Проектирование технологического процесса обработки стакана

Карта эскизов(технический контроль).CDW

Операционная карта (5 операция 2).CDW

Титульный лист.CDW

Маршрутная карта(последующий лист).CDW

Операционная карта (Технический контроль).CDW

Наладка ИРТ.CDW

Маршрутная карта(первый лист).CDW

Карта эскизов(заготовка).CDW

Патрон.CDW

Стакан.CDW

Операционная карта (10 операция 2).CDW

Приспособление расточное.CDW

Карта эскизов(5 операция).CDW

Спецификация на расточное приспособление.SPW

Карта эскизов(10 операция 2лист).CDW

Операционная карта (15 операция).CDW

Отливка.CDW

Операционная карта (10 операция).CDW

Операционная карта (5 операция).CDW

Операционная карта (10 операция 3).CDW

Сравнительная технология.CDW

Операционная карта (20 операция).CDW

Курсовой проект(технология автоматизированного производства.doc

Министерство науки и образования РФ
Курганский государственный университет
Кафедра технологии машиностроения
Тема: Проектирование технологического
процесса обработки стакана.
расчетно-пояснительная записка
Дисциплина: «Технология автоматизированного производства»
Специальность: 120100
В данном курсовом проекте рассматривается вопрос по изготовлению детали типа стакан (класс – полые цилиндры) в условиях автоматизированного производства. Технологический процесс изготовления детали основан на базовом варианте завода изготовителя (КМЗ). В проектном варианте применено новое современное оборудование что позволяет применить метод концентрации операции сократить количество станков и количество операций. Во многом это связано с применением токарного многоцелевого станка ИРТ180ПМФ4 (по сути это гибкий производственный модуль) оснащенного роботом для автоматизации загрузки и выгрузки заготовок что полностью автоматизирует процесс обработки данной группы деталей на этом этапе. При выборе оборудования предпочтение отдавалось станкам с ЧПУ и полуавтоматам.
В проекте рассмотрены также вопросы об экономически обоснованном выборе заготовки расчете припусков расчетно-аналитическим методом разработки последовательности выполнения технологических переходов. Выбраны соответственно процессу необходимые средства технологического оснащения. Рассчитаны режимы резания и проведено техническое нормирование операций. Особое внимание уделено конструированию и расчету приспособления В данном проекте разработано установочно-зажимное приспособление. Приспособление используется на последней стадии обработки детали и поэтому кроме силового расчета приведен расчет приспособления на точность. В работе представлены также чертежи вспомогательных инструментов необходимых для обработки данной детали. В целом разработка проекта направлена на создание технологического процесса результат которого не зависит от человеческого фактора т.е. исключающего брак деталей по вине рабочих.
Определение типа производства ..5
Анализ технологичности конструкции детали 6
Анализ базового технологического процесса 9
1 Экономическое обоснование выбора способа
изготовления заготовки .13
Проектирование маршрутного технологического процесса
изготовления детали ..14
Определение припусков операционных размеров
и размеров заготовки ..18
Разработка операционной технологии
Определение содержания и последовательности выполнения
технологических переходов 26
2 Выбор средств технологического оснащения ..31
3 Определение режимов резания ..32
4 Техническое нормирование операций ..52
Технико-экономическое обоснование вариантов
технологических операций .59
Конструирование и расчет приспособления
1 Описание приспособления . .63
2 Силовой расчет .64
3 Расчет приспособления на точность 67
Список литературы .69
Основой народного хозяйства определяющей его технологический уровень является машиностроение. Машиностроение обеспечивает воспроизводство основных фондов всех отраслей народного хозяйства и потребность населения в машиностроительных изделиях. От уровня развития машиностроения решающим образом зависят эффективность структурных преобразований в экономике страны благосостояние народа и обороноспособность государства.
Современные машины характеризуются повышением их производительности быстроходности удельной мощности и надежности при снижении весовых и габаритных показателей. Это влечет за собой использование новых высокопрочных имеющих специальные свойства конструкционных материалов которые в большинстве случаев являются труднообрабатываемыми. Однако технический прогресс определяется не только улучшением конструкций машин но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Разработка технологических процессов изготовления деталей представляет собой один из ответственных этапов подготовки производства. Технологические процессы должны обеспечивать высокое качество изделий в соответствии с техническими условиями эксплуатации при минимальных затратах времени и средств.
Успешному решению актуальных проблем технологии производства машин способствуют следующие основные направления:
гибкая ресурсосберегающая технология машиностроительного производства;
управление качеством конкурентоспособных машиностроительных изделий;
программируемая автоматизация производственных процессов
экономика внедрения новых технологий и др.
Целью курсового проекта является приобретение навыков по разработке маршрутного технологического процесса изготовления заданной детали операционного технологического процесса на выполнение отдельных операций проектированию станочного и контрольного приспособлений.
В данном курсовом проекте осуществлена попытка построения технологии обработки детали типа стакан на основе базовой технологии с учетом достижений современного машиностроительного производства. Особенность проекта - это применение станков с ЧПУ и полуавтоматов.
Определение типа производства
Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о. Коэффициент определяется по формуле:
О – суммарное число различных операций выполняемых на производственном участке;
Р – суммарное число рабочих мест на которых выполняются данные операции.
Согласно ГОСТ 14.004-74 принимаются следующие коэффициенты закрепления операций: для массового производства Кз.о=1; для крупносерийного производства 1≤Кз.о10;
≤Кз.о20 – среднесерийное производство;
≤Кз.о40 – мелкосерийное производство;
≤Кз.о – единичное производство.
Практическое значение Кз.о для массового производства может быть 01 10.
Так как в базовом технологическом процессе нормы времени на станочные операции отсутствуют а также в проекте используется немного другая технология изготовления детали то тип производства определим табличным методом.
Для приближенного определения типа производства рекомендуется использовать табл. 3.1 [3].
Годовая программа выпуска данной детали типа стакан составляет 5000
Сопоставляя массу детали и годовой план выпуска деталей определяем по табл.3.1 тип производства – среднесерийное.
Анализ технологичности конструкции детали
Цель такого анализа – выявление недостатков конструкции по сведениям содержащимся в чертежах и технических требованиях а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.
