Отчет по практике: Техпроцесс изготовления детали Фланец

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина

Кафедра технологии текстильного машиностроения и конструкционных материалов

Расчётно-пояснительная записка

К курсовому проекту по технологии машиностроения

Тема проекта: Разработать технологический процесс

механической обработки детали «Фланец»

Студент Миньков О.Е.

Группа 39-01 Курс 4 Семестр 8

Руководитель Иванов И.С.

Москва 2005

Оглавление:

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………………3

1. Назначение и конструктивные особенности детали……………………………………4

Эскиз детали………………………………………………………………………………………………………………….5

2. Анализ технологичности конструкции детали……………………………………………..6

Эскиз заготовки………………………………………………………………………………………………………….7

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков.……………………………………………………8

3.1 Выбор заготовки………………………………………………………………………………………….……..8

3.2 Расчёт припусков………………………………………………………………………………………………8

4. Разработка технологического процесса механической обработки детали……………………………………………………………………………………………………………………………………….11

Эскизы:

Операция 005 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..13

Операция 010 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..14

Операция 015 Вертикально-сверлильная…………………………………………………….15

Операция 020 Радиально-сверлильная…………………………………………………………16

Операция 025 Вертикально-сверлильная ……………………………………………….…17

Операция 030 Горизонтально-фрезерная…………………………………………………..18

5. Расчет режимов резания и норм времени………………………………………………………19

5.1 Расчёт режимов резания………………………………………………………………………………19

5.2 Расчёт норм времени…………………………………………………………………………………….32

6. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий……………………………………………………….35

6.1 Описание конструкции приспособления……………………………………………….35

6.2 Расчёт сил зажима заготовки………………………………………………………………….35

Литература…………………………………………………………………………………………………………………………..37

Введение:

Ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массо­вое производство современной электронно-вычислительной тех­ники.

Ближайшая цель машиностроителей — изменение струк­туры производства, повышение качественных характеристик ма­шин и оборудования. Новые подходы потребуются в инвестиционной и структурной политике, в разви­тии науки и техники.

На преодоление дефицита трудовых ресурсов, повышение производительности труда нацелены многие экономические экспе­рименты, в основе которых лежат организационные, научно-технические и экономические решения. В этом же направлении действуют и другие научно-технические программы. По мнению специалистов, они позволят не только создать новые приборы, машины и механизмы, прогрессивные технологические процессы, но и сэкономить труд около 3 млн. человек.

Слово «технология» означает науку, систематизирующую совокупность при­емов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в це­лях получения готовой продукции. В состав технологии вклю­чается и технический контроль производства. Важнейшие пока­затели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции, изделий.

Предметом исследования и разработки в технологии машино­строения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на нее, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей — плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей — корпусов, валов, зубчатых колес и др.; процессы сборки (характер соединения дета­лей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.

Технология машиностроения постоянно обновляется и изме­няется по мере развития техники. Совершенствование техноло­гии — важное условие ускорения технического прогресса.

1. Назначение и конструктивные особенности детали:

Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. К конструктивным особенностям данной детали следует отнести симметричность детали, наличие отверстия для зажима опоры нитеводительной штанги болтом, а также наличие сквозного паза шириной 5 мм., который служит для смещения плоскостей и уменьшения сил трения болта с поверхностью фланца при зажиме опоры нитеводительной штанги. Плоскость А служит для установки фланца на корпусе машины, а два отверстия для закрепления его. Непосредственно в отверстие с диаметром 21Н9 устанавливаются опоры нитеводительной штанги. Необработанные поверхности покрываются эмалью ПФ-115 фисташковой ГОСТ 6465-76.

Невыполнение технических требований может привести к перекосам в установке фланца на корпусе крутильно-этажной машины, что вызовет перекос в установке опор нитеводительной штанги.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2 [1, таб. 14.1].

Анализ технологичности конструкции детали:

Технологичность конструкции детали обеспечивает минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость.

Технологичность конструкции детали оценивается в зависимости от:

— вида производства и масштаба выпуска изделий

— уровня достижения технологических методов изготовления детали

— служебного назначения детали

— вида оборудования, инструмента, оснастки

— уровня механизации и автоматизации процессов

— организации производства.

От технологичности конструкции детали в значительной степени зависит выбор соответствующего варианта технологического процесса изготовления заготовки, механической обработки, оборудования, режимов резания, инструмента и оснастки.

Производство: серийное.

Деталь — Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. Фланец изготавливается из серого чугуна СЧ 20 литьём, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Остывание заго­товки будет происходить неравномерно, что вызовет её дополнительные недостатки и потребует завышенных припусков на обработку.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые по­верхности для черновой операции. Другие обрабатываемые поверхности с точки зрения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей: возможны обработка на проход и свободный доступ инструмента к каждой поверхности.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=1668-2364 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2[1, таб. 14.1].

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков:

3.1 Выбор вида заготовки:

Заготовка — это предмет производства, из которого изменением фор­мы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавли­вают деталь или неразборную сборочную единицу (ГОСТ 3.1109-82).

При разработке технологического процесса механической обработки деталей одним из ответственных этапов является выбор заготовок, от чего в большей степени зависит трудоёмкость обработки, а также расход метал­ла. Выбрать заготовку — это значит установить способ её получения, рас­считать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности и указать допуски на неточность изготовления.

В текстильном машиностроении наибольшее применение находят за­готовки, получаемые литьём. По сравнению с другими способами получе­ния заготовок литьё имеет большие возможности и значительно более ши­рокие области использования. Масса литых заготовок колеблется от нескольких граммов до сотен тонн. Литьём можно изготовить отливки раз­личной формы из любого металла и сплава.

В качестве заготовки для изготовления данной детали используется заготовка, полученная литьём в песчаной форме по ГОСТ 26645-89.

3.2 Расчёт общих и межоперационных припусков и размеров

Обработку плоскостей А и Б производим торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке. Шероховатость этих плоскостей Ra=6,3 мкм., что позволяет их обрабатывать за один тех­нологический переход.

Заготовку получаем литьём в песчаные формы. Отливка средней сложности. По табл. 6.2 приложения 6 (методические указания) определяем класс точности разме­ров и ряды припусков. Класс точности размеров нашей отливки 7т, а ряды припусков 2...4. Так как отливка средней сложности, то принимаем 3-й ряд припусков. По классу точности размеров (7т) определяем допуск линейных размеров. В нашем случае Т=1,0 мм (метод., табл. 6.3, приложение 6). Затем по до­пуску и 3-му ряду припусков (по табл. 6.4 приложения 6) определяем при­пуск на обработку Z = 3 мм.

Таким образом принимаем, что припуски на обработку плоскостей А и Б Z0 = 3 мм.

Размеры заготовки приведены на рис.2. Заготовка представляет собой отливку ІІІ класса точности, массой 0,5 кг.

Расчёт припусков на обработку отверстия 21Н9:

Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для  21Н9 (21 +0,052) отверстия фланца, показан­ного на рис.1.

Технологический маршрут обработки отверстия  21Н9 состоит из трёх операций, чернового и чистового зенкерования, развёртывания выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на данной операции на плоскость основания и зажимается двумя призмами.

Результаты расчета припусков на обработку отверстия  21Н9 сводим в табл.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и значения элементов припуска.

Суммарное значение RZ и h, характеризующее качество по­верхности литых заготовок, составляет 600 мкм (2, табл.6, стр. 182). После1 первого технологического перехода величина h для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому для чернового и чисто­вого зенкерования, развёртывания значение RZ находим по [2], табл.27, стр. 190.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовок данного типа определяем по [2], табл.8, стр. 183.:

Величину коробления отверстия следует учитывать как в диамет­ральном, так и в осевом сечении, поэтому:

Где -удельное коробление

d — диаметр обрабатываемого отверстия

l — длина отверстия

Учитывая, что суммарное отклонение от соосности отверстия в

отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получим

Таким образом, равна:

Величина остаточных пространственных отклонений после чернового зенкерования

Величина остаточных пространственных отклонений после чистового зенкерования

Погрешность установки при черновом зенкеровании: = 150 мкм,

Погрешность установки при чистовом зенкеровании: = 100 мкм,

Погрешность установки при чистовом развёртывании: = 50 мкм.

Определим припуск на черновое зенкерование:

Определим припуск на чистовое зенкерование:

Определим припуск на чистовое развёртывание:

Определим расчётный диаметр при черновом зенкеровании:

dР Ч.ЗЕНК. =21,052-0,226=20,826 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом зенкеровании:

dР РАЗ. =20,826-0,360=20,466 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом развёртывании:

dР ЗАГ. =20,466-1,646=18,82 мм

Последовательность обработки отверстия 21Н9	RZ	h			Расчёт ный припуск 2Zmin, мкм	Расчёт ный размер dР, мм	До- пуск Т, мкм	dmin	dmax
Заготовка	-	600	165	-	-	18,82	1000	17,82	18,82	-	-
Зенкерование черновое	40	40	9,9	150	2823	20,466	130	20,336	20,466	1646	2516
Зенкерование чистовое	32	30	8,25	100	2180	20,826	84	20,742	20,826	360	406
Развёртывание чистовое	5	10	-	50	2113	21,052	52	21	21,052	226	258

Для чистового развёртывания:

=21,0,52-20,826=226 мкм

=21-20,742=258 мкм

Для чистового зенкерования:

=20,826-20,466=360 мкм

=20,742-20,336=406 мкм

Для чернового зенкерования:

=20,466-18,82=1646 мкм

=20,336-17,82=2516 мкм

Общий припуск на обработку:

=226+360+1646=2232 мкм

=258+406+2516=3180 мкм

Проверка:

Тзаг- Тдет

3180-2232=1000-52

948=948.

4. Разработка технологического процесса механической обработки детали:

При разработке технологического процесса механической обработки перед технологом всегда стоит задача: выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки, большое разнообразие станков, а также новые методы электрохимической, электроэрозионной и ультразвуковой обработки поверхности металлов, получение заготовок методом точного литья, точной штамповки, порошковой металлургии-всё это позволяет создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающим всем требованиям чертежа.

Определение последовательности выполнения операций

Операция 005 Вертикально-фрезерная

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12 (N=7,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Торцевая насадная фреза из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69. (Фреза 2210-0081 ГОСТ 9304-69).

Первый технологический переход — подготовка технических баз, т. е. фрезерование поверхности А. Шероховатость этой поверхности Ra=6,3 мкм, что позволяет обработать её за один технологический переход (рис.3).

