Технологический процесс изготовления вала

 
 

 

     

9. Расчет режимов резания

 

     Рассчитаем  режимы резания на точение и шлифование поверхности диаметром .

     9.1. Рассчитываем режимы резания на точение чистовое. Расчёт произведём по методике, изложенной в [8].

     9.1.1. Выбор режущего инструмента.

     Материал  режущей части инструмента –  твёрдый сплав Т15К6.

     Геометрические  параметры режущеё части инструмента: φ= 95°; φ₁=40°; γ= 12°; α= 6°.

     9.1.2. Глубину резания берём из расчётов, изложенных в п.8 данного курсового проекта:

. 

     9.1.3. Принимаем подачу на оборот по [8]: S_о= 0,51 мм/об.

     9.1.4. Скорость резания при наружном продольном точении определяется по эмпирической формуле [8]: 
 

где С_v – табличный коэффициент;

   Т –  стойкость инструмента, мин;

   К_v – корректирующий коэффициент на скорость резания. 

К_v= К_MV· К_Пv· К_Иv,                                      (9.2)

где К_MV, К_Пv, К_Иv – коэффициенты, зависящие от материала заготовки, состояния поверхности и материала инструмента. 
 

где К_Г – табличный коэффициент;

   σ_в – предел выносливости стали 45, МПа; σ_в=690 МПа.

     По [8] принимаем С_v=350; Т=60 мин; m=0,2; x=0,15; y=0,35; К_Пv=1,0; К_Иv=1,15; К_Г=1,0; n_v=1,0. 
 

К_v= 1,09 · 1,0 · 1,15=1,25. 
 
 

     9.1.5. Определяем частоту вращения шпинделя: 
 
 

     9.1.6. Определяем силу резания: 
 
 

     По [8] принимаем С_р=300; n=-0,15; x=1,0; y=0,75; К_р=0,87. 
 
 

     9.1.7. Определяем мощность резания: 
 
 
 
 

     9.1.8. Определяем основное время: 
 
 
 

где L_рез – длина резания, принимается равной длине обработанной поверхности в направлении подачи, мм; L_рез=142 мм;

   y – длина подвода, врезания и перебега.

     Для чистовой обработки длина подвода равна 2 мм. Длины врезания и перебега равны нулю, так как углом φ= 95°. 
 
 
 
 

     9.2. Рассчитываем режимы резания на шлифование чистовое поверхности диаметром . Расчёт произведём по методике, изложенной в [6].

     9.2.1 Выбор шлифовального круга:

9.2.1.1.Выбор размеры шлифовального круга.

     Размеры шлифовального круга (нового) принимаем  по паспорту станка [9]: диаметр круга D_K=600 мм; B_K=63 мм.

9.2.1.2. Выбор характеристик шлифовального круга по [6]:

23А50НСМ27К1.

9.2.2. Расчёт режимов резания:

9.2.2.1 Определение частоты вращения круга: 
 

где V – скорость вращения круга, м/с;

   D_К – диаметр круга, мм.

     По [6] принимаем V= 50 м/с. 
 
 

9.2.2.2 Определение частоты вращения изделия по [6]: n_изд= 200 об/мин.

9.2.2.4. Определение минутной поперечной подачи: 
 

     где S_поп. – нормативная минутная поперечная подача, мм/мин;

     К₁, К₂, К₃, К₄, К₅ – поправочные коэффициенты на поперечную подачу.

     По [6] принимаем: S_поп.= 0,48 мм/мин; К₁= 1,1; К₂= 1,3; К₃= 1,0; К₄= 1,0; К₅= 1,0. 
 
 

9.2.3. Определение основного технологического времени: 
 

     где z_. – припуск на сторону под обработку, мм; z=0,15 мм. 
 
 

     Режимы  резания на обработку остальных  поверхностей назначаем аналогично по источнику [3] и сводим их в таблицу 9.1. 

Таблица 9.1.