Деталь (стакан) – изготовляется из стали 40ХЛ литьем поэтому конфигурация внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.
Из справочника [17] выбираем:
а) химический состав в процентах стали 40ХЛ
C=032 – 045; Mn=050 – 080; S=0045; P=004.
б) основные механические характеристики:
-предел прочности при растяжении в=650 Мпа
-предел текучести т=450 Мпа
-относительное сужение =03%
-ударная вязкость α=04
Сталь имеет хорошие литейные свойства (с повышением содержания углерода фосфора улучшается свойство жидкотекучести стали).
Тем не менее даже при этом формовка должна производиться с применением стержней формирующих внутренние полости. Особенно нетехнологична наружная форма детали так как такая конфигурация предполагает перерасход металла. Выточка шириной 65мм и диаметром 130мм (см. чертеж детали).
Нетехнологично расположение 4 сквозных отверстий ø10 на диаметральной поверхности. Так как один край отверстия выходит на диаметре 120мм а другая часть на диаметре 110мм. При изготовлении детали это может привести к перекосу сверла и его поломке. Эти элементы определяются конструктивными соображениями и изменить их по-видимому затруднительно.
То же самое относится и к внутренним обрабатываемым поверхностям ø120H7 и ø80H8 а также выточке 65H8. Эти поверхности должны быть выполнены в пределах указанных отклонений и допуском на торцовое и радиальное биение 005 относительно базы В. Также усугубляет обработку детали достаточно высокое требование по соосности внутренних и наружных поверхностей.
В остальном деталь достаточно технологична допускает применение высокопроизводительных режимов обработки имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции.
Коэффициент использования материала
Ким=МдМз=2139=054; (2)
Здесь Мд Мз – соответственно массы детали и заготовки кг.
Для среднесерийного производства удовлетворительный коэффициент использования материала Ким=050-055. Т. е. по параметру использования материала деталь достаточно технологична.
Оценка технологичности конструкции детали по коэффициентам точности обработки и шероховатости производится путем сравнения их значений рассчитанных по формулам (3 4) с нормативными значениями [7]. При этом если Кт.ч≥08 а Кш≤032 то деталь по этим показателям можно считать технологичной.
Определяем значения коэффициентов Кт.ч и Кш для чего находим Аср и Бср:
Здесь Аср – средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям Бср – среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали.
Коэффициент точности обработки
Ктч=1-1Аср=1-11320924; (3)
Коэффициент шероховатости поверхности
Кш=1Бср=110101; (4)
Так как Ктч>08 а Кш032 то по обоим показателям деталь можно считать технологичной.
Анализ базового технологического процесса
Таблица 1. Базовый технологический маршрут изготовления стакана
Наименование операции и ее содержание
Станок (оборудование)
Технологические базы приспособление
Вертикально-фрезерный станок модели ВМ140Ф3
Необработанные торец и наружная цилиндрическая поверхность. Приспособление
Токарная полуавтоматная.
Подрезать торец расточить отверстия канавку снять фаску.
Токарно-вертикальный полуавтомат модели 1К282
Необработанные торец и наружная цилиндрическая поверхность. Приспособление:
Патрон трехкулачковый самоцентрирующий
Обточить диаметр расточить канавки снять фаски.
Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3
Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление:
Сверлить отверстия расточить фаску.
Радиально-сверлильный станок модели 2А53
Внутренний диаметр и обработанный торец детали.
Приспособление сверлильное
Радиально-сверлильный станок модели 2А55
Шлифовать 2 отверстия и торцы.
Внутришлифо –вальный станок модели 3А228
Приспособление шлифовальное.
Шлифовать отверстие с другой стороны.
Шлифовать наружную поверхность.
Круглошлифо –вальный станок модели 3Б161
Токарный станок модели 1К62
Плита 2 16001000 кл. 2 ГОСТ 10905-75
Базовый технологический процесс по последовательности обработки построен вполне обосновано. Метод получения заготовки для заданного объема годового выпуска деталей с учетом материала наиболее рационален. Необходимо только изменить способ литья. В базовом варианте используется литье в песчаные формы что влечет за собой повышенный припуск на обработку и соответственно перерасход материала. Большой минус базового технологического процесса это несоблюдение принципа постоянства баз. Уже на 10 операции допускается несколько переустановок заготовки что влечет за собой дополнительную погрешность при обработке. Для обработки детали используются стандартные резцы (Т15К6) сверла и зенкеры угловые (Р6М5) хотя здесь можно использовать более прогрессивный режущий инструмент (фасонные резцы комбинированные сверла и т. д.) обеспечивающий сокращение машинного времени времени на холостые ходы и исключение лишних переходов. Вообще сам процесс построен по принципу дифференциации операций что подразумевает большое количество станков инструмента и приспособлений. Поэтому большая часть станков недогружена по своим технологическим возможностям. Некоторые операции возможно объединить и тем самым снизить число оборудования. При изготовлении детали использовано несколько станков с ЧПУ на очень простых по содержанию операций. Хотя для изготовления данной детали (целой группы деталей класса втулки) можно использовать один многоцелевой станок типа ОЦ (обрабатывающий центр) заменяющий несколько станков с ЧПУ различных групп. Контролируются размеры готовой детали пробками скобами и штангенциркулями. Никаких автоматических методов контроля при изготовлении и на контрольной операции не используется. В базовом технологическом процессе не используются промышленные роботы автоматические загрузочные устройства. Транспортирование производится с помощью электрокаров.
Правильный выбор заготовки – установление метода ее получения формы и размеров весьма существенно влияет на расход металла число операций трудоемкость и себестоимость изготовления детали. При решении этого вопроса необходимо стремиться к тому чтобы формы и размеры заготовки были максимально приближены к форме и размерам готовой детали.
Наличие в марке материала буквы “Л” а также анализ физико – механических характеристик позволяет сказать что как и предполагалось метод изготовления заготовки – литье.
На основании материала отливки ее массы типа производства и минимальной толщины стенки отливки выбираем варианты способа получения заготовки (табл. 4 [9]):
)литье в металлические формы;
) литье в песчаные формы.
В данном случае наиболее подходящим является литье в металлические формы так как помимо названных факторов на выбор способа влияют высокие требования к детали по точности (некоторые поверхности детали после отливки не обрабатываются).
1 Экономическое обоснование выбора способа изготовления заготовки.
Возможны несколько способов получения отливки. Чтобы выбрать наиболее рациональный способ проведем подсчет себестоимости изготовления заготовки тем или иным способом.
Стоимость заготовок определяется по формуле:
где Ci – базовая стоимость одной тонны заготовок в рублях (табл. 3.6 [3]).
