Фрезерування чистове

2. фрезерування чистове.

Для послідовної обробки протилежних поверхонь:

Z_min = R_zi-1 + h_i-1 + Δ_Σi-1 + ε_ί

R_z = 160 мкм; h = 200 мкм - для заготовки;

R_z = 32 мкм; h = 50 мкм - для фрезерування чорнового;

R_z = 10 мкм; h = 15 мкм - для фрезерування чистового.

Δ_Σі-1 = =  = 640 мкм = 0,64 мм

де:  = 400 мкм = 0,4 мм - відхилення від співвісності елементів, що штампуються у різних половинах штампів табл.18 с.187 [4]

Δ_Σ¹ = Δ_Σ · 0,06 = 0,64 · 0,06 = 0,038 мм - для чорнового фрезерування;

Δ_Σ¹¹= Δ_Σ · 0,02= 0,64 · 0,02 = 0,013 мм - для чистового фрезерування.

ε = 60 мкм - погрішність установки у пневматичних лещатах попередньо обробленої заготовки.

Мінімальний припуск на механічну обробку (на бік):

а) припуск на чистове фрезерування

Z = 32 + 50 + 38 + 60 = 180 мкм = 0,18 мм

На розмір 2Z = 2 ∙ 0,18 = 0,36 мм

б) припуск на чорнове фрезерування

Z = 160 + 200 + 640 + 60 = 1060 мкм = 1,06 мм

На розмір 2Z = 2 ∙ 1,06 = 2,12 мм

Розрахункові та граничні розміри:

l = l = 11,9 мм

l = l = l + 2Z = 11,9 + 0,36 = 12,26 мм

l = l = l + 2Z = 12,26 + 2,12 = 14,38 мм

l = 12,00 мм

l = l + δ = 12,26 + 0,3 = 12,56 мм

l = l + δ = 14,38 + 0,9 = 15,28 мм

Граничні та загальні припуски:

2Z = 0,36 мм, 2Z = l - l = 12,56 - 12,00 = 0,56 мм

2Z = 2,12 мм, 2Z = l - l = 15,28 - 12,56 = 2,72 мм

2Z = 2Z + 2Z = 0,36 + 2,12 = 2,48 мм

2Z = 2Z + 2Z = 0,56 + 2,72 = 3,1 мм

Отримані результати заносимо у таблицю 2.5.

Таблиця 2.5

Технологічні переходи	Розрахун-ковий припуск, мкм	Розрахун- ковий розмір, мм	Допуск, мм	Граничний розмір, мм		Граничне значення припуску, мм
				lmax	lmin	2Zmax	2Zmin
Фрезер. чистове	360	11,9	0,1	12,00	11,90	0,56	0,36
Фрезер. чорнове	2120	12,08	0,3	12,56	12,26	2,72	2,12
Заготовка	-	14,2	0,9	15,28	14,38	-	-
Разом						3,28	2,48

На основі наведених розрахунків будуємо схему графічного зображення припусків і допусків на обробку отворів Ø20Н9 (^+0,052).

Рис.2.4

Будуємо схему графічного зображення припусків і допусків на обробку поверхонь з розміром 12_-0,1.

Рис.2.5

2.2 Розробка маршрутної технології обробки заготовки 2.2.1 Розробка технологічного процесу по операціях, установах та переходах

Вихідною інформацією для проектування технологічного процесу механічної обробки заготовки є: робоче креслення деталі; технічні вимоги; регламентована точність поверхонь; параметри шорсткості поверхонь; об’єм річного випуску деталей.

Для спрощення запису технологічного процесу використовуємо наступну схему розташування поверхонь, що обробляються:

Рис.2.6

Складаємо технологічний маршрут обробки заготовки важеля з урахуванням зображеної схеми.

Таблиця 2.6

№ опер.	Найменування операції	Обладнання	Пристрій	База
1	2	3	4	5
005	Фрезерна 1.Фрезерувати пов.1 "як чисто". 2.Фрезерувати пов.2 у розмір 40-0,25.	Вертикально-фрезерний верстат мод.6Р11	Лещата з пневмо-затиском	Необроблені зовнішні пов.3, 5 і 6
010	Фрезерна 1.Фрезерувати пов.3 начорно. 2.Фрезерувати пов.3 начисто. 3.Фрезерувати пов.4 у розмір 12,5-0,3. 4.Фрезерувати пов.5 у розмір 35-0,62.	Вертикально - фрезерний верстат мод.6Р11	Лещата з пневмо-затиском	Оброблені зовнішні пов.1 і 2
015	Фрезерна Фрезерувати пов.6 "як чисто".	Вертикально-фрезерний верстат мод.6Р11	Лещата з пневмо-затиском	Оброблені зовнішні пов.1 і 2
020	Фрезерна Фрезерувати 2 фаски 7 і 8 (5х45°).	Вертикально-фрезерний верстат мод.6Р11	Лещата з пневмо-затиском	Оброблені зовнішні пов.1 і 2
025	Фрезерна Фрезерувати пов.4 начисто з фрезеруванням пазу 9 шир.2±0,25.	Вертикально-фрезерний верстат мод.6Р11	Лещата з пнемо- затиском	Оброблені зовнішні пов.1, 2 і 3
030	Фрезерна 1.Фрезерувати послідовно: а) пов.10 до R35-0,16; б) паз11 попередньо на глибину 6+0,3; в) пов.12 з R20-0,52; г) пов.13, 14 і 15 з R19-0,52 і R6*. 2.Фрезерувати паз.11 під "ластівки хвіст". 3.Зенкерувати отв.16 до Ø19,4+0,3. 4. Свердлити отв.Ø4,3 на гли-бину 10+0,36 (17) під різьбу М5.	Вертикально- фрезерний верстат з ЧПУ і інструменталь- ним магазином мод.6Р11МФ3-1	Лещата з пнемо- затиском	Оброблені зовнішні пов.1, 2 і торець 6
035	Довбальна Довбати зубці 4±0,15 х 60°, витримуючи R35-0,16 (пов.1).	Довбальний верстат мод.7А412	Лещата з пнемо- затиском	Оброблені зовнішні пов.1, 2 і 6
040	Слюсарна 1. Нарізати різьбу М5 (пов.18) на глибину 6 мм в отв.17. 2.Зенкувати отв. 19 до Ø23+0,52 до розміру 8-0,09. 3.Запилити 2 фаски 20 і 21 у розмір 0,6х45°. 4.Зняти задирки після фрезерних і довбальної операцій.	Вертикально- свердлильний верстат мод.2Н118	Лещата	-
045	Термічна	Термопіч	-	-
050	Свердлильна Розгорнути отв.16 до Ø20Н9 (+0,052).	Вертикально- фрезерний верстат мод.2Н118	Лещата	-
055	Контрольна	Стіл БТК	-	-

