2.8 Структурный анализ предложенной операции
Операция- это законченная часть технологического процесса, которая выполняется на одном рабочем месте.
Операция состоит из элементов:
- установ;
- позиция;
- технологический переход;
- вспомогательный переход;
- рабочий ход;
- холостой ход.
Установ - это часть операции, которая выполняется при одном ее закреплении.
Позицией называется фиксированное положение, которое занимает заготовка относительно режущего инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.
Технологическим переходом называется законченная часть операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой.
Вспомогательный переход – это законченная часть операции, не сопровождаемая обработкой, но необходимая для данной обработки.
Рабочий ход – это перемещение режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности, при котором происходит изменение формы, размеров и качества поверхности.
Холостой ход – это перемещение режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности, но без изменения формы, размеров и качества поверхности.
Например:
045 Сверлильная с ЧПУ
А Установить, выверить, закрепить.
1 Сверлить 6 отверстий Ø20 мм насквозь;
2 Рассверлить 6 отверстий Ø40 мм насквозь;
3 Сверлить 6 отверстий Ø8 мм насквозь
4 Снять деталь
5 Контроль ОТК
Структура операции
Установов – 1
Позиция – 1
Переходов – 6, из них:
Технологических – 3,
Вспомогательных – 3
Рабочих ходов – 18
Холостых ходов – 18
2.9 Определение режимов обработки и основного времени
2.9.1 Аналитический расчет режимов обработки на заданные
поверхности
010 Токарно-винторезная
1)Черновое точение Ø420е8( ) мм,1 = 20мм
На токарно – винторезном станке модели 16К40П обтачивается поверхность Ø420е8( ) мм до Ø428 на длину l = 20 мм.
Исходный размер заготовки Ø432 1,5 мм, шероховатость Ra = 25 мкм.
На рисунке 2.4 представлен эскиз обработки.
1 Выбираем режущий инструмент. Резец прямой проходной сечением 32х40 мм с пластинкой твердого сплава Т5К10 ГОСТ 18878-90.
Геометрические
параметры режущей части резца:
r = 1 мм [5,с. 188]
2 Назначаем режим резания
2.1 Глубина резания "t" в миллиметрах определяется по формуле
t
=
,
(2.9)
где D – диаметр заготовки, мм;
d – диаметр детали, мм
t
=
=
2
мм
2.2 Подача"S" в миллиметрах на оборот. Для принятых условий обработки рекомендуется
S= 0,7 – 1,2 мм/об [ 5., с. 266]
Корректируя по паспортным данным станка, принимаем
S = 0,8 мм/об
Рисунок 2.4 – Эскиз обработки
2.3 Период стойкости резца "Т" в минутах
Т = 60 мин [5,с. 264]
2.4 Скорость резания "V" в метрах в минуту определяется
V
=
,
(2.10)
Для принятых условий обработки:
Cv=340; m= 0,2; x = 0,15; y = 0,45 [5,c.269]
Поправочные коэффициенты на измененные условия работы в зависимости от:
- обрабатываемого материала – сталь
Кmv
=
,
( 2.11)
Кmv
=
=
1,07
- состояние поверхности – отливка
Knv = 0,85 [ 5,c. 263]
марка материала пластинки резца – Т5К10
Кuv =0,65 [5,c.263]
Kv = Kmv∙ Knv∙ Kuv, (2.12)
Kv = 1,07∙0,85∙0,65 = 0,6
V =
= 88,45 м/мин
2.5 Частота вращения детали "n" в миллиметрах на оборот определяется по формуле
N
=
, (2.13)
n
=
= 65,2
мин
Корректируя по паспортным данным станка, принимаем
nф = 60 мин
2.6 Фактическая скорость резания "Vф" в метрах в минуту определяется по
формуле
Vф
=
, (2.14)
Vф
=
= 81
м/мин
Мощность, затрачиваемая на резание "Nрез" в киловаттах определяется по формуле
Nрез
=
,
(2.15)
Сила резания "Pz" в ньютонах определяется по формуле
Pz
= 10∙Cp∙t
, ( 2.16)
Для принятых условий обработки:
Cр=300; х=1; у=0,75; n=-0,15 [5,с.273]
Поправочный коэффициент на измененные условия обработки
Kp
= (
)
(2.17)
Кр
= (
=0,95
Pz
=
=
2418
Н
Nрез
=
= 3,2
кВт
Проверяем достаточность мощности привода станка. Необходимо выполнить условие
Nрез
Nшп,
(2.18)
Nшп
= Nдв∙
,
(2.19)
где = 0,75 -0,85 – к.п.д. станка
Nшп = 18,5∙0,8 = 14,8 кВт
Следовательно, резание возможно, так как
Nрез = 3,2 < Nшп = 14,8 кВт
Основное время "То" в минутах определяется по формуле
То
=
,
(2.20)
где L
= l+
y
+
,
мм ,
(2.21)
где l- чертежный размер прохода, мм;
у- величина врезания резца, мм;
- величина перебега резца, мм
l = 20 мм (по чертежу)
у = t∙
ctq
= 2 мм
= 2-5 мм, принимаем = 2 мм
То
=
= 0,52
мин
Операция 030 Внутришлифовальная
Шлифование отверстия
Ø85H7(
)мм
На внутришлифовальном станке модели 3К228А шлифуется сквозное отверстие Ø85Н7( )мм, длиной l =120мм. Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra =3,2 мкм. Припуск на сторону h = 0,25 мм. Эскиз обработки приведен на рисунке 2.5
1 Выбираем
шлифовальный круг. Устанавливаем
характеристику круга: ПП 24А40НСМ25К8 35м/с
ГОСТ2424-90. Устанавливаем диаметр Dк
и ширину круга Вк. При внутреннем
шлифовании рекомендуется отношение
=0,75
– 0,95.
