1 - ЭТИ СГТУ
advertisement
Министерство образования Российской Федерации Саратовский государственный технический университет РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ Методические указания к практическим занятиям по курсу «Технология машиностроения» для студентов специальности 170500 «Машины и аппараты химических производств» Одобрено редакционно-издательским советом Саратовского государственного технического университета Саратов 2004 ЦЕЛЬ РАБОТЫ - используя знания по курсам "Технология машиностроения", "Технология конструкционных материалов", произвести разработку операции механической обработки детали с заполнением операционной карты и карты эскизов. Рассчитать режимы резания на 1-2 перехода по согласованию с руководителем 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ При разработке технологической операций механической обработки детали, оформлении технической документации необходимо пользоваться терминами, утвержденными ГОСТ 3.1109-82. Основные из них: - Технологическая операция (операция) - это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте - Заготовка - предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь. - Технологический переход (переход) законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных режимах и установке. - Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. - Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. - Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. - Вспомогательный ход. Законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода. 2. АЛГОРИТМ РАЗРАБОТКИ ОПЕРАЦИИ 2.1. Виды операций В зависимости от требуемой точности обработки и шероховатости поверхности применяют следующие виды обработки. Обдирочная обработка. - Назначение: уменьшение пространственных отклонений заготовок, полученных свободной ковкой, крупных отливок. - Точность обработки: поковок -16-17 квалитет, отливок - 15-16 квалитет. - Шероховатость поверхности: Rz 80 2 - - Черновая обработка Назначение: удаление основного припуска с ободранных заготовок, крупных штампованных поковок и отливок Точность обработки: 12-15 квалитет Шероховатость: 50 - 10 мкм Получистовая обработка Назначение: получение заданной точности размеров формы пространственных отклонений Точность обработки: 10-12 квалитет Шероховатость: 40 - 6,3 мкм Чистовая обработка Назнечение: получение высокой точности размеров и качества поверхности Точность обработки: б-10 квалитет Шероховатость: 10 - 0,16 мкм Однократная обработка Назначение: Обработка мелких точных заготовок (холодная штамповка, литье в кокиль, литье в оболочковые формы, литье по выплавляемым моделям. Точность обработки 11 - 13 квалитет Шероховатость: 25 - 1,6 мкм. Отделочная обработка Назначение: получение высокой точности размеров, точности формы и расположения поверхностей. Точность обработки 01-6 квалитет Шероховатость: 0,01-0,16 мкм 2.2. Укрупненная схема алгоритма технологической операции. В соответствии с маршрутным описанием технологического процесса обработки детали и заданием, определяется вид обработки (черновая или чистовая обработка) и разрабатывается технологическая операция. Укрупненная схема алгоритма разработки технологической операции обычно имеет следующий вид (см. рис.1). 3. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ, НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ Обработка наружных поверхностей тел вращения производится точением, шлифованием, доводкой. Для выполнения операции механической обработки рабочему необходимы следующие данные: - глубина резания – t, мм; - подача инструмента – s, мм/мин; - частота вращения инструмента (детали) - n об/мин. 3 Í à÷àëî ðàçðàáî ò êè ò åõí . î ï åðàöèè Í àéò è ÷åðò åæ äåò àëè Í àéò è ¹ î ï åðàöèè ï î ì àðø ðóò í î ì ó î ï èñàí èþ ò åõí î ëî ãè÷åñêî ãî ï ðî öåññà Î ï ðåäåëèò ü ò åõí è÷åñêèå ò ðåáî âàí èÿ í à äàí í î é î ï åðàöèè Òî ÷í î ñò ü î áðàáî î ò êè ø åðî õî âàò î ñò ü è äð. Î ï ðåäåëèò ü ï î ðÿäî ê î áðàáî ò êè ï î âåðõí î ñò åé äåò àëè Óñò àí î âû, ï î çèöèè ï åðåõî äû Âûáðàò ü èí ñò ðóì åí ò û Î ï ðåäåëèò ü ðåæèì û ðåçàí èÿ Î ï ðåäåëèò ü ò èï è ì àðêó ñò àí êà Î ô î ðì èò ü ò åõí î ëî ãè÷åñêóþ äî êóì åí ò àöèþ Î ï åðàöèî í í àÿ êàðò à, êàðò à ýñêèçî â Êî í åö ðàçðàáî ò êè ò åõí . î ï åðàöèè Рис.1 Укрупненная схема алгоритма разработки технологической операции. 