Складання процесу реалізації механічної обробки деталі Планка

Зміст

Введення

1. Аналіз технологічності конструкції деталі

2. Визначення типу виробництва

3. Розрахунок маси деталі

4. Вибір та обгрунтування методу отримання заготовки

5. Критерії вибору технологічного процесу

6. Вибір технологічних баз

7. Розробка систем операцій

8. Обгрунтування використання конкретних типів матеріалів

9. Припуски і методи їх визначення

10. Оцінка похибки при проведенні обробки

11. Загальна оцінка деталі

12. Складання основних режимів роботи

13. Оцінка нормативного часу і витрат праці

14. Оцінка загальної собівартості деталі

Висновок

Список використаної літератури

Введення

Ефективність виробництва, його технічний процес, якість продукції багато в чому залежать від випереджаючого розвитку виробництва нового обладнання, машин, верстатів і апаратів, від всемірного впровадження методів техніко-економічного аналізу, що забезпечує вирішення технічних питань та економічну ефективність технологічних і конструкторських розробок.

Сучасні тенденції розвитку машинобудівного виробництва, орієнтованого на підвищення якості машинобудівної продукції, на широке застосування прогресивних конструкційних та інструментальних матеріалів, зміцнюючі технології, на комплексну автоматизацію на основі застосування верстатів з ЧПК і САПР, вимагають підготовки кваліфікованих фахівців, що володіють не тільки глибокими теоретичними знаннями, але і здатних практично їх використовувати у своїй виробничій діяльності.

У цій роботі розглядаються методи отримання та вибір заготівлі, розрахунок похибок, що визначають точність механічної обробки, розрахунок припусків, оптимальних режимів різання.

У цій роботі розглядається деталь «Планка», матеріал деталі - сталь 45. Габаритні розміри: довжина 156 мм, висота 54 мм, тип виробництва - среднесерійное.

Для забезпечення заданих конструктором вимог щодо точності і якості необхідно розробити економічно обгрунтований технологічний процес механічної обробки з вибором устаткування, інструменту, технологічного оснащення, призначення режимів обробки для відповідної геометрії ріжучої частини інструменту. При проектуванні технологічного процесу механічної обробки виконують відповідні етапи проектування.

1. Аналіз технологічності конструкції деталі

Технологічність - Це властивість конструкції виробу забезпечувати мінімізацію витрат на всіх основних стадіях життєвого циклу виробу (проектування, виготовлення, експлуатація, ремонт, утилізація).

Проведемо кількісну оцінку технологічності деталі. Кількісна оцінка передбачає отримання коефіцієнтів, аналізуючи які для двох однотипних деталей, можна зробити висновок, яка з них більш технологічна.

В якості основних коефіцієнтів використовують [1 стор 39]:

1. Коефіцієнт середньої точності:

(1)

(2)

де n _i - число розмірів або поверхонь для кожного квалітету точності;

T _{i-квалітет} точності i-ої поверхні.

Для нашої деталі:

2. Коефіцієнти середньої шорсткості:

(3)

(4)

Ra _{i-параметр} шорсткості i-ої поверхні, мкм;

n _i - число розмірів або поверхонь для кожного параметра шорсткості.

Для нашої деталі:

Ra ср = (3,2 * 6 +6,3 * 7) / (6 +7) = 4,9

Кш = 1 / 4, 9 = 0,2

І коефіцієнт точності і коефіцієнт шорсткості менше 1, отже, деталь технологічна.

2. Визначення типу виробництва

На даному етапі за базовим технологічним процесом, або за типовим технологічним процесом для даного класу деталей визначають коефіцієнт закріплення операцій і відповідно до цього роблять висновок про тип виробництва.

Тип виробництва був заданий у відповідності із завданням - дрібносерійний.

3. Розрахунок маси деталі

Розрахуємо масу деталі і заготовки.

(5)

де r - щільність матеріалу, для сталі 7,81 г / см ³

Знаходимо обсяг прямокутники:

Віднімаємо з обсягу обсяги порожнистих фігур кіл і трикутника.

; ,

де

Використовуючи формулу (5), отримаємо:

m _заг = m _д / К _вт (6)

де К _ут - коефіцієнти ваговій точності для відповідного способу виготовлення заготовки, для поковки вільним куванням До _вт = 0,6;

для штампування на ГКШП До _вт = 0,85 [1, стор 57, табл.3.6].

Використовуючи формулу (6), отримаємо: m _{заг 1} = 1,73 кг і m _{заг 2} = 1,22 кг.

4. Вибір та обгрунтування методу отримання заготовки

Метод виконання заготовок для деталей визначається призначенням і конструкцією деталі, матеріалом, технічними вимогами, масштабом і серійністю випуску, а також економічністю виготовлення. Вибрати заготовку - значить встановити спосіб її отримання, призначити припуски на обробку кожної поверхні, розрахувати розміри і вказати допуски на точність виготовлення.

Остаточне рішення можна ухвалити тільки після економічного комплексного розрахунку собівартості заготівлі. Метод отримання заготовки, що забезпечує технологічність і мінімальну вартість, вважається оптимальним.

Визначення методу отримання заготовки і його обгрунтування

Рішення завдання максимального наближення геометричних форм і розмірів заготовки до розмірів і форми готової деталі - одна з головних тенденцій у заготівельному виробництві. Оптимізація вибору методу і способу отримання заготовки дозволяє не тільки знизити витрати на її виготовлення, а й значно скоротити трудомісткість механічної обробки.

Найбільш часто застосовують для одержання заготовок в машинобудуванні наступні методи: лиття, обробка металів тиском, зварювання, а також комбінації цих методів.

Відповідно до типу виробництва (середньосерійному), матеріалом (сталь 45) визначимо як мінімум два варіанти отримання заготовки. У даному випадку це буде поковка вільним куванням і штампування на ГКШП.