Кт·Кс·Кв·Км·Кп – коэффициенты зависящие соответственно от класса точности группы сложности массы марки материала и объема производства. Значения этих коэффициентов выбираем по таблицам (3.7 – 3.12 [3]).
Sотх – цена 1 тонны отходов в рублях(табл. 3.5[3]).
Литье в песчаные формы.
Для данного вида литья определяем коэффициенты:
Кт=11; Кс=1; Кв=095; Км=126; C Sотх=27 рублей.
Чтобы определить величину коэффициента Кп зависящего от объема производства заготовок необходимо вначале установить группу серийности отливок. По табл. 3.12[3] при объеме выпуска заготовок 5000и массе отливки 39 кг. определяем группу серийности – 4. Тогда Кп=096. Подставляя полученные данные в формулу (5) получим:
Sзаг=[(3601000)·359·11·1·095·126·096]–(359 – 21)·(271000)=16р.
Кт=105; Кс=1; Кв=096; Км=12; Кп=085. C Sотх=27 рублей.
Подставляя численные данные в формулу (5) получим:
Sзаг=[(3181000)·359·105·1·096·12·085]–(359–21)·(271000)=113р.
Таким образом литье в кокиль выгоднее чем литье в песчаные формы.
Классифицируем данную деталь.
Класс–полые цилиндры(втулка). Характерное условие:
h=(025÷25)·D (мм) (6)
Подставляя размеры детали h=76 мм D=142 мм получим:
=(025÷25)·142=355÷355 мм.
Т. е. Размеры детали удовлетворяют данному условию.
Размерная группа – Н (небольшие): D=70÷150 мм; G=07÷2 кг.
На основании анализа базового технологического процесса изготовления детали и выбора метода получения заготовки а также используя типовые схемы обработки деталей данного класса [2] составляем проектные варианты маршрутного технологического процесса ориентируемого на автоматизированное производство.(см. табл. 34).
Таблица 3. Проектный технологический маршрут
изготовления стакана (1 вариант).
Технологические базы
Кокильная машина мод. 5913
Токарно-револьверная с ЧПУ.
Обработать начерно и начисто торец внутренние цилиндри-
ческие поверхности с одной стороны детали
Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3
Необработанные торец и наружная
поверхность заготовки.
патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.
Обработать начерно и начисто наружную поверхностьвнутрен –нюю поверхность с другой стороны детали.
Точить канавки и фаски.
Центровать и сверлить отверстия по торцу и на наружном диаметре детали.
Гибкий производствен- ный модуль ИРТ180ПМФ4
Цилиндрическая внутренняя поверхность с припуском под тонкое точение и обработанный торец.
Отделочно-расточная.
Расточить внутренние поверхности и торцы.
Горизонтальный отделочно-расточной полуавтомат модели 2706П
Обработанный торец детали буртик наружной канавки и внутренний диаметр 1198 (120) мм.
Токарная с ЧПУ. Тонкое точение наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки
Токарный вертикальный полуавтомат 1А734Ф3
Внутренний диаметр 80H8 и торец детали. Приспособление: оправка разжимная
Моечная. Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.
Машина моечная модели
Проверить размеры шероховатость поверхностей техни- ческие требования.
Приспособление контрольное с установкой детали на оправку.
Таблица 4. Проектный технологический маршрут
изготовления стакана (2 вариант).
Шлифовать внутренние поверхности и торцы.
Внутришлифовальный станок модели 3К227В
Обработанный торец детали внутренний диаметр 1198 (120)мм.
Круглошлифовальная с ЧПУ.
Шлифование наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки
Круглошли –фовальный станок модели 3М151Ф2
Внутренний диаметр 80H8 и торец детали.
Приспособление: оправка разжимная
Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.
Приведенные варианты отличаются применяемым оборудованием и инструментом. Соответственно различаются и режимы резания. В дальнейшем необходимо определить какой из вариантов обработки предпочтительнее.
и размеров заготовки
Припуски на несколько поверхностей определим расчетно – аналитическим методом [5]. Опытно – статический метод позволяет назначать припуски независимо от технологического процесса обработки заготовки и поэтому они как правило являются завышенными что приводит к увеличению расхода материла и трудоемкости изготовления деталей.
Значения операционных допусков примем по таблицам точности обработки [5] величину допусков на размеры исходной заготовки принимаем руководствуясь справочными таблицами [9].
Минимальный припуск при обработке внутренних и наружных поверхностей (двусторонний припуск) определяется по формуле:
zi min=2[(Rz+h)i-1+] (8)
При последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) определяется по формуле:
zi min=(Rz+h)i-1+ (9)
Здесь Rz h ΔΣ i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.
Номинальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних
zi=zi min+ESi-1-ESi (10)
zi=2zi min+ESDi-1-ESDi (11)
Здесь ESD ESDi ESi – верхние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.
zi=zi min+eii-1+eii (12)
zi=2zi min+eiDi-1+eiDi (13)
Здесь e eii eiDi – нижние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.
Знать номинальные припуски необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов пресс-форм моделей волок приспособлений).
Максимальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних
zi max=zi min+Tdi-1+Tdi (14)
zi max=2zi min+Tdi-1+Tdi (15)
zi max=zi min+TDi-1+TDi (16)
zi max=2zi min+TDi-1+TDi (17)
Здесь Tdi-1 TDi-1 – допуски размеров на предшествующем переходе и Tdi TDi - допуски размеров на выполняемом переходе.
Максимальные припуски принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания и выбора оборудования по мощности.
Расчетные формулы для определения размеров:
внутренних поверхностей
Dmax i-1=Dmax i – 2zmin i (18)
Dmin i-1=Dmax i-1 – TD i-1 (19)
amax i-1= amax i - zmin i (20)
amin i-1= amax i-1 - Ti-1 (21)
наружных поверхностей
Dmax i-1=Dmin i-1 + TD i-1 (22)
Dmin i-1=Dmin i + 2zmin i (23)
amax i-1= amin i-1 + Ti-1 (24)
amin i-1= amin i + zmin i (25)
Здесь 2zm zm amin i-1 Dmin i-1 ama
amin i Dmin i amax i Dmax i – соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры полученные на выполняемом технологическом переходе.
Рассчитаем припуски и операционные размеры с использованием вышеперечисленных формул и расчетных карт (см. табл. 567) для каждой из поверхностей. Правильность проведенных расчетов определим по формулам:
Здесь zo max zo min – общие припуски на обработку.
Таблица 5. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.
Наименование детали – стакан. Материал сталь 40ХЛ.
Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром ø80Н8(+0046).
Элементарная поверхность
технологический маршрут ее обработки
Элементы припуска мкм
Расчетный припуск 2z min мкм
Расчетный максимальный размер мм
Допуск на изго-товлениеТd мкм
Принятые (округленные) размеры по переходаммм
Полученные предельные припуски мкм
Проверка расчета: Tdз –Tdд =1200-46=2z0 max-2z0 min=4700-3546=1154 мкм
Таблица 6. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.
Элементарные поверхности для расчета припуска – внутренние торцы обеспечивающий линейный размер 32(-016) (двусторонний припуск)
Расчетный минимальный размер мм
Проверка расчета: TD з – TD д=840= 2zo max - 2zo min =4200-3360=840 мкм
Таблица 7. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.
Элементарная поверхность для расчета припуска наружная поверхность диаметром ø130k6
