Дипломная работа: Проектирование механического цеха по изготовлению деталей для запорно-регулирующей арматуры газо- и нефтепроводов

Каждая рецептура СОЖ имеет достаточно сложный состав, оптимальный для определённого сочетания материалов заготовки и инструмента, а также вида обработки.

Для обработки детали корпус на станке XCEEDER 900-RT будем использовать СОЖ: Укринол – 1 (3 – 5%).

4.7 Определение режимов обработки

При назначении режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

При расчете режимов резания устанавливают глубину резания, минутную подачу, скорость резания. Приведем пример расчета режимов резания для трёх операций. Для остальных операций режимы резания назначаем согласно [5], т.2, стр. 265-303.

Сверлильная

Глубина резания при сверлении определяется по формуле:

, (4.3)

где  – диаметр отверстия, мм

.

При сверлении отверстий без ограничивающих факторов выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу по таблице 25, [1], с. 277:

.

Скорость резания при сверлении:

, (4.4)

Значения коэффициентов  и показателей степени принимаем по таблице 28, [1], с.278:

а значение периода стойкости  по таблице 30, [1], с. 279-280:

.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания,

, (4.5)

где  – коэффициент на обрабатываемый материал:  по таблице 4, [1], с. 263;

 – коэффициент на инструментальный материал:  по таблице 6, [1], с. 263;

 – коэффициент, учитывающий глубину сверления:  по таблице 31, [1], с. 279.

.

Крутящий момент и осевую силу рассчитываем по формулам:

, (4.6)

. (4.7)

Значения коэффициентов ,  и показателей степени принимаем по таблице 32, [1], с. 281:

Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, в данном случае зависит только от материала обрабатываемой заготовки и определяется выражением

.

Значения коэффициента  приведены в таблице 10, [1], с. 265:

.

;

.

Мощность резания определяем по формуле

, (4.8)

где частота вращения инструмента или заготовки

, (4.9)

,

.

Мощность шпинделя станка XCEEDER 900-RT составляет 20 кВт, поэтому мощность привода станка достаточна:

Фрезерная

Конфигурация обрабатываемой поверхности и вид оборудования определяют тип применяемой фрезы. Её размеры определяются размерами обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя. Диаметр фрезы для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала выбирают по возможности наименьшей величины, учитывая при этом жёсткость технологической системы, схему резания, форму и размеры обрабатываемой заготовки.

Выбираем торцевую фрезу Ø 50 мм для фрезерования поверхности шириной 176 мм, длиной 365 мм.

Модель станка XCEEDER 900-RT.

Обрабатываемый материал АЛ9.

1.  Глубина резания:

.

2.  Подача на один зуб  таблица 34, [1], с. 283:

.

3.  Подача на оборот:

.

4.  Скорость резания – окружная скорость фрезы

 (4.10)

Значения коэффициента  и показателей степени принимаем по таблице 39, [1], с. 286-290:

где  – подача фрезы на зуб, мм/об.

 – диаметр фрезы, мм.

 – глубина резания,

 – ширина фрезерования,

 – стойкость фрезы,

 – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания.

, (4.11)

где  – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала  по таблице 4, [1], с. 263;

 – коэффициент на инструментальный материал:  по таблице 6, [1], с. 263;

 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки:  по таблице 5, [1], с. 263.

,

.

Т. к. угол в плане , то значение скорости умножаем на коэффициент 1,6:

.

Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружная сила

, (4.12)

где  – число зубьев фрезы;

 – частота вращения фрезы.

Значения коэффициента  и показателей степени принимаем по таблице 41, [1], с. 291, поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала  по таблице 10, [1], с. 265:

;

.

Крутящий момент на шпинделе

, (4.13)

где  – диаметр фрезы, мм.

.

Мощность при фрезеровании (эффективная)

, (4.14)

где  – окружная сила,

  – скорость резания.

