Курсовая работа: Проектирование технологического процесса изготовления детали "Ось"

После расчета диаметральных операционных размеров, нанесем ихзначения на эскизы соответствующих операций маршрутного описания технологического процесса.

1.9 Расчет режимов резания

При назначении режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

При расчете режимов резания устанавливают глубину резания, минутную подачу, скорость резания. Приведем пример расчета режимов резания для двух операций. Для остальных операций режимы резания назначаем согласно [5], т.2,стр. 265-303.

010 . Точение черновое (Ø24)

Модель стана 1П365, обрабатываемый материал – сталь 45, материал инструмента СТ 25.

1.  Обоснование марки материала и геометрии режущей части.

Резец оснащен твердосплавной пластиной СТ 25 (Al2O3+TiCN+T15K6+TiN). Применение твердосплавной пластины, которая не нуждается в переточке, снижает затраты времени на смену инструмента, кроме того, основой данного материала является улучшенный Т15К6, что существенно повышает износостойкость и температуростойкость СТ 25.

Геометрия режущей части.

Все параметры режущей части выбираем из источника [5] Проходной резец: α= 8°, γ = 10°, β = +3º, f = 45°, f1 = 5°.

2.  Марка СОЖ: 5%-ая эмульсия.

3.  Глубина резания соответствует величине припуска, так как припуск снимается за один поход.

t = 2,8 мм.

4.  Расчетная подача определяется исходя из требований шероховатости ([5],стр.266) и уточняется по паспорту станка.

S = 0,5 об/мин.

5.  Стойкость [5],стр.268.

Т = 50 мин.

6. Расчетная скорость резания определяется из заданной стойкость, подачи и глубины резания из [1],стр.265.

где Сv , х , m, у – коэффициенты [ 5 ],стр.269;

Т – стойкость инструмента, мин;

S – подача, об/мм;

t – глубина резания, мм;

Кv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки.

Кv = Кмv ∙Кпv ∙Киv,

Кмv – коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

Кпv = 0,8 – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;

Киv = 1 – коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

Кмv = Кг∙,

где Кг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.

Кмv = 1∙ 

Кv = 1,25 ∙0,8 ∙1 = 1,

7. Расчетная частота вращения.

где D – обрабатываемый диаметр детали, мм;

VР – расчетная скорость резания, м/ мин.

По паспорту станка принимаем n = 1500 об/мин.

8. Фактическая скорость резания.

где D - обрабатываемый диаметр детали, мм;

n – частота вращения, об/мин.

9. Тангенциальную составляющую силы резания Pz, H определяем по формуле источника [5], с.271.

РZ = 10∙Ср∙tх∙Sу∙Vn∙Кр,

гдеРZ – сила резания, Н;

Ср, х, у, n – коэффициенты [5], стр.273;

S – подача, мм/об;

t – глубина резания, мм;

V – скорость резания, об/мин;

Кр– поправочный коэффициент (Кр= Кмр∙К jр∙К gр∙Кlр, – численные значения этих коэффициентов из [5], стр.264, 275).

Кр = 0,846∙1∙1,1∙0,87 = 0,8096.

РZ = 10∙300∙2,8∙0,50,75∙113-0,15∙0,8096 = 1990 Н.

10. Мощность из [5],стр.271.

,

где РZ – сила резания, Н;

V – скорость резания, об/мин.

.

Мощность электродвигателя станка 1П365 составляет 14 квт, поэтому мощность привода станка достаточна:

Nрез.< Nст.

3,67 кВт <14 кВт.

035. Сверлильная

Сверление отверстия Ø8 мм.

Модель станка 2550Ф2, обрабатываемый материал – сталь 45, материал инструмента Р6М5. Обработка ведется за один проход.

1. Обоснование марки материала и геометрии режущей части.

Материал режущей части инструмента Р6М5.

- твердость 63…65 HRCэ,

- предел прочности на изгиб sп = 3,0 ГПа,

- предел прочности на растяжение sв = 2,0 ГПа,

- предел прочность на сжатие sсж = 3,8 ГПа,

Геометрия режущей части: w =10°– угол наклона винтового зуба;

f = 58° - главный угол в плане,

a = 8° - задний затачиваемый угол.

2.  Глубина резания

t = 0,5∙D = 0,5∙8 = 4 мм.

3.  Расчетная подача определяется исходя из требований шероховатости [5].с 266 и уточняется по паспорту станка.

S = 0,15 об/мин.

4.  Стойкость [5]с. 270.

Т = 25 мин.

5. Расчетная скорость резания определяется из заданной стойкость, подачи и глубины резания.

 

где Сv , х , m, у – коэффициенты [5], с.278.

Т – стойкость инструмента, мин.

S – подача, об/мм.

t – глубина резания, мм.

КV – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, состояние поверхности, материал инструмента и т.д.

6. Расчетная частота вращения.

,

где D – обрабатываемый диаметр детали, мм.

Vр – расчетная скорость резания, м/ мин.

По паспорту станка принимаем n = 1000 об/мин.

7. Фактическая скорость резания.

где D - обрабатываемый диаметр детали, мм.

n - частота вращения, об/мин.

.

8. Крутящий момент

Мкр = 10∙СМ∙ Dq ∙ Sу ∙Кр.

где СМ, q, у, Kр, – коэффициенты [5], с.281.

S – подача, мм/об.

D – диаметр сверления, мм.

Мкр = 10∙0,0345∙ 82 ∙ 0,150,8 ∙0,92 = 4,45 Н∙м.

9.  Осевая сила Ро, Н по [5], с. 277;

Ро = 10∙СР·Dq·Sy·КР,

где СР, q, у, Kр, – коэффициенты [5] с.281.

Ро = 10∙68·81·0,150,7·0,92 = 1326 Н.

9. Мощность резания.

гдеМкр - крутящий момент, Н∙м.

V – скорость резания, об/мин.

0,46 кВт < 7 кВт. Мощность станка достаточна для заданных условий обработки.

040. Шлифовальная

Модель станка 3Т160, обрабатываемый материал – сталь 45, материал инструмента – нормальный электрокорунд 14А.

Врезное шлифование периферией круга.

1.  Марка материала, геометрия режущей части.

Выбираем круг:

ПП 600×80×305 24А 25 Н СМ1 7 К5А 35 м/с. ГОСТ 2424-83.

2. Глубина резания

t = 0,04 мм.

3. Радиальная подача Sр, мм/об определяем по формуле из источника [5], с. 301, табл. 55.

SР = 0,005 мм/об.

4. Скорость круга VК, м/с определяем по формуле из источника [5], стр. 79:

 

где DК - диаметр круга, мм;

DК = 300 мм;

 nК = 1250 об/мин – частота вращения шлифовального шпинделя.

5. Расчетную частоту вращения заготовки nз.р, об/мин определим по формуле из источника [5], с.79.

где VЗ.Р – выбранная скорость заготовки, м/мин;

VЗ.Р определим по табл. 55, стр. 301 [5]. Примем VЗ.Р = 40 м/мин;

dЗ – диаметр заготовки, мм;

6. Эффективная мощность N, кВт определим по рекомендации в

источнике [5] стр. 300:

при врезном шлифовании периферией круга

где коэффициент CN и показатели степеней r, y, q, z приведены в [5], табл. 56, стр. 302;

VЗ.Р – скорость заготовки, м/мин;

SP – радиальная подача, мм/об;

dЗ – диаметр заготовки, мм;

b – ширина шлифования, мм равна длине шлифуемого участка заготовки;

b = 22 мм;

Мощность электродвигателя станка 3Т160 составляет 17 кВт, поэтому мощность привода станка достаточна:

Nрез< Nшп

1,55 кВт < 17 кВт.

1.10 Нормирование операций

Расчетно-технологические нормы времени определяются расчетным путем.

Существуют, норма штучного времени ТШТ и норма времени калькуляционная. Калькуляционная норма определяется по формуле на стр. 46, [9]:

где Тшт – норма штучного времени, мин;

 Тп.з. – подготовительно-заключительное время, мин;

 n - количество деталей в партии, шт.

Норма штучного времени определяется по формуле:

Тшт = tосн + tвсп + tобсл + tпер,

где tосн – основное технологическое время, мин;

tвсп – вспомогательное время, мин;

tобсл – время обслуживания рабочего места, мин;

tпер – время перерывов и отдыха, мин.

Основное технологическое время для токарных, сверлильных операций определяется по формуле на стр. 47, [9]:

, мин,

гдеL – расчетная длина обработки, мм;

 - число проходов;

Sмин – минутная подача инструмента;

а - число одновременно обрабатываемых деталей.

Расчетная длина обработки определяется по формуле:

L = Lрез + l1 + l2 + l3.

гдеLрез – длина резания, мм;

l1 – длина подвода инструмента, мм;

l2 – длина врезания инструмента, мм;

l3 – длина перебега инструмента, мм.

Время обслуживания рабочего места определяется по формуле:

tобсл = tтехн.обсл + tорг.обсл,

гдеtтехн.обсл – время технического обслуживания, мин;

tорг.обсл – время организационного обслуживания, мин.

,

где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем .

,

где - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем .

Время на перерыв и отдых определяется по формуле:

,

где  - коэффициент, определяемый по нормативам. Принимаем .

Приведем расчет норм времени для трех различных операций

010 Токарная

Предварительно определим расчетную длину обработки. l1, l2, l3 определим по данным табл.3.31 и 3.32 на стр.85 [3].

L = 12 + 6 +2 = 20 мм.

Минутная подача

Sмин = Sоб∙n, мм/мин,

где Sоб – оборотная подача, мм/об;

n – число оборотов, об/мин.

Sмин = 0,5∙1500 = 750 мм/мин.

Основное технологическое время:

 мин.

Вспомогательное время состоит из трех составляющих: на установку и на снятие детали, на переход, на измерение. Это время определяется по картам 51, 60, 64 на стр. 132, 150, 160 по [10]:

tуст/снят = 1,2 мин;

tпереход = 0,03 мин;

tизм = 0,12 мин;

tвсп = 1,2 + 0,03 + 0,12 = 1,35 мин.

Время технического обслуживания

 мин.

Время организационного обслуживания

 мин.

Время перерывов

 мин.

Норма штучного времени на операцию:

Тшт = 0,03 + 1,35 + 0,09 + 0,07 = 1,48 мин.

035 Сверлильная

Сверление отверстия Ø8 мм.

Определим расчетную длину обработки.

L = 12 + 10,5 + 5,5 = 28 мм.

Минутная подача

Sмин = 0,15∙800 = 120 мм/мин.

Основное технологическое время:

 мин.

Обработка производится на станке с ЧПУ. Время цикла автоматической работы станка по программе определяется по формуле:

Тц.а = То + Тмв, мин,

гдеТо – основное время автоматической работы станка, То = tосн;

Тмв – машинно-вспомогательное время.

Тмв = Тмв.и + Тмв.х, мин,

гдеТмв.и – машинно-вспомогательное время на автоматическую смену инструмента, мин;

Тмв.х – машинно-вспомогательное время на выполнение автоматических вспомогательных ходов, мин.

Тмв.и определяем по приложению 47, [11].

Принимаем Тмв.х = То/20 = 0,0115 мин.

Тц.а = 0,23 + 0,05 + 0,0115 = 0,2915 мин.

Норма штучного времени определяется по формуле:

,

гдеТв – вспомогательное время, мин. Определяется по карте 7, [12];

атех, аорг, аотл – время на обслуживание и отдых, определяется по [12], карта 16: атех + аорг + аотл = 8%;

Тв = 0,49 мин.

 мин.

040. Шлифовальная

Определение основного (технологического) времени:

,

гдеl – длина обрабатываемой части;

l1 – величина врезания и перебега инструмента по карте 43, [12];

i – число проходов;

S – подача инструмента, мм.

 мин

Определение вспомогательного времени см. карту 44, [5]

Тв=0,14+0,1+0,06+0,03=0,33 мин

Определение времени на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности:

,

где аобс и аотд – время на обслуживание рабочего места, отдых и естественные надобности в процентах от оперативного времени по карте 50, [5]:

аобс = 2% и аотд = 4%.

 мин

Определение нормы штучного времени:

Тш=То + Тв + Тобс + Тотд = 3,52 + 0,33 + 0,231 = 4,081 мин

1.11 Экономическое сравнение 2-х вариантов операций

При разработке технологического процесса механической обработки возникает задача выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки и большое разнообразие станков позволяют создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающих всем требованиям чертежа.

В соответствии с положениями по оценке экономической эффективности новой техники признается наиболее выгодным тот вариант, у которого сумма текущих и приведенных капитальных затрат на единицу продукции будет минимальной. В число слагаемых суммы приведенных затрат следует включать лишь те затраты, которые изменяют свою величину при переходе на новый вариант технологического процесса.

Сумму этих расходов, отнесенную к часам работы машины, можно назвать часовыми приведенными затратами .

Рассмотрим следующие два варианта выполнения токарной операции, в которых обработка ведется на разных станках:

1.  по первому варианту черновое обтачивание наружных поверхностей детали производится на универсальном токарно-винторезном станке модели 1К62;

2.  по второму варианту черновое обтачивание наружных поверхностей детали производится на токарно-револьверном станке модели 1П365.

1. Операция 10 выполняется на станке 1К62.

Величина  характеризует экономичность оборудования. Меньшее значение  для сопоставления станков при равной производительности свидетельствует о том, что станок более экономичен.

Величина часовых приведенных затрат

,

где - основная и дополнительная заработная плата, а также начисления на соцстрах оператору и наладчику за физический час работы обслуживаемых машин, коп/ч;

 - коэффициент многостаночности, принимаемый по фактическому состоянию на рассматриваемом участке, принимаем М = 1;

 - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч;

 - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений: для машиностроения  = 2;

 - удельные часовые капитальные вложения в станок, коп/ч;

 - удельные часовые капитальные вложения в здание, коп/ч.

Основную и дополнительную заработную плату, а также отчисления на соцстрах оператору и наладчику можно определить по формуле:

, коп/ч,

где - часовая тарифная ставка станочника соответствующего разряда, коп/ч;

1,53 – суммарный коэффициент, представляющий произведение следующих частных коэффициентов:

1,3 – коэффициент выполнения норм;

1,09 – коэффициент дополнительной зарплаты;

1,077 – коэффициент отчислений на соцстрах;

к – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика, принимаем к = 1,15.

Величина часовых затрат по эксплуатации рабочего места в случае понижения

загрузки станка должна быть скорректирована с помощью коэффициента , если станок не может быть дозагружен. В этом случае скорректированная величина часовых затрат:

, коп/ч,

где - часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч;

 - поправочный коэффициент:

,

 - удельный вес условно-постоянных затрат в часовых затратах на рабочем месте, принимаем ;

 - коэффициент загрузки станка.

,

гдеТШТ – штучное время на операции, ТШТ = 2,54 мин;

tВ – такт выпуска, принимаем tВ = 17,7 мин;

mП – принятое число станков на операции, mП = 1.

;

,

где - практические скорректированные часовые затраты на базовом рабочем месте,  коп;

 - машино-коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка. Принимаем .

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7