Номер операции	Наименование  операции, перехода	Глубина резания t, мм	Длина резания  l, мм	Подача  Sо, мм/об		Скорость  V, м/мин		Частота вращения n, мин-1		Минутная  подача Sм, мм/мин	Основное  время tо, мин
				расчетная	принятая	расчетная	принятая	расчетная	принятая
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
005	Горизонтально-расточная
	1. Фрезеровать торец	0,85	150	0,8	0,8	100,5	100,5	400	400	320	0,47
	2. Центровать  торец	3,15	10	0,2	0,2	28	28	1415	1415	283	0,02
	3. Фрезеровать торец	0,85	150	0,8	0,8	100,5	100,5	400	400	320	0,47
	4. Центровать  торец	3,15	10	0,2	0,2	28	28	1415	1415	283	0,02
025	Многоцелевая  с ЧПУ
	1. Точение  черновое:
	Ø45-0,62	2,5	39	0,8	0,8	90	250	1769	1769	1415	0,23
	Ø63-0,74	2,5	43	0,8	0,8	125	250	1264	1264	1011	0,25
	2. Точение  чистовое:
	Ø41,8-0,29	0,5	39	0,51	0,51	270	270	2057	2057	1049	0,11
	Ø60,7-0,19	0,5	43	0,51	0,51	270	270	1416	1416	722	0,12
	фаска 2,3×45°	0,5	2,3	0,51	0,51	270,9	270,9	1421	1421	725	0,003
	канавка 5+0,3	5	3,6	0,15	0,15	186,8	186,8	1000	1000	150	0,02
	канавка 4,5	4,5	4,4	0,13	0,13	122,5	122,5	1000	1000	130	0,03
	резьба  М42×2	2	36	2	2	105,5	105,5	800	800	1600	0,03
Продолжение таблицы 9.1.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
025	3. Сверловка:
	2 отв.  Ø6+0,3	3	46,8	0,15	0,15	26,5	26,5	1400	1400	210	0,45
	4. Зенковка:
	2 фаски  1×45°	0,5	4	0,08	0,08	9,5	9,5	500	500	40	0,2
	5. Точение  черновое:
	Ø45-0,62	2,5	32	0,8	0,8	250	250	1905	1905	972	0,23
	Ø63-0,74	2,5	145	0,8	0,8	250	250	1312	1312	669	0,25
	Ø85-0,87	2,5	70	0,8	0,8	250	250	937	937	750	0,22
	6. Точение  чистовое:
	Ø41,8-0,29	0,5	32	0,51	0,51	270	270	2057	2057	1049	0,11
	Ø60,7-0,19	0,5	145	0,51	0,51	270	270	1416	1416	722	0,12
	Ø80,7-0,22	0,5	70	0,51	0,51	270	270	1066	1066	544	0,10
	фаска 2,3×45°	0,5	2,3	0,51	0,51	270,9	270,9	1421	1421	725	0,003
	канавка 5+0,3	5	3,6	0,15	0,15	186,8	186,8	1000	1000	150	0,02
	канавка 4,5	4,5	4,4	0,13	0,13	122,5	122,5	1000	1000	130	0,03
	резьба  М42×2	2	29	2	2	105,5	105,5	800	800	1600	0,03
	7. Фрезеровка  шлиц 9,4+0,11	8,6	105	2,25	2,25	10,5	10,5	33,4	33,4	75,2	117
	8. Фрезеровка  шлиц 12,4+0,11	11,7	64	2	2	15	15	42,7	42,7	85,4	80,30
	9. Сверловка:
	2 отв.  Ø6+0,3	3	46,8	0,15	0,15	26,5	26,5	1400	1400	210	0,45
	10. Зенковка:
	2 фаски  1×45°	0,5	4	0,08	0,08	9,5	9,5	500	500	40	0,2
040	Токарно-винтрорезная
	Притирка  центровых отв.	–	3	–	–	3,8	3,8	200	200	–	1,0
045	Круглошлифовальная
	Шлифовать:
		0,15	0,15	0,67	0,67	50 м/с	50 м/с	200	200	–	0,22
	Ø80±0,01	0,20	0,20	0,67	0,67	50 м/с	50 м/с	200	200	–	0,30
		0,15	142	0,003	0,003	50 м/с	50 м/с	200	200	7440	0,95
050	Шлицешлифовальная
	Шлифовать шлицы	0,2	103	0,01	0,01	6	6	–	–	200	284,1
055	Шлицешлифовальная
	Шлифовать шлицы	0,2	64	0,01	0,01	6	6	–	–	200	284,1

 

10. Расчет норм времени

 

     Технические нормы времени в условиях серийного  производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом, изложенным в [5], суть которого состоит в определении всех составляющих штучно-калькуляционного времени.

     В серийном производстве норма штучно-калькуляционного времени определяется по формуле: 
 

где Т_п-з – подготовительно-заключительное время;

Т_шт – норма штучного времени, мин;

    n – размер партии деталей: n= 24 из п.3 курсового проекта.