Операция 010 Вертикально-фрезерная

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12 (N=7,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Торцевая насадная фреза из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69. (Фреза 2210-0081 ГОСТ 9304-69).

Фрезерование поверхности Б. Шероховатость этой поверхности Ra=6,3 мкм, что позволяет обработать её за один технологический переход (рис.4).

Операция 015 Вертикально-сверлильная

Оборудование: Вертикально-сверлильный станок 2Н125 (N=2,8кВт, η=0,8)

Инструмент: Цельный зенкер с коническим хвостиком  20 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71, цельный зенкер с коническим хвостиком  20,72 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71, машинная цельная развёртка с коническим хвостиком  21 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ-1672-80, цилиндрическая зенковка с коническим хвостиком  21. Материал инструментов быстрорежущая сталь Р6М5.

Технологические переходы — черновое и чистовое зенкерование внутреннего сквозного отверстия сначала на  20, затем на  20,72, затем развёртывание отверстия на  21Н9 и зенкование фаски 1х45(рис.5).

Операция 020 Радиально-сверлильная

Оборудование: Радиально-сверлильный станок 2М53 (N=4,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Два спиральных сверла с коническим хвостиком  14 мм. по ГОСТ 2092-77 (Сверло 2301-0416 ГОСТ 2092-77). Материал сверла Р6М5.

Сверлим два сквозных отверстия (рис.6)

Операция 025 Вертикально-сверлильная

Оборудование: Вертикально-сверлильный станок 2Н125 (N=2,8кВт, η=0,8)

Инструмент: Спиральное сверло с цилиндрическим хвостиком  10 мм. по ГОСТ 886-77 (Сверло 2300-7016 ГОСТ 886-77). Материал сверла Р6М5.

Сверлим сквозное отверстие (рис.7).

Операция 030 Горизонтально-фрезерная

Оборудование: Горизонтально-фрезерный станок 6Т82Г (N=7,5кВт, η=0,8)

Инструмент: Дисковая трёхсторонняя фреза из быстрорежущей стали Р6М5  80 мм с числом зубьев z=18 (Фреза 2240-0393-Р9 ГОСТ 3755-78).

Фрезеруем паз выдержав необходимые размеры (рис.8).

5. Расчет режимов резания и норм времени:

5.1 Расчет режимов резания:

Исходные данные:

— материал заготовки серый чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-85, В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=1668-2364 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2. [1, таб. 14.1].

Вертикально-фрезерная

Фрезеровать поверхность А. В качестве инструмента используем торцевую насадную фрезу из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69.

Оборудование: Вертикально- фрезерный станок 6Т12.

Глубина резания t=3 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,30 мм/зуб. [3].

Стойкость фрезы Т=180 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=42; qV=0,2; m=0,15; XV=0,1; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMVKПVKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,95=1

KV=10,851=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100030,56/3,1463=154,5 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=160 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1463160/1000=31,65 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ= SZnфZ=0,3х160х8=384 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=400 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ= SМФ / nФZ=400/1608=0,313 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=50; qР=1,14; w=0; XР=0,9; YР=0,72; UР=1,14;

KР=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,79 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=100 мм, , =3 мм.

to=(100+29+3)/400= 0,33 мин.

Вертикально-фрезерная

Фрезеровать поверхность Б. В качестве инструмента используем торцевую насадную фрезу из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69.

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12.

Глубина резания t=3 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,30 мм/зуб. [3].

Стойкость фрезы Т=180 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=42; qV=0,2; m=0,15; XV=0,1; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMV хKПVхKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,95=1

KV=1х0,85х1=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100030,56/3,1463=154,5 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=160 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1463160/1000=31,65 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ=SZnфZ=0,3х160х8=384 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=400 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ=SМФ / nФZ= 400/1608=0,313 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D- диаметр фрезы, В- ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=50; qР=1,14; w=0; XР=0,9; YР=0,72; UР=1,14;

KР=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,79 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=60 мм, , =3 мм.

to=(60+29+3)/400= 0,23 мин.

Вертикально- сверлильная

Первый технологический переход: Зенкеровать отверстие  20 мм. Режущий инструмент цельный зенкер с коническим хвостиком  20 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(20-18)/2=1 мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенкера Т=30 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100021,38/3,1420= 340 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=355 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1420355/1000=22,3 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ= SНnф=1,12355=397,6 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМ DqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР-из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n= (190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,042 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм., y=tctg60=10,58=0,58 мм., =2мм

to=(40+0,58+2)/1,12355= 0,107 мин.

Второй технологический переход: Зенкеровать отверстие  20,72 мм. Режущий инструмент цельный зенкер с коническим хвостиком  20,72 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(20,72-20)/2=0,36 мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенкера Т=30 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100023,85/3,1420,72=366,6 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=355 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1420,72355/1000=23,1 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,12355=397,6 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМDqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,0196 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм., y=tctg60=0,360,58=0,209 мм., =2мм

to=(40+0,209+2)/1,12355= 0,106 мин.

Третий технологический переход: Развернуть отверстие  21Н9 мм. машинная цельная развёртка с коническим хвостиком  21 по ГОСТ-1672-80, числом зубьев. Материал Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(21-20,72)/2=0,14 мм.

Определяем подачу:

SH= 2,7 мм/об. [3, таб. 25].

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,6 мм/об.

Стойкость развёртки Т=120 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 15,6; qV=0,2; m=0,3; XV=0,1; YV=0,5;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV= 111=1

Определяем частоту вращения развёртки n, мин-1:

n=1000V/D,

n=10006,56/3,1421=99,5 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=90 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,142190/1000=5,94 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,690=144 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=CРDtXрSYрZ/2100,

где CР, XР, YР, — из справочника [3].

CР=158; XР=1; YР=1;

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,3425 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

L=40 мм., y=tctg60=0,140,58=0,0812 мм., =2мм

to=(40+0,0812+2)/1,690= 0,29 мин.

Четвёртый технологический переход: Зенковать фаску 1х45. Режущий инструмент зенковка цилиндрическая с коническим хвостиком  21 мм., материал Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=1мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенковки Т=40 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMV KИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенковки n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100020,83/3,1421=315,9 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=250 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1421250/1000=16,5 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,12250=280 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМDqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,003 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=1 мм., y=0 мм., =0 мм

to=1/1,12250= 0,004 мин.

Радиально-сверлильная

Сверлить два отверстия  14 мм. Режущий инструмент : Два спиральных сверла с коническим хвостиком  14 мм. по ГОСТ 2092-77 (Сверло 2301-0416 ГОСТ 2092-77). Материал сверла Р6М5.

Операцию производим на радиально-сверлильном станке 2М53 за один технологический переход.

1. Глубина резания t=7 мм.

Определяем наибольшую технологически допустимую подачу:

SH=0,37 мм/об. [3, таб. 25].

Определяем подачу, допускаемую прочностью сверла:

Определяем подачу, допускаемую механизмом подачи станка:

где CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8; PX =8900

KР =KM =KMР=(190/НВ)n= (190/190)0,6= 1

Из всех найденных расчётах подач принимаем наименьшую, т. е. S=0,37 мм/об.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SФ=0,28 мм/об.

Стойкость сверла Т=60 мин

4. Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=17,1; qV=0,25; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV=KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100027,16/3,1414=617,83 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=500 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1414500/1000=21,98 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф= 0,28500=140 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10CМDqмSYмKМ,

где CМ, qм, YМ, KМ — из справочника [3].

CМ=0,021; qМ=2; YМ=0,8;

KМ=KР=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРDqрSYрKМР,

CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,953 ≤4,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=10 мм., y=0,3D=0,314=4,2 мм., =2мм

to=(10+4,2+2)/0,28500=0,116 мин.

Вертикально-сверлильная

Сверлить сквозное отверстие  10 мм. Режущий инструмент : Спиральное сверло с цилиндрическим хвостиком  10 мм. по ГОСТ 886-77 (Сверло 2300-7016 ГОСТ 886-77). Материал сверла Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125 за один технологический переход.

1. Глубина резания t=5 мм.

Определяем наибольшую технологически допустимую подачу:

SH=0,31 мм/об. [3, таб. 25].

Определяем подачу, допускаемую прочностью сверла:

Определяем подачу, допускаемую механизмом подачи станка:

где CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8; PX =8900

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Из всех найденных расчётах подач принимаем наименьшую, т. е. S=0,3 мм/об.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SФ=0,28 мм/об.

3. Стойкость сверла Т=35 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=14,7; qV=0,25; m=0,125; XV=0,1; YV=0,55;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=0,9; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=110,9=0,9

Определяем частоту вращения сверла n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100025,87/3,1410=823,89 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=710 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1410710/1000=22,294 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=0,28710=198,8 мм/мин.

Определяем крутящий момент на сверла МКР, Нм:

МКР=10CМD qмSYмKМ,

где CМ, qм, YМ, KМ — из справочника [3].

CМ=0,021; qМ=2; YМ=0,8;

KМ=KР=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРDqрSYрKМР,

CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,69 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=35 мм., y=0,3D=0,310=3 мм., =2мм

to=(35+3+2)/0,28710=0,2 мин.

Горизонтально-фрезерная

Фрезеровать сквозной паз шириной B=5 мм., глубиной h=29,5 мм. и длиной l=40 мм. В качестве инструмента: Дисковая трёхсторонняя фреза из быстрорежущей стали Р6М5  80 мм с числом зубьев z=18 (Фреза 2240-0393-Р9 ГОСТ 3755-78).

Операцию производим на горизонтально-фрезерном станке 6Т82Г за один технологический переход.

Глубина резания t=h=29,5 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,3 мм/зуб. [3, таб. 33].

Стойкость фрезы Т=120 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=72; qV=0,2; m=0,15; XV=0,5; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMVхKПVхKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

KV=1х0,85х1=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100013,6/3,1480=54,24 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=50 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,148050/1000=12,56 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ=SZnфZ=0,3х50х18=270 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=250 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ=SМФ/nФZ=250/5018=0,278 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=30; qР=0,83; w=0; XР=0,83; YР=0,65; UР=1;

KР=(190/НВ)nV= (190/190)0,55= 1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,32 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм, , =4 мм.

to=(40+38,6+4)/250=0,33 мин.

5.2 Расчёт норм времени:

Технические нормы времени в условиях массового и серийного про­изводства устанавливаются расчётно-аналитическим методом. При массо­вом производстве определяется норма штучного времени

Где to-основное время, tв- вспомогательное время, tобс-время на обслуживание рабочего места, tотд -время на отдых.