Проверка расчета: TD з – TD д= 975 = 2zo max - 2zo min = 3952 - 2977 = 975 мкм
Таблица 8. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.
Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром 120Н7(+0035).
Полученные предельные припуски
Проверка расчета: Tdз –Tdд =1200-35=2zmax-2zmin=4700-3535=1165
Определяем номинальные размеры и допуски на изготовление остальных поверхностей опытно-статическим методом по таблицам [9]. На рассчитанные размеры номинальные размеры определяем по приведенным выше формулам. Все полученные данные заносим в таблицу 9.
Таблица 9. Операционные размеры поверхностей по переходам.
Размер готовой детали и допуск на его изготовлениемм
Операционные размеры и допуски на их изготовление
Тонкое точение шлифование мм
Черновое точение сверление мм
Требования по точности отливок для всех видов сплавов регламентируются ГОСТ 26645–85. Под точностью изготовления отливок понимается степень отклонения их геометрических размеров и массы от номинальных значений.
Определим шероховатость поверхности заготовки по степени точности поверхности отливки (табл. 5 и 6 [9]). Наибольший габаритный размер для выбора – 142 мм; степень точности поверхности отливки – 11 шероховатость поверхности Rа=20 мкм.
Наносим на контур детали размеры заготовки с учетом сопряжений в образовавшихся переходах чернового контура заготовки – отливки используя данные приложения 1 [9].
Тонкими линиями изображаем контуры чертежа детали а основными – контуры полученного чертежа заготовки – отливки. Проставляем требуемые размеры и шероховатость поверхностей. После определения размеров заготовки подсчитаем ее массу и получим: Ким=МдМз=21359=059;
Т. е. при изменении способа литья расчете припусков расчетно-аналитическим методом уменьшилась масса заготовки и соответственно увеличился коэффициент использования материала.
Чертеж отливки предоставлен на отдельном листе формата А2 (см. приложение).
1 Определение содержания и последовательности выполнения
технологических переходов
Число необходимых переходов для каждой операции определяем на основе таблиц экономической точности [5]. Так как при обработке детали используются станки с ЧПУ то дополнительно определяем координаты опорных точек.
После обработки получаем следующие параметры поверхности (данные берем из таблиц 3 4 5 [5]).
При обработке отверстий начерно:
Шероховатость Ra=25 – 63 мкм;
Квалитет допуска размера – 13 – 11.
Чистовое растачивание:
Шероховатость Ra=63 – 32 мкм;
Квалитет допуска размера – 10 – 8.
Но требования по шероховатости на детали Ra=25 – 125 мкм и квалитеты допусков размеров по 6 – 8 квалитетам что может обеспечить дополнительная операция тонкого растачивания(шлифования):
Ra=16 – 04 мкм. Квалитет допуска размера – 7 – 5.
Торец детали обрабатывается за два перехода – черновой и чистовой.
Последовательность обработки следующая.
Черновое и чистовое точение торца наружной фаски.
Черновое и чистовое растачивание точение фасок.
Растачивание внутренней канавки.
Рассчитаем координаты опорных точек. За нуль координатных осей выбираем пересечение оси шпинделя с плоскостью торца детали (ближайший торец к патрону).
Таблица 10. Расчет координат опорных точек.
Наружное точение (проходной резец)
Смена инструмента (расточной резец)
Смена инструмента(канавочный резец для внутренних канавок)
Конец рабочего цикла обработки детали.
Эта операция наиболее сложная выполняемая на токарном многоцелевом станке ИРТ180ПМФ4.
Соответственно 5 операции обработка внутренней поверхности и торца детали с другой стороны также выполняется за два перехода – черновой и чистовой. Особый интерес вызывает обработка наружной поверхности. Так как здесь присутствует повышенный припуск (исходя из конфигурации детали) то обработка выполняется за два черновых перехода и один чистовой переход. Окончательная обработка выполняется операцией шлифования (тонкого точения) что обусловленно точностью размера (6 квалитет). Качество поверхности и точность отверстий на торце и на наружном диаметре детали позволяют обработку этих отверстий производить только сверлением без последующей их обработки. Шероховатость поверхности по чертежу детали: Ra=125 мкм. Допуск на изготовление по 14 квалитету. По таблицам экономической точности определяем что сверление позволяет получить шероховатость поверхности отверстий Ra=125 – 63 мкм. Квалитет допуска размера 13 – 9. Определяем последовательность обработки на данной операции. Решающим фактором является повышенный припуск на наружной поверхности детали и поэтому последовательность обработки следующая:
Черновое и чистовое точение наружной поверхности и торца.
Черновое и чистовое растачивание.
Растачивание канавок.
Сверление отверстий по торцу детали (двумя сверлами одновременно)
Сверление отверстий на наружной поверхности.
Снятие фасок зенкование.
Далее на операциях 15 20 идет отделочная обработка поверхностей обработанных на операциях 5 и 10.
Определим координаты опорных точек для 10 операции (см. лист инструментальной наладки). Нуль координатных осей выбираем на пересечении оси шпинделя с плоскостью торца детали (ближайший торец к патрону).
Таблица 11. Расчет координат опорных точек.
Наружное точение (канавочный резец)
Смена инструмента (проходной резец)
Смена инструмента (канавочный резец правый)
Смена инструмента (канавочный резец левый)
Смена инструмента (канавочный резец для внутренних канавок)
Останов шпинделя и переключение его в режим позиционирования. Смена инструмента (сдвоенная инструментальная оправка
комбинированные сверла 10)
Смена инструмента (центровочное сверло)
Смена инструмента (сверло 12)
Смена инструмента (сверло 9)
Смена инструмента (зенкер угловой)
Смена инструмента (комбинированное сверло 10)
2 Выбор средств технологического оснащения
Выбранные при разработке маршрута обработки станки вполне удовлетворяют требованиям по мощности и точности (дополнительную проверку по мощности произведем при расчетах режимов резания). Поэтому выбираем только режущий инструмент для обработки и материал режущей части инструмента. Упор сделаем на твердосплавные резцы с механическим креплением режущей части. Резцы такого типа применяются в основном для станков с ЧПУ [5].
Исходя из характера обработки и материала детали выбираем материал режущей части инструмента Т15К6. На 5 операции (1 вариант) используется оправка для точения внутренних поверхностей двумя резцами одновременно. Сверла изготовлены из быстрорежущей стали Р6М5. Здесь также используются специальные комбинированные сверла (центровка + сверло 10) [6]. Это позволит уменьшить число вспомогательных переходов и операций центрирования. Для отделочных операций (операции №15 20) используются резцы с режущей частью из минералокерамики В3. Что позволяет существенно увеличить скорость и улучшить качество обработки [12]. Геометрия резцов используемых для обработки данной детали стандартная и взяты резцы из справочников [5619]. Во втором варианте обработки на отделочных операциях применяются операции шлифования. Шлифование производится инструментом изготовленным из титанистого электрокорунда 4А. Тип круга – ПП. Диаметр круга для внутреннего шлифования – 60мм наружного 150мм. Высота круга для внутреннего шлифования Н=20мм; наружного – 65мм [6].
