Технологический процесс обработки детали «Штуцер»

-Число  частот вращения шпинделя…………….12

-Пределы  частот вращения шпинделя, об/мин……….31,5-1400

-Число  подач……….…..…9

-Пределы  подач, м/мин…….................0,1-1,6

-Габаритные  размеры станка, мм:

длина……………………………….…830

ширина………………………………1245

высота……………………………..2690

-Размеры  стола, мм………………….450*500

Г…………….18

Д………..……240

-Количество пазов……………….………2

-Мощность  электродвигателя, кВт…….………4

-Категория  ремонтной сложности….………13

2.4 Проектирование  заготовки

Годовая программа выпуска-14100, тип производства - крупносерийное.

2.4.1 Расчет межоперационных припусков  и размеров

а) Расчетно-аналитический метод.

В основу метода положено утверждение, что каждая последующая операция по обработке  поверхности должна ликвидировать  те погрешности, которые имелись  на предыдущем. При этом методе рассчитывают минимальные припуски на основе анализа факторов, влияющих на формирование припусков с использованием нормативных материалов.

Этот  метод по расчету более сложный, поэтому его применяют в серийном и массовом производстве, так как  он учитывает все особенности  обработки заготовки, позволяет  назначить оптимальные величины припуска, а это уменьшает расход материалов, ускоряет обработку и уменьшает себестоимость.

 

Таблица 7- Расчетно-аналитический метод.

Последовательность обработки	Элементы  припуска, мкм	Zmin	Расчет ный размер	?, мм	Предельные  размеры	Предельные  припуски
	Rz	T	?	?y				min	max	min	max
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
72-0,74

Продолжение таблицы 7

Заготов.						74,27	+0,5-1.1	74,27	75,87
Черн.	320	630	108	80	2,27	72,6	0,86	72	72.86	2,27	3,01
Чист.	100	100	54	50	0,60	71,26	-0,74	71,32	70,58	0,68	2.28

б) Опытно - статистический метод.

Этот  метод основан на определении  припусков по опыту работы передовых  заводов. Эти припуски сведены в  таблице справочников, в заводские  нормали и их используют при назначении припусков. Этот метод не учитывает  конкретных условий обработки и  рассчитан на такую обработку, при котором припуски должны быть наибольшими - это недостаток метода, так как припуски завышены. Достоинства - это простота расчетов, поэтому его рекомендуют для единичного и мелкосерийного производства.

Таблица 8- Опытно - статистический метод.

Размеры готовой детали	Zо	?заг	Размеры заготовок	Zчист	Zчерн
чертеж	ном	min	max			ном	min	max
O40	40	40	40	2		42	35,5	36,9	1,0	1
O33-0,34	33	32,66	33	2		35	29,9	28,5	1,0	1
O25±0,25	25	25,25	24,75	2		27	21,9	20,5	0,9	1

 

2.4.2 Эскиз заготовки и описание метода получения заготовки

Горячей объемной штамповкой называют процесс  горячего деформирования металла, при  котором течение металла ограничено полостью ручья штампа.

Течение металла происходит в результате силового воздействия машины- орудия через штамп на заготовку. При любом способе горячей объемной штамповки инструментом является штамп.

Способом  горячей объемной штамповки можно  получать поковки из всех металлов и сплавов, обладающих пластичностью  в горячем состоянии.

mзшт=3,14*7,85*10-6(16,52*7,5+202*6+162*12-132*72)=1,14 кг

mзпр=14*7,85*10-6*252*82=12,62 кг

2.4.3 Технико-экономическое обоснование  метода получения заготовки

Технико-экономическое  обоснование выбора заготовки для  обработанной детали производят по нескольким направлениям металлоемкости, трудоемкости и себестоимости, учитывая при этом конкретные производственные условия. Технико-экономическое обоснование ведется по двум или нескольким вариантам.

Заготовка из проката - вариант 1.

