Разработка технологических процессов механической изготовления вала

округляем до Ø = 50 и 2z1 = 3,4 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обработка цилиндрической поверхности 4 на размер 45k6 Ra=1.25

Таблица 5.2

Сводная таблица результатов расчета 45k6

Ra=1.25

Технологические переходы обработки расчетной поверхности	Составляющие припуска, мкм				Расчетный припуск Zimin (2Zimin) в мкм	Допуск Ti, мкм	Номинальные размеры, мм		Номинальные припуски, мкм
	Rz	Rt	e	Ey			Расчетные Аi	Принятые Ai'	Расчетные  Zi(2Zi)	Принятые Zi'(2Zi')
0. Заготовка	150	250	1003	-		2200	49,467	50	-	-
1. Черновое точение пов.4	100	100	60	30	2807	390	46,048	46,05	3417	3400
2. Чистовое точение пов.4	25	0	19	0	520	62	45,197	45,2	848	840
Термообработка	-	-	30	-	-	-	-	-	-	-
3. Черновое шлифование пов.4	10	0	1,14	20	105	25	45,027	45,03	167	170
4. Чистовое шлифование пов.4	5	0	1	0	22,3	16	45	45	27,3	27

 

 

 

 

6. Проектирование технологической операции фрезерования шпоночных пазов

Расчет режимов резания

1. Фрезерование шпоночного паза шириной 10 мм:

Расчет ведется одновременно с заполнением операционных карт технологического процесса: запись данных по оборудованию, способу обработки, характеристики обработки обрабатываемой детали.

Выбор материала режущей части инструмента: шпоночная фреза, материал рабочей части Р6М5, D = 10 мм, L = 63 мм, l = 13 мм ГОСТ 9140-78. т. 73 [4].

Рис.5. Шпоночная фреза

Определяем расчетную величину скорости резания:

Vp= ,  (6.1)    

Выбираем значение стойкости инструмента и значения коэффициентов входящих в формулу: Т=80 мин; Cv=12; q=0.3; x=0.3; y=0.25; u=p=0; m=0.26; при t=4,5 мм; В=10 мм; Sz=0,024 мм; z=2.

    (6.2)

Kv=0,72·1·1=0,72.       

Vp= =8,93 м/мин.

 

Определим число оборотов шпинделя:

nр=      (6.3)

np= =284,3 об/мин.

Станок может обеспечить n=285 об/мин, тогда V=8,95 м/мин.

=13,68 мм/мин.

Станок может обеспечить такую минутную подачу.

Вычислим величину силы резания:

Pz=    (6.4)

где CP=68,2; x=0,86; y=0,72; u=1; q=0,86; w=0;

.

Pz= =524,26 Н.

Мощность резания определяется по формуле:

Ne=      (6.5)

Ne= =0,077 кВт.

Мощность, которую должен обеспечить станок:

Nc=Nдв*η,      (6.6)

где Nдв – мощность электродвигателя привода главного движения, кВт; η – механический КПД.

Nс=7,5*0,75=5,625 кВт.

 

Таким образом Ne < Nc

2. Фрезерование шпоночного паза шириной 14 мм:

Расчет ведется одновременно с заполнением операционных карт технологического процесса: запись данных по оборудованию, способу обработки, характеристики обработки обрабатываемой детали.

Выбор материала режущей части инструмента: шпоночная фреза, материал рабочей части Р6М5, D = 14 мм, L = 73 мм, l = 16 мм ГОСТ 9140-78. табл. 73 [4].

Рис.6. Шпоночная фреза

Определяем расчетную величину скорости резания:

Vp= ,  (6.1)    

Выбираем значение стойкости инструмента и значения коэффициентов входящих в формулу: Т=80 мин; Cv=12; q=0.3; x=0.3; y=0.25; u=p=0; m=0.26; при t=5,5 мм; В=14 мм; Sz=0,028 мм; z=2.

    (6.2)

Kv=0,72·1·1=0,72.       

Vp= =8,95 м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

nр=      (6.3)

np= =203,5 об/мин.

Станок может обеспечить n=205 об/мин, тогда V=9,02 м/мин.

=11,48 мм/мин.

Станок может обеспечить такую минутную подачу.

