Технологический процесс изготовления детали вал

Курсовой проект.doc

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра «Конструирование и производство приборов»
по дисциплине «Технология приборостроения»
тема: Технологический процесс изготовления детали вал.
Анализ конструкции детали 4
Анализ технологичности конструкции детали 6
Определение типа производства 9
Выбор и обоснование способа получения заготовки 17
Выбор и обоснование технологических баз 22
Выбор и обоснование металлорежущих станков и оснастки 23
Выбор и обоснование технологического маршрута обработки детали 30
Расчет и назначение припусков и межоперационных размеров 40
Расчет и назначение режимов резанья 46
Расчет технической нормы времени 81
Разработка четырех технологических операций 85
Основные технико-экономические показатели 90
Список использованных источников 91
Анализ конструкции детали.
Деталь – вал – служит для передачи крутящего момента. Вал ступенчатый состоит из четырех ступеней. Ступень 4 предназначена для посадки зубчатого колеса и содержит шпоночный паз 5. Ступени 2 и 6 предназначены для посадки подшипников. Взаимное расположение поверхностей 2 и 6 имеют важное значение для служебного назначения детали (допуск круглости профиля продольного сечения и соосности поверхностей 2 и 6 указаны на чертеже). Точность обработки торцов 9 и 11 обеспечивает посадку подшипников торца 10 – зубчатого колеса (допуск торцевого биения указан на чертеже). Поверхность 3 имеет второстепенное значение для служебного назначения детали.
Вал изготовлен из материала Стали 45 ГОСТ 1050-88. Химический состав стали 45 приведен в таблице 1.1. механические свойства стали приведены в таблице 1.2.
Сталь 45 ГОСТ 1050-88 – среднеуглеродистая качественная сталь имеющая хорошие механические свойства для обрабатывания резаньем хорошо закаливается достаточно недорогостойкая. Сталь 45 применяют для изготовления средненагруженных деталей: валов втулок вилок кулачков зубчатых колес. В данном случае применение данного материала целеобразно.
Анализ технологичности конструкции детали.
Целью анализа конструкции детали на технологичность является выявление недостатков конструкции по сведениям содержащимся в чертежах и технических требованиях а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.
Конфигурация вала достаточно технологична для обработки резаньем на токарном станке все поверхности легкодоступны для инструмента. Диаметральные размеры вала убывают от середины к концам. Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки (жесткость вала считается недостаточной если для получения точности 6 9-го квалитетов отношение его длины к диаметру свыше 10 12).
Для улучшения технологичности вала необходимо заменить закрытый шпоночный паз открытым который обрабатывается гораздо производительнее дисковой фрезой.
На чертеже указаны все необходимые размеры требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей допуски круглости профиля продольного сечения и соосности поверхностей допуск торцевого биения.
Технологической базой при точении является черновая поверхность заготовки после переустановки детали – уже обработанная поверхность вала. На шлифовальных операциях технологической базой является ось детали.
Измерение размеров детали производиться с использованием следующих измерительных инструментов:
на токарных операциях – штангельциркуль;
на шлифовальных операциях – микрометр рычажный;
контроль отклонения формы – с помощью индикатора часового типа с помещением детали в призме;
контроль овальности – скоба.
В соответствии с рекомендациями изложенными в [1 стр.158] допуск профиля продольного сечения равен удвоенному допуску формы. Для улучшения технологичности детали установим допуск профиля продольного сечения поверхностей 2 и 6 равным 0006. Рекомендуемая шероховатость посадочных поверхностей валов при 6 классе точности подшипников – Ra 0.63 шероховатость опорных торцов 9 и 11 – Ra 1.25.
В качестве количественных показателей технологичности рассмотрим коэффициент точности и коэффициент шероховатости поверхностей.
Сведем данные о квалитетах и шероховатостях поверхностей в таблицу 2.1.
Определим коэффициент точности.
Средняя трудоемкость операции:
Коэффициент точности обработки:
Определим коэффициент шероховатости:
Средняя шероховатость:
Коэффициент шероховатости:
Вывод: деталь является технологичной так как коэффициент точности
обработки и коэффициент шероховатости меньше 1.
Определение типа производства.
1. Определение типа производства для основной программы.
Годовая программа изделий: N1=1000шт.
Количество деталей на изделие: m=1шт.
Режим работы предприятия: 2 смены в сутки
Действительный годовой фонд
времени работы оборудования: Fд=4029ч
Тип производства по ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций КЗ.О. который показывает отношение всех различных технологических операций выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течение месяца к числу рабочих мест. Так как ТЗ.О. отражает периодичность обслуживания рабочего всей необходимой информацией а также снабжение рабочего места всеми необходимыми вещественными элементами производства то КЗ.О. оценивается применительно к явочному числу рабочих подразделения из расчета на смену:
где - суммарное число различных операций;
- явочное число рабочих подразделения выполняющих различные операции.
Исходя из приведенной формулы для определения КЗ.0. необходимо установить соотношение между трудоемкостью выполнения операций и производительностью рабочих мест предназначенных для проведения данного технологического процесса при условии загрузки этого оборудования в соответствии с нормативными коэффициентами.
Процесс изготовления детали необходимо расчленить на технологические операции и переходы по обработке элементарных поверхностей определить основное время выполнения каждого перехода и штучно-калькуляционное время для каждой операции.
Данные об обработке каждой поверхности детали сведем в таблицу 3.1.
Для определения основного технологического времени при обработке каждой поверхности воспользуемся методиками изложенными в [1стр. 146].
