Проект участка механического цеха для изготовления деталей типа корпус с применением станков с ЧПУ. Деталь-представитель: Корпус КЗР 0101108

 

2.4.4 Нормирование  проектируемой операции. Сводная  таблица норм времени 

010 Токарная с  ЧПУ

(Станок модели 16К20Ф3)

1. Основное время  обработки:

 

То = 0,1+0,8+4,38+0,8=6,05 мин

 

2. Машинное вспомогательное  время: Тмв = 0,4 мин 

3. Время цикла  автоматической работы станка:

 

Т_Ца=То+Тмв , мин (2.28)

Т_Ца= 6,05+0,4=6,45 мин

 

4. Вспомогательное время:

 

Тв= tус+ tуп+ tизм , мин (2.29)

 

где tус – время на установку и снятие заготовки, мин;

t_УП – время на приемы управления станком;

t_ИЗМ – время на измерение.

tус=0,55 мин (к.3,п31)

tуп= 0,07 мин (к.14)

tизм=0,2 + 0,16 =0,36 мин (к.15)

Тв=0,55+0,07+0,36 = 0,98мин

5. Оперативное время обработки:

 

Топ=Т_Ца+Тв , мин (2.30)

Топ=6,45+0,98 =7,43 мин

 

6. Время на организацию  технического обслуживания:

 

α_ОБС=5%(к.16) α_ОТЛ=4%(к.18)

 

7. Штучное время:

 

, мин (2.31)

 мин

 

8. Подготовительно-заключительное  время:

 

Тпз= А + В , мин (2.32)

А = 4+3+2=9мин(к23 п1,3,4)

В =0,25 + 9,7 + 1,5×2 + 1+1+3,5+0,4 = 18,85мин (к23 п12, 14, 19, 20, 21,22,23)

Тпз = 10 + 11 = 27,85мин

 

9. Штучно-калькуляционное  время:

 

, мин (2.33)

 мин

 

Таблица 2.11 – Сводная таблица  норм времени, мин

Номер операции и модель станка	То, мин	Тв				Тца, мин	Топ, мин	α %	α %	Тшт, мин	Тпз, мин
		t   мин	t (Т ) мин	t   мин	t   мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
010 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3	0,66	0,55	0,4	0,07	0,15	1,06	1,68	5	4	1,83	27,85
020 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3	6,05	0,55	0,4	0,07	0,36	6,45	7,43	5	4	8,1	27,85
030 Токарно-винторезная	0,3	0,55	0,9	—	0,3	—	1,75	4	4	1,89	20
040 Круглошлифо-вальная	0,19	0,11	0,5	—	0,1	—	0,9	3,5	4	0,97	34
050 Фрезерная с ЧПУ	9,66	0,7	0,4	0,07	0,6	9,8	10,57	5	5	11,63	47

 

 

3. Проектирование технологической оснастки

 

3.1 Расчетно-конструкторский  анализ станочного приспособления

 

Согласно заводского техпроцесса на операции 060 фрезерной  с ЧПУ применяется специальное  приспособление для обработки отверстия осевым инструментом сверлом и паза концевой фрезой.

Заготовка устанавливается  на оправку 4, до упора в корпус 1. При установке на оправку деталь лишается четырёх степеней свободы, перемещения вдоль двух осей и поворота вокруг этих осей. Упор в торец заготовки также лишает её одной степени свободы, перемещения вдоль оси. Зажим заготовки осуществляется при помощи быстросменной шайбы и гайки.

3.1.2 Расчет погрешности  установки детали в приспособление

При расчете приспособления на точность суммарная погрешность ε при обработке детали не должна превышать величину допуска Т выполняемого размера при обработке детали.

Погрешность установки  εу заготовки определяется по формуле:

 

,мм (3.1)

 

Где - погрешность базирования

- погрешность закрепления

При обработке плоских  поверхностей, параллельных установочной базе:

 

,  (3.2)

 

Погрешность базирования ε представляет собой отклонение фактического положения заготовки от требуемого и определяется как предельный допуск рассеяния расстояния Wц измерительной и технологической базами в направлении выполняемого размера.

Возникает погрешность  базирования ε при не совмещении технологической и измерительной баз, при совпадении этих баз данная погрешность равна нулю.

 

 Таблица 1-Расчет погрешности установки

Технический эскиз	Анализируемые размеры	Допуск
	М16×1,5-7Н	0,03
	1,6×45	0,1
	14Р9	0,044
	88	0,2
	45	0,1
	24	0,43
	38±0,8	1,6
	44,5	0,1

 

Погрешность базирования при установке  на оправку с зазором равна: половине допуска размера по которому происходит установка плюс максимальный зазор  между оправкой и установочного  размера, то есть

 (4.3)

где Td – допуск на размер на базовой поверхности

Smax – максимальный зазор между оправкой и установочным диаметром.

 

 (4.4)

 

где Dmax = 30,033 мм – максимальный диаметр отверстия

dmin = 29,9 мм – минимальный размер наружного отверстия

Smax = 30,033 – 29,9 = 0,133

 

ε = 0,07мм [],с

 

Точность обеспечивается, если выполняется  условие: Т> ,т.е. 0,2>0,15

 

3.1.3 Расчет параметров силового органа приспособления

Эффективность зажима в  значительной степени зависит от места и направления приложения силы. При выборе ее направления  необходимо учитывать приведенные  ниже правила:

1 Сила зажима должна быть  направлена перпендикулярно к плоскости базовых поверхностей и исключить при зажиме сдвиг заготовки.

2 При базировании заготовки  по нескольким базовым поверхностям  сила зажима должна быть направлена  к тому установочному элементу, с которым заготовка имеет  наибольшую площадь контакта.