Техніко-економічне обгрунтування вибору заготовки

Остаточне рішення про вибір конкретного способу виготовлення заготовки приймається після визначення собівартості отримання заготовки для кожного із способів шляхом порівняння їх за значенням вартості.

Собівартість виробництва заготовок, без урахування витрат на попередню механічну обробку, визначається по залежності [1, стор 61]:

(7),

де G _д-маса деталі, кг

G _{заг-маса} заготовки, кг

До _то - коефіцієнт, що враховує доплати за термообробку і очищення заготовок, руб / т

До _{тч-коефіцієнт,} що враховує точності заготовок

До _{с-коефіцієнт} серійності

S _{відхо-вартість} 1 т відходів

С - базова вартість 1 т заготовок, руб / т

До _{ф-коефіцієнт,} що враховує інфляцію.

Порівняємо собівартість виробництва заготовки різними способами:

1. Штампування на ГКШП:

До _то = 0; До _тч - не враховується; К _з = 1,5; S _відхо = 27 руб / т; К _ф = 5 по [1, стор.62-64]

руб

2. Поковка вільним куванням:

До _то = 0; До _тч - не враховується; К _з = 1; S _відхо = 27 руб / т; К _ф = 5 по [1, стор.62-64]

руб

Собівартість виробництва заготовки за способом - штампування на ГКШП - більше, ніж за другим способом (поковка вільним куванням), отже, другий спосіб більш вигідним.

5. Техніко-економічний аналіз та обгрунтування вибору технологічного процесу

Основним напрямком скорочення витрат допоміжного часу є автоматизація виробничих процесів. Одним з головних напрямів автоматизації є застосування верстатів з ЧПК. Ефективність застосування цих верстатів виражається в підвищеній точності і однорідності розмірів і форми оброблюваних заготовок, у підвищенні продуктивності обробки, пов'язаної із зменшенням частки допоміжного часу, у зниженні собівартості обробки, пов'язаної з підвищенням продуктивності, в зниженні вимог до кваліфікації верстатника. Складні, дорогі у виготовленні і вимагають трудомісткої налагодження кулачки, упори, кондуктори в системах ЧПУ не потрібні, що значно здешевлює та прискорює наладку.

Тому верстати з ЧПУ є принципово новими засобами автоматизації для дрібносерійного і серійного машинобудування, що поєднують в собі продуктивність і точність верстатів-автоматів з гнучкістю універсального обладнання.

Для сучасного етапу розвитку верстатів з ЧПК характерне різке розширення їх функціональних можливостей, підвищення рівня автоматизації і все більш широке застосування в системах управління потужних обчислювальних засобів (мікро-ЕОМ і мікропроцесорної техніки). З'явилася нова різновид металорізального обладнання - багатоцільові верстати.

У багатоцільових верстатах виражений новий підхід до побудови технологічного процесу. Вони забезпечують різними видами інструмента комплексну обробку деталей без переустановлень або при мінімальному їх числі.

Щоб перейти від однієї технологічної операції до іншої, доводиться щоразу звільняти деталь, знімати її з верстата і транспортувати на інший верстат, де знову почати виробляти установку (базування), налаштування на вихідні розміри і закріплення. Кожна перевстановлення оброблюваної деталі неодмінно вносить свої похибки в її остаточні розміри.

Таким чином, великий вибір виконуються на одному верстаті різнорідних операцій змінює уявлення про традиційні технологічних групах верстатів.

6. Вибір технологічних баз

На операції свердління і нарізування різьблення в отворах заготівлю встановлюємо в спеціальне пристосування з базуванням по внутрішній циліндричній поверхні і торця (опорні штирі і короткий циліндричний палець - реалізуємо настановну і подвійну опорну базу: 3 +2 ступеня свободи), для токарної операції використовуємо трикулачні патрон з базуванням по зовнішній циліндричної поверхні і торця, на операції шліфування застосовуємо цанговий патрон.

Розробку маршрутного технологічного процесу обробки деталі в цілому починають з визначення маршрутів обробки її елементарних поверхонь.

Маршрут обробки встановлюється виходячи з вимог креслення і прийнятої заготовки. По заданому класу точності і шорсткості даної поверхні з урахуванням розміру, маси і форми деталі вибирають 1 або кілька методів остаточної обробки.

Для обробки внутрішніх циліндричних поверхонь, а саме розмірів D _2, D _3, D ₄ використовуємо наступний варіант обробки:

D ₄ і D ₂ - чорнове, попереднє, чистове розточування і остаточне шліфування;

D ₃ - одноразове розточування.

Для обробки поверхонь D ₁ використовуємо триразове гостріння + шліфування, для поверхні D ₅ - двократне гостріння, D ₆ - одноразове гостріння.

Складання маршруту обробки заготовок в цілому

На даному етапі необхідно розробити спільний план обробки заготовки за операціями, вибрати модель обладнання, вид і тип технологічного оснащення, а також вид ріжучого інструменту і матеріал ріжучої частини інструменту.

Технологічний процес обробки корпусу представлений в таблиці

7. Розробка систем операцій

Верстати з ЧПУ поєднують точність спеціалізованих верстатів і мають більш високу продуктивність.

Область застосування верстатів з ЧПК досить широка як за характером технологічних операцій, так і за типами виробництв, для яких вони призначаються.

До основних умов доцільності можна віднести наступні:

необхідність побудови процесу за принципом концентрації операцій, тобто зосередження можливо більшого числа однотипних видів обробки на одному робочому місці;

необхідність зменшення частки допоміжного часу, який витрачається в розглянутій операції на прийомі, пов'язані зі зміною режимів різання, переходом з обробки однієї поверхні на іншу, зміною різального інструменту та ін;

обробку отворів складної геометричної форми, що вимагають застосування декількох послідовно працюючих інструментів.