Черновая подрезка торца Ra 6.3:
Черновая обточка за один проход:
Чистовая обточка по 9-му квалитету:
Шлифование чистовое по 6-му квалитету:
Чистовая обточка по 9-му квалитету:
Шлифование чистовое по 9-му квалитету:
Фрезерование черновое торцевой фрезой за проход:
Черновое обтачивание фасонным резцом:
Чистовая подрезка торца Ra 1.6:
Составим маршрут обработки детали и рассчитаем штучно-калькуляционное время:
Располагая штучно-калькуляционным временем затраченным на каждую операцию определяем количество станков:
где - годовая программа;
- штучно-калькуляционное время мин;
- действительный годовой фонд времени ч;
- нормативный коэффициент загрузки оборудования.
Принимаем коэффициент загрузки оборудования .
Устанавливаем число рабочих мест округляя до ближайшего большего целого полученное значение . Принимаем число рабочих мест по каждой операции 1.
По каждой операции вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места по формуле:
Количество операций выполняемых на рабочем месте определяется по формуле:
Результаты расчетов сведем в таблицу 3.2.
Найдем коэффициент закрепления операций:
Вывод: производство единичное.
2. Определение типа производства для перспективной программы.
Годовая программа изделий: N1=1000000 шт.
Располагая штучно-калькуляционным временем рассчитанным в п.3.1. данной работы затраченным на каждую операцию по формуле (3.3.) определяем количество станков:
Устанавливаем число рабочих мест округляя до ближайшего большего целого полученное значение . Принимаем число рабочих мест по каждой отрезной и фрезерной операциям равным 1 по токарной операции – 6 по шлифовальной операции – 3.
По каждой операции вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места по формуле (3.4.):
Количество операций выполняемых на рабочем месте определяется по формуле (3.5.):
Результаты расчетов сведем в таблицу 3.3.
По формуле (3.1.) найдем коэффициент закрепления операций:
Вывод: производство массовое.
Выбор и обоснование способа получения заготовки.
1. Выбор и обоснование способа получения заготовки для
Метод выполнения заготовки для деталей приборов определяется назначением и конструкцией детали материалом техническими требованиями масштабом и серийностью выпуска а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку – значит установить способ её получения наметить припуски на обработку каждой поверхности рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные так как между ними существует точная взаимосвязь. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.
В качестве вариантов рассмотрим прокат стальной горячекатаный круглый ø21 ГОСТ 2590-88 длинной 4000 мм
(прокат горячекатаный круглый диаметром 21 мм обычной точности прокатки (В) II класса кривизны по ГОСТ 2590-88 марки Ст45 категории I группы II) и прокат стальной калиброванный круглого сечения ø21 ГОСТ 7417-75 длинной 4000 мм
(прокат круглый диаметром 21 мм квалитета h12 по ГОСТ 7417-75 из углеродистой качественной стали марки 45 с качеством поверхности группы Б нагартованный – Н)
Стоимость заготовки из проката:
где - затраты на материал заготовки руб.;
- себестоимость операции плавки калибрования прутков разрезки их на штучные заготовки:
где - приведенные затраты на рабочем месте коп.ч;
- штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правка калибровка резка и др.).
Определим штучно-калькуляционное время:
(резка на отрезных станках работающих дисковыми пилами)
Затраты на материал определяются по массе проката необходимого для изготовления детали и массе сдаваемой стружки. При этом необходимо учитывать стандартную длину прутков и отходы в результате некратности длины заготовок к этой стандартной длине:
где - масса заготовки кг;
- цена 1 кг материала заготовки руб;
- масса готовой детали кг;
- цена 1 т отходов руб.
Для проката стального горячекатаного круглого:
Масса заготовки (масса 1 м проката ø21 равна 272 кг ГОСТ 2590-71).
Масса готовых деталей ( 51 – количество деталей полученных из 4 м проката).
Цена 1 кг материала заготовки .
Затраты на одну заготовку:
Коэффициент использования материала:
Найдем стоимость заготовки из проката стального горячекатаного круглого :
Для проката стального калиброванного круглого сечения:
Масса заготовки (масса 1 м проката ø21 равна 272 кг ГОСТ 2590-88).
Найдем стоимость заготовки из проката стального калиброванного круглого сечения:
Сравнив стоимость заготовок в качестве материала заготовки выбираем прокат стальной горячекатаный круглый ø21 ГОСТ 2590-88 длинной 4000 мм
2. Выбор и обоснование способа получения заготовки для
перспективной программы.
и заготовку полученную на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).
Стоимость заготовки из проката стального горячекатаного круглого ( по расчетам п. 4.1.) составляет .
Стоимость заготовки полученной на ГКМ определяется по формуле:
где - базовая стоимость 1 т заготовок руб;
- коэффициент зависящий от точности штамповки (по ГОСТ 7505-74 для нормальной точности принимаем );
- коэффициент зависящий от марки материала штамповки ( для стали 45 принимаем );
и - коэффициенты принимаем по [1стр. 38] ;
- коэффициент принимаем по [1стр. 38] .
Заготовка полученная на ГКМ с учетом припусков на обработку представлена на рис. 4.1.
Рис 4.1. Заготовка полученная на ГКМ.
По формуле (4.6.) находим:
Таким образом по минимуму приведенных затрат предпочтение отдаем заготовке из горячекатаного проката.
Выбор и обоснование технологических баз.
По назначению базы делят на:
конструкторские (базы используемые для определения положения детали или сборочной единицы в изделии);
технологические (базы используемые для определения положения заготовки при её изготовлении и ремонте);
измерительные (базы используемые для определения положения заготовки и средств измерения).
Для наибольшей точности изготовления деталей и лучших эксплуатационных результатов необходимо стремиться к тому чтобы конструкторские и технологические базы представляли собой одни и те же поверхности т.е. чтобы по возможности осуществлять установку заготовки при обработке и измерении от тех же поверхностей которые будут определять положение детали в собранном узле или машине.
При совмещении технологических конструкторских и измерительных баз обработка заготовки осуществляется по размерам проставленным в рабочем чертеже с использованием всего поля допуска на размер предусмотренного конструктором.
В качестве черновой технологической базы следует выбирать поверхность относительно которой при первой операции могут быть образованы поверхности используемые при дальнейших операциях как технологические базы.В качестве черновой базы целесообразно выбрать наружную цилиндрическую образующую ø21мм которая послужит основой для формирования последующей чистовой базы ( центровых отверстий).
На токарных операциях при формировании наружных цилиндрических поверхностей в качестве технологической базы выбираем полученные центровые отверстия.
На фрезерной операции в качестве технологической базы выбираем наружную цилиндрическую поверхность ø 16 мм.
На шлифовальных операциях технологической базой является ось детали.
Выбор и обоснование металлорежущих
2. Выбор и обоснование металлорежущих станков и оснастки для
Для токарной обработки деталей выберем токарно-винторезный станок модели 16К20. Данная модель станка является самой распространенной. Станок предназначен для выполнения различных токарных сверлильно-расточных и резьбонарезных работ в единичном и мелкосерийном производствах. Основные технические характеристики станка 16К20 приведены в табл. 6.1.
Наибольший диаметр обработки над станиной мм
Расстояние между центрами мм
Наибольший размер обрабатываемой заготовки над суппортом мм
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка мм
Количество ступеней частоты вращения шпинделя
Частота вращения шпинделя мин-1
Наибольшее сечение резца резцедержателя суппорта мм
Число ступеней подачи:
Мощность электродвигателя кВт
Категория ремонтной сложности
Для фрезерных операций выберем вертикально-фрезерный станок модели 6Р10. Станок модели 6Р10 предназначен для выполнения операций фрезерования различных деталей из черных и цветных металлов и их сплавов в условиях серийного и мелкосерийного производства. Простота обслуживания и быстрая переналадка приспособлений и инструмента представляют значительные удобства при использовании станка в мелкосерийном производстве. Основные технические характеристики станка 6Р10 приведены в табл. 6.2.
Размеры рабочего стола мм
Наибольшее перемещение стола мм:
Размер Т-образного паза стола мм:
Расстояние между пазами мм
Количество скоростей шпинделя
Число ступеней подач стола
продольных и поперечных
Мощность электродвигателя кВт:
Для шлифовальных операций выберем круглошлифовальный станок модели 3Е12. Станок является универсальным предназначен для шлифования цилиндрических и конических наружных и внутренних а также торцевых поверхностей деталей. Шлифование может осуществляться в неподвижных центрах в трехкулачковом патроне в цангах. Шлифовальная бабка и бабка изделия выполнены поворотными внутришлифовальный шпиндель – откидной на шарнирной оси. Основные технические характеристики станка 3Е12 приведены в табл. 6.3.
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки мм:
Наибольший размер шлифовального круга мм
Диаметр шлифовального круга внутреннего шлифования мм
Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки мин
Частота вращения внутришлифовального шпинделя мин
Частота вращения шпинделя изделия мин-1
Скорость перемещения стола (бесступенчатое регулирование) ммин
Угол поворота стола град
Угол поворота шлифовальной бабки град
Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной бабки мм
Поперечная подача шлифовальной бабки на один ход стола (бесступенчатое регулирование) мм
Угол поворота передней бабки град:
к шлифовальному кругу
Характеристики режущего инструмента приведены в таблице 6.4. в таблице 6.5. приведены характеристики технологических приспособлений
Виды и типы инстумента
Нормативно-технический документ
Резец токарный подрезной торцовый с пластинами из быстрорежущей стали Р18
Резец токарный проходной упорный с пластинами из твердого сплава Т15К6
Резец токарный фасочный из быстрорежущей стали Р18
Резец канавочный из быстрорежущей стали Р18
Сверло центрировочное комбинированное
Фреза шпоночная из быстрорежущей стали Р18
Пила дисковая сегментальная
Патрон 3-х кулачковый 7100-0001
Патрон сверлильный 3-х кулачковый 16-В12
Втулка переходная 6101-0121 10
Патрон поводковый 7108-0021
Центр упорный 7032-0011 Морзе 0
Центр вращающийся А-1 – 2-Н
Тиски станочные 7200-0220-02
В качестве измерительного инструмента на заготовительной операции выбираем линейка-250 ГОСТ 427-75 которая обеспечивает требуемую точность измерения.
На токарных и фрезерных операциях для контроля промежуточных и окончательных размеров выбираем штангенциркуль ШЦЦ-I-125-001 ГОСТ 166-89 обеспечивающий точность при измерении 001мм.
На шлифовальных операциях для контроля размеров выбираем микрометр МК 25-1 ГОСТ 6507-90 обеспечивающий точность при измерении 0001 мм.
Контроль отклонения формы с помощью индикатора часового типа ИЧ 10 МН кл.0 ГОСТ 577-68 с ценой деления 001 мм.
Для фрезерно-центровальной операции выберем фрезерно-центровальный полуавтомат модели МР-76М. Полуавтомат предназначен для двустороннего фрезерования и зацентровки валов. Обеспечивает параллельность торцов и перпендикулярность их к оси детали что дает возможность в дальнейшем их не обрабатывать. Кроме того станок обеспечивает мерную зацентровку что обусловливает получение стабильных допусков по линейным размерам при последующей обработке на токарных полуавтоматах. Мощность привода и жесткость станка дает возможность вести обработку фрезами оснащенными пластинами твердого сплава на скоростных режимах. Станок модели МР-76М имеет два трехпозиционных барабана. Трехпозиционный станок превосходит по производительности однопозиционные фрезерно-центровальные полуавтоматы в 2 25 раза. Основные технические характеристики фрезерно-центровальный полуавтомат МР-76М приведены в табл. 6.6.