3 Определение режимов резания
Точение торца (черновой переход).
Глубина резания t=13мм.
Подачу определяем из таблицы 11 [6] s=1 ммоб.
Скорость резания определим из формулы:
Коэффициент Cv=340; показатели степени m=02; y=045 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин – стойкость инструмента при одноинструментальной обработке; Kv – поправочный коэффициент для стали рассчитываемый по формуле:
Кг=1 – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости при sв=650 Мпа для конструкционной легированной стали 40ХЛ выбранный по табл. 2 [6].
Частоту вращения шпинделя станка определим по формуле:
D – диаметр обработки;
V – скорость резания;
По паспорту станка принимаем n=400 обмин.
Тогда скорость резания примет значение:
Точение торца (чистовой переход).
Глубина резания t=05мм. Припуски определяются из раннее рассчитанных операционных размеров.
По табл. 14 [6] выбираем подачу s=055Ks=055045=025 ммоб так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с sв=650 Мпа.
Рассчитываем скорость резания по формуле:
Коэффициент Cv=420; показатели степени m=02; y=02 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин – стойкость инструмента при одноинструментальной обработке.
Определим частоту вращения шпинделя:
По паспорту станка принимаем n=800 обмин.
Определим усилия резания (усилия считаем по черновому переходу как наиболее нагружающему).
Сила резания находится по формуле:
Сp – коэффициент x y n – показатели степени для трех координат принимаем по таблице 22[6].
Pz: Cp=300; y=075; n=-015
Py: Cp=243; y=06; n=-03
Pz: Cp=339; y=05; n=-04
Kp – поправочный коэффициент учитывающий фактические условия резания рассчитываемый по формуле:
Kp=Km pKj pKg pKl pKrp где (34)
Kj p для главного угла в плане j=45° принимаем по табл. 23[6]:
Kg p для переднего угла g=10° принимаем по табл. 23[6]:
Klp для угла наклона главного лезвия l=0° принимаем по табл. 23[6]:
Krp – коэффициент для твердого сплава не учитывается.
Исходя из принятых значений получаем:
Получаем силы резания:
Считаем мощность резания:
Мощность привода выбранного станка (22 кВт) превышает мощность резания значит он подходит для обработки данной детали на этом переходе.
Черновое растачивание 1188 и 788 мм.
Обработка ведется двумя инструментами одновременно. Расчет будем вести по наибольшему диаметру.
Величину подачи определяем из таблицы 12 [6] s=1ммоб.
Коэффициент Cv=340; показатели степени m=02; y=045 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=100 мин – стойкость инструмента при многоинструментальной обработке [18]:
Число оборотов шпинделя станка:
Определим усилия резания.
Сp – коэффициент x y n – показатели степени для трех координат принимаем по таблице 22 [6].
Kp=Km pKj pKg pKl pKrp где
Kj p для главного угла в плане j=90° принимаем по табл. 23[6]:
Krp для радиуса при вершине r=2 мм принимаем по табл. 23[6]:
Kpx=08911710851=089.
Мощность привода выбранного станка (22 кВт) превышает мощность резания значит он подходит для обработки данной детали.
Чистовое растачивание 1198 мм и 798мм.
По табл. 14 [6] выбираем подачу s=033Ks=033045=015 ммоб так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с sв=650 Мпа.
Коэффициент Cv=420; показатели степени m=02; y=02 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=100мин – стойкость инструмента при многоинструментальной обработке.
Растачивание внутренней канавки 12025.
Коэффициент Cv=420; показатели степени m=02; y=02 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6].
Т=45 мин – стойкость инструмента при одноинструментальной обработке.
По паспорту станка принимаем n=630 обмин.
Черновое точение 142 мм.
По паспорту станка принимаем n=315 обмин.
Kp=Km pKj pKg pKl pKrp где
Klp для угла наклона главного лезвия l=5° принимаем по табл. 23[6]:
Для второго перехода
t=32 мм; s=1 ммоб; V=140 ммин; n=315 обмин.
Чистовое точение 13078 мм.
По табл. 14 [6] выбираем подачу s=055Ks=055045=025ммоб так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с sв=650 Мпа.
Коэффициент Cv=420; показатели степени m=02; y=02 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин – стойкость инструмента при одноинструментальной обработке;
Черновое растачивание 1188 мм.
Величину подачи определяем из таблицы 12 [6] s=08 ммоб.
Коэффициент Cv=340; показатели степени m=02; y=045 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин – стойкость инструмента при одноинструментальной обработке:
По паспорту станка принимаем n=500 обмин.
Мощность привода выбранного станка (22кВт) превышает мощность резания значит он подходит для обработки данной детали
Чистовое растачивание 1198 мм.
Сверление отверстий 10 по торцу детали комбинированными сверлами (2 сверла).
Глубина резания t=05D=0510=5 мм.
Подачу определяем исходя из необходимости получения шероховатости Ra=125 мкм по таблице 25 [6] s=015 ммоб.
Скорость резания при сверлении определяем по формуле:
Коэффициент Cv=70; показатели степени m=02; q=04; y=07 для материала сверла по табл. 28 [6]. Т=25 мин по табл. 30 [6].
Kv – поправочный коэффициент на скорость резания учитывающий фактические условия резания определяется по формуле:
Kv=Km vKи vKl v где (37)
Коэффициент на обрабатываемый материал:
Коэффициент на инструментальный материал Киv=10 по табл. 6 [6].
Коэффициент учитывающий глубину сверления Kl v=10 по табл. 31 [6]. Исходя из полученных данных:
Частоту вращения инструментальных головок определим по формуле:
По паспорту станка принимаем n=1250 обмин.
Крутящий момент определим по формуле:
См=00345; q=20; y=08 по табл. 32 [6].
Коэффициент учитывающий фактические условия обработки определяется выражением:
n=075 по таблице 9 [6]. Тогда получаем:
Осевую силу при сверлении определяем по формуле:
Ср=68; q=10; y=07 по табл. 32 [6]. Тогда получаем:
Мощность резания при сверлении определяется по формуле:
Мощность приводного вала инструмента станка (35 кВт) превышает расчетную следовательно рассчитанные режимы резания при сверлении можно осуществить на данном станке.
Сверление отверстия 12 по диаметру детали.
Глубина резания t=05D=0512=6 мм.
Подачу определяем исходя из необходимости получения шероховатости Ra=125 мкм по таблице 25 [6] s=028 ммоб.
Коэффициент учитывающий глубину сверления Klv=10 по табл. 31 [6]. Исходя из полученных данных:
Частоту вращения инструментальной головки определим по формуле:
Тонкое растачивание 120Н7(+0035).
Отделочная токарная обработка имеет ряд особенностей отличающих ее от чернового и межоперационного точения поэтому рекомендуемые режимы резания при тонком точении определяем из справочника [19].
Подачу определяем по табл. 51 [19] s=008ммоб.
Стойкость инструмента Т=90мин по табл. 18 [19]
V=600 ммин по табл. 51 [19].
По паспорту станка принимаем n=1600 обмин.
Тонкое растачивание 80Н8(+0046).
Подачу определяем по табл. 51 [19] s=004ммоб.
По паспорту станка принимаем n=2500 обмин.
Тонкое точение 130k6().
Подачу определяем по табл. 51 [19] s=01ммоб.
Стойкость инструмента Т=70мин по табл. 18 [19]
V=500 ммин по табл. 51 [19].
Режимы резания для первого варианта рассчитаны. Во втором варианте на 5 операции вместо оправки используются стандартные резцы.