3 Направление силы  зажима и силы тяжести заготовки  должны совпадать.

4 Направление силы  зажима по возможности должно  совпадать с направлением силы  обработки.

При расчетах следует  определить требуемую силу зажима с  учетом коэффициента запаса К, предусматривающего возможное увеличение силы резания из-за различных факторов.[Антонюк В. Е.], с164…165

 (3.3)

 

Где К = 1,5- гарантированный коэффициент запаса для всех случаев;

К = 1,2- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, при черновой обработке;

К = 1,2-коэффциент, учитывающий увеличение силы резания от прогрессивного затупления инструмента;

К = 1-коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;

К = 1,3-коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой силовым приводом приспособления, при перемещении ручного зажима;

К = 1-коэффициент, учитывающий эргономику ручных зажимных устройств, при удобном расположении рукояток и малом угле поворота рукоятки;

К = 1,5-коэффициент, учитываемый только при наличии крутящих моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь, при установке детали на опорные планки или другие элементы с большой поверхностью контакта;

К = 1,5

 

Определяем величину силы резания и крутящего момента  при сверлении отверстия Ø14 мм.

 

Мкр ,Нм (3.4)

 

где D – диаметр обрабатываемого отверстия, мм.

s – подача на оборот, мм/об.

См – коэффициент, учитывающий условия работы инструмента, принятые в справочнике за основу.

q, y – показатели степени.

 

  (3.5)

кН

 

Исходя из схемы закрепления  заготовки рисунок 1, определяем силу зажима W заготовки:

 

  (3.6)

 

d – расстояние от оси отверстия до места положения сил, м.

f – коэффициент трения;

M – крутящий момент, Н·м

 

 

  (3.8)

 

с – коэффициент для основных метрических резьб.

[σр] – допускаемое  напряжение материала, МПа.

 

 

Принимаем винт с резьбой  М20

 

3.2 Расчет режущего  инструмента

 

Рассчитать и сконструировать  канавочный резец с пластинкой из твёрдого сплава ВК8. Ширина канавки  В=1,9мм, наружный диаметр корпуса D = 36мм, внутренний диаметр канавки d = 33. Параметр шероховатости обработанной поверхности Rа = 6,3мкм. Материал заготовки серый чугун СЧ20 по ГОСТ 1412-85.

Дано:

Станок – 16К20Ф3

Материал заготовки  – серый чугун СЧ20 по ГОСТ1412-85

Обработка – получистовая

Вид обработки – точить канавку

В = 7мм, D = 125мм, d = 115,8мм

Решение

1 Выбираем токарный  канавочный резец с пластинкой  из твёрдого сплава и углами  α = 6˚, ψ = 12˚, β = 5˚. Материал  корпуса резца – сталь 45; поперечное  сечение 20×20; длина резца L = 80мм.

2 Назначаем режимы  резания

1 Глубина резания

 

t = B (4.10)

t = 7мм

 

2 Назначаем подачу

 

s = 0,1 – 0,12 – рекомендуемая

s = 0,1 – принятая

 

3 Назначаем период  стойкости резца

Т = 60 мин

4 Определяем скорость  главного движения резания

 

 (4.11)

 

где Т – среднее  значение стойкости

Сv – показатель степени

x, y и m – показатели степени

 

 (4.12)

 

где Кмv – учитывающий влияние материала заготовки

Кпv – учитывающий влияние состояние поверхности

Киv – учитывающий влияние материала инструмента

 

 

5 Частота вращения

 

 (4.13)

 

Корректируем n = 700 мин

6 Сила резания

 

, Н (4.14)

 

Ср – постоянная = 50

t – глубина резания = 1,9мм

s – подача на оборот = 0,12

x = 1,0; y = 1,0; n = 1,0 – показатели степени;

 

 

7 При условии, что h≈1,6b, ширина прямоугольного сечения корпуса резца

 

, мм (4.15)

 

Принимаем ближайшее  большее сечение корпуса (b = 12мм). Руководствуясь приведёнными значениями, получим высоту корпуса резца h = 1,6b = 1,6×12=19,2мм. Принимаем h = 20мм.

8 Проверяем прочность  и жёсткость корпуса резца:

Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:

 

, Н (4.16)

 

9 Конструктивные размеры  резца берём по СТ СЭВ 190 – 75; общая длина резца L = 140 мм; расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия n = 6мм;

 

3.3 Расчет и  конструирование измерительного  инструмента

Рассчитать и сконструировать  гладкую пробку Ø30Н8

Решение

1 Определяем предельные  отклонения:

ES = 0,033мм

EI = 0мм

2 Определяем предельные  размеры

 

Dmax = D + ES = 30 + 0,035 = 30,033мм

Dmin = D + EI = 30 + 0 = 30мм

 

3 Определяем допуск

 

TD = ES – EI = 0,033 – 0 = 0,033мм

TD = Dmax – Dmin = 30,033 – 30 = 0,033мм

 

4 Расчет исполнительных  размеров калибра – пробки 

4.1 Определяем допуск  и предельные отклонения для  калибра – пробки.

H = 0,006мм

Z = 0,005мм

Y = 0,004мм

4.2 Расчет исполнительных  размеров калибра – пробки.

 

ПРmin = Dmin + Z -

ПPmax =

ПРизн =

НЕmin =

НEmax =

 

4.3 Графическое изображение полей допусков отверстия и калибра – пробки Ø30Н8 ( )

 

 

4. Организация производства на участке

 

4.1 Определение  количества оборудования на участке.

 

В серийном производстве пооперационное расчётное количество станков определяется по формуле: