Технологический процесс изготовления детали

0,2 0,15 0,2 90 * 1 * 0,175Число оборотов: n = 1000 * 165,58 = 1041,61 об/мин. 3,14 * 50,6Принимается число оборотов шпинделя n = 800 об/мин.скорость резания Vф = 3,14 * 50,6 * 800 = 127,17 м/мин.Сила резания Cp = 300; x = 1; y = 0,75; n = -0,15;Поправочный коэффициентKmp = 1; Kup = 1; Kуp = 1; Kлp = 1; Krp = 1, /1/;Kp = 1*1*1*1*1 = 1 .Сила резания: 1 0,75 -0,15Pz = 10 * 300 * 1 * 0,175 * 127,17 * 1 = 392,41 Н.Мощность резания:N = 392,41 * 127,17 = 0,81 кВт. 1020*60Длина пути обработки:l = 28 мм - длина пути резания;l1 = 3 мм - врезание;l2 = 0 мм - перебег.L = 28 + 3 + 0 = 31 мм.Основное технологическое время:To = 31 + 31 = 0,23 мин. 800 * 0,175 800 * 314 перехода чистовое точение цилиндрической поверхности ø70 мм, на длине 9 мм.Глубина резания - t = 0,5 мм;Подача - s = 0,245 мм/об.Скорость резания:Cv = 420; x = 0,15;y = 0,2;m = 0,2;;T = 90 мин. - период стойкости Поправочный коэффициент:Kmv = 1;Kпv = 0,85;Kиv = 1,15;Kтv = 1;Kuv = 1;Krv = 1;Kv = 1*0,85*1,15*1*1*1 = 0,97 .Скорость резания:V = 420 * 0,97 = 221,14 м/мин. 0,2 0,15 0,2 90 * 1 * 0,245Число оборотов: n = 1000 * 221,14 = 1005,62 об/мин. 3,14 * 70Принимается число оборотов шпинделя n = 800 об/мин.Скорость резания:Vф = 3,14 * 70 * 800 = 175,92 м/мин. 1000Сила резанияCp = 300;x = 1;y = 0,75; n = -0,15;Поправочный коэффициент:Kmp = 1; Kup = 0,94; Kуp = 1; Kлp = 1; Krp = 1, /1/;Kp = 1*0,94*1*1*1 = 0,94 .Сила резания: 1 0,75 -0,15Pz = 10 * 300 * 1 * 0,245 * 175,92 * 0,94 = 452,19 Н.Мощность резания N = 452,19 * 175,92 = 1,29 кВт. 1020*60Длина пути обработки, мм, определяется по формуле:L = l + l1 + l2 ,где l = 9 мм - длина пути резания;l1 = 3 мм - врезание;l2 = 3 мм - перебег.ТогдаL = 9 + 3 + 3 = 15 мм.Основное технологическое время:To = 15 + 15 = 0,08 мин. 800 * 0,245 800 * 3:1.10 Нормирование технологического процессаПри серийном производстве нормирование операций производится в следующей последовательности.Сначала определяется штучное время по формуле :Тшт = Тм(о) + Тв + Тобс + Тотд, , гдеТм(о)-машинное время в мин Тв - вспомогательное времяТобс – время на обслуживание рабочего места в % от машинного времени (4-7%)Тотд- время на отдых принимается в % от машинного времени (5%)Определяем норму штучного времени для каждой операции и результаты расчета сводим в таблицу.Определяем штучно-калькуляционное время на каждую операцию по формуле и результаты расчета сводим в таблицу ( табл. 7)Тшт.к = Тшт+, гдеТпз – подготовительно-заключительное время на каждую операцию, применяется по нормативам.n- количество деталей изготовленных за смену на одной операции (Nгод/247=15000/247=60)Таблица сводной трудоемкости по операциям (таблица 12)Таблица 12№оперНаименование операцииТпзТм(о)ТвТобс.Тотд.ТштТшт.кРазряд015Токарная чистовая75,061,530,300,257,147,253 разряд2 Проектирование режущего инструмента: фасонный резец2.1 Выбор величины заднего угла αСогласно рекомендациям α для фасонных дисковых резцов принимают в пределах 10…12°[1, стр.3]. Принимаем α=12°.Выполним проверку величины заднего угла на минимально допустимое значение на конических участках. Для этого вычислим профильные углы детали на всех конических участках (за исключением фасок).где: - длина конического участка; ,- больший и меньший радиусы конического участка соответственно.Параметры конического участка 1: Параметры конического участка 2: Для участка с наименьшимзначением вычислим нормальный задний угол :Задний угол выбран верно, так как 2.2 Выбор переднего угла Обрабатываемый материал - алюминий, значит величина переднего угла 25-30°. Принимаем -25°2.3 Вычисление глубины профиля деталиНаибольшая глубина профиля детали вычисляется по формуле Где - наибольший и наименьший диаметры детали соответственноПолучаем:2.4 Определение узловых точек профиля деталиРадиусы узловых точек профиля детали указаны на рисунке Рисунок 10 - Профиль детали=20/2=10мм; =24/2=12мм; =34/2=17мм; =30/2=15мм; =20/2=10мм; =30/2=15мм; Угловую точку с радиусом, равным =10мм, примем за базовую.2.5 Подбор габаритных и присоединительных размеровВ соответствии с глубиной профиля и рекомендациям выбираем габаритные и присоединительные размеры резца. Da=60мм, b=11мм, d=16H8, d1=25мм, d2=5мм, D1=34мм, r = 2ммТак же, нужно принять наружный радиус резца:Ra =Da/2=60/2=302.6 Расчёт установочных и эксплуатационных параметровДля дисковых резцов –смещение оси резца относительно линии центров станка , смещение передней грани (или плоскости заточки) от оси резца .2.7 Расчёт глубины резания резцаВ плоскости передней грани, где , мм, 7,464мм5,331 мм0мм5,331 ммВ профильной плоскости (нормальной к задней поверхности);;;;;2.8 Результаты расчетовТаблица 13 Результаты расчетов узловых точекНомер узловой точки,i ,мм, ммб1000011222,1681,70221777,4645,53931555,3314,06041000051555,3314,0602.9Расчет корригированного радиуса профильной плоскости резца.где- ширина дугового участка, -глубина дугового участка в профильной плоскости резца fr = hх5 - hх4 = 5,337 мммм2.10Выбор материала для изготовления резца, назначение допусковТак как деталь выполняется из алюминия, в качестве материала резца выбрана быстрорежущая сталь Р6М5 ГОСТ 19265-73 [1, табл. 4.5, стр.90-92].Твердость после термообработки HRC=63…65Допуски на расстояние от узловых точек до базовой линии назначаются по IT9 (1/5-1/6 допуска на соответствующий диаметр детали), но не более ±0,02 мм.Допуски по ширине участков резца назначаются по IT9 (1/2-1/3 допуска на соответствующие осевые размеры детали).В маркировке резца необходимо указать: номер детали, материал режущей части, h и H.3 Проектирование технологической оснастки3.1Назначение приспособленияРисунок 11 - Зажимное приспособление для фрезерования шпоночных пазовПриспособлениепредназначено для фрезерования шпоночных пазов в изучаемой детали. Для крупносерийного и массового производства целесообразно применение приспособлений с автоматизированным зажимом, таким образомнеобходимо разработать приспособление, обладающее достаточным быстродействием установки и снятия заготовки.Учитывая конструкциюзаготовкиполучаемую после предыдущих операций технологического процесса, принимаем конструкцию приспособления, состоящая из опорной поверхности, оправки и параллельного зажима.На рисунке 11 приведена схема приспособления.Зажим заготовкиосуществляются прихватом за счет пневмоцилиндра. 3.2Выбор установочных элементов для базированияБазирование осуществляется на поверхность3. Поверхности обрабатываются по 11 квалитету точности, что соответствует чертежу. Опора выполнятся из стали 20Х, которая подвергается химико-термической обработки до твердости HRC 55…60. Рабочие поверхности подвергаются обработке до Ra 0,63-0,32. Параллельно-рычажный зажим, который приводится в движение от пневмоцилиндра, обеспечивающего необходимую силу зажатия. 3.3 Точность обработки детали.Разрабатывается приспособление, на котором одновременно обрабатываются (фрезеруются) двашпоночных паза. Конструкция спроектированного приспособления представлена на сборочном чертеже. Приспособление состоит из следующих основных частей: на основание 12 установлен кронштейн поз. 1, стойка поз. 2 и кронштейн поз.3, в кронштейн поз.1 установленавтулка поз. 11, в которую устанавливается и центрируется деталь. Зажим осуществляется с центра поз. 7, зажим приводится в движение с помощью пневмоцилиндра поз. 69 через прихват 17. Пневмоцилиндр крепится к основанию приспособления с помощью шпилек. 15. Деталь устанавливается во втулку 11, для этого рычаги должны находиться в крайнем правом положении. После установки деталь из цеховой пневмомагистрали подается воздух в штоковую полость пневмоцилиндра, поршень вместе со штоком опускается вниз и тянет ось на которой закреплены рычаги, которые поворачиваясь на осях прижимают деталь. Максимальный ход поршня 16 мм, максимальное усилие зажатия детали 1250 Н.