Режимы резания при точении торца остаются теми же. Изменяются только режимы резания при растачивании.
Черновое растачивание 788 мм.
Чистовое растачивание 798 мм.
Шлифование внутреннего диаметра 120Н7(+0035) и торца.
По таблице 55 [6] определяем скорость вращения круга Vкр=2100 ммин;
скорость вращения детали (заготовки) Vз=40 ммин. Глубина шлифования за один проход t=0005 мм. Продольная подача s=04×20=8ммоб.
Определяем частоту вращения круга по формуле:
По паспорту станка принимаем n=9000обмин.
Тогда скорость вращения круга примет значение:
Определяем частоту вращения заготовки по формуле:
По паспорту станка принимаем n=120обмин.
Тогда скорость вращения заготовки примет значение:
Эффективная мощность при шлифовании периферией круга с продольной подачей определяется по формуле:
d – диаметр шлифования; Cn=027 – коэффициент; r=05 x=04 y=04 q=03 – показатели степени.
Тогда подставляя данные в формулу (42) получим:
Шлифование внутреннего диаметра 80Н8(+0046).
t0=01мм; Ra=125 мкм.
скорость вращения детали (заготовки) Vз=40 ммин. Глубина шлифования за один проход t=0005 мм. Продольная подача s=025×20=5ммоб.
Мощность привода выбранного станка (4кВт) превышает мощность резания значит он подходит для обработки данной детали.
Шлифование наружного диаметра 130k6().
t0=011мм; Ra=32 мкм.
По таблице 55 [6] определяем скорость вращения круга Vкр=800 ммин;
скорость вращения детали (заготовки) Vз=150 ммин. Радиальная подача sr=0001 ммоб.
По паспорту станка принимаем n=1590обмин.
Регулирование чисел оборотов бесступенчатое.
Эффективная мощность при врезном шлифовании периферией круга определяется по формуле:
d – диаметр шлифования; b – ширина шлифования; Cn=014 – коэффициент; r=08 x=08 q=02 z=10 – показатели степени.
Мощность привода выбранного станка (152кВт) превышает мощность резания значит он подходит для обработки данной детали.
Расчет режимов резания закончен.
4 Техническое нормирование операций
При техническом нормировании определяется норма штучного (штучно – калькуляционного) времени. В единичном и серийном производстве рассчитывается норма штучно – калькуляционного времени Тшт-к по формуле:
Тп-з – подготовительно – заключительное время на обработку партии заготовок;
n=415шт – размер производственной партии;
В свою очередь штучное время Тшт определяется по формуле:
t0 – основное время рассчитываемое для каждой операции на основании назначенных режимов резания мин.; tв – вспомогательное время определяемое по нормативам мин.; tоб – время на обслуживание рабочего места мин.; tот – время перерывов на отдых и личные физические потребности человека мин.
Основное время операции складывается из основных времен выполнения технологических переходов:
L – длина рабочего хода мм;
Vs – скорость движения подачи ммин.
Особенностью нормирования операций выполняемых на станках с ЧПУ является то что основное время То и время Тпер связанное с переходами составляют машинное время автоматической работы по программе:
В свою очередь Тпер можно определить расчетом как сумму:
Тпер=Тх+Тсм+Тпов где (48)
время выполнения холостых ходов по автоматическому подводу и отводу инструмента.
Тсм – время автоматической смены инструмента;
Тпов – время автоматического поворота револьверной головки с инструментом или шпинделя(в режиме углового позиционирования) с заготовкой.
Основное время на переход при работе на шлифовальных станках определяется по формуле:
L – длина шлифования в направлении подачи;
nд – число оборотов детали в минуту или число двойных ходов в минуту;
s0 – подача за один оборот детали или на двойной ход стола;
tз – время на выхаживание в мин;
tгалт – время на обработку галтели;
tторц – время на шлифовку торца.
Время на обслуживание рабочего места tоб определяем в процентах от оперативного времени 4 8% - для станков с ручным управлением и 6 12% - для станков с ЧПУ. Время перерывов на отдых tот регламентируется законодательством и исчисляется в процентах к оперативному времени 2 4% для механических цехов [3].
Используя нормативные данные [113] и приведенные формулы определяем для каждой операции Тшт-к.
Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3.
По паспортным данным:
Установочные перемещения по координате С (поворот головки) – 20 обмин.
Скорость линейных перемещений – Vх=1600 мммин;
Тпов=nC=(90360)20=0420=002 мин.
Тп-з=67мин; tв=031мин (по таблицам 5.1-5.15 [1]);
Определим основное время выполнения технологических переходов:
Vs=ns=4001=400 мммин.
Vs=ns=800025=200 мммин.
Черновое растачивание
Чистовое растачивание
Vs=ns=800015=120 мммин.
Vs=ns=630015=945 мммин.
Определим величину холостых ходов:
Lx=225+22+5+247+235+72+16+27+
Тх=12981600=081 мин.
Тпер=Тх+Тсм+Тпов=081+06+002=
Топ=То+Тпер=0045+0105+0104+
+042+007+143=217мин.
Черновое растачивание 1198 мм.
Vs=ns=6301=630 мммин.
Чистовое растачивание 1198 мм.
Чистовое растачивание 798 мм
Vs=ns=1250015=1875 мммин.
Lx=225+22+5+247+10+235+79+26+11+
+6+235+5+79+225+215+27+
Тх=18671600=117 мин.
Тпер=Тх+Тсм+Тпов=117+06+002=
Топ=То+Тпер=0045+0105+0085+
+0067+032+025+007+179=
Установочные перемещения по координате С – 16 обмин.
Скорость линейных перемещений – Vх=18000 мммин;
Тсм=002N=00212=024 мин;
Тпов=nC=(810360)16=22516=014 мин.
Lx=2(217+217+605+595+15+217+220+215+197+240+233+212+212+212+212)=5902 мм. Следовательно Тх=590218000=033 мин. Тогда получаем:
Тпер=Тх+Тсм+Тпов=033+024+014=071 мин.
Тп-з=80мин; tв=016мин (по таблицам 5.1-5.15 [1]);
Ls2=2(4+4+605)+15=152 мм;
Vs=ns=40008=320 мммин.
Vs=ns=1000009=90 мммин.
Ls4=592+64+7+9=816 мм;
Канавочный резец правый
Канавочный резец левый
Ls7=204+59+25+227+573=368 мм;
Кобинированные сверла 10 мм
Зенкер угловой (60°)
Комбинированное сверло 10 мм
Таким образом основное время обработки детали будет равно:
То=0037+038+009+091+0091+0091+031+0047+061+009+0064+
+017+007+012=308 мин.
Машинное время автоматической обработки получается равным:
Топ=То+Тпер=308+071=379 мин.
Штучное время на обработку детали:
Тп-з=74мин; tв=102 мин (по таблицам 5.1-5.15 [1]);
Vs=ns=1600008=128 мммин.
Vs=ns=2500004=100 мммин.
Общее машинное время:
Тобщ=042+029=071мин;
Штучно-калькуляционное:
Шлифование 120Н7(+0035) и торца.
Тп-з=324мин (карта35[20]); tв=17мин (карты 3233); tоб=125мин (карта 34);
tз=048мин t2=094мин; (по картам 2829 [20]). Тогда рассчитаем основное технологическое время по формуле 50:
Токарный вертикальный полуавтомат 1А734Ф3.
По паспорту: скорость быстрых перемещений Vx=2500мммин.
Тп-з=64мин; tв=022мин (по таблицам 5.1-5.15 [1]);
Тонкое точение 130k6() и торцев.
Vs=ns=125001=125 мммин.
Lx=135+65+190=390мм.
Топ=То+Тпер=065+016=081мин.
Круглошлифовальный станок модели 3М151Ф2
Шлифование 130k6() и торцев.
Тп-з=54мин (карта20[20]); tв=042мин (карты 1618); tоб=220мин (карта 19);
tз=043мин t2=065мин; (по картам 813 [20]). Тогда рассчитаем основное технологическое время по формуле:
технологических операций
Общим экономическим показателем эффективности является величина годовой экономии на приведенных затратах DСп:
- сумма годовых приведенных затрат сравниваемых вариантов руб.
Сумму годовых приведенных затрат по каждому варианту можно рассчитать по формуле: где (52)