Вычислим величину силы резания:

Pz=    (6.4)

где CP=68,2; x=0,86; y=0,72; u=1; q=0,86; w=0;

.

Pz= =729,72 Н.

Мощность резания определяется по формуле:

Ne=      (6.5)

Ne= =0,108 кВт.

Мощность, которую должен обеспечить станок:

Nc=Nдв*η,      (6.6)

где Nдв – мощность электродвигателя привода главного движения, кВт; η – механический КПД.

Nс=7,5*0,75=5,625 кВт.

Таким образом Ne < Nc

 

 

 

Технологическое нормирование операций

 Рис.7. Перемещение инструмента

При обработке в условиях среднесерийного типа производства на станке с ЧПУ, определяется штучно – калькуляционное время (Тш-к), состоящее из штучного (Тшт) и подготовительно – заключительного времени на партию деталей (Тп-з), которое определяется по зависимости /4/:

Тш-к=Тшт+Тп-з / nЗ,             (6.7)

где nЗ – размер партии деталей, запускаемых в производство, 1500 шт.

Норма штучного времени обработки детали:

Тшт=to+tв+tобс+tп,     (6.8)

где tо= - основное время на операцию, мин;

                tВ – вспомогательное время, мин;

                tобс – время обслуживания рабочего места, мин;

                tп – время на личные потребности, мин.

Основное время на выполнение i – го перехода:

,     (6.9)

где L – длина обрабатываемой поверхности, мм;

                l – длина врезания и перебега инструмента, мм;

                i – число рабочих ходов;

                n – частота вращения шпинделя, об/мин;

                S – подача, мм/об.

 мин;    мин.

              мин.

tв=tв.у+tм.в= 0,22+512/2500 = 0,42 мин.

Времена tобс и tп принимаются в процентном отношении от оперативного времени (tоп):

tоп= tо+ tв       (6.10)

tоп=5.2+0,42 = 5.62 мин.

(tобс + tп) = 12% tоп= 0,12×3,12 = 0,67 мин.

Подготовительно – заключительное время включает в себя:

Tп-з=Tп-з1+Tп-з2+Tп-з3,     (6.11)

где Tп-з1 – время на приемы вошедшие в комплекс, Tп-з1=12 мин;

                 Tп-з2 – время дополнительных работ, Tп-з2=23 мин;

                 Tп-з3 – время на пробную обработку детали, Tп-з3=5 мин.

Tп-з=12 + 23 + 5 = 40 мин.

Тш-к=5,2 + 0,42 + 0,67 + 40/1500 = 6,32 мин.

 

 

 

 

7. Проектирование альтернативной технологической операции фрезерования шпоночных пазов на вертикально-фрезерном станке 6Р11Ф3 с маятниковой подачей

Расчет режимов резания

1. Фрезерование шпоночного паза шириной 10 мм:

Инструмент: фреза шпоночная ГОСТ 9140-78. Материала инструмента – Р6М5.Сталь 40Х,глубина t=4,5 мм.

Расчет ведется одновременно с заполнением операционных карт технологического процесса: запись данных по оборудованию, способу обработки, характеристики обработки обрабатываемой детали /6/.

Определяем расчетную величину скорости резания:

Vp=

, где

  -общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

, где

- коэф., учитывающий качество обрабатываемого материала                  ( )

    - коэф., учитывающий состояние поверхности заготовки ( )

     - коэф., учитывающий материал инструмента ( )

Принимаем по таблице 39 и 40 [4]: значение стойкости инструмента и значения коэффициентов входящих в формулу: Т=80 мин; Cv=12; q=0.3; x=0.3; y=0.25; u=p=0; m=0.26; при t=0,3 мм; В=10 мм; Sz=0,16 мм; z=2.

Vp=

=17.4 м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

nр=

np=

=554 об/мин

В нашем случае применяется станок с бесступенчатым регулированием, тогда принимаем число оборотов, равное: n=560 об/мин;

Тогда скорость резания равняется:

Подача:

= 179.2 мм/мин

Сила резания:

,где

По табл. 41[4]: Ср=68,2,   x=0.86,   y=0.72,   u=1.0,   q=0.86,   w=0,

Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала (стр. 264)  

 

Мощность резания определяется по формуле:

Ne=

; Ne= = 0, 06 (кВт).