Диаметр обрабатываемой заготовки мм
Длина обрабатываемой заготовки мм
Число скоростей шпинделя фрезы
Наибольший ход головки фрезы мм
Число скоростей сверлильного шпинделя
Частота вращения сверлильного шпинделя мин-1
Ход сверлильной головки мм
Рабочая подача сверлильной головки мммин
Продолжительность холостых ходов мин
Мощность всех электродвигателей кВт
Для токарных операции выберем токарный многошпиндельный горизонтальный автомат модели 1Б240-6. Основные технические характеристики автомата 1Б240-6 приведены в табл. 6.7.
Наибольший ход продольного суппорта мм
Наибольший ход поперечных суппортов мм
Частота вращения рабочих шпинделей мин-1
Длительность цикла обработки с
Количество скоростей рабочих шпинделей
Для фрезерной операции выберем шпоночно-фрезерный станок модели 6Д91. Станок предназначен для обработки шпоночных пазов концевыми и шпоночными фрезами. Станок работает по полуавтоматическому циклу. Обработка ведется с маятниковой подачей и периодической поперечной подачей в начале каждого хода. Основные технические характеристики станка 6Д91 приведены в табл. 6.8.
Размеры рабочей поверхности стола мм
Ширина фрезеруемого паза мм:
Диаметр обрабатываемого вала
устанавливаемого в приспособлении мм
Наибольшая длина фрезеруемого паза мм
Продольная подача фрезерной головки мммин:
Поперечная подача фрезерной головки мммин:
Поперечная подача фрезерной головки при маятниковом цикле ммход
Для шлифовальной операции выберем круглошлифовальный станок модели 3Т160. Станок модели 3Т160 является торцекруглошлифовальным предназначен для одновременного врезного шлифования цилиндрической поверхности и торца буртика. Станок 3Т160 является полуавтоматом имеет высокую степень автоматизации и механизации основных и вспомогательных движений и может встраиваться в автоматическую линию. Основные технические характеристики станка 3Т160 приведены в табл. 6.9.
Непрерывная подача для врезного шлифования (бесступенчатое регулирование) мм
Выбор и обоснование технологического
маршрута обработки детали.
При разработке технологического маршрута необходимо учесть требования по точности и шероховатости поверхностей. Необходимо также выбирать операции так чтобы затраты были наименьшими а производительность наибольшая. При разработке маршрута следует придерживаться следующих общих правил:
В первую очередь обрабатываются поверхности которые служат базами при последующей обработке.
Рекомендуется обрабатывать вначале поверхности с которых снимается наибольший слой метала. Это позволит вскрыть дефекты заготовки в начале технологического процесса.
Чем точнее должна быть поверхность тем позднее следует её обрабатывать. Таким образом уменьшается влияние деформации вызванной перераспределением напряжения в металле.
Представим технологический маршрут обработки детали в табл. 7.1.
Расчет и назначение припусков и
межоперационных размеров.
Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для наружной цилиндрической поверхности ø. Технологический маршрут обработки поверхности ø состоит из обтачивания предварительного и чистового шлифования предварительного и чистового. Обтачивание и шлифование производиться в центрах.
Технологический маршрут обработки записываем в таблицу 8.1. В таблицу также записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска. Так как обработка ведется в центрах погрешность установки в радиальном направлении равна нулю. В этом случае эта величина исключается из основной формулы для расчета минимального припуска.
Суммарное значение пространственных отклонений находим по формуле:
Остаточное пространственное отклонение:
после предварительного обтачивания
после чистового обтачивания
после предварительного шлифования
Расчет минимальных значений припусков производим пользуясь основной формулой:
Минимальный припуск:
под предварительное обтачивание
под чистовое обтачивание
под предварительное шлифование
под чистовое шлифование
Графа таблицы «Расчетный размер» () заполняется начиная с конечного размера последовательным вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.
Записываем значения допусков на каждый технологический переход и заготовку в графе «Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру:
Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и – как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:
Определим припуски и определяем суммируя промежуточные припуски и записываем их значения внизу соответствующих граф:
Произведем проверку правильности выполненных расчетов:
Общий номинальный припуск:
Рис.8.1. Схема графического расположения припусков и допусков на обработку ø 12k6.
На остальные обрабатываемы поверхности детали припуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505-74 и записываем их значения в таблицу 8.2.
Рис.8.2. Заготовка вала с начисленными припусками и допусками..
Расчет и назначение режимов резанья.
1 Режимы резанья на токарных станках.
Порядок расчета режимов резанья для всех станков токарной группы является общим однако особенности кинематики станков влияют на технику расчета. В соответствии с рекомендациями изложенными в [3 стр.13] для одноинструментальной обработки на операционных токарных станках режимы резанья рассчитываются в следующем порядке:
Расчет длины рабочего хода суппорта в мм:
где - длина резанья;
- подвод врезание и перебег инструмента;
- дополнительная длина хода вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации деталей.
Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя в ммоб:
Определение стойкости инструмента по нормативам в мин:
где - стойкость в минутах машинной работы станка;
- коэффициент времени резания.
(в случаях когда можно не рассчитывая принимать )
Расчет скорости резанья в ммин и числа оборотов шпинделя в минуту:
а) определение рекомендуемой скорости резанья по нормативам;
где - коэффициент зависящий от обрабатываемого материала;
- от стойкости и марки твердого сплава;
- от вида обработки.