     Штучное время определяется по формуле: 

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_об + Т_от,                                   (10.2)

где Т_о – основное время, мин;

Т_в – вспомогательное время, мин;

Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин; складывается из времени на организационное и времени на техническое обслуживание рабочего места;

Т_от – время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

      Нормативы вспомогательного времени используем с учётом коэффициента для среднесерийного производства k=1,85 [5]: 
 

     Вспомогательное время состоит из затрат времени  на отдельные приемы: 

Т_в = Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из,                                   (10.4)

где  Т_ус – время на установку и снятие детали, мин;

    Т_зо – время на закрепление и открепление детали, мин;

    Т_уп – время на приемы управления, мин;

    Т_из – время на измерение детали, мин.

     Тогда время на обслуживание рабочего места  определяется по формуле: 

Т_об = Т_тех + Т_орг,                                        (10.5)

где  Т_тех – время на техническое обслуживание рабочего места, мин;

    Т_орг – время на организационное обслуживание рабочего места, мин.

     Время на обслуживание Т_o6c и отдых Т_oтд в серийном производстве по отдельности не определяются. В нормативах дается сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени Т_oп [5].

     Оперативное время определяется по формуле: 

Т_оп = Т_о + Т_в.                                           (10.6) 

     Подготовительно-заключительное время состоит из следующих составляющих:

     – время на наладку станка и установку приспособления;

     – время перемещений и поворотов рабочих органов станков;

     – время на получение инструментов и приспособлений до начала и сдачи после окончания обработки и др.

     Расчеты норм времени по всем операциям сводятся в таблицу 10.1. и записываются в операционные карты. 

Таблица 10.1.

Номер операции	Наименование  операции	Основное  время То	Вспомогательное время Тв			Оперативное время Топ	Время обслуживания и на отдых	Штучное время Тшт	Подготовит.-закл. время Тп-з	Величина  партии n	Штучно-калькуляцион. время Тшт-к
			Тус	Туп	Тиз
005	Горизонтально-расточная	0,98	0,08	0,15	0,23	1,83	0,15	1,98	16	24	2,64
025	Многоцелевая  с ЧПУ	200,51	0,13	0,05	1,78	204,14	13,27	217,40	12	24	217,90
040	Токарно-винторезная	1,0	0,3	0,19	0,1	2,09	0,13	2,22	6	24	2,47
045	Круглошлифовальная	2,5	0,15	0,12	0,42	3,78	0,23	4,00	7	24	4,29
050	Шлицешлифовальная	284,1	0,15	0,18	0,27	285,21	34,23	319,44	20	24	320,27
055	Шлицешлифовальная	284,1	0,15	0,16	0,27	285,17	34,22	319,39	20	24	320,23

 

11. Расчет точности операции

 

     Расчет  точности выполняется на одну операцию разработанного ТП, на которой обеспечиваются 6...10 квалитеты точности. Обработка  поверхностей деталей по 11…17 квалитетам не вызывает затруднений, поэтому нет необходимости проводить расчеты на точность.

     Величина  суммарной погрешности обработки  по диаметральным и продольным размерам в общем виде в серийном производстве определяется по формуле [12]: 
 

где ∆_и – погрешность, обусловленная износом режущего инструмента, мкм;

∆_н – погрешность настройки станка, мкм;

∆_сл – поле рассеяния погрешностей обработки, обусловленных действием случайных факторов, мкм;

ε_y – погрешность установки заготовки, мкм.

     На  операции будет обеспечиваться необходимая  точность обработки при выполнении следующего условия: 
 
 

     Расчет  точности следует проводить лишь тогда, когда обработка осуществляется методом автоматического получения размеров. Поэтому ни одну из операций проектируемого техпроцесса на точность не рассчитываем.

 

     

12. Расчет и проектирование станочного приспособления

 

     12.1. Проектирование станочного приспособления.

     Разработка  конструкции станочного приспособления должна производиться с учетом обеспечения необходимой точности обработки детали, достижения наибольшей производительности и экономичности. Для этого конструкция приспособления должна обеспечивать:

     1) требуемую точность установки и надежность крепления обрабатываемой детали;

     2) быстроту действия;

     3) применение незначительных усилий для приведения в действие зажимов, удобство и безопасность работы;

     4) невысокую стоимость изготовления приспособления и надежность его в эксплуатации.

     12.2. Расчет производительности приспособления.

     Расчет  производительности приспособления производится для того, чтобы определить, каким  конструировать приспособление: одноместным (для обработки одной детали) или  многоместным (для обработки за одну установку одновременно нескольких деталей).