Технологічний процес виготовлення деталі

Курсова робота

За деталей машин

«Технологічний процес виготовлення деталі»

Зміст

Введення

1. Аналіз службового призначення машини, вузла, деталі. Опис конструктивних особливостей деталі і умов її експлуатації

1.1 Аналіз службового призначення вузла

1.2 Пристрій вузла і принцип роботи

1.3 Аналіз службового призначення деталі

1.4 Умови експлуатації вузла

2 Аналіз технічних вимог на виготовлення деталі

3 Визначення типу виробництва, такту випуску та партії запуску

4 Аналіз технологічності конструкції деталі

5 Вибір способу отримання заготовки

6 Аналіз існуючого або типового технологічного процесу

6.1 Розрахунок припусків на механічну обробку поверхонь

6.2 Аналіз та обгрунтування схем базування і закріплення

6.3 Обгрунтування вибору металорізального обладнання

6.4 Обгрунтування вибору верстатних пристосувань металорізального й вимірювального інструмента

6.5 Розрахунок режимів різання

6.5.1 Розрахунок режимів різання на вертикально-фрезерну операцію

6.5.2 Розрахунок режимів різання на горизонтально-розточувальні операцію

6.6 Технічне нормування операцій

6.6.1 Обчислюємо норми часу на вертикально-фрезерної операції

6.6.2 Обчислюємо норми часу на горизонтально-розточний операції

7 Науково-дослідна частина

Висновки

Список літератури

Програми

Реферат

Записка: 53 с., 6 мал., 12 табл., Креслень 3, 19 літ. джерел.

Вузол - насос ЦНМ 45-160

Корпус - Н20.12.103.01

Звіт розробки:

Мета роботи: аналіз технологічного процесу виготовлення деталі.

Пояснювальна записка до випускної роботи бакалавра виконана на аркушах формату А4 у відповідності до вимог ЕСКД в обсязі 53 аркушів. У ході даної роботи були виконані наступні розділи: аналіз службового призначення вузла, деталі, опис умов їх експлуатації і технічних вимог; аналіз технологічності деталі; визначення типу виробництва за К _зо, такту випуску, партії запуску; аналіз технологічності конструкції деталі; вибір способу одержання заготовки ; аналіз типового або існуючого технологічного процесу; розрахунок припусків на механічну обробку поверхонь; аналіз та обгрунтування схем базування і закріплення; обгрунтування вибору металорізального устаткування, ріжучого і вимірювального інструменту та верстатних пристосувань; розрахунок режимів різання; технічне нормування операцій. Робота також містить вступ і дослідну частину.

Корпус, Деталь, Технологічний процес, Операція, Механічна обробка, среднесерійное виробництво, Лиття, Агрегат, Насос.

Введення

Основними напрямками в технології машинобудування є:

впровадження нових високопродуктивних, економічних і надійних машин, побудованих на реалізації нових підходів у технології машинобудування;

збереження і заміна ручної праці механізованим;

вдосконалення обробки на верстатах з ЧПК;

розвиток комплексних автоматизованих систем в машинобудуванні;

вдосконалення технологічних процесів механоскладального виробництва;

вдосконалення конструкцій ріжучого інструменту та інструментальних матеріалів;

розробка нових технологій, що підвищують ефективність лезової обробки, абразивної обробки, обробки без зняття стружки, лазерної обробки, електрофізичної та електрохімічної обробки.

Зниження металоємності конструкцій у машинобудуванні, пошук нових матеріалів, що забезпечують надійність і довговічність насосів, є однією з актуальних завдань.

Розробка нових та впровадження прогресивних способів отримання заготовок, таких як наморожуванню з розплаву, лиття в розплав без кристалізатора, лиття в закриваються форми, лиття з опусканням виливниці та інші.

Широке впровадження в насособудуванні деталепрокатной технології, революціанізірующей технологію виготовлення деталей типу тіл обертання, що дозволяє отримувати майже готову деталь, застосовуючи тільки оздоблювальні операції.

Більш широке впровадження виготовлення деталей методом порошкової металургії.

На основі вивчення фізичних явищ розробка і впровадження принципово нових технологій виготовлення деталей. Комплексна механізація й автоматизація не тільки механічної обробки, але і складання насосів та їх випробовування.

Широке впровадження верстатів з ЧПУ, ГПА і контрольно-вимірювальних машин.

Застосування верстатів автоматів, роторних і роторно-конвеєрних машин.

Основними методами формоутворення деталей із заданими показниками якості поверхонь і точністю їх розмірів поки залишаються в насособудуванні різні способи обробки лезовий інструментами й абразивними інструментами.

Шляхи підвищення ефективності використання ріжучих інструментів з твердих сплавів і надтвердих інструментальних матеріалів, концентрація обробки, вдосконалення схем побудови операцій із залученням ЕОМ для скорочення допоміжного часу. Автоматизація підготовки виробництва, широке впровадження єдиної системи технологічної підготовки виробництва.

Впровадження цієї системи підвищує продуктивність праці на 30 - 35% у дрібносерійному та середньосерійному виробництві, скорочує витрати і терміни підготовки виробництва і освоєння нових машин в 2 - 2,5 рази.

1. Аналіз службового призначення машини, вузла, деталі. Опис конструктивних особливостей деталі і умов її експлуатації

1.1 Аналіз службового призначення вузла

Агрегат електронасосний АЦНМ 45-160 УХЛЧ призначений для подачі мастила (оливи турбінного Тп-22С ТУ 38.101821-83 з температурою 20 - 70 С) на ущільнення вала генератора турбіни.

Насос у складі агрегату відноситься до 2 групі 1 виду виробів (відновлювані), агрегат - до 2 групі 2 виду виробів за ГОСТ 27.003 - 83.

Технічні характеристики.

Показники призначення за перекачується відповідають зазначеним у таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 Показники призначення за перекачується.

Примітка: вміст повітря в перекачується середовищі в процесі роботи і пуску агрегату не повинна перевищувати 4,0% (за об'ємом).

Показники призначення в номінальному режимі роботи відповідають зазначеним у таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 Показники призначення в номінальному режимі.

Примітка: Допустимі виробничі відхилення по напору від +5% до -3%.

Показники технічної та енергетичної ефективності в номінальному режимі робіт відповідають зазначеним у таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 Показники технічної та енергетичної ефективності.

Конструктивні показники відповідають зазначеним у таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 Конструктивні показники.

Примітки: 1. Критерієм відмови є збільшення витоку через кінцеве ущільнення понад 0,15 (0,15 л / год). 2. Критерієм граничного стану є напрацювання наосом часу, рівного 0,9 величини ресурсу до капітального ремонту.

Ергономічні показники агрегату наведені в таблиці 1.5

Таблиця 1.5 Ергономічні показники.

Показники двигуна, застосовуваного в агрегаті, наведені в таблиці 1.6

Таблиця 1.6 Показники двигуна.

1.2 Пристрій вузла і принцип роботи

Насос ЦНМ45 - 160 УХЛЧ складається з:

- Вала поз.32 [додаток 1], на якому розміщені: втулка поз.2 з підшипником поз.2, гайка кругла поз.55 і поз.33, шайба стопорна поз.54, колесо включеного поз. 53, кільце поз.52, колесо робоче поз.51, апарат спрямовує поз.12, колесо робоче поз.50, прокладка поз.5, колесо робоче поз.49, кільце поз.48, диск поз.47, кільце поз.45 і поз.43, втулка поз.41 і поз.36 корпус поз.29;

- Кришки напірної поз.24, до якої болтами кріпляться болтами корпус поз.25, апарат спрямовує поз.19, втулка поз.20.

На робоче колесо поз.51 надітий апарат спрямовує поз.12, до якого за допомогою штифта поз.13 кріпитися секція поз.11. У секцію поз.11 вставлена ​​кришка вхідні поз.7, на яку надіта опора поз.1.

Перекачувані масло надходить у порожнину вхідний кришки поз.7. За допомогою включеного колеса і набору робочих коліс масло під тиском поступає в порожнину кришки напірної поз.24 і виходить через патрубок кришки.

