Главная              Рефераты - Технология

 

Комплексный дипломный проект: Проект участка по производству технологических приспособлений для электромеханического восстановления и укрепления поверхностного слоя деталей машин. Плоские поверхности. - дипломная работа

Дубл.















Взам.













Подл.















1 2

Разраб.

Куцак




Пров Белоус




















Н. Контр. Трифонова






М 01

Сталь 45 ГОСТ 1050-88

Код

ЕВ МД ЕН Н.расх.
КИМ
Код загот.
Профиль и размеры

КД

МЗ


М 02
XX XX XX 166кг 2.015 1.0 2.621 0.79 41211X Поковка 1 2.621
А

Цех

Уч. РМ Опер.

Код, наименование операции

Обозначение документа

Б

Код, наименование оборудования

СМ Проф Р УТ КР КОИД ЕН ОП

Кшт.

Тпз

Тшт.

А 03

XX XX XX 005 2170 Заготовительная ИОТ №900-99
04
А 05 XX XX XX 010 0200 Контрольная ИОТ №902-99
06
А 07 XX XX XX 015 4121 Вертикально-сверлильная ИОТ №900-99
Б 08 04 1211 2М55 2 17335 3 1Р 1 1 1 54 1 11 1.24
09
А 10 XX XX XX 020 4261 Вертикально-фрезерная ИОТ №600-99
Б 11 04 1620 6Р13 2 18632 3 1Р 1 1 1 54 1 11 0.91
12
А 13 XX XX XX 025 4181 Горизонтально-протяжная ИОТ №700-99
Б 14 04 1750 7520 2 16458 3 1Р 1 1 1 54 1 11 0.64
15
16

mxl printed ГОСТ 3.1118-82 Форма 1

Дубл.















Взам.













Подл.























































А

Цех

Уч. РМ Опер.

Код, наименование операции

Обозначение документа

Б

Код, наименование оборудования

СМ Проф Р УТ КР КОИД ЕН ОП

Кшт.

Тпз

Тшт.

К/М

Наименование детали, сб.еденицы или материала

Обозначение, код

ОПП ЕВ ЕН КИ

Н,ра

А 03 XX XX XX 030 4181 Горизонтально-протяжная ИОТ №700-99
Б 04 04 1750 7520 2 16458 3 1Р 1 1 1 54 1 11 0.58
05
А 06 XX XX XX 035 4110 Токарно-винторезная ИОТ №100-99
Б 07 04 1162 16К20 2 18270 3 1Р 1 1 1 54 1 11 1.86
08
А 09 XX XX XX 040 4261 Вертикально-фрезерная ИОТ №903-99
Б 10 04 1620 6Р13 2 18632 3 1Р 1 1 1 54 1 11 0.99
11
А 12 XX XX XX 045 4120 Вертикально-сверлильная ИОТ №904-99
Б 13 04 1211 2Р135Ф2 2 17335 3 1Р 1 1 1 54 1 11 4.33
14
А 15 XX XX XX 045 4120 Вертикально-сверлильная ИОТ №904-99
Б 16 04 1211 2Р135Ф2 2 17335 3 1Р 1 1 1 54 1 11 4.00
17
А 18 XX XX XX 050 0200 Контрольная ИОТ №902-99

mxl printed ГОСТ 3.1118-82 Форма 1б


РЕФЕРАТ


Куцак Р.С. Комплексний дипломний проект

“Проект дiльницi по виробництву технологiчноi оснастки для електромеханичного вiдновлення i змiцнення деталей машин”


Дипломний проект. ХГТУ. 5С. 1999

Пояснювальна записка: 119 стр.; Додаток стр.; Креслення 10 аркушiв формату А1.


В проектi розроблена конструкцiя iнструменту для электромеханичноi обробки плоских поверхнь деталей машин на вертикально-фрезерувальному верстатi. Запропанован бiльш досконалий спосiб отримання заготiвки, що дозволяе пiдвищiти коэффiцiент використання металу. Ряд операцiй виконуется на бiльш продуктивному обладнаннi у порiвняннi з базовим технологiчним процесом. Спроектована оригiнальна протяжка. Розроблено оригiнальний заточний пристрiй.


