Спроектировать технологический процесс механической обработки lвух ступенчатого вала

 

 

В среднесерийном, крупносерийном и массовом производстве заготовки  обычно получают ковкой, штамповкой, электровысадкой  и т.д., приближая форму заготовки  к готовой детали.

Выбор метода получения  исходной заготовки определяется типом  производства, экономическими факторами  и техническими возможностями производства.

При значительных программах выпуска затраты на получение  исходной заготовки возрастают. Однако при этом  уменьшаются затраты на механическую обработку и увеличивается коэффициент использования материала.

Экономическое обоснование  выбора метода получения исходной заготовки  может осуществляться по различным  методикам. Необходимо определить величину коэффициента  использования материала заготовки по формуле:

                                              К им = Мд/Мз ,

Для круглого проката  диаметром 80мм

где Мд – масса детали, 6,23кг

      М з  – масса заготовки. 8,6кг

                                             К им = 6,23/8,6=  0,72

Для штамповки 

где Мд – масса детали, 6,23кг

      М з  – масса заготовки. 6,7кг

                                              К им = 6,23/6,7=  0,93

 

Исходя из расчета  методом получения  заготовки  целесообразно принять штамповку..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  5. Выбор маршрута механической обработки.

 

Процесс изготовления вала включает в себя следующие этапы:

- подрезка торцов и  зацентровка базовых (технологических)  отверстий ;

- предварительная обработка  , обтачивание наружных поверхностей, 

- фрезеровка шпоночного  паза и лыски

- точить окончательно  шейки вала

 

6. Выбор технологических  баз.

В типовом технологическом  процессе обработки деталей класса «Валы» (длиной более 120 мм) предусмотрено  обеспечение принципа постоянства баз за счет обработки вала в центрах. Поэтому первой операцией будет обработка торцов и выполнение центровых отверстий.

Схема базирования заготовки на фрезерно-центровальной операции (фрезеровать  два торца одновременно и центровать 2 отверстия единовременно на двухстороннем фрезерно-центровальном полуавтомате  последовательного действия КЛ-417) представлена на рис. 2. а .   Схема базирования на токарном станке 16К20 (точить диаметры d1 и d3 ) представлена на рис. 2 б.

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

Б)

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим  варианты  схем  базирования  заготовки  при  обработке 

шпоночного паза и  лыски(рис. 3.2) Для первого варианта ( рис. 3.а ). При установке

заготовки в призмы погрешность базирования

будет определяться по формуле

έδ1=0,5Td(1/sinα+1)

Для второго варианта (рис. 3 б) при установке заготовки в центрах

погрешность базирования  будет равняться нулю

  έδ1=0 т.к.

установочная  и  измерительная  базы  совпадают.  Следовательно 

целесообразно выбирать второй вариант (рис. 3 б). 

 

7.  Выбор технологического  оборудования,  оснастки  и  средств

автоматизации.

 

 

        Так  как  годовая  программа   выпуска  деталей  соответствует 

среднесерийному  производству,  для  изготовления  деталей  используем

сочетание полуавтоматических и универсальных станков.

 

         На первой операции используется  Фрезерно-центровальный 

полуавтомат  Мод. КЛ-417.  В качестве приспособления используются:

призмы с гидравлическим зажимом (принадлежность станка). В качестве вспомогательного инструмента: 2

оправки для торцевых фрез; 2 сверлильных патрона. Режущий инструмент: 2

торцевые фрезы; 2 центровочных сверла. Форма контроля активный с обратной связью.

 

         На второй операции используется  токарно-винторезный станок мод.16К20.   В качестве приспособления используются:

патрон с жестким не вращающимся  центром;  возвращающийся в центр.

 Режущий инструмент:   токарный проходной упорный резец и

токарный прямой резец  проходной.  Контрольно-измерительный: предельные

скобы для диаметральных  реальных размеров; штангенциркуль для

линейных размеров.

    На третей операции используется универсальный Вертикально-Фрезерный

станок Мод. ВМ-127.  В качестве приспособления используются:

Делительная головка  и жесткий центр. В качестве вспомогательного инструмента: 2 оправки для торцевых фрез. Режущий инструмент: 2

торцевые фрезы. Контрольно-измерительный: линейка, штангенциркуль. 