Мощность шпинделя станка XCEEDER 900-RT составляет 20 кВт, поэтому мощность привода станка достаточна:

Резьбонарезание

Нарезание резьбы производим метчиком.

Скорость резания при нарезании метрической резьбы метчиком

. (4.15)

Значения коэффициента , показателей степени и среднее значение периода стойкости  принимаем по таблице 49, [1], с. 296:

Общий поправочный коэффициент

, (4.16)

где  – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала  по таблице 50, [1], с. 298;

 – коэффициент на инструментальный материал:  по таблице 50, [1], с. 298;

 – коэффициент, учитывающий точность нарезаемой резьбы:  по таблице 50, [1], с. 298;

.

.

Крутящий момент при нарезании резьбы метчиком

, (4.17)

где  – шаг резьбы, мм;

 – номинальный диаметр резьбы, мм.

Коэффициент  и показатели степени принимаем по таблице 51, [1], с. 298:

Поправочный коэффициент , учитывающий качество обрабатываемого материала определяем по таблице 50, [1], с. 298:

.

.

Мощность при нарезании резьбы метчиком

, (4.18)

где .

,

.

Мощность шпинделя станка XCEEDER 900-RT составляет 20 кВт, поэтому мощность привода станка достаточна:

4.8 Расчёт норм времени на выполнение операций

Под нормой времени понимается продолжительность отрезка времени для выполнения производственной операции в конкретных условиях.

Состав нормы времени

По своему содержанию и назначению различают две нормы на каждую операцию:

1.  Норма штучного времени – .

Штучное время включает в себя только ту норму времени, которая необходима для непосредственного выполнения производственной операции.

2.  Калькуляционная норма времени – .

В калькуляционное время включается помимо штучного времени также и часть подготовительно-заключительного времени (), приходящееся на одну деталь обрабатываемой партии деталей.

В подготовительно-заключительное время включается тот отрезок времени, который затрачивается рабочим на ознакомление с работой и наладку станка для обработки партии деталей.

Следовательно, можно записать:

, (4.19)

где  – количество деталей в партии.

Расчёт норм времени при обработке на станках с ЧПУ имеет особенности, которые нужно учитывать. Подготовительно-заключительное время состоит из трёх слагаемых:

, (4.20)

где  – время, затрачиваемое на изучение наряда, чертежа, технологической документации на рабочем месте в начале работы и на сдачу в конце смены;

 – время, учитывающее дополнительные работы;

 – время, расходуемое на пробную обработку деталей.

Состав штучного времени

В состав штучного времени () включаются следующие затраты времени, связанные с выполнением операции:

-  основное технологическое (машинное) время – ;

-  вспомогательное время – ;

-  время обслуживания рабочего места – ;

-  время перерывов и отдыха – .

Следовательно, можно записать:

. (4.21)

где  – основное технологическое (машинное) время, мин;

 – вспомогательное время, мин;

 – время обслуживания рабочего места, мин;

 – время на перерыв и отдых рабочего в течение смены, мин.

При станочной операции это есть время, в течение которого непосредственно происходит изменение формы и состояния обрабатываемой детали.

Основное технологическое время для механической обработки определяется по формуле:

 мин., (4.22)

где  –длина обрабатываемой поверхности, мм;

 – число рабочих ходов;

 – подача на один оборот, мм/об;

 – частота вращения инструмента.

Вспомогательное время включает в себя время, затрачиваемое на выполнение различных действий, связанных с выполнением основной, технологической работы. К таким действиям могут относиться:

-  установка, закрепление и снятие детали;

-  управление станком;

-  подвод и отвод инструмента;

-  промер деталей и т. д.

Вспомогательное время определяется по формуле:

, (4.23)

где  – вспомогательное время, затрачиваемое на установку и снятие заготовки;

 – вспомогательное время, связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений;

Время обслуживания рабочего места – это есть время, затрачиваемое рабочим на уход за рабочим местом, и приходящееся на одну деталь.