4 Глубина резания t назначается технологом, исходя из прочностных характеристик обрабатываемой детали и инструмента и берется обычно максимально допустимой [1]. Подача инструмента определяется обычно в зависимости от величины выбранной глубины резания. Скорость перемещения инструмента относительно обрабатываемой детали (частота вращения, число двойных ходов) зависит от прочностных характеристик детали, инструмента, станка, приспособления, от периода стойкости инструмента, от конструкции инструмента. 3.1. Обработка точением. 3.1.1. Расчет скорости резания. Расчет скорости резания при точении ведется по формуле; v Cv T m tx sy K mv K пv K иv где: Сv- коэффициент, Т -период стойкости инструмента, мин; Кмv- коэффициент, учитывающий свойства материала; Кпv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности материала; Киv - коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента. Примечание: 1) При отрезании, прорезании, фасонном точении - tx = 1. 2) Значения коэффициентов и показателей степеней берут из [1] По рассчитанной величине скорости резания v определяется частота вращения детали n: 1000 v n , об/мин D 3.1.2. Расчет сил резания. При расчете силы резания ее обычно раскладывают на составляющие, направленные вдоль осей координат станка: Рх - осевая составлявшая, Ру -радиальная составлявшая, Pz - тангенциальная составляющая. Px, y , z 10 C p t x s y v n K мp Kp K p K p K rp , где Ср - коэффициент; t- глубина резания, мм; s - подача, мм/об (мм/мин); v - скорость резания, м/мин. 5 Коэффициенты: Kмр - учитывает свойства материала; Кр- учитывает главный угол в плане; Кр - учитывает передний угол; Кр - учитывает угол наклона главного лезвия, Кrp - учитывает радиус при вершине, инструмента. Примечание: При отрезании, прорезании и фасонном точении глубина резания t равна длине лезвия резца, мм. 3.1.3. Расчет мощности резания Расчет мощности резания производится по формуле: N 3.1.4. Выбор инструмента Pz v , кВт 1020 60 В зависимости от материала детали, вида обрабатываемой поверхности, режимов резания выбирается тип резца, сечение державки в соответствии со справочником [1] или ГОСТами [5]. 3.1.5. Выбор станка Выбор типа и марки станка производится в соответствий с требуемой точностью обработки, рассчитанной мощностью, габаритами детали по каталогам или справочнику [1]. 3.2. Нарезание наружной резьбы Нарезание наружной резьбы производится резьбовыми резцами, резьбовыми головками, круглыми плашками, гребенчатыми и дисковыми фрезами. Рис. 2 Схема образования резьбового профиля резцом. 6 Образование резьбы производится по двум схемам: - профильная (рис. 2-а) - генераторная (рис. 2-б). При шаге резьбы Р < 2,5 мм нарезание резьбы производится профильным методом путем однократного или многократных ходов с радиальной подачей S r t и продольной подачей S = P. При шаге резьбы Р >2,5 нарезание резьбы производится по генераторной схеме на черновых рабочих ходах, оставляя некоторый припуск e на чистовые ходы. Поперечная подача Sб резца выполняется параллельно боковой стороне резьбового профиля, продольная подача S=P 3.2.1. Расчет скорости резания Скорости резания рассчитываются: - при нарезании крепежной резьбы твердосплавным резцом по формуле Cv i x v m y Kv T s - при нарезании крепежной и трапецеидальной резьбы резцами из быстрорежущей стали по формуле: C v m vx y K v T t s - при нарезании резьбы круглыми плашками и резьбовыми головками по формуле: Cv D q v m y Kv T s - при нарезании резьбы резьбовыми гребенчатыми фрезами по формуле: v Cv T m sz s y x Kv - при нарезании резьбы с ограниченным выходом резца (в упор) и ручном отводе резца по формуле: D f v 1000 P где Сv - коэффициент; i - число рабочих ходов; Т - период стойкости резца, мин; S - продольная подача; мм Sz - подача на один зуб; мм D - номинальный диаметр резьбы, мм; f - ширина выточки на выход резца, мм; 7 - время на отвод и переключение станка на обратный ход, мин (0,010,04); Кv - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания. Примечание: Значения параметров определяют по таблицам из [1]. 