Проектирование щита подшипникового электродвигателя глубинного насоса с разработкой технологического процесса приспособления для его изготовления - Курсовая работа
Служебное назначение и характеристика щита подшипникового электродвигателя глубинного насоса. Определение типа производства. Анализ технологичности конструкции. Проектирование маршрутной технологии. Обоснование выбора методов обработки и оборудования.
При низкой оригинальности работы "Проектирование щита подшипникового электродвигателя глубинного насоса с разработкой технологического процесса приспособления для его изготовления", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В технологии машиностроения комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали; пути построения наиболее рациональных, т. е. наиболее производительных и экономичных, технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки; методы рационального построения технологических процессов сборки машин, все эти вопросы отражаются в курсовом проекте.
Курсовой проект по технологии машиностроения является важным этапом подготовки специалистов в области машиностроения. Курсовое проектирование это самостоятельное творческая работа.
В данном проекте разрабатывается технологический процесс на полученную деталь. Под технологический процесс разрабатывается и проектируется не только оборудование или технологические базы, но и приспособление, которое используется на одной - конкретной операции.
Курсовой проект выполнен по материалам? собранным на производственной практике на Херсонском электромеханическом заводе, а конкретно взят чертеж детали щит подшипниковый верхний электродвигателя глубинного насоса.
1. Общие положения
1.1 Служебное назначение и характеристика детали
Даная деталь - щит подшипниковый верхний является корпусом подшипника скольжения. Она крепится в электродвигателе глубинного насоса типа ПЭДВ 22-219.Материал детали серый чугун марки СЧ15, материал заменитель СЧ20.Ниже в таблице 1,2,3 приведены свойства материала детали. Наиболее точным размером в детали является отверстие диаметром 75 0,046 мм под подшипник скольжения, и оно выполнено по8 квалитету точности и имеет шероховатость Ra=1.6, остальные поверхности детали менее точные и шероховатость у них меньше, и их можно обработать за один проход. Деталь в узле предположительно неподвижна, по своей конфигурации она несложная и может быть обработана на станках нормальной точности, с применением стандартного инструмента.
Химический состав в % серого чугуна СЧ 15(ГОСТ 1412-70)
С Si Mn P S
2.9-3.7 1.2-2.6 1.5-1.1 <0.3 <0.15
Механически свойства чугуна
Марка чугуна Предел прочности, кг/мм2 Стрела прогиба, мм, при расстоянии между опорами,мм Твердость НВ при растяжении при изгибе 600 300
СЧ 15 15 32 8 2,5 163-229
Твердость придел прочности при растяжении и изгибе(рекомендуемые) для отливок из серого чугуна марки СЧ15 с различной толщиной стенок ( по данным ЦНИИТМАША)
Толщина стенок, мм Обозначение механических свойств
НВ
10 22 52 207-250
20 19 46 190-217
30 15 32 163-229
1. Определение типа производства
Тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций (К.з.о., ГОСТ 3.1108-74). Коэффициент закрепления операций определяем на основе существующего заводского технологического процесса, так как дано штучное время на все переходах, поэтому не сложно будет подсчитать Тшт на всех операциях.
При отсутствии данных по трудоемкости, тип производства определяется после разработки технологического процесса. Поэтому в начальной стадии проектирования тип производства устанавливается ориентировочно в зависимости от годовой программы запуска деталей и их веса [1, с120 ]. По [1,с120 табл2 ] тип производства является мелкосерийным.
После разработки технологического процесса на базе принятого типа производства и определения штучно-калькуляционного времени по всем операциям определяю коэффициент закрепления операций.
Коэффициент закрепления операций (К.з.о.), указывающий на количество операций, выполняемых на одном станке в течении года, определяю по формуле.
[6,с10 ] где tc.шт.к. - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям обработки, мин;
Такт выпуска деталей определяется по формуле [6, с.10]
, мин где Fд = 3950 часа - действительный годовой фонд времени работы оборудования [6,с63];
N = 2500 штук - годовая программа запуска деталей.
; мин
Полученное значение коэффициента закрепления операций К.з.о.= 8 что соответствует крупносерийному производству, а так как по весу и количеству относится к мелкосерийному производству, и использованное оборудование в заводском тех процессе, где использованы универсальное оборудование, универсальный инструмент и большинство приспособлений также универсальных указывают на мелкосерийное производство, то из этих соображений принимаем среднесерийное производство.
2. Анализ технологичности конструкции
Деталь в целом технологична, но имеются ряд отклонений от технологичности: Деталь щит подшипниковый, изготовлена из серого чугуна СЧ15 литьем.