Вспомогательное время tв состоит из времени на установку и снятие детали tуст; времени, связанного с переходом tпер (установкой инструмента по лимбу, упору, разметке; предварительным измерениям, точением пробной стружки и др.); времени tпер.к., связанного с переходом на приёмы, не вошедшего в tпер (изменение частоты вращения шпинделя станка, изменения подачи, поворот резцовой головки и др.); вспомогательного времени на контрольные измерения tизм, которые устанавливают по нормативным таблицам в зависимости от точности измерения, размеров измеряемых поверхностей ;

Кtв.-поправочный коэффициент, учитывающий размер партий обрабатываемых деталей; в курсовых и дипломных проектах Кtв. =1.

Время на обслуживания рабочего места tобс состоит из времени технического обслуживания tтех и времени организационного обслуживания tорг. Время на техническое обслуживание зависит от типа станка и характера выполняемой работы В массовом производстве оно задаётся в минутах и пересчитывается с учётом стойкости инструмента и основного технологического времени. В серийном производстве tмах не отделяется от tорг и задаётся в процентах от оперативного времени. Время на организационное обслуживание зависит от типа оборудования и условий работы и задаётся в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

Время на отдых и личные надобности tотд зависит от массы обрабатываемой детали, машинного времени, оперативного времени, вида подачи и определяется в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

1. Вертикально-фрезерная:

to=0,33 мин, tуст=0,25 мин, tпер=0,09 мин, tпер.к.=0,05+0,06=0,11 мин, tизм=0,12 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,33+0,57)2,5/100=0,023 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,33+0,57)4/100=0,036 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

2. Вертикально-фрезерная:

to=0,23 мин, tуст=0,25 мин, tпер=0,09 мин, tпер.к.=0,05+0,06=0,11 мин, tизм=0,12 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,23+0,57)2,5/100=0,02 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,23+0,57)4/100=0,032 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

3. Вертикально-сверлильная:

to=0,107+0,106+0,29+0,004=0,507 мин, tуст=0,20 мин, tпер=0,08+0,06=0,14 мин, tпер.к.=(0,01+0,05+0,06)4=0,48 мин, tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,507+0,93)2/100=0,0287 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,507+0,93)3,5/100=0,05 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

4. Радиально-сверлильная:

to=0,116 мин,tуст=0,22 мин,tпер=0,13 мин,tпер.к.=0,01+0,05+0,06=0,12 мин,tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,2% tопер

tобс =( tо+ tв)2,2/100=(0,116+0,58)2,2/100=0,0153 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,116+0,58)4/100=0,0278 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

5. Вертикально-сверлильная:

to=0,2 мин,tуст=0,22 мин,tпер=0,07 мин,tпер.к.=0,01+0,05+0,06=0,12 мин,tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,2+0,52)2/100=0,0144 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,2+0,52)3,5/100=0,0252 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

6. Горизонтально-фрезерная:

to=0,33 мин,tуст=0,21 мин,tпер=0,09 мин,tпер.к.=0,06+0,05=0,11 мин,tизм=0,09 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,33+0,5)2,5/100=0,0208 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,33+0,5)4/100=0,0332 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

6. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий:

6.1 Описание конструкции приспособления:

Применение станочных приспособлений расширяет технологические возможности металлорежущего оборудования, повышает производительность и точность обработки заготовок, облегчает условия труда рабочих и повышает культуру производства на предприятии. С помощью станочных приспособлений при механической обработке деталей решаются следующие основные типовые задачи: базирование и закрепление заготовок, координирование инструмента, изменение положения заготовки относительно оборудования.

При проектировании станочного приспособления необходимо со­блюдать правила выбора баз, стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента при обработки, обеспечивать удобство установки, контроля и снятия детали, свободного удаления стружки, управления стан­ком и приспособлением, а также условия безопасности работы и обслужи­вания данного приспособления.

Назначение: специальное станочное приспособление предназначено для фрезерования поверхностей, торцевыми цельными твердосплавными и быстрорежущими фрезами по ГОСТ 16463-80.

Расчёт сил зажима заготовки:

При фрезеровании торцевой фрезой заготовку устанавливают основанием на три опоры, а боковой и торцевой поверхностями подводят к трём другим опорам (рис.9). Применяемые два зажима, действующие нормально к поверхности заготовки, должны создать силы зажима W1 и W2, препятствующие перемещению обрабатываемой заготовки под дей­ствием горизонтальной составляющей Рн силы резания. Обычно силы W1 и W2 зажима равны, и следовательно, силы трения Т1 и Т2 тоже равны.

Рис.9 Схема к расчёту сил зажима заготовки.

Определим силу зажима, создаваемую винтовым прихватом, резьба гайки М10, а длина плеч a=30 мм., b=60 мм.

Определяем усилие, создаваемое гайкой:

Где Р- усилие приложенное к гаечному ключу или рукоятке, Н, (Р=100…150Н);

L-длина ключа или рукоятки, мм, (L=(12…15)D);

-средний радиус резьбы, мм;

-угол подъёма резьбы (у стандартных метрических резьб с крупным шагом =2є30'-3є30')

-угол трения в резьбовом соединении (для метрических резьб =6є34')

К — коэффициент, зависящий от формы и площади соприкосновений зажимного элемента с зажимаемой поверхностью.

Применяем для наших условий: Р=100 Н; L=1210=120 мм.;

=4,55 мм.; =3є15'; =6є34'.

Определяем силу зажима W, действующую от прихвата на зажимаемую заготовку. Составляем уравнение моментов, согласно схеме сил, действующих на заготовку:

-Рзажa+Wb=0

W= (Рзажa)/b=(14959,530)/60=7479,75 Н

Сила резания Рz=2772,435 Н

Прочное закрепление заготовки обеспечивается при условии, если

2fW≥K Рн

Или 2fW≥0,6 Рz

20,37479,75≥0,62772,435

4487,85≥1663,46.

Условие прочности выполняется.

Литература

Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора: Справочник-Л.: Машиностроение, 1983

Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986.

Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.

Ковшов А. Н. Технология машиностроения: Учебник.- М.: Машиностроение, 1987.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина

Кафедра технологии текстильного машиностроения и конструкционных материалов

Расчётно-пояснительная записка

К курсовому проекту по технологии машиностроения

Тема проекта: Разработать технологический процесс

механической обработки детали «Фланец»

Студент Миньков О.Е.

Группа 39-01 Курс 4 Семестр 8

Руководитель Иванов И.С.

Москва 2005

Оглавление:

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………………3

1. Назначение и конструктивные особенности детали……………………………………4

Эскиз детали………………………………………………………………………………………………………………….5

2. Анализ технологичности конструкции детали……………………………………………..6

Эскиз заготовки………………………………………………………………………………………………………….7

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков.……………………………………………………8

3.1 Выбор заготовки………………………………………………………………………………………….……..8

3.2 Расчёт припусков………………………………………………………………………………………………8

4. Разработка технологического процесса механической обработки детали……………………………………………………………………………………………………………………………………….11

Эскизы:

Операция 005 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..13

Операция 010 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..14

Операция 015 Вертикально-сверлильная…………………………………………………….15

Операция 020 Радиально-сверлильная…………………………………………………………16

Операция 025 Вертикально-сверлильная ……………………………………………….…17

Операция 030 Горизонтально-фрезерная…………………………………………………..18

5. Расчет режимов резания и норм времени………………………………………………………19

5.1 Расчёт режимов резания………………………………………………………………………………19

5.2 Расчёт норм времени…………………………………………………………………………………….32

6. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий……………………………………………………….35

6.1 Описание конструкции приспособления……………………………………………….35

6.2 Расчёт сил зажима заготовки………………………………………………………………….35

Литература…………………………………………………………………………………………………………………………..37

Введение:

Ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массо­вое производство современной электронно-вычислительной тех­ники.

Ближайшая цель машиностроителей — изменение струк­туры производства, повышение качественных характеристик ма­шин и оборудования. Новые подходы потребуются в инвестиционной и структурной политике, в разви­тии науки и техники.

На преодоление дефицита трудовых ресурсов, повышение производительности труда нацелены многие экономические экспе­рименты, в основе которых лежат организационные, научно-технические и экономические решения. В этом же направлении действуют и другие научно-технические программы. По мнению специалистов, они позволят не только создать новые приборы, машины и механизмы, прогрессивные технологические процессы, но и сэкономить труд около 3 млн. человек.

Слово «технология» означает науку, систематизирующую совокупность при­емов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в це­лях получения готовой продукции. В состав технологии вклю­чается и технический контроль производства. Важнейшие пока­затели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции, изделий.

Предметом исследования и разработки в технологии машино­строения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на нее, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей — плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей — корпусов, валов, зубчатых колес и др.; процессы сборки (характер соединения дета­лей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.

Технология машиностроения постоянно обновляется и изме­няется по мере развития техники. Совершенствование техноло­гии — важное условие ускорения технического прогресса.

1. Назначение и конструктивные особенности детали:

Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. К конструктивным особенностям данной детали следует отнести симметричность детали, наличие отверстия для зажима опоры нитеводительной штанги болтом, а также наличие сквозного паза шириной 5 мм., который служит для смещения плоскостей и уменьшения сил трения болта с поверхностью фланца при зажиме опоры нитеводительной штанги. Плоскость А служит для установки фланца на корпусе машины, а два отверстия для закрепления его. Непосредственно в отверстие с диаметром 21Н9 устанавливаются опоры нитеводительной штанги. Необработанные поверхности покрываются эмалью ПФ-115 фисташковой ГОСТ 6465-76.

Невыполнение технических требований может привести к перекосам в установке фланца на корпусе крутильно-этажной машины, что вызовет перекос в установке опор нитеводительной штанги.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2 [1, таб. 14.1].

Анализ технологичности конструкции детали:

Технологичность конструкции детали обеспечивает минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость.

Технологичность конструкции детали оценивается в зависимости от:

— вида производства и масштаба выпуска изделий

— уровня достижения технологических методов изготовления детали

— служебного назначения детали

— вида оборудования, инструмента, оснастки

— уровня механизации и автоматизации процессов

— организации производства.

От технологичности конструкции детали в значительной степени зависит выбор соответствующего варианта технологического процесса изготовления заготовки, механической обработки, оборудования, режимов резания, инструмента и оснастки.

Производство: серийное.

