Понятие «технология машиностроения» обозначает преимущественно процессы механической обработки заготовок для изготовления деталей и сборки машин. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы детали с требуемой точностью их параметров и необходимым качеством поверхностного слоя достигаются в основном путем механической обработки.
В процессе механической обработки возникает наибольшее число проблем, связанных с выполнением требований к качеству машин, заданных конструктором. Процесс механической обработки реализуется достаточно сложной технологической системой, включающей в себя металлорежущий станок, станочную технологическую оснастку, режущий инструмент и заготовку.
Это объясняет направление развития технологии машиностроения как научной дисциплины, в первую очередь, в сторону изучения технологии механической обработки со снятием стружки и сборки.
Одной из основных задач машиностроения является обеспечение конкурентоспособности выпускаемых изделий, которая определяется их качеством и ценой. Эти основные показатели конкурентоспособности машин в значительной мере зависят от технологии их изготовления, разработчиком которой является инженер-технолог.
Целью данной курсовой работы является разработка применительно к условиям автоматизированного производства технологического процесса механической обработки заданной детали в соответствии с требованиями к ней, а также с учетом программы выпуска. Курсовая работа состоит из двух разделов: общего и технологического. В общем разделе приведен анализ требований к изготавливаемой детали, анализ ее свойств, а также выявление ее технологических свойств. В технологическом разделе осуществляется выбор вида и метода получения заготовки, разработка маршрутной технологии изготовления детали, определение операционных размеров, а также подробная разработка некоторых операций проектируемого технологического процесса и оформление технологической документации.
1. Общие сведения .1 Краткие сведения о детали. Анализ требований чертежа
Изготавливаемая деталь «Крышка» (чертеж С330-01-03-02) относится к деталям машин и предназначена для установки колеса на ось вращения с помощью подшипника.
Проанализировав данные чертежа детали «Крышка», можно сделать следующие выводы:
1. Рабочий чертеж детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, т.е. все проекции, сечения, совершенно четко и однозначно определяющие ее конфигурацию и возможные способы получения заготовок.
Технология механической обработки деталей машин
... пластической деформации металла в закрытой полости специальной формы, называемой штампом. Форма и размеры полости штампа соответствуют форме и размерам будущей детали с учетом припуска на механическую обработку, если ...
2. На чертеже указаны все размеры с необходимыми допусками, классами точности обрабатываемых поверхностей, допускаемые отклонения от геометрических форм.
- На детали фрезеруются лыски.
- Одна из поверхностей детали имеет форму конуса.
- Наиболее точные поверхность детали — отверстие диаметром Ø20Н8 мм (8 квалитет точности).
1.2 Материал детали и его свойства
Деталь «Крышка» (чертеж С330-01-03-02) изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-74.
Сталь 45
Заменитель стали: 40Х, 50, 50Г2с
Назначение: вал — шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.
Химический состав
| Химический элемент: | % |
| Кремний (Si) | 0.17-0.37 |
| Марганец (Mn) | 0.50-0.80 |
| Медь (Cu) | не более 0.25 |
| Мышьяк (As) | не более 0.08 |
| Никель (Ni) | не более 0.25 |
| Сера (S) | не более 0.04 |
| Углерод (C) | 0.42-0.50 |
| Фосфор (P) | не более 0.035 |
| Хром (Cr) | не более 0.25 |
Механические свойства при Т=20oС материала 40
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| — | мм | — | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | — |
| Прокат | до 80 | 580 | 340 | 19 | 45 | 600 | Нормализация | |
| Лист холоднокатан. | до 4 | 520 | 18 | |||||
| Лист горячекатан. | до 4 | 520 | 17 | |||||
| Лист | до 60 | 570 | 20 | Нормализация | ||||
| Трубы холоднокатан. | 580 | 320 | 17 | Нормализация | ||||
| Трубы горячекатан. | 600 | 340 | 16 |
Технологические свойства материала
Температура ковки: начала 1250, конца 700; сечения до 400 мм охлаждаются на воздухе;
- Свариваемость: трудносвариваемая; способы сварки: РДС и КТС, необходим подогрев и последующая термообработка
Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и σB = 640 МПа Kυ тв.спл. = 1, Kυ б.ст. = 1
Склонность к отпускной способности: не склонна
Флокеночувствительность: малочувствительна
1.3 Анализ технологичности конструкции детали
деталь заготовка режим резание
В соответствии с ГОСТ 14.205-83, технологичность — это совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
Технологичность детали оценивается качественно и количественно.