Время обслуживания рабочего места распределяется на два вида работ:

-  время технического обслуживания – ;

-  время организационного обслуживания – .

 (4.24)

Время технического обслуживания () включает в себя работы примерно следующего содержания:

-  смена притупившегося инструмента;

-  подналадка станка;

-  сметание стружки в процессе работы.

Величина времени на техническое обслуживание определяется в процентах от основного времени по следующей формуле:

. (4.25)

Значение величины  определяется по нормативам.

Время организационного обслуживания () включает в себя работы примерно следующего содержания:

-  подготовка рабочего места в начале смены;

-  уборка рабочего места в конце смены;

-  чистка станка и др.

Величина времени на организационное обслуживание определяется в процентах от суммы основного и вспомогательного времени по формуле:

. (4.26)

Значение величины  определяется по нормативам.

Время на перерыв и отдых рабочего в течение смены определяется по формуле:

. (4.27)

Значение величины  определяется по нормативам.

Сверлильная

Исходные данные.

Деталь – корпус.

Операция – обработка отверстия .

Станок – XCEEDER 900-RT (станок с ЧПУ).

Род заготовки – отливка АЛ9, НВ 50…60.

Инструмент – сверло спиральное .

1.  Подготовительно-заключительное время:

1.1   Организационная подготовка

 мин.

4,0 мин на ознакомление с документами и осмотр заготовки;

2,0 мин на инструктаж мастера;

4,0 мин на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум координатам в нулевое положение.

1.2   Установить приспособление и снять 5,0 мин.

1.3   Установить исходные режимы работы станка (число оборотов шпинделя) 0,2 мин.

1.4   Установить инструментальные блоки в магазине и снять 21 инструмент  мин.

1.5   Установить исходные координаты X и Y (настроить нулевое положение) по цилиндрической поверхности 4,0 мин.

1.6   Установить инструмент на длину обработки (по оси Z для 8 инструментов)  мин.

Итого  мин.

1.7   Количество групп отверстий, обрабатываемых расточным инструментом – 2 8-10 квалитета точности:  мин;

Количество групп отверстий, обрабатываемых сверлом – 2

8-10 квалитета точности:  мин.

Итого  мин.

 мин.

2.  Вспомогательное время:

 мин,

0,06 мин на одновременное перемещение крестового стола по осям X и Y ускоренное;

0,04 мин на подвод инструмента в зоне резания по оси Z;

0,12 мин на ускоренный и установочный поворот стола на ;

0,4 мин на смену инструмента из магазина автоматическую.

 мин,

 мин.

3.  Основное время:

 мин.

4.  Оперативное время:

 мин.

5.  Время обслуживания рабочего места:

.

 мин.

6.  Время на перерыв и отдых рабочего в течение смены:

.

 мин.

7.  Штучное время:

 мин.

8.  Штучно-калькуляционное время:

 мин.

Фрезерование

Исходные данные

Деталь – корпус.

Операция – фрезерование плоскости шириной 176 мм.

Станок – XCEEDER 900-RT (станок с ЧПУ).

Род заготовки – отливка АЛ9, НВ 50…60.

Инструмент – фреза .

1.  Подготовительно-заключительное время:

1.1   Организационная подготовка

 мин.

4,0 мин на ознакомление с документами и осмотр заготовки;

2,0 мин на инструктаж мастера;

4,0 мин на установку рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум координатам в нулевое положение.

1.2   Установить приспособление и снять 5,0 мин.

1.3   Установить исходные режимы работы станка (число оборотов шпинделя) 0,2 мин.

1.4   Установить инструментальные блоки в магазине и снять 21 инструмент  мин.

1.5   Установить исходные координаты X и Y (настроить нулевое положение) по цилиндрической поверхности 4,0 мин.

1.6   Установить инструмент на длину обработки (по оси Z для 8 инструментов)  мин.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16