Запропанованi в проектi технологiчнi, кострукторськi i органiзацiйнi рiшення дозволили отримати економiчний ефект у розмiрi 20562 гр.


СОДЕРЖАНИЕ



стр.

ВВЕДЕНИЕ



1. ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7
1.1. Назначение детали и анализ технических условий на ее изготовление 7
1.2. Определение программы запуска и типа производства 10
1.3. Анализ технологичности конструкции детали 11
1.4. Технико-экономичесике исследования приемлемых методов получения заготовки

16

1.5. Проектирование заготовки 20
1.6. Проектирование технологических операций 27



2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 43
2.1. Расчет протяжки переменного резания 43
2.2. Конструкции специального высаживающего и сглаживающего инструмента для восстановления и упрочнения плоских поверхностей

59

2.3. Возможность дальнейшего развития упрочняющей технологии электромеханической обработки

63

2.4. Расчет пружины 64
2.5. Выбор подшипников качения 68
2.6. Расчет оси на срез 68



3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ 71
3.1. Цель проведения исследования 71
3.2. Содержание и анализ исследования 71



4. ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 84
4.1. Состав продукции цеха, регламент его работы и характеристика 84
4.2. Определение потребного количества оборудования и производственной площади участка 84
4.3. Расчет плановой себестоимости продукции участка 87
4.4. Расчет себестоимости и условной внутризаводской цены детали 88



стр.


5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 92
5.1. Определение экономического эффекта 92
5.2. Расчет величин капитальных вложений 95
5.3. Определение экономии от снижения себестоимости 96
5.4. Расчет общих показателей экономической эффективности 98



6. ОХРАНА ТРУДА 99
6.1. Назначение охраны труда на производстве 99
6.2. Анализ условий труда 100
6.3. Электробезопасность 101
6.4. Освещение производственного помещения 107
6.5. Оздоровление воздушной среды 111
6.6. Защита от шума и вибрации 113
6.7. Пожарная безопасность 113
6.8. Техника безопасности на участке 114




ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ




ВВЕДЕНИЕ

В условиях все возрастающей напряженности работы машин, связанной с увеличением мощности, скорости, давления, а также с повышенными требованиями к точности их работы, вопросы надежности приобретают исключительно большое значение. На ремонт и восстановление работоспособности машин затрачиваются огромные ресурсы . Это во многом объясняется низкой прочностью поверхностного слоя сопрягаемых деталей машин, который составляет всего долю процента от всей массы деталей. Следовательно, для повышения долговечности машин решающее значение имеет упрочнение трущихся поверхностей деталей в процессе их изготовления и ремонта. Электромеханическая обработка (ЭМО), основана на термическом и силовом воздействии, она существенно изменяет физико-механические показатели поверхностного слоя деталей и позволяет резко повысить их износостойкость, предел выносливости и другие эксплуатационные характеристики деталей. Процесс ЭМО имеет основные разновидности: электромеханическое сглаживание (ЭМС) и электромеханическую высадку металла (ЭМВ). Высадка является основной операцией электромеханического способа восстановления деталей, а поэтому часто под ЭМВ подразумевают сам способ восстановления.

Как правило, ЭМС сопровождается упрочнением поверхностного слоя, поэтому в некоторых случаях его называют электромеханическим упрочнением (ЭМУ), а по существу ЭМУ есть следствие ЭМС.

1. ТЕХНОЛОГЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


1.1. Назначение детали и анализ технических условий на ее изготовление.


Конструируемая деталь представляет собой деталь типа вилки. В данном условии она является корпусной деталью и служит с одной стороны для крепления твердосплавного ролика, а с другой стороны – для установки всего инструмента, чрез скалку и хвостовик, в шпинделе вертикально-фрезерного станка.


Вилка имеет две ответственных обработанных по седьмому квалитету поверхности. Это отверстия диаметром 30H7, находящиеся в сопряжении со скалкой, и два соосных отверстия диаметром 45H7, в которых на двух шариковых радиальных подшипниках установлена ось, предназначенная для крепления на ней рабочего инструмента в виде твердосплавного ролика.