Качественная оценка. Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и ее отдельных элементов, при которой учтены возможности минимального расхода материала и использование наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления.
Количественная оценка выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности.
Качественная оценка
Деталь «Крышка» имеет следующие габаритные размеры: l×d: 225×Æ64 мм. Деталь имеет внутренние отверстия Æ20Н8 мм и Æ46 мм. Внутри отверстия Æ46 мм нарезается метрическая резьба. Наружные поверхности детали имеют диаметры Æ64 мм, Æ39 мм. На детали точится конус. Фрезеруются лыски. Размеры являются технологичными.
Деталь «Крышка подшипника» жесткая, так как , следовательно, отклонения min. Наружные поверхности детали обрабатываются резцами. В качестве баз можно использовать наружный диаметр детали Æ64 мм и внутренний Æ46 мм.
Наиболее ответственная поверхность имеет 8 квалитет точности и параметр шероховатости Ra2,5.
Количественная оценка
Количественную оценку производят по коэффициенту унификации [5]:
где — общее число конструктивных элементов детали,
- число конструктивных элементов детали с унифицированными размерами.
Деталь считается технологичной.
К техническим показателям относятся коэффициенты точности Кт и шероховатости Кш [5].
Коэффициент точности
Кт=,
где Тср — средняя точность Тср=
Тi -величина квалитета i-й поверхности- количество поверхностей
Кт=
Коэффициент шероховатости
Кш=
где Raср — средняя шероховатость
ср =
Тi -шероховатость i-й поверхности- количество поверхностейср =
Кш=
Вывод: деталь по точности является технологичной; для ее обработки не требуется доводочных операций, то по шероховатости деталь является технологичной.
2. Технологический раздел
1 Определение типа производства
В машиностроении различают пять типов производства: единичное, мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное и массовое.
Тип производства зависит от двух факторов: заданной программы и трудоемкости изготовления изделия.
На этапе проектирования технологического процесса тип производства можно определить лишь ориентировочно. При этом можно руководствоваться данными таблицы 1.
Таблица 1. Количество изготавливаемых в год деталей одного наименования и типоразмера для различных производств, шт.
Тип производства Крупные изделия машиностроения Изделия средних размеров
Мелкие изделия
| Единичное Мелкосерийное Среднесерийное Крупносерийное Массовое | <5 5…100 100…300 300…1000 >1000 | <10 10…200 200…500 500…5000 >5000 | <100 100…500 500…5000 5000…50000 >50000 |
При известной годовой программе (N=500шт) по чертежу детали оценивают размеры изделия (наибольший размер детали ), что в итоге позволяет ориентировочно выбрать тип производства заданной детали.
Тип производства — среднесерийное.
2 Выбор вида и метода получения заготовки
В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы: литье, сварку, обработку металлов давлением, комбинации этих методов. Каждый метод содержит большое число способов получения заготовок.
Вид заготовок и способ их изготовления для конкретной детали определяются такими показателями как: материал, конструктивная форма, серийность производства, масса заготовки.
Материал является одним из важных признаков, определяющих метод получения заготовок. Деталь «Крышка» изготавливается из стали 45.
Тип производства — среднесерийное.
Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.
В качестве заготовки для изготовления детали рассмотрим литье в песчано-глинистые формы и прокат.
Технико-экономическое обоснование выбора заготовки отливка
Чертеж заготовки детали «Крышка» показан на рисунке 1.