До появи багатоцільових верстатів металорізальні верстати створювали стосовно до одного з традиційних методів обробки: токарна група верстатів - для токарної обробки, фрезерна - для фрезерної і т.д. Тому технологічний процес будувався таким чином, що певні технологічні операції виконувалися на верстатах певної технологічної групи.

Щоб перейти від однієї технологічної операції до іншої, доводиться щоразу звільняти деталь, знімати її з верстата і транспортувати на інший верстат, де знову почати виробляти установку (базування), налаштування на вихідні розміри і закріплення. Кожна перевстановлення оброблюваної деталі неодмінно вносить свої похибки в її остаточні розміри. Крім того, деталь робить складні переміщення по цеху, довго пролежівают біля верстатів різних технологічних груп в очікуванні обробки.

Таким чином, великий вибір виконуються на одному верстаті різнорідних операцій змінює уявлення про традиційні технологічних групах верстатів.

У зв'язку із застосуванням таких верстатів значно скорочується основний і допоміжний час обробки, тому що буде проводитися комплексна обробка деталі без переустановлень або при мінімальному їх числі.

8. Обгрунтування використання конкретних типів матеріалів

При обробці Втулка на верстатах з ЧПК застосовують різці з механічним кріпленням багатогранних твердосплавних пластин. Припаювання твердосплавних пластин до державке часто викликає тріщини пластин. Тріщини виникають в результаті додаткових напруг, що виникають внаслідок нерівномірного охолодження пластин і різного лінійного розширення твердого сплаву і матеріалу державки інструменту. Температурний коефіцієнт лінійного розширення у твердих сплавів приблизно в 2 рази менше, ніж у вуглецевої сталі. Ця обставина призводить до тріщин пластин і сприяє їх інтенсивному викришування і руйнування під час роботи. Поряд з утворенням тріщин у пластинах додаткові напруги викликають відшаровування пластин, що також знижує якість інструменту. До недоліків напайнимі різців належить і те, що для завивання сталевої стружки в спіраль малого радіусу і зламу її на дрібні частини, необхідно або робити на передній поверхні спеціальні лунки і уступи, або застосовувати спеціальні стружколомателя.

Зважаючи на ці недоліків напайнимі різців ми застосовуємо різці з механічним кріпленням багатогранних твердосплавних пластин. Компактність, надійність у роботі, зручність в обслуговуванні, простота конструкції, довговічність державок і простота їх відновлення у випадку пошкодження або руйнування пластини, задовільний відвід стружки, економія у витратах на інструмент робить ці різці застосовними для широкого впровадження. Щоб підвищити режими різання, тобто підняти продуктивність, застосовуємо твердосплавні неперетачіваемие пластини з покриттям. Для чорнового фрезерування і точіння сталі (деталі Корпус) застосовуємо твердий сплав Т5К10, а для чистової обробки - Т15К6. Осьовий і резьборезний інструмент виготовляємо зі швидкорізальної сталі марки Р6М5.

9. Припуски і методи їх визначення

Поверхня для розрахунку припуску: діам. 100 h 6 _(-0,022)

Припуск - шар матеріалу, що видаляється з поверхні заготовки з метою досягнення заданих властивостей оброблюваної поверхні деталі. Припуск на обробку поверхонь деталі може бути призначений за довідковим таблицям чи на основі розрахунково-аналітичного методу. Розрахунковим значенням припуску є мінімальний припуск на обробку, достатній для усунення на виконуваному переході похибок обробки і дефектів поверхневого шару, отриманих на попередньому переході, і компенсації похибок, що виникають на виконуваному переході.

Мінімальний припуск при обробці зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь (двосторонній припуск).

де Rz _i-1 - висота нерівностей профілю за десятьма точкам на попередньому переході; h _i-1 - глибина дефектного поверхневого шару на попередньому переході (обезуглероженний або вибілений шар); D _{S i-1} - сумарні відхилення розташування поверхні (відхилення від паралельності, перпендикулярності, співвісності) на попередньому переході; e _у - похибка установки заготовки на виконуваному переході.

Відхилення розташування D _S необхідно враховувати у заготовок (під перший технологічний перехід); після чорнової і получістовой обробки лезовий інструментом (під наступний технологічний перехід); після термічної обробки. У зв'язку з закономірним зменшенням величини D _S при обробці поверхні за кілька переходів на стадіях чистової й оздоблювальної обробки нею нехтують.

Величину відхилень кованої заготовки при обробці в патроні визначають за формулою:

де D _{S к} - загальне відхилення осі від прямолінійності; D _{S к} = 2 D _до × l _к;

тут l _до - розмір від перетину, для якого визначається кривизна, до лівого зовнішнього торця, дорівнює; D _к - питома кривизна в мкм на 1 мм довжини.

D _см - зміщення половинок штампа або площини пунсони і матриці (для вільного кування) по осі заготовки в результаті похибки кування:

Черновое обточування. Величину залишкових просторових відхилень визначають за рівнянням:

D _r = К _y D _S

де К _y - коефіцієнт уточнення.

Чистове обточування. Величину залишкових просторових відхилень розраховують за рівнянням:

D _r = К _y D _S

де К _y - коефіцієнт уточнення.

Визначимо мінімальні значення припусків за наведеною вище формулою.

Попередньо визначивши, заносимо мінімальні значення припусків в таблицю і визначаємо розрахункові розміри, для цього додаємо 2Zmin останнього переходу до найменшого граничного розміру деталі за кресленням і отримуємо розрахунковий розмір попереднього переходу.

Визначаємо найбільші розміри для кожного технологічного переходу шляхом додавання до мінімального розміру допуску на перехід.

Граничні значення припусків 2Zmax визначаємо як різницю найбільших граничних розмірів, а 2Zmin як різниця найменших граничних розмірів попереднього і виконуваного переходів.

На основі розрахунку проміжних припусків визначаємо граничні розміри заготівлі та міжопераційні розміри по всіх технологічних переходах. Проміжні розрахункові розміри встановлюємо в порядку, зворотному ходу технологічного процесу обробки цієї поверхні, тобто від розміру готової деталі до розміру заготівлі шляхом послідовного додавання (для зовнішніх поверхонь) до вихідного розміру готової деталі проміжних припусків або шляхом послідовного віднімання (для внутрішніх поверхонь) від вихідного розміру готової деталі проміжних припусків. Найменші (найбільші) граничні розміри по всіх технологічних переходах визначаємо, округляючи їх збільшенням (зменшенням) розрахункових розмірів. Округлення виробляємо до того знак десяткового дробу, з яким дано допуск на розмір для кожного переходу.

Граничні значення припусків Z _max визначаємо як різницю найбільших (найменших) граничних розмірів і Z _min як різниця найменших (найбільших) граничних розмірів попереднього і виконуваного (виконуваного і попереднього) переходів.

Загальні припуски і визначаємо як суму проміжних припусків на обробку:

Z _{про max} = S Z _{i max,}

Z _{про min} = S Z _{i min.}

Правильність розрахунків визначаємо за рівнянням:

де - Допуски на заготівлю; - Допуски на деталь.

Вибираємо складові мінімального припуску для заготівлі [1, стор 186]:

заготівля (штампування)

шорсткість поверхні по десяти точках Rz = 250 мкм

глибина дефектного шару h = 250 мкм

кривизна заготівлі ΔΣ = 803 мкм

чорнове точіння (IT14)

шорсткість поверхні по десяти точках Rz = 500 мкм

глибина дефектного шару h = 50 мкм

кривизна заготівлі ΔΣ = 49 мкм

попереднє гостріння (IT12)

шорсткість поверхні по десяти точках Rz = 25 мкм

глибина дефектного шару h = 25 мкм

кривизна заготівлі ΔΣ = 3 мкм

чистове точіння (IT9)

шорсткість поверхні по десяти точках Rz = 20 мкм

глибина дефектного шару h = 20 мкм

кривизна заготівлі ΔΣ = 1 мкм

чистове шліфування (IT6)

шорсткість поверхні по десяти точках Rz = 10 мкм

глибина дефектного шару h = 10 мкм

кривизна заготівлі ΔΣ = 0 мм

Похибка установки заготовки на операціях [1, стор 42]:

на токарної операції ε = 25 мкм

на шліфувальної операції ε = 15 мкм

Визначаємо розрахункові значення мінімального припуску:

Для чорнового точіння 2Z min = 2,607 мм

Для чистового точіння 2Z min = 0,298 мм

Для тонкого точіння 2Z min = 0,106 мм

Для попереднього шліфування 2Z min = 0,111 мм

Визначаємо розрахункове значення мінімальних діаметрів:

Для тонкого точіння dmini-1 = dmini + 2Zmini = 100,089 мм

Для чистового точіння dmini-1 = dmini + 2Zmini = 100,195 мм

Для чорнового точіння dmini-1 = dmini + 2Zmini = 100,493 мм

Для заготівлі dmini-1 = dmini + 2Zmini = 103,1 мм

Визначаємо максимальні значення міжопераційних розмірів:

Для тонкого точіння d max = d min + Td = 100,176 мм

Для чистового точіння d max = d min + Td = 100,55 мм

Для чорнового точіння d max = d min + Td = 101,37 мм

Для заготівлі d max = d min + Td = 105,3 мм

10. Оцінка похибки при проведенні обробки

Сумарну похибку будемо визначати на розмір діам. 100 _-0,054

Всі похибки, що визначають точність обробки деталей машин на металорізальних верстатах, можуть бути розділені на три категорії:

1) похибки установки заготовок - e _y;

2) похибки налаштування верстата - D _н;

3) похибки на стадії процесу обробки, які викликаються:

а) розмірним зносом ріжучих інструментів - D _і;

б) пружними деформаціями технологічної системи під впливом сили різання - D _у;

в) геометричними неточностями верстата SD _ст;

г) температурними деформаціями технологічної системи SD _т.

При обробці на верстатах з ЧПК додатково виникають похибки позиціонування елементів системи та відпрацювання програм управління.

Розрахунок точності необхідний в основному для операцій чистової обробки, що виконуються з допуском за 6-му - 11-му квалітетами.

Сумарні похибки обробки деталей на настроєних верстатах визначають за рівнянням:

- Для діаметральні розмірів

;

Розрахунок похибки діаметральні розмірів при однорезцовом точінні може бути виконаний за методикою, викладеною в [22].

Після визначення сумарної похибки D _S перевіряється можливість обробки без шлюбу:

де - Допуск на операційний розмір.

У разі недотримання цієї умови необхідно запропонувати конкретні заходи щодо зниження D _S.

1. Визначимо величину похибки D _і (на радіус), викликану розмірним зносом різця:

де: L - довжина шляху різання при обробці партії N деталей, що визначається як:

L = p * D * l / So = (3,14 * 100,4 * 15 / 0,09) * 5 = 262713,3333 мм (263 м)

Додатковий шлях різання L ₀ = 500 м відповідає початковому зносу вершини різця в період підробітки.

Для сплаву T30K4 відносний знос і ₀ = 4 мкм / км.

((263 +500) / 1000) * 4 = 3,052 мкм;

2. Визначимо коливання віджатою системи D _у внаслідок зміни сили P _y з-за непостійних глибини різання і піддатливості системи при обробці.

D _y = ​​W _max × (P _{y max} - P _{y min)}

де W _max - найбільша і найменша піддатливість системи, мкм / кН;

P _ymax, P _ymin найбільше і найменше значення складової сили різання, що збігається з напрямком витримується розміру, кН.

Для верстата 16К20Ф3С32 підвищеної точності найбільшу і найменшу допустиме переміщення поздовжнього супорта під навантаженням 5,5 кН становить відповідно 150 мкм. При установці заготівлі консольно в патроні мінімальну піддатливість системи не визначають з-за малого звису заготівлі, тому максимальна податливість буде можлива при положенні різця в кінці обробки, тобто у передньої бабки верстата. Виходячи з цього, можна прийняти W _{m ax} = 150 / 5,5 = 27,273 мкм / кН.