б) расчет рекомендуемого числа оборотов шпинделя станка;
в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка;
г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя;
Расчет основного машинного времени обработки в мин:
Расчет минутной подачи мммин:
Проверочные расчеты по мощности резания:
а) расчет силы резания кГ:
где - главная составляющая силы резания по таблице кГ;
- коэффициент зависящий от обрабатываемого материала;
- коэффициент зависящий от скорости резания и переднего угла при точение сталей твёрдосплавным инструментом.
б) расчет мощности резания:
в) проверка по мощности двигателя:
Установ 1. Переход 1. Подрезать торец.
обрабатываемый материал – Сталь 45
материал режуще части инструмента Р18
По формуле (9.1.) находим длину рабочего хода суппорта. Длина подвода и пробега при точении на проход :
Назначаем подачу суппорта на оборот шпинделя .
По формуле (9.2) определим стойкость инструмента. По формуле (9.3.) определи коэффициент времени резания:
так как можно не рассчитывая принимать . Принимаем .
По формуле (9.4.) определяем рекомендуемую скорость резания:
По формуле (9.5.) определим рекомендуемое число оборотов шпинделя станка:
По паспорту станка принимаем
По формуле (9.6.) уточняем скорость резания:
По формуле (9.7.) рассчитаем основное машинное временя обработки:
По формуле (9.8.) определим минутную подачу:
По формуле (9.9.) определим силу резания:
По формуле (9.10.) рассчитаем мощность резания:
По формуле (9.11.) проверим двигатель по мощности:
т.е. станок удовлетворяет необходимым требованиям.
Установ 1. Переход 2. Центровать торец.
По формуле (9.1.) находим длину рабочего хода. Длина подвода и пробега при сверлении глухих отверстий :
Установ 2. Переход 1. Подрезать торец.
Установ 2. Переход 2. Центровать торец.
Установ 3. Переход 1. Точить поверхность (Ra 6.3).
материал режуще части инструмента Т15К6
По формуле (9.1.) находим длину рабочего хода суппорта. Длина подвода и пробега при точении в упор :
Установ 3. Переход 2. Точить поверхность (Ra 6.3).
Установ 3. Переход 3. Подрезать торец.
Установ 3. Переход 4. Подрезать торец.
Установ 3. Переход 5. Точить поверхность (Ra 3.2).
Установ 3. Переход 6. Точить поверхность (Ra 3.2).
Установ 3. Переход 7. Точить фаску.
Установ 3. Переход 8. Точить канавку.
Установ 3. Переход 9. Точить канавку.
Установ 4. Переход 1. Точить поверхность.
Установ 4. Переход 2. Точить поверхность (Ra 6.3).
Установ 4. Переход 3. Подрезать торец.
Установ 4. Переход 4. Точить поверхность (Ra 3.2).
Установ 4. Переход 5. Точить фаску.
Установ 4. Переход 6. Точить канавку.
2 Режимы резанья на фрезерных станках.
С учетом кинематических особенностей различных типов станков расчет режимов резанья отличается для различных видов обработки. В соответствии с рекомендациями изложенными в [3 стр.73] при одноинструментальной обработке режимы резанья назначаются следующим образом:
Расчет длины рабочего хода в мм и средней ширины фрезерования в мм.
где - площадь фрезеруемых поверхностей.
Определение рекомендуемой подачи на зуб фрезы по нормативам в ммзуб.
Определение стойкости инструмента по нормативам в минутах резанья.
где и т.д. – стойкость первого второго и т.д. инструментов наладки;
- коэффициент учитывающий количество инструментов в наладке.
- коэффициент времени резания каждого инструмента.
Расчет скорости резанья в ммин числа оборотов шпинделя в минуту минутной подачи в мммин.
а) определение рекомендуемой нормативами скорости резанья:
где - коэффициент зависящий от размеров обработки;
- от обрабатываемого материала;
- от стойкости и материала инструмента.
б) расчет числа оборотов шпинделя соответствующего рекомендуемой скорости резания и уточнение его по паспорту станка;
в) уточнение скорости резания по принятому значению числа оборотов шпинделя:
в) расчет минутной подачи по принятому значению числа оборотов шпинделя в мммин:
где - подача на зуб;
Выявление подачи на зуб фрезы в ммзуб по принятым режимам резания:
а) определение по нормативам потребляемой мощности в кВт:
где - величина определяемая по таблице;
- скорость резания в мммин;
- глубина резания в мм;
- число зубьев фрезы;
- от типа фрезы и скорости резания (для твердосплавных фрез).
б) проверка по мощности двигателя:
Установ 1. Переход 1. Фрезеровать паз.
материал режуще части инструмента Р9
По формуле (9.12.) находим длину рабочего хода. Длина подвода и пробега при точении в упор :
По формуле (9.13.) находим среднюю ширину фрезерования:
Рекомендуемая подача на зуб фрезы по нормативам .
По формуле (9.14.) определим стойкость инструмента. По формуле (9.15.) находим коэффициент времени резания:
так как его можно не учитывать. Принимаем .
По формуле (9.16.) определяем рекомендуемую скорость резания:
По формуле (9.17.) определим рекомендуемое число оборотов шпинделя станка:
По формуле (9.18.) уточняем скорость резания:
Минутная подача по принятому значению числа оборотов шпинделя по формуле (9.19.):
По формуле (9.20.) рассчитаем основное машинное временя обработки:
По формуле (9.21.) найдем подачу на зуб фрезы по принятым режимам резания:
Определим по формуле (9.22.) потребляемую мощность:
По формуле (9.23.) проверим двигатель по мощности:
3 Режимы резанья при шлифовании.
Расчет скорости шлифовального круга в мсек:
где - число оборотов круга по станку;
Выбор характеристики шлифовального круга.
Расчет скорости в ммин и числа оборотов в минуту детали:
а) определение рекомендуемой нормативами скорости вращения детали;
б) расчет числа оборотов шпинделя соответствующего рекомендуемой скорости и уточнение его по паспорту станка:
в) уточнение скорости вращения детали по принятым оборотам шпинделя:
Выбор минутной поперечной подачи в мммин:
а) шлифование шейки:
- предварительная обработка:
- окончательная обработка:
где - минутные подачи по таблице;
- коэффициент зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга;
- от припуска и точности;
- от диаметра круга количества кругов и характера поверхности.
а) шлифование торца:
Определение времени выхаживания в мин.
а) на шлифование шейки ;
б) на шлифование торца ;
в) общее время выхаживания:
Определение величины слоя снимаемого при выхаживании в мм.
Расчет машинного времени в мин:
а) на шлифование шейки:
где - общий припуск на сторону;
- припуск на сторону снимаемый на этапе предварительной подачи
- припуск на сторону снимаемый на этапе окончательной подачи
б) на шлифование торца:
в) расчет общего машинного времени:
Установ 1. Переход 1. Шлифовать поверхность.
Примем значение скорости шлифовального круга . Тогда из формулы (9.24.) находим число оборотов круга по станку:
По паспорту станка принимаем .
Для одновременного шлифования шейки и торца при точности обработки для стали рекомендуется шлифовальный круг:
-Р 63×13×16 24А 40 С-1 8 К5 35 мс А 1кл. ГОСТ 2424-83
При скорости круга для стали рекомендуемая скорость вращения детали .
Рассчитаем число оборотов шпинделя соответствующего рекомендуемой скорости по формуле (9.25.)
По формуле (9.26.) уточняем скорость резания:
По формуле (9.27.) определяем минутную поперечную подачу при шлифовании шейки при предварительной обработке:
По формуле (9.28.) определяем минутную поперечную подачу при шлифовании шейки при окончательной обработке:
По формуле (9.29.) определяем минутную поперечную подачу при шлифовании торца при предварительной обработке:
По формуле (9.30.) определяем минутную поперечную подачу при шлифовании торца при окончательной обработке:
Время выхаживания на шлифование шейки на шлифование торца . Общее время выхаживания:
Расчет машинного времени:
По формуле (9.33) определим припуск на сторону снимаемый на этапе предварительной подачи:
По формуле (9.34) определим припуск на сторону снимаемый на этапе окончательной подачи :
По формуле (9.32) находим:
По формуле (9.33) находим:
Общее машинное время:
Установ 1. Переход 2. Шлифовать поверхность (Ra 0.8).
Установ 1. Переход 3. Шлифовать поверхность (Ra 0.4).
По формуле (9.27.) определяем минутную поперечную подачу при шлифовании при предварительной обработке:
По формуле (9.28.) определяем минутную поперечную подачу при шлифовании при окончательной обработке:
Время выхаживания на шлифование
Установ 2. Переход 1. Шлифовать поверхность (Ra 0.8).
Установ 2. Переход 2. Шлифовать поверхность (Ra 0.4).
Расчет технической нормы времени.
Технические нормы времени устанавливаются расчетно-аналитическим методом.
В единичном производстве норма времени определяется по формуле:
где - норма штучно-калькуляционного времени (норма времени);
- основное время мин;
- вспомогательное время мин;
- время на обслуживание рабочего места мин;
- время на отдых мин;
где - время на установку и снятие детали мин;
- время на закрепление и открепление детали мин;
- время на приемы управления мин;
- время на измерение обрабатываемой детали после одного перехода.
где - время на техническое обслуживание рабочего места мин;
- время на организационное обслуживание рабочего места мин.
Для токарных и фрезерных операций:
где - стойкость инструмента;
- время на смену инструмента и подналадку станка мин.
Для шлифовальной операции:
Расчет нормы времени для токарной операции:
Вспомогательное время на установление и снятие детали в трехкулачковом патроне составляет 015 мин. Деталь устанавливается два раза ( установ 1-2 ). Вспомогательное время на установку детали в центрах и снятие её составляет 0087 мин. Деталь устанавливается два раза ( установ 3-4 ). Включение или выключение станка кнопкой составляет 001 мин. Станок включается и выключается 4 раза. Поворот резцовой головки на следующую позицию составляет 004 мин. Головка поворачивается 7 раз. Подводка инструмента при снятии одной фаски составляет 0016 мин. Снимаются две фаски. Подвести или отвести резец к детали при обработке составляет 0025 мин. Резец подводиться и отводиться 30 раз. Вспомогательное время на контрольные процессы штангельциркулем составляет 012 мин. В процессе токарной обработки производиться 14 измерений штангельциркулем.
По формуле (10.2.) находим:
В соответствии с рассчитанным режимом резания принимаем:
Найдем оперативное время:
По формуле (10.4.) найдем время на техническое обслуживание рабочего места :
Затраты времени на организационное обслуживание рабочего места в процентах от оперативного . тогда
По формуле (10.3.) находим время на обслуживание рабочего места:
Затраты времени на отдых в процентах от оперативного . тогда
Норма времени определяется по формуле (10.1.):
Расчет нормы времени для фрезерной операции:
Вспомогательное время на установление и снятие детали в тисках составляет 006 мин. Вспомогательное время на закрепление и открепление детали составляет 0024 мин. Включение и выключение станка кнопкой составляет 002 мин. Вспомогательное время на приемы управления станком связанные с перемещением стола составляет 004 мин. Установить или снять инструмент в оправке 0035 мин. Вспомогательное время на контрольные процессы штангельциркулем составляет 012 мин. В процессе токарной обработки производиться 3 измерения штангельциркулем.
Расчет нормы времени для шлифовальной операции:
Вспомогательное время на установку детали в центрах и снятие её составляет 0087 мин. Деталь устанавливается два раза. Включение или выключение станка кнопкой составляет 001 мин. Станок включается и выключается 2 раза. Подвод шлифовального круга к детали составляет 004 мин. Подводят 5 раз. Вспомогательное время на контрольные процессы микрометром составляет 022 мин. В процессе токарной обработки производиться 5 измерений микрометром. Вспомогательное время на проверку биения индикатором часового типа составляет 005 мин. Вспомогательное время на измерение скобами 007 мин. проводиться два измерения.
Результы определения запишем в таблицу 10.1.
Разработка четырех технологических
Операция 010: Токарная
установ 1 переход 2.
Запись перехода: центровать торец выдерживая размеры 1-5.
Применяемое оборудование: токарно-винторезный станок модели 16К20
Основные технические характеристики станка 16К20:
Наибольший диаметр обработки над станиной мм 400
Расстояние между центрами мм 710;1000;1400;2000
Наибольший размер обрабатываемой
заготовки над суппортом мм 220
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка мм 50
Количество ступеней частоты вращения шпинделя 24
Частота вращения шпинделя мин-1 125 1600
Наибольшее сечение резца резцедержателя
Мощность электродвигателя кВт 10
Габариты станка мм 2505×1190
Применяемая оснастка:
патрон 3-х кулачковый 7100-0001 ГОСТ 2675-80
патрон сверлильный 3-х кулачковый 6-В12 ГОСТ8522-79
втулка переходная 6101-0121 10 ГОСТ 18285-72
Применяемый режущий инструмент:
сверло центрировочное комбинированное 2317-0106 ГОСТ 14952-75
Материал режущего инструмент: быстрорежущая сталь Р18
Применяемый измерительный инструмент:
штангенциркуль ШЦЦ-I-125-001 ГОСТ 166-89
число оборотов шпинделя станка
подача суппорта на оборот шпинделя .
машинное временя обработки:
установ 3 переход 9.
Запись перехода: точить выдерживая размер 1.
патрон поводковый 7108-0021 ГОСТ 2571-71
центр упорный 7032-0011 Морзе 0 ГОСТ 13214-67
центр вращающийся А-1 – 2-Н ГОСТ 8742-75
хомутик 7107-0035 ГОСТ 2578-70
резец проходной упорный Т15К6 2101-0007 ГОСТ 18879-73
Материал режущего инструмент: сплав Т15К6
машинное время обработки:
Операция 020: Фрезерная
установ 1 переход 1.
Запись перехода: фрезеровать шпоночный паз выдерживая
Применяемое оборудование: вертикально-фрезерный станок модели 6Р10
Размеры рабочего стола мм 800×200
Расстояние между пазами мм 50
Количество скоростей шпинделя 12
Частота вращения шпинделя мин-1 50 2240
Число ступеней подач стола 12
продольных и поперечных 25 1120
Габариты станка мм 1445×1875
тиски станочные винтовые самоцентрирующиеся с
призматическими губками для круглого профиля 7200-0251 ГОСТ 21168-75
фреза шпоночная 2234-0353 N9 ГОСТ 9140-78
подача на зуб фрезы .
Операция 030: Шлифовальная
Запись перехода: шлифовать поверхность выдерживая
Применяемое оборудование: круглошлифовальный станок 3Е12
Основные технические характеристики станка 3Е12:
Наибольшее размеры обрабатываемой заготовки мм:
Наибольший размер шлифовальногокруга 350×40×127
Диаметр шлифовального круга внутреннего
Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки мин 1900;2720
Частота вращения внутришлифовального шпинделя мин 16750
Скорость перемещения стола (бесступенчатое
регулирование) ммин 0.1 5
Угол поворота стола град +6
Угол поворота шлифовальной бабки град ±90
Наибольшее поперечное перемещение шлифовальной
Поперечная подача шлифовальной бабки на один
ход стола (бесступенчатое регулирование) мм 0.002 0024
к шлифовальному кругу 90
Мощность электродвигателя кВт 55
Габариты станка мм 2600×1900
чомутик 7107-0033 ГОСТ 2578-70
круг шлифовальный 1-Р 63×13×16 24А 40 С-1
К5 35 мс А 1кл.ГОСТ 2424-83
Микрометр МК 25-1 ГОСТ 6507-90
число оборотов круга по станку
предварительной обработке
окончательной обработке
Основные технико-экономические
Наименование детали: вал
Число смен работы 1 смена
Действительный годовой
фонд работы оборудования
Масса готовой детали
Коэффициент использования
материала заготовки
Сумма основного времени
Сумма штучно-калькуляционного
времени по операциям
Трудоемкость годовой
Максимально допустимое
Список использованных источников:
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов].- 4-е изд. перераб. и доп. – Мн.: Выш. школа 1983. – 256 с. ил.
Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения меиаллорежущие станки и инструменты». – Л.:Машиностроение Ленингр. отд-ние 1985. – 496 с. ил.
Режимы резания металлов. Справочник. Под. ред. Ю.В.Барановского. Изд. 3-е переработанное и дополненное. М. «Машиностроение» 1972.
Справочник технолога –приборостроителя: В 2-х т. – 2-е изд. перераб. и доп. Т.1Под ред. Акчурина – М.: Машиностроение 1980. 608 с.
Справочник технолога –приборостроителя: В 2-х т. – 2-е изд. перераб. и доп. Т.2Под ред. Скороходова – М.: Машиностроение 1980. 463 с.
Ткачев А.Г. Шубин И.Н. Типовые технологические процессы изготовления деталей машин: Учебное пособие. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та 2004. – 112с.
Жигалко Н.И. Яцура Е.С. Обработка материалов станки и инструменты: [Учеб. пособие для вузов спец. 0531 0533 0651 0652]. – Мн.: Выш. шк. 1984. – 373с. черт.
Жданович В.В. Оформление документов дипломных и курсовых проектов В.В. Жданович А.Ф. Горбацевич. – Мн.: УП «Технопринт» 2002. – 99с.:ил.

Машрутные карты и эскизы.doc

Сталь 45 ГОСТ 1080-55
Коднаименование операции
Обозначение документа
Код оборудования модель инвентарный номер
ширина расч. длина t i S n V T0 TВ
0 4110 Токарная ИОТ при выполнении токарных работ
Токарно-винторезный 16К20
У1 П1 Подрезать торец
Резец 2112-0031 ГОСТ 18880-73 патрон 3-х кулачковый 7100-0001 ГОСТ 2675-80
У1 П2 Центровать торец выдерживая размеры 12345
Сверло 2317-0106 ГОСТ14952-75 патрон 3-х кулачковый 7100-0001 ГОСТ 2675-80 патрон сверлильный 16-В12 ГОСТ 8522-79 втулка переходная 6101-0121 10 ГОСТ 18285-72
Переустановить деталь
Код наименование оборудования
Наименование детали сб. единицы или материала
У2 П1 Подрезать торец выдерживая размер 6
У2 П2 Центровать торец выдерживая размеры 7891011
У3 П1 Точить поверхность (Ra 6.3) выдерживая размеры 1213
Резец 2101-0007 ГОСТ 18879-73 патрон поводковый 7108-0021 ГОСТ 2571-71 центр упорный 7032-0011 Морзе 0 ГОСТ 13214-67 центр вращающийся А-1 – 2-Н ГОСТ 8742-75
У3 П2 Точить поверхность (Ra 6.3) выдерживая размеры 1415
У3 П3 Подрезать торец выдерживая размер 16
У3 П4 Подрезать торец выдерживая размер 17
У3 П5 Точить поверхность (Ra 3.2) выдерживая размер 18
У3 П6 Точить поверхность (Ra 3.2) выдерживая размер 19
У3 П7 Точить фаску 05×45°
Резец 2136-0709 ГОСТ 18875-73 патрон поводковый 7108-0021 ГОСТ 2571-71 центр упорный 7032-0011 Морзе 0 ГОСТ 13214-67 центр вращающийся А-1 – 2-Н ГОСТ 8742-75
У3 П8 Точить канавку выдерживая размеры 2021
Резец ГОСТ 10047-62 патрон поводковый 7108-0021 ГОСТ 2571-71 центр упорный 7032-0011 Морзе 0 ГОСТ 13214-67 центр вращающийся А-1 – 2-Н ГОСТ 8742-75
У3 П 9 Точить канавку выдерживая размеры 2223
У4 П1 Точить поверхность выдерживая размер 24
У4 П2 Точить поверхность (Ra 6.3) выдерживая размер 2526
У4 П3 Подрезать торец выдерживая размер 27
У4 П4 Точить поверхность (Ra 3.2) выдерживая размер 28
У4 П5 Точить фаску 05×45°
У4 П6 Точить канавку выдерживая размеры 2930
0 4261 Фрезерная ИОТ при выполнении фрезерных работ
Вертикально-фрезерный 6Р10
Фрезеровать паз выдерживая размеры 31323334
Фреза 2234-0353 N9 ГОСТ 9140-78 тиски станочные 7200-0251 ГОСТ 21168-75
Закаливать до НRCэ 28 32
0 4131 Круглошлифовальная ИОТ при выполнении шлифовальных работ
Круглошлифовальный 3Е12
У1 П1 Шлифовать поверхность (Ra 0.8) выдерживая размеры 3536
Патрон поводковый 7108-0021 ГОСТ 2571-71 центр упорный 7032-0011 Морзе 0 ГОСТ 13214-67 круг шлифовальный 1-Р 63×13×16 24А 40 С-1 8 К5 35 мс А 1кл ГОСТ 2424-83
У1 П2 Шлифовать поверхность (Ra 0.8) выдерживая размеры 3738
У1 П3 Шлифовать поверхность (Ra 0.4) выдерживая размеры 39
У2 П1 Шлифовать поверхность (Ra 0.8) выдерживая размеры 4041
У1 П3 Шлифовать поверхность (Ra 0.4) выдерживая размеры 42

Схема маршрута (Перспективная программа).cdw

Схема маршрута технологического
процесса для перспективной программы.
Отрезной круглопильный
размеры (см. эскизы)
Фрезерно-центровальный
Токарный многошпиндельный
горизонтальный автомат
База: наружная поверхность вала
База: ось центровых отверстий

Операционные эскизы.cdw

Вертикально-фрезерный
Операция 010 Токарная
Операция 020 Фрезерная
Операция 030 Шлифовальная
КП.П3801.ТМ.313214.397.02ЭО
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
выдерживая размеры 1-5.
выдерживая размер 1.
Фрезеровать шпоночный паз
выдерживая размеры 1-4.
выдерживая размеры 1-2.

Схема маршрута (основная программа).cdw

Схема маршрута технологического
процесса для основной программы.
Отрезной круглопильный
размеры (см. эскизы)
Вертикально-фрезерный
База: наружная поверхность вала
База: ось центровых отверстий