Рис. 1. Заготовка детали «Крышка»
- Тип производства — среднесерийное, крупносерийное и массовое.
- Точность — 16 квалитет.
- Шероховатость -Ra = 5 — 20 мкм.
Определим себестоимость заготовки отливка.
Себестоимость заготовки:
где — стоимость одной тонны материала.
Технико-экономическое обоснование выбора заготовки прокат
Чертеж заготовки детали «Крышка» показан на рисунке 2.
Рис. 2. Заготовка детали «Крышка»
- Тип производства — среднесерийное, крупносерийное и массовое.
- Точность — 14 квалитет.
- Шероховатость -Ra = 3.2-12.5 мкм.
Определим себестоимость заготовки прокат.
Себестоимость заготовки
где — стоимость одной тонны материала.
Не смотря на разницу в себестоимости, в условиях среднесерийного производства для изготовления детали «Крышка» в качестве заготовки выбираем прокат. Стоит также учесть, что для получения отливки требуются дополнительные денежные и временные затраты на изготовление специальных форм.
2.3 Разработка маршрутной технологии изготовления детали «Крышка»
Эскиз детали «Крышка» с нумерацией поверхностей показан на рисунке 3.
Рис. 3. Эскиз детали «Крышка»
Заготовительная
Токарно-многоцелевая с ЧПУ
Станок: 1720ПФ30
Установ А
1. Подрезать торец в размер l=227,5 мм.
2. Точить поверхность в диаметр Ø64 мм на длину 110 мм.
- Точить фаску 2,5х45о.
- Сверлить отверстие Ø10 мм насквозь.
- Рассверлить отверстие до диаметра Ø19 мм насквозь.
- Расточить отверстие до диаметра Ø46 мм на длину l=108 мм.
- Расточить фаску 0,6х45о.
- Расточить фаску 1,6х45о.
- Расточить канавку на диаметре Ø48,5 мм шириной 5мм.
- Нарезать резьбу М48х1,5-7Н на длину 20 мм.
Установ Б
- Подрезать торец в размер l=225 мм.
- Точить поверхность в диаметр Ø64 мм на длину 115 мм.
- Точить поверхность в диаметр Ø39 мм на длину 102,5 мм.
- Точить фаску 1,5х45о.
- Точить конус согласно эскизу.
- Зенкеровать отверстие в диаметр Ø20Н8 мм на длину 117 мм.
- Расточить фаску 1,5х45о.
Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Станок: 6Р13Ф3
Позиция 1 — 2. Фрезеровать лыску согласно эскизу.
4 Расчет режимов резания
Токарно-многоцелевая с ЧПУ
Станок: 1720ПФ30 — Полуавтомат токарный патронно-центровой с ЧПУ.
Станок 1720ПФ30 предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем, а также для нарезания резьб в автоматическом режиме по управляющей программе.
Технические характеристики станка 1720ПФ30
| Наименование параметров | Ед. изм. | Величины |
| Длина | мм | 3795, 4045, 4545 |
| Ширина | мм | 1515 |
| Высота | мм | 1800 |
| Класс точности станка по ГОСТ 8-82 | ( Н, П, В, А, С ) | |
| Мощность двигателя главного движения | кВт | 19 |
| Масса станка | кг | 4 900 |
| Частота вращения шпинделя min/max | об/мин | 25/3 150 |
| Диаметр детали над суппортом | мм | 320 |
| Диаметр обрабатываемой детали над станиной | мм | 400 |
| Длина обрабатываемой детали | мм | 750, 1000, 1500 |
010 Токарно-многоцелевая с ЧПУ
Технологические базы: наружный диаметр, внутренний диаметр и торец
Содержание операции:
- Переход 1, 11 — подрезать торец;
- переход 2, 12 — точить поверхность в Ø64 мм;
- переход 3 — точить фаску 2,5х45о;
- переход 4 — сверлить отверстие Ø10 мм;
- переход 5 — рассверлить отверстие до Ø19 мм;
- переход 6 — расточить отверстие до диаметра Ø46 мм;
- переход 7,8 — расточить фаски 0,6х45о, 1,6х45о;
- переход 9 — расточить канавку;
- переход 10 — нарезать резьбу;
- переход 13 — точить поверхность в диаметр Ø39 мм;
- переход 14 — точить фаску 1,5х45о;
- переход 15 — точить конус;
- переход 16 — зенкеровать отверстие в диаметр Ø20Н8 мм;
- переход 17 — расточить фаску 1,5х45о.
