Технологический процесс механической обработки втулки (курсовой проект)

1. Расчет режимов резания

1.1  Поверхность 8 (получистовое точение поверхности)

Глубина резания
Подача
Скорость резания

, [2, c.259]

где -среднее значение стойкости инструмента
-поправочный коэффициент [4, таб.17]

[4, таб.17]

-поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхностного слоя
заготовки (без корки)
-поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального
материала на скорость резания
-поправочный коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки

. [2, c.261]

Тогда

.

Частота вращения

, [2, c.261]

где - диаметр заготовки.

Сила резания

, [2, c.274]

где

Значения коэффициента и показателей степени в формулах силы резания при точении. [4, таб.23]

Для тангенциальной составляющей
, , , .

Для радиальной составляющей
, , , .

Для осевой составляющей
, , , .





Мощность резания

[2, c.274]


1.2  Поверхность 2 (сверление)
Глубина резания
Подача
Скорость резания

, [2, c.259]

где -среднее значение стойкости инструмента
-поправочный коэффициент



– коэффициент, учитывающий фактические условия
резания.

Частота вращения

,


Осевая сила

[2, с.264]

где – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества
обрабатываемого материала на силовые зависимости [2, таб.9]

Значения коэффициента и показателей степени в формулах силы резания при сверлении. [2, таб.32]
-поправочный коэффициент




Крутящий момент

, [2, с.266]

где [2, таб.9]
Значения коэффициента и показателей степени в формулах силы резания при сверлении. [2, таб.32]
-поправочный коэффициент



Мощность резания

[2, c.274]

1.3  Поверхность 10 (фрезерование)

Глубина резания
Подача на зуб
Число зубьев [4]
; [4]
Ширина фрезерования . [4]
Скорость резания – окружная скорость фрезы



где наружный диаметр дисковой фрезы; [4]
среднее значение стойкости инструмента; [4]
глубина фрезерования;
подача на один зуб;
ширина фрезерования;
число зубьев;
;
;
;
;
;
;
.
, общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала
поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхностного
слоя заготовки
поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального
материала на скорость резания.

Частота вращения




Сила резания



где ;
;
;
;
;
;
поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого
материала на силовые зависимости


фрезерование попутное ( )
Величины остальных составляющих силы резания:
горизонтальной ;
вертикальной ;
радиальной ;
осевой .

Составляющая, по которой рассчитывается оправка на изгиб

.

Крутящий момент на шпинделе

.

Мощность резания (эффективная)






























1.4 Режимы резания для всех поверхностей втулки

No пов.  Метод обработки Глубина рез.
Подача
Скорость

1 Черновая токарная
 1,2 0,5 310
2 Сверление
 10 0,14 166
2 Рассверливание
 9 0,2 170
2 Черновое растачивание
 6 0,6 240
2 Получистовое растачивание 4,5 0,5 240
2 Чистовое растачивание
 1,5 0,35 395
2 Тонкое растачивание
 0,5 0,2 395
3,4 Черновое растачивание
 8 0,6 205
3,4 Чистовое растачивание
 4 0,5 240
5,6 Черновое растачивание
 10 0,6 205
5,6 Получистовое
растачивание 5 0,5 205
5,6 Чистовое растачивание
 1,5 0,35 395
5,6 Тонкое растачивание
 0,5 0,2 395
7 Черновая токарная
 1,2 0,5 310
7 Чистовая токарная
 0,8 0,4 310
8 Черновая токарная
 1,2 0,5 310
8 Получистовая токарная
 1 0,4 303
8 Чистовая токарная
 0,5 0,35 395
8 Тонкая токарная
 0,3 0,3 395
9 Сверлильная
 9 0,14 166
10 Фрезерная
 4 0,06 53




2.  Расчет технической нормы времени

2.1 Операция 005 токарная

Расчет нормы штучно-калькуляционного времени для токарной операции, выполняемой на станке с ЧПУ. Масса детали 24 кг. Производство единичное, размер партии деталей шт.

Подготовительно-заключительное время [3]

,
где -норма времени на организационную подготовку
-норма времени на наладку станка, инструмента, и т. д.
-норма времени на пробную обработку

Выбор и расчет – Организационная подготовка
1. Получить наряд, чертеж, тех.документацию, программоноситель, режущий и
вспомогательный инструмент, контрольно – измерительный инструмент, приспособление, заготовки исполнителем до начала и сдать их после окончания обработки партии деталей в инструментально – раздаточной кладовой – 9 мин.

2. Ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки – 2 мин.
3. Инструктаж мастера – 2 мин.



Выбор и расчет – Наладка станка, приспособлений, инструмента
4. Установить и снять патрон-2,5 мин.
5. Установить исходные режимы станка 0,15 мин.
6. Установить и снять инструмент 0,5 мин.
7. Установить программоноситель-1 мин.
8. Проверить работоспособность ЧПУ-1 мин.
9. Ввести программу-1 мин.
10. Установить исходные координаты X,Y-2 мин.



Выбор и расчет
11. Деталь точная (имеет 3 поверхности с допусками на диаметр выше 11 квалитета) -9 мин.



Отсюда на партию деталей



Штучное время обработки детали

,

где – основное время на операцию
– вспомогательное время
– время обслуживания рабочего места
– время на личные потребности человека

1.  ,
где -основное время для выполнения -го перехода,
где – длина обрабатываемой поверхности
– длина врезания и перебега инструмента
– число рабочих ходов
– минутная подача







2. 
где – время на установку и снятие детали [3, карта 3]
– время на приемы управления [3, карта 14]
– время на измерение детали [3, карта 15]
– время на измерение Ø 164
– время на измерение Ø 38
– время на измерение 150




3.  от оперативного времени [3, карта 16]



4.  оперативного времени [3, карта 16]






2.2 Операция 010 токарная

Подготовительно-заключительное время на партию деталей (см. операцию 005)



Штучное время обработки детали

,

где – основное время на операцию
– вспомогательное время
– время обслуживания рабочего места
– время на личные потребности человека

1.  ,
где -основное время для выполнения -го перехода,
где – длина обрабатываемой поверхности
– длина врезания и перебега инструмента
– число рабочих ходов
– минутная подача











2. 
где – время на установку и снятие детали [3, карта 3]
– время на приемы управления [3, карта 14]
– время на измерение детали [3, карта 15]
– время на измерение Ø 164
– время на измерение Ø 132+0,06
– время на измерение Ø 74+0,3
– время на измерение Ø 64+0,07
– время на измерение 150-0,62




3.  от оперативного времени [3, карта 16]



4.  оперативного времени [3, карта 16]





2.3 Операция 015 токарная

Подготовительно-заключительное время на партию деталей (см. операцию 005)



Штучное время обработки детали

,

где – основное время на операцию
– вспомогательное время
– время обслуживания рабочего места
– время на личные потребности человека

5.  ,
где -основное время для выполнения -го перехода,
где – длина обрабатываемой поверхности
– длина врезания и перебега инструмента
– число рабочих ходов
– минутная подача







6. 
где – время на установку и снятие детали [3, карта 3]
– время на приемы управления [3, карта 14]
– время на измерение Ø 164-0,62



7.  от оперативного времени [3, карта 16]



8.  оперативного времени [3, карта 16]






2.4 Операция 020 сверлильная

Подготовительно-заключительное время на партию деталей (см. операцию 005)



Штучное время обработки детали

,

где – основное время на операцию
– вспомогательное время
– время обслуживания рабочего места
– время на личные потребности человека

9.  ,
где -основное время для выполнения -го перехода,
где – длина обрабатываемой поверхности
– длина врезания и перебега инструмента
– число рабочих ходов
– минутная подача





10. 
где – время на установку и снятие детали [3, карта 3]
– время на приемы управления [3, карта 14]
– время на измерение Ø18



11.  от оперативного времени [3, карта 16]



12.  оперативного времени [3, карта 16]






2.5 Операция 025 фрезерная

Расчет нормы штучно-калькуляционного времени для сверлильной операции, выполняемой на станке с ЧПУ. Масса детали 24 кг. Производство единичное, размер партии деталей шт.

Подготовительно-заключительное время [3]

,
где -норма времени на организационную подготовку
-норма времени на наладку станка, инструмента, и т. д.
-норма времени на пробную обработку

Выбор и расчет – Организационная подготовка
1. Получить наряд, чертеж, тех.документацию, программоноситель, режущий и
вспомогательный инструмент, контрольно – измерительный инструмент, приспособление, заготовки исполнителем до начала и сдать их после окончания обработки партии деталей в инструментально – раздаточной кладовой – 10 мин.

2. Ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки – 2 мин.
3. Инструктаж мастера – 2 мин.






Выбор и расчет – Наладка станка, приспособлений, инструмента

4. Установить и снять приспособление -4 мин.
5. Подключить приспособление - 1,5 мин.
6. Переместить стол, бабку, шпиндель в место, удобное для наладки 0,2 мин.
7. Установить исходные режимы станка - 0,15 2 мин.
8. Установить и снять инструмент 0,5 2
9. Установить программоноситель - 1 мин.
10. Проверить работоспособность ЧПУ-1 мин.
11. Ввести программу – 1 2
12. Установить исходные координаты X,Y-2 2 мин.






Штучное время обработки детали

,

где – основное время на операцию
– вспомогательное время
– время обслуживания рабочего места
– время на личные потребности человека

1.  ,
где -основное время для выполнения -го перехода,
где – длина обрабатываемой поверхности
– длина врезания и перебега инструмента
– число рабочих ходов
– минутная подача



2. 
где [3, карта13]
– время на приемы управления [3, карта 14]
– время на измерение 8мм
– время на измерение 8мм





3.  от оперативного времени [3, карта 16]



4.  оперативного времени [3, карта 16]





3. Расчет погрешности установки заготовки в
приспособлении.

Погрешность установки заготовки в приспособлении равна сумме погрешностей базирования, закрепления и положения.



3.1 Расчет погрешности базирования [1]

Погрешность базирования - есть отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого.
Погрешность базирования при обработке детали в призме:
,

где – допуск на диаметр заготовки
и – угол призмы.

При установке заготовки на призму с углом α = 90o, погрешность базирования не превышает допуск на выполняемый размер 0,09 мм.


3.2 Расчет погрешности закрепления [1]

Погрешность закрепления – это разность предельных смещений измерительной базы в направлении получаемого размера под действием силы зажима заготовки.

Погрешность закрепления рассчитывается по формуле:

,

где α – угол между направлением получаемого размера и направлением приложения
силы зажима.
ymax, yminп – предельные смещения измерительной базы в направлении получаемого
размера.
Т.к. погрешность закрепления равна нулю.


3.3 Расчет погрешности положения заготовки [2]

Погрешность положения заготовки - это погрешность при изготовлении и сборке его установочных элементов, износе последних и ошибках установки приспособления на станке.

,

где – коэффициент, определяющий долю возможного брака, %;
– коэффициент, зависящий от кривой распределения равной вероятности;
– коэффициент, зависящи1 от кривой распределения Гаусса;
– характеризует неточность положения установочных элементов
– характеризует износ установочных элементов приспособления εи =β1N,
– погрешность установки приспособления на станке

Отсюда:

.


.ПЗДля принятой схемы установки должно выполнятся условие .


3.4  Расчет

,

где – технологический допуск
– суммарная погрешность формы обрабатываемой поверхности;
– погрешность, вызываемая упругими отжатиями технологической системы под
влиянием сил резания
,
где – наибольшая и наименьшая податливость системы
– наибольшее и наименьшее значения составляющей силы резания,
совпадающей с направлением выдерживаемого размера.

Для вертикально-фрезерного станка нормальной точности наибольшее и наименьшее допустимые перемещения шпинделя под нагрузкой составляю соответственно 240 и 150 мкм.


,

где – наибольшая податливость станка;
– наибольшая податливость
заготовки.
– приведенный диаметр, мм; lд- длина заготовки.

[4]



– погрешность настройки станка [3, таб. 24]
– погрешность, вызываемая размерным износом инструмента [3, таб. 29]
– температурные деформации технологической системы, равные
15% от суммы остальных погрешностей



Проектируемая схема установки заготовки удовлетворяет условию

529 мкм < 550 мкм


5. Выбор оборудования

Обработку деталей вращения в единичном производстве возможно производить на станках с ЧПУ. Это позволяет сократить время обработки детали и повысить точность обработки.

Все токарные и сверлильные операции обработки детали будут производится на токарном станке с ЧПУ NG200. Станок предназначен для операции 005, 010, 015 и 020. Он соответствует требуемой точности и шероховатости.

Станок для операции 015 производит фрезерование, горизонтально-фрезерный универсальный консольный станок 6Р83Г станок модели 6550Ф3 соответствует требуемой точности и шероховатости.