2.3 Операційна розробка технології. 2.3.1.Зміст та стисла характеристика операції.

Розглянемо операцію 030 фрезерна. Ця операція є операцією по обробці цілого ряду поверхонь за одну установку, частину з яких трудно отримати на універсальному обладнані. Виконання цієї операції дозволить отримати:

1.3 радіусні поверхні з R19_-0,52; R20_-0,52 і R35_-0,16;

2.паз типу "ластівки хвіст";

3.отвір Ø20Н9 попередньо;

4.отвір Ø4,3 під М5.

Фрезерування і свердління здійснюється на фрезерному верстаті з ЧПУ і інструментальним магазином на 8 інструментів мод.6Р11МФ3-1 набором з 4-х інструментів. У якості вимірювального інструменту використовується спеціальні радіусні шаблони і калібр - пробки.

2.3.2 Обгрунтування установочних баз.

Так як обробка на верстаті з ЧПУ ведеться з багатьох сторін необхідно найти базу і місце затискання заготовки, щоб на неї не наїхала фреза. Таким місцем у якості установчої бази, а також місцем затискання найбільш зручно використати дві оброблені поверхні з розміром 40_-0,25. При цьому кінцівка з радіусами R19 і R20 повинна звісати. Ще однією базою може бути більший торець деталі, точніше його нижня частина (на верхній проходить фреза). До тогож від цього торця зав’язані всі розміри.

2.3.3 Обгрунтування вибору верстату.

Для многоопераційної обробки деталей є декілька моделей фрезерних верстатів з ЧПУ. Враховуючи невеликий розмір деталі обираємо верстат з самим малим розміром столу. Це вертикально-фрезерний верстат з ЧПУ і інструментальним магазином мод.6Р11МФ3-1. Його основні характеристики такі:

Робоча поверхня стола (ширина х довжину), мм 250 х 1000

Найбільше переміщення столу, мм:

повздовжнє 630

поперечне 300

вертикальне 350

Внутрішній конус шпинделю (конусність7: 24) 50

Число швидкостей шпинделю Б/с

Частота обертання шпинделю, об/хв 63-2500

Число подач столу Б/с

Подачі столу, мм/хв.0,1-4800

Швидкість швидкого руху столу, мм/хв.4800

Потужність електродвигуна приводу головного руху, кВт 8

Габаритні розміри (довжина х ширина х висота), мм 2750 х 2230 х 2450

Маса (без виносного обладнання), кг 2650

2.3.4 Обгрунтування вибору пристрою

Для обробки на вертикально-фрезерних верстатах звичайно використовуються лещата. Вони нам підходять. А для облегшення труда робочого використовуємо пневматичні лещата. Цей пристрій дозволяє встановити і надійно закріпити заготовку одним поворотом рукоятки. При цьому тиск скрапленого повітря дозволяє надійно затиснути заготовку.

2.3.5 Обгрунтування вибору ріжучого інструменту

Для обробки радіусів і пазу на вертикально-фрезерних станках використовуються кінцеві фрези. Діаметр фрези у нас обмежений шириною пазу під "ластівки хвіст". У верхній частині цей паз має ширину 14^+0,18. Тому обираємо фрезу Ø14 мм.

Для остаточного фрезерування пазу "ластівки хвіст" використовуються спеціальні кінцеві кутові фрези по МН 407-65.

Для зенкерування отвору Ø20Н9 використовуємо цільний зенкер Ø19,4 мм за ГОСТ 12489-71, а для свердління отвору під різьбу М5 свердло Ø4,3 мм середньої серії за ГОСТ 10902-77.

2.3.6 Обгрунтування вибору засобів операційного контролю.

Контроль розмірів у серійному виробництві здійснюється переважно граничними калібрами. Тому для контролю розмірів обираємо радіусні шаблони R19_-0,52, R20_-0,52 і R35_-0,16, калібр-пробки 19,4^+0,3 і 14^+0,18. Вони дозволять не тільки скоротити час на вимірювання деталі, але і підвищити якість контролю. За допомогою граничних калібрів визначають не числове значення параметру, що контролюють, а гідність деталі. Тому якість контролю мало залежить від суб’єктивного чинника, тобто від людини.

2.4 Визначення режимів різання і норм часу на 4 операції

Операція 005.Фрезерна.

Верстат: вертикально-фрезерний мод.6Р11.

