Проект участка механического цеха для изготовления деталей типа «Диск» с применением станков с ЧПУ. Деталь-представитель «Диск» КПТ 0100643 ДП 1333.00.00.000

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Применение штамповки в серийном производстве достаточно выгодно, так как происходит экономия материала, а затраты на изготовление штамповки компенсируется экономией электроэнергии при снятии меньшего припуска при обработке, а также снижением времени на обработку детали.

2.2.2 Определение допусков на размеры заготовки,

 припусков на механическую обработку поверхностей по переходам,

расчет размеров и массы заготовки

Назначение допусков

Материал – Сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71

Степень сложности – C4

Группа стали – М2

Класс точности – Т4

Исходный индекс – 17

Масса поковки – mз=15,375кг

                                      (2.1)

Конфигурация – П-плоская          

Таблица 2.2 – Назначение допусков на поковку

Номер поверхности

Номинальный размер детали, мм

Вид размера

Допуски на заготовку с указанием предельных отклонений, мм

1,12

82h14

Длина

4

3

Ø75h11

Диаметр

4

8,12

20,5-0.5

Толщина

3,6

9

Ø300h14

Диаметр

5,6

13

Ø65H14

Диаметр

4

16,12

9±0,2

Длина

3,6

17

Ø46,6H11

Диаметр

4

Назначение припусков опытно-статистическим методом

Таблица 2.3 – Назначение припусков и расчет размеров заготовки

Номер поверхности

Переходы механической обработки поверхности

Точность обработки

Припуск табличный,

Z, мм

Расчет размеров заготовки (d или D), мм

Квалитет

Допуск, мм

Шероховатость,

Ra, мкм

1/12

Точение однократное

h14

0,87

20

2,0/2,5

82

Заготовка

-

4,0

Rz630

-

82+2,0+2,5=86,5

Размер заготовки  87

8/12

Точение однократное

0,5

20

2,5/2,5

20,5

Заготовка

-

3,6

Rz 630

-

20,5+2,5+2,5=25,5

Размер заготовки 26

16/12

Растачивание однократное

±0,2

0,4

20

1,5/2,5

9

Заготовка

-

3,6

Rz 630

-

9+1,5+2,5=13

Размер заготовки 13

3

Точение чистовое

h11

0,19

5

1,4

Ø75,6

Точение черновое

h14

0,74

12,5

2,5

75,6+1,4=77

Заготовка

-

4,0

Rz 630

-

77+2,5=79,5

Размер заготовки Ø 80

9

Точение однократное

h14

1,3

20

1,6

Ø300

Заготовка

-

5,6

Rz 630

-

300+1,6=301,6

Размер заготовки Ø 302

13

Растачивание однократное

Н14

0,74

20

3

Ø65

Заготовка

-

4,0

Rz 630

-

65-3=62

Размер заготовки Ø 62

17

Растачивание однократное

H11

0,16

5

1,6

Ø46,6

Сверление

Н14

0,52

20

-

46,6-1,6=45

Т.к. отверстие Ø45 сверлить затруднительно, перед этим будет выполнено сверление на Ø30

Наметок

-

4,0

Rz 630

-

Ø45

Наметок на поверхность 17 Ø45

Расчет размеров и массы заготовки

Расчет массы спроектированной заготовки:

mз=mд+mотх.мех.обр, кг                                                            (2.2)

где mд – масса детали, кг (принимается по чертежу детали);

mотх.мех.обр– масса отходов механической обработки, кг.

mотх.мех.обр =Vотх. мех.обр. х ρ, кг                                               (2.3)

где ρ – плотность материала заготовки, кг/мм3;

Vотх.мех.обр. – суммарный объём удаляемого в процессе механической обработки материала, т.е. объем припусков, мм3.

Vотх.мех.обр. = V1 + V2 + … + Vп , мм3                                                       (2.4)

где п – множество удаляемых с поверхности заготовки припусков.

Определение объема припусков:

 мм                                                 (2.5)

где Д – диаметр заготовки, мм;

l – длина заготовки, мм.

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

Vотх.мех.обр.=171444+19375,37+166427,85+1057,813х16+32407,777+6868,75+

+124441,246+4974,938+2243,138=545108,077 мм3

mотх.мех.обр = 545108,077×7,8×10-6=4,252 кг

mз=10,25+4,252=14,502 кг

Коэффициент использования заготовки:

                                                             (2.6)

где mЗ – масса рассчитанной заготовки, кг;

Пересчитанный коэффициент использования материала:

,                                                       (2.7)

где Н.расх – пересчитанная норма расхода материала, кг

Н.расх=14,502+4,252=18,754 кг

Коэффициент использования материала в базовом ТП меньше чем в проектном варианте.

Рисунок 2.1-Эскиз заготовки.

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Составление последовательности обработки

для проектируемого технологического процесса

Недостатком базового техпроцесса является:

-Применение станков полуавтоматов трудно настраиваемых с одной обработки на другую;

-Использование большого количества универсальных станков;

-Большое количество переустановок;

-Низкая производительность обработки по сравнению с современным оборудованием.

Анализ современного оборудования и инструмента показал, что с целью повышения гибкости переналадки оборудования, степени механизации, повышения производительности обработки можно применить станок модели

TC 800-110SMC выпускаемый фирмой Spinner.

Проектный вариант техпроцесса представлен в сводной таблице режимов резания и в комплекте документов на техпроцесс изготовления детали.

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве черновой базы принимаем необработанную поверхность

9 (Ø302) (двойная опорная – лишает заготовку четырех степеней свободы) и торец 12 (установочная база – лишает заготовку трех степеней свободы).

В качестве чистовых баз на последующих операциях используется чисто обработанная поверхность 3 (Ø75,6) (двойная опорная – лишает заготовку четырех степеней свободы) и торец 8 (установочная база – лишает заготовку трех степеней свободы).

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Данные по выбранному для изготовления детали оборудованию занесены в таблицу 2.4.

Данные по выбору оснастки занесены в таблицы 2.5, 2.6, 2.7, 2.8.


Таблица 2.4 – Выбор оборудования

Номер операции

Код и модель станка

Наименование станка

Действующий фонд времени работы оборудования в зависимости от категории

ремонтной сложности станка

Стоимость станка, мил. руб.

Паспортные данные

Размеры посадочных элементов станка

Предельные размеры обрабатываемых заготовок

Габаритные размеры, мм

Вид и мощность привода  главного движения, кВт

Ряд частот, об/мин

Ряд подачи мм/об (м/мин)