1.3 Аналіз службового призначення деталі

Деталь - корпус напірний служить для розміщення підшипникового вузла та ущільнення, створення потрібного напору і для ущільнення, створення потрібного напору і для приєднання кришки і створення вихідного патрубка.

Деталь корпус Н20.12.103.01 служить для розміщення підшипникового вузла і ущільнення валу насоса, розміщення кришки і утримання робочої рідини під необхідним тиском.

Класифікація поверхонь корпусу представлена ​​на малюнку 1.1.

Малюнок 1.1 Класифікація поверхонь

допоміжні конструкторські бази. Поверхня 1 - дана поверхня контактує з торцем корпусу поз.25 [додаток 1]. При базуванні деталі ця поверхня виступають в якості настановної бази, яка позбавляє її трьох ступенів свободи (одного переміщення і двох обертань). Поверхня 2 - дана циліндрична поверхня сполучається з циліндричною поверхнею корпусу поз.25. Поверхні 1 і 2 визначають положення корпусу поз.25 щодо аналізованого корпусу. Поверхня 4 - дана поверхня сполучається з торцем фланця втулки поз.20 і визначає положення втулки поз.20 щодо осі корпусу. Поверхні 8, 9 - сполучаються з поверхнею приварюється патрубка. Ці поверхні визначають положення патрубка відносно корпусу. Поверхня 13 - дана циліндрична поверхня сполучається з поверхнею секції поз.15. і визначає положення секції відносно корпусу. Поверхня 15 - дана поверхня сполучається з циліндричною поверхнею апарату направляючого поз.19 і визначає його положення відносно корпусу. Поверхня 16 - дана поверхня сполучається з циліндричною поверхнею апарату направляючого поз.19.

виконавчі поверхні. Поверхня 10 - призначена для напрямку руху масла, що виходить з порожнини корпусу. Поверхня 11-ця поверхня призначена для створення тиску при надходженні масла в порожнину корпусу. Поверхня 19 - є опорною для корпусу.

вільні поверхні: 3, 5, 6, 7, 12, 14, 17, 18.

1.4 Умови експлуатації вузла

Агрегат електронасосний АЦНМ 45 - 160 УХЛЧ, працює з робочою рідиною температурою від 20 до 70 С. Агрегат повинен експлуатуватися в кліматичних умовах УХЛ в приміщеннях категорії 4 по ГОСТ 15150 - 69. Застосовується у вибухонебезпечних приміщеннях агрегат не може. Вміст повітря в перекачується середовищі має бути не більше 4% (за об'ємом).

2. Аналіз технічних вимог на виготовлення деталі

У третьому пункті технічних вимог обговорено 14 квалітет, тому що його рекомендується призначати для неспряжуваних елементів щодо низької точності, до яких не пред'являється істотних функціональних вимог. 14 квалітет кращий для металевих деталей, оброблених різанням [1, с. 288].

Для розміру Æ 159 прийнято поле допуску d8, тому що посадки Н8/d8 застосовуються для точних з'єднань, що працюють при важких режимах роботи і значному перепаді температур. Посадка типу Н / d дають легкорухливі з'єднання загального застосування, які допускають радіальне переміщення і компенсують похибки взаємного розташування поверхонь, що труться внаслідок перекосу осі, похибки форми в осьовому і радіальному перетинах [1, с.284].

Для отворів з Æ 295 і Æ 160 прийняті поля допусків Н7, тому що вони кращі для отворів з підвищеними вимогами до точності і працюють при важких режимах роботи. Посадки Н7/g6 характеризуються мінімальною в порівнянні з іншими величиною гарантованого зазору. Застосовують у рухливих з'єднаннях для забезпечення герметичності, точного напрямку або при коротких ходах [1, с.284].

Для отвори Æ 185 прийнято поле допуску f9, тому що поадкі Н9/f9 застосовують для рухомих сполук і центрування при відносно невисоких вимогах до співвісності [1, с.284].

Шорсткість поверхонь рівна 3,2 мкм за критерієм Ra необхідна для забезпечення сполучення деталей по всій поверхні. Шорсткість поверхні рівна 6,3 мкм за критерієм Ra необхідна для щільного сполучення нерухомих з'єднань.

При посиленні допусків або зменшення шорсткості збільшується вартість обробки деталі, тому збільшення точності доцільно лише у випадку значного збільшення довговічності деталі, так як це окупає її собівартість. Також, при занадто гладких сполучених поверхнях може виникнути явище «схоплювання» і виникне катастрофічний знос.

У восьмому пункті технічних вимог вказана маркування деталі. Маркування наносять на необроблюваних поверхню деталі (якщо це можливо), щоб не позбавляти поверхню її функціональних призначень. Маркування необхідна для того, щоб знати за яким кресленням зроблено деталь і з якого матеріалу.

3. Визначення типу виробництва, такту випуску та партії запуску

Для визначення типу виробництва за коефіцієнтом закріплення операцій, на даній стадії необхідно розбити обробку виробу по групах обробки, тобто на фрезерну, свердлильну і т.д., а потім визначити час, що витрачається на виконання кожної групи.

Маючи в своєму розпорядженні штучно-калькуляційним часом, витраченим на кожну операцію, визначаємо розрахункову кількість верстатів за формулою:

; [2, с.20]

де N - річна програма, шт. (N = 1000 штук);

Т _шт - штучний час, хв;

F _д - дійсний річний фонд часу, год (F _д = 2015 год - для однієї зміни [2, с.22]);

h _З.М. - нормативний коефіцієнт завантаження обладнання (h _З.Н. = 0,75 [2, с.20]);

Після розрахунку і записи в графи таблиці 3.1 по всіх операціях значень Т _шт, m _р встановлюємо прийняте число робочих місць Р, округляючи до найближчого цілого числа отримане значення m _р.

Далі по кожній операції обчислюємо значення фактичного коефіцієнта завантаження робочого місця за формулою, [2, с.20] і записують ці значення в графи таблиці.

Кількість операцій, виконуваних на робочому місці, визначається за формулою [2, с.21];

Таблиця 3.1

= 5 = 59,148

Визначаємо Кз.о. за формулою:

; [2, с.19]

;

Відповідно до ГОСТ 14.004 - 74 при 10 <Кз.о. £ 20 тип виробництва буде середньосерійному [3, с.28].

Визначаємо такт випуску деталі:

, [2, с.22]

де F _д = 2015;

N = 1000.

Знаходимо:

= 120,9 хв.

Обсяг виробничої партії обчислюється за формулою:

, [2, с.23]

де а - періодичність запуску в днях, (а = 12 [2, с.23]);

N - річна програма, шт.

Рахуємо:

»48 штук.

Розрахункове число змін на обробку партії деталей на ділянці одно:

, [2, с.23]

де - Середнє штучний час по основних операціях, хв, ( = 8,02 хв).

змін.

Округлюємо розрахункове число змін до прийнятого = 1 зміна.

Визначаємо число деталей в партії:

; [2, с.23]

де 476 - дійсний фонд часу роботи обладнання за зміну, хв;

0,8 - нормативний коефіцієнт завантаження верстатів у серійному виробництві.

»48 штук.

Опис типу виробництва й організаційної форми роботи.

Серійне виробництво є основним типом сучасного машинобудівного виробництва, і підприємствами цього типу випускається в даний час 75 - 80% всієї продукції машинобудування країни. За всім технологічним та виробничим характеристикам серійне виробництво займає проміжне положення між одиничним і масовим виробництвом.

