Разработка технологического процесса изготовления стакана

K_v= K_mv* K_nv* K_uv

K_mv=(190/HB)^nv; nv=1,25

K_nv=0,8; K_uv=0,83; K_mv= (190/190)^1,25 = 1

K_v= 1*0,83*0,8 = 0,664

V= 243/60^0,2*1,12^0,15*1^0,4= 96,9 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя  по формуле

n= 1000V/πD

n= 1000*96,9/3,14*150 = 205,76 1/мин

Принимаем частоту вращения шпинделя 112 об/мин тогда скорость резания  будет

V= πD n/1000 = 52,75 м/мин

Определяем силу резания

Р_z = 10* C_р* t^x*S^y*Vⁿ*K_р

где C_р =92; х=1,0; у=0,75; n=0

K_р= K_мр* K_φр* K_yр* K_λр

K_мр=(HB/190)ⁿ = (190/190)^0,4

K_φр= 0,89; K_yр= 1,1; K_λр=1,0

K_р= 1*0,89*1,1*1,0 = 0,979

Тогда Р_z = 10*92*1,12^1,0*1,0^0,75*52,75⁰* 0,979= 1009 Н

Определяем мощность резания по формуле

N= Р_z * V/1020*60 = 1009*52,75/1020*60 = 1,6 кВт

Таким образом, мощность станка больше мощности резания, что  удовлетворяет условиям

N_р < N_ст

Определяем машинное время на данной операции

Т_о= L*і/n*S

где L = ℓ + у + ∆, мм

ℓ - длина обрабатываемого  участка

у – врезание резца

∆ - величина перебега равная 1…5 мм

 

Принимаем ∆ = 4

у= t/tq φ + (0,5÷2), мм

у= 1,12/tq 90 + 2 = 2 мм

Т_о= 105+4+2/112*1,0 = 0,99 мин

Определяем режимы резания  для шлифования начинается с выбора круга см. раздел 2.3.3

Окончательная характеристика абразивного инструмента выявляется в процессе пробной эксплуатации с учетом конкретных технологических условий.

Основные параметры  резания при шлифовании скорость заготовки 

V_з= 30 л/мин; глубина шлифования t=0,006 мм. Продольная подача S= 0,3 мм/об. Скорость круга V_к= 30 м/с

Эффективная мощность резания  определяется по формуле:

N = C_N  * V^r_з* t^x*S^y*d

где C_N=1,3; r=0,75; х=0,85; у=0,7; d=150 мм

N = 1,3*30^0,75*0,006^0,85*0,3^0,7*150 = 13,9 кВт

В даном случае мощность станка меньше мощности резания.

Определяем машиное время на операцию шлифования.

t_о= L*a/n*S_q*H_кр* S_пои*k

где L = ℓ - (0,2÷0,4)* H_кр

H_кр- высота круга равная 63 мм

а – припуск на обработку

n – частота вращения круга

k – коэффициент, учитывающий  мощность шлифования

L = 2*105 – (0,2*63) = 197,4 мм

t_о= 197,4*0,15/63*0,3*63*0,05=0,622 мин

Определяем режимы резания  для растачивания внутреннего диаметра  130 мм

Для чернового внутреннего  растачивания принимаем подачу S = 0,217 мм/об глубину резания принимаем по  максимальному припуску t = 1,3 мм

Стойкость инструмента принимаем 60 мин

Расчет скорости резания  производим по формуле:

V= C_v/T^m*t^x*S^y*K_v

где C_v =292; х=0,15; у=0,2; m=0,2

K_v= K_mv* K_nv* K_uv

K_mv=(190/HB)^nv; nv=1,25; HB=190

K_nv=0,8; K_uv=0,83; K_mv= (190/190)^1,25 = 1

K_v= 1*0,83*0,8 = 0,664

V= 292/60^0,2*1,3^0,15*0,217^0,2*0,664= 111,6 м/мин

Находим частоту вращения шпинделя  по формуле

n= 1000V/πD

n= 1000*111,6/3,14*130 = 273,315 об/мин

Принимаем частоту вращения шпинделя 240 об/мин 

тогда истиная скорость резания будет

V= πD n/1000 =3,14*130*240/1000 = 98 м/мин

Сила резания определяется по формуле:

Р_z = 10* C_р* t^x*S^y*Vⁿ*K_р

где C_р =92; х=1,0; у=0,75; n=0

K_р= K_мр* K_φр* K_yр* K_λр

K_мр=(HB/190)^nр = (190/190)^0,4 = 1

K_φр= 0,89; K_yр= 1,1; K_λр=1,0

K_р= 1*0,89*1,1*1,0 = 0,979

Тогда Р_z = 10*92*1,3^1,0*0,217^0,75*98⁰* 0,979= 372,27 Н

Мощность резания по формуле

N= Р_z * V/1020*60 = 372,27*98/1020*60 = 0,596 кВт

Мощность резания  значительно мощности станка

N_ст < N_рез

Определяем машинное время на обработку отверстия

Т_о= L*і/n*S

где L = ℓ + у + ∆, мм

ℓ = 57 мм

у= t/tq 45 + 2 = 1,3/1 + 2 = 3,3 мм

∆ = 4 мм

L = 57+4+3,3 = 64,3 мм

Т_о= 64,3/240*0,217 = 1,235 мин

Определяем режимы резания на чистовое растачивание внутреннего диаметра.

Принимаем S=0,08 мм/об; i=1; L =57 мм; t=0,27 мм

V= C_v/T^m*t^x*S^y*K_v

где C_v =292; х=0,15; у=0,2; m=0,2

K_v= K_mv* K_nv* K_uv

K_mv=(190/HB)^nv; nv=1,25; HB=190

K_nv=0,8; K_uv=0,83; K_mv= (190/190)^1,25 = 1

K_v= 1*0,83*0,8 = 0,664

V= 292/60^0,2*0,27^0,15*0,08^0,2= 172,4 м/мин

Определяем частоту  вращения шпинделя 

n= 1000V/πD

n= 1000*172,4/3,14*130 = 422,4 1/мин

Принимаем частоту вращения шпинделя равной 400 1/мин

и уточняем  скорость резания 

V= πD n/1000 =3,14*130*400/1000 =  163 м/мин

Определяем силу резания

Р_z = 10* C_р* t^x*S^y*Vⁿ*K_р

Р_z = 10*92*0,27^1,0*0,08^0,75*163⁰* 0,979= 36,5 Н

Мощность резания по формуле

N= Р_z * V/1020*60 = 36,5*163/1020*60 = 0,098 кВт

Определяем машинное время 

L = 57+4+3,3 = 64,3 мм

Т_о= 64,3/400*0,08 = 1,977 мин

 

Табличным методом.

Определим режимы резания  табличным методом на операцию сверления 8 мм  отверстий. Для этого по карте  подач  (    ) принимаем для нашего случая первую группу подач. По группе подач и диаметру лимитирующего инструмента принимаем S=0,2 мм/об. Стойкость инструмента принимаем с учетом того, что в наладке восемь инструментов Т = 100 мин.

По карте скоростей V = V_табл*К₁* К₂* К₃

где  К₁=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала

К₂=1,0 – от стойкости инструмента

К₃=1,0 – от отношения длины резания у диаметру

V_табл=17

V = 17*1,0*1,0*1,0 = 17 м/мин

Частота вращения шпинделя

n= 1000V/πD

n= 1000*17/3,14*13 = 416 1/мин

Принимаем частоту вращения шпинделя равной 355 1/мин

тогда

V= πD n/1000 =3,14*13*355/1000 =  14,5 м/мин

Определяем основное время

Т_о= (ℓ _о+ ℓ_вр+ ℓ_и)/n*S

ℓ _вр= t*ctq φ + (0,5÷2)

ℓ _вр= 6,5*0,7 +2 =10,5 мм

ℓ_и = 2 мм

 

Т_о= 15+6,5+2/355*0,2 = 0,28 мин

Аналогичным образом производим расчет режимов резания на все остальные операции и результаты расчетов сводим в таблицу 7.

 

Таблица 7. Сводная таблица режимов резания для обработки стакана

 

Номер и наименование операции	t мм	S мм/об	V м/мин	h 1/мин	То
005 Токарная
позиция 3	1,12	0,217	52,75	112
позиция 4		0,217	54,51	112
позиция 5		0,217	52,75	112	1,23
позиция 6		0,217	52,75	112	0,99
позиция 7		0,217	46,07	112
позиция 8		0,217	46,07	112	4,53
010 Вертикально- сверлильная	6,5	0,2	17	355	0,28
015 Вертикально- сверлильная	2	0,48	22	710	0,14
020 Резьбонарезная	0,5	1,0	7,03	280	0,28
025 Алмазно-расточная	0,27	0,08	163,0	400	1,97
030 Круглошлифовальная	0,05	0,3	30	63	0,62

 

 

Расчет технических норм времени.

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени.

Т_шт-к= Т_о + Т_в + Т_об + Т_от + Т_п.з

где Т_о – основное время, мин;

Т_в – вспомогательное время, мин;

Вспомогательное время  состоит из затрат времени на отдельные  приемы:

Т_в = Т_у.е + Т_з.о + Т_уи + Т_п-з

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

Т_з.о – время на закрепление и открепление детали, мин;

Т_уи – время на приемы управления, мин;

Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин.

Время на обслуживание рабочего места Т_об  слагается из времени на организационное обслуживание рабочего места и времени на техническое обслуживание

Т_об = Т_тех + Т_орг

Т_от – время перерывов на отдых и личные надобности, мин

Т_п-з – подготовительно- заключительное время

Следовательно на операции 005 основное время составляет Т_о=4,53 мин

Время на установку и  снятие детали в самоцентрирующемся патроне Т_у.е =0,15 мин

Время на закрепление  и открепление детали рукояткой пневмозажима

Т_з.о =0,024 мин

Вспомогательное время  на приемы управления станком. Включить и выключить станок 0,02 мин, время  для подвода и отвода инструмента 0,05 мин

Т_уи = 0,02 + 0,05 = 0,07 мин

Время на измерение детали Т_изм =0,11 мин

Следовательно:

Т_в = 0,15 +0,024 +0,07 +0,11 = 0,354 мин

Оперативное  время

Т_ои = Т_о + Т_в = 4,53 +0,354 = 4,88 мин

Определяем время на обслуживание рабочего места 

По (    ) Т_тех = 2,5 на смену одного резца, а в нашем случае 9 резцов

Т_тех = 2,5*9/60 = 0,375 мин

Время на организационное обслуживание

Т_орг = 3,1*4,88/100 =0,15 мин

Время перерывов на отдых  П_ог=6% оперативного времени,

тогда

Т_от = 4,88*6/100=0,29 мин

Определяем состав подготовительно  – заключительного времени: на наладку  станка инструмента и приспособлений 11 мин,

На установку резцов 2*9 = 18 мин

Получение инструмента и тприспособлений  до начала и сдача после окончания  обработки 10 мин

 Т_п-з = 11+18+10=39 мин

Принимаем количество деталей  в партии 100 шт.

Т_шт-к= 39/100+4,53+(0,354*1,85)+0,375+0,15+0,29=6,39 мин

Аналогичным образом  производим расчеты по остальным  операциям и результат сводим в таблицу 8.

 

 

Таблица 8. Сводная таблица норм времени на обработку детали стакан.

 

Номер и наименование операции	То	Тв			Тои	Тоб		Тот	Тп-з/n	Тшт-к
		Ту.е + Тз.о	Туи	Тиз		Ттех	Торг
005 Токарная	4,53	0,174	0,07	0,11	4,88	0,375	0,15	0,29	0,39	6,39
010 Вертикально-сверлильная	0,28	0,344	0,04	0,09	0,754	0,024	9,045	0,045	0,36	1,63
015 Вертикально-сверлильная	0,14	0,344	0,04	0,09	0,614	0,009	0,037	0,037	0,18	1,28
020 Резьбонарезная	0,28	0,344	0,04	0,09	0,754	0,012	0,045	0,045	0,18	1,44
025 Алмазно – расточная	1,97	0,344	0,07	0,2	2,604	0,11	0,16	0,16	0,2	3,38
030 Круглошлифовальная	0,62	0,344	0,12	0,11	1,194	0,006	0,048	0,048	0,07	1,88

 

 

Определение необходимого количества оборудования и построение графиков его загрузки.