Dк = 0,75∙85 = 63,75 мм.
Принимаем по ГОСТ 2424-90 Dк = 63 мм. Ширина круга Вк = 63 мм.
2 Назначаем режим резания.
2.1 Скорость шлифовального круга Vк =30-35 м/с. Принимаем Vк=35 м/с и определяем частоту вращения шлифовального круга:
n
,
(2.22)
n
=
= 10615 мин
Принимаем n = 9000 мин
Рисунок 2.5 - Эскиз обработки
2.2 Окружная скорость заготовки Vз = 20-40 м/мин. Принимаем
Vз = 30 м/мин
2.3 Определяем частоту вращения заготовки, соответствующую принятой окружной скорости:
n
=
,
(2.23)
n
=
= 119,4 мин
Принимаем n = 120 мин
Найденное значение может быть установлено на станке модели 3К228В, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения в пределах 18 – 2000 мин .
2.4 Глубина шлифования (поперечная подача круга) t = 0,0025 – 0,01 мм/ход стола.
Принимаем t = 0,005 мм/ход стола.
Эта величина t= 0,005 мм/ход стола имеется у использованного станка.
2.5 Определяем продольную подачу на оборот заготовки ""S" на оборот заготовки
S
= S
∙B
,
(2.24)
Продольная подача рекомендуется в долях ширины круга
S =0,25 – 0,4, принимаем S = 0,35
S = 0,35∙63 = 22 мм/об
2.6 Скорость продольного хода стола
Vcт
=
,
(2.25)
Vст
=
= 2,64 м/мин
Это значение Vст = 2,64 м/мин может быть установлено на используемом станке, имеющем бесступенчатое регулирование скорости продольного хода стола в пределах 1 -7м/мин
2.7 Определяем мощность, затрачиваемую на резание "Nрез" в киловаттах
Nрез
= С
∙
V
∙ t
,
(2.26)
Для принятых условий обработки:
С = 0,36; r = 0,35; x =0,4; y =0,4; q = 0,3 [5,c.303]
Nрез
=
=2,05кВт
2.8 Проверяем достаточность мощности двигателя шлифовального шпинделя.
У станка модели 3К228А Nшп = 5,5∙0,85 = 4,7 кВт
Nрез < Nшп (2,05 < 4,7), то есть обработка возможна.
3. Основное время "То" в минутах
То
=
,
(2.27)
где - L – длина хода стола;
L = 120 мм;
h – припуск на сторону;
К = 1,6 – коэффициент точности при чистовом шлифовании
То
=
= 3,64 мин
2.9.2 Назначение режимов резания на остальные операции по
нормативам
При определении режимов резания табличным методом пользуют нормативные таблицы в зависимости от выбранного типа производства и установленного вида обработки заготовки.
Определение режимов резания статистическим методом ведут следующим образом:
-устанавливают глубину резания на обрабатываемую поверхность;
-устанавливают подачи станка, исходя из прочности державки и пластинки из твердого сплава, жесткости станка и характера установки заготовки;
-определяют скорость резания.
После установления скорости резания определяют частоту вращения шпинделя станка и уточняют ее по паспорту станка. После установления частоты вращения шпинделя по паспорту станка определяют фактическую скорость резания;
-проверяют режимы резания по мощности станка;
-определяют технические нормы времени.