Обсяг випуску підприємств серійного типу коливається від десятків і сотень до тисяч регулярно повторюваних виробів. Використовується універсальне і спеціалізоване і частково спеціальне обладнання. Широко використовуються верстати з ЧПУ, обробні центри і знаходять застосування гнучкі автоматизовані системи верстатів з ЧПК, пов'язаних транспортують пристроями і керованих від ЕОМ. Обладнання розставляються по технологічним групам з урахуванням напрямку основних вантажопотоків цеху з предметно-замкнутим ділянкам. Однак одночасно використовуються групові потокові лінії і змінно-потокові автоматичні лінії. Технологічне оснащення в основному універсальна, однак у багатьох випадках (особливо у великосерійному виробництві) створюється високопродуктивна спеціальне оснащення; при цьому доцільність її створення повинна бути попередньо обгрунтована техніко-економічним розрахунком. Велике поширення має універсально-збірна, Переналагоджувана технологічне оснащення, що дозволяє істотно підвищити коефіцієнт оснащеності серійного виробництва. У якості вихідних заготовок використовується гарячий і холодний прокат, лиття в землю і під тиском, точне лиття, кування і точні штампування і пресування, доцільність застосування яких також обгрунтовується техніко-економічними розрахунками. Необхідна точність досягається як методами автоматичного отримання розмірів, так і методами пробних ходів і промірів з частковим застосуванням розмітки.

Середня кваліфікація робітників вища, ніж у масовому виробництві, але нижче, ніж в одиничному. Поряд з робітниками високої кваліфікації, які працюють на складних універсальних верстатах, і налагоджують використовуються робітники-оператори, що працюють на настроєних верстатах.

У залежності від обсягу випуску і особливостей виробів забезпечується повна взаємозамінність, неповна, групова, взаємозамінність складальних одиниць, проте в ряді випадків на складанні застосовується компенсація розмірів і пригін за місцем.

Технологічна документація та технічне нормування докладно розробляються для найбільш складних і відповідальних заготовок при одночасному застосуванні спрощеної документації та дослідно-статистичного нормування найпростіших заготовок.

У залежності від розмірів партій виробів, що випускаються, характер технологічних процесів серійного виробництва може змінюватися в широких межах, наближаючись до процесів масового (у великосерійному) або одиничного (у дрібносерійному) типу виробництва. Правильне визначення характеру проектованого технологічного процесу і ступеня його технічної оснащеності, найбільш раціональних для даних умов конткретного серійного виробництва, є дуже складним завданням, що вимагає від технолога розуміння реальної виробничої обстановки, найближчих перспектив розвитку підприємства та вміння проводити серйозні техніко-економічні розрахунки і аналізи [4 , с. 25].

Для серійного виробництва рекомендується предметна форма організації робіт. При якій верстати розташовуються в послідовності технологічних операцій для однієї деталі. Заготівлі обробляються на верстатах партіями; при цьому час виконання операції на окремих верстатах може бути не узгоджено з часом обробки на інших верстатах. Виготовляються деталі зберігаються під час роботи у верстатів і потім транспортуються цілою партією. Деталі, які очікують надходження на наступний верстат для виконання чергової операції, зберігаються або біля верстатів, або на спеціальних майданчиках між верстатами, на яких проводиться контроль деталей [5, с. 24].

4. Аналіз технологічності конструкції деталі

Досконалість конструкції машини характеризується її відповідністю сучасному рівню техніки, економічністю і зручностями в експлуатації, а також тим, якою мірою враховано можливості використання найбільш економічних і продуктивних технологічних методів її виготовлення стосовно до заданого випуску та умовам виробництва [6, с.24].

Відпрацювання вироби на технологічність спрямована на підвищення продуктивності праці, зниження витрат і скорочення часу на проектування, технологічну підготовку виробництва, виготовлення, технічне обслуговування при забезпеченні необхідної якості виробу [3, с.56].

У розглянутому корпусі присутні наступні нетехнологічні елементи:

матеріал (сталь 25Л) з якого отримують виливок є не технологічним, оскільки дорогий. Дешевше отримувати виливок з сірого чавуну. Чавун також має кращу плинністю в порівнянні зі сталлю і, з цього, ймовірність отримання більш точної конфігурації вище;

внутрішня поверхня корпусу є нетехнологічно, так як для її отримання необхідно спеціальне устаткування, що забезпечує необхідну конфігурацію форми;

отримання отвори Æ 90Н12 утруднено через його конфігурації. Дане отвір технологічніше виконати наскрізним. Це зменшить зношування інструмента, підвищить точність розміру. Досягнення шорсткості 6,3 за критерієм Ra вимагає використання спеціального інструменту;

отримання наскрізного отвору Æ 25 нетехнологічно, так як можливий відведення свердла і, з цього, необхідно використовувати спеціальні свердла для глибокого свердління;

отримання лисок на зовнішній поверхні нетехнологічно, так як ускладнено закріплення заготовки;

внутрішня поверхня Æ 215 нетехнологічно, так як для її отримання необхідно використовувати спеціальне обладнання та інструмент;

конфігурація корпусу нетехнологічно, так як утруднено його базування, а застосування оснащення недоцільно через великі габарити корпусу;

шорсткість 3,2 мкм за критерієм Ra, є нетехнологічно, так як для її отримання необхідний спеціальний інструмент. Також одержання даної шорсткості збільшує час обробки деталі і в наслідок цього її вартості;

отримання допусків d8 і f9 для розмірів Æ 195 і Æ 185 нетехнологічно, тому що утруднено доступ інструменту. Також наявність торців за даних розмірах збільшується знос інструменту.

Незважаючи на наявність деяких нетехнологічних елементів в аналізованій деталі в цілому корпус технологічний у виготовленні і дозволяє використовувати прогресивні режими різання.

5. Вибір способу отримання заготовки

Правильний вибір заготівлі надає безпосередньо вплинули на можливість раціональної побудови технологічного процесу виготовлення, як окремих деталей, так і машини в цілому, сприяє зниженню питомої металоємності машин та зменшення відходів.

Найбільш поширеною у машинобудуванні способи отримання заготовок можуть бути реалізовані різними способами, вибір яких потребує техніко-економічного обгрунтування. Спосіб отримання заготівки визначають на підставі креслення деталі, результатів аналізу її службового призначення та технічних вимог, програми випуску та розміру серії, типу виробництва, економічності виготовлення [3, с.95].

Дану деталь можна отримувати наступними способами:

лиття в піщано-глинисті форми;

лиття в кокіль;

лиття по виплавлюваних моделях;

Лиття в піщано-глинисті форми - найбільш універсальний і розповсюджений спосіб виготовлення заготовок. При даному способі лиття можливе використання механізованої і автоматизованої машинного формування [7, с.61].

Основні переваги лиття в кокіль: можливість багаторазового використання ливарної форми; висока точність форми та розмірів, якісна поверхня заготовки; дрібнозерниста структура матеріалу; порівняно висока продуктивність, низька трудомісткість і вартість заготівлі; відсутність необхідності в модельному спорядженні і формувальних сумішах, сприятливі умови праці; економічність в серійному виробництві; не вимагає високої кваліфікації робітників; можлива механізація та автоматизація [7, с.65].

Лиття по виплавлюваних моделях володіє наступними перевагами в порівнянні з іншими способами лиття: висока точність форми і розмірів, якість поверхонь заготовок, незначні ливарні ухили, малі припуски на механічну обробку [7, с.70].

Визначимо собівартість одержання заготовки кожним з наведених способів.

Лиття в піщано-глинисті форми

Вартість заготівлі обчислюється за формулою:

, [2, 31]

де С ₁ - базова вартість 1 т заготовок, грн.;

- Коефіцієнти, які залежать від класу точності, групи складності, маси, матеріалу заготовки, обсягу виробництва заготовок;

Q - маса заготовки, кг;

q - маса готової деталі, кг;

S _відхо - ціна 1 т відходів, грн;

З ₁ = 360 грн. [2, с. 33],

клас точності виливка - 13 звідси [7, дод. 17.1, с.351];

група складності виливки - IV звідси [2, табл. 2.8, с. 33];

матеріал виливки вуглецева сталь звідси 1,22 [2, с.34];

маса заготовки 74 кг звідси = 0,78 [2, ​​табл. 2.8, с.33];

група серійності виливки - 7 звідси = 1,13 [7, дод. 17.5, с.354].

Q = 74 кг;

q = 62 кг;

S _відхо = 28 грн [2, табл. 2.7, с.32].

Обчислюємо собівартість:

= 21,48 грн.

Лиття в кокіль

;

З ₁ = 760 грн. [7, дод. 17.15, с.357],

клас точності виливка - 5 звідси [7, дод. 17.1, с.351];

група складності виливки - IV звідси [2, табл. 2.8, с. 33];

матеріал виливки вуглецева сталь звідси 1,22 [2, с.34];

маса заготовки 70 кг звідси = 0,78 [2, ​​табл. 2.8, с.33];

група серійності виливки - 7 звідси = 1,13 [7, дод. 17.5, с.354].

Q = 70 кг;

q = 62 кг;

S _відхо = 28 грн [2, табл. 2.7, с.32].

Обчислюємо собівартість:

= 104,85 грн.

Лиття по виплавлюваних моделях

;

З ₁ = 1985 грн. [2, с.34],

клас точності виливка - 3 звідси [7, дод. 17.1, с.351];

група складності виливки - IV звідси [2, табл. 2.8, с. 33];

матеріал виливки вуглецева сталь звідси 1,22 [2, с.34];

маса заготовки 68 кг звідси = 0,78 [2, ​​табл. 2.8, с.33];

група серійності виливки - 7 звідси = 1,13 [7, дод. 17.5, с.354].

Q = 68 кг;

q = 62 кг;

S _відхо = 28 грн [2, табл. 2.7, с.32].

Обчислюємо собівартість:

= 305,45 грн.

Як видно з розрахунків, лиття в піщано-глинисті форми є найдешевшим способом лиття, а лиття по виплавлюваних моделях - найдорожчим Вибираємо лиття в піщано-глинисті форми. Цей спосіб лиття відрізняється великою дешевизною одержуваних виливків у всіх типах виробництва. Але отримувані цим способом виливки дуже низької точності. Через це збільшується час їх обробки до необхідної точності і внаслідок цього вартість деталі значно більше вартості виливки.

Точність виливки 13т - 0 - 0 - 13т ГОСТ 266645-85

6. Аналіз існуючого або типового технологічного процесу

6.1 Розрахунок припусків на механічну обробку поверхонь

Розрахунок припусків на обробку поверхні Н7

Згідно маршруту обробки отвору виконується три розточування:

чорнове розточування

чистове розточування

тонке розточування.

Мінімальний припуск на кожне розточування визначаємо за формулою:

[2, с.62, табл. 4.2.]

Розрахунок проводимо використовуючи таблицю 5.1.

Таблиця 6.1 - розрахунок припусків та граничних розмірів на обробку .

Квалітети для механічної обробки вибираємо з таблиці 5 [8, с. 11]. З неї ж беремо величини допусків, шорсткості і дефектного шару. Для розміру виливки квалітет виливки беремо з таблиці 13 [8, с. 131]. Допуск на виливок з таблиці 11 [8, с. 130]. Шорсткість з табл. 13. Глибину дефектного шару Т = 300 мкм беремо з таблиці 4.3. [2, с. 63]. Просторові відхилення на отвір литої заготовки визначається за формулою:

[2, с.66, табл. 4.7.],

де - Похибка викривлення.

- Величина зміщення отвору дорівнює допуску на діаметр заготовки.

мкм;

мкм на 1 мм діаметра [2, с. 71, табл. 4.8.]

мкм.

мкм.

Просторові відхилення на розміри отвору після механічної обробки визначаємо за формулою:

[2, с. 73],

де - Коефіцієнт уточнення.

Після чорнового розточування:

мкм;

після чистового розточування:

мкм;

після тонкого розточування:

мкм.

Похибка закріплення в 4-хкулачковом патроні при чорновому розточуванні мкм [2, с. 75, табл. 4.10].

Похибка установки

[2, с.74], але у нас = 0. Тоді:

мкм.

Похибка установки при чистовому розточуванні (базування за раніше розточеного отвору):

мкм [2, с. 79, табл. 4.12.].

Для тонкого точіння:

мкм [2, с. 79, табл. 4.12.].

Величина мінімального припуску:

для чорнового розточування:

мкм;

для чистового розточування

мкм;

для тонкого розточування

мкм.

Визначаємо розрахункові розміри:

для тонкого розточування дорівнює мінімальному розміру діаметра на деталі [9, с. 14] мм.

для чистового розточування визначається за формулою:

[9, с.14],

за цією ж формулою визначаються розміри після чорнового розточування і для литого отвори.

Після чистового розточування:

мм;

після чорнового розточування

мм

для лиття

мм.

Далі виробляємо округлення розрахункових розмірів до того знак десяткового дробу, з яким дано допуск на розмір даної операції - це будуть мінімальні значення розмірів.

Максимальні операційні розміри визначаємо за формулою:

; [9, с. 15],

тобто за рахунок збільшення допусків до мінімальних розмірів.

Викреслює схему розташування припусків і допусків при обробці отвору (Див. малюнок 6.1.).

Решта припуски на оброблювані поверхні заготовки вибираємо за ГОСТ 26545 - 85 [10] і підраховуємо розміри заготовки. Допуски розмірів визначаємо за таблицею 1 [10].

Таблиця 6.2

Припуски на обробку визначаємо за таблицею 6 [10]. Для цього потрібно попередньо знати ряд припусків на обробку виливків, що знаходимо в табл. 14. Для ступеня точності 13Т підходить ряд 6.

Таблиця 6.3

Розраховані вручну припуски збігаються з припущеннями розрахованими на ПЕОМ (таблиця 6.4). Приступаємо до викреслювання заготовки.

6.2 Аналіз та обгрунтування схем базування і закріплення

Вибір технологічних баз в значній мірі визначає точність лінійних розмірів щодо положення поверхонь, одержуваних у процесі обробки, вибір ріжучих і вимірювальних інструментів, верстатних пристосувань, продуктивність обробки [3, с.109].

Проаналізуємо варіанти базування для вертикально-фрезерної операції (020) і горизонтально-розточний операції (030).

Виконаємо схему базування для операції вертикально-фрезерної, на якій буде проводиться фрезерування попереднє площині на фланці корпуса. Площина буде служити чистової базою для виконання подальших операцій. На операцію заготівля корпусу надходить попередньо оброблена на токарному верстаті, тому в якості встановленої бази будемо використовувати торець корпусу. Будучи встановлена ​​на цей торець заготівля позбавляється трьох ступенів свободи (переміщення уздовж осі і обертання навколо двох інших осей) - установча база.

Потім в якості базової поверхні будемо використовувати попередньо оброблене отвір (Розмір ). Будучи встановлена ​​на валець цим отвором заготівля позбавляється ще двох ступенів свободи (переміщення уздовж двох осей) - подвійна опорна база.

І як чорновий бази будемо використовувати поверхню двох бобишек. Будучи встановлена ​​на подводимую опору цими бобишках, заготівля позбавляється останньої 6-го ступеня свободи (обертання навколо осі) - опорна база.

Так як, розмір витримує на операції - відстань від осі отвору до оброблюваної поверхні на кресленні це розмір (170) йде від однієї бази, ми дотримуємося при базуванні принцип суміщення баз, тобто вимірювальна та установча бази збігаються.

Малюнок 6.2 Схема базування і закріплення заготовки на вертикально-фрезерної операції.

Значить, похибка базування на операції буде дорівнює нулю. Затискну силу потрібно направити так, щоб вона притискала заготівлю до найбільш розвинутої настановної базі. Схема базування та закріплення представлена ​​на малюнку 6.2.

Виконаємо схему базування для операції горизонтально-розточний, на якій буде проводитися свердління і розточування отвору Æ 85 і Æ 90Н12. На операцію заготівля корпусу надходить попередньо оброблена на фрезерному верстаті. Як настановної бази будемо використовувати торець корпусу. Будучи встановлена ​​на цей торець заготівля позбавляється трьох ступенів свободи (переміщення уздовж осі і обертання навколо двох інших осей) - установча база.

Потім в якості базової поверхні будемо використовувати попередньо оброблене отвір (Розмір ). Будучи встановлена ​​на валець цим отвором заготівля позбавляється ще двох ступенів свободи (переміщення уздовж двох осей) - подвійна опорна база.

Як видно, установча і подвійна опорна база ті ж, що і на попередній операції. Таким чином, дотримується принцип постійності баз.

І в якості опорної бази будемо використовувати площину на фланці корпуса. Будучи встановлена ​​на рухому опору цією площиною, заготівля позбавляється останньої 6-го ступеня свободи (обертання навколо осі) - опорна база.

Малюнок 6.3 Схема базування і закріплення заготовки на горизонтально-розточний операції.

Так як розмір, який витримує на операції - відстань від осі отвору Æ 90Н12 до оброблюваної поверхні (на кресленні це розмір (110)) йде від торця протилежної настановної базі, принцип поєднання баз не дотримується, тобто вимірювальна та установча бази не збігаються. Затискну силу потрібно направити так, щоб вона притискала заготівлю до найбільш розвинутої настановної базі. Схема базування та закріплення представлена ​​на малюнку 6.3. Похибка базування на розмір 110 (відстань від осі отвору Æ 85 до необроблюваної торця заготовки) дорівнює допуску на розмір 210 (з'єднує вимірювальну і технологічну бази). Розмір 210 виконаний по 14 квалітету точності. Значить, допуск на цей розмір дорівнює 1150 мкм [11, табл.2, с.441]. Похибка базування дорівнює 1150 мкм.

6.3 Обгрунтування вибору металорізального обладнання

Вибір типу верстата визначається, перш за все, його можливістю забезпечити виконання технічних вимог, що пред'являються до обробленої деталі відносно точності її розмірів, форми і класу шорсткості поверхонь.

В економіці технологічного процесу, дуже велике значення має продуктивність верстата, тому що верстат повинен повністю використовуватися за часом. Однак іноді видається невигідним застосувати верстат більш високої продуктивності і в тому випадку, коли завантаження його за часом неповна, якщо при цьому собівартість обробки виходить нижче, ніж на іншому верстаті, хоча б і повністю завантаженому. У зв'язку з цим слід пам'ятати, що застосування спеціальних, агрегатних та інших високопродуктивних верстатів повинно бути економічно обгрунтовано.

На фрезерної операції використовується вертикально-фрезерний верстат моделі 6Р13.

Технічні характеристики верстата моделі 6Р13:

Розміри робочої поверхні столу (ширина х довжина) 400х1600

Найбільше переміщення столу:

поздовжнє 1000

поперечне 300

вертикальне 420

Переміщення гільзи зі шпинделем 80

Найбільший кут повороту головки шпінделя, ° ± 45

Внутрішній конус шпинделя (конусність 7:24) 50

Число швидкостей шпинделя 18

Частота обертання шпинделя, об / хв 31,5 - 1600

Число подач столу 18

Подача столу, мм / хв:

поздовжня і поперечна 25 - 1250

вертикальна 8,3 - 416,6

Швидкість швидкого переміщення столу, мм / хв:

поздовжнього і поперечного 3000

вертикального 1000

Потужність електродвигуна приводу головного руху, кВт 11

Габаритні розміри:

довжина 2560

ширина 2260

висота 2120

Маса (без виносного устаткування), кг 4200

Як видно з технічної характеристики даний верстат підходить для фрезерування площини фланця. Даний верстат дозволяє обробляти деталь заданих розмірів і забезпечує необхідну точність обробки.

На горизонтально-розточний операції застосовується верстат моделі 2Б635.

Технічні характеристики верстата моделі 2Б635:

Тип компонування верстата У

Діаметр висувного шпинделя 220

Конус для кріплення інструментів у висувному шпинделі

Метричний 120

Розміри вбудованого поворотного столу 8100

Плита з трьох секцій 5000х

Найбільша мас оброблюваної заготовки, кг 50000

Найбільше переміщення:

вертикальне шпиндельної бабки 3000

поздовжнє висувного шпінделя 1800

радіального супорта 550

поперечне передньої стійки 6000

Кількість швидкостей:

шпинделя Б / с

планшайби Б / с

Частота обертання, об / хв:

шпинделя 1 - 510

планшайби 1 - 135

Подача, мм / хв:

шпинделя 1 - 2500

шпиндельної бабки 1,25 - 2500

радіального супорта планшайби 0,2 - 400

передньої стійки 0,2 - 400

Потужність електродвигуна приводу головного руху, кВт 55

Габаритні розміри:

довжина 11350

ширина 11280

висота 7800

Маса, кг 141 600

Як видно, за своїми параметрами даний верстат підходить для свердління й розточування отворів Æ 85 і Æ 90Н12. Виходячи з технічної характеристики верстата, можна зробити висновок, що габарити даної деталі, дозволяють використовувати верстат даної моделі. Геометрична точність верстата дозволити виконати необхідну точність деталі відповідно до вимог. Кількість інструменту, що дозволяє використовувати верстат, досить для виконання всіх переходів операцій. Цей верстат є оптимальним для роботи в умовах среднесерійного виробництва.

6.4 Обгрунтування вибору верстатних пристосувань, металорізального й вимірювального інструмента

Для умов среднесерійного виробництва рекомендується застосовувати верстатні пристосування типу: універсально-збірні (УСП), збірно-розбірні (УРП), універсально-безналадочние (УБП) і нерозбірні спеціальні пристосування (СНП) [11, с.66].

Трудомісткість і тривалість циклу підготовки виробництва, собівартість продукції можна зменшити за рахунок застосування стандартних систем пристосувань, що зберігає трудомісткість, терміни і витрати на проектування і виготовлення верстатних пристосувань.

Виходячи з цього, для вертикально-фрезерної операції вибираємо універсально-збірні (УСП) пристосування.

При виборі ріжучих інструментів керуємося вимогами до операції. Для чорнового фрезерування раціонально застосовувати торцеві фрези з неперетачіваемимі пластинами з твердого сплаву. Для обробки сталі 25Л ГОСТ 977 - 88 рекомендується застосовувати ріжучі пластини марки Т15К6 [12, с.17] або Т15К10.

Для нашого випадку достатньо застосування твердого сплаву марки Т15К6, так як вона має достатню красностойкость і добре працює при чорновій обробці суцільних поверхонь. Т15К10 рекомендується застосовувати при чорновій обробці переривчастих поверхонь, тобто при роботі з ударами.

Вибираємо розміри фрези виходячи з розмірів обробки на заготівлі. Для нас підходить торцева фреза мм (так ширина фрезерування В = 50 мм) з числом зубів z = 8, з посадковим отвором мм за ГОСТ 22085 - 76 [12, с.189, табл. 97]. Для установки фрези на шпинделі верстата потрібно допоміжний інструмент у вигляді оправлення з хвостовиком конусностью 7:24 6222 - 0118 ГОСТ 26538 - 85 [13, с.356, табл. 50].

На горизонтально-розточний операції вибираємо:

1) для свердління отвору - свердло спіральне з напайнимі пластинами з твердого сплаву з конічним хвостовиком. Марка матеріалу пластин - вольфрамокобальтовий сплав ВК8 [14, с.168]. З усіх існуючих твердих сплавів, сплави на основі WC-Co при однаковому змісті кобальту володіють більш високими ударною в'язкістю і межею міцності при вигині, а також кращої тепло-і електропровідністю. Проте стійкість цих сплавів до окислення і корозії значно нижче. Із зростанням вмісту кобальту у сплаві його стійкість при різанні знижується, а експлуатаційна міцність зростає. Сплав ВК8 рекомендується застосовувати для чорнової обробки зі зниженою швидкістю різання і збільшеним перетином зрізу в умовах ударних навантажень.

Свердло Æ 20 мм ГОСТ 22736 - 77. Конус Морзе - 3 [14, табл. 3.70, с.170].

2) для розточування отвору Æ 85 - різець розточний для обробки наскрізних отворів зі змінними пластинами з твердого сплаву 02251 за ГОСТ 25395-82. Матеріал пластини - твердий сплав Т15К6. Перетин різця (висота х ширина) 20х16 [14, табл. 3.2, с.114]. Геометрія ріжучої частини: кут в плані j = 60 °, головний передній кут g = 10 °, задній кут a = 6 ° [14, табл. 3.31, с.134].

3) для розточування отвору Æ 90Н12 - різець розточний для обробки глухих отворів зі змінними пластинами з твердого сплаву 06090 за ГОСТ 25397-82. Матеріал пластини - твердий сплав Т15К6. Перетин різця (висота х ширина) 20х16 [14, табл. 3.2, с.115]. Геометрія ріжучої частини: кут в плані j = 95 °, головний передній кут g = 15 °, задній кут a = 8 ° [14, табл. 3.31, с.134].

В якості вимірювального інструменту для среднесерійного виробництва застосовується як універсальний, так і граничні калібри. Для наших цілей підходить штангенциркуль Ш Ц - 400 - I - 0,1 ГОСТ 166 - 89 [15, с. 18, табл. 1]. Ціна поділки штангенциркуля (0,1 мм) не перевищує 0,3 допуску вимірюваного параметра. Для перевірки шорсткості поверхні після обробки застосовуємо зразки шорсткості за ГОСТ 9378 - 75.

6.5 Розрахунок режимів різання

6.5.1 Розрахунок режимів різання на вертикально-фрезерну операцію

Ширина фрезерування «В» буде складатися з розміру деталі 50 мм і припуску знімається надалі з одного з торців, тобто В = 50 + 7,5 = 57,5 мм.

Глибина різання t = 4 мм [10, табл. 6].

Подача на зуб мм [11, С.283, табл. 33].

Швидкість різання допустима стійкістю фрези:

[11, с. 282]

де = 332 - коефіцієнт [11, с. 286, табл. 39].

x = 0,1; q = 0,2; y = 0,4; u = 0,2; p = 0; m = 0,2 - показники ступенів [11, с.286, табл. 39];

z = 8 - число зубів [знайдено раніше];

T = 180 хв - стійкість фрези [11, с. 290, табл. 40];

- Коефіцієнт.

- Коефіцієнт, що враховує якість оброблюваного матеріалу.

[11, с. 261, табл. 1]

для для ст. 25Л [11, с. 262, табл. 2]

[16, с. 314, табл. 13, 14]

[11, с. 262]

- Коефіцієнт, що враховує стан поверхневого шару заготовки [11, с. 263, табл. 5].

- Коефіцієнт, що враховує властивості інструментального матеріалу інструменту [11, с. 263, табл. 6].

м / хв

Частота обертання шпинделя

об / хв.

Уточнимо, чи є така частота на верстаті. На верстаті: об / хв, об / хв. Число швидкостей m = 18.

; [2, с. 94]

,

тобто ; За таблицею [2, с. 254, табл. 13] , Що відповідає .

;

У графі таблиці , Знаходимо найближчим менше значення . Тоді

об / хв.

Дійсна швидкість різання

м / хв.

Сила різання.

Головна складова сили різання при фрезеруванні

[11, с. 282], де ; Х = 1,0; у = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2 [11, с .231, табл. 41].

[11, с. 264, табл. 9], де n = 0,3.

;

Підставляємо всі дані у формулу головною складовою сили різання:

Н.

Складові сили різання:

; [11, с. 232, табл. 42].

Н;

;

Н;

Н.

Крутний момент.

Н.

Потужність різання

кВт.

Різання неможливо, тому що 14,28> 11 кВт, тому зменшимо глибину різання до t = 2 мм, тобто знімемо припуск за два проходи.

Тоді

Н.

кВт.

Потужність шпинделя:

кВт.

Різання можливо, так як

кВт.

6.5.2 Розрахунок режимів різання на горизонтально-розточувальні операцію

Свердління:

При свердлінні глибина різання t = 0,5 D [11, с.276],

де D = 20 мм - діаметр отвору;

t = 0,5 × 15 = 7,5 мм.

Подача S = 0,39 мм / об [11, табл.25, с.277].

Швидкість різання при свердлінні:

м / хв, [11, с. 276]

де С _v = 34,2 - коефіцієнт [11, табл.28, с. 278];

q = 0,45; y = 0,30; m = 0,20 - показники ступенів [11, табл.28, с.278];

Т = 20 хв - середнє значення періоду стійкості інструмента [11, табл.30, с.279];

-

загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання, що враховує фактичні умови різання [11, с.276],

де - Коефіцієнт, що враховує якість оброблюваного матеріалу.

[11, с. 261, табл. 1]

для для ст. 25Л [11, с. 262, табл. 2]

[16, с. 314, табл. 13, 14]

[11, с. 262]

- Коефіцієнт, що враховує вплив інструментального матеріалу на швидкість різання [11, с. 263, табл. 6].

- Коефіцієнт, що враховує глибину оброблюваного отвору [11, с. 280, табл. 31].

.

Швидкість різання:

= 53,722 м / хв.

Частота обертання шпинделя:

; [17, с.124]

= 855,446 об / хв;

Так як регулювання частоти на верстаті безступінчасте, уточнення частоти не потрібно.

Крутний момент:

, [11, с. 277]

де С _м = 0,021 - коефіцієнт [11, табл.32, с.280];

q = 2,0; y = 0,8 - показники ступеня [11, табл.32, с.280];

, [11, табл.9, с. 264]

де s _в = 530;

n = 0,75 [11, табл.9, с. 264];

= 0,792;

= 31,322 Нм

Осьова сила при свердлінні:

, [11, с. 277]

де С _р = 42,7 - коефіцієнт [11, табл.32, с.280];

q = 1, y = 0,8 - показники ступеня [11, табл.32, с.280];

= 3184 Н.

Потужність різання:

, [11, с.280]

де n = 855,446 об / хв - частота обертання шпинделя;

М _кр = 31,322 Нм - крутний момент;

= 2,748 кВт.

Потужність шпинделя:

= 44 кВт.

Різання можливо, тому що = 2,748 < = 44 кВт.

На решту переходи, згідно з методичними вказівками, режими різання вибираються за таблицями.

Розточування чорнове отвори Æ 85 [14, табл. 3.32, табл.3.33, с.139]:

глибина різання t = 2,5 мм;

подача S = 0,25 мм / об;

швидкість різання v = 228 м / хв.

Розточування чистове отвори Æ 90Н12 [14, табл. 3.33, с.139, табл. 3.36 с.142]:

глибина різання t = 0,5 мм;

подача S = 0,12 мм / об;

швидкість різання v = 300 м / хв.

6.6 Технічне нормування операцій

У середньосерійному виробництві визначається норма штучно-калькуляційного часу Т _ш-к:

, [2, с.101]

де Т _п-з - підготовчо-заключний час, хв;

n - кількість деталей в настроювальної партії, шт.;

Т _ш - штучний час, хв;

Штучний час обчислюється за формулою:

, [2, с.101]

де Т _о - основний час, хв;

Т _доп - допоміжний час, хв;

Т _обсл - час на обслуговування робочого місця, хв;

Т _отд - час перерв на відпочинок та особисті потреби, хв.

6.6.1 Обчислюємо норми часу на вертикально-фрезерної операції

Основний час обробки визначається за формулою:

[13, с. 613],

де L - довжина обробки.

,

де l = 300 мм - довжина деталі;

мм - сумарна величина врізання й перебігаючи [13, с. 622, табл. 6];

- Хвилинна подача [4, с. 282];

мм / хв;

хв.

Штучний час на операцію визначаємо за формулою:

,

де - Допоміжний час, хв;

- Час технічного обслуговування, хв;

- Час організаційного обслуговування, хв;

- Час на перерви та відпочинок, хв.

Нормування допоміжного часу проводимо за [2] з використанням для среднесерійного виробництва коефіцієнта К = 1,85.

Допоміжний час:

- На встановлення заготовки:

хв;

1 хв - на роботу з кранбалкой.

- На закріплення

ми - на управління верстатом

хв;

- На прийоми керування верстатом, пов'язані з переміщенням робочих органів верстата

хв;

- На вимірювання

хв;

Разом

хв.

хв

% Від хв;

хв;

% Від хв;

хв.

Штучно-калькуляционное час для серійного виробництва обчислюємо за формулою:

,

де хв [2, с. 217, табл. 6.5.];

n = 48 - величина партії деталей, шт.

Звідси знаходимо:

хв.

6.6.2 Обчислюємо норми часу на горизонтально-розточний операції

Визначаємо основний час на кожен перехід і сумарне основний час:

Свердління отвору Æ 20 мм:

Основний час обробки визначається за формулою:

[13, с. 405],

де l _обр = 15 +8 +2 - довжина одержуваного отвори + врізання + перебігаючи, мм;

n = 855 - частота обертання шпинделя, об / хв;

S = 0,39 - подача, мм / об;

= 0,07 хв.

Черновое розточування отвору Æ 85 мм:

i,

де l _обр = 15 +8 +2 - довжина одержуваного отвори + врізання + перебігаючи, мм;

n = = 854 - частота обертання шпинделя, об / хв;

i = = 13 - кількість проходів,

де D ₁ - діаметр одержуваного отвори, мм;

D ₂ - діаметр вихідного отвору, мм;

t - глибина різання.

S = 0,25 мм / об;

= 1,52 хв.

Чистове розточування отвору Æ 90Н12 мм:

i,

де l _обр = 15 +8 +2 - довжина одержуваного отвори + врізання + перебігаючи, мм;

n = = 1062 - частота обертання шпинделя, об / хв;

i = = 5 - кількість проходів,

де D ₁ - діаметр одержуваного отвори, мм;

D ₂ - діаметр вихідного отвору, мм;

t - глибина різання.

S = 0,12 мм / об;

= 0,98 хв.

Визначаємо сумарне основний час:

= 0,07 + 1,52 + 0,98 = 2,57 хв.

Визначаємо штучний час на операцію:

,

Т _о = 2,57 хв;

Т _доп = Т _у.с + Т _з.о + Т _уп + Т _з,

Нормування допоміжного часу проводимо за [2] з використанням для среднесерійного виробництва коефіцієнта К = 1,85.

Т _у.с = 0,47 × 1,85 = 0,87

допоміжний час на установку і зняття деталі, хв;

Т _з.о = 0,024 × 1,85 = 0,044

допоміжний час на закріплення і відкріплення деталі в спеціальних пристроях, хв;

Т _уп = (0,01 + 0,04 + 0,06 + 0,01 + 0,025) × 1,85 = 0,27

допоміжний час на прийоми керування верстатом, хв;

Т _з = 0,16 × 1,85 = 0,30

допоміжний час на вимірювання, хв;

Разом:

Т _доп = 0,87 + 0,044 + 0,27 + 0,30 = 1,48 хв;

Час на обслуговування робочого місця складається з часу на організаційне обслуговування Т _орг і часу на технічне обслуговування робочого місця Т _тих:

Т _обсл = Т _орг + Т _тих,

де Т _орг = 1,4% від Т _оп = = 0,1 хв;

Т _тих = t _СМ1 + t _см2 + t _см3 = 0,4 + 1,3 + 1,3 = 3 хв;

Звідси:

Т _обсл = (0,1 + 3) 1,85 = 5,74 хв.

Час на відпочинок:

Т _отд = 6% від Т _оп = = 0,45 хв.

Штучний час на операцію:

= 10,24 хв

Штучно-калькуляционное час для среднесерійного виробництва обчислюємо за формулою:

,

де Т _п-з = 16 хв [2, табл. 6.3, с.216];

n = 48 - величина партії деталей, шт ..

Звідси знаходимо:

= 10,57 хв.

7. Науково-дослідна частина

Прогнозування працездатності змінних багатогранних пластин ріжучих інструментів

Ресурс працездатності різальних інструментів визначається інтенсивністю зношування їх робочих поверхонь і можливістю поломки. Період стійкості інструментів, розрахований за першим критерієм, наводиться в довідковій літературі. Відмова інструментів внаслідок їх поломки вивчений значно менше через стохастичного характеру процесу руйнування і необхідності проведення дорогих експериментів. У кращому випадку, є рекомендації щодо розрахунку критичної подачі або формули [18], для використання яких часто відсутня необхідна інформація.

Між тим, достовірну інформацію про можливість руйнування інструменту можна отримати за допомогою математичного моделювання. Нижче розглядається можливість використання методу скінченних елементів (МСЕ) для прогнозування руйнування змінних багатогранних пластин (СМП) при різних умовах роботи.

При моделюванні СМП розбивали на ряди восьміузлових ізопараметричних елементів, розміри яких зменшувалися в міру наближення до вершини різця. У глобальній системі координат (Рисунок 7.1, а), осі і якої прив'язані до ріжучих крайок різця, складові сили різання в системі координат верстата, знайдені за формулами [11], представили в наступному вигляді:

де - Складові сили різання, спрямовані вздовж осей ;

- Складові сили , Що діють уздовж осей ;

- Складові сили , Що діють уздовж осей . Знаки враховують напрям дії зазначених сил.

До завдання умов програми зовнішніх зусиль до вузлів звичайно-елементної сітки необхідно уточнити їх величину з урахуванням геометрії розглянутого інструмента і напрямки осей . При зміні положення СМП (див. малюнок 7.1, а) відбувається перерозподіл складових, що діють уздовж осей глобальної системи координат. Якщо передній кут або кут нахилу головної різальної крайки , То складові визначаємо за наступними залежностям:

.

Сили діючі на СМП, необхідно розбити на складові, прикладені до відповідних вузлів. Було прийнято, що навантаження від сили різання у вузлах, розташованих на передній поверхні, розподіляється за законом

,

де - Максимальна питома сила різання по довжині l ріжучої кромки; x - координата поточної i-ої точки уздовж ширини b площадки контакту СМП зі стружкою [19].

У цьому випадку

,

де - Середнє значення питомої сили.

Такий закон розподілу навантаження досить точно відповідає реальним умовам контакту СМП зі стружкою. Аналогічно знаходили розподіл навантаження у вузлах, розташованих на задній поверхні СМП.

Крім сили різання, на СМП діє сила затиску, що виникає у вузлі кріплення, а також висока температура в зоні різання. Цю температуру, знайдену у вузлах звичайно-елементної сітки для різних умов різання, враховували при розрахунку напруженого стану СМП.

За нормальним і дотичним напруженням, отриманими в результаті розрахунків у вузлах звичайно-елементної сітки, можна визначити головні напруження , А потім - еквівалентні напруги, тобто одновісні розтягують напруги, що відповідають розглядався складного напруженого стану.

Проаналізуємо результати моделювання напруженого стану СМП з твердого сплаву Т15К6 при чорновому точінні сталі 45. Внаслідок дії контактних навантажень і температури найбільші напруження розтягу спостерігаються поблизу ріжучої кромки і біля вершини різця, а далі напруги поширюються з різною інтенсивністю по всій СМП. Високі напруги (особливо в тригранних СМП з отвором) спостерігаються уздовж допоміжної задньої поверхні. За межами зони контакту стружки з передньою поверхнею напруги приблизно в 2 рази менше.

Напруження, що виникають в однакових умовах різання біля вершини тригранної твердосплавної СМП, приблизно в 1,5 рази вище, ніж біля вершини квадратної СМП, при їх закріпленні L-подібним важелем (дані отримані при швидкості різання v = 150 м / хв, подачі s = 0,8 мм / об, глибині різання t = 7 мм і головному вугіллі в плані ).

Методом лінійного регресійного аналізу була знайдена наступна залежність головних розтягуючих напружень в СМП від t, s, v і : . Значення показників ступеня, отримані при різних способах кріплення СМП, наведені в таблиці. Легко помітити, що найбільший вплив на напруги надає подача.