    На четвертой операции используется токарный винторезный

полуавтомат мод. 16к20Ф2.   В качестве приспособления используются:

поводковый патрон с жестким центром;  вращающийся центр. В

качестве вспомогательного инструмента:  стойка для крепления  резцов на

суппорте.  Режущий инструмент:   токарный проходной упорный резец и

токарный прямой резец  проходной.  Контрольно-измерительный: предельные

скобы для диаметральных  реальных размеров; штангенциркуль для 

линейных размеров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.  Содержание  раздела “Выбор припусков и  операционных размеров”

 

 

Выбрав  и  обосновав  метод  получения  исходной  заготовки 

определяются размеры заготовки по формулам:

Для валов dз=dσ+zо

где dз-диаметр  заготовки  вала, Zо-  общий припуск на  обработку принимается из необходимой чистоты поверхности у готовой детали,

Dσ- диаметры вала  и отверстия по чертежу детали.

 

D1  = 78 + 2 = 80 мм 

D3=61+2=63мм

 L = 220 + 2 = 222 мм

 

 

           9.  Расчет режимов резания и норм времени

 

Нормирование токарной операции

 

1) Определение длины  рабочего хода:

Lp.x.=Lp+Ln

Где Ln  = 2 мм. (подвод и перебег инструмента)

 

  Lp.x.1=Lp1+Ln= 85 + 2= 87 мм (проточить диаметр 80до размера 78,5мм)

  Lp.x.2=Lp2+Ln = 135 + 2 =137 мм (Проточить диаметр63до 61,5мм )

  Lp.x.3=Lp3+Ln = 85+ 2 = 87 мм

  Lp.x.4=Lp4+Ln = 135 + 2 = 137 мм 

 

 

2) Назначение подачи  суппорта на оборот шпинделя   мм/об:

 

S0=0,8 мм/об для Lp.x.1 D=80мм

 S0= 0,6 мм/об для Lp.x.2 D=61мм

 S0=0,3 мм/об для Lp.x.3, Lp.x.4

(справочник технолога  – машиностроителя т2 1972г стр418 таб2)

3) Определение стойкости  Тр. Мин, предположительно 

лимитирующих инструментов:

 

Тр= Тм× λ

Тм=60 мин. согласно приложениям

λ – коэффициент времени  резания, принимаем равную еденице 

Тр= 60×1=60

 

4) Расчет скорости  резания V, м/мин, и частоты вращения  шпинделя 

n, об/мин. 

 

Vчер1=Vтаб*К1*К2*К3

 Vтаб1 = 140 м/мин;   К1=1,1  К2 =1  = К31

Тогда :  = 140 × 1,1 × 1×1=154 м/мин

Vчер2=Vтаб*К1*К2*К3

 Vтаб 2= 135 м/мин;   К1=1,1  К2 =1  = К31

Тогда :  = 135 × 1,1 × 1×1=148,5 м/мин

 

Vтаб=160м/мин

  Vчист= Vтаб*К1*К2*К3

Тогда : Vчист = 160 × 1,1 × 1×1=176 м/мин

( краткий справочник  металлиста стр622 таб 69,73)

 

n =  1000*V/π*D

 

n1= 1000*V/π*D  = 1000*154/3.14* 80=613 об/мин принимаем n1=600 об/мин

 

 n2= 1000*V/π*D =1000*148,5/3.14*63= 584 об/мин принимаем n2=600 об/мин

 nчист=1000*V/π*D=1000*176/3.14*78,5=713 об/мин принимаем n2=700об/мин

 

 

5) Расчет основного  времени  :

 

 Т0=Lp.x./S0*n

 

 Т1=Lp.x./S0*n=87/0.8*600=0.18мин

Определяем вспомогательное  время 

 Тв=1,2 мин             0,04 0,2  0,25  0,56 0,15  (Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках в а/л." к8 стр51 )