Інструмент: фреза торцева Ø100 з механічним кріпленням пластин твердого сплаву Т5К10.

Перехід 1.Фрезерувати площину „як чисто”.

Глибина різання: мм. Подача: S_z = 0,12 мм/зуб таблиця 33 с.283 [3] Z = 8 - число зубців фрези.

Швидкість різання:

  с.282 [3]

де: С_V=332; m=0,2; x=0,1; y=0,4; u=0,2; p=0; g=0,2 - коефіцієнт і показники степеня таблиця 39 с.286 [3];

Т = 180хв - стійкість фрези (час роботи між перезагостренням);

D = 100мм - діаметр фрези;

В = 52,1 мм - максимальна ширина фрезерування (на 2 деталі);

К_V=К _мv* К _nv * К _uv - коефіцієнт, що враховує зміну умов обробки с.282 [3]; де: К _мv = К _r* _- коефіцієнт, що враховує обробляємий матеріал таблиця 1.с.261 [3];

К_nv = 0,8 - коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовки (поковка з кіркою) таблиця 5.с.263 [3];

К_uv = 0,65 - коефіцієнт, що враховує інструментальний матеріал таблиця 6.с.263 [3]

V=

Число оборотів фрези:

Коректуємо по паспорту верстату: n_ф = 500 об/хв.

Фактична швидкість різання:

V_ф =

Розраховуємо силу P_z, що виникає при фрезеруванні:

 с.282 [3];

де: С_р=825; х=1; y=0,75; u=1,1; g=1,3; w=0,2; - коефіцієнт та показники ступенів таблиця 41 с.291 [3];  - коефіцієнт, що враховує обробляємий матеріал таблиця 9 с.264 [3];

Потужність, що витрачається на різання:

Порівняємо з потужністю верстату: N_вер=5,5 * 0,85 = 4,7 кВт. 2,8 < 4,7 N < N _вер - за такими умовами процес різання є можливим. Довжина робочого ходу: L _рх = L + L₁, мм, де: L = 125 мм - довжина фрезерування; L₁ = 24 мм - величина урізання та перебігу фрези

L_рх = 125 + 24 = 149 мм

Основний час:

 на 2 деталі.

На 1 деталь:

Т_о =

Перехід 2.Фрезерувати площину у розмір 40_-0,25.

Всі вихідні і розрахункові дані залишаються ті ж самі що у 1 переході.

Загальний основний час: Т_о = 0,155 + 0,155 = 0,31 хв. Допоміжний час:

 

де: 0,07хв - допоміжний час на взяття, встановлення закріплення, відкріплення, зняття і відкладання деталі вагою до 1 кг у пневматичних лещатах таблиця.5.5 с. 199 [4];

 допоміжний час на заходи, зв’язані з переходом таблиця.5.8 с. 202 [4];

включити або виключити верстат кнопкою;

підвести або відвести фрезу від деталі;

;

 - допоміжний час на вимірювання деталі таблиця.5.12 с. 207 [4];

0,07хв - вимірювання розміру 40_-0,25 калібр - скобою

Оперативний час:

Штучний час:  де: а_о=1,4% - час на технічне обслуговування робочого місця у процентах від оперативного таблиця.5.21 с.212 [4];

а_в=6% - час на відпочинок та особисті потреби робочого у процентах від оперативного таблиця.5.22 с.213 [4]

Підготовче - заключний час (час на підготовку операції та її завершення) таблиця 6.5 с.217 [4]:

Т_n31=3хв - час на встановлення 1-2 фрез.

Т_n32=12хв - час на встановлення та наладку пристрою.

Т_nз = 3 + 12 = 15 хв

Величина партії деталі:

де: Т_зм = 480хв - тривалість робочої зміни.

Штучно - калькуляційний час:

Перехід 2.Фрезерувати площину у розмір 40_-0,25.

Всі вихідні і розрахункові дані залишаються ті ж самі що у 1 переході.

Операція 030.Фрезерна (програмна).

Верстат: вертикально-фрезерний з ЧПУ і інструментальним магазином мод.6Р11МФ3-1.

Інструмент: фреза кінцева Ø14 Р6М5 ГОСТ 17026-71.

Перехід 1.1.Фрезерувати послідовно:

а) пов. з R35_-0,16;

б) паз попередньо на глибину 6^+0,3;

в) пов. з R20_-0,52;

г) пов. з R19_-0,52 і R6*.

Глибина різання: а) ; б) ; в) ; г) .

Ширина фрезерування: а) В = 35 - 12 - 2 = 21 мм

б) В = 6 мм

в) В = 12 мм

г) В = 7,5 мм

Вибираємо для розрахунку найбільш тяжкі умови роботи - прорізання пазу (пункт б). Для нього і визначаємо режими різання.

Подача: S_z = 0,05 мм/зуб таблиця 35 с.284 [3] Z = 4 - число зубців кінцевої фрези. Швидкість різання:

 с.282 [3]

К_uv= 1,0. Решта коефіцієнтів ті ж самі.

V=

Число оборотів фрези:

Коректуємо по паспорту верстату: n_ф = 630об/хв.

Фактична швидкість різання:

V_ф=

Розраховуємо силу P_z, що виникає при фрезеруванні:

 

Потужність, що витрачається на різання:

Порівняємо з потужністю верстату:

N_вер = 8 * 0,85 = 6,8 кВт

0,82 < 6,8 N < N _вер - за такими умовами процес різання є можливим.