Мощность, которую должен обеспечить станок:

Nc=Nдв*η,

где Nдв – мощность электродвигателя привода главного движения, кВт; η – механический КПД.

Nс=8*0,75= 6 кВт.

Таким образом Ne < Nc

 

 

 

2. Фрезерование шпоночного паза шириной 14 мм:

Инструмент: фреза шпоночная ГОСТ 9140-78. Материала инструмента – Р6М5. Сталь 40X, глубина паза t=5.5 мм

Расчет ведется одновременно с заполнением операционных карт технологического процесса: запись данных по оборудованию, способу обработки, характеристики обработки обрабатываемой детали /6/.

Определяем расчетную величину скорости резания:

Vp=

, где

  -общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания

, где

- коэф., учитывающий качество  обрабатываемого материала                  ( )

    - коэф., учитывающий состояние поверхности заготовки ( )

     - коэф., учитывающий материал инструмента ( )

Принимаем по таблице 39 и 40 [4]: значение стойкости инструмента и значения коэффициентов входящих в формулу: Т=80 мин; Cv=12; q=0.3; x=0.3; y=0.25; u=p=0; m=0.26; при t=0,3 мм; В=14 мм; Sz=0,16 мм; z=2.

Vp=

=13.8 м/мин.

Определим число оборотов шпинделя:

nр=

np=

=313.8 об/мин

В нашем случае применяется станок с бесступенчатым регулированием, тогда принимаем число оборотов, равное: n=320 об/мин;

Тогда скорость резания равняется:

Подача:

= 102.4 мм/мин

Сила резания:

,где

По табл. 41[4]: Ср=68,2,   x=0.86,   y=0.72,   u=1.0,   q=0.86,   w=0,

Поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала (стр. 264)  

 

Мощность резания определяется по формуле:

Ne=

; Ne= = 0, 05 (кВт).

Мощность, которую должен обеспечить станок:

Nc=Nдв*η,

где Nдв – мощность электродвигателя привода главного движения, кВт; η – механический КПД.

Nс=8*0,75= 6 кВт.

Таким образом Ne < Nc

 

 

 

 

 

 

Технологическое нормирование операции

 

Техническое нормирование устанавливает технически обоснованную норму расхода производственных ресурсов – рабочего времени, сырья, материалов, инструментов. При обработке в условиях среднесерийного типа производства на станке с ЧПУ, определяется штучно – калькуляционное время (Тш-к), состоящее из штучного (Тшт) и подготовительно – заключительного времени на партию деталей (Тп-з), которое определяется по зависимости /4/:

Норма штучного времени – это норма времени на выполнение объема работы, равной единице нормирования, на выполнение технологической операции:

Тшт=to+tв+tобс+tп,

где tо= - основное время на операцию, мин; tВ – вспомогательное время, мин; tобс – время обслуживания рабочего места, мин; tп – время на личные потребности, мин. Основное время на выполнение i – го перехода:

,

где L – длина обрабатываемой поверхности, мм; l – длина врезания и перебега инструмента, мм; i – число рабочих ходов; n – частота вращения шпинделя, об/мин; S – подача, мм/об.

 мин;    мин.

 мин.

tв = tв.у + tм.в — вспомогательное время, включающее время tв.у на установку и снятие заготовки и вспомогательное время tм.в, связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхности, мин

tв.у = установка и снятие заготовки – 0,4 мин.

tм.в = время на переход, установку фрезы – 0,38 мин.

 tв =0,4+0,38=0,78 мин.

Времена tобс и tп принимаются в процентном отношении от оперативного времени (tоп):

tоп=tо+tв       

tоп=8,3+0,78=9.08 мин.

(tобс + tп)=0,12×9.08=1,09 мин.

Тшт=8,3+0,78+1,09=10,17 мин.

Подготовительно – заключительное время включает в себя:

Tп-з=Tп-з1+Tп-з2+Tп-з3,     

где Tп-з1 – время на приемы вошедшие в комплекс, Tп-з1=12 мин;

                 Tп-з2 – время дополнительных работ, Tп-з2=23 мин;

                 Tп-з3 – время на пробную обработку детали, Tп-з3=5 мин.

Tп-з=12 + 23 + 5 = 40 мин.

Тш-к=8.3 + 0,78 + 1.09 + 40/1500 = 10.2 мин.