Материал: Проектирование технологического процесса обработки детали

Мкр=0,005*3*0,120,8*500*10=0,02 Нм.

Найдем мощность сверления:=0,02*4500/9741=0,01 кВт, что меньше чем nmax=0,55кВт у выбираемого сверлильного станка модели ГС2М2.

Параметры резания на операции 45фрезерная.

Подача на один зуб определяется по формуле:

,(4.1.4.1.)[6]

где  - подача на один оборот фрезы

Скорость резания - окружная скорость фрезы, , определяется по формуле:

,(4.1.4.2.)[6]

где значение коэффициента  и показателей степени приведены в табл. 39, [6], стр. 286;

 - период стойкости (табл. 40, [6]);

 - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

,(4.1.4.3.)([6],

где  - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала (табл. 4, [6]);

 - коэффициент, учитывающий материал инструмента (табл. 6, [6]);

 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки (табл. 5, [6]).

Сила резания, , определяется по формуле:

,(4.1.4.4.)[6]

где  - число зубьев фрезы;

 - частота вращения фрезы, которая определяется по формуле:

,(4.1.4.5.)[6]

Значение коэффициента  и показателей степени приведены в табл. 41, [6];

 - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала (табл. 10, [6]);

Крутящий момент определяется по формуле:

(4.1.4.6.)[6]

Мощность резания, , определяется по формуле:

(4.1.4.7.)[6]

Исходные данные: S0=0.08мм/об, Sz=0,02мм/зуб, Cv=185,5, q=0.45, x=0.3, y=0.2, u=0.1, p=0.1, m=0.33, T=20мин; z=4, nv=1.0, Knv=0.8, Kuv=1.0.

Найдем скорость резания:

=1.0*0.8*1.0=0.8.р=(185.5*3.60.45/(200.33*2.20.3*0.020.2*3.60.1*40.1))*0.8=128 м/мин.

Найдем частоту вращения:=1000*128/(3.14*3.6)=11699 об/мин, что больше чем nmax=1400 об/мин у выбираемого фрезерного станка модели 6Т104.

Принимаю n=1400об.мин.

Найдем фактическую скорость резания:

=3.14*1400*3.6/1000=15 м/мин.

Найдем окружную силу:

=12.5, x=0.85, y=0.75, u=1, q=0.73, w=-0.13.=0.25*(10*12,5*2,21*0,020,75**3,61*4/(3,60,73*1400-0,13)=54Н.

Найдем мощность резания:N=54*15/(1020*60)=0.01кВт, что обеспечивается выбранным фрезерным станком.

4.2 Определение штучно-калькуляционного времени

Целью технического нормирования является определение времени, необходимого для выполнения технологического процесса изготовления детали. Это время называется нормой времени и является мерой живого труда. А результат труда измеряется количеством выработанной продукции, который называется штучно-калькуляционное время. Она определяет производительность труда.

Тшт= Тосн+Твсп+Тобсл+Тотд+Тп.з. , где

Тп.з .- подготовительно-заключительное время. Определяется по нормативам;

Тосн - общее время

Твсп - вспомогательное время работы

Тобсл - время обслуживания

Тотд - время отдыха

Основное технологическое время расчитывается по формуле:

Tосн=(1+1вр+1п)/(n1*S1)+(1+1вр+1п)/(n2*S2), где

1=D0max-D0min/2 - длина обработки;

вр1 - величина врзания инструмента на 1-м проходе;

вр2- величина врезания инструмента на 2-м проходе;

п- длина перебега;- число оборотов шпинделя станка на 1-м проходе;- подача при обработке на 1-м проходе;- число оборотов шпинделя станка на 1-м проходе;- подача при обработке на 1-м проходе;

Твсп - вспомогательное время включает в себя:

время на установку и снятие детали tвсп1 = 0,2 мин;

время на очистку приспособления от стружки tвсп2 = 0,1 мин;

время на холостое движение шпинделя станка и управление станком tвсп3 = 0,5 мин;

время на контрольные измерения tвсп4 = 0,15 мин.