Например:
045 Горизонтально – протяжная
Переход 1 – Протянуть шпоночный паз b = 22Js9( 0,026)
Определяем подачу на зуб “Sz” в миллиметрах на зуб
Sz = 0,04 – 0,06 мм/зуб [7,c.318,k.193]
Корректируя по паспортным данным станка, принимаем
Sz = 0,05 мм/зуб
2) Осевая сила резания “P” в ньютонах
Р = 45500 Н [7,c.320,k.196]
Поправочный коэффициент на силу резания
Кmp = 1,65 [7,c.320,k.196]
P = 45500∙1,65 =75000 Н = 75 кН
У станка модели 7Б55 тяговая сила равна 100 кН, следовательно, протягивание возможно, так как
75 < 100 кН
3) Скорость резания “V” в метрах в минуту V = 8м/мин – может быть установлена на станке модели 7Б55, где осуществляется бесступенчатое регулирование скорости в пределах 1,5 – 11,5м/мин
4) Стойкость протяжки “T” в минутах
Т = 68 мин [7,c.320,k.196]
5) Определяем количество протянутых заготовок между переточками
n
=
,
(2.28)
где l = длина протягиваемой поверхности, мм
n
=
= 566
6) Основное время “To” в минутах
То
=
,
(2.29)
Длина рабочего хода протяжки
Lр.х.=
l
+
l
+ l
,
(2.30)
Где
l
=
L
- l
,
(2.31)
l = 935-630 = 305мм
Перебег l = 30 – 50мм, принимаем 50 мм
l = 120 мм (по чертежу)
Lр.х. = 305+120+50= 475 мм
Коэффициент
К
= 1 +
,
(2.32)
Где Vо.х. = 20 м/мин – скорость обратного хода протяжки
К
=
=1,4
q = 1 – число обрабатываемых заготовок;
i = 1 – число проходов
То
=
= 0,08
мин
Операция 055 Сверлильная с ЧПУ
На сверлильном станке ЧПУ модели 2А554Ф2 сверлят 6 отверстий Ø8 мм l = 20 мм, шероховатость Ra = 25 мкм. Охлаждение эмульсией.
1 Выбираем режущий инструмент.
1.1 Выбираем сверло из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком Ø8мм, Р6М5 ГОСТ10903-90. Форму заточки принимаем нормальную с подточкой перемычки НП.
Геометрические
параметры сверла:
;
а = 1 мм – длина подточной кромки;
l = 2 мм – вся длина подточки;
2
[5.c,250]
2 Назначаем режим резания
2.1 Устанавливаем глубину резания “ t “ в миллиметрах по формуле
t
=
,
(2.33)
t
=
= 4
мм
2.2 Подача “S” в миллиметрах на оборот
S = 0,10 – 0,20 мм/об [ 7,c.229,к.131]
Корректируя по паспортным данным станка, принимаем
S = 0,15 мм/об
2.3 Период стойкости сверла “ T “ в минутах
Т = 45 мин [5,c.279]
2.4 Скорость резания “ V “ в метрах в минуту, допускаемую режущими свойствами сверла
Vтабл. = 27,3 м/мин [ 7,c.229,к.132]
2.5 Частота вращения шпинделя “n” в оборотах в минуту определяется по формуле
n = , (2.34)
n
=
= 1086
мин
Корректируя по паспортным данным станка, принимаем
nф = 1000 мин
2.6 Фактическая скорость резания “Vф” в метрах в минуту определяется по формуле
Vф
=
,
(2.35)
Vф
=
= 25
м/мин
2.7 Мощность, затрачиваемая на резание “ Nрез “ в киловаттах
Nрез табл = 0,53 кВт [ 7,c.229,к.132]
Проверяем достаточность мощности привода станка. Необходимо выполнить условие
Nрез Nшп , (2.36)
Nшп = 5,5∙0,75 = 4,125 кВт
Следовательно, резание возможно, так как
Nрез = 0,53 кВт < Nшп = 4,125 кВ
3 Основное время “To” в минутах определяется по формуле
То
,
(2.37)
где
L
= l
+ y
+
мм ,
(2.38)
l = 20 мм ( по чертежу)
у = 0,4*D = 3,2 мм
= 1 – 3 мм, принимаем = 2 мм
То
=(
)
∙6 = 1,1
мин
Остальные режимы резания указаны в маршрутных и операционных картах механической обработки диска ведущего.
2.10 Разработка расчетно – технологической карты для одной операции,
выполняемой на станке с ЧПУ
050 Сверлильная с ЧПУ
На сверлильном станке с ЧПУ модели 2А554Ф2 с УЧПУ 2П32 обрабатывается деталь диск ведущий. Крепление производится на оправке с помощью механогидравлического зажима. Базой служит обработанный диаметр отверстия діаметром Ø85Н7 и торец.