Примітка. Дані в чисельнику дробів відносяться до квадратної СМП, в знаменнику - до тригранної.

Головні стискаючі напруги практично не залежать від форми СМП і способу її кріплення. Для квадратної і тригранної СМП їх розраховують відповідно за формулами

;

.

Розглянуту вище методологію можна використовувати і для аналізу стану інструменту при чистової обробки.

Відповідно до принципів механіки суцільного середовища стан матеріалу в точці можливого руйнування визначається тільки рівнем діючих напружень. Оскільки виникнення граничного напруженого стану зумовлено критерієм появи тріщин, тісно пов'язаним з дотичними напруженнями, і критерієм їх поширення, визначеним нормальними розтягуючими напругами, то загальний критерій міцності інструментальних матеріалів повинен враховувати обидва цих критерію. При низькій температурі в зоні різання інструментальні матеріали руйнуються під дією нормальних розтягуючих напружень; з підвищенням температури зростає вплив дотичних напружень.

Процес руйнування інструменту можна розділити на дві стадії: перша - зародження мікротріщин, друга - зростання тріщин, що стабілізується пластичною деформацією на їх кінцях. На практиці в результаті крихкого руйнування спостерігається або викришування ріжучих крайок, або їх відколи.

Викришування викликається поверхневими дефектами майданчиків контакту, неоднорідністю структури інструментального матеріалу, залишковими напруженнями в поверхневих шарах робочих інструменту. Викришування сприяють циклічні зміни напруженого стану в ріжучому клину у момент його входу і виходу з контакту з деталлю. Відколи відбуваються переважно по передній поверхні і за розмірами можна порівняти з майданчиком контакту.

Максимальна еквівалентна напругу можна порівняти з допускаються [ ]:

, (3)

де - Межа міцності на розтяг;

К - коефіцієнт запасу крихкої міцності.

Згідно роботі [13] еквівалентні напруги

,

де - Параметр, що визначає частку деформації зсуву в руйнуванні;

- Межа міцності матеріалу на стиск;

;

А - константа, що визначає статистичну сутність процесу руйнування і залежна від характеру дефектів в матеріалі і розмірів тіла;

.

Якщо фактичний коефіцієнт запасу крихкої міцності [Тут K визначають з виразу (3)], то вибрані умови різання із заданою вірогідністю P (W) є неприпустимим і їх слід скоректувати.

Коефіцієнт розраховують на ПЕОМ за спеціально розробленою програмою. Встановлено, що в тригранних СМП навіть при низькому режимі різання K> [n] на вершині у верхньому шарі. Ймовірно, в цьому місці можливо викришування. У середньому і опорному шарах руйнування може статися на допоміжній задньої поверхні поблизу вершини різця; при P (W) = 0,5 значення K [N]. У разі високого режиму різання (t> 5 мм; s> 0,6 мм / об) руйнування буде спостерігатися по всьому майданчику контакту і допоміжної різальної крайки, причому у всіх шарах СМП K> [n], тобто відбудеться скол її робочої частини.

У квадратних СМП при високих режимах різання K> [n] на вершині СМП (у верхньому шарі) і на допоміжній задньої поверхні поблизу вершини (в середньому та опорному шарах). Отже, при високих режимах різання можливо викришування головною і допоміжної різальних крайок. Зі зменшенням ймовірності безвідмовної роботи до 0,5 значення K [N]. При більш низьких режимах різання руйнування квадратної СМП не повинно спостерігатися. Змодельована картина руйнувань СМП з твердого сплаву і з композиту збігається з реальною.

Вирішивши нерівність K [N], можна визначити межі допустимої зміни параметрів режиму різання для конкретних умов роботи (рисунок 7.3). Зазначене обмеження можна використовувати при оптимізації режимів різання.

Малюнок 7.3 Залежності критичних значень подачі s від глибини t різання при обробці сталі 25Л квадратної (суцільні лінії) і тригранної (штрихові лінії) СМП з твердого сплаву Т15К6 (а), а також при обробці стали 20Х9 - П квадратної СМП і різцевої всіавкой з композиту 10 (б): 1 - СМП закріплена L-подібним важелем; 2 - те ж штифтом і прихватом; 3 - те ж прихватом; 4 - вставка з композиту 10

Таким чином, розрахувавши напруги в СМП легко оцінити можливість її руйнування при різних умовах роботи з урахуванням способу закріплення в корпусі різця і вжити заходів до запобігання руйнування.

Висновки

У даній пояснювальній записці було: проаналізовано службове призначення та технічні вимоги до виготовлення деталі, визначено тип виробництва такт випуску і партія запуску одержуваної деталі, проаналізована технологічність конструкції деталі, зроблено вибір та обгрунтування способу отримання заготовки. При аналізі технологічного процесу були: розраховані припуски на механічну обробку поверхонь, проаналізовано та обгрунтовано схеми базування і закріплення на дві операції, обгрунтування вибору металорізального обладнання, верстатних пристосувань, ріжучого і вимірювального інструменту на дві операції, розраховані режими різання, вироблено технічне нормування для двох операцій .

Список літератури

1. Ануров В. І. Довідник конструктора-машинобудівника: У 3-х т. Т.1 - М.: Машинобудування, 1978. - 728с.

2. Горбацевіч А. Ф., Шкред В. А. Курсове проектування з технології машинобудування - Мн. Обчислюємо. школа, 1983. - 256с.

3. Худобін Л. В. та ін Курсове проектування з технології машинобудування - М.: Машинобудування, 1989. - 288с.

4. Маталін А. А. Технологія машинобудування - Л.: Машинобудування, 1985 - 496 с.

5. Єгоров М. Є., Дементьєв В. І., Дмитрієв В.Л. Технологія машинобудування - М.: Вища школа, 1976. - 534с.

6. Корсаков В. С. Основи технології машинобудування. Підручник для вузів. М.: Вищ. школа, 1974. - 336с.

7. Боженко Л. І. Технологія машинобудування. Проектування та виробництво заготованок: Підручник. - Львів: Світ, 1996. - 368с.

8. Довідник технолога-машинобудівника. У 2-х т. Т.1 / За ред. А. Г. Косилової і Р. К. Мещерякова. - М.: Машинобудування, 1985. - 656с.

9. Методичні вказівки та контрольні завдання з курсу «Технологія машинобудування» ч. II. Контрольна робота № 2. Сост. А. У. Захаркін, А. У. Ягуткін, Харків. ХПІ, 1984.

10. Відлиття з металів і сплавів. Допуски розмірів, маси і припуски на механічну обробку. ГОСТ 266645-85. Москва. Державний комітет СРСР по стандартах, 1989.

11. Довідник технолога-машинобудівника. У 2-х т. Т. 2/Под ред. А. Г. Косилової і Р. К. Мещерякова. - М.: Машинобудування, 1986. - 496с.

12. П. Р. Родін. Металорізальні інструменти. Київ.: Вища школа, 1986. - 455с.

13. Обробка металів різанням. Довідник технолога. Під ред. А. А. Панова, М.: Машинобудування, 1988. - 736с.

14. Металообробний твердосплавний інструмент: Довідник / В. С. Самойлов, Е. Ф. Ейхманс, В. А. Фальковський и др. - М.: Машинобудування, 1988. - 368с.

15. Сорочкін Б. М. та ін Засоби для лінійних вимірювань. - М.: Машинобудування, 1976. - 264с.

16. Гжіров Р. І. Короткий довідник конструктора. Ленінград.: Машинобудування, 1984. - 464с.

17. Залога В. О. Розрахунок режимів різання при точінні, свердлінні, фрезеруванні. - К.: ІСДО, 1994. - 168с.

18. Збірний твердосплавний інструмент / Г. Л. Хаєт, В. М. Гах, К. Г. Громаков и др. - М.: Машинобудування, 1989. - 256с.

19. Ящеріцин П. І., Єременко М. Л., Фельдштейн Є. Е. Теорія різання. Фізичні та теплові процеси в технологічних системах: Підручник для вузів. - Мінськ: Вищ. школа, 1990. - 512с.