0. На точение чистовое:

Таблица 1.6 – Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, Zmш мкм	Расчетный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые (округленные) размеры по переходам, мм		Полученные предельные припуски, мкм
	Rа	h	Δ	έ				Dmax	dmin	2 Zmах	2 Zmin
1. Поковка	500		566	-	-	67,342	1000	68,342	67,342	-	-
2.Точен. черновое	20	20	34	200	2182	65,16	250	65,41	65,16	3156	2182
3.Точен. чистовое	10	10	1,7	20	160	65	74	65,074	65	418	160

2Z_omax = 3156+418=3574 мкм;

2Z_omin = 2182+160=2317мкм;

1000-74=3574-2317=0.

Рассчитаем припуск на диаметр Ø детали «Фреза». Шероховатость обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Материал детали – Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Для обеспечения заданной степени точности и шероховатости необходимо предусмотреть следующую последовательность обработки поверхности:

Точение черновое, точение чистовое.

В качестве заготовки используется поковка, Rz+h=500 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности включает перекос отверстия ∆ _п, коробление ∆ _к, погрешность расположения отверстия относительно технологических баз ∆ _ртб.

∆ _п=5·90=450 мкм;

∆ _к=1·D=1·280=280 мкм;

∆ _ртб=200 мкм;

(1.12)

мкм;

Величина коэффициента уточнения после точение чернового – 0,06,

точения чистового -0,05, [4]. Следовательно, остаточная кривизна после:

точения черновое - Δ_Σ1=566·0,06=34(мкм)

точения чистовое - ΔΣ₂=34·0,05=1,7 (мкм)

При закреплении заготовки в 3-х кулачковом самоцентрирующимся патроне ε=200 [8].

Таблица 1.5 – Данные для расчета припуска

Вид обработки	Квалитет	Допуск Td, мкм	Rа, мкм	h, мкм
1. Точение черновое	12	250	20	20
2. Точение чистовое	9	115	10	20

Исходя из вышеизложенного определим расчетную величину минимального припуска: на точение черновое:

0. На точение чистовое:

Таблица 1.8 – Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, Zmш мкм	Расчетный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые (округленные) размеры по переходам, мм		Полученные предельные припуски, мкм
	Rа	h	Δ	έ				Dmax	dmin	2 Zmах	2 Zmin
1. Поковка	500		566	-	-	252,342	1000	253,42	252,342	-	-
2.Точен. черновое	20	20	34	200	2182	250,16	250	250,41	250,16	3156	2182
3.Точен. чистовое	10	10	1,7	20	160	250	115	250,115	250	418	160

2Z_omax = 3156+418=3574 мкм;

2Z_omin = 2182+160=2317мкм;

1000-74=3574-2317=0.

1.8.2 Расчёт режимов резания

Режимы обработки назначаются на все технологические операции по общемашиностроительным нормативам времени и режимов резания для соответствующего вида обработки и типа производства. Режимы резания рассчитываются на ЭВМ или определяются расчётно – аналитическим методом. В пояснительной записке дипломного проекта приводится пример подробного расчёта режимов резания. Расчёт расчетное – аналитическим методом, ниже, в данном разделе. Пример расчёта режимов резания расчетно – аналитическим методом: расчет производится по методике изложенной.

Расчет режимов резания при операции «токарно-винторезная»

Элементы режимов резания устанавливаются в следующем порядке:

- глубина резания t: при черновой обработке принимается наибольшая из возможных глубина резания, равная большей части припуска на обработку; при чистовой обработке - в зависимости от требуемой точности размеров и требований к шероховатости поверхности;

- подача s: при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости и прочности технологической системы, мощности привода станка, прочности инструмента; при чистовой обработке – в зависимости от требуемой точности размеров и шероховатости поверхности. Выбранная подача согласовывается с паспортными данными станка;

- скорость резания V рассчитывается по эмпирическим формулам;

- частота вращения шпинделя n определяется, исходя из рассчитанной скорости резания, и корректируется по паспортным данным станка;

- определяется фактическое значение скорости резания с использованием скорректированного значения частоты вращения шпинделя;

- определяются силы резания, мощность резания, крутящий момент на шпинделе станка. Мощность резания не должна превышать мощность привода станка.