2) Время на обслуживание  рабочего места 

 Тобс=6 %  от Топ

3) Время на перерыв,  отдых и личные надобности 

 Тот=2 % от Топ

4) Определяем Тштучное 

  Тшт=(Т0+Тв)(1+(tот+tобс/100))=(0,18+1,2)(1+(6+2/100))=1,47мин

 Т2,=Lp.x./S0*n=137/0.6*600=0.76мин

1) Определяем вспомогательное  время 

 Тв=0,49            0,04 0,2 0,25   (Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках в а/л." к8 стр51 )

2) Время на обслуживание рабочего места

 Тобс=6   от Топ

3) Время на перерыв,  отдых и личные надобности 

 Тот=2  от Топ

4) Определяем Тштучное 

  Тшт=(Т0+Тв)(1+(tот+tобс/100))=(0,76+0,49)(1+(6+2/100))=1,29мин

Т3,=Lp.x./S0*n=87/0.3*700=0.41мин

1) Определяем вспомогательное время

 Тв=0,49            0,04 0,2 0,25   (Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках в а/л." к8 стр51 )

2) Время на обслуживание  рабочего места 

 Тобс=6   от Топ

3) Время на перерыв,  отдых и личные надобности

 Тот=2  от Топ

4) Определяем Тштучное 

  Тшт=(Т0+Тв)(1+(tот+tобс/100))=(0,41+0,49)(1+(6+2/100))=0,97мин

 

Т4=Lp.x./S0*n=137/0.3*700=0.65мин Определяем вспомогательное время

 Тв=0,49мин             0,04 0,2   0,25   (Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках в а/л." к8 стр51 )

2) Время на обслуживание  рабочего места 

 Тобс=6 %  от Топ

3) Время на перерыв,  отдых и личные надобности 

 Тот=2 % от Топ

4) Определяем Тштучное

  Тшт=(Т0+Тв)(1+(tот+tобс/100))=(0,65+0,49)(1+(6+2/100))=1,17мин

 

 

 Σ Т0ток=1,47+1,29+0,97+1,17=4,9мин

       Определение  режимов  резания  и  норм  времени  при  фрезеровании

шпоночных пазов .

 

1) Определение длины  рабочего хода:

  Lp.x.1ф=Lp1ф+Ln = 15 + 2 = 17мм 

  Lp.x.2ф=Lp2ф+Ln = 44 + 2 = 46 мм  

 

 

2)Назначение подачи  на зуб фрезы: 

 S0=Sзуб*Z

 

  S0=Sзуб*Z = 0,08×6=0,48; мм/об

 (справочник технолога – машиностроителя т2 1972г стр438 таб34)

 3)Определение стойкости Тр =40 мин

4)Расчет скорости резания V, м/мин

  Vчист= Vтаб*К1*К2*К3

Vтаб = 25 м/мин;  К1 =1,1  К2 =1,15 К3 =0,85

Тогда : V= 25 × 1,1 × 1,15×0,85=26,9  м/мин

5)Число оборотов n:

n =  1000*V/π*D

  n =  1000*V/π*D = 1000*26,9/3,14*16=611 об/мин принимаем n=600об/мин

  n =  1000*V/π*D = 1000*26,9/3,14*14=611 об/мин принимаем n=600об/мин

 

6)Расчет минутной  подачи   :

  Sм1=S0*n=0,48*600=288мм/мин

  Sм2=S0*n=0,48*600=288мм/мин

 

 7)Расчет основного времени :

 Т0=Lp.x./Sм

Тф1=Lp.xф1./Sм=17/288=0,06мин

Определяем вспомогательное время :

  Тв=1,38         0,04  0,20,25  0,89  (Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках в а/л." к8,к9,к16 стр51-63 )

                  

  2) Время на обслуживание  рабочего места :

  Тобс=6  от Топ

3) Время на перерывы, отдых и личные надобности .

  Тот =2 от Топ

4) Определяем Тштучное 

  Тшт=(То+Тв)(1+(tот +tобс)/100)=(0,06+1,38)(1+(6+2/100))=1,44мин

 

Тф2=Lp.xф1./Sм=46/288=0,16мин

Определяем вспомогательное  время :

  Тв=1,34        0,04  0,20 0,89  0,21 (Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы выполняемые на металлорежущих станках в а/л." к8,к9,к16 стр51-63 )

                  

  2) Время на обслуживание  рабочего места :