Введение
В технологии машиностроения комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали; пути построения наиболее рациональных, т. е. наиболее производительных и экономичных, технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки; методы рационального построения технологических процессов сборки машин, все эти вопросы отражаются в курсовом проекте.
Курсовой проект по технологии машиностроения является важным этапом подготовки специалистов в области машиностроения. Курсовое проектирование это самостоятельное творческая работа.
В данном проекте разрабатывается технологический процесс на полученную деталь. Под технологический процесс разрабатывается и проектируется не только оборудование или технологические базы, но и приспособление, которое используется на одной - конкретной операции.
Курсовой проект выполнен по материалам? собранным на производственной практике на Херсонском электромеханическом заводе, а конкретно взят чертеж детали щит подшипниковый верхний электродвигателя глубинного насоса.
1. Общие положения
1.1 Служебное назначение и характеристика детали
Даная деталь - щит подшипниковый верхний является корпусом подшипника скольжения. Она крепится в электродвигателе глубинного насоса типа ПЭДВ 22-219.Материал детали серый чугун марки СЧ15, материал заменитель СЧ20.Ниже в таблице 1,2,3 приведены свойства материала детали. Наиболее точным размером в детали является отверстие диаметром 75 0,046 мм под подшипник скольжения, и оно выполнено по8 квалитету точности и имеет шероховатость Ra=1.6, остальные поверхности детали менее точные и шероховатость у них меньше, и их можно обработать за один проход. Деталь в узле предположительно неподвижна, по своей конфигурации она несложная и может быть обработана на станках нормальной точности, с применением стандартного инструмента.
Химический состав в % серого чугуна СЧ 15(ГОСТ 1412-70)
С Si Mn P S
2.9-3.7 1.2-2.6 1.5-1.1 <0.3 <0.15
Механически свойства чугуна
Марка чугуна Предел прочности, кг/мм2 Стрела прогиба, мм, при расстоянии между опорами,мм Твердость НВ при растяжении при изгибе 600 300
СЧ 15 15 32 8 2,5 163-229
Твердость придел прочности при растяжении и изгибе(рекомендуемые) для отливок из серого чугуна марки СЧ15 с различной толщиной стенок ( по данным ЦНИИТМАША)
Толщина стенок, мм Обозначение механических свойств
НВ
10 22 52 207-250
20 19 46 190-217
30 15 32 163-229
1. Определение типа производства
Тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций (К.з.о., ГОСТ 3.1108-74). Коэффициент закрепления операций определяем на основе существующего заводского технологического процесса, так как дано штучное время на все переходах, поэтому не сложно будет подсчитать Тшт на всех операциях.
При отсутствии данных по трудоемкости, тип производства определяется после разработки технологического процесса. Поэтому в начальной стадии проектирования тип производства устанавливается ориентировочно в зависимости от годовой программы запуска деталей и их веса [1, с120 ]. По [1,с120 табл2 ] тип производства является мелкосерийным.
После разработки технологического процесса на базе принятого типа производства и определения штучно-калькуляционного времени по всем операциям определяю коэффициент закрепления операций.
Коэффициент закрепления операций (К.з.о.), указывающий на количество операций, выполняемых на одном станке в течении года, определяю по формуле.
[6,с10 ] где tc.шт.к. - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям обработки, мин;
Такт выпуска деталей определяется по формуле [6, с.10]
, мин где Fд = 3950 часа - действительный годовой фонд времени работы оборудования [6,с63];
N = 2500 штук - годовая программа запуска деталей.
; мин
Полученное значение коэффициента закрепления операций К.з.о.= 8 что соответствует крупносерийному производству, а так как по весу и количеству относится к мелкосерийному производству, и использованное оборудование в заводском тех процессе, где использованы универсальное оборудование, универсальный инструмент и большинство приспособлений также универсальных указывают на мелкосерийное производство, то из этих соображений принимаем среднесерийное производство.
2. Анализ технологичности конструкции
Деталь в целом технологична, но имеются ряд отклонений от технологичности: Деталь щит подшипниковый, изготовлена из серого чугуна СЧ15 литьем. Отливка по своей конфигурации несложна, но формовка должна происходить с применением стержня ступенчатой формы, который будет образовывать основное отверстие в котором будут установлены подшипники скольжения, получение этого отверстия определяется конструктивными соображениями и в значительном объеме экономит материал, по сколько если производить отверстие без центрального отверстия это было бы экономически не оправдано, так как пришлось бы водить дополнительные операции и производить большое количество материала в отходы.