Заготівлю, встановлену на верстаті можна представити як балку на двох опорах, навантажену зосередженої силою, а найбільший прогин в середині валу

де l _д - довжина заготовки,

E - модуль пружності матеріалу,

J = 0,05 d _пр ⁴ - момент інерції поперечного перерізу вала;

d _пр - приведений діаметр заготовки, для гладких валів d _пр = d _вала; для ступінчастих валів з ​​симетричним зменшенням діаметрів ступенів

= 150 мм

Маючи на увазі, що W = y / P _y, після відповідних перетворень отримаємо. При установці заготовки в центрах величина найбільшою податливості заготовки:

= (2 / 150) * ((60/150) * (60/150) * (60/150)) =

= 0,001 мкм.

Тоді максимальна податливість технологічної системи:

W _max = 27,273 +0,001 = 27,274 мкм / кН.

Найбільше P _ymax і найменше P _ymin нормальні складові зусилля різання визначаються згідно з формулою:

P _y = 10 × C _p × t ^x × s ^y × v ⁿ × K _p,

де: постійна C _p = 243, показники ступенів x = 0,9 y = 0,6 n = -0,3; поправочний коефіцієнт K _p = K _{м p} × K _{j p} × K _{g p} × K _{l p} × K _rp = 1.

На попередньої операції (попередньому точінні) заготівля оброблена з допуском за IT10, тобто можливе коливання припуску на величину 1 / 2 * (IT10 + IT8), що для діаметра 100,4 мм складе 0,5 * (0,14 +0,054) = 0,097 мм, а коливання глибини різання складе:

t _min = Z _min = 0, 3 мм;

t _max = Z _min +0, 097 = 0, 3 +0, 097 = 0, 397 мм;

P _{y max} = 2,43 × 0,6 ^0,9 × 0,09 ^0,6 × 191 ^-0,3 × 1 = 0,099 кН;

P _{y min} = 2,43 × 0,2 ^0,9 × 0,09 ^0,6 × 191 ^-0,3 × 1 = 0,053 кН.

Коливання оброблюваного розміру внаслідок пружних деформацій:

D _y = ​​W _max × (P _{y max-P y min)} = 27,274 * (0,099-0,053) = 1,255 мкм

3. Визначимо похибка, викликану геометричними неточностями верстата SD _ст.

де С - допустиме відхилення від паралельності осі шпинделя напрямних станини в площині витримується розміру на довжині L;

l - довжина оброблюваної поверхні.

Для токарних верстатів підвищеної точності при найбільшому діаметрі оброблюваної поверхні до 400 мм С = 8 мкм на довжині L = 300 мм.

При довжині обробки l = 15 мм:

= (8 / 300) * 15 = 0,4 мкм.

4. У припущенні, що настройка різця на виконуваний розмір здійснюється з урахуванням дискретного переміщення інструменту кроковим двигуном, то приймемо метод регулювання положення вершини різця з контролем положення різця за допомогою стрілочного індикатора з ціною поділки 0,01 мм, визначимо похибка установки відповідно до формули:

,

де D _р - похибка регулювання положення різця;

D _ізм - похибка вимірювання розміру деталі;

до _р = 1,73 і до _і = 1,0 - коефіцієнти, що враховують відхилення величин D _р і D _ізм від нормального закону розподілу.

Для заданих умов обробки:

D _р = 10 мкм і D _ізм = 13 мкм при вимірюванні IT 8 мм. Тоді похибка налаштування

= 18,48 мкм.

5. Визначимо температурні деформації технологічної системи, прийнявши їх рівними 15% від суми інших похибок:

= 0,15 * (3,052 +1,255 +0,4 +18,48) =

= 3,478 мкм

6. Визначимо сумарну погрішність обробки:

= 38,9953 мкм.

D _S не перевищує задану величину допуску (T _d = 54 мкм), тому можлива обробка без шлюбу.

11. Загальна оцінка деталі

Розмірна ланцюг - це замкнутий контур, утворений трьома або більше розмірами, безпосередньо беруть участь у вирішенні завдання забезпечення точності замикаючого ланки.

Технологічні розміри ланцюга розраховуються найчастіше методом повної взаємозамінності.

У розмірній ланцюга останньою ланкою є технологічні вимоги на забезпечення працездатності сайту. Найчастіше останньою ланкою в технологічному розмірної ланцюга є те, яке виходить як результат виконання всіх інших.

Схематичне представлення технологічного процесу обробки деталі:

Суміщений граф:

Перша розмірна ланцюг:

S ₄ = Р ₆

S ₄ = 140 _-0,25

Друга розмірна ланцюг:

S ₅ = S ₄ - Р ₁ = 140 - 110 = 30

TS ₅ = T Р ₁ - TS ₄ = {посилюємо допуск на розмір S ₄ = 140 _-0,084} = 0.21 - 0,084 = 0,126, S ₅ = 110 ± 0,063

Третя розмірна ланцюг:

S _{3 min} = Р _{1 max} + Р _{2 max} + Z _{1 min} = 110,21 + 5,21 + 0.4 = 115,82

S _3max = S _3min + TS ₃ = 15,82 +1 = 16,82, S ₃ = 16

Z ₁ = ₁

Четверта розмірна ланцюг:

S ₁ = Z ₁ + Р ₆ = 1 + 40 = 41

TS ₁ = TZ ₁ - TP ₆ = 0.84 - 0,25 = 0,59, S ₁ = 141 ± 0.295

П'ята розмірна ланцюг:

S ₂ = S ₁ - Р ₃ = 41 - 10 = 31

TS ₂ = TP ₃ - TS ₁ = {посилюємо допуск на розмір S _1: S ₁ = 41 ± 0.05} = 0.13 - 0,1 = 0,03, S ₂ = 31 ± 0.015

