Расчет припусков на обработку

 

Для правильного выбора размеров заготовки необходимо произвести расчет припусков на механическую обработку. Производим расчет припусков при помощи расчетно-аналитического метода для наиболее точной поверхности детали стакан ротора ПКК 0202607 Æ80 .

Заготовка – горячекатаная труба обычной точности, масса заготовки – 8 кг. Технологический маршрут обработки поверхности Æ80  состоит из растачивания предварительного и окончательного.

Технологический маршрут обработки поверхности Æ80  записываем в расчетную таблицу 1.8. Качество поверхности заготовки (труба массой 8 кг) Rz=200 мкм и Т=300 мкм, после обтачивания предварительного – Rz=50 мкм и Т=50 мкм, после обтачивания чистового – Rz=20 мкм и Т=25 мкм. после шлифования – Rz=5 мкм и Т=15 мкм.

 

Таблица 1.8 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам

Технологические переходы обработки отверстия Æ80	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск2Zmin,мкм	Расчетный размер dp, мм	Допуск δ,мкм	Предельные значения размеров, мм		Предельные значения припусков, мкм
	Rz	T	ρ	ε				dmin	dmax
Заготовка	200	300	1066	—	—	76,353	2900	73,5	76,4	—	—
Обтачивание предварительное	50	50	64	—	2*1566	79,485	740	78,75	79,49	3090	5250
Обтачивание окончательное	20	25	53	—	2*164	79,813	190	79,62	79,81	320	870
Шлифование	5	15	-	-	2*98	80,009	30	79,979	80,009	199	359
Итого	—	—	—	—	—	—	—	—	—	3609	6479

 

Суммарное значение пространственных отклонений можно определить по формуле

    r_кор – величина коробления обрабатываемой поверхности, мкм;

    r_ц – погрешность зацентровки, мкм.

Погрешность смещения r_см=1000 мкм.

Коробление обрабатываемой поверхности можно определить по формуле

где D_к – удельная кривизна заготовок на 1 мм длины, D_к=2,0 мкм;

    L – длина заготовки, L=138 мм.

Погрешность смещения r_см=1000 мкм.

Погрешность зацентровки можно определить по формуле

где d_з – допуск зацентровки, который зависит от допуска на наружный диаметр заготовки и угла призмы, d_з=2000 мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений

Остаточные пространственные отклонения на обработанных поверхностях, имевших исходные отклонения, являются следствием копирования погрешностей при обработке и определяются по формуле

где k_у – коэффициент уточнения формы.

Для предварительного обтачивания k_у=0,06, для окончательного обтачивания k_у=0,05, тогда получим:

- после предварительного обтачивания r₁=0,06×1066=64 мкм;

- после чистового обтачивания r₂=0,05×1066=53 мкм.

На основании записанных в таблице 1.8 данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков. При обработке наружных поверхностей вращения и отсутствии погрешности установки формула имеет вид

.

Минимальный припуск под:

- обтачивание предварительное

- обтачивание чистовое

- шлифование

 

Графа «Расчетный размер» d_р заполняется начиная с конечного (чертежного) размера последовательным прибавлением расчетного минимального припуска каждого технологического перехода. Тогда получим следующие расчетные размеры:

- для шлифования d_р3=80,009 мм;

- для обтачивания чистового d_р2=80,009-0,196=79,813 мм;

- для обтачивания предварительного d_р1=79,813-0,328=79,485 мм;

- для заготовки d_рз=79,485-3,132=76,353 мм.

Для шлифования значение допуска составляет d₃=30 мкм обтачивания окончательного d₂=80 мкм, для обтачивания предварительного d₁=740 мкм, для заготовки d_з=2900 мкм.

В графе «Предельный размер» наименьшее значение d_min получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наибольшие предельные размеры d_max определяются из наименьших предельных размеров прибавлением допусков соответствующих переходов.

Таким образом, получаем следующие предельные размеры:

- для шлифования d_max=80,009 мм; d_min=79,979 мм;

- для чистового растачивания d_max=79,81 мм; d_min=79,62 мм;

- для чернового растачивания d_max=79,49 мм; d_min=78,75 мм;

- для заготовки d_max=76,4 мм; d_min=73,5 мм.

Максимальные значения припусков  определяем как разность наибольших предельных размеров и минимальные предельные значения припусков  равны разности наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов

Тогда для шлифования

Для обтачивания чистового

Для обтачивания предварительного

Все результаты проведенных расчетов заносим в таблицу 1.8.

Общие припуски Z_{o max} и Z_{o min} определяем, суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения внизу соответствующих граф

Общий номинальный припуск определяется по формуле

где Н_з – нижнее отклонение заготовки, Н_з=1000 мкм;

    Н_д – нижнее отклонение детали, Н_д=3 мкм.

Номинальный диаметр заготовки

Производим проверку правильности выполненных расчетов используя формулы

Так как проверка выполняется, следовательно, расчет выполнен верно.

Расчет режимов резания

 

Производим расчет режимов резания с использованием табличного метода для детали стакан ротора ПКК 0202607 на операции 010 Токарно-винторезная. Глубина резания при черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости технологической системы принимается равной припуску на обработку t=2 мм, диаметр обработки d=42мм.

1.Расчёт длины рабочего хода

Lp.х=Lрез+у+Lдоп

где Lрез-длина резания, Lрез=42/2=22 мм;

y-подвод, врезание и перебег инструмента, мм;

Lдоп-дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностью наладки и конфигурацией детали, Lдоп=0

Подвод, врезание и перебег инструмента определяется по формуле

у=уподв+уврез+уп

где, уподв-длин подвода,мм;

  уврез-длина врезания, уврез=2 мм;

  уп-длина перебега, мм

При обработке проката на проход уподв+уп=4 мм, тогда

у=4+2=6 мм;

Lр.х=22+6+0=28 мм

Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя Sо, мм/об:

а) определение рекомендуемой подачи по нормативам So=0,2…0,3 мм/об;

б) уточнение по паспорту станка модели 1М63, для повышения качества обработки поверхности принимаем поперечную подачу Sо=0,15 мм/об.

3.Определение стойкости инструмента по нормативам. Стойкость в минутах резания определяется по формуле:

Тр=λ∙Тм

где Тм-стойкость в минутах машинной работы станка, Тм=60мин;

λ-коэффициент времени резания.

 

λ= = =0,79

Так как λ>0,7, то принимаем Тр=Тм=60 мин.

4.Расчёт скорости резания V, м/мин и числа оборотов шпинделя η в минуту:

 

а) определение рекомендуемой скорости резания по нормативам

V=Vтабл∙К1∙К2∙К3,

Где Vтабл – табличное значение скорости резания, при обработке стали твердым сплавом Vтабл=135 м/мин;

К1-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,9

К2-кэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, К2=1,55

К3-коэффициент, зависящий от вида обработки, К3=1,0

V=135∙0,9∙1,55∙1,0=188,3 м/мин

б) расчет рекомендуемого числа оборотов шпинделя станка

n= = =1428

в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка. По паспорту станка 1М63 принимаем n=1600

г) уточнение скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя

V= = =211 м/мин

5.Расчёт основного машинного времени обработки

to1=  = = 0,11 мин

6.а) Определение по нормативам силы резания

Pz=Pzтабл∙К1∙К2

где Pzтабл-табличное значение силы резания, Pzтабл=1570 Н;

К1-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К1=0,8

К2-коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом, К2=1,1

Pz=1570∙0,8∙1,1=1382 Н.

б) расчет мощности резания

Nрез= = =4,8 кВт

в) проверка по мощности двигателя

Nрез≤1,2∙Nдв∙η

где Nдв-мощность двигателя станка, Nдв=10кВт;

η-коэффициент полезного действия станка, η=0,9

1,2∙10∙0,9=10,8 кВт > 4,8 кВт

Условие выполняется, следовательно, принятые режимы резания удовлетворяют мощности двигателя.

Теперь производим расчет режимов резания с использованием расчетно-аналитического метода для детали стакан ротора ПКК 0202607 на операции 010 Токарно-винторезная. Глубина резания при черновом точении и отсутствии ограничений по мощности оборудования, жесткости технологической системы принимается равной припуску на обработку t=2 мм.

Подача при черновом точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, жесткости технологической системы, прочности режущей пластины и прочности державки. Рекомендуемая подача при обработке легированной стали S=0,1…0,2 мм/об, принимаем S=0,15 мм/об.

Скорость резания при наружном продольном и поперечном точении и растачивании рассчитывают по эмпирической формуле

где С_v – коэффициент, С_v=350;

    x, y, m – показатели степени, x=0,15; y=0,35; m=0,20;

    Т – среднее значение периода стойкости, Т=60 мин.

    K_v – коэффициент, является произведением коэффициентов

где K_мv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

    K_пv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности, при обработке проката K_пv=0,8;

    K_иv – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, при обработке твердым сплавом Т15К6 K_иv=1,0.

Коэффициент на обрабатываемый материал при обработке стали

где K_г – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, K_г=0,95;

    n_v – показатель степени, при обработке стали, n_v=1,0.

Тогда скорость резания будет равна

Частота вращения шпинделя станка определяется по формуле

По паспорту станка принимаем n_д=1600 мин^-1.

Тогда действительная скорость резания будет равна

Силу резания принято раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат станка (тангенциальную Р_z, радиальную Р_у и осевую Р_х). При наружном продольном и поперечном точении, растачивании, отрезании, прорезании пазов и фасонном точении эти составляющие рассчитывают по формуле

где С_р – коэффициент, С_рz=300; С_рy=243; С_рx=339;

    x, y, n – показатели степени, x_z=1,0; y_z=0,75; n_z=-0,15; x_y=0,9; y_y=0,6;
n_y=-0,3; x_x=1,0; y_x=0,5; n_x=-0,4;

    K_р – поправочный коэффициент, представляющий собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия обработки

где n – показатель степени, при обработке твердым сплавом, n=0,75.

Мощность резания рассчитывают по формуле

Расчет длины рабочего хода

где L_рез – длина резания, L_рез=22 мм;

    у – подвод, врезание и перебег инструмента, мм;

    L_доп – дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурацией детали, L_доп=0 мм.

Подвод, врезание и перебег инструмента определяется по формуле

где у_подв – длина подвода, мм;

    у_врез – длина врезания, у_врез=2,0 мм;

    у_п – длина перебега, мм.

При обработке проката на проход у_подв+у_п=4,0 мм, тогда

Расчет основного машинного времени обработки

 

Аналогично производится расчет режимов резания по остальным операциям проектируемого технологического процесса механической обработки детали стакан ротора ПКК 0202607 и полученные значения заносятся в сводную таблицу 1.9.

 

Таблица 1.9 – Сводная таблица по режимам резания

Номер перехода	D, мм	t, мм	Lр.х, мм		Sо, мм/об		V, м/мин	n, мин-1		Sм, мм/мин	То, мин	Nрез, кВт
010 Токарно-винторезная
1	42	2,0	28		0,15		211	1600		240	0,11	4,8
2	42	1,8	27,8		0,2		211	1600		320	0,09	5,95
020 Токарная с ЧПУ
1	122	3,0	39		0,2		153,2	400		80	0,49	2,8
2	122	3,0	87		0,3		191,5	500		150	0,58	6,4
3	71	2,8	42,3		0,3		178,4	800		240	1,34	5,34
4	75	2,2	51,2		0,3		188,4	800		240	0,21	4,51
5	96	2,3	22,3		0,15		140	500		75	0,3	1,38
6	72,8	1,2	115,2		0,2		144,4	630		126	0,9	2,59
040 Горизонтально-протяжная
1	72,8	2,0	42,4	-		5		-	-		0,84	3,7
050 Вертикально-сверлильная
1	5	2,5	25	0,16		22		1400	224		0,11	0,18
090 Вертикально-сверлильная
1	9	4,5	31	0,1		28,3		1000	100		0,31	0,16
100 Вертикально-сверлильная
1	15	2	8	0,4		23,6		500	200		0,04	1,1
110 Вертикально-сверлильная
1	10	1	67	0,3		31,4		1000	300		0,22	0,75
120 Внутришлифовальная
1	72,8	2,2	42,6	0,4		150		800	320		0,11	3,8
130 Горизонтально-протяжная
1	72,8	2	42,4	-		5		-	-		0,84	3,7
150 Токарная с ЧПУ
1	79	2	36	0,4		156,3		630	252		0,14	4,0
2	81	1	10	0,2		203,5		800	160		0,04	3,66
170 Токарная с ЧПУ
1	79	2	36	0,4		156,3		630	252		0,14	4,0
2	81	1	10	0,2		203,5		800	160		0,04	3,66

