Технологічний процес обробки деталі “Фланець лабіринтів”

                                    

                                      ,н

 

11 Визначаємо потужність, що витрачається на різання за формулою 1.23:

                                                      , 

                                     

        

кВт

 

12 Вибраний режим різання перевіряємо по потужності верстату.

Обробка можлива, якщо N_різ < N_шп,

де N_шп – потужність на шпинделі верстату, кВт:

 

                                         N_шп  = N_дв∙ η,       

 

де N_дв – потужність електродвигуна верстату, кВт;

η – к.к.д верстату [3,с.421].

 

 кВт

0,032 кВт< 4 кВт

 

13 Визначаємо машинний час за формулами 1.23 та 1.24:

 

                                           ,

 

де L –  шлях інструменту в напрямку подачі в мм;

Sхв.д – подача в мм/об;

і - кількість робочих ходів,

 

                                       ,          

 

де l –  розмір поверхні, що обробляється в напрямку подачі в мм;

y – величина  врізання, мм;

D – 1 5мм – вихід ріжучого інструменту (перебіг).

 

мм

 хв

 

Розраховані аналітичним способом та по таблицях режими різання по операціям  заносимо до таблиці 1.10.

 

Таблиця 1.10 – Розрахунок режимів різання по операціям

№ оп	Найме- нування                                                                                                                                                 переходу	Зміст переходів	Обладнання	t, мм	Режими різання			Tо, хв
					S мм/хв	nвт, хв-1	Vд, м/хв
1	2	3	4	5	6	7	8	9
15	Токарна з ЧПУ	Точити пов.1,2,3 Точити пов. 1,2,3 Точити пов. 4,5	Токарний з ЧПУ мод. АТ-320МС	0,7 0,4 0,5	250 250 250	0,2 0,12 0,115	69,8 69,8 69,8	0,4 0,67 0,69
То								1,75
25	Токарна	Точити пов. 1	Токарний мод.1Б340П	1	350	0,1	97,8	0,41
Tо								0,41
30	Токарна з ЧПУ	Точити пов. 1,2,3 Точити пов. 4	Токарний з ЧПУ мод. АТ-320МС	0,45 0,33	250 355	0,18 0,12	69,9 99,2	0,67 0,35
То								1,02
40	Фрезер-на	Фрезерувати пази	Фрезерний мод. 6Р135	3,5	150	0,03	2,8	1,2
То								1,2
45	Свердлильна	Зенкерувати площадки Свердлити 9отв.	Свердлильний 2А125	1 2	140 140	0,1 0,12	1,76 1,76	1,93 5,36
То								7,29
55	Кругло шліфув.	Шліфувати пов1 Шліфув. пов2,3 Шліфувати пов4 Шліфувати пов5	Круглошліфу- вальний мод. 3А151	0,06 0,53 0,25 0,3	1150 1150 1150 1150	0,005 0,005 0,005 0,005	3,6 3,6 3,6 3,6	1,04 4, 3,13 0,52
То								8,69
Продовження таблиці 1.10
65	Токарна З ЧПК	Точити пов10 Точити пов. 9 Точити пов1,2,8 Точити пов3,4,8 Точити пов6,12 Точити пов7,12 Точити пов11,13 Притуп. кромки	Токарний  з ЧПК мод. DF-3	0,7 0,5 2,25 2,5 0,5 0,5 0,3 0,1	250 250 205 250 290 290 36 290	0,24 0,115 0,115 0,115 0,115 0,115 1,0 0,115	69,8 69,8 69,8 69,8 81 81 10,1 81	0,18 0,19 0,17 0,15 0,11 0,1 0,42 0,1
То								1,42
70	Токарна	Точити пов.1 Точити пов.2	Токарний мод.1Б340П	1,6 0,2	250 250	0,24 0,06	69,8 69,8	0,04 0,8
То								0,84
75	Свердлильна	Свердлити 6отв.	Свердлильний мод.2А125	1,5	195	0,1	54,5	0,85
То								0,85
85	Фрезер на	Розрізати деталь	Фрезерний мод.6Г82-1	17	100	0,13	27,9	3,69
105	Токарна	Точити пов.1 Точити пов.2,3	Токарний ИЖ1ИС611В	0,2 0,3	250 250	0,06 0,1	69,8 69,8	0,8 0,05
То								0,85

 

 

1.10 Розробка  керуючої програми на операцію  з ЧПК

 

В проектному  варіанті ДП розробляється токарна операція з ЧПУ №65. Використовуваний верстат – DF-3.