Тобс= 3,5%× (Тосн + Твсп).

Тотд = 4% (Тосн + Твсп).

.2.1 Расчет штучного времени на токарной операции 25

) При обработке торца в размер 81h11:

=D0max-D0min/2=70-60/2=5мм

вр1=0,5 мм;

вр2=0,4 мм;

п=1 мм;=1695 об/мин;=0,25об/мин;=2251об/мин;=0,1об/мин;

осн=(5+0.5+1)/(1695*0.25)+(5+0.4+1)/(2251*0.1)=0.04мин.

)При обработке поверхности Ø70b12x17h8х15,5мм

=D0max-D0min/2=70-60/2=5мм

вр1=0,65мм;

вр2=0,3 мм;

п=0,5 мм;=1582об/мин;=0,25об/мин;=2273об/мин;=0,1об/мин;

осн=(15,5+0.65+0,5)/(1582*0.25)+(15,5+0.3+0,5)/(2273*0.1)=0.11мин.

)При обработке поверхности Ø70b12x17h8х15,5мм

=15,5мм

вр1=0,65мм;

вр2=0,3 мм;

п=0,5 мм;=1582об/мин;=0,25об/мин;=2273об/мин;=0,1об/мин;

осн=(15,5+0.65+0,5)/(1582*0.25)+(15,5+0.3+0,5)/(2273*0.1)=0.11мин.

Твсп = 0,15 + 0,1 + 0,5 + 0,2 = 0,95 мин.

)При точении канавки Ø67х1,5мм

=1,5мм

вр1=0,1мм;

п=0 мм;=2500об/мин;=0,25об/мин;

осн=(1,5+0.1+0)/(2500*0.04)=0.01мин.

)При расточке отверстия Ø60Н7x17h8х4 мм

=4мм

вр1=0,55мм;

вр2=0,25 мм;

п=0 мм;=1698об/мин;=0,25об/мин;=2500об/мин;=0,1об/мин;

осн=(4+0.655+0)/(1698*0.25)+(4+0.25+0)/(2500*0.1)=0.02мин.

∑Тосн=Тосн1+Тосн2+Тосн3+Тосн4=0,04+0,11+0,01+0,02=0,19мин.

Твсп=0,15+(100+5+100)/2500+(100+15,5+100)/2500+(100+1,5+100)/2500+(100+4+100)/2500=0,59мин.

Тобсл=0,035*(0,59+0,19)=0,05мин.

Тотд=0,04*(0,59+0,19)=0,02мин.

Тн=20/141+0,19+0,59+0,05+0,02=0,98мин.

.2.2 Расчет штучного времени на токарной операции 30

) При обработке торца в размер 81h11:

=5мм

вр1=0,5 мм;

вр2=0,4 мм;

п=1 мм;=1711об/мин;=0,25об/мин;=2251об/мин;=0,1об/мин;

осн=(14,25+0.5+1)/(1711*0.25)+(14,25+0.4+1)/(2251*0.1)=0.1мин.

)При расточке отверстия Ø15Н11мм

=5,8мм

вр1=0,6мм;

вр2=0,2 мм;

п=1 мм;=2500об/мин;=0,12об/мин;=2500об/мин;=0,1об/мин;

осн=(5,8+0.6+1)/(2500*0.12)+(5,8+0.2+1)/(250*0.1)=0.05мин.

∑Тосн=Тосн1+Тосн2=0,1+0,05=0,15мин.

Твсп=0,15+(100+14,25+100)/2500+(100+5,8+100)/2500+0,15+0,1=0,49мин.

Тобсл=0,035*(0,15+0,49)=0,04мин.

Тотд=0,04*(0,15+0,49)=0,01мин.

Тн=20/141+0,19+0,59+0,04+0,01=0,83мин.

