Проектирование технологического процесса детали корпус

    Устанавливаемые установочно-зажимные приспособления сводим в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 – Характеристика установочно-зажимных приспособлений

№ п.п.	Наименование приспособления	Вид приспособления	Привод приспособления	Количество приспособлений на станке	Время на установку и снятие заготовки, мин.
005	Приспособление фрезерное	СНП	Пневм.	1	0,15
010	Приспособление фрезерное	СНП	Ручной	1	0,15
015	Приспособление сверлильное	СНП	Ручной	1	0,15

 

 

 

 

 

Таблица 5.4 – Режущие инструменты

№ п.п.	Наименование инструмента	Вид инструмента	Материал режущей части	Стойкость, мин.	СОЖ
005	Фреза торцевая Сверло  Ø11,2 Зенкер  Ø14 Развертка  Ø12 Сверло  Ø3,3 Зенковка  Ø6 Метчик М4-7Н Сверло  Ø4	Ст. Ст. Ст. Ст. Ст. Ст. Ст. Ст.	Т15К6 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Р6М5	100 80 80 80 80 80 120 80	ЭМ
010	Фреза торцевая Сверло  Ø10,2 Зенкер  Ø16 Метчик М12-7Н	Ст. Ст. Ст. Ст.	Т15К6 Р6М5 Р6М5 Р6М5	100 80 80 120	ЭМ
015	Резец подрезной	Ст.	Т15К6	40	ЭМ
020	Сверло Ø4	Ст.	Р6М5	60	ЭМ

 

 

 

 

     Рассчитаем  экономический эффект применения радиально-сверлильного станка модели 2М55 вместо вертикально-сверлильного станка модели 2Н135, который позволит снизить себестоимость обработки.

  1) Определим часовые приведенные затраты

Sп.з.=Ен×(Кс+Кз)

где Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности    капитальных вложений = 0,15;

 

2)  Кс, Кз – удельные  часовые капитальные вложения  в станок и здание

Кс=Ц/(Фэ×Кз),        Кз=Цпл×А/(Фэ×Кз)

где   Цпл  - стоимость 1 м2 площади механического цеха, 3600000 руб.

 Фэ – эффективный  годовой фонд времени работы  станка 3950 ч.

 А – площадь занимаемая  станком (6,1), м2.

        Кз1=(3600000×4,6/(3950×0,2)= 20962 руб/ч

        Кз2=(3600000×3,8/(3950×0,4)= 8658 руб/ч

        Sп.з1=0,15×(350000+20962)= 55644 руб/ч

Sп.з2=0,15×(285000+8658)=44048 руб/ч

        Со.зп1=55644×1,53/(60×1,3)=1091 руб.

        Со.зп2=44048×3,16/(60×1,3)=1785 руб.

 

Таблица 5.5 – Расчет экономического эффекта при замене станка модели 2М55 на станок модели 2Н135

 

Показатель	Для сверлильных станков
	2М55	2Н135
Кс, тыс.руб	350	285
Кз, тыс.руб	20,962	8,658
Sп, руб/ч	55644	44048
Со, руб/ч	1091	1785

 

3) Приведенная годовая экономия определяется по формуле:

Эг=((Со.зп2- Со.зп1)×N

Эг(1785-1091)×7000=4,858 млн. руб.

 

Из приведенных расчётов видно, что применение проектного варианта замены  станка модели 2М55 на станок модели 2Н135 на сверлильной операции даст годовой эффект 4,858 млн. руб.

 

 

6 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Производим расчёт режимов резания на операцию 020 Радиально-сверлильная [4, с. 73-103].

1. Сверлить отверстие Æ4+0,18.

Исходные данные:

1. Длина резания L рез = 39 мм, обрабатываемый материал – чугун СЧ20,

156…229 НВ;

2. Инструмент - сверло Æ4 мм, Р6М5.

Глубина резания t=D / 2=4 / 2 = 2 мм

Расчет длины рабочего хода L р.х., мм.

L р.х.  = L рез + Y подв     (6.1)

 где L рез – длина рабочего хода

       Y подв – длинна подвода

 L рез = 39 мм; Y подв = 11 мм.

L р.х.  = 39 +11 = 50 мм.

Назначение подачи на оборот шпинделя станка Sо , мм /об.

Определение подачи по нормативам.