3.2.2. Расчет сил резания При нарезании резьбы резцами рассчитывается тангенциальная составляющая Pz 10 C p P y in Kp При нарезании резьбы резьбовыми головками рассчитывается крутящий момент Мкр M кр 10 C м D q P K p где Ср, Кр, См - коэффициенты; Р- шаг резьбы, мм; i -число рабочих ходов; D - номинальный диаметр резьбы, мм; Примечание: Коэффициенты и показатели степеней определяются по табл. гл.4 [1]. 3.2.3. Расчет мощности резания Мощность резания при нарезании резьбы резцами рассчитывается по формуле: N Pz v , кВт 1020 60 при нарезании плашками и резьбовыми головками - по формуле: N где n 1000 v D M кр n 975 кВт ; Примечание: Коэффициенты и показатели степеней определяются по табл. гл.4 [1]. 3.2.4 Выбор инструмента (резцов). В зависимости от требуемой точности, конструкции детали, типа производства применяют резцы токарные резьбовые твердосплавные по ГОСТ 18885-73, резцы токарные резьбовые из быстрорежущей стали ГОСТ 16876-73, плашки круглые по ГОСТ 9740-71 для образования метрической резьбы. Инструмент для остальных видов резьб выбирается в соответствии с [6 - 8]. 8 3.2.5. Выбор оборудования В соответствии с габаритами детали, рассчитанной мощностью, и пр. выбирают соответствующий токарный станок. 3.3. Обработка шлифованием. Обработка шлифованием наружных круглых поверхностей ведется путем продольного перемещения шлифовального круга или путем радиальной подачи круга (метод врезания). Параметры шлифования: - глубина резания t, мм; - радиальная подача Sr, мм/об (мм/мин); - продольная подача S мм/об (мм/дв.ход); - скорость круга VK м/с. - скорость заготовки Vз м/мин. 3.3.1. Выбор инструмента. Разработку режимов резания начинают с выбора инструмента шлифовального круга. Характеристики круга (материал, зернистость, связка, твердость, высота) определяются материалом детали и его механическими свойствами. Сведения о материалах детали приведены в табл. 1, а характеристики рекомендуемых для их обработки абразивных кругов в табл. 2. 3.3.2. Глубина резания при шлифовании на проход При шлифовании наружных поверхностей для исключения прижогов и снижения износа круга рекомендуется выбирать наибольшую скорость вращения детали и использовать скорости вращения круга порядка 40-50 м/с. В табл. 3 приведены значения глубины резания - радиальной подачи, которые уточняются поправочными коэффициентами, приведенными в табл. 4 [9]. Таблица 1. Классификация металлов по обрабатываемости резанием Группа материалов Представители в, МПа HB I Магниевые сплавы I.1 Высокой прочности МЛ5, МЛ10, МА5 225 - 235 - I.2 Средней прочности МА1 - МА8 165 - 255 - II Алюминиевые сплавы 9 в, МПа Группа материалов Представители II.1 Дюралюминий Д1АМ - Д20 150 - 479 - II.2 Алюминий технической чистоты АД0 - АД1М 60 - 145 - II.3 Сплавы алюминия с медью АЛ-Т4 АЛ19-Т7 169 - 333 60 - 90 II.4 Силумины АЛ2 - АЛ9-Т8 137 - 265 40 - 70 II.5 Сплавы алюминия с марганцем АмцМ 88 30 II.6 Сплав алюминия с магнием Амг2 - АЛ29 137 - 314 30 - 90 II.7 Сплав алюминия с кремнием и магнием АВ-Т - ДД33Т1 177 - 294 - II.8 Сплав алюминия с кремнием и медью АЛ3 - АК5М2Т8 118 - 245 45 - 75 II.9 Сплав алюминия с магнием, цинком, медью В95-Т1, В95-Т3 392 - 569 - II.10 Сплав алюминия с магнием, кремнием, медью АК4-1 - АК8Т1ПП 323 - 461 - II.11 Сплавы алюминия с компонентами АЛ1-Т5 АЛ30-Т1 176 - 265 - III. Медь и сплавы III.1 Гетерогенные БрАЖ9-4 НМК, ЖМц304-2-1 215 - 980 90 - 220 III.2 Сплавы свинцовистые БрОС10-10 БрОСН10-2-3 180 - 205 65 - 85 III.3 Сплавы гомогенные БрА5 - БрОФ6 245 - 490 60 - 130 III.4 Сплавы со свинцом менее 10% БрОЦС6-6-3 БрОЦС4-4-4 176 - 196 60 - 70 III.5 Медь М1 - М4 186 - 196 50 - 80 IV Чугуны 10 HB в, МПа Группа материалов Представители IV.1 Серые чугуны СЧ10 - СЧ35 100 - 310 120 - 260 IV.2 Ковкие чугуны КЧ30-6 - КЧ403 - 100 - 200 