Приспособление: Трёхкулачковый патрон.
Применяемый режущий инструмент [6]:
- Резец токарный проходной отогнутый с пластинами из твердого сплава с углом φ = 45 ГОСТ 18877-73
- Резец токарный расточной с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18882-73
- Резец токарный резьбовой с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18885-73
- Резец расточной с креплением сменных пластин прихватом сверху ГОСТ 26612-85
- Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком Ø10 мм ГОСТ 886-77
- Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком Ø19 мм ГОСТ 886-77
- Зенкер цельный с цилиндрическим хвостовиком Ø20 мм ГОСТ 12489-71
Применяемый зажимной инструмент:
Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-71.
Применяемый измерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ I 125-0,1-1 ГОСТ166-89
Микрометр МК 75-100-0,01 ГОСТ6507-78
Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Станок: 6Р13Ф3
Станки модели 6Р13Ф3 предназначены для многооперационной обработки деталей сложной конфигурации из стали, чугуна, цветных и легких металлов, а также других материалов. Наряду с фрезерными операциями на станках можно производить точное сверление, растачивание, зенкерование и развертывание отверстий.
Технические характеристики 6Р13Ф3
| Наименование параметров | Ед. изм. | Величины |
| Класс точности по ГОСТ 8-71 | — | Н |
| Ширина стола | мм | 400 |
| Длина рабочей поверхности стола | мм | 1700 |
| Наибольшее перемещение по осям X,Y,Z | мм | 1000_400_380 |
| Min частота вращения шпинделя | об/м | 40 |
| Max частота вращения шпинделя | об/м | 2000 |
| Мощность | кВт | 7,5 |
| Размеры (Д_Ш_В) | мм | 3200_2500_2450 |
| Масса станка с выносным оборудованием | кг | 5560 |
Технологические базы: наружный диаметр, торцы.
Содержание операции:
Позиция 1 — 2 — фрезеровать лыски.
Приспособление: трехкулачковый патрон.
Применяемый режущий инструмент [6]:
- Фреза концевая с коническим хвостовиком Ø25 мм ГОСТ 17026-71
Применяемый зажимной инструмент:
Призмы
Применяемый измерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ I 125-0,1-1 ГОСТ166-89
Расчет режимов резания
Токарно-многоцелевая с ЧПУ
Установ А
Переход 1. Подрезать торец в размер l=227,5 мм
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца.
Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения заготовки:
где D — диаметр заготовки до обработки, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- Где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты, учитывающие влияние режущих параметров инструмента на силовые зависимости.
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца, 44 мм;
- количество проходов.
Переход 2. Точить поверхность в диаметр Ø64 мм на длину 110 мм.
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца.
Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения заготовки:
где D — диаметр заготовки до обработки, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- Где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты, учитывающие влияние режущих параметров инструмента на силовые зависимости.
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Принимаем
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца, 118 мм;
- количество проходов.
Переход 3. Точить фаску 2х45о.
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца.
Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения заготовки:
где D — диаметр заготовки до обработки, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- Где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты, учитывающие влияние режущих параметров инструмента на силовые зависимости.
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Принимаем
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца, 10 мм;
- количество проходов.
Переход 4. Сверлить отверстие диаметром Ø10 мм на проход.
Максимальная глубина резания при сверлении составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу . С учетом того, что глубина отверстия l≤10D, вводим поправочный коэффициент для подачи Кl = 0,75.
Подача равна
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент на инструментальный материал;
- коэффициент, учитывающий глубину сверления;
- Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения шпинделя:
где D — диаметр сверла, мм.
Скорость подачи:
При расчете режимов резания на сверление определяют крутящий момент МКР, Нм и осевую силу, Н. Крутящий момент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени в формуле крутящего момента;
- поправочный коэффициент, зависящий от материала заготовки.
Принимаем
Поправочный коэффициент, зависящий от материала заготовки при сверлении равен:
где
Поправочный коэффициент находим по формуле:
Определяем осевую силу при сверлении по формуле:
Принимаем
Осевая сила равна:
Определяем мощность, требуемую на резание при сверлении, по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- Где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега инструмента, 235 мм;
- количество проходов.
Переход 5. Рассверлить отверстие до диаметра Ø19 мм на проход.
Максимальная глубина резания при рассверливании составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу . С учетом того, что глубина отверстия l≤10D, вводим поправочный коэффициент для подачи Кl = 0,75. Подача равна
Определяем величину скорости резания при рассверливании по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент на инструментальный материал;
- коэффициент, учитывающий глубину сверления;
- Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения шпинделя:
где D — диаметр инструмента, мм.
Скорость подачи:
При расчете режимов резания на рассверливание определяют крутящий момент МКР, Нм и осевую силу, Н. Крутящий момент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени в формуле крутящего момента;
- поправочный коэффициент, зависящий от материала заготовки.
Принимаем
Поправочный коэффициент, зависящий от материала заготовки при сверлении равен:
Где
Поправочный коэффициент находим по формуле:
Определяем осевую силу при сверлении по формуле:
Принимаем
Осевая сила равна:
Определяем мощность, требуемую на резание при сверлении, по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- Где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега инструмента, 235 мм;
- количество проходов.
Переход 6. Расточить отверстие до диаметра Ø46 мм на глубину 108 мм.
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца.
Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения заготовки:
Где D — диаметр заготовки до обработки, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- Где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты, учитывающие влияние режущих параметров инструмента на силовые зависимости.
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Принимаем
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
Где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- Где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца, 116 мм;
- количество проходов.
Переход 7. Расточить фаску 0,6х45о.
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца.
Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения заготовки:
где D — диаметр заготовки до обработки, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- Где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Принимаем
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
Где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- Где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца, 8 мм;
- количество проходов.
Переход 8. Расточить фаску 1,6х45о.
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца.
Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения заготовки:
где D — диаметр заготовки до обработки, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- Где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты, учитывающие влияние режущих параметров инструмента на силовые зависимости.
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Принимаем
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
Где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- Где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца, 9 мм;
- количество проходов.
Переход 9. Расточить канавку на диаметре Ø48,5 мм шириной 5 мм.
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем .
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца.
Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения заготовки:
где D — диаметр заготовки до обработки, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- Где — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты, учитывающие влияние режущих параметров инструмента на силовые зависимости.
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Принимаем
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
где — КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
Где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- Где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца, 13 мм;
- количество проходов.
Переход 10. Режимы резания на переход 10 считаются аналогично переходу 3. Результаты расчетов приведены в таблице 2.
Установ Б
Расчет режимов резания (переходы 11 — 17) на установ Б аналогичен расчету режимов резания установа А. Результаты показаны в таблице 2.
Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Позиция 1 — 2. Фрезеровать лыску.
Глубина резания составляет
Подача .
Подача на зуб определяется по формуле
= 6 — число зубьев фрезы.
Определяем величину скорости резания по формуле:
- Где — период стойкость инструмента, мин;
- z — число зубьев фрезы;
- коэффициент, учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Принимаем
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- Где — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- Где — предел прочности материала заготовки, МПа;
- показатель степени.
Выбираем .
Принимаем
Скорость резания:
Определяем частоту вращения:
где D — диаметр фрезы, мм.
Скорость подачи:
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- Где — коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов.