Шпонка, устанавливаемая в паз B = 8Js9, исключает поворачивание вилки относительно направляющей скалки.

Перемещение вилки относительно скалки в осевом направлении исключается, в одном направлении затягивается гайка М16 на резьбовом участке направляющей скалки, а в другом – пружиной, которая обеспечивает плавную и безударную работу всего инструмента.

Для избежания перекоса вилки, который может привести к поломке инструмента, опорные поверхности, под пружину и гайку которыми являются соответственно торец диаметром 85/50 и паз шириной B = 46 мм, обрабатываются по 12-му квалитету. По такому же классу точности обрабатывается и шейка 50h12, чернота и неровности, на которой могут привести к заклиниванию пружины.

Для предотвращения засорения пылью и другими мелкими частицами подшипники закрываются с двух сторон стаканами и крышками, в которых устанавливают щелевые уплотнения.

Опорные поверхности под крышки обрабатываются в размер L = 90мм. Для крепления крышек к вилке, предназначены шесть резьбовых отверстий с диаметром М6. Для повышения срока службы вилка подвергается оксидированию.


Материал вилки – сталь 45 ГОСТ 1050-74. Получают данную сталь в конвертерах, мартеновских и электрических печах.


Таблица 1.1

Химический состав стали.

марка

C

%

Si

%

Mn

%

Cr

% (не более)


45


0.420.50


0.170.37


0.500.80


0.25


Предельная допустимая концентрация вредных примесей в стали 45 следующая:

S (не более) 0.04% , фосфор (не более) 0.035%


Таблица 1.2

Механические свойства стали 45


т

в

s

ан

H/мм2

%

Hм/см2


45


360


610


16


40


50


Сталь 45 в нормализованном состоянии по сравнению с низкоуглеродистыми сталями имеет более высокую прочность при более низкой пластичности. Хорошо обрабатывается резанием.


1.2. Определение программы запуска и типа производства.


В зависимости от размеров производственной программы, характера производства и выпускаемой продукции, а так же технических и экономических условий осуществления производственного процесса различают три основных типа производства:


  • единичное

  • серийное

  • массовое


Количественной характеристикой типа производства является коэффициент закрепления операций Кз.о., который представляет собой отношение числа различных операций, подлежащих выполнению в течении месяца, к числу рабочих мест. Математически эта зависимость выражается следующей формулой:


Кз.о. = О/Р (1.2.1)


где О – число различных операций, шт.

Р – число рабочих мест, шт.


По таблице типов производств определяем, что выпуск детали массой 2 кг и партией 2000 шт. соответствует среднесерийному производству.


Годовую программу запуска определяем по формуле:


nз = nвып (1+/100) шт, (1.2.2)


где nвып = 200 шт. – заданная годовая программа,

= 4 – коэффициент технологических потерь.


Подставив известные величины в формулу (1.2.2), получаем:


nз = 2000(1+4/100) = 2012


1.3. Анализ технологичности конструкции детали.


Важное место среди требований к технико-экономическим показателям промышленных изделий занимают вопросы технологичности конструкции. Технологичность конструкции детали анализируется с учетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовителя.


Технологичность конструкции – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособляемость к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работы. Важное место среди требований к технико-экономическим показателям промышленных изделий занимают вопросы технологичности конструкции. Технологичность конструкции детали анализируется с учетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовителя.


По ГОСТ 14.205 – 83 технологичность конструкции – это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособляемость к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.


1.3.1. Количественный метод оценки технологичности.


Для количественного метода оценки технологичности конструкции применяют показатели, предусмотренные ГОСТ 14.202 – 73. Произведем расчет по некоторым из этих показателей.


Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:


Кц.э.= Qу.э./Qэ (1.3.1)


где Qу.э. = 8 шт. – число унифицированных элементов детали;

Qэ = 9 шт. – общее число конструктивных элементов.


Подставляя известные величины в формулу, получим:


Кц.э. = 8/8 =1


При Кц.э.> 0.6 деталь считается технологичной.


Деталь считается технологичной по точности, если коэффициент точности обработки Кточ. 0.8. Этот коэффициент определяется по формуле:


Кточ. = 1 – 1/Аср. (1.3.2)


где Аср. – средний квалитет точности обработки, определяется как:

Аср. = Аni / ni (1.3.3)


где А – квалитет точности обработки;

n – число размеров соответствующих данному квалитету, шт.

Подставляя известные величины в формулу (1.3.3), получим:


Аср = (54+37+19+67)/15 = 9.5


Подставляя известные величины в формулу (1.3.2), получим:


Кточ. = 1-1/9.5 = 0.9


При коэффициент Кточ > 0.8 деталь считается технологичной.


Определим технологичность по коэффициенту шероховатости, который должен стремиться к нулю:


Кш = Qш.н./ Qш.о. (1.3.4)


где Qш.н. – число поверхностей с необоснованной шероховатостью, шт;

Qш.о. – общее число поверхностей подлежащих обработке, шт.


Так как Qш.н. = 0 то Кш = 0 и следовательно деталь может считаться технологичной.

1.3.2. Качественный метод оценки технологичности.


Качественный метод оценки технологичности детали основан на практических рекомендациях.

Анализируемая деталь типа вилка имеет простую форму, ограниченную плоскими и цилиндрическими поверхностями. Боковые стороны ушек шейки имеют односторонние утолщения, что снижает расход материала, и путем уменьшения длины рабочего хода снижает время затраченное на обработку детали, что в свою очередь повышает производительность труда.


Ко всем обрабатываемым поверхностям обеспечен удобный подход режущих инструментов.

Отсутствуют поверхности с необоснованно высокой точностью обработки. Все неответственные поверхности обрабатываются по 14-му квалитету. При обработке ответственных поверхностей соблюдается принцип единства баз, что снижает количество брака.


Проанализировав все вышеперечисленные факторы будем считать деталь – технологичной.


1.4. Технико-экономичесике исследования приемлемых методов получения заготовки.


1.4.1. Выбор и обоснование метода получения заготовки.


Учитывая, что деталь имеет относительно простую форму, невысокие требования к чистоте поверхности, а так же, что тип производства – среднесерийный, принимаем метод получения заготовки – горячая ковка на горячештамповочном прессе в закрытом штампе.


1.4.2. Определение параметров заготовки.


Припуски на обработку и допуски размеров на поковки определяются по ГОСТ 7505 – 89. Из вышеупомянутого источника определяем, что деталь имеет следующие обозначения:


  • класс точности – Т3, что соответствует получению заготовки на горячештамповочных прессах в закрытых штампах;

  • группа стали – М2, что соответствует стали 45;

  • степень сложности заготовки – С2;

  • разъем плоскости штампа плоский – П;

  • исходный индекс –12.


В соответствие с этими обозначениями рассчитаем припуски на обработку и допуски размеров, которые занесем в таблицу (табл. 1.3).


Таблица 1.3

Припуски и допуски на обработку.

размер

детали

основной

припуск

дополн.

припуск

общий

припуск

допуск

размеров

размер

заготовки


мм


30


2.6


0.6


3.2



28


50


2.8


0.6


3.4



50


20


1.3


0.3


1.6



21.6


30


1.3


0.3


1.6



28.4


48


1.4


0.3


1.7



49.7


Радиусы закруглений наружный R = 3мм, внутренний r = 9мм. Штамповочные уклоны наружных поверхностей - 7, внутренних - 10.


1.4.3. Стоимостной анализ.


Прежде чем окончательно определиться в выборе заготовки, проведем стоимостной анализ двух видов заготовки – квадратный прокат и сечением 95x95 мм и поковка.


Численным критерием данного анализа является коэффициент использования материала, который определяется по формуле:


Ки.м. = mд / mз (1.4.1)


где mд – масса детали, кг;

mг – масса заготовки, кг;


Массу определяем по формуле:


m=V кг, (1.4.2)


где - плотность материала детали, =7.8 г/см3;

V – объем детали, см3.


Разбив тело летали на простые геометрические фигуры определим ее объем:


Vд = 30(252-152) + 20(42.52-152) + 20.5855820 - 222.5220+37220 = 258051 мм3 = 258см3


Тогда масса детали равна:


mд = 2587.8 = 2015г.


Аналогично определяем массу заготовки-поковки и заготовки проката:


Vз.1.=30(272-142) + 20(42.52-142) + 20.5855820+

+37220 = 336026 мм3 = 336см3

Vз.2. = 9595145=1281550мм3 = 1282см2

mз.1. = 3367.8 = 2621г

mз.2. = 12827.8 = 9996г


Из расчета хорошо видно, что коэффициент использования материала при заготовке-поковке значительно выше.


Определим денежный эквивалент экономии материала. Для этого посчитаем разность масс двух видов заготовок:


mз1 – mз2 = 9996 – 2621 = 7375 г 7.4 кг


Умножив полученную разность на стоимость одного килограмма материала (сталь 45) и на годовую программу выпуска детали мы получим полную годовую экономию Э.


Э = 7.4 2012 = 16378


Проанализировав полученные результаты принимаем заготовку – поковку, получаемую методом горячей ковки на горячештамповочном прессе в закрытом штампе.


1.5.. Проектирование технологического процесса обработки детали.


1.5.1. Разработка и обоснование маршрутного технологического процесса


Проанализировав конструкцию детали на технологичность, определив тип производства и выбрав вид получения заготовки, разработаем маршрут механической обработки детали.

Так как при обработке большинства поверхностей базой будет служить отверстие диаметром 30H7, то первым обработаем его. На первой, вертикально-сверлильной, операции прозенкеруем отверстие 29.4 под последующее протягивание.

Для базирования по данному отверстию на оправке, нам необходим обработанный торец. Поэтому на второй, вертикально-фрезерной, операции профрезеруем паз B = 46 мм. На третей и четвертой, протяжных, операциях протянем отверстие диаметром 30H7 и шпоночный паз шириной B = 87Js9.


Базируясь по обработанному отверстию на пятой, токарной, операции проточим шейку диаметром 50h14 и торец 85/50 мм.

На шестой, вертикально-фрезерной, операции базируясь на поверхность диаметром 50H14, профрезеруем боковые поверхности ушек вилки в размер 90 мм.


На седьмой, вертикально-сверлильной, операции мы зацентруем, b b

сверлим, зенкеруем и нарезаем резьбу в шести отверстиях диаметром М6.

Восьмая операция также вертикально-сверлильная, на ней мы зацентруем, сверлим и два раза разворачиваем два соосных отверстия диаметром 45H7. Базой на седьмой и восьмой операциях является отверстие 30H7 мм.

Для увеличения коррозионной стойкости детали девятой операций проведем оксидирование.


Технологический процесс изготовления детали имеет следующий вид:


005 Заготовительная

010 Контрольная

015 Вертикально-сверлильная

020 Вертикально-фрезерная

025 Протяжная

030 Протяжная

035 Токарная

040 Вертикально-фрезерная

045 Вертикально-сверлильная

050 Вертикально-сверлильная

055 Электрохимическая

060 Контрольная


1.5.2. Обоснование выбора чистовых технологических баз.


Операция 015020:

  • базой является шейка диаметром 50.4 и торец 53.4/26.8 мм.


Операция 025030:

  • базой является протягиваемое отверстие диаметром 30H7мм и торец 53.4/30H7 мм.


Операция 035:

  • базой является отверстие диаметром 30H7мм и торец 50/30 мм.


Операция 040:

  • базой является шейка 50 и торец 85/50 мм


Операция 045050:

  • базой является отверстие диаметром 30H7мм и торец 50/30 мм.


1.5.3. Выбор и обоснование оборудования


Так как на операции 015 обрабатывается одна поверхность, то обработка будет проводиться на заранее настроенном вертикально-сверлильном станке модели 2М55. Технические характеристики вертикально-сверлильного станка модели 2М55:

Наибольший условный диаметр сверления = 50мм.


Вылет шпинделя от образующей колоны:

наибольший – 1600 мм;

наименьший – 375 мм;

Расстояние от торца шпинделя до плиты:

наибольшее – 1600 мм;

наименьшее – 450 мм;


Количество ступеней скоростей шпинделя - 21

Приделы скорости шпинделя – от 20 до 2000 об/мин

Количество ступеней механических подач шпинделя –12

Пределы подач шпинделя – от 0.056 до 2.5 мм/об

Мощность на шпинделе – 4.0 кВт

Габариты станка:

длина - 2665 мм;

ширина - 1020 мм;

высота - 3430 мм;

Масса станка – 4700 кг.


На операции 020 перенастройки станка так же не требуется, поэтому выбираем вертикально-фрезерный станок модели 6Р13. Технические характеристики вертикально-фрезерного станка 6Р13:


Размеры рабочей поверхности – 1600x400 мм

Наибольшие перемещения станка:

продольное - 1000 мм;

поперечное - 300 мм;

вертикальное - 400 мм;

Наибольшая масса обрабатываемой заготовки – 300 кг

Мощность привода главного движения – 10 кВт

Мощность привода подач – 3 кВт

Число оборотов привода:

главное движение - 1460 мин-1;

подач - 1430 мин-1;

Габариты станка:

длина - 2560 мм;

ширина - 2260 мм;

высота - 2250 мм;

Масса станка – 4200 кг.


Для операции 015020 по допускаемому тяговому усилию станка выбираем горизонтально-протяжной станок модели 7520. Технические характеристики горизонтально-протяжного станка 7520:


Тип станка – одинарный

Основной цикл работы – простой

Номинальное тяговое усилие – 200000 H

Ход рабочей каретки – от 100 до 1600 мм

Скорость рабочего хода – от 0.5 до 6 м/мин

Скорость холостого хода – от 0.6 до 85 м/мин

Мощность привода – 18.2 кВт


Так как на операции 025 количество переходов равно двум и обрабатываются не ответственные поверхности, то принимаем токарно-винторезный станок модели 16К20. Основные технические данные токарно-винторезного станка модели 16К20:


Наибольшая длина обрабатываемого изделия – 215 мм

Высота оси центров над плоскими направляющими станка – 215 мм

Приделы чисел оборотов шпинделя – 12.51600 мин-1


Приделы подач

продольных: 0.052.8 мм/об

поперечных: 0.0251.4 мм/об

Мощность главного привода – 10 кВт

Габариты станка:

длина - 2795 мм;

ширина - 1198 мм;

высота - 1500 мм;

Масса станка – 3005 кг.


Для операции 040 оборудование аналогично операции 020. Для операций 045 и 050 выбираем вертикально – сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р135Ф2. При обработке на станке с ЧПУ не требуется наладки, что значительно уменьшает подготовительно-заключительное время.

Так как обработка ведется без участия рабочего, кроме установки и снятия детали, то значительно сокращается вспомогательное время. Технические характеристики вертикально – сверлильного станка с ЧПУ модели 2Р135Ф2:


Наибольший условный диаметр сверления = 35мм.

Наибольший диаметр нарезания резьбы = 24мм.

Число шпинделей револьверной головки - 6

Вылет шпинделя от направляющей колоны – 450мм

Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола: наибольшее – 600 мм;

наименьшее – 40 мм;

Количество подач суппорта – 18

Приделы подач суппорта: 10500 мм/мин

Количество скоростей шпинделя - 12

Приделы частот шпинделя – 45 2000 об/мин

Размеры рабочей поверхности стола:

длина - 710 мм;

ширина - 400 мм;

Габариты станка:

длина - 1860 мм;

ширина - 2170 мм;

высота - 2700 мм;

Масса станка – 4700 кг.


1.6. Проектирование технологических операций.


1.6.1 Расчет режимов резания.


Расчет режимов резания можно проводить двумя методами аналитическим и табличным.


1.6.2. Аналитическим методом рассчитаем режимы резания на операцию 035, а именно – точение поверхности диаметром 50мм. Расчет проведем по [17].


В качестве инструмента выбираем токарный проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6, габаритными размерами 16x10x100 мм по ГОСТ 18879 – 73.

Определим глубину резания по формуле:


t = (D-d)/2 мм, (1.6.1)


где D = 53.4 мм – диаметр заготовки,

d = 50 мм – диаметр обработанной поверхности.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.1), получим:


t = (53.4 – 50) /2 = 1.7 мм


Так как высоких требований к обрабатываемой поверхности не предъявляется и глубина резания невелика, то принимаем подачу S=0.7 мм/об.


Скорость резания определяется по формуле:


V = C / (Tm tx Sy) K ммин, (1.6.2)


где Т - среднее значение стойкости, мин;

(при одноинструментной обработке Т=60 мин)

t = 1.7 мм - глубина резания;

S=0.7 ммоб – подача;

Значение коэффициентов C и показателей степеней выбираем из [17. табл.17]


Получаем C = 340, x = 0.15, y = 0.45, m = 0.2.

Коэффициент K определяется по формуле


K = Km Kп Ku (1.6.3)


где Km - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;

Kп - коэффициент учитывающий состояние поверхности;

Ku - коэффициент учитывающий материал инструмента;


Определим коэффициент Kmv по формуле


Km= Kr (750/в)nv (1.6.4)


где Kr = 1.0 – коэффициент зависящий от группы стали;

в = 610 Н/мм2 – предел прочности для стали 45.


Приняв Kп = 0.8, Ku = 1, nv = 1.75, подставляя известные величины в формулу (1.6.4) , получим:


Km = 1.0 (750/610)1.75 = 1.44

Подставляя известные величины в формулу (1.6.3), получим:


Kv = 1.44 0.8 1.0 = 1.15


Выбрав значения показателей степеней из таблиц и подставляя их величины в формулу (6.2), получим:


V = 340 / (500.2 1.40.15 0.70.45) 1.15 = 200 ммин


Частоту вращения шпинделя определяем по формуле


n = 1000v/(D) мин-1, (1.6.5)


где D = 50 мм – обрабатываемый диаметр.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.5.), получим:


n = 1000200/(50) = 1273 мин-1


Уточнив по паспорту станка, принимаем n=1250мин-1.


Для данной частоты вращения шпинделя уточняем скорость резания по формуле:


V = Dn/1000 м/мин, (1.6.6)

Подставляя известные величины в формулу (1.6.6), получим:


V = 501250/1000 = 196 м/мин.


Определим силы резания. Силы резания будут действовать вдоль трех осей координат x, y, z и называются соответственно Px, Py, Pz. Наибольшей из них является сила Pz, поэтому дальнейший расчет ведем по ней.


Pz = 10Cp tx Sy n Kp Н, (1.6.7)


где Cp = 200 – коэффициент;

x, y, n - показатели степени. x = 1.0; y = 0.75;n = 0

Kp - поправочный коэффициент определяем по формуле

Kp = Kmp Kp Kp Kp Kp (1.6.8)


где Kp - коэффициент зависящий от главного угла в плане;

Kp - коэффициент зависящий от переднего угла;

Kp - коэффициент зависящий от заднего угла;


Kp - коэффициент зависящий от радиуса на вершине резца.

Kmp - коэффициент зависящий от материала заготовки, определяется как:

Kmp = (в/750)n (1.6.9)


где n =1 – показатель степени.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.9), получим:


Kmp = (610/750)1 = 0.81


По [17. табл. 9, табл. 11, табл. 12] выбираемp = 0.98 ;Kp = 1.15 ; Kp = 1.0 ; Kp = 0.87.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.8) , получим:


Kp = 1 0.98 1.15 1 0.87 = 0.81


Подставив все вычисленные значения в формулу (1.6.7) получаем


Pz = 10 200 1.41 0.70.75 2000 0.81 = 1695 H.


Определим основное технологическое время по формуле


To = Lр.х./(Sgng)i мин, (1.6.10)


где Lр.х. – длина рабочего хода, определяется как

Lр.х. = l+y+ мм, (1.6.11.)