Шоста розмірна ланцюг:

B _{1 min} = Z _{4 min} + S _{1 max} = 41.05 + 0.4 = 41.45

B _1max = B _1min + TB ₁ = 41.45 +1.6 = 43.05, B ₁ = 143

Z ₄ = 1

Сьома розмірна ланцюг:

B _2max = S _3min - Z _{2min-P 2max} = 16.82 - 0.4 - 5 = 11.42

B _2min = B _2max - TB ₂ = 11.42-0.84 = 10.58, B ₂ = 111 ± 0.42

Z ₂ = 1

Восьма розмірна ланцюг:

B _3max = B _1min - S _{3max-Z 3min} = 43.45 - 17.82 - 0.4 = 25.23

B _3min = B _3max - TB ₃ = 25.23-1.4 = 23.83, B ₃ = 124

Z ₃ = 2

12. Складання основних режимів роботи

Методика призначення режимів різання для різних методів обробки докладно викладена в довідковій літературі [2]. При цьому найбільш вигідним вважаються такі режими різання, які забезпечують найменшу собівартість механічної обробки при задоволенні всіх вимог до якості продукції і продуктивності обробки.

У загальному випадку необхідно дотримуватися певної послідовності призначення режимів різання t S V n, яка включає:

1) вибір глибини різання t (мм) за умовою видалення припуску під обробку за 1 робочий хід, по залежності від вимоги точності і шорсткості, що пред'являються до оброблюваної поверхні;

2) подачу при чорновій обробці вибирають максимально можливу з урахуванням наступних обмежень: міцність механізмів приводу і подачі верстата; міцність інструменту і заготовки; жорсткості і міцності технологічної системи. Потужність верстата не обмежує подачу, при недоліку потужності в більшості випадків слід знижувати не подачу, а швидкість;

3) визначення швидкості різання V (м / хв), з урахуванням можливих t, S, властивостей оброблюваного матеріалу і ріжучого, геометрії і стійкості інструменту;

4) визначення частоти обертання n (хв ^-1) за формулою:

Точити зовнішню щабель получісто, витримуючи розміри діам. 100 _-0,22; 52 + -0,1

Розрахунок режимів різання для зовнішнього поздовжнього точіння

Вихідні дані для розрахунків:

- Матеріал оброблюваної заготовки-сталь

- Межа міцності оброблюваного матеріалу - sв = 550, МПа.

- Матеріал ріжучої частини інструменту - твердий сплав

- Оброблюваний діаметр, D = 100 мм

- Довжина обробки, L = 10 мм

Вибираємо глибину різання в залежності від стадії обробки поверхні (чорнова, попередня, чистова), t = 0,5 мм [1, стор 266]

Вибираємо робочу подачу в залежності від глибини різання і досягається шорсткості поверхні, S = 0,12 мм / об [1, стор 267]

Розраховуємо швидкість різання по залежності [1, стор 265]:

де Сv, m, x, y - коефіцієнти, що враховують вид обробки [1, стор 269]:

Сv = 420

m = 0.2

x = 0.15

y = 0.2

Т - значення стійкості інструменту, для одноінструментальной обробки Т = 30 ... 60 хв, приймаємо

Т = 45 хв.

kv - коефіцієнт, що враховує конкретні умови обробки [1];

kv = 0,502062545454546

Коефіцієнт kv визначається по залежності:

kv = kmv * kpv * kiv * kfv * kf1v * kr,

де kmv - коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу заготовки визначається по залежності [1, стор 261]:

kmv = kg * (750/sв) nv, тут

kpv - коефіцієнт, що враховує стан оброблюваної поверхні [1, стор 263]

kpv = 0.8

kiv - коефіцієнт, що враховує матеріал інструменту [1, стор 263]:

kiv = 0.85

kψ v - коефіцієнт, що враховує вплив головного кута в плані [1, стр. 271],

kψ v = 0.8

k1v - коефіцієнт, що враховує вплив допоміжного кута в плані [1, стр. 271],

k1v = 0.8

kr - коефіцієнт, що враховує вплив радіуса при вершині інструменту [1, стр. 271],

kr = 0.94

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою

n = (1000 * V) / (3,14 * D)

розрахункове значення n коригуємо відповідно до низки частот обертання шпинделя верстата, n = 540 об / хв

Фактична швидкість різання V = 167 м / хв

Визначаємо основний час обробки То по залежності:

То = L / (n * S)

To = 0,24 хв

Таблиця з режимами для обробки

t, мм

	S, мм / об	V, м / хв	n, об / хв	Tо, хв
0,5	0,12	167	540	0,24

Точити канавку з одночасним чистовим підрізанням торця, витримуючи розміри діам. 95 _-0,35; 45 + -0,05

Вихідні дані для розрахунків:

- Матеріал оброблюваної заготовки-сталь

- Межа міцності оброблюваного матеріалу - sв = 550, МПа.

- Матеріал ріжучої частини інструменту - твердий сплав

- Оброблюваний діаметр, D = 95 мм

- Довжина обробки, L = 37 мм

Вибираємо глибину різання в залежності від стадії обробки поверхні (чорнова, попередня, чистова), t = 5 мм [1, стор 266]

Вибираємо робочу подачу в залежності від глибини різання і досягається шорсткості поверхні, S = 0,2 мм / об [1, стор 267]

Розраховуємо швидкість різання по залежності [1, стор 265]:

де Сv, m, x, y - коефіцієнти, що враховують вид обробки [1, стор 269]:

Сv = 420

m = 0.2

x = 0.15

y = 0.2

Т - значення стійкості інструменту, для одноінструментальной обробки Т = 30 ... 60 хв, приймаємо

Т = 45 хв.