Приспособление удобно с точки зрения установки и снятия детали, а также безопасно, потому что не содержит никаких съемных деталей. Действия рабочего сводятся к снятию и установке деталей, угловое положение детали определяет сам рабочий. 3.4Расчёт усилия зажима детали.Расчет производитсядля наиболеенеблагоприятного фактора. В процессе обработки фрезой, сила резания воспринимается опорной поверхностью пальца, а потом опорной поверхностью приспособления.согласно выше сказанного расчет производится из условия, что действие силы резания не совпадает с силой зажима. Сила зажима должна обеспечить надежное крепление детали и исключить вырыв и сдвиг.Сила резания в процессе фрезерования определяется по формуле (1): (1)где Ср = 68,2 - постоянная для данных условий;t = 36,5 мм. - глубина резания;Sz = 0,1 мм. - подача на зуб фрезы;В = 4 мм. - ширина фрезы;z = 12 - количество зубьев фрезы;D = 200 мм. - диаметр фрезы;n - частота вращения шпинделя;KМР = 1 - поправочный коэффициент;x = 0,86; y = 0,72; u = 0,1; q = 0,86; w = 0 - показатели степеней.Т.к. обработка ведется одновременно двумя фрезами то:Так как сила резания направлена против усилия зажима, то усилие зажима определяется по формуле (2): (2)где - коэффициент запаса.Коэффициент запаса (3): (3)где к0 = 1,5 - гарантированный коэффициент запаса надежности; к1 = 1,2 - для черновой обработки;к2 = 1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления инструмента;к3 = 1 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;к4 = 1 - для пневматических приводах;к5 = 1 - степень удобства расположения рукояток.Принимается к = 2,5.Исходная сила (4): (4)где а, b, c, d - длины плеч рычагов.3.5Расчёт исполнительных элементов приводаТак как, было принято решение применять пневмоцилиндр двустороннего действия, который должен обеспечить расчитанную силу, то необходимо определить внутренний диаметр пневмокамеры: (5)где р = 0,5 МПа - давление цеховой пневмомагистрали; = 0,8 - КПД.Полученный диаметр цилиндра округляется по нормативам до ближайшего большего значения.Принимается D = 63 мм.Уточняется исходная сила по формуле (5):3.5Расчёт приспособления на точностьНа точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки, которая не должна превышать допуск выполняемого размера при обработке. Обработка установочных элементов приспособления, производится после сборки его, с целью уменьшения накопленой погрешности. Таким образом объединяются технологические и измерительные базы. Погрешность приспособления (6):где - погрешность базирования,мкм;погрешность базирования:для более точного базирования это отверстие должно изготавливаться по Н10; - эксцентриситет между поверхностями пальца = 0,005 мм; - погрешность установки приспособления в паз стола по шпонке = 0,08 мм; - погрешность настройки фрезы на размер = 0,005 мм;Допуск на размер равен 0,36 мм, значит, приспособление удовлетворяет необходимым требованиям точности.Список литературы1. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Подред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1986. 656 с, ил.2. Справочник инструментальщика / под ред. И.А.Ординарцева, Л.: Машиностроение,1987.3. Учебное пособие «Режущие инструменты» / М.А Адмакин, Ю.М.Панкратов/ СПбГПУ, СПб, 2014г, 60с.4. Горошкин А. К. Приспособления для металлорежущих станков М.: Машино строение, 1979, - 303 с. ил.5.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под ред. А.Г. Косилова и Р.К. Мещерякова - М.: Машиностроение, 1985. - T.1, 656 с.; Т.2, 496 с.6.Станочные приспособления: Альбом/Моск. гос. технолог. ун-т (СТАНКИН)/ - Тверь, 1999. - 112 с.7.Схиртладзе Александр Георгиевич. Станочные приспособления: Учеб. пос. / Схиртладзе Александр Георгиевич, Новиков Владимир Юрьевич. - М.: Высш. шк., 2001. - 110 с.8. Технологическая оснастка: метод. указания для курсов. проектирования (все формы обучения). К. В. Иванов-Польский. Спец. 1201 / ВятГУ. Эл-ный документ - Киров, 2005. 18 с.