Инструментальная оснастка операционного процесса
За основу берётся заводская операционная карта (OK). ОК тщательно анализируется: изучаются этапы обработки по порядку использования инструментов, изучается траектория перемещения каждого инструмента (для этого в комплексе используются ОК, КЭ и УП). Вся используемая оснастка д.б. стандартная (ГОСТ, ОСТ, ТУ, ISO и т. д.), использование специальных инструментов допускается при невозможности заменить его стандартным.
Если по заводскому техпроцессу используются устаревшие конструкции РИ, материалы режущих пластин, они д.б. заменены на более прогрессивные, отвечающие современному этапу развития машиностроительного производства.
Резцы, фрезы, расточные оправки, по возможности свёрла д.б. сборной конструкции с использованием СМП. Помимо № и ГОСТа инструмента необходимо знать № и ГОСТ CMП.
После проведения всестороннего вышеизложенного анализа необходимо перечислить все переходы обработки па данной операции в таблице
В
графе «Эскиз обработки» изобразить
операционные
эскизы
по ходу техпроцесса: изображается
обрабатываемая заготовка + изображается
первый РИ (Т01); Ось
шпинделя изображается в зависимости
от компоновки станка. Комплект
оснастки располагается относительно
заготовки в исходной точке (т.е. в «0
программы» -
здесь
на безопасном расстоянии происходит
смена РИ). Для полного
представления
траектории перемещения РИ чаще изображают
два вида эскизов (сверху и спереди).
условными
обозначениями указать базирование
детали на каждом операционном эскизе; на
эскизе указываются все размеры
необходимые для выполнения данного
этапа обработки; на
каждом эскизе указать траекторию
движения инструмента (рабочие ходы
изображаются сплошными линиями на
расстоянии 0,5-1 мм от обрабатываемой
поверхности, холостые - штрихпунктирными;
все опорные точки проставляются с
особой точностью и нумеруются (далее
в п. в таблице ... будут определены
координаты всех опорных точек)).
Таблица - ….Операционный процесс обработки
Наименование перехода |
Эскиз обработки |
Комплект оснастки |
1 |
2 |
3 |
1 Точить поверхности по контуру выдерживая размеры |
|
Т01 РИ: Резец 035-2301-/020 ОСТ 4И20-2-80; ВИ: Резцедержатель 191831063 ТУ 2-035-978-85: СИ: Штангенциркуль ШЦ-Н ГОСТ 166-89. |
Зенковать фаски в отверстии в размер…
|
Эскиз
|
Т02 РИ:
ВИ:
СИ: |
и т.д. |
|
|
Расчет координат опорных точек
Рассчитать координаты опорных точек движения инструментов; траектории перемещения и опорные точки уже изображены в п. 1.6.2 в таблице.
Внимание: данная таблица заполняется после окончательного выполнения п. 2.1, 2.4 и оформления листов 2, З и 4, т. к. габаритные размеры комплектов оснастки и приспособления могут существенно повлиять на траектории перемещения.
Таблица - Координаты опорных точек
Этапы обработки
|
№ опорных точек |
Координаты опорных точек, мм |
||
Z |
Y |
X |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1. Центровка отверстий: |
1,7 |
+1 |
-44 |
0 |
ускоренный подвод |
2,8 |
+ 1 |
-22 |
0 |
|
3.9 |
+1 |
0 |
0 |
|
4,10 |
+ 1 |
+22 |
0 |
|
28 |
+ 12 |
+25 |
4 |
|
5,11 |
+ 1 |
+44 |
0 |
|
6 |
+ 1 |
0 |
0 |
|
12 |
+ 1 |
0 |
0 |
рабочий ход |
13,19 |
-9,57 |
-44 |
0 |
|
14,20 |
-9,57 |
-22 |
0 |
|
15,21 |
-9,57 |
0 |
0 |
|
16,22 |
-9,57 |
+22 |
0 |
|
17,23 |
-9,57 |
+44 |
0 |
|
18 |
-9,57 |
0 |
0 |
|
24 |
-12,45 |
0 |
0 |
Сверление отверстия диаметром 10мм Ускоренный подвод
|
12 |
+ 1 |
0 |
0 |
рабочий ход |
25 |
-103 |
0 |
0 |
И т.д. |
|
|
|
|
Расчет режимов резания и норм времени
Расчет режимов резания и норм времени на обработку детали является одним из основных разделов дипломного проекта, подтверждающий правильность выбора современного оборудования, прогрессивного режущего и вспомогательного инструмента.