Устрій ЧПК  – Н22-1М з технологічними характеристиками: система ЧПК «Н22-1М» -  контурна, забезпечує одержання заданих розмірів і конфігурації оброблюваної деталі, а також необхідні технологічні команди: вибір частоти обертання шпинделя і подач супорту, вмикання прискорених переміщень супорту, зміну інструменту, ввід корекції на знос інструменту, ввімкнення ЗОР та інше. Кількість керуючих координат – 2, з них одночасно керуючих – 2. Дискретність Δх=0005мм,   Δz=0,01мм. Інтерполяція –  лінійно-кругова,   програмоносій – 8 доріжечна перфострічка, код програмування ISO-7bit. Керуюча програма:

 

%

N1G90T01M6*

N2G0X+32.5Z+36.8S250M3*

N3G1Z+17.8F0.96M8*

N4X+18.25F0.24*

N5Z+36.8F0.96*

N6G0X+32.5Z+36.8T02M6*

N7G1Z+17.3F0.46*

N8X+26.25F0.115*

N9+Z19.3*

N10+Z36.8F0.46*…………………………

Таблиця 1.11 – Розрахунково-технологічна карта

Ділянка або № точки	Подача, мм/об	Кількість обертів, хв-1	Зміна блока	Z (X)	X (Y)	ΔZ (ΔX)	ΔX (ΔY)	Примітка: втручання оператора; пошук  блока та умови шляху; охол. рідина; ввімкнено – вимкнено та ін.
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1			1	36,8	32,5			Інструмент №1
2	пр	вкл		17,8				Вкл. обертів шпинделя
3	роб				18,25			вкл. ЗОР
4				36,8
Продовження таблиці 1.11
1	2	3	4	5	6	7	8	9
5				17,3	32,5
6	пр.				26,25			Інструмент №2
7	роб			19,3
8				36,8
9					26,95
10				18,3

 

             

1.11 Нормування операцій

 

Нормування  операції 65 (токарної з ЧПУ). Модель верстата DF-3.

Норма часу на технологічну операцію з ЧПУ розраховується за формулою:

 

,                                (1.30)

     

де а  _обсл=6 % - час на обслуговування робочого місця [6, с.223, табл.45];

а _відп =4 % - час відпочинку  й  особистих потреб [6, с.236, табл.46];

Т_а - час автоматичної роботи верстату за програмою.

 

_,                                           (1.31)

 

де Т_о.а - час основної автоматичної роботи:

 

,                                   (1.32)

хв

Т_доп.а - час допоміжної автоматичної роботи за програмою, складається з часу на виконання холостих ходів та часу технологічних пауз для зупинки обертання шпинделя, подачі, заміну інструменту та інше.

 

,                                               (1.33)

хв

хв

 

Т_доп - час на виконання ручної допоміжної роботи, яка не перекривається  часом автоматичної роботи верстату:

 

,                                      (1.34)

 

де Т_вст=0,28 хв – час на установку, закріплення деталі; установка і закріплення заготівки виконується в мембранному патроні з автоматичним затиском від пневмоприводу;

Т_вик=0,32 хв – допоміжний час, пов’язаний з виконанням операції, вибираємо з таблиці 1.10 для системи ЧПУ «Н22-1М»;

Т_вим – час, пов'язаний з вимірами (на верстаті виконується 30% контроль).

Т_вим =0.3(0,047*4+0,088*2+0,04*3+0,05*3)=0,19 хв

хв

хв

 

Визначаємо  підготовчо-заключний час:  Т_п.з.=26 хв

 

 

 

 

Таблиця 1.12 – Норма часу по операціям

№	Найменування операції	Найменування верстату і модель	Норма часу
			Тосн, хв	Тдоп, хв	Тшт, хв	Тп.з., хв
1	2	3	4	5	6	7
15	Токарна з ЧПУ	Токарний з ЧПУ мод. АТ-320МС	2,24	0,67	3,09	28
25	Токарна	Токарний мод. 1Б340П	0,41	0,28	0,83	16
30	Токарна з ЧПУ	Токарний з ЧПУ мод. АТ-320МС	1,37	0,82	2,51	28
40	Вертикально-фрезерна	Вертикально-фрезерний мод. 6Р13Б	1,2	0,18	1,48	17
50	Вертикально-свердлильна	Вертикально-свердлильний мод. 2А125	7,29	1,04	8,95	18
60	Кругло- шліфувальна	Кругло- шліфувальний мод. 3А151	8,69	0,62	10,01	18
65	Токарна з ЧПУ	Токарний з ЧПУ мод. DF-3	1,85	0,19	2,9	26
70	Токарна	Токарний мод. 1Б340П	0,84	0,75	1,79	16
75	Вертикально-свердлильна	Вертикально-свердлильний мод. 2А125	0,85	0,79	1,76	18
100	Горизонтально-фрезерна	Горизонтально-фрезерний  мод. 66Г82-1	3,69	0,39	4,39	18
120	Токарна	Токарний мод. ИЖ1ИС611В	0,85	0,44	1,37	16

 

1. 12 Обґрунтування вибору різального інструмента та його матеріалу

 

Деталь  «Фланець лабіринтів» виготовляється зі сталі 40ХНМЛ.  Сталь 40ХНМЛ – теплостійка 1 групи, відноситься до  мартенситно-феритного класу. Під теплостійкими розуміють сталі, що володіють здатністю протистояти деформуванню і руйнуванню при механічному навантаженні в області температур нижче 550°С, коли не виникає небезпеки інтенсивного окалиноутворення;

Вона характеризуються змістом хрому до 6%, нікелю до 3%, молібдену і ванадію до 1% кожного і кремнію до 2%. Вони є теплостійкими матеріалами, застосовуються для виготовлення впускных і випускних клапанів двигунів, лопаток і дисків турбін, а також деталей казанових установок працюючих при температурах 500-600°С. Оброблюваність сталей 1 групи цілком задовільна, вона близька до оброблюваності вуглецевих і низьколегованих конструкційних сталей відповідної міцності.

 Після  заготівельної операції – лиття по виплавляємим моделям, виконується термообробка – гартування і відпуск для зняття  внутрішніх напружень та поліпшення оброблюваності матеріалу. У відпаленому стані ця сталь має задовільну оброблюваність: застосовувані швидкості різання в 1,5 рази нижче швидкостей різання, які використовуються при обробці заготівок зі сталі 45. Після термічної обробки оброблюваність високохромістих сталей різко знижується.

Фізико-механічні  властивості сплавів визначають їхню  різальну здатність, у різних умовах експлуатації.

Для  обробки цієї сталі на чорнових та чистових токарних операціях використовуємо сплав з меншим розміром карбідної фази більш зносостійкий і теплостійкий, а також дозволяє заточувати більш гостру різальну кромку – Т15К6, який є зносостійким,порівняно твердий і має високу опірність зносу.

Для виготовлення складнопрофільного інструменту широко використовуються швидкорізальні сталі, які мають  високу твердість (до HRC 68) і теплостійкость (600-650 С) при високому рівні крихкої міцності і в'язкості, значно перевищуючих відповідні значення для твердих сплавів. Крім того, швидкорізальні сталі мають досить високу технологічність, тому що добре обробляються тиском і різанням у відпаленому стані.

Тому  для виготовлення свердел та фрез використовуємо швидкорізальну сталь  Р6М5К5, яка має високу зносостійкість.

Застосування  змащувально-охолоджувальних рідин при різанні металів збільшує стійкість різального інструмента, поліпшує якість обробленої поверхні і знижує силу різання. В даний час застосування технологічних середовищ вважають одним з основних способів поліпшення процесів різання важкооброблюваних матеріалів.

Для остаточного  шліфування й обробки твердих  матеріалів варто застосовувати абразивні круги більш дрібнозернисті і "м'які", тобто з менш міцною зв'язкою (у процесі різання обновляється  зерно, що затупилося).

Для круглошліфувальної операції, як чистової, використовуємо матеріал -  14А16С1К – електрокорунд нормальний з величиною зерна 16 мкм.,  середньої твердості, з керамічною зв’язкою.

 

1.13 Вибір і розрахунок зусиль затиску верстатного пристрою, його робота

 

В дипломному проекті для встановлення деталі на  токарному верстаті з ЧПК мод. DF-3 використовується цанговий пристрій, який приводиться в зворотно-поступальний рух приводом верстата - пневмоциліндром.

Переваги  пневмоприводів:

- при  відносно невеликих габаритах  розвивають достатнє зусилля  затиску;

- зручні, надійні  в експлуатації;

- екологічно  чисті;

- недорого  коштують.

Недоліки:

- не довговічні;

- не забезпечують  плавність ходу;

- шумні.

Цанги відносяться  до самоцентрувальних затискних  пристроїв і застосовуються для  установки заготівки по зовнішнім  і внутрішнім циліндричним поверхням.

Цанги представляють  собою розрізні пружинні гільзи. Для  того, щоб уникнути самозаклинювання цанги, кут нахилу цанги вибирають  у межах 30^о -40^о. Число пелюстків цанги, у залежності від умов закріплення заготівки і її розмірів, коливається від 3 до 6.

У даному дипломному проекті застосовуємо цангу для закріплення по зовнішній  поверхні, (цанга працює на затискання). Затиск відбувається при подачі повітря в штокову порожнину пневмоциліндра.

Пристрій  складається з планшайби поз. 4, до якої за допомогою 3 гвинтів поз. 12 і 1 штифта поз. 6 кріпиться корпус поз. 1. В корпусі розміщена цанга поз. 2, яка за допомогою тяги поз. 5 приводиться в рух. Для повернення цанги в вихідне положення в пристрої передбачена пружина поз. 18.

Для того щоб визначити силу затиску, що діє  на заготівку необхідно розрахувати  рівняння статики, тобто рівноваги  твердого тіла, що знаходиться під  впливом різних сил моментів, пружних  деформацій, впливу режимів різання, вага заготівлі; реакцію опор, відцентрових сил і інших несприятливих  факторів.          

Для того щоб сила затиску була достатня необхідно  врахувати всі несприятливі фактори. Тоді в рівняння вводиться коефіцієнт запасу k»2,5.

Необхідна сумарна сила затиску розраховується по формулі :

 

,     (1.35)

 

де М_кр - крутильний  момент;