kv - коефіцієнт, що враховує конкретні умови обробки [1];

kv = 0,502062545454546

Коефіцієнт kv визначається по залежності:

kv = kmv * kpv * kiv * kfv * kf1v * kr,

де kmv - коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу заготовки визначається по залежності [1, стор 261]:

kmv = kg * (750/sв) nv, тут

kpv - коефіцієнт, що враховує стан оброблюваної поверхні [1, стор 263]

kpv = 0.8

kiv - коефіцієнт, що враховує матеріал інструменту [1, стор 263]:

kiv = 0.85

k ψ v - коефіцієнт, що враховує вплив головного кута в плані [1, стр. 271],

k ψ v = 0.8

k1v - коефіцієнт, що враховує вплив допоміжного кута в плані [1, стр. 271],

k1v = 0.8

kr - коефіцієнт, що враховує вплив радіуса при вершині інструменту [1, стр. 271],

kr = 0.94

Частота обертання шпинделя розраховується за формулою

n = (1000 * V) / (3,14 * D)

розрахункове значення n коригуємо відповідно до низки частот обертання шпинделя верстата, n = 360 об / хв

Фактична швидкість різання V = 107 м / хв

Визначаємо основний час обробки То по залежності:

То = L / (n * S)

To = 0,59 хв

Таблиця з режимами для обробки

t, мм	S, мм / об	V, м / хв	n, об / хв	Tо, хв
5	0,2	107	360	0,59

Обчислені режими різання представлені на маршрутно-операційних картах.

Для операцій точіння застосовуємо токарний контурний різець з механічним кріпленням тригранних пластин з твердого сплаву (Т15К6) [3, табл.26, стор.130]. Для розточування використовуємо токарний розточний різець з механічним кріпленням багатогранних твердосплавних пластин клином (ГОСТ 18881-73) [3, стор.129, табл.24].

13. Оцінка нормативного часу і витрат праці

Визначимо норми часу на Токарну операцію з ЧПУ 010.

У серійному виробництві визначається норма штучно-калькуляційного часу:

Де

• Т _п.з. - підготовчо-заключний час, хв;

• n - кількість деталей в партії запуску (у нашому випадку 40, см розрахунок вище), шт;

• Т _шт. - Норма штучного часу, хв.

Т _шт. = Т _о + Т _вус + Т _зо + Т _уп + Т _зм + Т _об.ст

де:

Т _о - основний час, хв;

Т _вус - час на установку / зняття деталі, хв;

Т _уп - час на прийоми управління, хв;

Т _зо-час на закріплення і відкріплення деталі;

Т _об.ст - загальний час на обслуговування робочого місця і відпочинку

Т _об.ст. = Т _оп * (n _об.ст. / 100%), де Т _оп - оперативний час.

Т _оп. = Т _о + Т _в

n _{об.ст.-витрати} часу на обслуговування робочого місця,%;

Час роботи верстата за програмою управління (час циклу обробки) t П.У. одно неповного оперативного часу роботи верстата: t П.У. = t о + t м.в. = t оп.н.

Елементи штучного часу визначаються так само, як і для випадків обробки на верстаті з ручним керуванням.

Визначаємо основний час по переходах:

Основний час на всю операцію:

å То = 0,34 +0,67 +0,18 +0,59 +0,27 +0,37 +0,73 +0,45 +0,6 +0,18 +0,17 = 4,55 хв

Визначаємо допоміжний час:

Так як способи встановлення і закріплення заготовок при обробці на верстатах з ЧПК принципово не відрізняються від способів, що застосовуються на верстатах з ручним управлінням, то t В.У. визначають за наявними нормативами для верстатів з ручним керуванням (для пристосування відкритого типу з гвинтовими затискними механізмами):

t В.У. = 0,65 хв [1, с.54]

Машинне допоміжний час t м.в. включає комплекс прийомів, пов'язаних з позиціонуванням (для операції 010 обробка ведеться за один установ), прискореним переміщенням робочих органів верстата, підведенням інструменту уздовж осі в зону обробки і подальшим відведенням, автоматичною зміною ріжучого інструменту з інструментального магазину (в операції 010 використовується 8 інструментів - час зміни інструменту 0,8 хв):

Тв = 0,65 + (8 * 0,8) = 7,05 хв [1, табл.12, С.607]

Визначаємо час обслуговування робочого місця і час на особисті потреби:

До складу щодо організаційного обслуговування робочого місця включені: огляд, нагрів системи ЧПУ і гідросистеми, випробування обладнання, отримання інструменту від майстра протягом зміни, змазування і очищення верстата протягом зміни, пред'явлення контролеру ВТК пробної деталі, прибирання верстата і робочого місця після закінчення роботи .

До технічного обслуговування робочого місця належать: зміна затупившегося інструменту, корекція інструменту на задані розміри, регулювання і Підналагоджує верстата протягом зміни, видалення стружки із зони різання в процесі роботи.

На обслуговування робочого місця і особисті потреби відводиться від 8 до 25% від оперативного часу t оп.

t оп = t о + t в

Штучно-калькуляционное час визначається:

Тшт.к. = Тшт + Тп.з. / n хв

Тп.з. - підготовчо-заключний час на партію, хв;

n - розмір партії деталей, що запускаються у виробництво, шт;

Підготовчо-заключний час Тп.з. при обробці на верстатах з ЧПК складається з витрат часу (прийомів) Тп.з. _1, з витрат Тп.з. _2, що враховують додаткові роботи, і часу Тп.з. ₃ на пробну обробку деталі.

Тп.з. = Тп.з. ₁ + Тп.з. ₂ + Тп.з. ₃ [1, с.604]

У відповідності з керівним матеріалом Оргстанкінпрома прийнята єдина норма Тп.з ₁ = 12 хв для всіх верстатів з ЧПК.

Тп.з. ₂ = 15 хв [1, табл.12 С.607]

Тп.з. ₃ = 8 хв [1, табл.15 с.617]

Тп.з. = 12 +15 +8 = 35 хв

Тшт.к = (4,55 +7,05) * 1,15 +35 / 40 = 14,215 хв

Норми часу на інші операції визначаємо аналогічно і заносимо у відповідні графи операційних карт технологічної документації.

14. Оцінка загальної собівартості деталі

Використовуючи результати розрахунку штучно - калькуляційного часу Т _шт.к. на токарних операцію з ЧПУ, розраховуємо технологічну собівартість виконання операції З _оп. По залежності:

C _оп = З _о + З _в.р + А _о + А _т.про + P _о + І + Л _о + П _л + П _р.

C _оп = 19,82 руб

Заробітна плата верстатника з урахуванням всіх видів доплат і нарахувань

З _о = До _Ц1 Н _О.Ч t _шт.к К _м / 60 = (2 * 1,54 * 14,215 * 1) / 60 = 0,73 руб

Амортизаційні відрахування від вартості обладнання

= (10 * 1,22 * 5540 * 14,215) / (100 * 60 * 4015) = 0,04 руб

Амортизаційні відрахування від вартості технологічного оснащення, що припадають на одну деталь при розрахунковому терміні служби оснащення 2 роки, визначаються як

А _т.про = К _Ц2 Ф _т.про / (2N _г) = (10 * 560) / (2 * 150) = 18,67 руб

Витрати на ремонт та обслуговування обладнання

=

5 * (30,8 * 14 +8,2 * 26) * 14,215 / 60 * 4015 * 1 = 0,19 руб

Витрати на різальний інструмент, віднесені до 1 деталі,

= (1,4 * 5 * 1,7 * 14,215 * 0,32) / 900 = 0,06 руб

Витрати на технологічну електроенергію

Л = К _{ц 5} Ц _е N _е h _з.о t _шт.к / 60 = (20 * 0,012 * 10 * 0,21 * 14,215) / 60 = 0,119 руб

Витрати на утримання та амортизацію виробничих площ

П _л = К _Ц6 Н _п П _у К _с.у t _шт.к / (60 F _д) = (5 * 10 * 5,75 * 1 * 14,215) / (60 * 4015) = 0,017 руб

Вихідні дані до розрахунку

Дані
Модель верстата Штучно-калькуляционное час t шт.к, хв Розряд верстатника Розряд наладчика Кількість верстатів, що обслуговуються в зміну: верстатником, шт. наладчиком, шт.	16К20Ф3С32 15,9 3 5 2 7

16К20Ф3С32

Оптова ціна верстата Ц, руб. 65400

Маса верстата, кг 4000

Розміри верстата в плані, мм3360х1710

Площа верстата в плані, м ² 5,75

Встановлена ​​потужність

електродвигунів N _е, кВт10, 0

Категорія ремонтної складності:

- Механічної частини, До _хутро. 14

- Електричної частини До _ел. 26

Модель верстата
	Ф	Ф т.ч.	К м	До О.М.	До хутро.	До ел.	Ф і	Т сл.ч.	N р.
16К20Ф3С32	5540	560	1,0	14,0	14,0	26,0	1,7	900	150

Висновок

Курсова робота є важливою складовою процесу підготовки кваліфікованих кадрів фахівців виробництва. У процесі курсового проектування були закріплені, поглиблені і узагальнені знання, отримані на лекційних та практичних заняттях, що допоможе вирішити комплексну задачу з базової спеціальності.

Ефективність застосування верстатів з ЧПК виражається в підвищеній точності і однорідності розмірів і форми оброблюваних заготовок, у підвищенні продуктивності обробки. Верстати з ЧПУ є принципово новими засобами автоматизації для дрібносерійного і серійного машинобудування, що поєднують в собі продуктивність і точність верстатів-автоматів з гнучкістю універсального обладнання.

Список використаної літератури

1. Довідник технолога-машинобудівника / Под ред. А. Г. Косилової, Р. К. Мещерякова. - М.: Машинобудування, 1985.Т.1.-656 с.

2. Довідник технолога-машинобудівника / Под ред. А. Г. Косилової, Р. К. Мещерякова. - М.: Машинобудування, 1985.Т.2.-496 с.

3. Курсове проектування з технології машинобудування / Під ред. А. Ф. Горбацевіча. - Мінськ: Висш.шк., 1983.-256 с.

4. А.Ф. Чістопьян, Є.М. Фролов. Проектування і виробництво заготовок. Розробка креслення і технології виготовлення виливків і поковок: Метод. вказівки. - Брянськ: БІТМ, 1991.-24 с.

5. Технологічність деталей машин: Методичні вказівки. - Брянськ: БІТМ, 1990 .- 7 с.

6. Верстатне обладнання автоматизованого виробництва / За ред. В. В. Бушуєва .- М.: Видавництво "СТАНКИН", 1993.Т.1 .- 582 с.

7. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання .- М: Машинобудування, 1991.Т.1 .- 635 с.

8. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання .- М: Машинобудування, 1991.Т.2 .- 302 с.

9. Загальномашинобудівні нормативи часу допоміжного, на обслуговування робочого місця і підготовчо-заключного для технічного нормування верстатних робіт. Серійне виробництво .- М: Машинобудування, 1974 .- 422 с.

10. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання .- М: НІІМАШ, 1983 .- 174 с.

11. В. С. Корсаков Основи конструювання пристосувань,-М.: Машинобудування, 1983 .- 277 с.

12. Оснащення для верстатів з ЧПК: Довідник - М.: Машинобудування, 1983 .- 203 с.

13. Ю. І. Ковалів, А. Р. Маслов, А. М. Байков Оснащення для верстатів з ЧПК: Довідник .- 2-е вид., Перераб. і доп .- М.: Машинобудування, 1990 .- 512с.

14. В. Б. Ільіцкій Проектування технологічного оснащення: Учеб.пособие .- Брянськ: БІТМ, 1993 .- 100 с.