Довжина робочого ходу:

L _рх = L_а + L_б + L_в + L_г, мм,

де: L_а = 55 мм - розраховано за допомогою комп’ютера; L_б = 18 + 8 + 2 = 28 мм - довжина пазу, урізання і перебігу фрези; L_в =  + 2 + 2 = 89 мм - довжина половини R20+R_фр, урізання і перебігу фрези; L_г=  + 3 + 2 = 87 мм - довжина половини R19+R_фр, урізання і перебігу фрези.

L _рх = 55 + 28 + 89 + 87 = 259 мм

Основний час: .

Перехід 2. Фрезерувати паз шир.14 мм під "ластівки хвіст".

Інструмент: кінцева кутова фреза для пазів типу "ластівки хвіст" Ø20 МН 407-65 таблиця 8 с.60 [6]

Глибина різання (максимальна):

Подача: S_z = 0,03 мм/зуб Z = 8 - число зубців фрези.

Швидкість різання:

 =

Число оборотів фрези:

Коректуємо по паспорту верстату: n_ф = 500 об/хв.

Фактична швидкість різання:

V_ф =

Розраховуємо силу P_z, що виникає при фрезеруванні:

=

Потужність, що витрачається на різання:

Порівняємо з потужністю верстату:

0,04 < 6,8 N < N _вер - за такими умовами процес різання є можливим.

Довжина робочого ходу:

L _рх = L + L₁ =18 + 22 = 40 мм

Основний час:

Перехід 3. Зенкерувати отв.Ø16,8 до Ø19,4^+0,3. Інструмент: зенкер Ø 19,4 Р6М5 ГОСТ 12489-71. Глибина різання: t = . Подача: S = 0,6 мм/об. Швидкість різання:

Число оборотів зенкера:

По паспорту:  = 200 об/хв

Фактична швидкість різання:

=  =

Крутячий момент при зенкеруванні:

Потужність, що витрачається на зенкерування:

Порівнюємо з потужністю верстату:

0,3 < 6,8 N < N_в.

Основний час:

Перехід 4. Свердлити отв.Ø4,3 на глибину 10^+0,36 під різьбу М5.

Інструмент: свердло Ø4,3 Р6М5 ГОСТ 10902-77.

Глибина різання: t = . Подача: S = 0,1 мм/об

Швидкість різання:

Число оборотів свердла:

По паспорту:  = 1600 об/хв

Фактична швидкість різання:

=  =

Крутячий момент при свердлінні:

Потужність, що витрачається на свердління:

Порівнюємо з потужністю верстату:

0,172 < 6,8 N < N_в.

Основний час:

Загальний основний час на операцію:

Т_о = 2,056 + 0,333 + 0,158 + 0,075 = 2,622 хв

Допоміжний час для верстатів з ЧПУ (разом з основним) встановлюється хронометражем, тобто вимірюється в процесі обробки секундоміром. Орієнтовно допоміжний час можна прийняти у розмірі 30% від основного:

Т_д = 0,3Т_о = 0,3 ∙ 2,622 = 0,787 хв.

Вимірювання деталі можна робити під час обробки наступної деталі.

Оперативний час:

Штучний час:

Підготовче - заключний час: Т_nз = 7 + 17 = 24 хв

Величина партії деталі:

Штучно - калькуляційний час:

Операція 035 Довбальна.

Верстат: довбальний мод.7А412.

Інструмент: різець довбальний Т5К10 спеціальний СПК 010.28.006.00.00.

Довбати зубці 4±0,15 х 60°, витримуючи R35_-0,16 за 5 переходів.

Глибину різання розраховуємо за допомогою рис.2.7:

Рис.2.7

t = 4 ∙ sin60° = 4 ∙ 0,866 = 3,5 мм

Розрахунок режимів різання проводиться як і для токарної обробки з введенням допоміжного коефіцієнту на швидкість різання К_уv = 0,6, що враховує ударне навантаження с.276 [3].

Подача: S = 0,2 мм/дв.хід табл.15 с.268 [3]

Визначаємо швидкість різання по формулі:

 =

Знаходимо число двійних ходів стола у хвилину:

Коректуємо по паспорту верстату: n_ф = 210 дв.ход/хв

Тоді фактична швидкість різання буде:

Розраховуємо силу різання при довбанні:

Визначаємо потужність різання:

Порівнюємо з потужністю верстату

1,2 < 1,3 N < N_вер

Визначаємо основний час:   на 1 прохід

На операцію (5проходів): Т_о = 5∙Т = 5∙0,107 = 0,535 хв

Допоміжний час:

Т_д = t_уст + t_пер+ t_доп = 0,09 + (0,01∙2 + 0,02·10) + (0,07·2 + 0,09) = 0,54 хв

Оперативний час:

Т_оп= Т_о + Т_д = 0,535 + 0,54 = 1,075 хв

Штучний час:

Підготовчо-заключний час: Т_п.з = 4 + 8 = 12 хв

Величина партії деталей:

Штучно-калькуляційний час: Т_шт.к = Т_шт + = 1,153 + 1,183хв

Операція 050 Свердлильна.

Обладнання: вертикально-свердлильний верстат мод.2Н118.

Свердлильна

Розгорнути отв. Ø19,4 до Ø20Н9 (^+0,052).

Інструмент: розгортка Ø 20 Р6М5 ГОСТ 1672-80.

Глибина різання:

t =

Подача: S = 0,8 мм/об табл.27 с.278 [3]. Швидкість різання:

Число оборотів розгортки:

По паспорту:  = 125 об/хв

Фактична швидкість різання:

=  =

Крутячий момент і потужність при розгортанні зважаючи на їх невелику величину не розраховуються. Основний час:

Допоміжний час:

Т_д = Т_у + Т_п + Т_в = 0,08 + (0,01*2 + 0,03*2) + 0,12 = 0,28 хв.

