Разработка техпроцесса детали "Золотник"

Глубиной резания t называют расстояние между обрабатываемой и обработанной поверхности заготовки, измеренное перпендикулярно к последней.
При точении цилиндрической поверхности глубину резания определяют по формуле:
,
где d - диаметр обработанной цилиндрической поверхности заготовки, мм;
D - наибольший диаметр обработанной поверхности заготовки, мм.
Подачей S называют путь точки режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении движения подачи за один оборот или один ход заготовки или инструмента.
Скоростью резания V называют расстояние, пройденное точкой режущей кромки инструмента относительно заготовки в направлении Скорость резания устанавливаются по нормативам режимов резания или рассчитывается по эмпирическим формулам, установленным для каждой вида обработки, которые имеют общий вид [13, стр. 363]:

где – коэффициент [13, табл. 28, стр. 368]; – диаметр сверла (отверстия), мм; – стойкость сверла, мин [13, табл. 30, стр. 363]; – подача на оборот, мм/об; – поправочный коэффициент, равный:

где – коэффициент, учитывающий качество материала, [13, табл. 4, стр. 360]; – коэффициент, учитывающий материал инструмента, [13, табл. 6, стр. 361]. – коэффициент, учитывающий глубину сверления, [13, табл. 31, стр. 361];
Для расчёта мощности резания (эффективной) согласно [13, стр. 371] используется следующая зависимость:
,
в которой на основании [13, стр. 371]

где – коэффициент [13, табл. 22, стр. 372]; – глубина резания, мм; – подача на оборот, мм/об; – скорость резания, м/мин; – поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания [13, табл. 9, 10 и 23, стр. 362, 363,371]


Рассчитаем режимы резания для наружного чернового и чистового точения и сверления центровых отверстий.
Операция 005. Токарная
Рассмотрим черновое точение проката с Ø11 мм до Ø9,1 мм.
Длина точения (lдет ) составляет 35 мм, номинальный диаметр вала равен 8 мм. Обработка производится проходным резцом с главным углом в плане 45°, закреплённым в резцедержателе станка 16К20Ф3. Материал резца определяется материалом обрабатываемой заготовки, а также типом и видом обработки. В рассматриваемом случае деталь изготовлена из стали 30Х3МФА. Наиболее распространённым инструментальным материалом для обработки легированных сталей является твердый сплав марки Т15К6 ГОСТ 9391-80 (титановольфрамовый).
Глубина резания t составляет 0,95 мм, диаметр точения равен 11 мм, а подача на оборот S в соответствии с данными справочника [4, табл. 12, стр. 365] находится в диапазоне 0,30-0,40 мм/об. Принимаем S =0,35 мм/об.
.
Показатели степеней определяются по [13, табл. 17, стр. 367].
=290 =0,2 =0,15 =0,35 =60 мин
Тогда
м/мин
Частота вращения шпинделя определяется по следующей зависимости:

Подставим числовые значения:
об/мин
На основании паспортных данных станка максимальная скорость шпинделя 2000 об/мин. Тогда действительная скорость резания, определяемая по следующей зависимости
,
составит:
м/мин
Определим тангенциальную силу резания Pz.



Показатели степеней определяются по [13, табл. 22, стр. 372].
=300 =1,0 =0,75 =-0,15 Тогда:
Тангенциальная сила:
Н
кВт

Выбранный станок 16К20Ф3 имеет номинальную мощность двигателя 10 кВт, с учётом КПД: кВт. Мощность резания меньше мощности станка.

Рассмотрим чистовое точение детали с Ø9,1 мм до Ø8,35мм.
Длина точения (lдет ) составляет 35 мм. Обработка производится проходным резцом с главным углом в плане 45°, закреплённым в резцедержателе станка 16К20Ф3. Материал резца тот же, что и при черновом точении.
Глубина резания t составляет 0,375 мм, диаметр точения равен 9,1 мм а подача на оборот S при чистовом точении с радиусом при вершине резца r = 0,8 мм для шероховатости Rа = 1,25 в соответствии с данными справочника [4, табл. 12, стр. 365] S = 0,13 · 1,25 = 0,16 мм/об.
.
Показатели степеней определяются по [13, табл. 17, стр. 367].
=350 =0,2 =0,15 =0,2 =60 мин
Тогда
м/мин
Частота вращения шпинделя определяется по следующей зависимости:

Подставим числовые значения:
об/мин
На основании паспортных данных станка максимальная скорость шпинделя 2000 об/мин. Тогда действительная скорость резания, определяемая по следующей зависимости
,
составит:
м/мин
Определим тангенциальную силу резания Pz.



Показатели степеней определяются по [13, табл. 22, стр. 372].
=300 =1,0 =0,75 =-0,15 Тогда:
Тангенциальная сила:
Н
кВт

Выбранный станок 16К20Ф3 имеет номинальную мощность двигателя 10 кВт, с учётом КПД: кВт. Мощность резания меньше мощности станка.

Рассмотрим сверление центрового отверстия А1 ГОСТ 14034-74.
На данной операции выполняется сверление центрового отверстия с диаметрами d = 1,0 мм, D = 4,0 мм. Длина обработки lдет составляет 2,3 мм. Отверстия сверлятся в сплошном материале. Наиболее распространённым инструментальным материалом для сверления легированных сталей является быстрорежущая сталь марки Р6М5. Исходя из всего выше приведённого, выбираем центровочное сверло по ГОСТ 14952 -75 № 2317-0101.
Параметры режимов резания:
Глубина резания t равна радиусу сверла и составляет мм, а подача на оборот S в соответствии с данными справочника [4, табл. 35, стр. 381] находится в диапазоне 0,04-0,06 мм/об. Выбираем s = 0,05 мм/об.
Для расчёта скорости резания согласно [13, стр. 381] используется следующая зависимость:
(5.10)
где – коэффициент [13, табл. 39, стр. 383]; – диаметр сверла (отверстия), мм; – стойкость сверла, мин [13, табл. 40, стр. 384]; – подача на оборот, мм/об; – поправочный коэффициент, равный: (5.11)
где – коэффициент, учитывающий качество материала, [13, табл. 4, стр. 360]; – коэффициент, учитывающий материал инструмента, [13, табл. 6, стр. 361]. – коэффициент, учитывающий глубину сверления, [13, табл. 41, стр. 385]; .

Показатели степеней определяются по [13, табл. 38, стр. 383].
=7,0 =0,4 =0,2 =0,7 =15 мин Тогда
м/мин
Частота вращения шпинделя определяется по следующей зависимости:

Подставим числовые значения:
об/мин
Выбираем обороты на основании паспортных данных станка: 2000 об/мин. Тогда действительная скорость резания, определяемая по следующей зависимости
,
составит
м/мин
Для расчёта мощности резания согласно [13, стр. 386] используется следующая формула:

в которой на основании [13, стр. 385]

где – коэффициент [13, табл. 42, стр. 385]; – диаметр сверла (отверстия), мм; – подача на оборот, мм/об; – поправочный коэффициент, равный
где – поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала [13, табл. 9, стр. 360].
Показатели степеней определяются по [13, табл. 42, стр. 385].
=0,0345 =2,0 =0,8 Тогда
Нм
кВт

Выбранный станок 16К20Ф3 имеет номинальную мощность двигателя 10 кВт, с учётом КПД: кВт. Мощность резания меньше мощности станка.
Расчёт окончен.
Расчет технической нормы времени

Техническая норма времени – время, необходимое для выполнения технологической операции в определенных организационно-технических условиях конкретного производства.
Наиболее обоснованным является метод технического расчета по нормативам, согласно которому норма времени, независимо от типа станка и метода обработки определяется по формуле:
Тшт = То + Твсп + Ттех + Торг + Тп ,
где Тшт – штучное время на выполнение одной операции, мин;
То – основное (технологическое ) время, мин;
Тв – вспомогательное время, мин;
Ттех = 6% · ТО - время технического обслуживания рабочего места, мин;
Торг = 8% · ТО – время организационного обслуживания рабочего места, мин;
Тп = 2,5 % · ТО – время перерывов работы, мин.
В условиях серийного производства дополнительно рассчитывается штучно – калькуляционное время (Тшк):

где – подготовительно – заключительное время, мин;
n – число деталей в партии, шт.
Нормы времени определяют в такой последовательности:
по каждому переходу вычисляют основное время ТО
определяют вспомогательное время:
Твсп = Тконтр+ Т уст.интр.+ Т закр.заг.,
где Тконтр – время на контроль размеров детали;
Т уст.интр. – время на установку инструмента;
Т закр.заг. – время на закрепление заготовки.
вычисляют оперативное время:
Топ= То+Твсп ;
по нормативам в зависимости от вида операций и оборудования устанавливается время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности – Тогрн и Тп (в % от основного времени);
определяют норму штучного времени Тшт;
для серийного производства устанавливают состав подготовительно – заключительное время . После чего рассчитывают штучно – калькуляционное время Тшк..

Основное время – основное технологическое время, в продолжение которого осуществляется изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя, структуры материала обрабатываемой заготовки. Оно определяется по следующей формуле:

где – расчётная длина, мм; – длина детали, мм; – длина врезания, мм; – длина перебега, мм; – величина подачи, мм/об.; – минутная подача, мм/мин.; – частота вращения шпинделя, об/мин.
Рассчитаем нормы времени для обработки размера Ø8-0,015 с Rа0,5.
При обтачивании черновом:

При обтачивании чистовом:
мин.
При шлифовании предварительном методом врезания:

мин.
При шлифовании окончательном:
мин.
Вспомогательное время Твсп:



Оперативное время Топ:




Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности:



.
Время организационного обслуживания рабочего места:



.
Время перерывов работы:




Штучное время равно:



.
Подготовительно – заключительное время составляет:





Штучно – калькуляционное время Тшк:




Таблица 1.10– Нормы времени на механическую обработку размера Ø8-0,015.

То Твсп Тшт Тп.з. Тшк Ттех Торг Тп Токарная черновая 0,07 0,445 0,53 1,2 0,22 0,0042 0,0056 0,00175 Токарная чистовая 0,15 0,18 0,36 0,6 0,12 0,009 0,012 0,00375 Шлифоваль-ная предвари-тельная 0,004 0,4 0,41 1,6 0,29 0,00024 0,00032 0,0001 Шлифоваль-ная окончательная 0,008 0,42 0,43 1,0 0,19 0,00048 0,00064 0,0002 Всего 0,232 1,445 1,73 4,4 0,82 0,01392 0,01856 0,0058




Литература
Основная
Машиностроительное производство: учебник/И.А.Булавинцева.-М.:ИЦ «Академия»,210.-176с.
Черпаков Б.И.Металлорежущие станки: учебник для НПО/Б.И.Черпаков,Т.А.Альперович.-4-е изд.-М.: ИЦ «Академия»,2010.-368с.
Базров Б.М. Основы технологии машиностроения: учебник для вузов. – 2– е издание. – М.: Машиностроение, 2007. – 736 с.
Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов. – 5 – е издание, стереотипное. Перепечатка с четвертого издания 1983г. – М.: ООО ИД «Альянс», 2007. – 256с.
Тимирячева В.А. Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении: Учебное пособие под редакцией. М.: Высшая школа, 2007.
Дополнительная
Вороненко В.П. и др. Машиностроительное производство: учеб. для сред. спец. учеб. заведений. – М.: Высш. шк., Издат. Центр Академия, 2001, 304с.
Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей вузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. – 12 – е изд. испр. – М.: Высш. шк., 2008. – 408 с.: ил.
Козлова Т.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие. – Екатеринбург: Изд – во Урал. гос. проф. – пед. ун – та, 2001. – 169 с.
Марков Н.Н. и др. Нормирование точности в машиностроении: Учеб. Для вузов. – М.: Высш. шк., Издат. Центр Академия, 2001. – 354 с.
Оборудование машиностроительных предприятий: Учебник/ А. Г. Схиртладзе, В. И. Выходец, Н. И. Никифоров, Я. Н. Отений / ВолгГТУ, Волгоград, 2005. – 128 с.
Припуски на механическую обработку : справочник / Г. А. Харламов, А. С. Тарапанов. – М. : Машиностроение, 2006. – 254 с. : ил.
Справочник технолога – машиностроителя. В 2 – х т. Т. 1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4 – е изд., перераб. и и доп. – М.: Машиностроение, 1986. 656 с.: ил.
Справочник технолога – машиностроителя. В 2 – х т. Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4 – е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. 496 с.: ил.
Стали и сплавы. Марочник: Справ. изд. / В.Г. Сорокин и др.; Науч. ред. В.Г. Сорокин, М.А. Гервасьев. – М.: «Интермет Инжинеринг», 2001. – 608 с.: ил.
Технология машиностроения. В 2 кн. : учеб. пособие для вузов / Э. Л. Жуков [и др.]; под ред. С. Л. Мурашкина. – 2 – е изд., доп. – М. : Высш. шк., 2005. – Кн. 1: Основы технологии машиностроения. – 2005. – 278 с.: ил.
Режимы резания для токарных и сверлильно – фрезерно – расточных станков с числовым программным управлением: справочник / В. И. Гузеев, В. А. Батуев, И. В. Сурков ; под ред. В. И. Гузеева. – М.: Машиностроение, 2005. – 368 с.: ил.










2