Выберем оптимальную длину проката для изготовления заготовки. Потери на зажим заготовки принимаем 80 мм. Заготовку отрезают на ножницах. Это самый производительный и дешевый способ.

-Длина  торцевого обрезка проката определяем  из соотношения:

Lто = (0, 3?0, 5) d (12)

где d-диаметр сечения заготовки;

d=625 мм

Lто =0, 3*625=187, 5 мм

Из  проката длиной 4м.

-Количество  заготовок:

X4= ( Ln4-Lзаж- Lто ):( Lз+ Lпд) (13)

X4= (4000-80-187, 5):82=45, 51 шт.

Получаем 45 заготовок из данной длины проката.

Из  проката длиной 7м.

-Количество  заготовок:

X7= ( Ln4-Lзаж- Lто ):( Lз+ Lпд) (14)

X7= (7000-80-187, 5):82=82, 10 шт.

Получаем 82 заготовки из данной длины проката. Остаток длины (некратность) определяется в зависимости от принятой длины  проката:

Из  проката длиной 4м:

-Остаток  длины:

Lнк4 = Lп4-X4(Lз+ Lпр) (15)

Lнк4 =4000-45*82=310 мм

-В  процентном соотношении:

Пнк4=(Lнк*100):Lп4 (16)

Пнк4=(310*100):4000=7,75%

Из  проката длиной 7м:

 

-Остаток  длины:

Lнк4 = Lп7-X7(Lз+ Lпр) (17)

Lнк4 =7000-82*82=276 мм

-В  процентном соотношении:

Пнк7=(Lнк*100):Lп7 (18)

Пнк4=(276*100):7000=3,94%

Из  расчетов на некратность следует, что  прокат длиной 7м для изготовления заготовок более экономичен, чем  прокат длиной 4 м.

-Потери  материала на зажим при отрезке  по отношению к длине проката  составят:

Пзаж=(Lзаж*100):Lп7 (19)

Пзаж=(80*100):7000=1,14%

-Потери  материала на длину торцевого  отрезка проката в процентном  отношении к длине проката  составят:

Пто=(Lто *100): Lп7 (20)

Пто=(187*100)*7000=2,67%

Потр=Lпр*100:7000 (21)

Потр=82 *100:7000=1,17%

-Общие  потери /%/ к длине выбранного проката:

Ппо=Пнк+Пот+Пзаж+Потр (22)

Ппо=3,94+2,67+1,14+1,17=8,92%

 

-Расход  материала на одну деталь с  учетом всех технологических  неизбежных потерь определяем  по формуле:

Рмзп=мз(100+Ппо):100 (23)

Рмзп=12,62(100+8,92)=1 374,57 кг

-Коэффициент  использования материала:

Ким=мд: Рмзп (24)

Ким=0,00 082

-Стоимость  заготовки из проката:

Сзп=См* Рмзп-( Рмзп-мд)*(Сотх:1000) (25)

Сзп =30*1374,57-(1374,57-1,14)*0,5=20 806,8 руб.

Вариант 2- заготовка- штамповка.

Заготовка изготовлена методом горячей  объемной штамповки на горяче - ковочной машине (ГКМ).

mзш=5,25 кг

-Принимая  неизбежные технологические потери при горячей объемной штамповке равным 10%, определим расход материала на одну деталь:

Рмзм= mзш(100+Ппо):100 (26)

Рмзм =5,25(100+10):100=5,77 кг

-Коэффициент  использования материала на штампованную  заготовку:

Ким=mд: Рmзм (27)

Ким =1,14:5,77=0,19

 

-Стоимость  штампованной заготовки:

Сзм=(См* Рмзм)-( Рмзм- mд.)*(Сотх:1000) (28)

Сзм =(30*5,77)-(5,77-5,25) *0,5 = 172,84 руб.

-Годовая  экономия материала от выбранного  варианта изготовления заготовки:

Эм=(mзп- mзш)*N (29)

Эм =(1374,5-5,7)*14100=19 300 080 руб.