С точки зрения механической обработки имеются следующие отклонения от технологичности: отверстие 7 (рис.2) расположено под углом 45 градусов и для его обработки необходимо применять специальное приспособление. Также отверстие 25(рис.2) имеет восьмой квалитет точности и для его обработки необходимо применять три перехода: черновое, получистовое и чистовое растачивание. Также при обработке этого же отверстия вылет резца большой, поэтому необходимо применять оправку с резцами и направляющей.
В остальном деталь достаточно технологична, деталь достаточно жесткая и допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для черновых операций, а также чистовые базы. Деталь довольно проста по конструкции. Допускается многоинструментальная обработка. Удобен подвод инструмента, контрольные измерения размеров детали.
3. Выбор заготовки
Деталь изготовлена из чугуна, поэтому заготовка может быть изготовлена только литьем. Выбираем литье в песчаных формах так как это самый оптимальный метод с точки зрения экономии средств, и нет целесообразности применять специальные методы литья поскольку они экономически не оправданы, для данной детали.
Производим оценку двух методов получения заготовки.
1.Отливку получаем литьем в песчаные формы с машиной формовкой с механизированным выемом деревянной модели, закрепляемой на легкосъемных металлических плитах, из форм и с заливкой в сырые и подсушонные формы.
2. Отливку получаем литьем в песчаные формы с ручной формовкой, модели также деревянные, но с ручным выемом.
Оценку выбранных методов производим по двум следующим критериям: 1. По коэффициенту использования материала .
2. По сложности заготовки с учетом метода изготовления, программы выпуска, веса, сложности и материала.
Коэффициент использования материала определяется отношением массы детали к массе заготовки.
[6,с12] где qд - вес готовой детали в кг;
q3- вес заготовки в кг;
Для определения веса заготовки назначаем общие припуски на обработку отливок по [6, с87].
В первом случае мы получаем вес заготовки равным 8,521кг, во втором случае 8,853кг.
Вес готовой детали составляет 6,57кг.
Определяем коэффициент использования материала: В первом случае
Во втором случае
Определяем стоимость отливки См, руб/кг [6,с63 ]
где См-стоимость одной тоны отливки в зависимости от метода литья так См=1000 гр. для машиной формовки, для ручной См=1200 гр. ;[6,с63]
Q- масса заготовки q- масса детали
Kn =1,35- поправочный коэффициент, зависящий от программы выпуска [6,с64]
Кв=0,95- поправочный коэффициент, зависящий от веса отливки [6,с64]
Кс=0,8 - поправочный коэффициент, зависящий от сложности отливки[6,с64]
Км=1- поправочный коэффициент зависящий, от марки чугуна[6,с64]
Стоимость отливки в первом случае:
Стоимость во втором случае:
Расчеты показали что первый способ получения заготовки эффективней поскольку коэффициент использования материала больше по сравнению со вторым, и стоимость отливки в первом случае меньше. По этому производство отливки выбираем первым способом.
- годовую экономию по стоимости заготовок: Э.с.з.= (См2 - См1) • N ; грв где См1 и См2 - стоимость заготовок, получаемой первым и вторым методами.
; кг где - коэффициент использования металла при первом и втором методах получения заготовок. кг
Делаем вывод, что первый метод получения заготовки наиболее выгоден, так как по себестоимости дешевле, коэффициент использования материала выше, как следствие годовая экономия материала составляет 864кг.
Проектирование заготовки
Как уже упоминалось выше метод изготовление отливки, является литье в песчаные формы. С целью уменьшения высоты формы, ось отливки по формовке располагаем горизонтально. По [3,табл4.4] для проектируемой заготовки определяем группу сложности 2, и назначаем класс точности -10 [4,с321 ].
Определяем минимальную толщину стенки для того чтобы обеспечить необходимую расчетную прочность и удовлетворить требованиям выбранного способа литья. [3,с56]
где l,b,h -соответственно длина, ширина и высота заготовки, мм
График для определения толщины стенок s отливок, полученных в песчаных формах.
По графику минимальная толщина стенки 4мм, следовательно все стенки могут быть изготовлены литьем, поскольку любая стенка в данной отливки значительно больше 4мм. Определяем допуски на размер для 10 класса точности по [3,табл4,8 ]: l180.?219-3,6мм, ?140,?135 - 3,2; ? 92,?95 - 2,8мм; l26 - 2,2мм
По [3,табл4,9 ] выбираем припуски на механическую обработку:?219,l180 =6мм ?140 = 5мм; ?92,?95 = 4,2; l26 = 1,8мм. Припуск на отверстие ?75 0,046 рассчитываем расчетно-аналитическим методом.
В соответствии с полученной высотой уступов по [3,табл.4.13 ] выбираем формовочные уклоны (3,03° и 3,49°), а по графикам (рис.4,8 /3/) определяем радиусы закруглений. Для данного чертежа можно для всех сопряжений установить радиус равный 5мм.
Термическая обработка заготовки перед обработкой резанием
Для повышения обрабатываемости резанием и стабилизации размеров литые заготовки подвергают термообработке.
Термическая обработка чугуна применяется для изменения структуры металлической основы чугуна, степени графитизации, снижения остаточных напряжений, стабилизации размеров. При этом форма графита в чугуне не изменяется.
В нашем случае будем проводить графитизирующий отжиг с целью для устранения отбела в отливках и снижения твердости поверхностного слоя. Он производится при температуре 850..900°С. Продолжительность отжига будет составлять 1 час. Далее для снижения твердости по всему сечению отливки производим вторую стадию отжига при температуре 700…720°С. Переход с температуры 850…980°С до 720°С желательно проводить медленно. Это позволяет получить больше феррита и придает большую пластичность отливки. Окончательное охлаждение отливок в интервале температур 500..300°С стремятся производить быстро во избежании отпускной хрупкости. [3,c82]
4. Разработка технологического процесса механической обработки
Проектирование маршрутной технологии.
Рис.2 Эскиз детали с прономерованными поверхностями, которые обрабатываются резанием.
Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин имеет целью установить наиболее рациональный и экономический способ обработки; при этом обработка на металлорежущих должна обеспечить выполнения требований, предъявляемых к точности и частоте обрабатываемых поверхностей, взаимному расположению осей и поверхностей, правильности контуров и форм и т. д. Таким образом, спроектированный технологический процесс механической обработки деталей должен при его осуществлении обеспечить выполнение требований, обуславливающих нормальную работу собранной машины.
При разработке маршрутного технологического процесса руководствуемся следующими принципами: 1) в первую очередь обрабатываем те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке;
2) после этого обрабатываем поверхности с наибольшим припуском;
3) далее выполняем обработку поверхностей, снятие металла с которых в наименьшей степени влияет на жесткость заготовки;
4) в начало технологического процесса относим те операции, на которых можно ожидать появление брака изза скрытых дефектов металла (трещин, раковин, волосовин и т. п.);
5) поверхности, обработка которых связана с точностью и допусками относительного расположения поверхностей (соосности, перпендикулярности, параллельности и т. п.) изготавливаем при одной установке;
6) соблюдаем принципы совмещения и постоянства баз;
7) планируем наиболее концентрированные операции;
В таблицах 4 приведен разработанный маршрутный технологический процесс, а в таблице 5 заводской маршрутный технологический процесс.
N опер Наименование операции перехода Условное обозначение баз Наименование Модели оборудования. Приспособление То Примечание
025 Сверлильная 1.Сверлить последовательно три отверстия 7 15,25 2Н135 Кондуктор
030 Сверлильная 1.Сверлить последовательно три отверстия 16 2.Сверлить последовательно четыре отверстия 22 3.зенкеровать фаски последовательно на трех отверстиях 16 4. зенкеровать фаски последовательно на четырех отверстиях 22 1,24 2Н135 Кондуктор
035 1.зенкеровать фаски последовательно на трех отверстиях 24 2. зенкеровать фаски последовательно на четырех отверстиях 10 20 2Н135 Кондуктор
040 Контрольная
Выбор и обоснование технологических баз
База - это поверхность или выполняющая ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемая для базирования. Базирование - придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. В технологии машиностроения различают базы технологические, сборочные и конструкторские.
Технологические базы подразделяются на установочные и измерительные. Установочными базами называют такие поверхности детали, которыми она устанавливается для обработки в определенном положении относительно станка (или приспособления) и режущего или другого рабочего инструмента.
От правильного выбора технологических баз в значительной степени зависят: фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; степень сложности приспособлений, режущих и измерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.
На первых операциях мы производим обработку чистовых установочных баз, а именно отверстие 25, торцов 1,20 (см рис2). На первой операции за черновые установочные базы выбираем цилиндрическую поверхность 14, и торец 20.Выбор этих баз связан с потребностью равномерно распределить припуск на обработку, обеспечить параллельность обработанных и необработанных поверхностей, также эти поверхности являются наиболее удобными для установки заготовки в патроне станка.
Выбранные чистовые базы наиболее удовлетворяют принципу постоянства баз.
На рис3 приведены схемы базирования заготовки, на рис3 а) деталь лишена пяти степей свободы что достаточно для тел вращений так трехкулачковый патрон лишил деталь трех степеней свободы, а упор в торец виде двойной опорной точки 2-х степеней свободы, на рис.3,в цанговая оправка виде двойной направляющей лишает деталь четырех степеней свободы, а опорная точка в торец одну степень свободы.
Рис.3 схемы базирования заготовки
Обоснование последовательности операций.
На первых операциях мы подготавливаем чистовые установочные базы, и это же чистовая установочная база в данной детали является наиболее точной обработанной цилиндрической поверхностью, а именно отверстием диаметром 75 0,046мм с посадкой Н8, которое служит, для установки в него антифрикционных материалов которые будут работать виде подшипников скольжения. Что касается маршрута обработки, для этой поверхности то даная операция как уже указывалась выше обрабатывается на первых операциях. С этой целью определяем величины общего уточнения: [6,c18] где - общие уточнение определенного размера, показывающее во сколько раз должна быть увеличена точность этого размера в результате ряда (m) переходов и операций.
- частное уточнение і - той технологической системы, показывающие во сколько раз увеличивается точность при выполнении i-ого перехода.
Из определения понятия «уточнение» следует, что и = [6,c19] где ; - допуск на заготовки и деталь;
; - допуск на обработку при выполняемой операции и на предшествующей.
Допуск на i-тую операцию (переход) определяется по экономической точности соответствующего метода обработки. Для получения отверстия нужной точности используем три перехода: черновое, получистовое и чистовое растачивание.
Следовательно, в 34,8 раза увеличивается точность детали по сравнению с точностью заготовки.
Обоснование выбора методов обработки и оборудования.
На первых операциях производится токарная обработка детали, для этой этих операций мы применили токарно-револьверные станки модели 2Е340П, и многорезцовый токарный полуавтомат модели 1А730. Эти станки характерны по применению для серийного производстве, так как они легко переналаживаются на нужную деталь в соответствии с своими кинематическими возможностями. Их настраивает наладчик на нужный размер, а затем работает токарь невысокого разряда на уровне 3-4, так как станок работает в полуавтоматическом режиме. В результате этого повышается производительность труда. Применение этих станков также связано с габаритами этих станков так как например токарный многорезцовый автомат 1А720 уже не проходит по своим габаритам поскольку наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над поперечным суппортом составляет 160мм, а диаметр обрабатываемой детали составляет 219мм. Далее выполняются сверлильные операции, на станках модели 2Н125 и 2Р135Ф2-1. На станке с ЧПУ модели 2Р135Ф2-1 производим сразу пять переходов. Этот станок характерен для серийного производства, так как легко переналаживается на другую деталь, так как для этого необходимо всего лиж заменить перфоленту и инструмент. Вертикально-сверлильные станки модели 2Н125 являются универсальными станками и они используются с применением специальными и универсальными приспособлениями в серийном производстве.
Расчет припусков
Припуск - слой материала, назначаемый для компенсации погрешностей, возникающих в процессе изготовления детали, в целях обеспечения заданного ее качества. Различают минимальные, номинальные и максимальные припуски на обработку. Они удаляются с поверхности заготовки в процессе ее обработки для получения детали.
Расчету подлежит минимальный припуск на обработку. Колебание же размера обрабатываемой поверхности заготовки в пределах допуска на ее изготовление создает колебание величины припуска от минимального до максимального.
Величина припуска для элементарных поверхностей детали может быть назначена на основе расчета аналитическим методом или определения по соответствующим справочным таблицам (ГОСТАМ, РТМ или нормалям).
Рассчитываем припуск на отверстие диаметром 75 рис.2 расчетно-аналитическим методом, а на остальные поверхности назначаем табличным.
Определяем количество переходов:
Тзаг - допуск на заготовку в мкм
Тдет - допуск на деталь в мкм
Назначаем три перехода: черновое, получистовое и чистовое растачивание.
Минимальный припуск рассчитываем на каждый переход по формуле: мм [5,с65 ] где Rzi-1 - высота микронеровностей профиля на предшествующем переходе hi-1- глубина дефектного слоя на предыдущем переходе (отбеленный или обезуглероженный слой )
?i-1 -суммарное отклонение расположения поверхности (отклонение от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пресечение осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности.
Еі - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе
Заготовка базируется в трехкулачковом самоцентрирующимся патроне.
Расчет припуска на обработку отверстия диаметром 75 0,046 ведем путем составления таблицы 6, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и все значения элементов припуска.
Заготовка представляет собой отливку 2-го класса точности массой8,521кг. Начинаем заполнять таблицу 6, параметр шероховатости Rz и величину дефектного слоя h выбираем по [5,таб.27] суммарное их значение составляет 700 мкм.
Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяем по формуле [5,c.68]
Величину коробления отверстия следует учитывать как в диаметральном так и в осевом сечении:
где ?к -удельная кривизна заготовки в мкм на 1мм длины; ?к=0,7 [5,с.72 ]
Определяем по [5,табл.31 ]
Тогда суммарное значение пространственного отклонения заготовки составит
Величина остаточного пространственного отклонения после чернового растачивания:
Погрешность установки при черновом растачивании
=0 тогда На основе записанных в табл.6 данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков
Минимальный припуск на черновое растачивание
Минимальный припуск на получистовое растачивание
Минимальный припуск на чистовое растачивание
В графе расчетный размер dp заполняется, начиная с конечного, в данном случае чертежного, размеры последовательно вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.
Таким образом, имея расчетный (чертежный) размер, после последнего перехода для остальных переходов получаем: для получистового растачивания dp1=75,046-0,182=74,864мм для чернового растачивания dp2= 74,864-0,416=74,448мм для заготовки dp3=74,448-2,754=71,694мм
Результаты заносим в таблицу 6
Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки Элементы припуска, мкм Расчетный припуск 2zmin, мкм Расчетный размер, мм Принятые (округленные) размеры по переходам, мм Полученные предельные припуски, мм
Рис.4 Схема графического расположения припусков и допусков на обработку
На остальные поверхности мы назначаем припуск табличным методом см. выше порагров 3.1, где указаны припуски, и они приведены в таблице 7.
Таблица7
Номинальный размер детали, Допуск линейных размеров отливки Табличный припуск 2zmax Минимальный припуск 2zmin l=180, ?219 3.6 6 2.4
? 140 3.2 5 1.8
?92, ?95 2.8 4.2 1.4 l=2.6 2.2 4 1.8
Расчет режимов резания
Сначала рассчитаем режимы резания для многоинструментальной обработки. Операция 015 токарно-многорезцовая. Операционная наладка показана на рис.5
Рис.5 Операционная наладка для операции 015 токарно-многорезцовой
Необходимо назначить режимы резанья определить машинное время.
Назначения режима резанья.
1. Устанавливаем значения глубины резанья для каждого резца наладки, при условии снятия припуска за один проход: для резца 1 t=(D-d)/2=(225-219)/2=3мм для резца 2 t=(D-d)/2=(219-206)/2=4,5мм для резца 4 припуск на сторону t=h=3мм для резца 5 t=h=2,5мм для резца 6,8 t=2,5мм для резца 7,3 t=1,2мм для резца 9 t=h=2мм
2. Определяем длину рабочего хода продольного и поперечного суппортов:
где lрез - длина резания по лимитирующему инструменту, мм; у - величина врезания и перебега инструмента, мм; lдоп -дополнительная длин хода, вызванная особенностями наладки и конфигурации заготовки.
2.1 Определяем Lpx продольного суппорта: в продольном суппорте наибольшую (лимитирующею) длину резания имеет резец 1, lрез=28мм . Величину у определяем по формуле: у = уврез уподв уп удоп [10с56] где уврез=3мм (при t=2,5мм), уподв уп=6мм; удоп=0 [8,c300] таким образом у=7мм тогда
2.2 Определяем Lp.х поперечного суппорта; в поперечном суппорте наибольшую (лимитирующею) длину резанья имеет резец 5 lрез=(D-d)/2=(219-140)/2=39,5мм уврез=1,5; упод=1мм; уп=удоп=0
Lpx=39,5 1,5 1=42мм
3. Определяем подачу суппорта за оборот шпинделя.
Суммарная глубина резанья резцов составляет для продольного суппорта для поперечного суппорта
Для этих значений суммарной глубины резанья рекомендуются подачи: для продольного суппорта s0 =0,35 мм/об для поперечного суппорта s0 = 0,25 мм/об
При назначении подачи для поперечного супорта также надо учитывать заданный параметр шероховатости детали.
Для предусмотренной чертежом детали шероховатости поверхности Ra=3,2 мкм в таблице рекомендуется подача не свыше 0,35мм/об.
Учитывая поправочный коэффициент на материал ( поправочный коэффициент Ks =0,78) подача sрасч=sтабл · Ks=0,25· 0,78=0,195 мм/об. Корректирую данную подачу по паспортным данным станка для поперечного суппорта, получаем sпас=0,16 мм/об.
Так как продольный суппорты должен закончить обработку раньше чем начнет работать поперечный суппорт кроме того поверхности которые обрабатывает продольный суппорт имеет параметры шероховатости Ra=12,5 следовательно можно принять подачу по подачу по паспортным данным станка для поперечного суппорта, получаем sпас=0,29мм/об.
Определяем период стойкости лимитирующих инструментов. Период стойкости в минутах времени резания для каждого предположительного лимитирующего инструмента наладки, по которому ведется расчет скорости резания :
;мин. где Тм - период стойкости в минутах машиной работы станка - для нашего случая принимаем третью группу наладок ( для десяти инструментов в наладке) т.е. Тм=130мин;[9, c247]
- коэффициент времени резания.
Предположительно лимитирующими инструментами для многоинструментальных наладках являются обычно инструменты, расположенные на наибольших диаметров обрабатываемых поверхностей (наибольшая скорость резания) или имеющие наибольшею длину резания. В нашем случае такими резцами может быть резец 1 или резец 5.
Определяем значение коэффициента времени резания для резца 1. Количество оборотов шпинделя за время резания равно отношению длины резания к подаче:
Количество оборотов шпинделя за время рабочего хода суппортов при их параллельной работе равно наибольшему отношению длины рабочего хода подаче:
Тогда коэффициент времени резания
Период стойкости резца 1 в минутах времени резания составит: Т=Тм· =130·0.46=60 мин
Для резца 5, расположенный на поперечном суппорте, имеющем наиболее продолжительное время работы ( при условии параллельной работы суппортов станка), коэффициент времени: Если коэффициент >0,7, то его можно не учитывать и принимать . Таким образом для резца 5 период стойкости Т=Тм=130мин.
5. Определяем скорости резания для предположительно лимитирующих резцов наладки.
Для резца 5 vтабл=100 м/мин (при t=2,5мм; so до 0,25мм/об; обработка чугуна и угле ) Поправочные коэффициенты на скорость резания: Коэффициент к4 в зависимости от обрабатываемого материала к4=1 [9,с649]; Коэффициент к5=0,8 в зависимости от периода стойкости режущего инструмента (для материала инструмента ВК8; найден путем интерполирования значений к5=0,85 для Т=100мин и к5=0,75 ДЛЯТ=150мин)[9,с650] Коэффициент к6=1,2 в зависимости от вида обработки [9,с650]
Расчетная скорость резания
Для резца 1 vтаб=95 м/мин [9,с648] (при t=2,5мм; so до 0,35мм/об; обработка чугуна и угле ) Поправочные коэффициенты на скорость резания: Коэффициент к4 в зависимости от обрабатываемого материала к4=1 [9,с649]; Коэффициент к5=0,8 в зависимости от периода стойкости режущего инструмента (для материала инструмента ВК8; найден путем интерполирования значений к5=0,85 для Т=100мин и к5=0,75 ДЛЯТ=150мин) [9,с650] Коэффициент к6=1 (для продольного точения) в зависимости от вида обработки [9,с650]
Расчетная скорость резания
Таким образом лимитирующий резец по скорости резания является резец 5 vpac=96м/мин.
6.Расчетная частота вращения шпинделя станка:
Корректирую значение n по паспорту станка, устанавливаем действительное значение nд=140 об/мин
7. Действительные скорости резания равны: для резцов 1,2 ,3,5,7,8,9
для резцов 4,,6,
8. Определяем суммарную мощность по всем инструментам наладки
Для резца 1 Nтабл=3,3КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 2 Nтабл=8 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 3 Nтабл=1,3 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 4 Nтабл=2,5 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 5 Nтабл=2,1 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 6 Nтабл=1,6 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 7 Nтабл=0,8 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 8 Nтабл=1,6 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Для резца 9 Nтабл=1,6 КВТ [9,с650]
Поправочные коэффициент на мощность резания: Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Расчетная мощность резания
[9,с651]
Суммарная мощность резания для всей наладки
9.Определяем достаточность мощности привода станка у станка модели 1А730 NM=14 КВТ, к.п.д. станка ?=0,8;
следовательно, обработка возможна (9,1<11,2). Коэффициент использования мощности станка:
где Np - потребная (расчетная) мощность станка на данной операции Nm - мощность станка 14,0 КВТ
KN=11,375/14=0,81
Определение машинного времени. При наибольшей длине хода поперечного суппорта Lpx= 42мм
Тм=Lpx/n·s=42/140·0,16=1,875 мин
Далее расчетам режимы резанья для одноинструментальной обработки для операции 025 сверлильной с ЧПУ. Рассчитаем режимы для сверления четырех отверстий 22 см рис.2 диаметром 17мм. Данные отверстия будет получать, спиральным сверлом ГОСТ10903-77 из быстрорежущей стали, на - станке модели 2Р135Ф2.
По [2,табл.25] назначаем подачу для сверления в пределах 0,35-0,41мм/об, выбираем подачу равную 0,36 мм/об На модели 2Р135Ф2 минутные подачи поэтому потом выбранную подачу переведем в минутную.
Определяем скорость резанья по формуле 6.1.1, м/мин, (6.1.1) [2,c276] где S-подача мм/об
Т - стойкость инструмента определяем по[2, таб. 30] Т=60мин
Значения коэффициентов Cv и показателей степени приведены в [2,таб.28] где Cv=14,7; g=0.25; x=0.3; y=0.55; m=0,125 [2,c278]
Kv=Kmv*Киv*К1v где Kmv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания
[2.c261]
Киv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резанья [2,c263]
Определяем крутящий момент, Н?м, и осевую силу, Н, рассчитываем по формулам:
где См=0,021;у=0,8; q=2; [2,c281]
Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением: Кр=Кмр
Значения коэффициента Кмр приведены в таблице 9 [2,c264]
Минутная подача на станке будет равна определяем основное время
Мощность резания (эффективная) КВТ, определяем по формуле: [2,c280]
На остальные операции назначаем режимы резанья табличным методом
Определяем режимы резания для остальных операций для 005 токарно-револьверной.
Так для первой операции 005 токарно-револьверной определяем скорость резанья для чернового растачивания отверстия 25 рис.2;
[8,c29]
где К1- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; К2- от стойкости и марки твердого сплава; К3- от вида обработки;
vтабл -табличная скорость резанья выбираем по таблице [9,c648] vтабл=75
Подачу выбираем по [2,табл11, с266] s=0,6 мм/об
К1=0,8 [9,с649]; К2=1 [9,с650] К3=0,85 [9,с650] тогда vтабл=75*0,8*1*0,85=52,36 м/мин определяем основное время для первого перехода определяем основное время для второго перехода определяем основное время для всей операции
Тос= toc1 toc2 =1.17 0.19=1.36мин
Определяем мощность резания: так как одновременно с растачиванием отверстия происходит подрезания торца то определяем суммарную мощность обработки.
Коэффициент К7=0,45 на мощность резания в зависимости от обрабатываемого материала [9,с651]
Nтабл1=4,5КВТ [9,с650]
Суммарная мощность резания для всей наладки
9.Определяем достаточность мощности привода станка у станка модели1Е340П NM=4,7 КВТ, к.п.д. станка ?=0,8;
следовательно, обработка возможна (1,585<3,76). Коэффициент использования мощности станка:
где Np - потребная (расчетная) мощность станка на данной операции
Nm - мощность станка 4,7 КВТ
KN=2/4,7=0,42
Для остальных операции режимы резания определяем по программе на ПК и ниже приведены результаты для каждой операции в табл 6.1,6.2,6.3,6.4,6.5,6.6.
Техническое нормирование
Штучно-калькуляционное время определяется по формуле [6, с.36]: Т ш.-к. = То Тв Тм.об. Тотд. , мин (4.7.1) где: То - основное технологическое время;
Тв - вспомогательное время [11, с.92-94;95-102;146-150];
Тм.об. - время на техническое обслуживание рабочего места [11, с.92-94;95-102;146-150];
Тотд. - время на отдых и физические потребности рабочего [11,с.203];
- подготовительно-заключительное время [11, с.92-94;95-102;146-150];
n - количество деталей в партии.
Определяем количество деталей в партии, одновременно запускаемых в производстве шт
Основное время мы определили в расчете режимов резания, записуем его для каждой операции в табл.6.2.1. Вспомогательное время это суммарное время на установку и снятие детали, управление станком и измерение деталей. Для первой операции 005 токарно-револьверной оно равно время установки и снятие детали в патроне 0,5мин [11,с32]; время управление станком: а именно смена инструмента поворотом револьверной головки 0,06мин [11,с90], обработка с продольной подачей 0,1мин[11,с88],, обработка с поперечной подачей 0,12мин[11,с89],, итого просуммирую время управления ст
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