Деталь — Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. Фланец изготавливается из серого чугуна СЧ 20 литьём, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Остывание заго­товки будет происходить неравномерно, что вызовет её дополнительные недостатки и потребует завышенных припусков на обработку.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые по­верхности для черновой операции. Другие обрабатываемые поверхности с точки зрения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей: возможны обработка на проход и свободный доступ инструмента к каждой поверхности.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=1668-2364 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2[1, таб. 14.1].

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков:

3.1 Выбор вида заготовки:

Заготовка — это предмет производства, из которого изменением фор­мы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавли­вают деталь или неразборную сборочную единицу (ГОСТ 3.1109-82).

При разработке технологического процесса механической обработки деталей одним из ответственных этапов является выбор заготовок, от чего в большей степени зависит трудоёмкость обработки, а также расход метал­ла. Выбрать заготовку — это значит установить способ её получения, рас­считать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности и указать допуски на неточность изготовления.

В текстильном машиностроении наибольшее применение находят за­готовки, получаемые литьём. По сравнению с другими способами получе­ния заготовок литьё имеет большие возможности и значительно более ши­рокие области использования. Масса литых заготовок колеблется от нескольких граммов до сотен тонн. Литьём можно изготовить отливки раз­личной формы из любого металла и сплава.

В качестве заготовки для изготовления данной детали используется заготовка, полученная литьём в песчаной форме по ГОСТ 26645-89.

3.2 Расчёт общих и межоперационных припусков и размеров

Обработку плоскостей А и Б производим торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке. Шероховатость этих плоскостей Ra=6,3 мкм., что позволяет их обрабатывать за один тех­нологический переход.

Заготовку получаем литьём в песчаные формы. Отливка средней сложности. По табл. 6.2 приложения 6 (методические указания) определяем класс точности разме­ров и ряды припусков. Класс точности размеров нашей отливки 7т, а ряды припусков 2...4. Так как отливка средней сложности, то принимаем 3-й ряд припусков. По классу точности размеров (7т) определяем допуск линейных размеров. В нашем случае Т=1,0 мм (метод., табл. 6.3, приложение 6). Затем по до­пуску и 3-му ряду припусков (по табл. 6.4 приложения 6) определяем при­пуск на обработку Z = 3 мм.

Таким образом принимаем, что припуски на обработку плоскостей А и Б Z0 = 3 мм.

Размеры заготовки приведены на рис.2. Заготовка представляет собой отливку ІІІ класса точности, массой 0,5 кг.

Расчёт припусков на обработку отверстия 21Н9:

Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для  21Н9 (21 +0,052) отверстия фланца, показан­ного на рис.1.

Технологический маршрут обработки отверстия  21Н9 состоит из трёх операций, чернового и чистового зенкерования, развёртывания выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на данной операции на плоскость основания и зажимается двумя призмами.

Результаты расчета припусков на обработку отверстия  21Н9 сводим в табл.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и значения элементов припуска.

Суммарное значение RZ и h, характеризующее качество по­верхности литых заготовок, составляет 600 мкм (2, табл.6, стр. 182). После1 первого технологического перехода величина h для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому для чернового и чисто­вого зенкерования, развёртывания значение RZ находим по [2], табл.27, стр. 190.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовок данного типа определяем по [2], табл.8, стр. 183.:

Величину коробления отверстия следует учитывать как в диамет­ральном, так и в осевом сечении, поэтому:

Где -удельное коробление

d — диаметр обрабатываемого отверстия

l — длина отверстия

Учитывая, что суммарное отклонение от соосности отверстия в

отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получим

Таким образом, равна:

Величина остаточных пространственных отклонений после чернового зенкерования

Величина остаточных пространственных отклонений после чистового зенкерования

Погрешность установки при черновом зенкеровании: = 150 мкм,

Погрешность установки при чистовом зенкеровании: = 100 мкм,

Погрешность установки при чистовом развёртывании: = 50 мкм.

Определим припуск на черновое зенкерование:

Определим припуск на чистовое зенкерование:

Определим припуск на чистовое развёртывание:

Определим расчётный диаметр при черновом зенкеровании:

dР Ч.ЗЕНК. =21,052-0,226=20,826 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом зенкеровании:

dР РАЗ. =20,826-0,360=20,466 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом развёртывании:

dР ЗАГ. =20,466-1,646=18,82 мм

Последовательность обработки отверстия 21Н9	RZ	h			Расчёт ный припуск 2Zmin, мкм	Расчёт ный размер dР, мм	До- пуск Т, мкм	dmin	dmax
Заготовка	-	600	165	-	-	18,82	1000	17,82	18,82	-	-
Зенкерование черновое	40	40	9,9	150	2823	20,466	130	20,336	20,466	1646	2516
Зенкерование чистовое	32	30	8,25	100	2180	20,826	84	20,742	20,826	360	406
Развёртывание чистовое	5	10	-	50	2113	21,052	52	21	21,052	226	258

Для чистового развёртывания:

=21,0,52-20,826=226 мкм

=21-20,742=258 мкм

Для чистового зенкерования:

=20,826-20,466=360 мкм

=20,742-20,336=406 мкм

Для чернового зенкерования:

=20,466-18,82=1646 мкм

=20,336-17,82=2516 мкм

Общий припуск на обработку:

=226+360+1646=2232 мкм

=258+406+2516=3180 мкм

Проверка:

Тзаг- Тдет

3180-2232=1000-52

948=948.

4. Разработка технологического процесса механической обработки детали:

При разработке технологического процесса механической обработки перед технологом всегда стоит задача: выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки, большое разнообразие станков, а также новые методы электрохимической, электроэрозионной и ультразвуковой обработки поверхности металлов, получение заготовок методом точного литья, точной штамповки, порошковой металлургии-всё это позволяет создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающим всем требованиям чертежа.

Определение последовательности выполнения операций

Операция 005 Вертикально-фрезерная

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12 (N=7,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Торцевая насадная фреза из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69. (Фреза 2210-0081 ГОСТ 9304-69).

Первый технологический переход — подготовка технических баз, т. е. фрезерование поверхности А. Шероховатость этой поверхности Ra=6,3 мкм, что позволяет обработать её за один технологический переход (рис.3).

Операция 010 Вертикально-фрезерная

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12 (N=7,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Торцевая насадная фреза из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69. (Фреза 2210-0081 ГОСТ 9304-69).

Фрезерование поверхности Б. Шероховатость этой поверхности Ra=6,3 мкм, что позволяет обработать её за один технологический переход (рис.4).

Операция 015 Вертикально-сверлильная

Оборудование: Вертикально-сверлильный станок 2Н125 (N=2,8кВт, η=0,8)

Инструмент: Цельный зенкер с коническим хвостиком  20 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71, цельный зенкер с коническим хвостиком  20,72 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71, машинная цельная развёртка с коническим хвостиком  21 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ-1672-80, цилиндрическая зенковка с коническим хвостиком  21. Материал инструментов быстрорежущая сталь Р6М5.

Технологические переходы — черновое и чистовое зенкерование внутреннего сквозного отверстия сначала на  20, затем на  20,72, затем развёртывание отверстия на  21Н9 и зенкование фаски 1х45(рис.5).

Операция 020 Радиально-сверлильная

Оборудование: Радиально-сверлильный станок 2М53 (N=4,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Два спиральных сверла с коническим хвостиком  14 мм. по ГОСТ 2092-77 (Сверло 2301-0416 ГОСТ 2092-77). Материал сверла Р6М5.

Сверлим два сквозных отверстия (рис.6)

Операция 025 Вертикально-сверлильная

Оборудование: Вертикально-сверлильный станок 2Н125 (N=2,8кВт, η=0,8)

Инструмент: Спиральное сверло с цилиндрическим хвостиком  10 мм. по ГОСТ 886-77 (Сверло 2300-7016 ГОСТ 886-77). Материал сверла Р6М5.

Сверлим сквозное отверстие (рис.7).

Операция 030 Горизонтально-фрезерная

Оборудование: Горизонтально-фрезерный станок 6Т82Г (N=7,5кВт, η=0,8)

Инструмент: Дисковая трёхсторонняя фреза из быстрорежущей стали Р6М5  80 мм с числом зубьев z=18 (Фреза 2240-0393-Р9 ГОСТ 3755-78).

Фрезеруем паз выдержав необходимые размеры (рис.8).

5. Расчет режимов резания и норм времени:

5.1 Расчет режимов резания:

Исходные данные:

— материал заготовки серый чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-85, В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=1668-2364 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2. [1, таб. 14.1].

Вертикально-фрезерная

Фрезеровать поверхность А. В качестве инструмента используем торцевую насадную фрезу из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69.

Оборудование: Вертикально- фрезерный станок 6Т12.

Глубина резания t=3 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,30 мм/зуб. [3].

Стойкость фрезы Т=180 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=42; qV=0,2; m=0,15; XV=0,1; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMVKПVKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,95=1

KV=10,851=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100030,56/3,1463=154,5 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=160 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1463160/1000=31,65 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ= SZnфZ=0,3х160х8=384 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=400 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ= SМФ / nФZ=400/1608=0,313 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=50; qР=1,14; w=0; XР=0,9; YР=0,72; UР=1,14;

KР=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,79 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=100 мм, , =3 мм.

to=(100+29+3)/400= 0,33 мин.

Вертикально-фрезерная

Фрезеровать поверхность Б. В качестве инструмента используем торцевую насадную фрезу из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69.

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12.

Глубина резания t=3 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,30 мм/зуб. [3].

Стойкость фрезы Т=180 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=42; qV=0,2; m=0,15; XV=0,1; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMV хKПVхKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,95=1

KV=1х0,85х1=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100030,56/3,1463=154,5 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=160 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1463160/1000=31,65 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ=SZnфZ=0,3х160х8=384 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=400 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ=SМФ / nФZ= 400/1608=0,313 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D- диаметр фрезы, В- ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=50; qР=1,14; w=0; XР=0,9; YР=0,72; UР=1,14;

KР=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,79 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=60 мм, , =3 мм.

to=(60+29+3)/400= 0,23 мин.

Вертикально- сверлильная

Первый технологический переход: Зенкеровать отверстие  20 мм. Режущий инструмент цельный зенкер с коническим хвостиком  20 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(20-18)/2=1 мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенкера Т=30 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100021,38/3,1420= 340 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=355 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1420355/1000=22,3 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ= SНnф=1,12355=397,6 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМ DqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР-из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n= (190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,042 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм., y=tctg60=10,58=0,58 мм., =2мм

to=(40+0,58+2)/1,12355= 0,107 мин.