Расчет режимов резания на операцию 005 “Токарно-винторезная”. Оборудование – станок токарно-винторезный 16К20.

Последовательность:

1. Точить торец, выдерживая размер 45 мм.

2. Расточить отверстие 50 мм

3. Расточить отверстие 65 мм

4. Точить канавку 2,5 мм

5. Точить фаску 2х45

Переход 1. Точить торец, выдерживая размер 45 мм.

Глубина резания 2.5 мм

Подача 0,4 мм/об (21)

Инструмент резец подрезной с механическим креплением трехгранной пластины Р18.

Скорость резания при точении определяется по формуле:

(9)

T – стойкость инструмента, мин;

t – глубина резания, мм, s – подача, мм/об.

где C_v=46,7; x=0,5; y=0,5; m=0,33; q=0,45; u=0,1; p=0,1;

K_v=0,85 [4];

T=120 мин.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле

, (10)

где D – диаметр заготовки, мм

По паспорту станка принимаем 315 мин^-1. Тогда фактическая скорость резания составит

Фактическая скорость:

Сила резания:

, (11)

где С_Р – постоянная;

x, y, n, - показатели степени;

К_Р – поправочный коэффициент.

С_Р = 300; х = 1; у = 0,75; n = - 0,15; [21]

К_Р = К_МРК_РК_РК_Р

К_МР – поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости

К_Р – коэффициент учитывающий влияние главного угла в плане К_Р = 0.89

К_Р – коэффициент учитывающий влияние угла резца К_Р = 1.1

К_Р - коэффициент учитывающий влияние угла резца К_Р = 1

, (12)

n = 0.75 [21]

К_Р = 0.8460.891.11 = 0.83

Pz = 103002,539,6^0,750,40^0,7583 = 568Н.

Мощность резания:

Операция 035 Внутришлифовальная

Переход №2. Шлифовать поверхность 50 мм

Припуск на обработку составляет t = 0,05 мм

Определяю скорость шлифовального круга

к = 30–35 м/с [3]

Принимаю к = 35 м/с

Определяю скорость вращения заготовки

з = 20–40 м/мин [8]

Принимаю з = 25 м/мин

Определяю частоту вращения шпинделя, соответствующую принятой скорости резания

Принимаю n = 145 об/мин

Найденное значение n = 145 об/мин может быть установлено на станке, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя в пределах 63–400 об/мин.

Определяю поперечную подачу круга

S = 0,01 ÷ 0,025 мм [8]

Принимаю S = 0,015 мм

Определяю мощность, затрачиваемую на резание [8]

где C_N – постоянная в формуле

C_N = 0,14 [8]

r, y, q, z – показатели степеней

r = 0,8

y = 1,0

q = 0,2

z = 1,0

з – скорость вращения заготовки

S – подача

d – обрабатываемый диаметр

b – ширина шлифования

Операция 20 Горизонтально-фрезерная.

Расчет режимов резания на фрезерование паза глубиной 30±1мм,

Шириной 20, длиной L=27 мм. режущий инструмент – фреза дисковая Ø125мм, ширина 20мм материал режущей части Т15К6, число зубьев z=22.

Глубина резания t = 14 мм. Рекомендуемая подача зуб Sz = 0,02 мм/зуб.[9].

Скорость резания рассчитывается при обработке заготовки по формуле:

Значение периода стойкости Т, коэффициента СV и показателей степеней [9] равны СV =690 , x = 0,3, y = 0,4, m = 0,35, q=0,2, u=0,1, p=0, T=180

Коэффициент КV в формуле находится по формуле:

КV = Kмv*Knv*Kиv,

где Kмv - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

Knv – поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

Kиv – поправочный коэффициент учитывающий материал инструмента;

Kмv =1,14[9], Для поверхности заготовки без корки Knv = 1,0 [9], Kиv =1,0[9]

Тогда:

КV = 1,14*1,0*1,0=1,14

Частота вращения шпинделя:

Скорректируем определенную исходя из рассчитанной скорости резания по

паспорту станка частоту вращения шпинделя n = 200 (мин-1).

Следовательно, фактическая скорость резания равна:

Главная составляющая силы резания при фрезеровании– окружная сила определяется по формуле:

Значения коэффициента Ср и показателей степени [5]:

Ср = 261, x = 0,9, y = 0,8, u=1,1, q=1,1,w=0,1, KMP=0,96[5].