Sо  = 0,1 мм /об

Определяем стойкость инструмента по нормативам ТР в минутах резания

ТР = KФ × ТМ  × l      (6.2)

где KФ – коэффициент учитывающий количество инструментов в наладке

       ТМ  - стойкость инструмента в минутах

        l - коэффициент времени резания.

     KФ = 1; ТМ  = 60 мин;

ТР = 1 × 60 × 0,88 = 52,8 мин.

Расчет скорости u в м /мин и частоты вращения n мин –1.

Определяем рекомендуемую нормативами скорость резания.

u = uтабл × К1 × К2 × К3 ;     (6.3) 

где uтабл = 24 м /мин

        К1 – коэффициент, зависящий от размеров обработки, К1 = 0,6

        К2 - коэффициент, зависящий от состояния обрабатываемой поверхности и ее твердости, К2 = 1,15

         К3 – коэффициент зависящий от стойкости материала инструмента,       К3 = 1,0.

u = 24 × 0,6 × 1,15× 1 = 28,4 м /мин

Расчет частоты вращения шпинделя n в мин –1.

где u - скорость резания,

        D – диаметр сверла, D = 4 мм.

Принимаем n=2000 мин-1

Мощность резания

Nтаб = 2 кВт; KN=0,9.

Проверка по мощности станка

Nрез < Nдв·η      (6.4)

Nдв = 7,5 кВт; η = 0,8

0,45 кВт < 7,5 · 0,8 = 6 кВт – условие выполняется.

Минутная подача

Расчет основного машинного времени обработки Т0 мин.

  где L р.х. – длина рабочего хода, L р.х. = 50 мм

         n - число оборотов шпинделя, n = 2000 мин –1

         Sо  - подача на оборот шпинделя станка, Sо  = 0,1 мм /об.

 

 

 

Расчет режимов резания на операцию 005 Фрезерная с ЧПУ.

Переход 1: Фрезеровать торец

 

вид обработки – фрезерование плоскости;

тип фрезы – концевая;

ширина обрабатываемой поверхности – 38 мм;

длина обработки – 38 мм;

марка обрабатываемого материала – чугун СЧ20;

Твердость НВ=156…229.

 

1. Принимаем концевую  фрезу  50 мм с материалом режущей части – Т15К6; число зубьев фрезы z=4.

2. Определение глубины  резания t = 2 мм.

3. Определение длины рабочего  хода Lр.х., мм по формуле:

Lр.х.= Lр + Δ,

где Lр – длина резания, мм; Lр=38;

       Δ – величина врезания и перебега, мм; Δ=18 мм [2, с. 418]

Lр.х.=38+18=56 мм

4. Определение стойкости  инструмента Т, мин:

Т = 80 мин [1, с. 290, табл.40];

5. Определение подачи  на зуб Sz = 0,2 мм / зуб;

6. Определение скорости  резания υр, м/мин по формуле:

υр = (Сυ·Dq·Kυ)/(Tm·tx·Szy·Bu·Zp),

где В – ширина фрезерования, мм; В=38 мм;

        Z – число зубьев фрезы; Z=4;

        Сυ, x, y, m, q, u, p – вспомогательные коэффициенты; [1, с. 286, табл.39];

        Сυ = 234; x = 0,85; y = 0,26; m = 0,37; q = 0,44; u = 0,1; p = 0,13.

        Kυ – общий коэффициент, учитывающий условия обработки; [1, c.268].

 

Kυ = Kmυ · Knυ · Kuυ,

где Kmυ – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки:

Kmυ = Kг·(750/ σв)nυ,

где Kг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;       Kг=1 [1, c.262, табл.2];

nυ – вспомогательный коэффициент; nυ=1[1, c.262, табл.2];

σв – предел выносливости материала, МПа; σв = 200 МПа.

Kmυ=1·(750/ 200)1=3,75.

Knυ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности; Knυ = 0,8;

Kuυ – коэффициент, учитывающий материал инструмента; Kuυ=1

[1, c.262, табл.6].

Kυ=3,75·0,8·1= 3

υр = (234·500,44·3)/(800,37·20,24·0,80,26·380,1·40,13)=80 м/мин.

7. Определение частоты вращения nр, мин-1:

nр=(1000· υр) / (π·D),

где D – диаметр фрезы, мм; D = 50 мм.

nр=(1000· 80)/(3,14·50)=424 мин-1;

Уточняем частоту вращения по паспорту станка: nст = 450 мин-1

 

8. Определение минутной  подачи Sм, мм/мин по формуле:

Sм = Sz · z · nп = 0,2·4·450 = 280 мм/мин

Уточняем минутную подачу по паспорту станка Sм = 240 мм/мин

Уточняем подачу на зуб по принятой минутной подаче по формуле:

Sz = Sм / (z· nп)=240/(4·450)=0,14 мм/зуб

 

9. Определение действительной  скорости резания υд, м/мин:

υд=(π·D· nп)/1000=(3,14·50·450)/1000=70 м/мин

 

10. Определение главной  составляющей силы резания Pz по формуле:

Pz = (10·Ср·tx·Szy·Bu·z·Kмр)/(Dq·nw),

где Ср, x, y, u, q,w – вспомогательные коэффициенты для конкретных условий обработки [1, c.291, табл.41];

Ср = 12,5; x = 0,85; y = 0,75; u = 1; q = 0,73; w = - 0,13 [1, c.291, табл.41]

Kмр – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала [1, c.264, табл.9]:

Kmр=(σв/750)n,

где n – вспомогательный коэффициент, n=0,3 [1, c.264, табл.9].

Kmр = (200/750)0,3 = 0,05

Pz = (10·12,5·20,85·0,140,75·381·4·0,05)/(500,73·450-0,13) = 567 Н

 

11. Мощность резания Nр, кВт рассчитывается по формуле:

Nр = (Pz· υд)/(1020·70)=(567·125,6)/(1020·60) = 1,2 кВт

 

12. Проверка условия достаточной  мощности станка:

Nпр<Nдв,

где Nдв – мощность двигателя, кВт; Nдв=7кВт;

      Nпр – мощность привода станка, кВт.

Nпр=Nр/η,

η – КПД коробки скоростей станка; η=0,8.

Nпр = 1,2/0,8=1,5 кВт; Nпр=1,5 < 7кВт

13. Определение основного  времени То, мин по формуле:

То= Lр.х./Sм=56/240=0,18 мин.

 

Таблица 6.1 –Режимы резания

Номер, наименование операции, содержание переходов обработки	Dmax, мм	t, мм	Lр.х, мм	i	Подача мм/об		Скорость, м/мин		частота, мин-1		Nр, кВт	То, мин
					Sp	Sст	Vp	Vд	np	nст
005 Фрезерная с  ЧПУ FSS-400CNC
Фрезеровать торец	60	2	60	1	0,8	0,8	80	80	424	424	1,6	0,18
Сверлить ф11,2	11,2	5,6	60	1	0,2	0,2	25	25	710	710	0,9	0,42
Зенкеровать ф14	14	1,4	15	1	0,2	0,2	40	40	910	910	1,1	0,08
Развернуть ф12	12	0,4	60	1	1	1	5	5	132	132	0,9	0,45
Сверлить ф3,3	3,3	1,65	15	3	0,1	0,1	25	25	2412	2412	0,7	0,19
Зенковать фаски	6	0,5	5	3	0,1	0,1	25	25	1327	1327	0,3	0,11
Нарезать резьбу М4	4	0,35	15	3	0,4	0,4	5	5	398	398	0,4	0,28
Сверлить ф4	4	2	25	3	0,1	0,1	25	25	1990	1990	0,7	0,38
												2,09
010 Фрезерная с  ЧПУ FSS-400CNC
1. Фрезеровать торцы	60	2	30	3	0,8	0,8	80	80	424	424	1,6	0,27
2.Сверлить ф10,2	10,2	5,1	25	3	0,2	0,2	25	25	780	780	0,9	0,48
3.Зенковать фаски	16	1	10	3	0,1	0,1	40	40	796	796	0,7	0,38
4.Нарезать резьбу М12-7Н	12	0,9	30	3	1,75	1,75	5	5	132	132	0,6	0,39
												1,52
015 Токарная с  ЧПУ 1П426ДФ3	46	2	25	1	0,2	0,2	120	120	830	830	0,7	0,15
020 Радиально-сверлильная 2М55
1. Сверлить отверстия	4	2	50	3	0,1	0,1	28,4	25,1	2261	2000	0,45	0,75