Дипломная работа: Составление технологического маршрута и проектирование технологических операций изготовления детали типа Муфта

17. Выбор и расчет режущего инструмента

При выборе режущего инструмента руководствуемся следующими правилами:

· Отдаем предпочтение стандартным и нормализованным инструментам;

· Инструментальный материал должен выполнить требования максимальной стойкости инструмента с одной стороны, а с другой - его минимальный стоимости;

· Выбираем инструмент, оснащенный пластинами из твердого сплава.

На операции «Наружное точение» применяем токарный резец со сменной пластиной из твердого сплава с покрытием CP500.

CP500 - универсальный сплав с покрытием PVD, применяется в пластинах для чистовой обработки нержавеющих сталей и нарезания резьбы в обычных и нержавеющих сталях и чугуне.

Материал Ст20, ув=163 МПа

Режимы резание: t=1,5 мм; S=0,3 мм/об; n=1000 об/мин; V=502 м/мин.

В качестве материала для державки резца выбираем углеродистую сталь 45; ув=610 МПа и допустимое напряжение на изгиб у_изг=20 кг/мм2.

Определяем силу резания:

(26)

где = 300;

x=1.0; y=0.75; n=-0.15 - показатели степени;

- произведение ряда коэффициентов, определяем по формуле:

(27)

где, Кцр=0,94; Кур=1,0; =1,0; Кгр=0,93 - поправочные коэффициенты учитывающие геометрические параметры режущей части инструмента;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости, определяем по формуле:

(28)

где n=0,75 - показатель степени [6, с.264 табл.9].

Ширина прямоугольного сечения резца при условии h=1,66

(29)

Принимаем b=20 мм; h=25 мм.

Проверяем прочность и жесткость державки резца:

а) максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца

(30)

б) максимальная нагрузка, допустимая жесткостью резца

(31)

где0,05 - допускаемая стрела прогиба резца при чистовом точении;

Е=20000 кг/мм2 - модуль упругость материала державки резца;

l=60 мм - вылет резца;

Y - момент инерции прямоугольного сечения державки

(32)

Резец обладает достаточными прочностью и жесткостью, т.к.

(33)

Конструктивные элементы резца:

а) общая длина 250±5 мм

б) радиус закругления вершины головки резца R 0,1 мм

Геометрические параметры резца:

а) передний угол г=5⁰

б) задний угол б=8⁰±1⁰

18. Выбор средств контроля

При выборе средств измерений в первую очередь должно учитываться допустимое значение погрешности для данного измерения, установленное в соответствующих нормативных документах.

При выборе средств измерения должны также учитываться:

1) допустимые отклонения;

2) методы проведения измерений и способы контроля.

Главным критерием выбора средств измерений является соответствие средств измерения требованиям достоверности измерений, получения настоящих (действительных) значений измеряемых величин с заданной точностью при минимальных временных и материальных затратах.

Для оптимального выбора средств измерений необходимо обладать следующими исходными данными:

1) номинальным значением измеряемой величины;

2) величиной разности между максимальным и минимальным значением измеряемой величины, регламентируемой в нормативной документации;

3) сведениями об условиях проведения измерений.

Если необходимо выбрать измерительную систему, руководствуясь критерием точности, то ее погрешность должна вычисляться как сумма погрешностей всех элементов системы (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей), в соответствии с установленным для каждой системы законом.

Предварительный выбор средств измерений производится в соответствии с критерием точности, а при окончательном выборе средств измерений должны учитываться следующие требования:

1) к рабочей области значений величин, оказывающих влияние на процесс измерения;

2) к габаритам средства измерений;

3) к массе средства измерений;

4) к конструкции средства измерений.

При выборе средств измерений необходимо учитывать предпочтительность стандартизированных средств измерений.

Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений установлены ГОСТ 8.050-73. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров от 1 до 500 мм, в зависимости от допусков и номинальных размеров изделий регламентированы в ГОСТ 8.051-73.

Таблица 13 - Выбор станочных приспособлений, режущего и вспомогательного инструмента, а также средств контроля

19. Расчет режимов резания аналитическим методом

При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определенного порядка, т.е. при назначении и расчете режима обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его состояние. Следует помнить, что элементы режимов обработки находятся во взаимной функциональной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами. При расчете режимов резания сначала устанавливают глубину резания в миллиметрах. Глубину резания назначают по возможности наибольшую, в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности и технических требований на изготовление детали. После установления глубины резания устанавливается подача станка. Подачу назначают максимально возможную, с учетом погрешности и жесткости технологической системы, мощности привода станка, степени точности и качества обрабатываемой поверхности, по нормативным таблицам и согласовывают с паспортными данными станка. От правильно установленной подачи во многом зависит качество обработки и производительность труда. Для черновых технологических операций назначают максимально допустимую подачу.

После установления глубины резания и подачи определяют скорость резания по эмпирическим формулам с учетом жесткости технологической системы.

При определении режимов резания, сгруппируем схожие операции, которые делаются последовательно одним инструментом.

Операция 10:

Точить наружный диаметр до кулачков, торцевать муфту.

Скорость резания определяется по формуле:

(34)

где C_V; xv; yv; mv - эмпирические коэффициент и показатели степени.

C_V=420; xv=0,15; yv=0,2; mv=0,2.

Т - период стойкости режущего инструмента, мин;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об.

(35)

где - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала.

Определённая по формулам скорость резания является расчетной и носит рекомендательный характер.

По расчётной скорости резания определяется требуемая частота вращения шпинделя станка, мин-1

(36)

D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Уравнение для определения основного машинного времени:

(37)

где L- общее перемещение инструмента, мм;

i - число резов;

Операция 10:

Сверлить осевое отверстие;

Определяем скорость резания:

C_V=350; xv=0,15; yv=0,35; mv=0,2.

Т = 50 мин;

t - 0,15 мм;

S = 0,1 мм/об.

По расчётной скорости резания определяется требуемая частота вращения шпинделя станка, мин-1

Машинное время:

Операция 10:

Расточить отверстие предварительно и окончательно;

Определяем скорость резания:

C_V=420; xv=0,15; yv=0,2; mv=0,2.

Т = 70 мин;

t - 0,12 мм;

S = 0,3 мм/об.

Частота вращения шпинделя станка:

Машинное время:

Операция 10:

Точить выточку;

Скорость резания определяется по формуле, м/мин:

(38)

= 98; qv = 0.4; mv = 0.2; yv = 0.5; T = 70 мин; S=0.3 мм/об

(39)

Частота вращения шпинделя станка:

Машинное время:

Операция 10:

Торцевать муфту со второй стороны;

Операция 10:

Точить приварную кромку, конус и р-р 20,5 предварительно и окончательно;

Скорость резания определяется по формуле:

(40)

= 163; qv = 0.3; xv=0.2 mv = 0.3; yv = 0.5; T = 90 мин; S=0.1 мм/об

Частота вращения шпинделя станка:

Машинное время:

Операция 15:

Сверлить 4 отверстия.

Определяем скорость резания:

C_V=47; xv=0,0; yv=0,8; mv=0,2.

Т = 60 мин;

t - 3 мм;

S = 0,2 мм/об.

Частота вращения шпинделя станка:

Машинное время:

20. Расчет норм времени

Вспомогательное время на операцию определяются по формуле:

(41)

где t_уст - время на установку и снятие детали, дано по видам приспособлений вне зависимости от типов станков, мин;

t_уст = 0,16 мин;

t_пер - время, связанное с переходом, дано по типам станков, мин;

t_пер = 0,1 мин;

t'_пер - время, не вошедшее в комплекс времени, связанного с переходом, мин;

t'_пер = 0,03 мин;

t_изм - время на контрольные измерения после окончания обработки поверхности.

t_изм = 1 мин.

Время на контрольные измерения включается только в тех случаях, когда оно не перекрыто основным временем или не вошло в комплекс времени, связанного с переходом, мин;

Ktв - поправочный коэффициент на вспомогательное время, мин.

Определение оперативного времени:

(42)

где То - основное время на обработку;

Тв - вспомогательное время на обработку, мин.

Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности определяется в процентах от оперативного времени по нормативным справочникам.

Норма штучного времени:

(43)

где бобс и болн - время на обслуживание рабочего места и время на отдых и личные надобности, выраженное в процентах от оперативного времени.

Основное время обработки на операцию определяется по формуле:

(44)

Вспомогательное время на операцию:

Время на обслуживание рабочего места и время перерывов на отдых и личные надобности составляет 5% и 4% от оперативного времени соответственно:

;

Штучное время:

Подготовительно-заключительное время определяется по формуле:

(45)

где Т_п-31- время на получение инструмента, Т_п-31= 8 мин;

Т_п-32- время на настройку станка, Т_п-32= 30 мин;

Т_пр.обр- норма времени на пробную обработку (первой детали),

Т_пр.обр= 40 мин.

21. Производственная санитария и техника безопасности на данном производстве

Охрана труда в нашей стране является одной из важнейших социально-экономических проблем и предусматривает широкую систему правовых, технических, санитарно-гигиенических и эко­номических мероприятий, направленных на обеспечение здоро­вых и безопасных условий труда.

Обеспечение безопасных и здоровых условий труда возлагается на администрацию предприятия, а также отдельных должностных лиц, ответственных за безопасность труда на вверенных им участках производства. Важную роль в этом деле играет служба охраны труда и техники безопасности в каждом подразделении. В основе безопасной и безаварийной работы на предприятиях лежат знание и выполнение всеми работающими правил техники безопасности, которые разделяются на общие и специальные.

Общие правила безопасности охватывают вопросы, связанные с медицинскими осмотрами и инструктажем рабочих, обучением их безопасным приемам работы.

Все рабочие и служащие, поступающие на работу и переводимые с одной работы на другую, должны проходить медицинское освидетельствование для определения их пригодности к выполнению обязанностей по профессии.

Основные правила безопасной эксплуатации металлообрабатывающих станков для рабочих заключаются в следующем.

Проверить, хорошо ли убрано рабочее место, и при наличии неполадок в работе станка в течение предыдущей смены ознакомиться с ними и с принятыми мерами по их устранению.

Привести в порядок рабочую одежду. Застегнуть обшлага рукавов.

Проверить состояние решетки под ногами, ее устойчивость на полу.

Проверить состояние ручного инструмента.

Привести в порядок рабочее место: убрать все лишнее, подготовить и аккуратно разложить необходимые инструменты и приспособления так, чтобы было удобно и безопасно пользоваться ими (то, что надо брать левой рукой, должно находиться слева, а то, что правой, -- справа); уложить заготовки в предназначенную для них тару, а саму тару разместить так, чтобы было удобно брать заготовки и укладывать обработанные детали без лишних движений рук и корпуса.