! Примечание: Подробно рассчитываются режимы резания только на один переход разрабатываемой операции с ЧПУ (например переход 4 -точение канавки), на остальные переходы режимы резания определяются по нормативным справочникам и сводятся в таблицу, а так же и заносятся в соответствующие графы комплекта технических документов. Нормы же времени рассчитываются на всю операцию с ЧПУ.
Пример
Исходные данные:
Наименование детали – поршень.
Материал – Сталь 40Х, НВ 241….285 МПа.
Точность обработки – Ø129 мм, 20,2 мм.
Шероховатость поверхности – Ra = 6,3 мкм.
Метод получения заготовки – паковка.
Состояние поверхности – с коркой.
Масса – 1,58 кг.
Припуск на обработку – Ø41 мм – 2,8 мм.
15 мм – 2,4мм.
Модель станка – 16К20Ф3С32.
Выбор подачи, поправочных коэффициентов для черновой стадии обработки выбираем по карте 3 [3, стр.38–39]:
sот1 = 0,45 мм/об
Кsр1 = 1,0
Sот2 = 0,45мм/об
Кsр2 = 1,0
По карте 5 [3, стр. 42–45] определяем поправочные коэффициенты на подачу черновой и получистовой стадий обработки для измененных условий обработки:
Кsд = 1,0 (сечение державки инструмента);
Кsh = 1,0 (прочность режущей части);
Кsм = 1,15 (механические свойства инструмента);
Кsп = 1,0 (состояние поверхности заготовки);
Кsр = 1,0 (геометрические параметры резца);
Кsj = 0,7 (жесткость станка);
Кsl = 0,7 (вылет ползуна карусельного станка);
Окончательно подачу определем по формуле:
sо = sот ∙ Кsр ∙ Кsд ∙ Кsh ∙ Кsl ∙ Кsп ∙ Кsр ∙ Кsj ∙ Кsм , |
(8) |
sо1 = 0,45 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,15 ∙ 0,7 ∙ 1,0 ∙ 1,3 ∙ 0,7 ∙ 1,0 = 0,32 мм/об
sо2 = 0,45 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,15 ∙ 0,7 ∙ 1,0 ∙ 1,3 ∙ 0,7 ∙ 1,0 = 0,32 мм/об
Рассчитанные подачи для черновой стадии обработки проверяем по осевой Рx и радиальной Рy составляющим силы резания, допустимыми прочностью механизма подач.
По карте 32 [3, стр. 98] определяем табличные значения составляющих сил резания:
Ø41 мм: t = 4 мм, sот1 = 0,45 мм/об, Рxт = 230 Н, Рyт = 170 Н.
15 мм: t = 4мм, sот2 = 0,45 мм/об, Рxт = 160 Н, Рyт = 120 Н.
По карте 33 [3, стр. 99–100] определяем поправочные коэффициенты на силы резания для измененных условий:
Кррх = 1,10 (главный угол в плане);
Крру = 1,50;
Крух = 1,2 (главный передний угол);
Круу = 1,10;
Кргх = 1,0 (угол наклона кромки);
Кргу = 1,0.
Окончательно составляющие силы резания определяются по формулам:
Рx = Рxт ∙ Кррх ∙ Крух ∙ Кргх, |
(9) |
Рy = Рyт ∙ Крру ∙ Круу ∙ Кргу, |
(10) |
Рx1 = 230 ∙ 1,10 ∙ 1,2 ∙ 1,0 = 303 Н
Рx2 = 170 ∙ 1,10 ∙ 1,2 ∙ 1,0 = 224 Н
Рy1 = 160 ∙ 1,50 ∙ 1,10 ∙ 1,0 = 264 Н
Рy2 = 120 ∙ 1,50 ∙ 1,10 ∙ 1,0 = 198 Н
Рассчитанные значения составляющих сил резания меньше, чем допускается механизмом подач станка (Рxдоп = 8000 Н, Рyдоп = 3600 Н).