где l = 30 мм – длина резания;

y = 2 мм – величина врезания;

= 0 мм –длина перебега.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.11), получим:


Lр.х. = 30+2=32 мм


Подставляя эти величины в формулу (1.6.1), получим:


To = 32 / (12500.7) = 0.037 мин


Определим мощность, необходимую для осуществления процесса резания по формуле:


Nрез = Pz Vд / (601020) кВт, (1.6.12)


Подставляя известные величины в формулу (1.6.12), получим:


Nрез = 16951960/(601020) = 5.4 кВт


1.6.3. Остальные режимы резания рассчитаем табличным методом. В качестве примера определим режимы резания при сверлении отверстия диаметром 25 мм. Расчет проводим по [13].


Глубина резания определяется как


t = d/2 мм, (1.6.13)


где d – диаметр просверливаемого отверстия, мм.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.13), получим:


t = 25/2 = 12.5 мм.


Длина рабочего хода определяется по формуле


Lр.х. = lрез+y+lдоп мм, (1.6.14)


где lрез = 90 мм – длина резания;

y = 16 мм – величина врезания;

lдоп = 0 мм –длина перебега.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.14), получим:


Lр.х. = 90 + 16 = 106 мм


Назначим подачу на оборот шпинделя: So=0.32 мм/об


Определим стойкость инструмента по формуле


Tp = Tм мин, (1.6.15)


где Tм = 80 мин – стойкость машинной работы инструмента.

- коэффициент времени рабочего хода, определяется по формуле


 = Lрез / Lрх (1.6.16)


Подставляя известные величины в формулу (1.6.16), и формулу (1.6.15) получим:


 = 40/106 = 0.4


Тp = 0.4 80 = 32 мин


Рассчитаем скорость резания V, м/мин и число оборотов шпинделя n, мин-1.


V = Vтабл. K1 K2 K3 м/мин, (1.6.17)


где Vтабл. = 24м/мин – табличное значение скорости.


K1 = 0.8 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

K2 = 1 – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;

K3 = 1 – коэффициент, зависящий от отношения Lрез/d.


Подставляя известные величины в формулу (1.6.17), получим:


V = 240.8 =19.2 м/мин.


Значения частоты оборотов шпинделя определяем по формуле (1.6.5)


n = 10019.2/(25) = 245 мин-1.


По паспорту станка принимаем n=250 мин-1. Уточним скорость резания по формуле (1.6.6)


V = 25250/1000 = 19.6 м/мин


Определим основное машинное время по формуле (1.6.8)


To = 106/(2500.32) = 1.33 мин.

Режимы резания на остальные операции рассчитаем аналогично и результаты занесем в таблицу (табл. 1.4).


Таблица 1.4

Сводная таблица режимов резания.



Наименование

t Д

nд

V S

Lрх

To


оп.


пер

операции или

перехода


мм


об/

мин


м/

мин


мм/

об


мм


мин


1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


05



Вертик-сверлильн.


1.6


29.4


195


18.4


0.5


65


0.64


10



Вертик-фрезерная


2


46


160


23


0.42


99


0.14


15



Гориз.-протяжная


0.3


30


-


6


-


490


0.16


20



Гориз.-протяжная


3.3


-


-


8


-


590


0.15


25



Токарная










1


точить 50


1.7


50


1250


196


0.7


35


0.05



2


подрезать торец


1.6


85


160


25


0.6


20


0.21


30



Вертик.-фрезерная










1


фрез. поверхность


1.6


100


630


198


2


104


0.1



2


фрез. поверхность


1.6


100


630


198


2


104


0.1


35



Вертик.-сверлильн.










1


центровать


1


8


1000


27


0.16


11


0.07



2


сверлить


2.5


5


1400


22


0.1


12


0.07



3


зенковать


1


7


1400


25


0.16


5


0.02



4


нарезать резьбу


1


6


250


7


1


16


0.11


Продолжение таблицы 1.4



1


2


3


4


5


6


7


8


9


10


40



Вертик-сверлильн.










1


центровать


1


8


1000


27


0.16


11


0.07



2


сверлить


12.5


25


250


19.6


0.32


106


1.33



3


зенкеровать


10


44.8


250


35