Следовательно сила резания будет равна:

Крутящий момент определяется по формуле:

Мкр=Рz*D/2*100

Мкр=621*200/2*100=621(Н·м)

Мощность резания рассчитывают по формуле:

1.8.3 Расчёт нормы штучного времени

Расчёт нормы штучного времени и подготовительно – заключительного времени. Производится на следующую операцию.

1.8.3.1 Определение штучно-калькуляционного времени на операцию «Токарно-винторезная»

На данной операции производиться точение поверхностей на станке 16К20 .

Переход 2: Точить торец, выдерживая размер 45 мм.

Основное технологическое время определяется:

, (36)

L = L₀ + L₁ + L₂, (37)

где L – длина резания, мм;

L₀ – длина обрабатываемой поверхности, мм;

L₂ – величина врезания и перебега инструмента, мм;

L₃ – дополнительная длина на взятие пробной стружки, мм;

n – частота вращения шпинделя, мм/об;

S_мин – минутная подача, мм/мин;

S – подача на один оборот шпинделя, мм/об;

i – число проходов.

Вспомогательное время на установку, закрепление и снятие детали Т_ВСП = 4,5 мин.

Вспомогательное время на переход (включение и отключение подачи, подвод инструмента к детали и т.д.) Т_ВСП = 0,1 мин

Оперативное время:

Т_ОП = Т_ОСН + Т_ВСП = 1.3 + 4,5 + 0,1 = 5.9 (мин)

Время на отдых составляет Т_ОТД = 9%, на обслуживание рабочего места Т_ОБС = 3% о оперативного времени [3. Карта 72. С 150]

Т_ОБС + Т_ОТД = 5.9(0,09+0,03) = 0,82 (мин) (38)

Штучное время:

Т_ШТ = Т_ОП + Т_ОБС + Т_ОТД = 5.9 + 0,82 = 7,6 (мин) (40)

Подготовительно заключительное время на партию деталей: Т_П.З. = 16,5 мин.

Штучно-калькуляционное время определяется:

, (42)

где П_З = партия запуска деталей.

где N – годовой выпуск деталей, шт;

S_n – число запусков в год.

Т_ШТ.К = 7,6 + 16,5 / 250 = 7,7 (мин)

1.8.3.2 Определение штучно-калькуляционного времени на операцию «Внутришлифовальная»

Основное технологическое время определяется:

Вспомогательное время на установку, закрепление и снятие детали Т_ВСП = 4,5 мин.

Т_ОП = Т_ОСН + Т_ВСП = 8 + 4,5 = 12,5 (мин)

Т_ОБС + Т_ОТД = 12,5(0,09+0,03) = 1,5 (мин)

Штучное время:

Т_ШТ = Т_ОП + Т_ОБС + Т_ОТД = 12,5 + 1,5 = 14 (мин)

Т_ШТ.К = 14 + 16,5 / 250 = 14,1 (мин)

1.8.3.4 Определение штучно-калькуляционного времени на операцию «Горизонтально-фрезерная»

Основное технологическое время определяется:

Вспомогательное время на установку, закрепление и снятие детали Т_ВСП = 4,5 мин.

Т_ОП = Т_ОСН + Т_ВСП = 11 + 4,5 = 15,5 (мин)

Т_ОБС + Т_ОТД = 15,5(0,09+0,03) = 1,9 (мин)

Штучное время:

Т_ШТ = Т_ОП + Т_ОБС + Т_ОТД = 15,5 + 1,9 = 17,4 (мин)

Т_ШТ.К = 17,4 + 16,5 / 250 = 17,5 (мин)

1.9 Разработка технологического задания на проектирование специального режущего инструмента.

Для изготовления фрезы необходимы следующие специальные инструменты:

- резец специальный расточной с пластиной сложного профиля из твердого сплава Т15К6, сечение державки 40х32 мм L=140 мм, φ=90°;

- протяжка специальная L=550 мм 18х30 мм

материал: сталь быстрорежущая Р14Ф4, HB 269 (после отжига)

число зубьев z=22

- круг шлифовальный специальный эльборовый на органической связке D=150 мм ширина 20мм

12R4 150х20х45х22 АС6М 100/80 B48 75 35