Разработка технологического процесса изготовления детали «Основание». Проектирование специальной оснастки

Полусинтетические СОЖ принципиально  не отличаются от эмульсолов по компонентному составу, однако они существенно отличаются от них по концентрации компонентов. Основу полусинтетических СОЖ составляет вода (до 50%) и эмульгаторы (до 40%).Обязательным компонентом является маловязкое (3-10 кв.мм/с при 50 град.С) нефтяное масло. Полусинтетические СОЖ, как и эмульсолы, могут содержать биоциды, противоизносные и противозадирные присадки. Их используют в виде 1-10%-ных водных растворов. Синтетические СОЖ представляют собой смесь водорастворимых полимеров, поверхностно-активных веществ, ингибиторов коррозии, биоцидов, антипенных присадок и воды. В их состав для повышения смазывающих свойств вводят противоизносные и противозадирные присадки. Синтетические СОЖ могут быть приготовлены в виде порошков. Их применяют в виде 1-10% водных растворов. По универсальности, продолжительности сохранения эксплуатационных свойств синтетических СОЖ, как правило, превосходят эмульсии.

Быстроиспаряющиеся СОЖ. Основу таких СОТС составляют быстроиспаряющиеся галогенпроизводные углеродов. Испаряясь, они охлаждают режущий инструмент и обрабатываемое изделие и оставляют на трущихся поверхностях тонкие смазывающие слои присадок, входящих в их состав. Быстроиспаряющиеся СОТС применяют при обработке резанием труднообрабатываемых сплавов и пакетов из пластин разнородных материалов на операциях сверления, развертывания, нарезания резьбы и протягивания.

В основе действия СОЖ на процесс резания лежат три  эффекта: смазочный, охлаждающий и  моющий.

1. Для фрезерной операции –1 – 5 %-ный раствор полусинтетической СОЖ Аквол-11ТУ 38-40146-77.
2. Для выполнения операции на токарно-револьверном станке - 5 %-ная эмульсия из эмульсола Укринол – 1 ТУ 38-101197-76.
3. Для вертикально-сверлильной операции – минеральное масло И20А ГОСТ 20799-88

 

6 Расчет припусков и промежуточных технологических размеров

 

Технологический маршрут обработки  поверхности 4 состоит из двух переходов: предварительного и окончательного растачивания, выполняемые при одной установке обрабатываемой заготовки. Заготовка базируется по поверхности 1.

Найдем пространственное отклонение:

 

где - коробление, мкм;

- смещение, мкм.

Значение удельного коробления заготовки найдем по таблице:/мм. Тогда:

 

Так как =0,1 мм, то .

Находим погрешность установки:

 

где – погрешность базирования;

– погрешность  закрепления.

Так как при обработке  данной поверхности конструкторская  база совмещена с технологической, то погрешность базирования .

Найдем по таблице погрешность  закрепления . Погрешность установки учитывается только при расчете припуска на предварительное растачивание. Минимальный припуск на растачивание токарно-револьверную операцию:

 

Допуск для данного  перехода равен: (мкм)

мкм

 

Допуск для данного  перехода равен: (мкм).

мкм

 

Допуск для данного  перехода равен: 210 (мкм).

мкм

 

Определим расчетные размеры:

 

 

 

 

Наибольшее значение диаметра (А_max) определяется по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные размеры (А_min) определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов.

Таким образом:

– для чистового растачивания:

 

 

– для получистового растачивания:

 

 

– для чернового растачивания:

 

 

– для заготовки:

 

 

Далее необходимо построить  схему расположения полей операционных припусков и допусков на обработку  отверстия:

Рисунок 6.1 - Схема расположения полей операционных припусков и допусков на обработку отверстия

 

7 Расчет технологических режимов

 

При назначении и расчете  режима резания учитывают вид  обработки, точность и шероховатость  обрабатываемой поверхности, тип и  размеры инструмента, материал его  режущей части, материал и состояние  заготовки, тип оборудования и его  состояние.

7.1 Расчет режимов резания для выполнения рабочего перехода на токарно-револьверном станке

 

На токарно-револьверном станке модели 1Г340П производится растачивание отверстия до Ø28 мм (поверхность 3). Длина обрабатываемой поверхности 10,4 мм. Для точения используем токарный расточной резец 2141-0041 ВК4 ГОСТ 18883–73.

Для токарно-револьверной операции режимы резания определяем следующим образом:

Определение глубины резания  t.

Устанавливаем глубину резанья, которая принимается для каждого  рабочего перехода равной максимальному  одностороннему припуску на обработку  поверхности. Таким образом, ,  ,тогда. Определение табличного значения  подачи на оборот:

 мм/об

Определим расчетное значение подачи по формуле (7.7) :

,                                              (7.7)

 

Проведем корректировку  расчетного значения подачи по паспортным данным:

, из ряда подач выбираем  ближайшуюпо значению, но не большую 

По нормативным таблицам определяем период стойкости инструмента:

Т=240  мин.

Так же по нормативным таблицам устанавливаем табличное значение скорости:= 120 м/мин

Определяем расчетное  значение скорости по формуле (7.8):

,                             (7.8)

Общий поправочный коэффициент  для скорости растачивания:

_,                                                    (7.9)

где K_mv– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, K_пv- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, K_uv– коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Находим общий суммарный  коэффициент:

 

Тогда (м/мин)

Определяем расчетную частоту  вращения шпинделя:

 

 

 

_{Корректируем  расчетное значение по паспорту:}

 

Определим фактическую скорость резанья по формуле (7.10):

_{,                                                                          (7.10)}

_.

