый патрон и жесткий задний центр. С помощью делительного диска происходит деление. После закрепления и выверки заготовки ручка приспособления прижимается винтом к диску, приспособление готово для деления на 180⁰ . Стопорение поисходит силой трения развиваемой винтом в корпусе приспособления о шпиндель.

Приспособление может быть легко переналажено на другие детали заменой делительного диска и патрона на другие установочные элементы.

Расчёт механизма на точность

При расчёте приспособления на точность необходимо определить погрешность установки заготовки в приспособлении, которая определяется как

,

При установке деталей в упор в торец погрешность базирования по длине равна нулю. Погрешность закрепления также равна нулю, так как вектор силы закрепления перпендикулярен размерной цепи для отверстия.

Погрешность установки заготовки в приспособлении равна

=0 мкм.

Спроектированное приспособление удовлетворяет точности обработки детали на данной операции.

Силовой расчет и выбор параметров приспособления

Возникающая окружная сила резания сдвинуть деталь в осевом направлении отверстия, а при дальнейшем фрезеровании деталь может проворачиваться вокруг оси отверстияи одновременно отжиматся вниз.

Сила зажима без учета подачи определяется по формуле из схемы ;

[15, с.380]

Рис.

Где- y=30⁰ - угол при вершине центра

j₁ =j₂ =3⁰ - угол трения

l=80 мм- растояние от середины центрового гнезда досередины пиноли

а_п =50 мм- длина пиноли

P_h =0,4P_z =0,4×903,74=361,5 H

P_V =0,95P_z =0,95×903,74=859 H

==932 H

К- коэффициэнт запаса учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку

К=К₀ ×К₁ ×К₂ ×К₃ ×К₄ ×К₅ [15, с.382]

К₀ =1,5- гарантированный коэффициэнт запаса[15, с.382]

К₁ =1,2- учёт случайных сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемой поверхн. заготовки[15, с.382]

К₂ =1,4- коэффициэнт учитывающий увеличение сил резания вследствии затупления[15, с.383, тб2]

К₃ =1,2- учёт величения сил резания при прерывистом резании[15, с.383]

К₄ =1,3- коэффициэнт характеризующий постоянство

сил развиваемых зажимным механизьмом[15, с.383]

К₅ =1,2[15, с.383]

К=1,5×1,2×1,4×1,2×1,3×1,2=4,72

=2025 Н

Данная нагрузка эквивалентна прочности болта с внутренним диаметром болта 5,286 мм - соответствует примерно М8, что намного меньше резьбы применяемой для перемещения пиноли заднего центра (примерно М30).

Экономическая часть

Экономический расчёт приспособления [2, с. 151]

Расчёт производим в ценах 1975-го года.

Условие эффективного применения приспособления:

где Э_П - годовая экономия без учёта годовых затрат на приспособление, руб;

Р - годовые затраты на приспособление, руб.

, руб

где Тшт - штучное время на операции при обработке детали в универсальном приспособлении, мин;

Тшт^П - штучное время на операции при использовании спроектированного приспособления, мин;

С_Ч.З. - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч;

N - годовая программа выпуска, шт.

В соответствии с нормативами вспомогательного времени [9; карта 1; карта 12, поз. 8; карта 17, поз. 2]:

мин

, коп/ч

где - практические скорректированные часовые затраты на базовом рабочем месте, для условий двухсменного крупносерийного производства =36,3коп/ч;

k_М - машино-коэффициент, показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка, в соответствии [12, прил. II, с175]k_М = 1,8

коп/ч

руб

, руб

где S_ПР - стоимость приспособления, руб;

А - коэффициент амортизации;

В = 0,2 - коэффициент, учитывающий ремонт и хранение приспособления.

В соответствии с [2, табл. 63] стоимость, приспособления, включающего 20-25 наименований деталей составляет 125…145 руб, принимаем:

S_ПР = 145 руб

Назначаем срок амортизации - 2 года, тогда коэффициент амортизации:

А = 0,5

руб

Экономический эффект от применения специального приспособления:

, руб

руб

В нынешних ценах:

руб

Оценка экономической эффективности технологического процесса [23]

Оценка экономической эффективности разработанного технологического процесса производим по приведенным затратам. Экономию на приведенных затратах определяем по формуле:

DС _{п. н.} = С _{п. н.1} - С _{п. н.2} ,

где С _{п. н. 1} и С _{п. н. 2} - приведенные затраты, обусловленные производством годового объема продукции по базовому (1) и новому (2) вариантам, руб./год.

Приведенные затраты на операцию определяются:

×20,

где С _{п. н. н.} - приведенные затраты, приходящиеся на 1 час работы металлорежущего оборудования, коп.;

-поправочный коэффициент на инфляцию;

Базовый Т.П.:

005: С _{п. н. н} =6,6×=36,74 руб.

015: С _{п. н. н} =24,6×=68,47 руб.

020: С _{п. н. н} =49×=136,38руб.

025: С _{п. н. н} =18×=83,2 руб.

030: С _{п. н. н} =30×=138,67 руб.

S С _{п. н. н} =36,74+68,47+136,38+83,2+138,67=463,46 руб.

Новый Т.П.:

005: С _{п. н. н} =3,978×=9,30(44) руб.

010: С _{п. н. н} =14,108×=33,17 руб.

015: С _{п. н. н} =9,107×=50,7 руб.

S С _{п. н. н} =9,30(44)+33,17+50,7=93,18 руб.

DС _{п. н.} = С _{п. н.1} - С _{п. н.2} =468,46-93,18=370,28 руб.

На партию:

SDС _{п. н} =9600×370,28=3554688 руб.

С учётом изменения способа получения заготовки экономический эффект равен:

SDС=SDС _{п. н} +Э_Т =3554688+56640=3611328 руб/партия.

Квалиметрическая оценка проекта

В ходе данной курсовой работе был проделан большой объём работы, которая включала в себя аналитические расчёты, выполнение чертежей, подготовка и выбор альтернативных вариантов, изучение литературы и стандартов.

Аналитические расчёты велись при определении режимов резания, производственной программы выпуска изделий, определении припусков, расчёте потребного количества станков, силовом и точностном расчёте приспособления, экономической оценке приспособления и технологического проекта. При выполнении курсового проекта технологичность изделия была повышена. Более рационально построен маршрут обработки изделия для условий среднесерийного производства: исключены некоторые операции (создание чистовой базы под установку в токарный патрон), ряд операций объединены в одну. Применено более производительное оборудование.

В проекте рассматривались два альтернативных варианта изготовления заготовки: штамповка в открытых штампах на КГШП (заводской вариант) и безоблойная штамповка на КГШП. При сопоставимой технологичесой себестоимости обоих вариантов, безоблойная штамповка даёт меньшую себестоимость, что привело к выбору второго варианта получения заготовки. Необходимо отметить, что при одинаковом способе получения заготовок в данном проекте и базовом технологическом процессе, припуски под механическую обработку разработанном технологическом процессе получились меньше, что связано с широким применением в проекте аналитического метода назначения припусков.

Разработанное приспособление удовлетворяет требованиям прочности и точности, а также даёт по сравнению с универсальным приспособлением годовую экономию в размере 69553,33 руб/год. В результате разработки технологического процесса и расчёта его экономической эффективности, экономический эффект составил 3611328 руб/партия.

Недостатком разработанного технологического процесса можно считать неравномерную загрузку оборудования. Но это можно устранить при использовании эффективной системы управления планирования путём дозагрузки оборудования другими изделиями, применение относительно дорогово режущего инструмента.

Литература

1. Ансеров М.А., Гущин В.Ф. Приспособления для сверлильных станков. Конструкции и наладки. - Л.: Машгиз, 1950 - 300 с.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей ВУЗов. - Минск: Высшая школа, 1983. - 256 с.

3. Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения»: Учебн. пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием». - М.: Машиностроение, 1985. - 184 с.

4. Маликов Ф.П. Патроны для металлорежущих инструментов. Справочник. -* М. Машгиз, 1963. - 104 с.

5. Металлорежущий инструмент. Каталог-справочник. Часть 1. Резцы и фрезы. - М.: Машиностроение, 1976. - 448 с.

6. Металлорежущий инструмент. Каталог-справочник. Часть 3. Резьбообрабатывающий, трубо- и муфтообрабатывающий и зуборезный инструмент. - М.: НИИМАШ, 1971. - 476 с.

7. Мягков В.Д, Палей М.А., Романов А.Б.. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. Ч. 1. - Л.: Машиностроение, 1982. - 543 с.

8. Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б.. Допуски и посадки: Справочник. В 2-х ч. Ч. 2. - Л.: Машиностроение, 1978. - 545 с.

9. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительное для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. - М.: Машиностроение, 1974. - 422 с.

10. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть 1. Нормативы времени. - М.: Экономика, 1990. - 208 с.

11. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. В 3-х частях. Часть 1. Токарные, сверлильные станки. - М.: Машиностроение, 1974. - 416 с.

12. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. В 3-х частях. Часть 2. Зуборезные, горизонтально-расточные, резьбонакатные и отрезные станки. - М.: Машиностроение, 1974. - 200 с.

13. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

14. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985. - 596 с.

15. Станочные приспособления: Справочник в 2-х томах. Т. 1 / под общ ред. Б.Н.Вардашкина. - М.: Машиностроение, 1984. - 592 с.

16. Станочные приспособления: Справочник в 2-х томах. Т. 2 / под общ ред. Б.Н.Вардашкина. - М.: Машиностроение, 1984. - 656 с.

17. Технология машиностроения: Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов специальности 120100 «Технология машиностроения» дневной и вечерней формы обучения. - Юрга: ИПЛ ЮФ ТПУ, 1999. - 39 с.

18. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога - машиностроителя.-М.: Издательство стандартов, 1992.-464 с.

19. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник./ Под. общ. ред. К.М. Великанова - 2-ое изд. перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1990. - 448 с.