Технологический процесс детали вал-шестерня

L_р.х = 26 + 2 =28 мм;

L_р.х = 2×28 =56 мм;

n_пр = 784 об/мин; 

s_{0 н} = 1,5 мм/об.

 

 

 

 

 

 

 

 

8.6 Расчет режимов резания при обработке на круглошлифовальном станке

Рисунок 19- Схема обработки

Выбираем шлифовальный круг. Для  круглого наружного шлифования с  радиальной подачей, параметра шероховатости поверхности Ra = 1,6 мкм, конструкционной закаленной стали с твердостью 45 НRС рекомендуется характеристика: Э, ЭБ40С1К [4, стр. 346].

В качестве абразивных зерен принимаем  белый электрокорунд (ЭБ), марка которого Э9А [4, стр. 332]. Выбор этой марки обусловлен высокой твердостью шлифуемой заготовки и требованиями, предъявляемыми к точности обработки и шероховатости обработанной поверхности. В характеристике приняты: зернистость 40, твердость С1, связка керамическая (К).

В используемом справочнике нет ряда характеристик шлифовальных кругов, предусмотренных действующими стандартами, поэтому вводим дополнительные характеристики в марку круга [по справочнику 10, стр. 348].

1. Переводим старое обозначение маркировки абразивного материала Э9А в новое 24А.

2. После принятой зернистости 40 проставляем буквенный индекс зернистости, характеризующий процентное содержание основной фракции, принимаем индекс Н, указывающий, что в принятой  зернистости 40 содержание основной фракции составляет 45%.

3. Приводим номер структуры круга  (после обозначения твердости С1). Структура указывает соотношение зерен, связки и пор в единице объема круга. Для круглого шлифования рекомендуется средняя структура №5 и №6 [4, стр. 345], принимаем №5.

4. Указываем разновидность принятой  керамической связки. Для электрокорундовых кругов принимаем связку К8 ,так как обычное шлифование

[10, стр. 349].

5. Приводим тип (форму) принятого  круга. На круглошлифовальных  станках применяют круги ПП  и ПВД. Принимаем тип ПВД  (плоский с двусторонней выточкой), обеспечивающий удобное и надежное крепление круга на шпинделе шлифовальной бабки.

6. Указываем класс шлифовального  круга, которым обусловлены его  размеров и геометрической формы.  Для окончательного шлифования  применяют круг класса А  [10, стр. 349].

7. Приводим допустимую скорость круга, при которой обеспечивается безопасная работа. Так как обычное шлифование, то принимаем скорость 35 м/с [10, стр. 349].

Маркировка полной характеристики круга: ПВД 24А40НС15К8 35 м/с.

Размеры шлифовального круга:

D_к = 250 мм по паспорту станка [1, стр. 195];

В_к = 55 мм [4, стр. 339].

 

Расчет режимов резания.

1. Определяем скорость главного движения резания (шлифовального круга)

v = 30…35 м/с:

 

   [10, стр. 352]

 

По паспортным данным станка 3А110 n _к = 2340 об/мин:

 

 

Определяем скорость движения окружной подачи: v_Sокр=20…40 м/мин

[4, стр.465], принимаем среднее значение v_Sокр =30 м/мин.

Определяем частоту вращения заготовки, соответствующую принятой скорости движения окружной подачи:

 

   [10, стр. 353]

 

где d _з – диаметр заготовки, d _з = 40,5 мм;

 

 

Найденное значение n _з = 235 об/мин может быть установлено на станке 3А110, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения заготовки в пределах 78 – 780 об/мин.

Определяем радиальную подачу, для  окончательной обработки рекомендуется s_р = 0,001 – 0,005 мм/об [4, стр. 465], принимаем среднее значение s_р=0,003 мм/об.