010

ТС800-110SMC

Токарный с ЧПУ

4029

471,9

Диаметр

отверстия шпинделя 110мм

Максимальный диаметр точения 500мм, максимальная длина точения 1500мм

2500х1600х2000

Электрический  

  33 кВт

Максимальная частота вращения 4000

Максимальная подача 24

020

7Б56

Горизонтально-протяжной

3904

84

Диаметр отверстия в планшайбе 160мм

Максимальный наружный диаметр обрабатываемой детали 600мм

7200х2135х1950

Гидравлический,

тяговое усилие 20тс

13-1,5

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер операции

и модель станка

Приспособление

Код

Наименование

Тип привода

Техническая характеристика

Обозначение по стандарту

010

ТС800-110SMC

396111хххх

Трёх кулачковый патрон

Электрический

Суммарная сила закрепления: 15000Н

-

020

7Б56

396100хххх

Адаптер

Механический

-

-

Таблица 2.6 – Выбор режущего инструмента

Номер операции и модель станка

Режущий инструмент

Код и наименование режущего

 инструмента

Материал режущей части

Техническая

характеристика

Обозначение по стандарту

Применяемая

технологическая смесь

010

ТС800-110SMC

Резец контурный

UE6005

HxB=20x20

PVJNR/L2020K16

Эмульсия

Резец канавочный

392195

UTI20T

H=5

HxB=20x20

DGR2020KS

Эмульсия

Резец канавочный

392195

Т15К6

HxB=16x16

H=5

-

Эмульсия

Сверло спиральное со сменными пластинами

UP20M

Ø30

Ø32

TAFM3000F32

Эмульсия

Сверло спиральное со сменными пластинами

UP20M

Ø45

Ø40

TAFS4500F40

Эмульсия

Резец контурный

NX2525

HxB=20x20

PVJNR2020K16

Эмульсия

Резец канавочный

392195

UTI20T

HxB=20x20

H=2,8

MGHR2020K4315

Эмульсия

Зенковка

HSS

Ø12

Ø30

DIN334

Эмульсия

Сверло спиральное

391290

Solid carbide

Ø25

Ø30

DIN6538K

Эмульсия

Резец расточной 392193

UE6005

Ø30

A32SMLNL08

Эмульсия

020

7Б56

Протяжка

392339

Р6М5

Д10х47х55Н8F8

ГОСТ 18218-80

Эмульсия

Таблица 2.7 – Выбор вспомогательного инструмента

Номер операции

и модель станка

Наименование вспомогательного

инструмента, его код

Установка

Обозначение по стандарту

вспомогательного инструмента на станке

режущего инструмента на вспомогательном

Способ

Размеры посадочного элемента

Способ

Размеры посадочного элемента

010

ТС800-110SMC

392800хххх

Резцедержатель

(6шт.)

В инструментальные гнёзда револьверной головки

По величине гнезда  револьверной головки

В гнездо резцедержателя

НхВ=20х20

-

020

7Б56

Патрон

-

-

За хвостовик

По величине хвостовика инструмента

-

Таблица 2.8 – Выбор измерительного инструмента.

Номер операции и модель станка

Код и наименование инструмента

Диапазон измерения инструмента

Точность измерения инструмента

Допуск измеряемого размера

Обозначение

по стандарту

010

ТС800-110SMC

Калибр-скоба

393122

Ø75,6

0,19

0,19

ГОСТ 18360-93

Штангенциркуль

393311

0,05-160

0,05

0,62

ГОСТ 166-89

Штангенциркуль

393311

0,1-125

0,1

0,3

ГОСТ 166-89

Шаблон

393610

2,8

0,14

0,14

-

Штангенциркуль

393311

0,1-400

0,1

1,3

ГОСТ 166-89

Калибр пробка

393141

Ø25

Н8

0,033

ГОСТ14810-69

Калибр-пробка на расположение

Ø25

0,3

0,3

-

020

7Б56

Калибр комплексный

9

0,06

0,06

-


2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение режимов резания на проектируемые операции (переходы). Сводная таблица режимов резания

Табличный расчёт режимов резания

Операция 010 – Токарная с ЧПУ

Сверлить 16 отверстий 11

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принято сверло спиральное DIN6538K Ø 25 мм из материала Carbide.

II Расчёт режимов резания:

1 Глубина резания, t, мм

t = D/2 = 25/2 = 12,5 мм

2 Подача

Рекомендуемая Sо = 0,1 ÷0,3 мм/об

Принимаемая Sо = 0,3 мм/об

3 Стойкость Т, мин

Т = 60 мин-1

4 Скорось резания Vрез, м/мин

Vрез = Vтабл× Кvт×Kм, м/мин                                                                        (2.8)

где Кvт = 2,5;

Kм=1,1.

Vтабл=28,8 м/мин

V рез= 28,8×2,5×1,1=79 м/мин

5 Частота вращения n, мин-1

n=, мин-1                                                                                        (2.9)

n== 1006 мин-1

6 Действительная скорость резания Vд, м/мин

Vд=, м/мин                                                                                 (2.10)

Vд==39,49 м/мин

7 Мощность резания N рез, кВт

Nрез =3,6 кВт

8 Проверочный расчёт по мощности резания Nрез, кВт

Nрез≤1,2 × Nд×η                                                                                        (2.11)

N рез≤1,2 ×33 ×0,75

3,6≤29,7

Обработка возможна

III Расчёт машинного времени, Тм, мин

Тм = , мин                                                                                   (2.12)

Lр.х.=lрез+y+∆, мм                                                                                   (2.13)

y = 1,5 мм                                                                                                 

∆=(1÷3) мм

Принимаемое значение  ∆=2 мм

Lр.х.=20,5+1,5+2=24 мм

Тм = = 0,08 мин

Операция 010 – Токарная с ЧПУ

Точить торец 1, поверхность 3 и торцы 6,8

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принят резец контурный PVJNR/L2020K16 с материалом режущей части UE6005.