.2.2 Расчет штучного времени при сверлильной операции 35

)Сверлить отверстие Ø5 на глубину 3.3 мм=3.3мм; n=4500 об/мин; S1=0,18мм/об; lвр=2,5мм; lи=1мм.осн=(3,3+2,5+1)/(4500*0.12)=0.008 мин.

)Сверлить 4 отверстия Ø2,5 на глубину 10мм=10мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1,25мм; lи=1мм.

Tосн=4*(10+1,25+1)/(4500*0.12)=0.09 мин.

)Сверлить отверстие Ø8 на глубину 4 мм=4мм; n=3951 об/мин; S1=0,27мм/об; lвр=4мм; lи=1мм.осн=(4+4+1)/(3951*0.27)=0.008 мин.

)Сверлить 3 отверстия Ø2 на глубину 5,5 мм=5,5мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1мм; lи=1мм.

Tосн=3*(35,5+1+1)/(4500*0.12)=0.04 мин.

)Сверлить 10 отверстий Ø1,6 на глубину 5.3 мм=5,3мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=0,8мм; lи=1мм.

Tосн=10*(5,3+0,8+1)/(4500*0.12)=0.013 мин.

)Сверлить 3 отверстия Ø2 на глубину 3.3 мм=3.3мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1мм; lи=1мм.

Tосн=3*(3,3+1+1)/(4500*0.12)=0.02 мин.

)Сверлить 3 отверстия Ø3 на глубину 10 мм=10мм; n=4500 об/мин; S1=0,12мм/об; lвр=1,5мм; lи=1мм.

Tосн=3*(10+1,5+1)/(4500*0.12)=0.06 мин.

∑Тосн=Тосн1+Тосн2+ Тосн3+Тосн4+ Тосн5+ Тосн6+ Тосн7=0,008+0,09+0,008+0,04+0,13+0,02+0,06=0,37мин.

Твсп=0,15+(100+3,3+100)/4500+4(100+10+100)/4500+(100+4+100)/4500+3*

*(100+5,5+100)/4500+10*(100+5,3+100)/4500+3*(100+3,3+100)4500+

+3*(100+10+100)/4500+0,15+0,1=1,54мин.

Тобсл=0,035*(0,37+1,54)=0,13мин.

Тотд=0,04*(0,37+1,54)=0,04мин.

Тн=20/141+0,37+1,54+0,13+0,04=2,2мин.

.2.2 Расчет штучного времени на фрезерной операции 40

)Фрезирование паза 3,6х82

=82мм

вр1=1,8мм;

п=1 мм;=1400об/мин;=0,08об/мин;

осн=(82+1,8+0)/(1400*0.08)=0,74мин.

∑Тосн=Тосн1=0,74мин.

Твсп=0,15+(100+82+100)/1400+0,15+0,1=0,6мин.

Тобсл=0,035*(0,74+0,6)=0,09мин.

Тотд=0,04*(0,74+0,6)=0,03мин.

Тн=20/141+0,74+0,6+0,09+0,03=1,6мин.

5.Анализ и расчет спроектированной технологической оснастки

.1 Описание спроектированного технологической оснастки

.1.1 Кондуктор

Кондуктор предназначен для сверления отверстий. Он состоит из следующих основных частей: основание, крышка, стойка. На основание устанавливается деталь. Она фиксируется с помощью 2х откидных болтов и гайки. От поворота деталь удерживает конический палец. Для однозначного положения основания и крышки относительно друг друга используются стойки. Откидные болты крепятся к основанию с помощью штифтов. Кондуктор устанавливается на 4 ножки которые ввинчиваются в основание и в крышку.

.1.2 Фрезерное приспособление

Фрезерное приспособление предназначено для фрезерования паза. Оно состоит из: основания, корпуса, планки, пружины, двух прихватов, опоры, втулки.Планка соединена с корпусом через опору. К планке с помощью штифтов крепятся два откидных болта. На откидные болты надеваются прихваты и пружины.

Деталь базируется по отверстию диаметром 60 и отверстию диаметром 3 и зажимается прихватами с помощью гаек. Корпус и основание соединены между собой с помощью винтов. К столу станка приспособление крепится помощью винтов через проушины.

.2 Расчет зажимных усилий

.2.1 Кондуктор

Из условий надежного закрепления заготовки в кондукторе при сверлении отверстий*Мсв=Fтр1*(D1/2)+Fтр2*D2/2.

=2,5 - коэффициент запаса прочности.тр1=Fтр2=P0*f, где=0,2 - коэффициент трения-сцепления.- осевая сила прижима заготовки к плите.

*Mсв=Po*f(D1/2+ D2/2)

осевая сила:

=2*k*Mсв/(f*(D1+D2)=2*2.5*10/(0.2*(68+60))=4Н.

Найдем усилие зажима, передаваемое гайкой

=2Pо*L/[rср*tg(α+φ)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}],

Где- развиваемое усилие зажима;= 0,5Ро,номинальный диаметр резьбы(D=6мм),длина рукоятки (L=15мм),н и Dв- наружный и внутренний диаметры опорного торца гайки.ср - средний радиус резьбы(rср=3,4мм).

a - угол подъема резьбы (a = 2°30¢)

j - угол трения в резьбе (j = 6°34¢)- коэффициент трения (f = 0,1)

осевая сила закрепления заготовки определяется по формуле:

и= Ро* [rср*tg(α+φ)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}]/4L, гдеи= 0.4* [3,4*tg(2°30¢+6°34¢)+0.3*{153-63}/{ 1526- 62}]/4*15=0,04 кг.

.2.2 Фрезерное приспособление

Из условий надежного закрепления:

∑Мтр≥k*MPz.коэффициент запаса прочности.

=Po*L;

∑Мтр=Fтр1*D1/2+Fтр2*D2/2;тр=Pз*f;

∑Мтр= Pз*f *D1/2+ Pз*f *D2/2;

Pз*f *D1/2+ Pз*f *D2/2=k*Po*L;з=(k*Po*L)/(f*(D1/2+D2/2));з1=0.5*Pз;

Pз1=0.5*(2*51.4*30)/(0.1*(70/2+59.5/2))=30.3кг.

Найдем усилие зажима, передаваемое гайкой

=2Pо*L/[rср*tg(α+φ)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}],

Где- развиваемое усилие зажима;= 0,5Ро,номинальный диаметр резьбы(d=6мм),длина рукоятки (L=16мм),н и Dв- наружный и внутренний диаметры опорного торца гайки.ср - средний радиус резьбы(rср=3,6мм).

a - угол подъема резьбы (a = 2°30¢)

j - угол трения в резьбе (j = 6°35¢)- коэффициент трения (f = 0,1)

осевая сила закрепления заготовки определяется по формуле:

и= Q* [rср*tg(α+φ)+0.3*{D3н-D3в}/{ D2н- D2в}]/2L, гдеи= 30.3* [3,6*tg(2°30¢+6°35¢)+0.3*{153-63}/{ 152- 62}]/2*16=2.9 кг.

6. Проектно-точностные расчеты технологического процесса

Для выполнения требований, предъявляемых к точности размеров детали необходимо, чтобы их действительные размеры не выходили за пределы регламентированного допуска для соответствующего размера. Необходимым условием для выполнения этого требования является соблюдение неравенства: D£d, где D - полное суммарное поле рассеивания действительных размеров детали; d - поле допуска на данный размер.

) При обработке отверстия Ø15Н7(токарная операция).

Погрешность обработки определяется по формуле:

Δс=(Δ2м+Δ2см+ Δ2у+ Δ2б+ Δ2изм+ 2Δ2рег)0,5+2(Δизн+ΔТ).

где Dрег=0,005мм- погрешность регулирующих устройств станка; значение Dрегпринимают равным цене деления лимба станка;

Dизм.=0,003мм - погрешность измерения;

Dм=0,015мм- погрешность мгновенного рассеивания; ([5]стр.271);

Dсм - погрешность смещения центра группирования;

DТ=0мм - погрешность от температурных деформаций; ([5]стр.14);

Dу=0,01 - погрешность установки. ([5]стр.275);

Dизн - допустимый односторонний износ инструмента;

Dб=0,003 - погрешность базировки.

Dсм=Dм/m0.5

где m - количество пробных деталей;

Принимаем m=10;

Dсм=0.015/100.5=0.005мм;

;

где U0 - относительный размерный износ;= 0,015 мм; - путь резания;

где d - диаметр обработки; d = 15 мм;- длина обработки; L = 5,3 мм;- количество деталей в партии; n = 10шт;- подача; S = 0,25 мм/об;

;

Δс=(0,0152+0,0052+0,012+0,0032+0,0032+2*0,0052)0,5+2(0,0015+0)=0,017мм.

Допуск на размер Ø15Н7 составляет δ=0,018мм. Для выполнения требований, предъявляемых к точности размеров должно выполняться неравенство: Δ≤δ

Δ=0,017<δ=0,018-удовлетворяет условию.

) При обработке для размера 21±0,1(сверление).

Погрешность от перекоса сверла равна:

где  - высота кондукторской втулки, - зазор между втулкой и заготовкой,  - глубина сверления.

Принимаем НВТ = 20мм, а = 0,5мм, Нз =5,5мм.

К=2(0,5*20+0,5+5,5)/20=1,6

Погрешность от колебания размера сверла и втулки

сл.п = dс2 + dВТ2;

где dс - допуск на диаметр сверла, dВТ - допуск на отверстие во втулке, Принимаем dс = 0,014 мм, dВТ = 0,008мм.

сл = 0,0142 + 0,0082= 0,006мм.

DЭ2 = 2Э

где Э - несоосность отверстия к наружному диаметру во втулке.

Принимаем Э = 0,0025мм.

DЭ1 = 2· 0,0025 = 0,005мм.

изн.п - допустимый износ сверла и втулки. Принимаем Zизн.п =0,05мм;

Δ=0,09*(2*1,62*0,006+0,0052+0,052)0,5+2*1,6*(0,001+0,01)=0,05мм

Δ=0,05<δ=0,1-удовлетворяет условию Δ≤δ.

3) При обработке для размера 66±0,5(фрезерная операция).

Δ=(Δрег2+Δизм2+Δу2)0,5, где

Δу=0,001мм-погрешность установки в агрегатное приспособление;

Δрег=0,005мм;

Δизм=0,03мм.

Δ=(0,0052+0,032+0,0012)0,5=0,03мм.

Δ=0,03<δ=0,1-удовлетворяет условию Δ≤δ.

Список литературы

1. Попов Е.Н. «Справочные таблицы», г. Москва МАТИ, 1982 г.

. Попов Е.Н. «Расчёт припусков и операционных размеров», г. Москва МАТИ, 1982 г.

. Справочник технолога-приборостроителя под редакцией П.В.Сыроватченко. т. 1, г. Москва «Машиностроение», 1980 г.

. Зленко Н.И. «Твердосплавный режущий инструмент» Москва 2001 г.

. «Обработка металлов резанием», Справочник технолога под ред. А.А.Панова, г. Москва «Машиностроение», 1988 г.

. Справочник технолога - машиностроителя под редакцией Косиловой А.Г., т.2, г. Москва «Машиностроение», 1985 г.

. Лекции по курсу «Основы технологии».

. Копаневич Е.Г. «Установочно-зажимные станочные приспособления в приборостроении», г. Москва «Машиностроение», 1971 г.

. Кораблёв П.А. «Точность обработки на металлорежущих станках в приборостроении», г. Москва, 1962 г.

. С.А.Рубинштейн и др. «Основы учения о резании металлов и режущий инструмент», г. Москва «Машиностроение», 1968 г.