Оперативний час:

Т_оп = Т_о + Т_д= 0,22 + 0,28 = 0,5 хв.

Штучний час:

Підготовно-заключний час:

Т_пз = 6 + 5 = 11 хв

Величина партії деталей:

Штучно-калькуляційний час:

Всі отримані дані заносимо у таблиці 2.7 і 2.8.

Таблиця 2.7

№ з/п	Найменування операції	t,мм	Lр,мм	Lр.х.,мм	То,хв	S,мм/об	Швидкості різання і обороти шпинделю				N,кВт
							розраховані		прийняті
							V	n	V	n
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
005	Фрезерна1.Фрезеруванняплощини	1,4	125	149	0,155	Sz0,12мм/зуб	173,4	552	157	500	2,8
	2.Фрезерування іншої площини	1,4	125	149	0,155	0,12	173,4	552	157	500	2,8
010	Фрезерна1.Фрезеруванняоснови начорно	1	125	149	0,31	0,12			157	500
	2.Фрезеруванняоснови начисто	0,25	125	149	0,31	0,12			157	500
	3.Фрезеруваннярозміру 12,6	0,25	40	96	0,2	0,12			157	500
	4.Фрезеруваннярозміру 35	1,3	40	55	0,115	0,12			157	500
015	Фрезерна Фрезерування торця	2,5	35	60	0,125	0,12			157	500
020	Фрезерна Фрезерування 2-х фасок 5х45°	5	40х2	48х2	0,635	0,06	25	398	19,8	315
025	Фрезерна Фрезерування пов. і пазу 2 начисто	0,25	40	96	2,4	0,08	160	509	157	500
030	Фрезерна1.Фрезерування 4-х поверхонь	14		259	2,056	0,05	27,6	628	27,7	630	0,82
	2.Фрезеруваняя пазу "ластівки хвіст"	3	18	40	0,333	0,03	37,9	603	31,4	500	0,04
	3.Зенкерування Ø19,4	1,3	12	19	0,158	0,6	14,7	241	12,2	200	0,3
	4. Свердління Ø4,3	2,15	10	12	0,075	0,1	31,1	2303	21,6	1600	0,17
035	Довбальна	3,5	21	35	0,535	0,2	21,4	305д.х./хв	14,7	210д.х./хв	1,2
040	Слюсарна1. Нарізання різьби М5	0,35	6	10	0,05	0,8	4	255	3,9	250
	2.Зенкування Ø23	1,5	4	7	0,056	0,5	20	277	18,1	250	-
	3.Запилювання 2-х фасок 0,6х45°				0,8
	4.Зняття задирків	-	-	-	1,7	-	-	-	-	-	-
045	Термічна	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
050	Свердлильна	0,3	12	22	0,22	0,8	9,1	144,9	7,85	125	-
055	Контрольна	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Таблиця 2.8

№ опера-ції	Найменування операції	Основний час, хв	Оперативний час, хв	Допоміжний час, хв			Час на обслуговування, %	Час на відпочинок, %	Штучний час, хв.	Підготовчо-заключний час, хв	Величина партії деталей, шт.	Штучно-калькуляційний час, хв
				Установка і зняття деталі	Зв’язане з переходами	Вимірювання деталі
005	Фрезерна	0,31	0,55	0,07	0,1	0,07	1,4	6	0,59	15	802	0,57
010	Фрезерна	0,935	1,605	0,32	0,12	0,23	1,4	6	1,724	15	270	1,78
015	Фрезерна	0,125	0,385	0,08	0,1	0,08	1,4	6	0,413	15	1126	0,426
020	Фрезерна	0,635	0,885	0,08	0,11	0,06	1,4	6	0,95	15	489	0,98
025	Фрезерна	2,4	2,74	0,08	0,15	0,11	1,4	6	2,943	15	158	3,038
030	Фрезерна	2,622	3,409	0,787			1,4	6	3,66	24	125	3,852
035	Довбальна	0,535	1,075	0,09	0,22	0,23	1,3	6	1,153	12	406	1,183
040	Слюсарна	2,606	3,246	0,16	0,27	0,21	1	6	3,473	10	135	3,547
045	Термічна	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
050	Свердлильна	0,22	0,5	0.08	0,08	0,12	1	6	0,535	11	877	0,548
055	Контрольна	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

2.5 Аналіз базового технологічного процесу

На базовому підприємстві деталь виготовляється в умовах одиничного виробництва. Тому, у якості заготовки використовувався лист товщиною 40 мм. Заготовку вирізають газорізкою з припуском 10-15 мм на бік. Для серійного виробництва цей метод непридатний. Я пропоную отримувати заготовку методом штамповки у відкритих штампах на КГШП. Це дозволить знизити матеріалоємність і трудоємкість механічної обробки.

На базовому підприємстві встановлення деталей на фрезерних і свердлильних верстатах здійснювалося на універсальних пристроях з ручним затиском. Це сприяло втомлюваності робочого і знижувало продуктивність праці. Я пропоную на всіх цих операціях для закріплення деталей використовувати лещата з пневмозатиском.

Для контролю розмірів на базовому заводі використовувалися універсальні вимірювальні інструменти (штангенциркулі, мікрометри тощо), що цілком виправдано в умовах одиничного виробництва. Я же пропоную для вимірювання діаметрів і деяких лінійних розмірів використовувати калібри-скоби і калібри пробки.

Все вищезгадане дозволяє скоротити час на механічну обробку деталі і підвищити продуктивність праці.

3. Конструкторський розділ 3.1 Розрахунок та опис пристрою

На фрезерних операціях 005 - 030 і довбальної 035 я спроектував і використовую лещата з пневмоприводом СПК 010.29.006.00.00. Лещата призначені для базування заготовки по боковим поверхням та закріплення її силою Р. В пристрої заготовка лягає на одну з двох плоских поверхонь і з боків затискається за допомогою губок. Принцип дії пристрою наступний: зусилля від пневмоциліндру 7 передаються за допомогою штоку 9 на важіль 14. При подачі скрапленого повітря за допомогою розподільчого крану 1 у верхню порожнину пневмоциліндру 7 поршень 8 разом з штоком 9 йде униз повертаючи важіль 14. Він давить на ліву губку 15, яка затискає заготовку. При подачі скрапленого повітря у нижню порожнину відбувається розтискання заготовки.

3.1.1 Розрахунок погрішності базування у пристрої

У даному пристрої заготовка лягає на плоску поверхню від якої завдані розміри. Тому погрішність базування у вертикальному напрямі буде дорівнювати нулю: ε_б = 0. У горизонтальному напрямі заготовка притискається до нерухомої губки. Тому погрішність базування у горизонтальному напрямі також буде дорівнювати нулю: ε_б = 0.

3.1.2 Розрахунок зусиль закріплення деталі у пристрої

Для того, щоб визначити силу затиску деталі в пристрої необхідно розрахувати силу різання. При фрезеруванні торцевою фрезою Ø 100 мм вона буде максимальною і дорівнює згідно пункту 2.4: P_z = 1087 н =108,7 кгс.

Зважаючи на невелику площину бокової поверхні за яку затискається заготовка, силу з якою необхідно затиснути заготовку повинна у 4 рази бути більшої ніж сила різання. Враховуючи співвідношення пліч у важелі 14 (1: 2) з урахуванням запасу (4 рази) нам необхідно:

Q = P_z ·  = 108,7 ·  · 4 = 217,4 кгс

Розрахуємо діаметр пневмоциліндру, який необхідно даному патрону.

Сила, яка розвивається на штоку пневмоциліндру дорівнює:

Q = F_пор ·р · η,

де: p = 4 кгс/см^{2 -} тиск скрапленого повітря в пневмосистемі;

F_пор =  - площа поршню;

η = 0,87 - КПД пневмоциліндру.

3.1.3 Визначення розмірів затискного елементу пристрою

Зневажаючи величиною діаметру штоку d (малою у порівнянні з діаметром поршню D) знаходимо діаметр поршню пневмоциліндру за формулою:

D =  =  = 89,2 мм = 8,92 см с.242 [7]

По табл. IV.1 с. 205 [7] приймаємо найближчий більший діаметр пневмоциліндру: D = 100 мм.

По тієї ж таблиці визначаємо найбільше зусилля, що розвиває даний пневмоциліндр при тиску в мережі 6 кгс/см². Воно дорівнює 680 кгс.

По цьому найбільшому зусиллю розрахуємо на міцність одну з найбільш завантажених деталей пристрою.

3.1.4 Розрахунок найбільш завантажених деталей на міцність

Розрахуємо на міцність вісь 16 на якої обертається важіль 14. Ця вісь має Ø 12 мм і виготовлену з сталі 45. Проводимо розрахунок на зріз. Для сталі 45: [τ_зр] = 60 кгс/мм². Необхідно виконати умову: [τ_зр] ≥ τ_зр. Розраховуємо:

τ_зр = ,

 

де: Q = 680 кгс - зусилля на важелі 14;

d = 12 мм - діаметр осі 16

 

τ_зр = = 6 кгс/мм²

6 < 60 τ_зр < [τ_зр] - умова виконана і вісь 16 не буде зрізана.

3.2 Проектування ріжучого інструменту 3.2.1 Стислий опис ріжучого інструменту

У якості ріжучого інструменту на довбальній операції 020 - довбання зубців я сконструював і використовую спеціальний різець з твердосплавною пластиною Т5К10 СПК 010.28.006.00.00.

Спроектований мною довбальний різець улаштований наступним образом. Різець має корпус, у який у спеціальне гніздо вставляється спеціальна пластина з твердого сплаву марки Т5К10. Цей твердий сплав використовується для роботи з ударами і переривчастими поверхнями при обробці вуглецевих і легованих сталей. А при довбанні і є робота з ударним навантаженням.

3.2.2 Розрахунок і проектування розмірів інструменту

Спеціальна твердосплавна пластина для довбального різця має наступні розміри:

Рис.3.1

Важливим конструктивним елементом різця є кут встановлення пластини γ_ВС. Виходячи з того, що не можна скривляти профіль западини приймаємо: γ_ВС=0˚.при прийняті інших кутів профіль западини буде скривлятися. Згідно з таблицею ХІІІ.І с.221 [1] для довбальних різців: передній кут: γ = 12°, задній кут: α = 8°

Розмір державки приймаємо найбільший, який використовується на довбальних верстатах мод.7А412:

H: B = 16 × 24 мм

Перевіримо вибрану державки різця на міцність. Сила P_z, яка виникає у процесі різання з розділу 2.4: P_z = 5235 н = 523,5 кгс

Мінімально допустима ширина державки різця прямокутного перерізу дорівнює:

В =  с.50 [8]

де: l = 50 мм - приблизний виліт різця з державки;

=12 кгс/мм^{2 -} допустима напруга для державок з вуглецевої сталі незагартованих табл.4с.50 [8]

В =

У нас державка має В = 24 мм.24 > 17,3 - міцність достатня. Перевіримо державку на жорсткість. Довбальний різець працює при великих вильотах l, так як виліт l повинен бути більше висоти заготовки, що обробляється.

Тому різець розраховують на поздовжній вигін за формулою Ейлера. Максимальне навантаження, що допускає довбальний різець:

Р_кр=, с.50 [9]

де: Р_кр - критична сила; Е = 20000кгс/мм² - модуль пружності матеріалу державки;

J_min = - мінімальний момент інерції державки;

Р_кр=

В нас же Р_z = 523,5 кгс.

523,5 < 161540 - запас достатній і повздовжного вигіну різця не буде.

Маркуємо довбальний різець з зазначенням: розмірів зубців (4±0,15х60°), матеріалу ріжучої пластини (Т5К10) та товарний знак заводу-виготовлювача.

3.3 Проектування контрольно-вимірювального інструменту 3.3.1 Стисла характеристика контрольно-вимірювального інструменту

У якості вимірювального інструменту на довбальній операції 035.

я розробив і використовую комплексний калібр на зубці СПК 010.40.006.00.00. Калібр складається з трьох калібрів, які для зручності розташовані на одній пластині. Калібри ПР і НЕ контролюють граничні параметри розміру 4±0,15 і кутів 60°. Третій калібр контролює розташування зубців по радіусу R35 і служить також для настроювання пристрою для довбання.

3.3.2 Розрахунок і конструювання контрольно-вимірювального інструменту

Калібр ПР на дві западини виконуємо по мінімальному розміру: 4 - 0,15 = 3,85 мм.

Калібр НЕ на дві западини виконуємо по максимальному розміру: 4 + 0,15 = 4,15 мм

Третій калібр на всі 10 западин розташованих на радіусі R35.

Остаточно калібр має такий вид:

Рис.3.2

Для того, щоб деталь була визнана гідною при вимюрюванні двох сусідніх западин необхідно таке розташування зазорів:

Рис.3.3

Після виготовлення калібр маркують наступними даними: 4±0,15 х 60°

номінальний розмір і кут деталі, для якої призначений калібр;

ПР і НЕ - тип калібру;

- товарний знак заводу - виготовлювача.

4. Охорона праці на виробничий дільниці 4.1 Міри безпеки при експлуатації обладнання закладеного у технології

Основним обладнанням і самим небезпечним на металообробній дільниці є металорізальні верстати розглянемо міри безпеки при роботі на цих верстатах. Загальні міри безпеки при роботі на металорізальних верстатах викладені у ГОСТ 12.3.025 - 80. У відповідності с цим ГОСТом, встановлення заготовок і зняття деталей під час роботи обладнання допускається поза зоною обробки при використанні спеціальних позиційних пристроїв, що забезпечують безпеку працюючих.

До роботи на металорізальних верстатах допускаються особи відповідної професії, спеціальності і кваліфікації, що пройшли інструктаж і о бучення. Навчання, інструктаж робочих, IТП і службовців безпеки праці проводять згідно з ГОСТ 12.0.004 - 78.

Особи, що поступають на роботу, зв’язану з використанням СОЖ, підлягають обов’язковому медогляду. Особи, які мають схильність до кожних захворювань до роботи з СОЖ не допускаються.

Одним з основних травматичних факторів на металорізальних верстатах є стружка. Для захисту від неї зону різання необхідно огороджувати. Огородження також захищає верстатника при вильоті або руйнуванні різального інструменту.

Крім загальних вимог, до кожної групи металорізальних верстатів пред’являють і свої специфічні вимоги безпеки праці. Розглянемо ці вимоги, стосовно до верстатів, що є не нашій дільниці.

Вимоги безпеки при роботі на фрезерних верстатах.

Деталь, що оброблюється необхідно встановлювати на верстаті правильно і надійно, щоб під час руху верстату була виключена можливість її вильоту. Деталь закріплюється у місцях, які знаходяться як можна ближче до обробляємої поверхні.

Користуватися необхідно тільки справною фрезою. Перед її встановленням слід перевірити: надійність та міцність кріплення зубів або пластин твердого сплаву в корпусі фрези; цілісність й правильність загострювання пластин твердого сплаву, які не повинні мати викришуваних місць, тріщин, прижогів. При встановленні хвостовика інструменту у отвір шпинделю треба переконатися в тому, що він сідає цільно, без люфту.

Затиск та віджимання фрези ключем на оправці шляхом включення електродвигуна забороняється.

При кріпленні деталі за необроблені поверхні слід використовувати лещата та пристрої з насічкою на притискних губках.

Деталь до фрези подають тоді, коли остання отримає робоче обертання. Врізати фрезу слід поступово, при цьому механічну подачу необхідно вмикати до зіткнення деталі з фрезою. При ручній подачі не можна допускати різких збільшень швидкостей і глибини різання. В процесі фрезерування не можна допускати накопичення стружки на фрезі і оправці.

При фрезеруванні забороняється вводити руки у небезпечну зону. В процесі фрезерування не можна допускати накопичення стружки на фрезі та оправці. Віддаляють стружку поблизу від обертаючої фрези кісточкою з ручкою довжиною не менш ніж 250 мм.

При швидкісному фрезеруванні, крім огородження, застосовують пристрої для уловлювання та відводу стружки.

Для попередження порізів рук необхідно огороджувати фрезу, використовувати спеціальну незношену щітку для віддалення з верстату стружки, а також не вимірювати деталь поблизу відкритої фрези.

При заміні деталі або її вимірюванні фрезу відводять на безпечну відстань. Спочатку ніж виймати деталь з лещат або пристрою, необхідно зупинити верстат, відвести ріжучий інструмент, щоб не пошкодити руку о ріжучі кромки.