Принимаем
Поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
Определяем мощность, требуемую на резание по формуле:
Мощность, допускаемую кинематикой станка, определяем по формуле:
Где — КПД привода главного движения станка.
кВт
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
Где — мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
- Где — длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега инструмента;
- количество проходов.
Общее время на позиции 1 — 2:
Таблица 3. Режимы резания механической обработки детали «Крышка»
| Номер перехода | t, мм | So, мм/об | V м/мин | Vs м/мин | n, мин-1 | i, шт. | To, мин |
| 010 Токарно-многоцелевая с ЧПУ | |||||||
| Установ А | |||||||
| 1 | 2,5 | 0,35 | 139 | 221 | 632 | 1 | 0,2 |
| 2 | 1,5 | 0,35 | 128 | 204 | 582 | 2 | 1,08 |
| 3 | 2 | 0,35 | 134 | 214 | 610 | 1 | 0,05 |
| 4 | 5 | 0,24 | 20 | 153 | 637 | 1 | 1,54 |
| 5 | 4,5 | 0,37 | 17 | 105 | 285 | 1 | 2,23 |
| 6 | 1,5 | 0,35 | 110 | 646 | 1844 | 9 | 1,62 |
| 7 | 0,6 | 0,35 | 96 | 564 | 1609 | 1 | 0,02 |
| 8 | 1,6 | 0,35 | 111 | 270 | 769 | 1 | 0,03 |
| 9 | 5 | 0,35 | 108 | 112 | 319 | 1 | 0,12 |
| 10 | 0,75 | 1,5 | 20 | 200 | 133 | 1 | 0,15 |
| Установ Б | |||||||
| 11 | 2,5 | 0,35 | 139 | 221 | 632 | 1 | 0,2 |
| 12 | 1,5 | 0,35 | 128 | 204 | 582 | 2 | 1,21 |
| 13 | 2,5 | 0,2 | 174 | 159 | 792 | 5 | 3,49 |
| 14 | 1,5 | 0,2 | 161 | 263 | 1315 | 1 | 0,04 |
| 15 | 2,5 | 0,2 | 174 | 173 | 866 | 5 | 0,61 |
| 16 | 0,5 | 0,56 | 19 | 170 | 303 | 1 | 0,73 |
| 17 | 1,5 | 0,35 | 110 | 614 | 1752 | 1 | 0,02 |
5 Оформление технологической документации
Маршрутно-операционное описание (как для среднесерийного типа производства) разработанного технологического процесса обработки детали «Крышка» прилагается к данной пояснительной записке.
Маршрутное описание — сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.
Заключение
Для спроектированного технологического процесса обработки детали «Крышка» были использованы современные станки с ЧПУ, прогрессивный инструмент, материал для режущих инструментов, что приводит к повышению размерной и геометрической точности механической обработки.
Рассмотренные вопросы по анализу технологичности конструкции детали, определению типа производства, вида и метода получения заготовки, по разработке маршрутной технологии изготовления детали позволили углубить и закрепить полученные теоретические знания при изучении специальных дисциплин.
- Справочник технолога-машиностроителя: В 2 томах. Т.2/ Под ред. А. М. Дальского, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова, А. Г. Суслова.: Машиностроение — 1, 2001. — 912
- А.
Ф. Горбацевич, В. А. Шкред — Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов — 5-е издание, стереотипное. Перепечатка с четвертого издания 1983 г. — М.: ООО ИД «Альянс», 2007. — 256 с.
- Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания,
- Технология машиностроения: Сборник задач и упражнений: Учеб.
пособие/ В.И. Аверченков и др.; Под общ. ред. В.И. Аверченкова и Е.И. Польского.-2 изд., перераб. и доп. — М: ИНФРА-М, 2006,-288с
- Справочник инструментальщика. Под общ. ред. И. А. Ординарцев Л.: Станочные приспособления: Справ.: В 2т./ Под ред. Б.Н. Вардашкина.- М.: Машиностроение, 1984.- Т.1-592с.;
- Т.2.-656с.