Определяем мощность затрачиваемую  на резание:

 

   [4, стр. 469]

 

где d _з – диаметр заготовки, d _з = 40,5 мм;

  b – ширина шлифования, b =55 мм;

  С_N = 0,14 [4, стр. 468];

  r = 0,8 [4, стр. 468];

  y = — [4, стр. 468];

  q = 0,2 [4, стр. 468];

  z = 1 [4, стр. 468];

 

 

У станка 3А110 мощность на шпинделе равна:

 

N_шп = N_дη_ст    [10, стр. 354]

 

где N_д = 1,5 кВт – мощность электродвигателя [1, стр. 195];

       η_ст КПД станка, ориентировочно принимаем η_ст = 0,7 – 0,85 для станков с вращательным главным движением.

 

N_шп = 1,05 – 1,275 кВт

 

Следовательно обработка возможна так как N ≤ N_шп.

 

 

Расчет основного времени.

 

   [5, стр. 615]

 

К – коэффициент точности, учитывающий  время на выхаживание, т.е шлифование без поперечной подачи, при окончательном шлифовании К ≈ 1,4.

 

 

Рисунок 20 Схема обработки

Маркировка полной характеристики круга: ПВД 24А40НС15К8 35 м/с.

Размеры шлифовального круга:

D_к = 250 мм по паспорту станка [1, стр. 195];

В_к = 20 мм [4, стр. 339].

 

Расчет режимов резания.

Определяем скорость главного движения резания (шлифовального круга)

v = 30…35 м/с:

 

   [10, стр. 352]

 

По паспортным данным станка 3А110 n _к = 2340 об/мин:

 

 

Определяем значение продольной подачи: S _прод= (0,3…0,7)В мм/об

[4, стр.465], принимаем среднее значение S _прод= 10 мм/об.

Определяем глубину резания  t=мм. S _поп= 0.05 мм/ход.

Определяем частоту вращения заготовки, соответствующую принятой скорости движения окружной подачи:

 

   [10, стр. 353]

где d _з – диаметр заготовки, d _з = 40,5 мм;

 

 

Найденное значение n _з = 235 об/мин может быть установлено на станке 3А110, имеющем бесступенчатое регулирование частоты вращения заготовки в пределах 78 – 780 об/мин.

Определяем мощность затрачиваемую  на резание:

 

  [4, стр. 69]

 

где d _з – диаметр заготовки, d _з = 40,5 мм;

  b – ширина шлифования, b =20 мм;

  С_N = 1,3 [4, стр. 468];

  r = 0,75 [4, стр. 468];

            x = 0,85 [4, стр. 468];

  y = 0,7 [4, стр. 468];

  q = - [4, стр. 468];

 

 

У станка 3А110 мощность на шпинделе равна:

 

N_шп = N_дη_ст    [10, стр. 354]

 

где N_д = 1,5 кВт – мощность электродвигателя [1, стр. 195];

       η_ст КПД станка, ориентировочно принимаем η_ст = 0,7 – 0,85 для станков с вращательным главным движением.

 

N_шп = 1,05 – 1,275 кВт

 

Следовательно обработка возможна так как N ≤ N_шп.

Расчет основного времени.

 

   [5, стр. 615]

 

где L- длина продольного хода стола

а - припуск на сторону

S - продольная подача на один оборот детали

 - поперечная подача круга за один проход (глубина резания)

k – коэффициент учитывающий точность шлифования k ≈ 1,4

 

,мин.

 

9 Расчет штучного  времени

 

 [14, стр. 18]

 

где t₀ – основное (технологическое) время, мин;

   t_в – вспомогательное время, мин;

   t_тех – время на техническое обслуживание рабочего места, мин;

   [13, стр. 17]

 

где t_см – время на смену инструмента [13, стр. 251]

где t_п – время на одну правку [13, стр. 257]

   t_орг – время на организационное обслуживание рабочего места, мин;

 

   [13, стр. 18]

 

где а_орг – время на организационное обслуживание в процентах от оперативного времени [13, стр. 263]

   t_отл – время на отдых и личные надобности, мин;

 

   [13, стр. 18]

 

где а_отл – время перерывов на отдых и личные надобности в процентах от оперативного времени. По карте 4.14.1 [13, стр. 265] определяем индексы факторов для определения времени. Рабочей позе «стоя» соответствует индекс – 4, значения физической нагрузки, монотонности, темпа работы принимаются как благоприятные и индексы по ним не назначаются, следовательно а_отл = 4% [13, стр. 263].

 

 

 

 

 

9.1 Расчет штучного  времени при обработке на

фрезерно-центровальном станке

По таблицам нормативов вспомогательное  время на установку и снятие детали равно 0,85 мин; время, связанное с переходом 0,16 мин.

 

Т_в =0,85 + 0,16 = 1,01 мин.

Т_оп =1,01 + 0,5 =1,51 мин.

Величина времени обслуживания рабочего мест, отдыха и личных надобностей составляет 3% и 4% от оперативного времени соответственно и равно 0,04 +0,06 = 0,1 мин

 

Т_шт = 1,01 + 1,51 + 0,1 = 2,62 мин.

 

 

 

9.2 Расчет штучного времени при обработке на

токарном станке

9.2.1 Токарно-черновая обработка

Данные, необходимые для расчета:

деталь – вал шестерня с массой до обработки – 6,43 кг, после обработки  – 5,94кг

операция – токарная;

число одновременно устанавливаемых деталей – 1;

основное время обработки – 1,45 мин;

стойкость инструмента – 60 мин;

способ установки и закрепления  – в поводковом патроне на центрах;

организация рабочего места – детали снимаются и укладываются на конвейер промышленным роботом М20П.40.01.

 

Определяем вспомогательное время.

1. Определяем время на установку патрона на станок. По карте 4.6.1

[13, стр. 136] определяем индексы факторов для определения времени. Массе устанавливаемого патрона, соответствует индекс 10, что соответствует времени на комплекс 3,4 тыс. долей мин. Установке с совмещением по упору соответствует К_орг = 1,96 [13, стр. 138]. Время на установку составит 3,4 × 1,96 = 6,664 тыс. долей мин

2. Определяем время на закрепление патрона пневматическим зажимом с помощью рычага. По карте 4.9.9 [13, стр. 182] определяем индексы факторов для определения времени. Расстоянию до рычага S = 750 мм, соответствует индекс 3 в рабочей позе «стоя» – 0 и время 18 тыс. долей мин..

3. Определяем время на установку детали на станок. Время перемещения руки робота на расстояние 750 мм равно 0,75 сек., закрепление заготовки в схвате равно 0,5 сек, поворот руки робота на угол 120 градусов займет 3 секунды, установка детали в патрон равняется 0,5 сек, отсюда общее время равняется 4,75 сек.

4. Определяем время на срабатывания  механизма. Для пневматического  поршневого механизма это время составит 13 тыс. долей мин [13, стр. 183].

5. Определяем время включения  станка на выполнение программы. Время срабатывания механизма равно нулю.

6. Определяем время ожидания  вращения шпинделя. Это время  составляет 8 тыс. долей мин  [13, стр. 184].

7. Выполнение программы.

8. Определяем время на автоматическую смену инструмента. Это время составляет 10 тыс. долей мин [13, стр. 183].

9. Определяем время на ожидание остановки вращения шпинделя. Это время составляет 50 тыс. долей мин [13, стр. 184].

10. Определяем время на снятие детали с патрона. Время перемещения руки робота на расстояние 750 мм равно 0,75 сек., закрепление заготовки в схвате равно 0,5 сек, поворот руки робота на угол 120 градусов займет 3 секунды, установка детали в патроне равняется 0,5 сек, отсюда общее время равняется 4,75 сек. Деталь перемещается на конвейер

В результате неперекрываемое вспомогательное  время составит 129,1 тыс. долей мин.

Определяем величину поправочного коэффициента на вспомогательное время  в зависимости от такта выпуска  поточной линии. Для данной детали такт поточной линии равен t_тп = 7,64 мин, отсюда коэффициент на вспомогательное время составит 1,2 [13, стр. 19].

 

t_в = 129,1 × 1,2 =154,92 ≈ 0,155 мин.

 

Складывая полученное время со временем работы робота 9,5 сек=0,16 мин, получаем:

 

t_в=0,155+0,16=0,315 , мин