Экономический эффект изготовления заготовки:

Э=(Сзп-Сзм)*N (30)

Э=(20806,8-172,8)*14100=290 939 400 руб.

Технико-экономические  расчеты показывают, что заготовка, полученная методом объемной штамповки  на горяче-ковочной машине, более экономична, чем заготовка из проката; по себестоимости штампованная заготовка дешевле проката.

2.5 Расчет  режимов резания и норм времени

Токарная  операция 005.

Деталь-«Штуцер», материал- 12Х18Н10Т, оборудование - токарный полуавтомат с ЧПУ - СТП 220-АП.

Режущий инструмент-ВК6.

-Глубина  резания

t1= (D-d):2 (31)

t1= (40-32):2=4 мм

t2=2 мм

-Величина  врезания и перебега инструмента

L=l+l1 (32)

l1=4 мм =>

L =4+4=8 мм

-Подача

S1=0, 3-0, 4 мм/об

Принимаем S1п=0,3 мм/об

S2=0, 4-0, 5 мм/об

Принимаем S2п=0,5 мм/об

-Скорость резания

V1=167 м/мин*0, 75*0, 75=93, 93 м/мин

V2=177 м/мин*0, 75*0, 75=99, 56 м/мин

-Частота  вращения

n= (33)

n1747, 85 об/мин

n2=990, 86 об/мин

n1п=800 об/мин

n2п=1000 об/мин

-Фактическая  скорость резания

Vф  = (34)

Vф1 ==100, 48 об/мин

Vф2==100, 48 об/мин

-Минутная  подача

Sm=S*n (35)

Sm1=0, 3*800=240 мм/мин

Sm2=0, 5*1000=500 мм/мин

-Число  проходов

i=2

-Основное  время

То= (36)

 

То2=032 мин

То=? То=0,092 мин

-Вспомогательное  время

tуст=0,13 мин

tпер=0,24 мин

tпер=0,17 мин

t'пер=0,07+0,06+0,5=0,63 мин

tизм=0,05 мин

Тв=(tуст+? tпер +? t'пер +? tизм) Ктв (37)

Тв=(0,13+0,41+ 0,63+ 0,05)*1,34=1,63 мин

-Время  на обслуживание рабочего места

Тобс=(То+ Тв)* (38)

Тобс =(0,092+1,63)*=0,06 мин

-Время  перерывов на отдых и личные  надобности.

Тотл=(То+ Тв)* (39)

Тотл =(0,092+1,63)*=0,068 мин

-Штучное  время

Тш=То+ Тв+ Тотл Тобс (40)

Тш =0,092+1,63+0,06+0,068=1,85 мин

 

-Подготовительно-заключительное  время

Тпз=14+7=21 мин

Сверлильная операция 025. Деталь-«Штуцер», материал- 12Х18Н10Т, оборудование - вертикально-сверлильный - 2А125.

Режущий инструмент-ВК8

D=20 мм  принимаем сверло из ВК8; Dс=20 мм

-Глубина  резания

t=D: 2 (41)

t=20:2=10 мм

-Подача

S=0, 35-0, 43 мм/об

Sп=0, 4 мм/об

-Скорость  резания

V=20 м/мин

-Частота  вращения шпинделя

n= (42)

n318, 47 об/мин

nп=355 об/мин

 

-Фактическая  скорость резания

Vф= (43)

=22, 29 м/мин

-Мощность  резания

N=1, 5 кВт

-Основное (технологическое) время

То= (44)

Sm=S*n (45)

Sm =0, 4*355=142 мм/мин

Величина  врезания и перебега-8

i- число  проходов

L=10+8=18

-Вспомогательное  время

tпер=0,07 мин

t'пер=0,02+0,08+0,17+0,07=0,34 мин

tизм=0

Ктв=1,34 мин

Тв=(tуст+? tпер+? t'пер+? tизм)* Ктв (46)

Тв =(0,07+0,034+0)*1,34=0,54 мин

-Время  на обслуживание рабочего места  и время перерывов на отдых  и личные надобности

аобс=4

аотл=4

-Штучное  время

Тш =(0,126+0,54)*(1+)=0,69 мин

-Подготовительно-заключительное  время

Тпз=11 мин

2.6 Разработка  управляющей программы

Система САП предназначена для подготовки управляющих программ для фрезерных, токарных, сверлильных, расточных, электроэрозионных, карусельных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров.