IV.3 Легированные 4Н15Д7 150 120 - 250 V Углеродистые стали V.1 Конструкционные Cт0 - Ст6 295 - 590 77 - 169 V.2 Качественные Сталь 10 Сталь 60 590 - 1080 169 - 317 V.3 Повышенной обрабатываемости А12 - А50 395 - 850 107 - 248 V.4 Инструментальные Сталь 65, У7 У13 590 - 1080 169 - 317 VI Легированные VI.1 Низколегированные 15Х - 45ХГСЛ 395 - 1176 116 - 345 VI.2 Среднелегированные VI.2 1 Хромоникелевые 12ХН3 37ХН3А 395 - 1176 116 - 345 VI.2 2 Хром-никельмолибден-алюминиевые 35ХМА 40ХН2ВА 590 - 1176 174 - 345 VI.2 3 Рессорно-пружинные 60С2А 65С2ВА 1670 - 1860 269 - 321 VI.2 4 Хром-никельвольфрам-молибденовые 12Х2НВФА 50ХФА 590 - 1270 174 - 285 VI.3 Инструментальные ХВГ, Р9Ф5 - 255 - 269 VII Теплоустойчивые стали 12Х1МФ 45Х2МФА 600 - 1300 174 - 317 VIII Коррозионно-стойкие 03Х12Н10МТ 95Х18 700 - 1900 212 - 550 HB 11 Группа материалов Представители в, МПа HB IX Жаропрочные деформируемые 08Х15Н24В4тр 45Х14Н14С2М 700 - 1225 212 - 352 X Коррозионностойкие деформируемые X.I Коррозионножаростойкие 12Х18Н9, 12Х18Н10 540 - 686 145 - 212 X.2 Коррозионностойкие и жароопрочные 20Х13, 14Х17Н2 750 - 1400 225 - 383 Х.3 Жаростойкие и жаропрочные 10Х23Н18, 12Х25Н167АР 500 - 600 146 - 190 12Х13, 12Х18Н10Т 540 - 610 143 - 175 ХН28МАБ ХН77ТКРУ 540 - 1300 149 - 363 ВНЛ-1, ВЖЛ12У, ЖС3-ДК ЖС6-КП 660 - 1300 217 - 363 Х.4 XI XII Коррозионножаростойкие и жаропрочные Жаропрочные, жаростойкие деформируемые на никелевой основе Жаропрочные литейные сплавы на никелевой основе XIII Сплавы на титановой основе XIII. 1 Повышенной пластичности ВТ1 - ОТ4-1 450 - 882 126 - 262 XIII. 2 Средней прочности ОТ4 - ВТ20А 588 - 1150 167 - 331 XIII. 3 Высокой прочности ОТ4-2 - ВТ22 820 - 1350 241 - 375 XIII. 4 Жаропрочные ВТ3-1 - ВТ18 950 - 1200 269 - 341 28Х3СНМВФА 1650 - 2000 - XIV 12 Высокопрочные стали Таблица 2 Характеристика абразивных кругов для шлифования материалов Группа материалов Характеристика кругов Термообработка отжиг VVIII закалка IX закалка X закалка и старение XI XII закалка и старение XIII отжиг, закалка и старение XIV закалка и отпуск Ra, мкм 2,5 - 1,25 0,63 0,32 0,63 1,25 0,63 0,32 1,25 0,63 0,32 1,25 0,63 0,32 1,25 0,63 0,32 2,5 - 1,25 0,63 1,25 0,63 0,32 марка зернистость твердость связка 15А, 23А 50 - 40 СТ1 - СТ2 К8 23А, 24А 25 - 16 С1 - С2 К8, К1 15А, 23А 40 С1 - С2 К8, К1 24А, 25А 25 - 16 СМ1 - С1 К5 24А, 23А 40 - 32 СМ1 - С1 К1, К8 45А, 25А 25 - 16 СМ1 - СМ3 К5 24А, 23А 40 - 32 СМ1 - СМ2 К1, К5, К8 45А,25А 25 - 16 М3 - СМ1 К5 24А, 23А 40 - 25 СМ1 - СМ2 К1, К5, 45А, 43А 16 М3 - М2 К1, К6 63С, 62С 63С, 64С 24А, 23А 40 - 25 16 40 - 32 СМ1 - СМ2 М3 СМ1 - СМ2 К К К1, К8 45А,25А 25 - 16 М3 - СМ1 К5 Примечание: Числитель - предварительное шлифование Знаменатель - чистовое шлифование. Таблица 3 Глубина резания t (радиальная подача St) мм/дв.ход при продольном шлифовании напроход. детали, мм 10 20 40 9 11 14 17 14 17 21 26 17 21 26 2,5 0,039 0,031 0,024 0,020 0,031 0,024 0,020 0,017 0,031 0,024 0,020 Продольная подача S заготовки, мм/об 3,7 5,6 8,5 13 16 0,024 0,017 0,011 0,007 0,006 0,020 0,014 0,009 0,006 0,005 0,017 0,011 0,007 0,005 0,004 0,014 0,009 0,006 0,004 0,003 0,020 0,014 0,009 0,006 0,005 0,017 0,011 0,007 0,005 0,004 0,014 0,009 0,006 0,004 0,003 0,011 0,007 0,005 0,003 0,002 0,020 0,014 0,009 0,006 0,005 0,017 0,011 0,007 0,005 0,004 0,014 0,009 0,006 0,004 0,003 20 0,005 0,004 0,003 0,002 0,004 0,003 0,002 0,001 0,004 0,003 0,002 32 0,017 0,011 0,001 Скорость детали Vз м/мин 0,007 0,005 0,003 0,002 13 детали, мм 80 Скорость детали Vз м/мин 26 32 39 48 2,5 0,024 0,020 0,017 0,014 Продольная подача S заготовки, мм/об 3,7 5,6 8,5 13 16 0,017 0,011 0,007 0,005 0,004 0,014 0,009 0,006 0,004 0,003 0,011 0,007 0,005 0,003 0,002 0,009 0,006 0,004 0,002 0,001 20 0,003 0,002 0,001 0,001 Определенные по табл.3 значения глубины резания умножаются на произведение поправочных коэффициентов, взятых из табл.4. Таблица 4 Поправочные коэффициенты на глубину резания, определенную по табл. 3. Радиус галтели, 0,5 1,0 мм КR 0,85 1,0 Диаметр круга. 