ЕН=015 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;
Кi – сумма годовых капитальных затрат на i-ой операции по вариантам р.
Определим капитальные затраты для вариантов 5 операции.
Для приближенных расчетов капитальных затрат используем формулу [15]:
СРi – расчетное количество станков требуемых для изготовления годового выпуска деталей где (54)
N=5000шт – объем годового выпуска деталей;
FО=3935ч. – эффективный годовой фонд времени работы станка (по табл. 1[15]);
Кв – средний коэффициент выполнения норм времени(12 – станки с ручным управлением 10 – станки с ЧПУ);
Кзд – вложение в производственные помещения занимаемые оборудованием р.;
КПУi – вложение средств в комплект управляющих программ р.
Капитальные вложения в оборудование (КОi) состоят из капитальных вложений в технологическое оборудование (Ктоi) подъемно-транспортное оборудование (КПТi) средства оснащения и контроля (ККi):
КОi= Ктоi+ КПТi+ ККi (55)
Капитальные вложения в технологическое оборудование для каждой операции определяются по формуле:
Ктоi=Цтоi×Кт×Ки где (56)
Кт=11 – коэффициент учитывающий расходы на транспортировку и монтаж станка;
Ки=32 - коэффициент инфляции для станков с ЧПУ(Ки=27-для остальных станков);
Суммарную величину капитальных вложений в подъемно-транспортное оборудование средства оснащения и контроля можно рассчитать используя формулу:
– коэффициент сокращения количества станков на
-принятое количество станков на
-суммарное принятое количество станков в базовом варианте на которых в d-операциях выполнялся тот же объем работы.
Стоимость производственного помещения занимаемого станком на i-ой операции: где (59)
Цпп=16000руб – стоимость 1м2 производственной площади механического цеха.
(S+SУ) – суммарная площадь занимаемая станком вместе с выносными устройствами определяемая по приложению [15].
γ-коэффициент учитывающий дополнительную производственную площадь приходящуюся на единицу оборудования(по табл. 2 [15]).
Таким образом получим:
Таблица 15. Расчет экономической эффективности вариантов обработки.
Ктоi=Цтоi×Кт×Ки=462×103×
КОi= Ктоi+ КПТi+ ККi=
7214+17838=155052руб.
Ктоi=Цтоi×Кт×Ки=55×104×
3600+12584=206184руб.
Рассчитаем технологическую себестоимость для 5 операции.
Величина годовой технологической себестоимости может быть определена по формуле:
- нормативы затрат по заработной плате станочников наладчиков и электронщиков приходящихся на один час работы оборудования со всеми начислениями р.ч (определяется по приложению [15]).
- нормативы затрат на амортизацию оборудования ремонт и электроэнергию приходящихся на один час работы станка р.ч.
- нормативы затрат на амортизацию и ремонт приспособлений и рабочего инструмента р.ч.
- годовые затраты на техническое обслуживание и ремонт устройств ЧПУ р.
- годовые затраты на амортизацию и содержание производственных помещений. где (61)
Нпп – стоимость амортизации и содержания 1м2 площади механического цеха. Для расчета примем Нпп=1600руб.
Таблица 16. Расчет технологической себестоимости.
Подставляя полученные данные в формулу 52 получим приведенные затраты по каждому варианту для 5 операции.
Аналогично определяем приведенные затраты на остальные операции и результаты заносим в таблицу 17.
Таблица 17.Результаты расчета экономической эффективности
вариантов обработки.
Капитальные вложения
Суммируя полученные значения и подставляя эти данные в формулу 51 получим при:
сравнивании базового и 1-го вариантов
сравнивании базового и 2-го вариантов
Таким образом наиболее оптимальным является первый вариант обработки.
1 Описание приспособления
Приспособление расточное предназначено для установки и закрепления деталей типа стакан на заключительной стадии обработки.
Для данной детали на этой операции растачиваются отверстия диаметром ø 80(+0046) и ø120(+0035) (применено тонкое точение). Эта операция выполняется на горизонтально-расточном полуавтомате модели 2706П.
Деталь центрируется по внутреннему диаметру предварительно обработанному на чистовой операции. В роли центрирующего элемента выступают тарельчатые пружины (поз. 18). Закрепляется деталь тремя г-образными прихватами (поз. 8 14). Усилие на прихваты передается от пневмоцилиндра непосредственно через ось (поз. 7) и крестовину (поз. 12). К крестовине прихваты крепятся при помощи болтов (поз. 23) и гаек (поз. 27 29). Ось в свою очередь крепится к крестовине при помощи 4 винтов (поз. 24). После отключения пневмоцилиндра прихваты ослабляют зажим детали и возвращаются в исходное положение благодаря пружинам (поз. 30). Пружины от осевого смещения фиксируются с помощью крышки (поз. 3). Прихваты могут двигаться вдоль направляющих втулок (поз. 9 15) и поворачиваться вокруг своей оси. Движение и вращение ограничены винтом (поз. 13). Кроме того прихваты соединены между собой зубчатой передачей при помощи шестерен (поз. 5 11). Поворачивая один прихват рабочий автоматически поворачивает и остальные два. Общая шестерня (поз. 5) посажена свободно в корпусе (поз.1). На прихвате шестерня (поз. 11) запрессована и от проворачивания зафиксрована круглой шпонкой (поз. 10). На станок(на расточную головку) приспособление устанавливается по конусной поверхности (поверхность Д) и крепится при помощи деталей (поз. 28 32 33).
В силовом расчете нам необходимо определить зажимное усилие Q обеспечивающее удержание детали от проворачивания в результате действия крутящего момента М возникающего от силы резания Pz. А также необходимо рассчитать параметры пневмоцилиндра.
Составляем расчетную схему.
Упрощенно схему зажима детали можно представить в виде показанном на рис. 1.
В этом случае усилие зажима определяется по формуле [11]:
k – коэффициент запаса;
М – крутящий момент;
D – диаметр обрабатываемой поверхности;
d – диаметр оправки;
f=015 – коэффициент трения между оправкой и деталью.
В свою очередь усилие создаваемое г-образным прихватом на детали может быть определено по формуле [11]:
Q – усилие приложенное к прихвату;
q=50 Н – усилие возвратной пружины;
f1=01 – коэффициент трения в направляющих прихвата;
Н=60 мм – длина опорной поверхности направляющей прихвата.
Чтобы оба эти равенства были верны друг другу умножим второе равенство (13) на 3 (3прихвата) и тогда получим:
Коэффициент запаса определяется по формуле[11]:
k=k0×k1×k2×k3×k4×k5×k6 где (65)
k0=15 – гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;
k1=1 – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовок;
k2=12 – коэффициент учитывающий увеличение сил резания от прогрессирующего затупления инструмента;
k3=12 – коэффициент учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании при точении;
k4=13 – коэффициент учитывающий постоянство силы зажима развиваемой силовым приводом приспособления;
k5=12 – коэффициент учитывающий эргономику ручных зажимных элементов;
k6=15 – коэффициент учитываемый только при наличии крутящих моментов стремящихся повернуть обрабатываемую деталь.
Подставляя численные значения в формулу (15) получим:
k=k0×k1×k2×k3×k4×k5×k6= 15×1×12×12×13×12×15=505
Момент силы резания определяется из расчетов сил резания М=126 Н. Тогда
Рассчитаем и выберем параметры пневмоцилиндра.
Для данного станка (данной операции) выбираем вращающийся пневмоцилиндр одностороннего действия [12]. Рассчитаем его параметры.
Внутренний диаметр шпилек (болтов) для крепления крышек рассчитывается по формуле:
d1 – внутренний диаметр резьбы;
α=225 – коэффициент затяжки;
Q=665 Н – осевое усилие действующее на шпильки (болты);
[r]=30 Мпа – предел прочности на растяжение. Тогда получим:
Внутренний диаметр резьбы на штоке рассчитывается по формуле:
Рекомендуемые значения диаетра резьбы шпилек и на штоке берем из табл. 136 [11].
Толщина стенки цилиндра – 6 мм;
Диаметр шпилек d1 - М10;
Количество шпилек z - 4;
Диаметр штока – 25 мм;
Диаметр резьбы на штоке – М16;
Диаметр цилиндра D - 100 мм.
Выбранный пневмоцилиндр гарантирует удержание детали от проворачивания.
3 Расчет приспособления на точность.
Расточное приспособление используется на заключительной стадии обработки и поэтому необходим расчет этого приспособления на точность.
Суммарная погрешность определяется по формуле:
eб - погрешность базирования детали;
eз – погрешность закрепления детали;
eус – погрешность установки приспособления на станке;
eпр – погрешности изготовления приспособления;
eс – погрешности станка;
eи – погрешности износа установочных элементов приспособления;
Определяем необходимые коэффициенты по таблицам 1-16 [21].
При данном способе базирования детали eб=0;
На погрешность закрепления eз наибольшее влияние оказывают следующие факторы: непостоянство силы закрепления неоднородность шероховатости и волнистости базы заготовок износ опор.
Деформацией жесткой заготовки и корпуса приспособления под действием сил закрепления пренебрегаем [21]. Тогда eз=0;
Погрешность установки приспособления определим по таблице 1. [21].
Погрешность приспособления определяется допуском на его изготовление его базирующего элемента и поэтому принимаем:
Используемый станок 2706П является станком повышенной точности и по его паспорту определяем допустимую погрешность:
Погрешность износа установочных элементов не учитывается так как погрешность устраняется подналадкой станка или заменой установочных элементов. Тогда:
Наименьший допуск изготовления детали на данной операции составляет Т=35 мкм. Так как выполняется неравенство Т>eD 35>324 то следовательно приспособление подходит для обработки данной детали.
В данном проекте был рассмотрен вопрос об улучшении технологии изготовления детали которая относится к группе полых цилиндров. В проекте было приведено оборудование на котором возможно изготовление группы подобных деталей. Оборудование достаточно легко перенастраивается на другой тип деталей. В проекте рассматривался также вопрос о снижении массы заготовки. Для чего был произведен анализ детали на технологичность расчет межоперационных припусков и допусков расчетно-аналитическим методом а также проанализирован базовый технологический процесс. В результате анализа выявлен ряд недостатков процесса. Для наглядности результата улучшения процесса в приложении представлен лист сравнительной технологии. В проекте были рассчитаны режимы резания на все операции и произведено поэлементное техническое нормирование что существенно снизило время обработки детали. Для одной из ответственных операций сконструировано и рассчитано станочное приспособление. Приведено экономическое обоснование проектных вариантов технологического процесса.
В результате проведенных расчетов при разработке проектного тех. процесса было сокращено количество оборудования и рабочих занятых на обработке детали что существенно влияет на уменьшение себестоимости продукции и влечет к улучшению конкурентоспособности предприятия.
Горбацкевич А. Ф. Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. : Учебное пособие для машиностроительных спец. вузов. – 4-е изд. перераб. и доп. – Мн.: Высш. школа 1983.-256с.
Орлов В. Н. Технология изготовления транспортных машин. Учебное пособие. – Курган: Изд-во Курганского гос. ун – та 2000г
Мосталыгин Г. П.; Орлов В. Н. Проектирование технологических процессов обработки заготовок: Учебное пособие. – Свердловск: УПИ 1991. –112с.
Мосталыгин Г. П. Орлов В. Н. Проектирование технологических процессов обработки заготовок на станках с ЧПУ. Учебное пособие. – Курган: КМИ 1994г.
Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т1 Под ред.А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перер. и доп. –М.: Машиностроение 1985г. 656с.
Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т2 Под ред.А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд. перер. и доп. –М.: Машиностроение 1985г. 496с.
Технология автоматизированного производства. Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов специальности 120100. Курган 1996г.
Основы технологии производства машин. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов направления 552900 – «Технология оборудование и автоматизация машиностроительных производств». Курган 1995г.
Выбор способа изготовления заготовок. Методические указания к выполнению практических занятий курсовому и дипломному проектированию для студентов направлений 552900. Курган 1997г.
Методические указания по оформлению технологической документации при выполнении курсовых и дипломных проектов для студентов специальностей 11.01 07.01 21.03 12.02 15.02 15.06. Курган 1992г.
Ансеров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. М. – Л. изд. «Машиностроение» 1964г. 652с.
Обработка металлов резанием: Справочник технолога. Под ред. А. А. Панова – М.: Машиностроение. 1988г. 736с
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. В 2Ч.- Ч1. Нормативы времени. – М.: Экономика. 1990г.
Каштальян И. А. Клевзович В. И. Обработка на станках с числовым программным управлением: Справочное пособие. – М.: Высшая школа 1989 г. – 271с.
Определение экономической эффективности технологических процессов. Методические указания для студентов специальностей 12.01 12.02 12.03 07.01 15.02 15.06. – КМИ. Курган 1994г.
Проектирование технологии: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов Под общей редакцией Ю. М. Соломенцева. – М.: Машиностроение 1990. – 416с.: - (Технология автоматизированного машиностроения).
Мягков В. Д. Краткий справочник конструктора. Изд. 2-е доп. и переработ. Л. «Машиностроение» 1975г. – 816с.
Режимы резания металлов. Справочник. Под редакцией Ю. В. Барановского. Изд. 3-е переработанное и дополненное. М. «Машиностроение» 1972г.
Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: СправочникВ. И. Баранчиков А. В. Жаринов Н. Д. Юдина и др.; Под общей редакцией В. И. Баранчикова. – М.: Машиностроение 1990. – 400с.
Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на шлифовальных станках.Изд-во. «Машгиз» - М.: 1959г.
Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. Ред. совет: Б. Н. Вардашкин и др. – М.: Машиностроение 1984. – Т. 1 Под ред. Б. Н. Вардашкина А. А. Шатилова 1984. 592с.
Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. Ред. совет: Б. Н. Вардашкин и др. – М.: Машиностроение 1985. – Т. 2 Под ред. Б. Н. Вардашкина В. В. Данилевского 1985. 566с.

Карта эскизов(операция 15).CDW

Карта эскизов(10 операция).CDW

Карта эскизов(операция 20).CDW