Структура программы.

Заголовок программы состоит из двух обязательных фраз и одной или нескольких необязательных фраз, содержащих комментарий к программе.

В заголовке  записывается имя исходной программы, указывается для какого комплекса «станок система ЧПУ» составлена программа и содержание в комментариях программы.

В разделе  данных описывается геометрия вспомогательного контура, могут задаваться технологические  параметры, раздел оканчивается символом - «!».

В разделе  процедур описывается процесс обработки детали: это движение инструмента, технологические режимы обработки и команда управления станком.

программа=54;

станок=00002;

*паспорт=0013;

ТК0=0,0;

ТК1=ПР5, ПР4;

ТК2=ПР1, ПР2;

ТК3=ПР2, ПР7;

ПР0=Y/0;

ПР1=X/0;

ПР2=Y/12,6;

ПР3=IПР2, ПР0;

ПР4=X/-12;

ПР5=Y/15,9;

ПР6=IПР5, ПР0;

ПР7=X/2;

ПР8=БY//ПР5, R/3;

КР0=МX ТК2, ТК1, R/16;

!

НПО;

S/1000; N/2000; ТК3; S/60; ПР2; БY; +КР0; БY; ПР4; ПР8; S/1000; ПР7; ТК3; КП0;

 

3. Конструкторская  часть

3.1 Режущий  инструмент - резец

На  операции 015 используется резец токарный проходной прямой ГОСТ 18869-73 (левый). Служит для обработки наружных поверхностей на проход. Основные части резца: режущая часть, державка (корпус), опорные пластины. Корпус характеризуется формой и размерами поперечного сечения, материалом, твердостью. Материал корпуса - сталь 45, материал режущей части - пластинка из сплава ВК8 - 0203А - ГОСТ 2209-69. Имеет одну режущую вершину, главная режущая кромка расположена в поверхности обработки под углом 60?, работает в продольном направлении. Пластины для резцов - исполнения 2 №№ 5601-5608, 5701-5708.

3.2 Мерительный  инструмент - калибр.

В массовом и серийном производствах годность деталей с допусками 6-17 квалитета  проверяют с помощью предельных калибров. Калибрами называют бесшкальные инструменты, гладких цилиндрических корпусных резьбовых шлицевых деталей глубины уступов. Калибры бывают предельные и нормальные. Нормальными калибрами называют точные шаблоны, которые служат для контроля точных профилей, а годности деталей служат по равномерности зазора между проверяемым рабочим профилем проверяемого калибра. Предельные калибры позволяют установить, находится ли проверяемый размер в пределах допуска. Применение этих калибров гарантирует качественное соединение. Достоинства: долговечность, простота контроля, высокая производительность. Недостатки: сложность изготовления. Наиболее часто предельные калибры применяют для контроля цилиндрических валов. Валы проверяют скобами, отверстия - пробками. Размеры контролирующих поверхностей предельных калибров назначают по соответствующим предельным размерам проверяемых валов и отверстий.

по  СТ СЭВ 144-75 определяем предельные отклонения.

O32-0, 17 es=0 ei=-0,17

определяем  предельные размеры вала.

dmax=d+es=32+0=32 (мм)

dmin=d+ei=32+(-0.17)=31,83 (мм)

по  СТ СЭВ 157-75 определяем для квалитета 11 и интервала размеров св. 30 до 50.