Последовательность переходов:
- сверлить 6 отверстий Ø20 мм насквозь;
- рассверлить 6 отверстий Ø40 мм насквозь;
- сверлить 6 отверстий Ø8 мм насквозь
Выбираем режущий инструмент:
- сверло спиральное Ø20мм, L=180мм, l = 50мм Р6М5 ГОСТ10903 – 87
- сверло спиральное Ø40мм, Р6М5 L = 243мм, l = 145мм ГОСТ10903 – 87
- сверло спиральное Ø8мм, Р6М5 L = 140мм, l =45мм ГОСТ10903 – 87
Определяем путь прохода “l” в миллиметрах по формуле
l
= δ
+B+δ
+h
(2.39)
где δ - величина недохода;
В- толщина детали;
δ - величина перебега;
h – величина заборного конуса
для сверла Ø20
l = 2+20+0,3∙20+2 = 30 мм
для сверла Ø40
l = 2+20 +0,3x40+2 = 36 мм
для сверла Ø8
l = 2+20+0,3x8+2 = 26,4 мм
Назначаем режимы резания и данные заносим в таблицу 2.2
Таблица 2.2 – Режимы резания для данной операции
Переход |
t, мм |
So, мм/об |
V, м/мин |
n, мин |
Sм,мм/мин |
1 |
10 |
0,2 |
34 |
790 |
158 |
2 |
10 |
0,4 |
25 |
200 |
79 |
3 |
4 |
0,15 |
25 |
1000 |
208 |
Сводим в таблицу 2.3 основные технологические данные
Таблица 2.3 – Таблица технологических данных
Переход |
Инструмент |
l, мм |
S, мм/мин |
Код F |
n, мин |
Код S |
Позиция |
1 |
Сверло Ø20 |
30 |
158 |
F13 |
790 |
S10 |
1 |
2 |
Сверло Ø40 |
36 |
79 |
F10 |
200 |
S6 |
3 |
3 |
Сверло Ø8 |
26,4 |
208 |
F14 |
1000 |
S11 |
5 |
Перерабатываем чертеж детали, проставляя размеры от одной базы (рисунок 2.6)
Координаты опорных точек сведены в таблицу 2.4
Таблица 2.4 – таблица координат опорных точек
Номер опорной точки |
X, мм |
X, имп |
Y, мм |
Y, имп |
1 |
137,5 |
13750 |
0 |
0 |
2 |
113,16 |
11316 |
-72,5 |
-7250 |
3 |
68,75 |
6875 |
-107,25 |
-10725 |
4 |
0 |
0 |
-145 |
-14500 |
5 |
-68,75 |
-6875 |
-107,25 |
-10725 |
6 |
-113,16 |
-11316 |
-72,5 |
-7250 |
7 |
137,5 |
13750 |
0 |
0 |
8 |
-113,16 |
-11316 |
72,5 |
7250 |
9 |
-68,75 |
-6875 |
107,25 |
10725 |
10 |
0 |
0 |
145 |
14500 |
11 |
68,75 |
6875 |
107,25 |
10725 |
12 |
113,16 |
11316 |
72,5 |
7250 |
Составляем рукопись управляющей программы для станка 2А554Ф2 с УЧПУ 2П32
Рисунок 2.6 – Переработанный чертеж детали
Таблица 2.5 – Рукопись УП для УЧПУ 2П32
№ кадра |
Содержание |
Примечание |
|
% |
Начало УП |
:1 |
G81 T1 S10 M3 F13 R0 Z3000 X13750 Y0L1 |
Сверление Ø20 т.1 |
N2 |
X6875 Y – 10725 |
т.3 |
N3 |
X -6875 Y – 10725 |
т.5 |
N4 |
X13750 Y0 |
т.7 |
N5 |
X – 6875 Y10725 |
т.9 |
N6 |
G91 X6825 10725 |
т.11 |
:7 |
G81 T3 S6 M3 F10 R0 Z3600 X13750 Y0 L3 |
Сверление Ø40 т.1 |
N8 |
X6875 Y - 10725 |
т.3 |
N9 |
X – 6875 Y - 10725 |
т.5 |
N10 |
X13750 Y0 |
т.7 |
N11 |
X – 6875 Y10725 |
т.9 |
N12 |
G91 X6825 10725 |
т.11 |
:13 |
G81 T5 S11 M3 F14 R0 Z2640 X11316 Y7250 L5 |
Сверление Ø8 т.2 |
N14 |
X0 Y - 11316 |
т.4 |
N15 |
X – 11316 Y – 7250 |
т.6 |
N16 |
X – 11316 Y7250 |
т.8 |
N17 |
X0 Y14500 |
т.10 |
N18 |
G91 X11316 Y7250 |
т.12 |
N19 |
M2 |
Конец УП |