Второй технологический переход: Зенкеровать отверстие  20,72 мм. Режущий инструмент цельный зенкер с коническим хвостиком  20,72 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(20,72-20)/2=0,36 мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенкера Т=30 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100023,85/3,1420,72=366,6 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=355 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1420,72355/1000=23,1 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,12355=397,6 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМDqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,0196 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм., y=tctg60=0,360,58=0,209 мм., =2мм

to=(40+0,209+2)/1,12355= 0,106 мин.

Третий технологический переход: Развернуть отверстие  21Н9 мм. машинная цельная развёртка с коническим хвостиком  21 по ГОСТ-1672-80, числом зубьев. Материал Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(21-20,72)/2=0,14 мм.

Определяем подачу:

SH= 2,7 мм/об. [3, таб. 25].

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,6 мм/об.

Стойкость развёртки Т=120 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 15,6; qV=0,2; m=0,3; XV=0,1; YV=0,5;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV= 111=1

Определяем частоту вращения развёртки n, мин-1:

n=1000V/D,

n=10006,56/3,1421=99,5 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=90 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,142190/1000=5,94 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,690=144 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=CРDtXрSYрZ/2100,

где CР, XР, YР, — из справочника [3].

CР=158; XР=1; YР=1;

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,3425 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

L=40 мм., y=tctg60=0,140,58=0,0812 мм., =2мм

to=(40+0,0812+2)/1,690= 0,29 мин.

Четвёртый технологический переход: Зенковать фаску 1х45. Режущий инструмент зенковка цилиндрическая с коническим хвостиком  21 мм., материал Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=1мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенковки Т=40 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMV KИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенковки n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100020,83/3,1421=315,9 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=250 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1421250/1000=16,5 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,12250=280 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМDqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,003 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=1 мм., y=0 мм., =0 мм

to=1/1,12250= 0,004 мин.

Радиально-сверлильная

Сверлить два отверстия  14 мм. Режущий инструмент : Два спиральных сверла с коническим хвостиком  14 мм. по ГОСТ 2092-77 (Сверло 2301-0416 ГОСТ 2092-77). Материал сверла Р6М5.

Операцию производим на радиально-сверлильном станке 2М53 за один технологический переход.

1. Глубина резания t=7 мм.

Определяем наибольшую технологически допустимую подачу:

SH=0,37 мм/об. [3, таб. 25].

Определяем подачу, допускаемую прочностью сверла:

Определяем подачу, допускаемую механизмом подачи станка:

где CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8; PX =8900

KР =KM =KMР=(190/НВ)n= (190/190)0,6= 1

Из всех найденных расчётах подач принимаем наименьшую, т. е. S=0,37 мм/об.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SФ=0,28 мм/об.

Стойкость сверла Т=60 мин

4. Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=17,1; qV=0,25; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV=KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100027,16/3,1414=617,83 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=500 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1414500/1000=21,98 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф= 0,28500=140 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10CМDqмSYмKМ,

где CМ, qм, YМ, KМ — из справочника [3].

CМ=0,021; qМ=2; YМ=0,8;

KМ=KР=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРDqрSYрKМР,

CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,953 ≤4,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=10 мм., y=0,3D=0,314=4,2 мм., =2мм

to=(10+4,2+2)/0,28500=0,116 мин.

Вертикально-сверлильная

Сверлить сквозное отверстие  10 мм. Режущий инструмент : Спиральное сверло с цилиндрическим хвостиком  10 мм. по ГОСТ 886-77 (Сверло 2300-7016 ГОСТ 886-77). Материал сверла Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125 за один технологический переход.

1. Глубина резания t=5 мм.

Определяем наибольшую технологически допустимую подачу:

SH=0,31 мм/об. [3, таб. 25].

Определяем подачу, допускаемую прочностью сверла:

Определяем подачу, допускаемую механизмом подачи станка:

где CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8; PX =8900

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Из всех найденных расчётах подач принимаем наименьшую, т. е. S=0,3 мм/об.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SФ=0,28 мм/об.

3. Стойкость сверла Т=35 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=14,7; qV=0,25; m=0,125; XV=0,1; YV=0,55;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=0,9; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=110,9=0,9

Определяем частоту вращения сверла n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100025,87/3,1410=823,89 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=710 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1410710/1000=22,294 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=0,28710=198,8 мм/мин.

Определяем крутящий момент на сверла МКР, Нм:

МКР=10CМD qмSYмKМ,

где CМ, qм, YМ, KМ — из справочника [3].

CМ=0,021; qМ=2; YМ=0,8;

KМ=KР=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРDqрSYрKМР,

CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,69 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=35 мм., y=0,3D=0,310=3 мм., =2мм

to=(35+3+2)/0,28710=0,2 мин.

Горизонтально-фрезерная

Фрезеровать сквозной паз шириной B=5 мм., глубиной h=29,5 мм. и длиной l=40 мм. В качестве инструмента: Дисковая трёхсторонняя фреза из быстрорежущей стали Р6М5  80 мм с числом зубьев z=18 (Фреза 2240-0393-Р9 ГОСТ 3755-78).

Операцию производим на горизонтально-фрезерном станке 6Т82Г за один технологический переход.

Глубина резания t=h=29,5 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,3 мм/зуб. [3, таб. 33].

Стойкость фрезы Т=120 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=72; qV=0,2; m=0,15; XV=0,5; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMVхKПVхKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

KV=1х0,85х1=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100013,6/3,1480=54,24 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=50 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,148050/1000=12,56 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ=SZnфZ=0,3х50х18=270 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=250 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ=SМФ/nФZ=250/5018=0,278 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=30; qР=0,83; w=0; XР=0,83; YР=0,65; UР=1;

KР=(190/НВ)nV= (190/190)0,55= 1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,32 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм, , =4 мм.

to=(40+38,6+4)/250=0,33 мин.

5.2 Расчёт норм времени:

Технические нормы времени в условиях массового и серийного про­изводства устанавливаются расчётно-аналитическим методом. При массо­вом производстве определяется норма штучного времени

Где to-основное время, tв- вспомогательное время, tобс-время на обслуживание рабочего места, tотд -время на отдых.

Вспомогательное время tв состоит из времени на установку и снятие детали tуст; времени, связанного с переходом tпер (установкой инструмента по лимбу, упору, разметке; предварительным измерениям, точением пробной стружки и др.); времени tпер.к., связанного с переходом на приёмы, не вошедшего в tпер (изменение частоты вращения шпинделя станка, изменения подачи, поворот резцовой головки и др.); вспомогательного времени на контрольные измерения tизм, которые устанавливают по нормативным таблицам в зависимости от точности измерения, размеров измеряемых поверхностей ;

Кtв.-поправочный коэффициент, учитывающий размер партий обрабатываемых деталей; в курсовых и дипломных проектах Кtв. =1.

Время на обслуживания рабочего места tобс состоит из времени технического обслуживания tтех и времени организационного обслуживания tорг. Время на техническое обслуживание зависит от типа станка и характера выполняемой работы В массовом производстве оно задаётся в минутах и пересчитывается с учётом стойкости инструмента и основного технологического времени. В серийном производстве tмах не отделяется от tорг и задаётся в процентах от оперативного времени. Время на организационное обслуживание зависит от типа оборудования и условий работы и задаётся в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

Время на отдых и личные надобности tотд зависит от массы обрабатываемой детали, машинного времени, оперативного времени, вида подачи и определяется в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

1. Вертикально-фрезерная:

to=0,33 мин, tуст=0,25 мин, tпер=0,09 мин, tпер.к.=0,05+0,06=0,11 мин, tизм=0,12 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,33+0,57)2,5/100=0,023 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,33+0,57)4/100=0,036 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

2. Вертикально-фрезерная:

to=0,23 мин, tуст=0,25 мин, tпер=0,09 мин, tпер.к.=0,05+0,06=0,11 мин, tизм=0,12 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,23+0,57)2,5/100=0,02 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,23+0,57)4/100=0,032 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

3. Вертикально-сверлильная:

to=0,107+0,106+0,29+0,004=0,507 мин, tуст=0,20 мин, tпер=0,08+0,06=0,14 мин, tпер.к.=(0,01+0,05+0,06)4=0,48 мин, tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,507+0,93)2/100=0,0287 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,507+0,93)3,5/100=0,05 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

4. Радиально-сверлильная:

to=0,116 мин,tуст=0,22 мин,tпер=0,13 мин,tпер.к.=0,01+0,05+0,06=0,12 мин,tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,2% tопер

tобс =( tо+ tв)2,2/100=(0,116+0,58)2,2/100=0,0153 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,116+0,58)4/100=0,0278 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

5. Вертикально-сверлильная:

to=0,2 мин,tуст=0,22 мин,tпер=0,07 мин,tпер.к.=0,01+0,05+0,06=0,12 мин,tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,2+0,52)2/100=0,0144 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,2+0,52)3,5/100=0,0252 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

6. Горизонтально-фрезерная:

to=0,33 мин,tуст=0,21 мин,tпер=0,09 мин,tпер.к.=0,06+0,05=0,11 мин,tизм=0,09 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,33+0,5)2,5/100=0,0208 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,33+0,5)4/100=0,0332 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

6. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий:

6.1 Описание конструкции приспособления:

Применение станочных приспособлений расширяет технологические возможности металлорежущего оборудования, повышает производительность и точность обработки заготовок, облегчает условия труда рабочих и повышает культуру производства на предприятии. С помощью станочных приспособлений при механической обработке деталей решаются следующие основные типовые задачи: базирование и закрепление заготовок, координирование инструмента, изменение положения заготовки относительно оборудования.

При проектировании станочного приспособления необходимо со­блюдать правила выбора баз, стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента при обработки, обеспечивать удобство установки, контроля и снятия детали, свободного удаления стружки, управления стан­ком и приспособлением, а также условия безопасности работы и обслужи­вания данного приспособления.

Назначение: специальное станочное приспособление предназначено для фрезерования поверхностей, торцевыми цельными твердосплавными и быстрорежущими фрезами по ГОСТ 16463-80.