II Расчёт режимов резания:

1 Глубина резания, t, мм

tа = h = 2 мм

tб = D-d/2 = 77-74/2 = 1,5 мм

tв = D/2 = 88-84/2 = 2 мм

tг = D-d/2 =92-88/2= 2 мм

tд = h = 2,5 мм

2 Подача

Рекомендуемая Sо = 0,1 ÷0,45 мм/об

Принимаемая Sо = 0,45 мм/об

3 Стойкость Т, мин

Т = 60 мин-1

4 Скорось резания Vрез, м/мин

Vрез = Vтабл× Кvn×Kм, м/мин                                                                       

где Кvn = 1,0.

Vтабл=183 м/мин

V рез= 183×1,0=183 м/мин

5 Частота вращения n, мин-1

n=, мин-1                                                                                        

n== 757 мин-1

6 Действительная скорость резания Vд, м/мин

Vд=, м/мин                                                                                

Vд==183,027 м/мин

7 Мощность резания N рез, кВт

Nрез =12 кВт

8 Проверочный расчёт по мощности резания Nрез, кВт

Nрез ≤ 1,2 × Nд×η                                                                                       

N рез ≤ 1,2 ×33 ×0,75

12 ≤ 29,7

Обработка возможна

III Расчёт машинного времени, Тм, мин

Тм = , мин                                                                                  

Lр.х.= lрез+y+∆, мм    

lрез= lрез.a+ lрез.б+ lрез.в+ lрез.г+ lрез.д=24,7+60,3+5,5+1+106=197,5 мм                                                                  

y = 2,5 мм                                                                                         

∆= (1÷3) мм

Принимаемое значение  ∆=3 мм

Lр.х. =197,5+2,5+3=203 мм

Тм = = 0,6 мин

Рисунок 2.2-Эскиз обработки.

Все расчёты занесены в сводную таблицу режимов резания таблица 2.9.


Таблица 2.9 – Сводная таблица режимов резания

№ операции и модель станка

Номер позиции, перехода. Наименование

установа, суппорта, перехода

№ инстру-

мента

D

или

В, мм

t, мм

L рез, мм

Lр.х., мм

i

Подача

n, мин-1

v,

м/

мин

То, мин

Sо, мм/

об

Sм, мм/

мин

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

010

TC800-

110SMC

Установ А

2.Точить торец 1,выдерживая размер 84,5; поверхность 3, выдерживая размер Ø77-0.74; торец 6,выдерживая размер 60,3-0,3 и торец 8.

1

Ø77

2

197,5

203

1

0,45

340,65

757

183

0,6

Ø77

1,5

183

Ø88

2

209

Ø302

2,5

718

3.Точить канавку 7

2

Ø220

2

136

139

1

0,2

151,4

523

0,92

4.Сверлить отверстие 17

3

Ø30

15

84,5

88

1

0,2

151,4

71

0,58

5.Рассверлить отверстие 17

4

Ø45

7,5

84,5

88

1

0,2

100

500

71

0,88

6.Точить канавку 5

5

Ø74

1,6

1,8

3

1

0,1

92,7

927

215

0,03

7.Точить фаску 2 и поверхность 3

6

Ø73,6

1

60,7

62

1

0,1

214

0,67

Ø75,6

0,7

220

8.Точить канавку 4

7

Ø72

2,8

1,8

3

1

0,1

209

0,03

Установ Б

10.Точить торец 12 и поверхность 9

8

Ø300

2,5

139,5

144

1

0,2

185,4

873

0,78

Ø300

0,8

873

11.Расточить отверстие 13, фаску 14 и отверстие 17

9

Ø65

3

83,2

87

1

0,2

185,4

189

0,47

Ø53

4,2

154

Ø46,6

0,8

135

12.Сверлить 16 отверстий 11

10

Ø25

12,5

20,5

24

16

0,3

301,8

1006

79

1,28

13.Зенковать 16 отверстий 11

11

Ø40

1,6

1,6

4

16

0,1

50

500

63

1,28

Итого

7,52

020

7Б56

2.Пртянуть отверстие 17

1

55

4,2

82

1000

2

-

-

-

5

0,8


2.4.2 Разработка управляющей программы обработки детали

Исходные данные:

Станок – токарный многоцелевой Spinner TC-800;

УЧПУ – 2C42;

Деталь – типа «Диск»;

Заготовка – Поковка:

Материал – Сталь 18ХГТ ГОСТ4543-71;

Тип производства –  Среднесерийный.

Рисунок 2.3-Эскиз детали.

Таблица 2.10 – Координаты точек.

№ точки

X

Z

1

0

0

2

23,5

0

3

38

0

4

38

-54

5

37

-56

6

37

-60,3

7

44

-60,3

8

44

-61,8

9

44

-65,8

10

110

-65,8

11

110

-61,8

12

153

-61,8

13

0

-85

14

0

-75

Таблица 2.11 - Маршрут обработки детали.

№ перехода

Содержание

перехода

Режущий

инструмент

Режимы

резания

2

Точить торец 1, выдерживая размер 84,5;

поверхность 3, выдерживая размер  77-0.74; торец 6, выдерживая размер 60,3-0,3 и 8

Резец контурный PVJNR/L2020K16, материал режущей части UE6005

n=757 мин-1

s=0,45 мм/об

3

Точить канавку 7

Резец канавочный DGR2020KS, материал режущей части UTI20T

n=757 мин-1

s=0,2 мм/об

4

Сверлить отверстие 17

Сверло спиральное со сменными пластинами

TAFM3000F32 Ø30, материал режущей части UP20M

n=757 мин-1

s=0,2 мм/об

5

Рассверлить отверстие 17

Сверло спиральное со сменными пластинами TAFS4500F40 Ø45, материал режущей части UP20M

n=500 мин-1

s=0,2 мм/об

6

Точить канавку 5

Резец канавочный MGHR2020K4315, материал режущей части UTI20T

n=972 мин-1

s=0,1 мм/об

Таблица 2.12 -Разработка управляющей программы обработки детали.

№ перехода

Эскиз обработки

Управляющая программа (УП)

1

2

3

2

N1 %

N5 T01 G18 LF

N10 L89 LF

N15 G00 G90 G71 X20 Z0 E01 LF (ит)

N20 G47 G97 Y0 S757 LF

N25 G64 G95 X22,5 F4,5 LF (т1)

N30 G01 X38,5 LF (т2)

N35 G91 Z-60,3 LF (т3)

N40 X5,5 LF (т4)

N45 Z-1,2 LF (т5)

N50 X146,5 LF (т6)

N55 G40 M05 LF

N60 G90 G00 X50 Z100 LF

N65 L90 LF

3

N70 T02 LF

N75 L89 LF

N80 G00 G47 S757 LF

N85 G64 X44 Z-58 F2 LF (ит)

N90 G91 G01 Z-2,3 LF (т1)

N95 X65 LF (т2)

N100 Z-2 LF (т3)

N105 X-65 LF (т4)

N110 Z6,3 LF(т5)

N115 G40 M05 LF

N120 G90 G00 X50 Z100 LF

N125 L90 LF

4

N130 T03 LF

N135 L89 LF        

N140 G00 G47 Z0 S757 LF (ит)

N145 G98 G81 X0 Y0 Z-76 R5 F2 LF (т2)

N150 G40 M05 LF  N155 L90 LF

Окончание таблицы 2.12

1

2

3

5

N160 T04 LF

N165 L89 LF

N170 G00 G47 Z0 S500 LF (ит)

N175 G98 G81 X0 Y0 Z-78 R5 F2 LF (т2)

N180 G40 M05 LF

N185 L90 LF

6

N190 T05 LF

N195 L89 LF

N200 G00 G47 S972 LF

N205 G64 G95 G46 X40,5 Z-60,3 F1 LF (ит)

N210 G91 G01 X-2 LF (т1)

N215 X-1,5 Z-1,5 LF (т2)

N220 X7 LF (т3)

N225 G40 M05 LF

N230 G90 G00 X50 Z100 LF

N235 L90 LF

N240 M22 M02LF

2.4.3 Нормирование проектируемой операции.

Сводная таблица норм времени

Таблица 2.13 – Описание обработки на проектируемой операции

Наименование переходов технологических и машинных

вспомогательных

Величина составляющих ТМВ, мин

1

2

3

1

Установить и закрепить деталь

-

2

Подвести инструмент 1

0,01

3

Точить торец 1, поверхность 3 и торцы 6,8

0,08

4

Отвести инструмент 1

0,01

5

Сменить инструмент 1, изменить S и n

0,04

6

Подвести инструмент 2

0,01

7

Точить канавку 7

-

8

Отвести инструмент 2

0,01

9

Сменить инструмент 2, изменить S и n

0,04

10

Подвести инструмент 3

0,01

11

Сверлить отверстие 17

-

Продолжение таблицы 2.13

12

Отвести инструмент 3

0,01

13

Сменить инструмент 3, изменить S и n

0,04

14

Подвести инструмент 4

0,01

15

Рассверлить отверстие 17

-

16

Отвести инструмент 4

0,01

17

Сменить инструмент 4, изменить S и n

0,04

18

Подвести инструмент 5

0,01

19

Точить канавку 5

-

20

Отвести инструмент 5

0,01

21

Сменить инструмент 5, изменить S и n

0,04

22

Подвести инструмент 6

0,01

23

Точить фаску 2 и поверхность 3

0,02

24

Отвести инструмент 6

0,01

25

Сменить инструмент 6, изменить S и n

0,04

26

Подвести инструмент 7

0,01

27

Точить канавку 4

-

28

Отвести инструмент 7

0,01

29

Подвести противошпиндель

0,01

30

Зажать деталь в противошпинделе

0,1

31

Разжать шпиндель

0,1

32

Отвести притивошпиндель

0,01

33

Сменить инструмент 7, изменить S и n

0,04

34

Подвести инструмент 8

0,01

35

Точить торец 12 и поверхность 9

0,02

36

Отвести инструмент 8

0,01

37

Сменить инструмент 8, изменить S и n

0,04

38

Подвести инструмент 9

0,01

39

Расточить отверстие 13, фаску 14 и отверстие 17

0,06

40

Отвести инструмент 9

0,01

41

Сменить инструмент 9, изменить S и n

0,04

42

Подвести инструмент 10

0,01

43

Сверлить 16 отверстий 11

0,44

44

Отвести инструмент 10

0,01

45

Сменить инструмент 10, изменить S и n

0,04

46

Подвести инструмент 11

0,01

47

Зенковать 16 отверстий 11

0,44

48

Отвести инструмент 11

0,01

49

Снять деталь

-

          Итого

1,9

Расчёт норм времени:

1. Время на установку и снятие детали в самоцентрирующемся патроне:

tуст=0,68 мин [ОНВ, к. 3, п. 7]

2. Время на управление:

tуп=0,04+0,03=0,07 мин [ОНВ, к. 16, п. 2,6]

3. Время на измерение:

tизм=∑tизм, мин                                                          (2.14)

tизм1=0,18 мин [ОНВ, к. 15, п. 150]

tизм1=0,07×4=0,28 мин [ОНВ, к. 16, п. 183]

tизм1=0,2 мин [ОНВ, к. 16, п. 232]

tизм1=0,13 мин [ОНВ, к. 16, п. 35]

tизм=0,18+0,28+0,2+0,13=0,79 мин

4. Вспомогательное время на операцию:

Тв= tуст+ tуп+ (tизм)+Тмв, мин                                   (2.15)

Тв=0,68+0,07+1,9=2,65 мин

5. Время цикла автоматического:

Тцамомв, мин                                           (2.16)

Тца =7,52+1,9=9,42 мин

6. Время операционное:

Топца+ tуст+ tуп+(tизм), мин                                   (2.17)

Топ=9,42+0,68+0,07=10,17 мин

7. Время на организацию и техническое обслуживание рабочего места

Похожие материалы

Информация о работе