Рекомендуемые значения скорости резания, поправочный коэффициент выбирают из карты 21 [3, стр. 73–80]:
vт1 = 203 м/мин
vт2 = 181 м/мин
Кvи1 = 1,10
Кvи2 = 1,10
По карте 23 [3, стр.82–84] выбирают остальные поправочные коэффициенты на скорость резания для измененных условий в зависимости от:
группы обрабатываемости материала – Кvс = 1,0
вида обработки – Кvо = 1,0
жесткости станка – Кvj = 0,75
геометрических параметров резца – Кvр = 1,15
периода стойкости режущей части – Кvт = 1,20
наличия охлаждения – Кvж = 1,0
Общий поправочный коэффициент на скорость резания вычисляем по формуле:
Кv = Кvс ∙ Кvо ∙ Кvj ∙ Кvр ∙ Кvт ∙ Кvж ∙ Кvи, |
(11) |
Кv1 = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 0,75 ∙ 1,15 ∙ 1,20 ∙ 1,0 ∙ 1,10 = 1,14
Кv2 = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 0,75 ∙ 1,15 ∙ 1,20 ∙ 1,0 ∙ 1,10 = 1,14
Окончательно скорость резания определяем по формуле:
v = vт ∙ Кv, |
(12) |
v1 = 203 ∙ 1,14 = 231 м/мин
v2 = 181 ∙ 1,14 = 206 м/мин
Частота вращения шпинделя определяем по формуле:
n = 1000 ∙ v / π ∙ D, |
(13) |
n1 = 1000 ∙ 231 / 3,14 ∙41 = 1794 об/мин
n2 = 1000 ∙ 206 / 3,14 ∙ 41 = 1600 об/мин
Принимаем частоту вращения, имеющуюся на станке: nф1 = 1600 об/мин,
nф2 = 1600 об/мин.
Фактическую скорость резания определяют по формуле:
vф = π ∙ D ∙ nф / 1000, |
(14) |
vф1 = 3,14 ∙ 41 ∙ 1600 / 1000 = 205 м/мин
vф2 = 3,14 ∙ 41 ∙ 1600 / 1000 = 205 м/мин
Согласно карте 21 [3, стр. 73–80] выбираем значение табличной мощности резания:
Nт1 = 8,9 кВт
Nт2 = 6,3 кВт
Табличную мощность корректируют по формуле:
N = Nт ∙ vф / vт, |
(15) |
N1 = 7,5 ∙ 205 / 231 = 6,6 кВт
N2 = 5,1 ∙ 205 / 206 = 5,0 кВт
Минутную подачу рассчитываем по формуле:
sм = sо ∙ nф, |
(16) |
sм1 = 0,45 ∙ 1600 = 720 мм/мин
sм2 = 0,45 ∙ 1600 = 720 мм/мин
Норму штучного времени определяют по формуле:
Тш = (Тц.а. + Тв) ∙ (1 + (атех + аорг + аотл) / 100), |
(17) |
Тц.а = То + Тмв = 0,98 + 2,12 = 3,1 мин.
Вспомогательное время складывается из состовляющих:
Тв = Туст + Тв.оп + Тиз. |
(18) |
Вспомогательное время на установку и снятие детали Туст = 0,28 мин [2, стр.59–60].
Вспомогательное время, связанное с операцией включает в себя время на включение и выключение станка, проверку возвратата инструмента в заданную точку после обработки, установку и снятие щитка, предохраняющего от забрызгивания эмульсией:
Тв.оп = 0,15 + 0,03 = 0,18 мин.
Вспомогательное время на контрольное измерение содержит два замера штангенциркулем
Тиз = 0,13 ∙ 2 = 0,26 мин [2, стр. 82–89].
Складываем суммарное вспомогательное время:
Тв = 0,28 + 0,18 + 0,26 = 0,7 мин.
Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные потребности приведено в процентах от оперативного времени атех + аорг + аотл = 7 % [2, стр. 90].
Окончательно норма штучного времени равна:
Тш = (3,1 + 0,7) ∙ (1 + 7/ 100) = ∙ 1,07 = 4,06 мин.
Нвр = Тш + Тпз / n, |
(19) |
где n – количество деталей в партии, n = 5000 шт;
Тпз – подготовительно-заключительное время, Тпз = 21,4 мин [2, стр.98].
Нвр = 4,06+ 21,4 / 5000 =4,06 + 0,0042 = 4,0642 мин.
Расчетные и назначенные данные сводим в таблицу
Таблица…−Назначение режимов резания.
Выполняемый переход |
Режимы резания |
||||||
D или B,мм |
L,мм |
t,мм |
i |
S,мм/об |
n,об/мин- |
V,м/мин |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
01.Подрезаем торец |
129 |
50 |
1,3 |
2 |
0,15 |
150 |
61 |
02.Точим диаметр |
129 |
18 |
1,5 |
1 |
0,1 |
160 |
64 |
03.Точим поверхность |
114 |
35 |
0,5 |
1 |
0,1 |
160 |
57 |
04.Растачиваем отверстие |
41 |
15 |
4 |
3 |
0,2 |
160 |
21 |
05.Растачиваем фаску |
49,4 |
5 |
2 |
1 |
0,1 |
200 |
31 |