Разработка технологического процесса

Расчет  припусков, операционных размеров и  размеров заготовки расчетно-аналитическим  методом проведём по формуле 

2Z_min=2(R_zi-1 + + ( +e_i²) )    (2.11)

где R_{zi -1}-высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

-глубина дефектного поверхностного  слоя на предшествующем переходе, мкм;

-суммарные отклонения расположения  поверхности и в некоторых  случаях отклонения формы поверхности,  мкм;

e_i²-погрешность установки заготовки на выполняемом переходе, мкм;

 

Приведем  пример расчета припусков на обработку  и предельных размеров по технологическим  переходам для поверхности ñ85h6.

Расчет  минимальных значений припусков  производим пользуясь формулой:

2Zmin₁=2·[150+250+(135²+0²)^1/2]=1070 мкм;

2Zmin₂=2·[50+50+(9.9²+110²)^1/2]=216.2 мкм;

2Zmin₃=2·[30+30+(5.5²+0²)^1/2]=131 мкм.

2Zmin₄=2·[10+20+(0.7²+5²)^1/2]=61.4 мкм.

Расчетный размер d_р заполняется начиная с конечного размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода:

d_р3=84,978 +0,061=85,039 мм;

d_р2=85,039+0,131=85,170 мм;

d_р1=85,270 +0,117=85,387 мм;

d_рз=85,387 +1,070=86,457 мм.

Наименьшие  предельные размеры получаем округляя расчетные размеры увеличением  их значений.

Наибольшие  предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему  предельному размеру:

d_max4=84,978+0,022=85,00 мм;

d_max3=85,039+0,061=85,100 мм;

d_max2=85,170+0,130=85,300 мм;

d_max1=85,387+0,620=86,010 мм;

d_maxз=86,457+1,640=88,100 мм.

Предельные  значения припусков z определяем как разность наибольших предельных размеров и z - как разность наименьших предельных размеров и выполняемого переходов.

 

Расчет  припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам  для наружнего диаметра ñ85(-0,022)

 

  

Технологический переходы	Элементы припуска, мм				Расчетный припуск 2Zmin	Расчетный размер dp,мм	Допуск б, мм	Предельный размер, мм		Предельные значения
	Rz	T	P	Еу				dmin	dmax	2Zпр min	2Zпр max
Заготовка	150	250	135			86.457	1600	86.500	88.100
Точение черновое	50	50	8,1	110	1070	85.387	620	85.390	86.010	1110	2090
Точение чистовое	30	30	5,5	0	216.2	85.170	100	85.200	85.300	190	710
Шлифование черновое	10	20	0,7	5	131	85.039	62	85.039	85.100	161	199
Шлифование чистовое	5	15	0,3	0	61.4	84.978	22	84.978	85.000	61	101
										1522	3100

 

 

 

 

 

 

 

4.2 Выбор металлорежущего оборудования.

В современном машиностроении невозможно реализовать спроектированный технологический  процесс без соответствующего технологического оснащения.

Металлорежущее оборудование выбирается с учетом следующих рекомендаций:

• соответствие габаритных размеров заготовок (одной или нескольких) размерам рабочей зоны оборудования;
• требования по обеспечению точности и качества обрабатываемой поверхности, что особенно важно при чистовой и отделочной обработке;
• технологические возможности станка, которые должны соответствовать схеме построения операции;

технические характеристики оборудования, выпускаемого серийно, приводятся в каталогах,  а также в технической литературе

 

Операция	Оборудование
005 Токарная с ЧПУ	Токарно-револьверный с ЧПУ CL - 15
010 Токарная с ЧПУ	Токарно-револьверный с ЧПУ CL - 15
015  Шлифовальная	Круглошлифовальный станок модели MA 1420/500
020  Слесарная	Верстак
025 Моечная	МСА 025
030 Контрольная	Стол ОТК

 

 

 

4.3 Выбор режущего инструмента.

 

 

Инструментальная  оснастка представляет собой совокупность инструментов, предназначенных для обработки резанием или пластическим деформированием, а также устройств для закрепления инструмента.

Выбор режущих инструментов при оснащении технологической операции механической обработки заготовок производится, исходя из условий обработки с учетом вида станка, материала обрабатываемой заготовки, ее размеров и конфигурации, требуемой точности обработки, шероховатости поверхности, типа производства.

Вспомогательный инструмент (оправки, резцовые блоки и т.п.) должен обеспечивать надежное закрепление режущего инструмента, быструю и легкую его смену, возможность регулировки на станке, а также наладки и подналадки его на заданный размер вне станка.

Измерительный инструмент выбирается в зависимости от вида обрабатываемой поверхности и требуемой точности. В единичном и мелкосерийном производстве применяется универсальный измерительный инструмент.

 

Операция	Оборудование	Инструмент
005 Токарная с ЧПУ	Токарно-револьверный с ЧПУ CL - 15	Резец К01-4229-000 ГОСТ 21151-75  пластина Т5К10 ГОСТ 26611-85,
010 Токарная с ЧПУ	Токарно-револьверный с ЧПУ CL - 15	Резец К01-4229-000 ГОСТ 21151-75  пластина Т15К6 ГОСТ 26611-85 Резец 2103-0671 ГОСТ 2872-80 пластина Т15К6 01114-160304 ГОСТ 19046-80
015  Шлифовальная	Круглошлифовальный станок модели MA 1420/500	ПП 300 75 4A 50-М28 С1 6 К А 35м/с ГОСТ17123-79

 

 

 

 

4.4. Расчет режимов обработки

 

 

Исходными данными для определения режимов  резания являются: материал обрабатываемой заготовки и его физико-механические свойства; размеры и геометрическая форма обрабатываемой поверхности; технические условия на изготовление детали; материал, типоразмер и геометрические параметры режущей части инструмента; тип и характеристика оборудования.

Режимы  резания существенно влияют на точность и качество обрабатываемой поверхности, производительность и стоимость  обработки.

При расчете  режимов резания сначала определяют глубину резания. Глубина резания  определяется  величиной припуска на обработку и возможностью удаления его за один ход. При обработке  за несколько рабочих ходов глубину  резания устанавливают наибольшей с соответствующим уменьшением  числа рабочих ходов. При этом для обеспечения заданной точности и шероховатости поверхности  глубину резания на последних  рабочих ходах уменьшают. После  определения глубины резания  устанавливается подача. Подачу назначают  максимально возможную. При черновой обработки ограничивающим фактором является прочность слабого звена  технологической системы. При чистовой и отделочной обработке подачу устанавливают  в зависимости от точности обработки  и шероховатости поверхности.

Скорость  главного движения определяют по формуле:

    

где  Кv - произведение ряда коэффициентов.

       

Кмv –  коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.

      

где  Кг - коэффициент характеризующий  группу стали по

обрабатываемости 

sв - предел прочности для заданной стали, Мпа.

пv - показатель степени (обработка, резцами из твердого сплава) n=1.

Кпv - коэффициент, отражающий состояние поверхности  заготовки Кп=0.8.

Киv - коэффициент, учитывающий материал инструмента (Т15К6), Ки=1 .

Kjiv, Kjv, Krv – коэффициенты, учитывающие влияние параметров резца.

Kjv=0.9,

Kjiv=1

Су-коэффициент.

m, х, у  - показатели степени.

Период  стойкости при многоинструментной обработки:

       

Т - стойкость  инструмента. Т=60 мин.

t - глубина  резания мм.

S - подача  мм/об.

Рассчитываем  частоту вращения шпинделя по формуле:

,      

где,       V - рассчитанная скорость резания м/сек.

D - обрабатываемый  диаметр мм.

 Определение  потребной мощности двигателя.

Расчет  сил резания по формуле:

     

где,       Кр - поправочный коэффициент:

    

где,      Кмр – коэффициент, учитывающий  влияние качества обрабатываемого  материала на силовые зависимости, рассчитывается по формуле:

       

где,         п - показатель степени п=0.75.

sв - предел прочности материала заготовки.

Кjр – коэффициент, учитывающий геометрию главного угла Кjр=0,89.

Кgр - коэффициент, учитывающий геометрию переднего угла Кgр=1.25.

Кlр – коэффициент, учитывающий геометрию угла наклона рeжущей кромки

Кlр=1.

Кrр-коэффициент  учитывающий радиус при вершине  Кrр=1.

Ср –  коэффициент.

t – глубина.

S - подача  мм/об.

V - скорость  резания  м/мин.

х, у, п - показатели степени 

Расчет  потребной мощности

      

Сравниваем  полученные данные с паспортными  данными станка.

Уточненное  значение скорости резания

    

 

 

Рассчитаем  режимы резания для операции 010 Токарная с ЧПУ

CL - 15:

 

1-й переход:

t=1 мм;

S=1 мм/об;

Kv=1.2, T=60 мин;

 

Сv=340, x=0.15, y=0.45, m=0.20

 

 

принимаем  n=675  об/мин.

 

2-й переход:

t=0,355 мм;

S=0,1 мм/об;

Kv=1.2, T=60 мин;

 

Сv=420, x=0.15, y=0.20, m=0.20

 

 

принимаем  n=2780  об/мин.

 

 

 

Проведем  расчет силы резания при самом  нагруженном варианте.

2-й переход(черновое  точение):

Cp=300, x=1, y=0,75, n=-0,15;

Kmp=0,85;

Kfр=0,89;

Kgp=1;

Klp=1;

Krp=0.93

Kp=0.704;

 

Pz=2407,9 Н – тангенциальная сила резания;

N=7,53 кВт – мощность резания при точении.

Аналогичным образом рассчитываются режимы резания  для остальных операций.

Запишем рассчитанные режимы по всем технологическим операциям  в сводную таблицу.

 

  Таблица  2.5.

Режимы резания

Номер операции	Номер перехода	t, мм	S, мм/мин	n, об/мин	V, м/мин
005	1	1	1	675	180
	2	0.355	0.1	2780	742

 

 

 

4.5. Техническое нормирование операций

Техническая норма времени, определяющая  затраты  времени  на обработку, служит основой  для оплаты работы, калькуляции себестоимости  детали и изделия. На основе технических  норм времени рассчитываются  длительность производственного цикла, необходимое  количество  станков, инструментов и рабочих, определяется производственная  мощность цехов или участков. Норма  времени является одним из  основных  факторов  для  оценки совершенства технологического процесса  и выбора наиболее прогрессивного варианта обработки  заготовки.

 

Расчет  штучно-калькуляционного времени :

      (2.22)

Расчет  Тп-з по формуле:

Тпз=tчт+tнал+tподс+tуст    (2.23)

где      tчт - время на чтение чертежа, tчт=10 мин.

tнал  - время на наладку инструмента,  станка и приспособления,  tнал=12 мин.

tподс - время  на получение и сдачу после  инструмента и приспособления,