Определим усилие резанья  и мощность на резанье:

 

 

2,34 кВт.

По паспорту станка N=6 кВт,  что больше расчетного значения.

Расчет основного технологического времени:

                                                      (7.11)

 

где:  длина резания 17мм

 величина врезания (по справочнику )

 перебег (по  справочнику )

частота вращения шпинделя

Таким образом Т₀:

 

7.2  Расчет режимов резания для выполнения рабочего перехода на фрезерном станке

 

Для вертикально-фрезерной операции режимы резания определяем следующим образом:

Определение глубины резания  t и ширины фрезерования В

Устанавливаем глубину резанья, которая принимается для каждого  рабочего перехода равной максимальному  одностороннему припуску на обработку  поверхности. Таким образом, ,  , тогда . Ширина фрезерования В=56 мм.

Определение табличного значения  подачи на зуб s_z

s_zчерн=0.4 мм/зуб

s_zчист=0.35 мм/зуб

Определим расчетное значение подачи на зуб по формуле 7.1 :

,                                              (7.1)

 

По нормативным таблицам определяем период стойкости инструмента:

Т=60 мин.

Так же по нормативным таблицам устанавливаем табличное значение скорости:=20 м/мин

Определяем расчетное  значение скорости по формуле (7.2):

,                                       (7.2)

Общий поправочный коэффициент  для скорости фрезерования рассчитаем по формуле (7.3):

_,                                                        (7.3)

где K_mv– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, K_пv- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, K_uv– коэффициент, учитывающий материал инструмента.

Рассчитаем коэффициент  K_mvпо формуле:

===0,63.

Выберем коэффициенты K_пvи K_иvиз таблиц:

K_пv=1,0;

K_иv=1,0

Находим общий суммарный  коэффициент:

 

Тогда (м/мин)

Определяем расчетную  частоту вращения шпинделя:

                                                     (7.4)

 

 

_{Корректируем  расчетное значение по паспорту:}

 

Определим минутную подачу:

 

 

Проведем корректировку  расчетного значения подачи по паспортным данным:

, из ряда подач выбираем  ближайшую по значению, но не большую

Определим фактическую скорость резанья по формуле (7.5):

_{,                                                                          (7.5)}

_.

Определим усилие резанья  и мощность на резанье:

.

 

0,15 кВт.

По паспорту станка N=2,2 кВт,  что немного больше расчетного значения.

Расчет основного технологического времени:

                                                      (7.6)

где:  длина резания 40мм

 величина врезания (по справочнику )

 перебег (по  справочнику )

частота вращения шпинделя

Таким образом Т₀:

 

7.3 Расчет режимов резания для выполнения рабочего перехода на сверлильном станке

 

На настольно-сверлильном  станке модели 2Т140 с применением  кондуктора производим сверление 4 отверстий Ø3,85 мм и глубиной 10 мм. Для сверления детали, изготовленной из алюминия АЛ3, используем спиральное сверло 2300–5445 ГОСТ 4010–77.

Определяем скорость резания  по формуле [3]:

 

где – подача, мм/об;

– стойкость, мин;

– диаметр сверла, мм.

Так как подача на станке может регулироваться вручную, то выбираем максимально допустимую по прочности  сверла подачу по таблице: [3]

 

Значение коэффициента , стойкости и показателей степени y, q и mберем из таблиц [5]:

.

Коэффициент определяется по формуле [3]:

 

где – коэффициент на обрабатываемый материал;

– коэффициент  на инструментальный материал;

 – коэффициент,  учитывающий глубину сверления.

Выбираем значения этих коэффициентов  из таблиц [3]:

;

(т.к. марка  инструментального материала T15K6);

(т.к. глубина  обрабатываемого отверстия ).

Находим поправочный коэффициент:

 

По найденным значениям  определяем скорость резания:

 

Определяем частоту вращения шпинделя по формуле [3]:

 

где – скорость резания, м/мин;

– диаметр сверла, мм.

 

Уточняем значение частоты  по паспортным данным станка:

 

Определим действительную скорость резания:

 

 

Определяем крутящий момент и осевую силу по формулам, соответственно [3]:

 

 

Из таблиц определяем значения коэффициентов , , и показателей степени и : [3]

– для крутящего момента:

 

– для осевой силы:

 

Определяем крутящий момент и осевую силу:

 

 

Определяем мощность резания  по формуле [5]:

 

По найденным значениям  определяем мощность резания:

 

Определяем минимальную  необходимую мощность электродвигателя привода главного движения по формуле:

 

где – КПД всех передач.

По паспорту станка выбираем: , .

Определяем мощность электродвигателя привода главного движения:

 

Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если .

Так как , то обработка на данном станке возможна.

 

8 Определение технически обоснованных норм времени выполнения технологических операций

 

Под технически обоснованной нормой времени понимается время, необходимое  для выполнения заданного объема работы (операции) при определенных организационно-технических условиях и наиболее эффективном использовании  всех средств производства и передового опыта новаторов [6].

8.1 Определение норм времени на операцию сверления отверстий Ø3,85 мм с использованием приспособления

 

Норма штучного времени для  работ, выполняемых на металлорежущих станках, определяется по формуле:

 

где – основное время, то есть время выполнения рабочих переходов, мин;