Техническое нормирование

 

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени по формуле

где Т_п-з – подготовительно-заключительное время, мин.;

    n – количество деталей в настроечной партии, n=125 шт. (определяется при выполнении п. 1.2)n=45 шт;

    Т_шт – штучное время, мин.

Штучное время на операцию определяется по формуле

где Т_о – основное время на операции, мин.;

    Т_в – вспомогательное время, мин;

    Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин.;

    Т_от – время перерывов на отдых и личные надобности, мин.

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы и определяется по формуле

где Т_ус – время на установку и снятие детали, мин.;

    Т_зо – время на закрепление и открепление детали, мин.;

    Т_уп – время на приемы управления станком, мин;

    Т_из – время на измерение детали, мин.

В серийном производстве время на обслуживание рабочего места и отдых по отдельности не определяются, дается сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени

где Т_оп – оперативное время, мин.;

    П_об.от – затраты времени на отдых и обслуживание рабочего места, %.

Производим расчет технической нормы времени для выполнения операции 010 Токарно-винторезная, выполняемой на станке модели 1М63. Основное время на операцию определяется при расчете режимов резания Т_о=0,2 мин.

Время на установку и снятие и время на закрепление и открепление детали в нормативах приводится в сумме, при установке детали в самоцентрирующем патроне Т_ус+Т_зо=0,23 мин.

Вспомогательное время на приемы управления станком:

-включить и выключить станок кнопкой – 0,01 мин;

-повернуть резцовую головку на следующую позицию – 0,04 мин;

-подвести или отвести инструмент к детали при обработке резцом – 0,025 мин.

Тогда время на приемы управления станком:

Туп=0,01∙2+0,04∙2+0,025∙6=0,25мин

Вспомогательное время на контрольные промеры Тиз универсальным инструментом(штангенциркулем) при измеряемом размере до 100 мм и длине измеряемой поверхности до 200 мм составляет 0,18 мин, тогда при контроле 50% деталей получим

Тиз=0,18∙0,5=0,09 мин.

Тогда вспомогательное время будет равно

Оперативное время на операцию определяется по формуле

Тогда время на обслуживание и отдых будет равно

Норма штучного времени на токарно-копировальную операцию составит

Норма штучно-калькуляционного времени на операцию составит

Аналогично производим расчет нормы штучно-калькуляционного времени для остальных операций технологического процесса и полученные значения заносим в сводную таблицу 1.10.

 

Таблица 1.10 – Сводная таблица технических норм времени

В минутах

Номер и наименование операции	То	Тв	Тоб.от	Тшт	Тп-з	Тшт-к
010 Токарно-винторезная	0,20	0,57	0,05	0,82	25	1,38
020 Токарная с ЧПУ	3,82	0,57	0,29	4,68	25	5,28
040Горизонтально-протяжная	0,84	0,23	0,07	1,14	20	1,54
050 Вертикально-сверлильная	0,11	0,25	0,02	0,38	20	0,78
090 Вертикально-сверлильная	0,31	0,26	0,03	0,6	20	1,0
100 Вертикально-сверлильная	0,04	0,23	0,02	0,29	20	0,69
110 Вертикально-сверлильная	0,22	0,86	0,06	1,74	20	1,54
120 Внутришлифовальная	0,11	0,74	0,06	0,91	15	1,21
130 Горизонтально-протяжная	0,84	0,23	0,07	1,14	20	1,54
150 Токарная с ЧПУ	0,18	0,57	0,05	0,8	25	1,36
170 Токарная с ЧПУ	0,18	0.57	0,05	0,8	25	1,36

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: