2 Разработка технологической операции

2.1 Выбор метода обработки поверхности

Обработка восьми отверстий Ø10Н8, с шероховатостью Ra=6,3 мкм, будет производится в следующей последовательности [4]:

1. Сверление восьми отверстий диаметром 9 мм.

2. Зенкерование восьми отверстий диаметром 9,8 мм.

3. Развертывание восьми отверстий диаметром 10 мм.

Рисунок 1 – Чертеж детали «Стакан»

2.2 Выбор оборудования, режущего и вспомогательного инструмента

Согласно техническому заданию, необходимо обработать восемь отверстий Ø10Н8. В данном случае существует необходимость перемещать либо кондуктор с деталью под шпинделем станка, либо шпиндель над кондуктором. Исходя из количества и расположения отверстий, годовой программы 8000 шт, целесообразно вести обработку на радиально-сверлильном станке модели 2К522. Наибольший условный диаметр сверления в стали 32 мм, что удовлетворяет нашим требованиям.

Обработка детали будет вестись следующим инструментом [5]:

1. Сверло 2301-0023 ГОСТ 10903-77

2. Зенкер 2323-0505 ГОСТ 12489-71

3. Развертка 2363-3391 Н8 ГОСТ 1672-80

Так как обработка будет производится тремя режущими инструментами, то необходимо обеспечить быструю замену инструмента, с этой целью в качестве вспомогательного инструмента целесообразно использовать быстросменный патрон и комплект втулок.

2.3 Разработка схемы базирования

Из рассмотрения чертежа детали (рисунок 1) следует, что точность диаметральных размеров Ø10Н8 обеспечивается режущими инструментами (сверло, зенкер, развертка). Точность расположения осей отверстий Ø10Н8 и осевой окружности Ø100, относительно оси отверстия А (Ø60Н7), наружной поверхности Б (Ø80h6) и торца детали (размер 100 мм) обеспечивается базированием заготовки и точностью положения направляющих элементов для режущего инструмента относительно установочных элементов приспособления (кондукторные втулки).

Рисунок 2 – Схема базирования

Для установки детали «Стакан» в приспособление за базы следует принять поверхности А, Б, В, Г (рисунок 2), в качестве установочных элементов для базирования заготовки целесообразно использовать: а) планшайба – базирование по наружной поверхности и плоскости; б) оправка – базирование по отверстию и торцу [1].

Для уменьшения числа зажимных элементов целесообразно зажимать заготовку по поверхности Г одной быстросъемной шайбой и гайкой.

2.4 Расчет режимов резания и нормирование технологической операции

Рассчитаем режимы резания и произведем нормирование технологических переходов по обработке отверстий.

В связи с тем, что расчет режимов резания и основного времени для всех технологических переходов будет аналогичным, его целесообразно выполнить в форме таблицы 1.

Предварительно определим характеристику рядов подач и чисел вращения шпинделя радиально-сверлильного станка [4].

Для станка 2К522 пределы подач 0,056…0,32, число подач 4. Знаменатель подач 1,78. Исходя из значения знаменателя подач, получаем ряд чисел значений подач: 0,056, 0,1, 0,18, 0,32.

Пределы частоты вращения шпинделя 45…2000 мин^-1, число ступеней частот вращения 12. Знаменатель частот вращения 1,41. Исходя из значения знаменателя частот вращения, получаем ряд чисел значений частот вращения: 45, 63, 90, 125, 180, 250, 355, 500, 710, 1000, 1400, 2000.

Расчет режимов резания для сверления отверстия диаметром 9 мм.

Глубина резания при сверлении определяется по формуле

, (1)

где D – диаметр просверливаемого отверстия, мм.

Подача при сверлении: So=0,2 мм/об [6].

Ближайшее значение подачи из ряда чисел: So_ПР=0,18 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле [6]

, (2)

где – соответственно, коэффициент постоянный и

показатели степени;

Т – период стойкости, мин;

К_v – коэффициент поправочный.

, (3)

где К_mv, К_иv, К_lv – коэффициенты, учитывающие соответственно качество

обрабатываемого материала, инструментальный материал,

глубину сверления.

(4)

где Кг – поправочный коэффициент; [9], с.262;

σ_В – твёрдость обрабатываемого материала;

n_v – показатель степени.

,

,

Частота вращения сверла определяется по формуле [6]

(5)

Ближайшее значение частоты вращения из ряда чисел: n_ПР=1400 мин^-1.

Действительная скорость резания определяется по формуле [6]

(6)

Крутящий момент при сверлении определяется по формуле [6]

, (7)

где – соответственно, коэффициент постоянный и показатели

степени;

К_р – коэффициент, учитывающий фактические условия обработки.

,

Осевая сила при сверлении определяется по формуле [6]

, (8)

где – соответственно, коэффициент постоянный и показатели

степени.

Мощность резания определяется по формуле [6]

(9)

Проверка режимов резания по мощности привода главного движения

, (10)

где N_шп – мощность шпинделя станка 2К522, кВт.

, (11)

где N_д – мощность двигателя, кВт [5].

Установленные режимы резания можно осуществлять на данном станке.

Основное время определяется по формуле

, (12)

где L – длина хода инструмента, мм;

i – количество обрабатываемых отверстий.

, (13)

где l – глубина обрабатываемого отверстия, мм;

l₁ – величина врезания, мм; [7], с.206;

l₂ – величина перебега, мм; [7], с.206.

,

Аналогично выполняются расчеты режимов резания и основного времени для зенкерования и развертывания [8]. Результаты расчетов сводятся в таблицу 1.

Таблица 1. Расчет режимов резания и основного времени

Наименование технологических переходов	LРЕЗ, мм	у+у1, мм	So, мм/об	φХ	φХПР	SoПР, мм/об	VИ, м/мин	V, м/мин	n, мин-1	nПР, мин-1	То, мин
Сверление восьми отверстий Ø9	15	5	0,2	1,78	1,8	0,18	39,56	40,29	1425,69	1400	0,64
Зенкерование восьми отверстий Ø9,8	15	3	0,22	1,78	1,8	0,18	21,85	24	779,93	710	1,13
Развертывание восьми отверстий Ø10Н8	15	9	0,45	3,17	3,2	0,32	7,85	8	254,78	250	2,4
										Итого	4,17

Нормирование технологической операции [7].

Нормирование вспомогательных технологических переходов оформляется в виде таблицы 2.

Таблица 2. Нормирование вспомогательных переходов

Содержание технологических переходов	Тв, мин
1. Взять деталь (масса детали 2,73 кг), установить в кондукторе, снять деталь и отложить	0,14
2. Закрепить и открепить деталь с помощью гайки	0,2
3. Установить сверло Ø9 в быстросменном патроне и снять	0,09
4. Поставить кондукторные втулки Ø9 и снять	0,56
5. Подвести сверло в вертикальном направлении (ввести в кондукторную втулку)	0,08
6. Установить частоту вращения шпинделя рукояткой	0,08
7. Установить подачу рукояткой	0,08
8. Включить станок кнопкой	0,02
9. Включить подачу рукояткой	0,02
10. Сверлить восемь отверстий Ø9 на длину 20 мм	0,72
11. Выключить подачу рукояткой	0,02
12. Вывести сверло из отверстия на 100 мм	0,02
13. Выключить станок кнопкой	0,02
14…20. Повторить переходы 3…9 для зенкера Ø9,8 и кондукторной втулки Ø9,8	0,93
21. Зенкеровать восемь отверстий Ø9,8 на длину 18 мм	0,56
22…24. Повторить переходы 11…13	0,06
25…31. Повторить переходы 3…9 для развертки Ø10Н8 и кондукторной втулки Ø10Н8	0,93
32. Развернуть восемь отверстий Ø10Н8 на длину 24	0,56
33…35. Повторить переходы 11…13	0,06
36. Очистить приспособление от стружки щеткой	0,08
Итого:	5,23

В таблице не учтено время на измерение детали, входящее в состав вспомогательного времени. В данном случае время на измерение, учитывая периодичность (2% на измерение отверстий, размер которых определяется конструктивными размерами режущих инструментов, какими являются сверла, зенкеры, развертки) перекрывается основным машинным временем.

Время на техническое обслуживание рабочего места – смену режущих инструментов не учитываем, т.к. работа осуществляется с применением быстросменных патронов и втулок, в которых заранее установлены все режущие инструменты (сверло, зенкер, развертка).

Время на техническое и организационное обслуживание должно быть учтено. Это время определяется в процентах от оперативного времени (Т_ОП = Т_О + Т_В)

(14)

Время перерывов на отдых и личные надобности устанавливается также в процентах от оперативного времени. В данном случае

(15)

Таким образом штучное время

(16)

Принятый порядок последовательности обработки отверстия на радиально-сверлильном станке определяет условия серийного производства с концентрацией обработки на одном рабочем месте.

Для уточнения типа производства, а, следовательно, и выбора конструкции кондуктора необходимо сравнить штучное время (Т_ШТ) с тактом выпуска (t_В).

Определим такт выпуска

, (17)

где F_Д – годовой фонд времени, при 2-х сменной работе, ч;

N – программа выпуска, шт.

Так как штучное время не превышает такт выпуска, то для обеспечения заданной годовой программы достаточно одного станка.