250 300 350 400 450 500 600 750 900 мм КD 0,42 0,5 0,58 0,67 0,75 0,84 1,0 1,25 1,5 Скорость круга 20 - 25 25 - 35 м/с КV 0,9 1,0 Стойкость круга 2 3 5 7 10 15 Т, мин КТ 1,4 1,0 0,85 0,72 0,38 0,28 Группа V - VIII IX - X, XIV XI, XII материалов Км 1,0 0,66 0,45 Квалитет 13 - 11 10 8 7 6 5 KJT 1,0 0,9 0,75 0,6 0,5 0,4 Припуск. мм 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 Кh 0,76 1,0 1,16 1,3 1,4 1,5 3.3.3. Определение скорости резания При наружном шлифовании скорость резания определяется скоростью вращения круга, т.к. она значительно больше скорости заготовки. В табл.5 приведены рекомендуемые скорости вращения заготовки. Таблица 5 Скорость детали при наружном шлифовании Vз м/мин Диаметр детали 10 15 20 30 14 Группа материалов V - X, XIV XI - XII 10 - 14 9 - 12 14 - 20 16 - 22 13 - 17 10 - 14 16 - 24 19 - 27 15 - 21 13 - 17 20 - 28 22 - 30 18 - 26 15 - 21 Диаметр детали 40 60 80 120 Группа материалов V - X, XIV XI - XII 23 - 33 25 - 37 22 - 30 18 - 26 27 - 39 30 - 42 27 - 37 22 - 30 32 - 46 35 - 51 32 - 44 27 - 37 37 - 53 41 - 59 37 - 53 32 - 44 45 - 63 48 - 68 Примечание: Числитель - предварительное шлифование Знаменатель чистовое шлифование. 3.3.4. Расчет мощности резания Для шлифования периферией круга с продольной подачей: N C N V зr t x s y d q Для шлифования периферией круга методом врезания N C N V зr s ry d q b z где. СN- коэффициент; Vз - скорость заготовки, м/мин; t - глубина резания, мм s - продольная подача, мм/об; d - диаметр детали, мм; sr - радиальная подача, мм/об; b- ширина шлифования детали, мм 3.3.5. Выбор станка В соответствии c габаритами детали, требуемой мощностью резания выбирается марка кругошлифовального станка [1]. 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАШИННОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ 4.1. Основные определения При разработке технологического процесса необходимо установить (рассчитать) время, которое затрачивается, на обработку каждой детали при выполнении операции, чтобы определить норму выработки. Норма выработки - регламентированный объем работы, которая должна быть выполнена за единицу времени в определенных организационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. 15 Норма времени - регламентированное время выполнения некоторого объема работ в определенных производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. Основная величина при нормировании трудоемкости станочных работ - штучное время: Тшт = Тм + Твсп + Тобсл + Тотд, где Тм - машинное время, в течение которого осуществляется непосредственно обработка детали; Твсп - вспомогательное время, связанное с дополнительными приемами при обработке детали: Тус - время на установку и снятие детали Твп - время, связанное с выполнением перехода (подвод-отвод инструмента, смена режимов резания, смена инструмента; Тк - время на контрольные измерения; Тобсл - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (4 - 5% от (Тм+Твсп)) Тотд - время отдыха и перерывов в работе(4 - 5% от (Тм+Твсп)) В серийном производстве при обработке деталей партиями по n штук трудоемкость определяется по штучно-калькуляционному времени: Т Т шк Т шт пз , n где Тпз - подготовительно-заключительное время (на наладку станка, ознакомление с чертежами, получение и сдачу приспособлений и инструментов и т.д.) Оперативное время Топ - норма времени на выполнение технологической операции, является составной частью нормы штучного времени и состоит из суммы норм основного и неперекрываемого им вспомогательного времени (используется при нормировании многостаночного обслуживания). 4.2. Расчет основного времени В процессе обработки детали инструмент с рабочей скоростью проходит определенный путь, который равен сумме длин детали, недовода инструмента, перебега. Основное время обработки рассчитывается по формуле: Li То sn где L - общая длина пути инструмента, мм; i - число рабочих ходов; s - подача, мм/об; n - частота вращения, об/мин. 16 4.3 Определение вспомогательного времени Вспомогательное время определяется в зависимости от вида применяемого оборудования в соответствии с нормативами. Вспомогательное время складывается из времени на установку и снятие детали, времени, связанного с процессом обработки (переходом), времени на контрольные измерения и времени, связанного с дополнительными приемами управления оборудованием. Нормативы на основании которых определяются все составляющие нормы времени (Тшт, Тшк) приведены в [2]. Составляющие нормы времени выбираются из карт для соответствующего вида обработки, а затем подставляются в формулы для расчета. 5. ОСНОВНАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ 5.1. Маршрутная карта Маршрутная карта - документ, предназначенный для описания технологического процесса, где указываются все технологические операции изготовления или ремонта изделия, контроля и перемещения детали. По всем операциям в их технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, технологической оснастке, нормативах материальных и трудовых затрат. 5.2. Операционная карта Операционная карта- это документ, предназначенный для описания технологической операции с указанием переходов, данных о средствах технологического оснащения, режимах и трудовых затратах. Первый лист можно условно разбить на 3 части: 1. сведения о детали, заготовке, станке, приспособлении; 2. перечень переходов и инструментов к ним 3. расчетные данные Примечание: при наличии бланков они заполняются полностью, при отсутствии - в отчете чертится 2-я и 3-я части, которые заполняются по результатам расчетов. 5.3. Карта эскизов Карта эскизов - технологический документ, содержащий эскизы, схемы, таблицы и предназначенный для пояснения выполнения технологической операции или технологического перехода изготовления или ремонта изделия. При разработке карты эскизов соблюдают следующие основные условия: 17 1. Деталь чертится в рабочем положении в произвольном масштабе. 2. Инструменты показываются в конечном положении. Инструменты для обработки отверстий показываются в начальном положении. 3. Обработанные на данной операции (переходе) поверхности показываются линией удвоенной толщины. 4. Указываются размеры обработанных поверхностей с допусками. 5. Стрелками указывают направление движения инструмента, детали проставляют их числовые значения. 6. На базовых поверхностях дают условные обозначения установочных элементов, положение и направление действия сил зажима по ГОСТ 3.1107-81. ОТЧЕТ О ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЕ. В соответствии с номером полученного задания отчет о выполненной работе должен содержать: 1. Эскиз детали 2. Эскиз заготовки в соответствии с сортаментом материала для единичного производства или способом изготовления заготовки для серийного производства. 3. Результаты расчета режимов резания со ссылкой на источник информации (номера таблиц, страниц и пр.) 4. Сведения о выбранном инструменте (тип, марка. ГОСТ, №№ табл. и пр.). 5. Марку выбранного станка с обоснованием. 6. Заполненная карта операционных эскизов. 7. Заполненная операционная карта. 6 ,3 3 3 2 0,32 l1 d4 0,32 l2 l3 l Рис. 3. Типовая деталь. 18 d3 h7 d3 - 5 d1- 5 d1h6 d2 h7 1.2 5 0 ,6 3 2 • 45Å d4 - 5 1,5• 4 5Å l4 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ На рис. 3 приведена типовая деталь, эскиз которой вычерчивается в соответствии с полученным заданием (см.табл. 6) На основании полученного задания выбирается способ изготовления заготовки или заготовка в соответствии е сортаментом выпускаемого проката и его допусками [6] . 5.2. Последовательность обработки детали (серийное производство): Операция 05 Заготовительная (отрезка из прутка или штамповка) Операция 10 Фрезерно-центровальная Операция 15 Токарная (с одной стороны) Операция 20 Токарная (с второй стороны) Операция 25 Термическая (закалка, нормализация) Операция 30 Круглошлифовальная предварительная Операция 35 Круглошлифовальная чистовая. Таблица 6 № п/п 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Материал в HB МПа ц 2 3 сталь 50 770 У8 700 ШХ15 990 ХВГ Х15Н5МФБ 1200 Х18Н9Т 540 сталь 45 610 сталь 65Г 980 ВТ1-1 550 ВТ5Л 595 12Х13 410 ОТ4-2 820 ВТ3-1 1000 СЧ40 100 СЧ20 200 ВЧ35 310 КЧ30-6 КЧ37-12 КЧ32-12 КЧ40-3 МА5 294 Д16 350 АЛ9 157 АЛ8-Т4 285 В95-Т1 450 М3 190 БрАЖ9-43 500 БрА - 4 232 210 290 250 341 145 229 140 170 120 245 320 140 200 260 110 140 150 180 50 60 70 150 60 d1 5 25 19 32 30 40 51 35 27 20 60 50 60 70 45 55 26 37 35 32 27 - Диаметр, мм d2 d3 6 7 35 25 30 25 25 40 32 35 30 40 32 50 60 40 70 60 45 35 35 30 30 65 60 70 65 60 70 40 60 55 80 70 50 65 50 35 30 35 25 45 45 35 500 40 40 35 25 35 30 d4 8 М18 М16 М20 M20 М18 М16 М32 М20 М18 М18 М24 М20 М10 М32 М20 М16 М20 М18 М18 М20 М12 l 9 110 120 130 150 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 220 230 240 250 260 150 160 170 180 190 180 150 140 Длина секции, мм l1 l2 l3 10 11 12 20 40 15 60 20 50 30 50 20 50 35 30 45 60 30 25 70 25 80 40 65 50 40 60 50 60 50 70 70 30 80 50 85 30 70 70 70 80 60 70 60 90 60 70 60 30 55 30 50 40 50 50 30 30 75 35 25 70 20 50 25 30 50 l4 13 20 15 30 35 25 20 20 25 60 20 40 30 20 30 35 25 20 20 25 20 20 19 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1 Разработка токарной операции. В соответствии с полученным заданием выполнить эскиз детали. Определить тип производства (по умолчанию - серийный). Выбрать заготовку [3, 4]. В соответствии с рекомендациями [3], разработать укрупненный маршрут обработки детали. 5. Согласовать с руководителем вид разрабатываемой операции. 6. Разработать технологическую операцию обработки детали по установам, переходам. 7. Выбрать режущий инструмент на каждый переход. 8. Рассчитать режимы резания на все переходы. 9. Выбрать станок в соответствии с рассчитанными режимами. 10.Уточнить по паспорту станка действительные значения s и n. 11.Оформить операционную карту. 12.Оформить карту операционных эскизов. 13.Оформить отчет. 1. 2. 3. 4. Пример разработки технологической операции. Задание: Выполнить черновую; обработку вала из стали 45 в = 750 МПа в соответствия с рис. 3 и размерами по заданию № 1, производство серийное. Технические требования: - точность обработки; 12 - 11 квалитет - шероховатость : 10 [1] гл.8 табл.2] Маршрутное описание техпроцесса. В соответствии с табл. 4 [3] для получения заданной точности и качества поверхности детали необходимо выполнить токарную черновую и чистовую обработку, предварительное и чистовое шлифование. В соответствии с типом производства и сортаментом выпускаемого проката [4], выбирается заготовка. Для серийного производства маршрут обработки вала будет примерно следующим: Операция 05 - Заготовительная (отрезать кусок проката) требуемой длины и диаметра). Операция 10 - Фрезерно-центровальная Операция 15 - Токарная черновая Операция 20 - Термическая (отжиг) Операция 25 - Дробеструйная 20 Операция 30 - Токарная чистовая (с одной стороны) Операция 35 - Токарная чистовая (с другой стороны) Операция 40 - Термическая (закалка, нормализация) Операция 45 - Предварительное шлифование Операция 50 - Шлифовальная чистовая Операция 55 - Контрольная. Примечание: 1.Операции 20,25,40 выполняются при необходимости. 2. В единичном производстве операция 10 не выполняется; операции 30,35 объединяются в одну, операции 45,50 объединяются в одну. Расчет режимов резания (на d2 = 35) Припуски на обработку определяются в соответствии с гл.4 [3] и будут примерно равны: - на черновое обтачивание 1,5 - 3 мм; - на чистовое - 0,3 - 0,5 мм - на черновое шлифование. - 0,1 - 0,15 мм; - на чистовое шлифование - 0,05-0,1 мм, Глубина резания t на черновую операцию назначается равной 1 мм. Подача s = 0,4 мм/об назначается в соответствии с табл.11 гл.4 [1] при сечении державки резца 1625 мм. Скорость резания v при продольном точении: v Cv T m tx sy K mv K пv K иv В соответствии с табл.17 гл.4 [1] коэффициенты и показатели степеней будут равны: Сv = 350 Т = 30 мин m = 0,2 x = 0,15 y = 0,35 Кмv = 1 (табл. 1,2 гл.4 [1]) Кпv = 1 (табл. 5 гл.4 [1]) Киv = 1 (табл. 6 гл.4 [1]) v 50 30 0, 2 10,15 0,4 0,35 111 244,3 м/мин Сила резания Pz: Px, y , z 10 C p t x s y v n K мp Kp K p K p K rp 21 В соответствии с табл. 9, 10, 22 и 23 коэффициенты и показатели степеней будут равны: где Ср = 300 х = 1,0 y = 0,75 n = -0,15 Коэффициенты: Kмр =1 (табл. 9 гл.4 [1]) Кр = 1 (для проходного твердосплавного резца с = 45, табл. 23 гл.4 [1]) Кр = 1 ( = 10 табл. 23 гл.4 [1]) Кр = 1 (табл. 23 гл.4 [1]) Кrp = 1 (табл. 23 гл.4 [1]) Px, y, z 10 300 11 0,40,75 244,30,15 11111 661,42 Н Мощность резания Pz v 661,42 244,3 N 2,64 кВт 1020 60 1020 60 Частота вращения 1000 v 1000 244,3 n 1993,92 2000 об/мин d 39 Выбор станка По табл. 8 гл. 1 [1] с учетом длины и диаметра заготовки выбираем станок 16Б16А. Li Расчет основного времени Т о sn Длина пути L будет равна сумме длин подхода резца, врезания, длины детали, перебега, Подход резца 2 мм, врезания 1мм; длина детали (до кулачков) = 100 мм. L = 2 + 1 + 100 = 103 мм 103 1 То 0,129 мин (7,725 с) 0,4 2000 Расчет Тв. Вес детали около 600 гр. Обработка будет вестись в патроне без выверки. Тв на установку-снятие равно - 0,35 мин; Тв связанное с переходом - 0,45 мин; Тв на дополнительные приемы - 1,26 мин; Тв общ = 2,06 мин. 22 ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 Разработка круглошлифовальной операции В соответствии с номером полученного задания (см.табл.6 и рис.3) из лабораторной работы № 1) определить технические требования к детали, вычертить эскиз детали с размерами, соответствующими заданию (l = 110 мм, dmax =35 мм). Порядок выполнения работы 1. Определить тип производства (по умолчанию - серийный). 2. Согласовать с руководителем номер разрабатываемой операции по маршруту. 3. Разработать технологическую операцию обработки детали по установам, переходам. 4. Выбрать режущий инструмент (шлифовальный круг) 5. Рассчитать режимы резания на все переходы. 6. Выбрать станок в соответствии с рассчитанными режимами. 7. Уточнить по паспорту станка действительные значения s и n. 8. Оформить операционную карту. 9. Оформить карту операционных эскизов. 10.Оформить отчет. Пример разработки шлифовальной операции. Исходные данные: Выполнить предварительное шлифование вала из стали 45, в = 750 МПа по заданию № 1(см. лаб. раб. № 1) Производство единичное, припуск 0,15 мм. Технические требования: точность обработки - 7й квалитет шероховатость Ra = 0,32-1,25 мкм Расчет режимов резания Выбор инструмента. По обрабатываемости резанием сталь 45 относится к V группе материалов (гр. V.2), для обработки которых рекомендуются круги из электрокорунда белого (23А -25А) с зернистостью 40 - 50, твердостью CT1, CT2, C1, С2 и связкой K1, K8. Параметры резания В соответствии с табл. 55 гл.4 [1] назначаем: Vкр = 35 м/с Vз = 20 м/мин; глубина шлифования t = 0,02 мм; продольная подача: S = 0,3 В =0,3 20 =6 мм/об. Эффективная мощность резания N C N V зr t x s y d q По табл. 56 гл. 4 [1] определим значения коэффициента и показателей степеней 23 СN = 1,3; r = 0,75; x = 0,85; y = 0,7; q=0 N 1,3 20 0,75 0,02 0,85 6 0,7 1 1,55 кВт Выбор станка По максимальным размерам обрабатываемой детали и требуемой мощности резания выбираем станок 3M150. Литература 1. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой, М.: Машиностроение, 1986. 2. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. М.: Машиностроение, 1974. 3. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой и др. М.; Машиностроение, 1986. 4. Справочник металлиста. Т.2. М.; Машиностроение. 5. Изучение конструкции резцов. Методические указания к лабораторной работе. Саратов: СПИ, 1990. , . 6. ГОСТ 21760-76 Головка винторезная круглая. 7. ГОСТ 2287-61 Головки резьбонарезные плоские. 8. ГОСТ 6228-80 Плашки круглые. 9. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов Справочник: М.; Машиностроение, 1990. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ Методические указания к практическим занятиям по курсу «Технология машиностроения» Составили: СТЕКОЛЬНИКОВ Максим Владимирович Рецензент: Редактор: Лицензия ИД №06268 от 14.11.01 Подписано в печать Бум. тип. Усл.-печ.л. Формат 6084 1/16 Тираж 100 экз. Заказ Бесплатно Саратовский государственный технический университет 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 Копипринтер СГТУ, 410054 г. Саратов, ул. Политехническая, 77 24