Расчёт сил зажима заготовки:

При фрезеровании торцевой фрезой заготовку устанавливают основанием на три опоры, а боковой и торцевой поверхностями подводят к трём другим опорам (рис.9). Применяемые два зажима, действующие нормально к поверхности заготовки, должны создать силы зажима W1 и W2, препятствующие перемещению обрабатываемой заготовки под дей­ствием горизонтальной составляющей Рн силы резания. Обычно силы W1 и W2 зажима равны, и следовательно, силы трения Т1 и Т2 тоже равны.

Рис.9 Схема к расчёту сил зажима заготовки.

Определим силу зажима, создаваемую винтовым прихватом, резьба гайки М10, а длина плеч a=30 мм., b=60 мм.

Определяем усилие, создаваемое гайкой:

Где Р- усилие приложенное к гаечному ключу или рукоятке, Н, (Р=100…150Н);

L-длина ключа или рукоятки, мм, (L=(12…15)D);

-средний радиус резьбы, мм;

-угол подъёма резьбы (у стандартных метрических резьб с крупным шагом =2є30'-3є30')

-угол трения в резьбовом соединении (для метрических резьб =6є34')

К — коэффициент, зависящий от формы и площади соприкосновений зажимного элемента с зажимаемой поверхностью.

Применяем для наших условий: Р=100 Н; L=1210=120 мм.;

=4,55 мм.; =3є15'; =6є34'.

Определяем силу зажима W, действующую от прихвата на зажимаемую заготовку. Составляем уравнение моментов, согласно схеме сил, действующих на заготовку:

-Рзажa+Wb=0

W= (Рзажa)/b=(14959,530)/60=7479,75 Н

Сила резания Рz=2772,435 Н

Прочное закрепление заготовки обеспечивается при условии, если

2fW≥K Рн

Или 2fW≥0,6 Рz

20,37479,75≥0,62772,435

4487,85≥1663,46.

Условие прочности выполняется.

Литература

Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора: Справочник-Л.: Машиностроение, 1983

Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986.

Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.

Ковшов А. Н. Технология машиностроения: Учебник.- М.: Машиностроение, 1987.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина

Кафедра технологии текстильного машиностроения и конструкционных материалов

Расчётно-пояснительная записка

К курсовому проекту по технологии машиностроения

Тема проекта: Разработать технологический процесс

механической обработки детали «Фланец»

Студент Миньков О.Е.

Группа 39-01 Курс 4 Семестр 8

Руководитель Иванов И.С.

Москва 2005

Оглавление:

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………………3

1. Назначение и конструктивные особенности детали……………………………………4

Эскиз детали………………………………………………………………………………………………………………….5

2. Анализ технологичности конструкции детали……………………………………………..6

Эскиз заготовки………………………………………………………………………………………………………….7

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков.……………………………………………………8

3.1 Выбор заготовки………………………………………………………………………………………….……..8

3.2 Расчёт припусков………………………………………………………………………………………………8

4. Разработка технологического процесса механической обработки детали……………………………………………………………………………………………………………………………………….11

Эскизы:

Операция 005 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..13

Операция 010 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..14

Операция 015 Вертикально-сверлильная…………………………………………………….15

Операция 020 Радиально-сверлильная…………………………………………………………16

Операция 025 Вертикально-сверлильная ……………………………………………….…17

Операция 030 Горизонтально-фрезерная…………………………………………………..18

5. Расчет режимов резания и норм времени………………………………………………………19

5.1 Расчёт режимов резания………………………………………………………………………………19

5.2 Расчёт норм времени…………………………………………………………………………………….32

6. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий……………………………………………………….35

6.1 Описание конструкции приспособления……………………………………………….35

6.2 Расчёт сил зажима заготовки………………………………………………………………….35

Литература…………………………………………………………………………………………………………………………..37

Введение:

Ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массо­вое производство современной электронно-вычислительной тех­ники.

Ближайшая цель машиностроителей — изменение струк­туры производства, повышение качественных характеристик ма­шин и оборудования. Новые подходы потребуются в инвестиционной и структурной политике, в разви­тии науки и техники.

На преодоление дефицита трудовых ресурсов, повышение производительности труда нацелены многие экономические экспе­рименты, в основе которых лежат организационные, научно-технические и экономические решения. В этом же направлении действуют и другие научно-технические программы. По мнению специалистов, они позволят не только создать новые приборы, машины и механизмы, прогрессивные технологические процессы, но и сэкономить труд около 3 млн. человек.

Слово «технология» означает науку, систематизирующую совокупность при­емов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в це­лях получения готовой продукции. В состав технологии вклю­чается и технический контроль производства. Важнейшие пока­затели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции, изделий.

Предметом исследования и разработки в технологии машино­строения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на нее, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей — плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей — корпусов, валов, зубчатых колес и др.; процессы сборки (характер соединения дета­лей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.

Технология машиностроения постоянно обновляется и изме­няется по мере развития техники. Совершенствование техноло­гии — важное условие ускорения технического прогресса.

1. Назначение и конструктивные особенности детали:

Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. К конструктивным особенностям данной детали следует отнести симметричность детали, наличие отверстия для зажима опоры нитеводительной штанги болтом, а также наличие сквозного паза шириной 5 мм., который служит для смещения плоскостей и уменьшения сил трения болта с поверхностью фланца при зажиме опоры нитеводительной штанги. Плоскость А служит для установки фланца на корпусе машины, а два отверстия для закрепления его. Непосредственно в отверстие с диаметром 21Н9 устанавливаются опоры нитеводительной штанги. Необработанные поверхности покрываются эмалью ПФ-115 фисташковой ГОСТ 6465-76.

Невыполнение технических требований может привести к перекосам в установке фланца на корпусе крутильно-этажной машины, что вызовет перекос в установке опор нитеводительной штанги.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2 [1, таб. 14.1].

Анализ технологичности конструкции детали:

Технологичность конструкции детали обеспечивает минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость.

Технологичность конструкции детали оценивается в зависимости от:

— вида производства и масштаба выпуска изделий

— уровня достижения технологических методов изготовления детали

— служебного назначения детали

— вида оборудования, инструмента, оснастки

— уровня механизации и автоматизации процессов

— организации производства.

От технологичности конструкции детали в значительной степени зависит выбор соответствующего варианта технологического процесса изготовления заготовки, механической обработки, оборудования, режимов резания, инструмента и оснастки.

Производство: серийное.

Деталь — Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. Фланец изготавливается из серого чугуна СЧ 20 литьём, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Остывание заго­товки будет происходить неравномерно, что вызовет её дополнительные недостатки и потребует завышенных припусков на обработку.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые по­верхности для черновой операции. Другие обрабатываемые поверхности с точки зрения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей: возможны обработка на проход и свободный доступ инструмента к каждой поверхности.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=1668-2364 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2[1, таб. 14.1].

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков:

3.1 Выбор вида заготовки:

Заготовка — это предмет производства, из которого изменением фор­мы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавли­вают деталь или неразборную сборочную единицу (ГОСТ 3.1109-82).

При разработке технологического процесса механической обработки деталей одним из ответственных этапов является выбор заготовок, от чего в большей степени зависит трудоёмкость обработки, а также расход метал­ла. Выбрать заготовку — это значит установить способ её получения, рас­считать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности и указать допуски на неточность изготовления.

В текстильном машиностроении наибольшее применение находят за­готовки, получаемые литьём. По сравнению с другими способами получе­ния заготовок литьё имеет большие возможности и значительно более ши­рокие области использования. Масса литых заготовок колеблется от нескольких граммов до сотен тонн. Литьём можно изготовить отливки раз­личной формы из любого металла и сплава.

В качестве заготовки для изготовления данной детали используется заготовка, полученная литьём в песчаной форме по ГОСТ 26645-89.

3.2 Расчёт общих и межоперационных припусков и размеров

Обработку плоскостей А и Б производим торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке. Шероховатость этих плоскостей Ra=6,3 мкм., что позволяет их обрабатывать за один тех­нологический переход.

Заготовку получаем литьём в песчаные формы. Отливка средней сложности. По табл. 6.2 приложения 6 (методические указания) определяем класс точности разме­ров и ряды припусков. Класс точности размеров нашей отливки 7т, а ряды припусков 2...4. Так как отливка средней сложности, то принимаем 3-й ряд припусков. По классу точности размеров (7т) определяем допуск линейных размеров. В нашем случае Т=1,0 мм (метод., табл. 6.3, приложение 6). Затем по до­пуску и 3-му ряду припусков (по табл. 6.4 приложения 6) определяем при­пуск на обработку Z = 3 мм.

Таким образом принимаем, что припуски на обработку плоскостей А и Б Z0 = 3 мм.

Размеры заготовки приведены на рис.2. Заготовка представляет собой отливку ІІІ класса точности, массой 0,5 кг.

Расчёт припусков на обработку отверстия 21Н9:

Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для  21Н9 (21 +0,052) отверстия фланца, показан­ного на рис.1.

Технологический маршрут обработки отверстия  21Н9 состоит из трёх операций, чернового и чистового зенкерования, развёртывания выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на данной операции на плоскость основания и зажимается двумя призмами.

Результаты расчета припусков на обработку отверстия  21Н9 сводим в табл.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и значения элементов припуска.

Суммарное значение RZ и h, характеризующее качество по­верхности литых заготовок, составляет 600 мкм (2, табл.6, стр. 182). После1 первого технологического перехода величина h для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому для чернового и чисто­вого зенкерования, развёртывания значение RZ находим по [2], табл.27, стр. 190.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовок данного типа определяем по [2], табл.8, стр. 183.:

Величину коробления отверстия следует учитывать как в диамет­ральном, так и в осевом сечении, поэтому:

Где -удельное коробление

d — диаметр обрабатываемого отверстия

l — длина отверстия

Учитывая, что суммарное отклонение от соосности отверстия в

отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получим

Таким образом, равна:

Величина остаточных пространственных отклонений после чернового зенкерования

Величина остаточных пространственных отклонений после чистового зенкерования

Погрешность установки при черновом зенкеровании: = 150 мкм,

Погрешность установки при чистовом зенкеровании: = 100 мкм,

Погрешность установки при чистовом развёртывании: = 50 мкм.

Определим припуск на черновое зенкерование:

Определим припуск на чистовое зенкерование:

Определим припуск на чистовое развёртывание:

Определим расчётный диаметр при черновом зенкеровании:

dР Ч.ЗЕНК. =21,052-0,226=20,826 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом зенкеровании:

dР РАЗ. =20,826-0,360=20,466 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом развёртывании:

dР ЗАГ. =20,466-1,646=18,82 мм

Последовательность обработки отверстия 21Н9	RZ	h			Расчёт ный припуск 2Zmin, мкм	Расчёт ный размер dР, мм	До- пуск Т, мкм	dmin	dmax
Заготовка	-	600	165	-	-	18,82	1000	17,82	18,82	-	-
Зенкерование черновое	40	40	9,9	150	2823	20,466	130	20,336	20,466	1646	2516
Зенкерование чистовое	32	30	8,25	100	2180	20,826	84	20,742	20,826	360	406
Развёртывание чистовое	5	10	-	50	2113	21,052	52	21	21,052	226	258

Для чистового развёртывания:

=21,0,52-20,826=226 мкм

=21-20,742=258 мкм

Для чистового зенкерования:

=20,826-20,466=360 мкм

=20,742-20,336=406 мкм

Для чернового зенкерования:

=20,466-18,82=1646 мкм

=20,336-17,82=2516 мкм

Общий припуск на обработку:

=226+360+1646=2232 мкм

=258+406+2516=3180 мкм

Проверка:

Тзаг- Тдет

3180-2232=1000-52

948=948.

4. Разработка технологического процесса механической обработки детали:

При разработке технологического процесса механической обработки перед технологом всегда стоит задача: выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки, большое разнообразие станков, а также новые методы электрохимической, электроэрозионной и ультразвуковой обработки поверхности металлов, получение заготовок методом точного литья, точной штамповки, порошковой металлургии-всё это позволяет создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающим всем требованиям чертежа.

Определение последовательности выполнения операций

Операция 005 Вертикально-фрезерная

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12 (N=7,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Торцевая насадная фреза из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69. (Фреза 2210-0081 ГОСТ 9304-69).

Первый технологический переход — подготовка технических баз, т. е. фрезерование поверхности А. Шероховатость этой поверхности Ra=6,3 мкм, что позволяет обработать её за один технологический переход (рис.3).

Операция 010 Вертикально-фрезерная

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12 (N=7,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Торцевая насадная фреза из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69. (Фреза 2210-0081 ГОСТ 9304-69).

Фрезерование поверхности Б. Шероховатость этой поверхности Ra=6,3 мкм, что позволяет обработать её за один технологический переход (рис.4).

Операция 015 Вертикально-сверлильная

Оборудование: Вертикально-сверлильный станок 2Н125 (N=2,8кВт, η=0,8)

Инструмент: Цельный зенкер с коническим хвостиком  20 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71, цельный зенкер с коническим хвостиком  20,72 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71, машинная цельная развёртка с коническим хвостиком  21 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ-1672-80, цилиндрическая зенковка с коническим хвостиком  21. Материал инструментов быстрорежущая сталь Р6М5.

Технологические переходы — черновое и чистовое зенкерование внутреннего сквозного отверстия сначала на  20, затем на  20,72, затем развёртывание отверстия на  21Н9 и зенкование фаски 1х45(рис.5).

Операция 020 Радиально-сверлильная

Оборудование: Радиально-сверлильный станок 2М53 (N=4,5 кВт, η=0,8)

Инструмент: Два спиральных сверла с коническим хвостиком  14 мм. по ГОСТ 2092-77 (Сверло 2301-0416 ГОСТ 2092-77). Материал сверла Р6М5.

Сверлим два сквозных отверстия (рис.6)

Операция 025 Вертикально-сверлильная

Оборудование: Вертикально-сверлильный станок 2Н125 (N=2,8кВт, η=0,8)

Инструмент: Спиральное сверло с цилиндрическим хвостиком  10 мм. по ГОСТ 886-77 (Сверло 2300-7016 ГОСТ 886-77). Материал сверла Р6М5.

Сверлим сквозное отверстие (рис.7).

Операция 030 Горизонтально-фрезерная

Оборудование: Горизонтально-фрезерный станок 6Т82Г (N=7,5кВт, η=0,8)

Инструмент: Дисковая трёхсторонняя фреза из быстрорежущей стали Р6М5  80 мм с числом зубьев z=18 (Фреза 2240-0393-Р9 ГОСТ 3755-78).

Фрезеруем паз выдержав необходимые размеры (рис.8).

5. Расчет режимов резания и норм времени:

5.1 Расчет режимов резания:

Исходные данные:

— материал заготовки серый чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-85, В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=1668-2364 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2. [1, таб. 14.1].

Вертикально-фрезерная

Фрезеровать поверхность А. В качестве инструмента используем торцевую насадную фрезу из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69.

Оборудование: Вертикально- фрезерный станок 6Т12.

Глубина резания t=3 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,30 мм/зуб. [3].

Стойкость фрезы Т=180 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=42; qV=0,2; m=0,15; XV=0,1; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMVKПVKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,95=1

KV=10,851=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100030,56/3,1463=154,5 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=160 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1463160/1000=31,65 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ= SZnфZ=0,3х160х8=384 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=400 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ= SМФ / nФZ=400/1608=0,313 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=50; qР=1,14; w=0; XР=0,9; YР=0,72; UР=1,14;

KР=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,79 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=100 мм, , =3 мм.

to=(100+29+3)/400= 0,33 мин.

Вертикально-фрезерная

Фрезеровать поверхность Б. В качестве инструмента используем торцевую насадную фрезу из быстрорежущей стали Р6М5 63 с числом зубьев Z=8 по ГОСТ 9304-69.

Оборудование: Вертикально-фрезерный станок 6Т12.

Глубина резания t=3 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,30 мм/зуб. [3].

Стойкость фрезы Т=180 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=42; qV=0,2; m=0,15; XV=0,1; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMV хKПVхKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,95=1

KV=1х0,85х1=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100030,56/3,1463=154,5 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=160 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1463160/1000=31,65 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ=SZnфZ=0,3х160х8=384 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=400 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ=SМФ / nФZ= 400/1608=0,313 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D- диаметр фрезы, В- ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=50; qР=1,14; w=0; XР=0,9; YР=0,72; UР=1,14;

KР=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,79 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=60 мм, , =3 мм.

to=(60+29+3)/400= 0,23 мин.

Вертикально- сверлильная

Первый технологический переход: Зенкеровать отверстие  20 мм. Режущий инструмент цельный зенкер с коническим хвостиком  20 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(20-18)/2=1 мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенкера Т=30 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100021,38/3,1420= 340 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=355 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1420355/1000=22,3 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ= SНnф=1,12355=397,6 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМ DqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР-из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n= (190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,042 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм., y=tctg60=10,58=0,58 мм., =2мм

to=(40+0,58+2)/1,12355= 0,107 мин.

Второй технологический переход: Зенкеровать отверстие  20,72 мм. Режущий инструмент цельный зенкер с коническим хвостиком  20,72 с числом зубьев Z=4 по ГОСТ 12489-71.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(20,72-20)/2=0,36 мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенкера Т=30 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100023,85/3,1420,72=366,6 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=355 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1420,72355/1000=23,1 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,12355=397,6 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМDqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,0196 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм., y=tctg60=0,360,58=0,209 мм., =2мм

to=(40+0,209+2)/1,12355= 0,106 мин.

Третий технологический переход: Развернуть отверстие  21Н9 мм. машинная цельная развёртка с коническим хвостиком  21 по ГОСТ-1672-80, числом зубьев. Материал Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=(D-d)/2=(21-20,72)/2=0,14 мм.

Определяем подачу:

SH= 2,7 мм/об. [3, таб. 25].

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,6 мм/об.

Стойкость развёртки Т=120 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV= 15,6; qV=0,2; m=0,3; XV=0,1; YV=0,5;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV= 111=1

Определяем частоту вращения развёртки n, мин-1:

n=1000V/D,

n=10006,56/3,1421=99,5 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=90 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,142190/1000=5,94 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,690=144 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=CРDtXрSYрZ/2100,

где CР, XР, YР, — из справочника [3].

CР=158; XР=1; YР=1;

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,3425 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

L=40 мм., y=tctg60=0,140,58=0,0812 мм., =2мм

to=(40+0,0812+2)/1,690= 0,29 мин.

Четвёртый технологический переход: Зенковать фаску 1х45. Режущий инструмент зенковка цилиндрическая с коническим хвостиком  21 мм., материал Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125.

Глубина резания t=1мм.

Определяем подачу:

SH= 1,1 мм/об. [3, таб. 25].

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SН=1,12 мм/об.

Стойкость зенковки Т=40 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=18,8; qV=0,2; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV= KMV KИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)n=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенковки n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100020,83/3,1421=315,9 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=250 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1421250/1000=16,5 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=1,12250=280 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10 CМDqмtXмSYмKР,

где CМ, qм, XМ, YМ, KР — из справочника [3].

CМ=0,085; qМ=-; XМ=0,75; YМ=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРtXрSYрKР,

CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР= 23,5; qР=-; XР=1,2; YР=0,4;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,003 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=1 мм., y=0 мм., =0 мм

to=1/1,12250= 0,004 мин.

Радиально-сверлильная

Сверлить два отверстия  14 мм. Режущий инструмент : Два спиральных сверла с коническим хвостиком  14 мм. по ГОСТ 2092-77 (Сверло 2301-0416 ГОСТ 2092-77). Материал сверла Р6М5.

Операцию производим на радиально-сверлильном станке 2М53 за один технологический переход.

1. Глубина резания t=7 мм.

Определяем наибольшую технологически допустимую подачу:

SH=0,37 мм/об. [3, таб. 25].

Определяем подачу, допускаемую прочностью сверла:

Определяем подачу, допускаемую механизмом подачи станка:

где CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8; PX =8900

KР =KM =KMР=(190/НВ)n= (190/190)0,6= 1

Из всех найденных расчётах подач принимаем наименьшую, т. е. S=0,37 мм/об.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SФ=0,28 мм/об.

Стойкость сверла Т=60 мин

4. Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=17,1; qV=0,25; m=0,125; XV=0,1; YV=0,4;

KV=KMVKИVKLV,

KLV=1; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=111=1

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100027,16/3,1414=617,83 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=500 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1414500/1000=21,98 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф= 0,28500=140 мм/мин.

Определяем крутящий момент на зенкере МКР, Нм:

МКР=10CМDqмSYмKМ,

где CМ, qм, YМ, KМ — из справочника [3].

CМ=0,021; qМ=2; YМ=0,8;

KМ=KР=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРDqрSYрKМР,

CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,953 ≤4,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=10 мм., y=0,3D=0,314=4,2 мм., =2мм

to=(10+4,2+2)/0,28500=0,116 мин.

Вертикально-сверлильная

Сверлить сквозное отверстие  10 мм. Режущий инструмент : Спиральное сверло с цилиндрическим хвостиком  10 мм. по ГОСТ 886-77 (Сверло 2300-7016 ГОСТ 886-77). Материал сверла Р6М5.

Операцию производим на вертикально-сверлильном станке 2Н125 за один технологический переход.

1. Глубина резания t=5 мм.

Определяем наибольшую технологически допустимую подачу:

SH=0,31 мм/об. [3, таб. 25].

Определяем подачу, допускаемую прочностью сверла:

Определяем подачу, допускаемую механизмом подачи станка:

где CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8; PX =8900

KР =KM =KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Из всех найденных расчётах подач принимаем наименьшую, т. е. S=0,3 мм/об.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SФ=0,28 мм/об.

3. Стойкость сверла Т=35 мин

Скорость резания V м/мин.

V= (CVDqv/TmtXvSYv)Kv,

где CV, qV, m, XV, YV, KV — из справочника [3].

CV=14,7; qV=0,25; m=0,125; XV=0,1; YV=0,55;

KV= KMVKИVKLV,

KLV=0,9; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)1,3=1

KV=110,9=0,9

Определяем частоту вращения сверла n, мин-1:

n=1000V/D,

n=100025,87/3,1410=823,89 мин-1,

корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=710 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,1410710/1000=22,294 м/мин.

Определяем минутную подачу SМ, мм/мин.,

SМ=SНnф=0,28710=198,8 мм/мин.

Определяем крутящий момент на сверла МКР, Нм:

МКР=10CМD qмSYмKМ,

где CМ, qм, YМ, KМ — из справочника [3].

CМ=0,021; qМ=2; YМ=0,8;

KМ=KР=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРDqрSYрKМР,

CР, qР, YР, KМР — из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(0,69 ≤2,8)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=35 мм., y=0,3D=0,310=3 мм., =2мм

to=(35+3+2)/0,28710=0,2 мин.

Горизонтально-фрезерная

Фрезеровать сквозной паз шириной B=5 мм., глубиной h=29,5 мм. и длиной l=40 мм. В качестве инструмента: Дисковая трёхсторонняя фреза из быстрорежущей стали Р6М5  80 мм с числом зубьев z=18 (Фреза 2240-0393-Р9 ГОСТ 3755-78).

Операцию производим на горизонтально-фрезерном станке 6Т82Г за один технологический переход.

Глубина резания t=h=29,5 мм.

Подача на зуб фрезы SZ=0,3 мм/зуб. [3, таб. 33].

Стойкость фрезы Т=120 мин.

Определяем скорость резания V м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента:

V= (CVDqv/TmtXvSYvBUvZPv)Kv,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CV, qV, m, XV, YV, KV- из справочника [3].

CV=72; qV=0,2; m=0,15; XV=0,5; YV=0,4; UV=0,1; PV=0,1

KV= KMVхKПVхKИV,

KПV=0,85; KИV=1;

KMV=(190/НВ)nV=(190/190)0,55=1

KV=1х0,85х1=0,85

Определяем частоту вращения фрезы n, мин-1,

n=1000V/D,

n=100013,6/3,1480=54,24 мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=50 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

VФ=DnФ/1000

VФ=3,148050/1000=12,56 м/мин.

Определяем минутную подачу, Sm, мм/мин.

SМ=SZnфZ=0,3х50х18=270 мм/мин.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической SМФ=250 мм/мин.

Определяем фактическую подачу на зуб фрезы

SZФ=SМФ/nФZ=250/5018=0,278 мм/зуб.

Определяем силу резания:

Рz=(10CРtXрSYрBUрZ/Dqр nФ)KР,

Где D-диаметр фрезы, В-ширина фрезерования, CР, qР, XР, YР, KР- из справочника [3].

CР=30; qР=0,83; w=0; XР=0,83; YР=0,65; UР=1;

KР=(190/НВ)nV= (190/190)0,55= 1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:

(1,32 ≤7,5)

Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/SМ,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

l=40 мм, , =4 мм.

to=(40+38,6+4)/250=0,33 мин.

5.2 Расчёт норм времени:

Технические нормы времени в условиях массового и серийного про­изводства устанавливаются расчётно-аналитическим методом. При массо­вом производстве определяется норма штучного времени

Где to-основное время, tв- вспомогательное время, tобс-время на обслуживание рабочего места, tотд -время на отдых.

Вспомогательное время tв состоит из времени на установку и снятие детали tуст; времени, связанного с переходом tпер (установкой инструмента по лимбу, упору, разметке; предварительным измерениям, точением пробной стружки и др.); времени tпер.к., связанного с переходом на приёмы, не вошедшего в tпер (изменение частоты вращения шпинделя станка, изменения подачи, поворот резцовой головки и др.); вспомогательного времени на контрольные измерения tизм, которые устанавливают по нормативным таблицам в зависимости от точности измерения, размеров измеряемых поверхностей ;

Кtв.-поправочный коэффициент, учитывающий размер партий обрабатываемых деталей; в курсовых и дипломных проектах Кtв. =1.

Время на обслуживания рабочего места tобс состоит из времени технического обслуживания tтех и времени организационного обслуживания tорг. Время на техническое обслуживание зависит от типа станка и характера выполняемой работы В массовом производстве оно задаётся в минутах и пересчитывается с учётом стойкости инструмента и основного технологического времени. В серийном производстве tмах не отделяется от tорг и задаётся в процентах от оперативного времени. Время на организационное обслуживание зависит от типа оборудования и условий работы и задаётся в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

Время на отдых и личные надобности tотд зависит от массы обрабатываемой детали, машинного времени, оперативного времени, вида подачи и определяется в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

1. Вертикально-фрезерная:

to=0,33 мин, tуст=0,25 мин, tпер=0,09 мин, tпер.к.=0,05+0,06=0,11 мин, tизм=0,12 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,33+0,57)2,5/100=0,023 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,33+0,57)4/100=0,036 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

2. Вертикально-фрезерная:

to=0,23 мин, tуст=0,25 мин, tпер=0,09 мин, tпер.к.=0,05+0,06=0,11 мин, tизм=0,12 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,23+0,57)2,5/100=0,02 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,23+0,57)4/100=0,032 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

3. Вертикально-сверлильная:

to=0,107+0,106+0,29+0,004=0,507 мин, tуст=0,20 мин, tпер=0,08+0,06=0,14 мин, tпер.к.=(0,01+0,05+0,06)4=0,48 мин, tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,507+0,93)2/100=0,0287 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,507+0,93)3,5/100=0,05 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

4. Радиально-сверлильная:

to=0,116 мин,tуст=0,22 мин,tпер=0,13 мин,tпер.к.=0,01+0,05+0,06=0,12 мин,tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,2% tопер

tобс =( tо+ tв)2,2/100=(0,116+0,58)2,2/100=0,0153 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,116+0,58)4/100=0,0278 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

5. Вертикально-сверлильная:

to=0,2 мин,tуст=0,22 мин,tпер=0,07 мин,tпер.к.=0,01+0,05+0,06=0,12 мин,tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,2+0,52)2/100=0,0144 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,2+0,52)3,5/100=0,0252 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

6. Горизонтально-фрезерная:

to=0,33 мин,tуст=0,21 мин,tпер=0,09 мин,tпер.к.=0,06+0,05=0,11 мин,tизм=0,09 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,33+0,5)2,5/100=0,0208 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,33+0,5)4/100=0,0332 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

6. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий:

6.1 Описание конструкции приспособления:

Применение станочных приспособлений расширяет технологические возможности металлорежущего оборудования, повышает производительность и точность обработки заготовок, облегчает условия труда рабочих и повышает культуру производства на предприятии. С помощью станочных приспособлений при механической обработке деталей решаются следующие основные типовые задачи: базирование и закрепление заготовок, координирование инструмента, изменение положения заготовки относительно оборудования.

При проектировании станочного приспособления необходимо со­блюдать правила выбора баз, стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента при обработки, обеспечивать удобство установки, контроля и снятия детали, свободного удаления стружки, управления стан­ком и приспособлением, а также условия безопасности работы и обслужи­вания данного приспособления.

Назначение: специальное станочное приспособление предназначено для фрезерования поверхностей, торцевыми цельными твердосплавными и быстрорежущими фрезами по ГОСТ 16463-80.

Расчёт сил зажима заготовки:

При фрезеровании торцевой фрезой заготовку устанавливают основанием на три опоры, а боковой и торцевой поверхностями подводят к трём другим опорам (рис.9). Применяемые два зажима, действующие нормально к поверхности заготовки, должны создать силы зажима W1 и W2, препятствующие перемещению обрабатываемой заготовки под дей­ствием горизонтальной составляющей Рн силы резания. Обычно силы W1 и W2 зажима равны, и следовательно, силы трения Т1 и Т2 тоже равны.

Рис.9 Схема к расчёту сил зажима заготовки.

Определим силу зажима, создаваемую винтовым прихватом, резьба гайки М10, а длина плеч a=30 мм., b=60 мм.

Определяем усилие, создаваемое гайкой:

Где Р- усилие приложенное к гаечному ключу или рукоятке, Н, (Р=100…150Н);

L-длина ключа или рукоятки, мм, (L=(12…15)D);

-средний радиус резьбы, мм;

-угол подъёма резьбы (у стандартных метрических резьб с крупным шагом =2є30'-3є30')

-угол трения в резьбовом соединении (для метрических резьб =6є34')

К — коэффициент, зависящий от формы и площади соприкосновений зажимного элемента с зажимаемой поверхностью.

Применяем для наших условий: Р=100 Н; L=1210=120 мм.;

=4,55 мм.; =3є15'; =6є34'.

Определяем силу зажима W, действующую от прихвата на зажимаемую заготовку. Составляем уравнение моментов, согласно схеме сил, действующих на заготовку:

-Рзажa+Wb=0

W= (Рзажa)/b=(14959,530)/60=7479,75 Н

Сила резания Рz=2772,435 Н

Прочное закрепление заготовки обеспечивается при условии, если

2fW≥K Рн

Или 2fW≥0,6 Рz

20,37479,75≥0,62772,435

4487,85≥1663,46.

Условие прочности выполняется.

Литература

Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора: Справочник-Л.: Машиностроение, 1983

Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986.

Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.

Ковшов А. Н. Технология машиностроения: Учебник.- М.: Машиностроение, 1987.