Перед зупинкою верстату інструмент відводять від обробляємої деталі.

Вимоги безпеки при експлуатації верстатів з ЧПУ.

До початку роботи оператору необхідно перевірити: наявність та справність огороджень рухомих елементів верстату, а також струмоведучих частин електричної апаратури і елементів управління; огороджень для захисту від стружки і охолоджуючих рідин; чи не пошкоджені відкриті участки електропроводки (ізоляція), чи не обірваний провідник електричного заземлення верстату; чи справно роблять пускові, зупиночні, реверсивні устрої, устрої перемикання швидкостей; справність ріжучого та допоміжного інструменту і надійність його фіксації у інструментальному магазині.

Перед включенням верстату необхідно передбачити, що пуск його нікому не загрожує. Забороняється включати шпиндель і переміщувати рухомі вузли верстату, як що в робочій зоні механізмів знаходиться обслуговуючий персонал.

При роботі верстату оператору забороняється: проізводити зміну і наладку ріжучого інструменту, кріплення і зняття деталей в патроні, вимірювання і усунення несправностей; відкривати кришки і блоки в стойки системи програмного управління; вскривати пульти управління; проізводити заміну сигнальних ламп і ламп місцевого освітлення; проводити роботи, звязані з вскриттям труб, металорукавів, гибких шлангів, що закривають струмоведучі провода.

При обслуговуванні декількох верстатів з ЧПУ оператор повинен проходити від верстату до верстату у місцях, що передбачені для проходу.

Вимоги безпеки при роботі на свердлильних верстатах.

При роботі на свердлильних верстатах найбільшу небезпеку для робочих представляють обертаючі частини верстату - шпиндель, патрон, свердло. Ці деталі при відсутності мір обережності можуть захопити одяг або волоси верстатника. Нещасні випадки можливі при недостатньо надійному кріпленні обробляємої деталі на столі верстату, а також інструменту (свердла) і при руйнуванні свердла у зв’язку з порушенням правил експлуатації верстату або недотриманням режимів різання. Поломки свердла бувають в основному при свердлінні з ручною подачею порожнистих деталей після виходу свердла з отвору (тому при свердлінні порожнистих деталей слід робити з автоматичною подачею або використовувати підкладки); при зустрічі свердла з раковиною або твердим включенням; при засмічені канавок свердла щільно набившейся стружкою.

При свердлінні в‘язких металів спіральними свердлами з-під свердла виходить стружка двома довгими спіралями, які обертаючись разом з свердлом можуть травмувати робочого. Тому при свердлінні спіральними свердлами стружку необхідно дробити або спеціальними устроями або переривчастою подачею.

При зміні інструменту шпиндель повинен бути опущений. Зміну інструменту при русі верстату дозволяється здійснювати тільки при наявності спеціального швидкозмінного патрону.

Ріжучий інструмент підводять до обробляємої деталі плавно, поступово, без удару. В процесі роботи не можна нахилятися близько до шпинделю і ріжучому інструменту. Утримувати деталь, що свердлять руками заборонено.

Перед зупинкою верстату інструмент відводять від обробляємої деталі.

4.2 Міри по захисту від ураження електричним струмом на виробництві

Електричний струм є травмонебезпечним фактором. Ступінь небезпеки та вихід ураження електричним струмом залежать від багатьох факторів: сили току, що проходить крізь людину, шлях току, його частота, опір людини, тривалість дії току.

Прийнято вважати безпечним для людини струм силою до 0,02 А, а струм що проходить крізь людину силою 0,1 А і вище є смертельним. Найбільш небезпечним є і струм промислової частоти (40 - 60 Гц).

Для захисту людини від ураження електричним струмом є ціла система різноманітних методів і засобів, які можна розподілити 2 групи: Загальні засоби захисту для всіх працюючих на підприємстві (включаючи і верстатників) і спеціальні засоби захисту електротехнічного персоналу.

До загальних засобів відносять:

1. Засоби, що забезпечують недоступність струмоведучих частин від випадкового торкання (ізоляція, огородження та розміщення на недосяжній висоті). При напрузі до 1000В висота проходження дроту повинна бути не менше 6 м від землі та не менше 2 м від кожної точки даху.

2. Використання малої напруги для ручного електроінструменту і місцевого освітлення (не більше 42 В).

3. Захисне заземлення - навмисне електричне з’єднання з землею корпусів верстату і іншого обладнання.

4. Захисне відключення - спеціальний устрій, що автоматично відключає електроустаткування у випадку його пошкодження.

Спеціальні засоби захисту електротехнічного персоналу:

1. Ізолюючи штанги - призначенні для відключення та включення роз’єднувачів та іншого.

2. Ізолюючи кліщі - використовуються при обслуговувані під напругою трубчатих запобіжних.

3. Струмовимірювальні кліщі - служать для вимірювання току, що тече у дроті, шині, кабелі й т.п.

4. Діелектричні рукавички, калоші, боти і ковдри - використовуються як основні так і допоміжні засоби захисту.

5. Ізолюючи підставки - використовуються у якості ізолюючої основи.

4.3 Міри пожежної безпеки на дільниці

Основним нормативним документом, що забезпечує пожежну безпеку є закон України “ Про пожежну безпеку “ прийнятий Верховною радою 17 грудня 1993 року.

Причини пожеж на механічній дільниці наступні: коротке замикання; необережне поводження з відкритим вогнем; куріння у невстановлених місцях та інші.

Міри захисту від пожеж розподіляють на організаційні, експлуатаційні, технічні та режимні.

Організаційні заходи - це навчання робітників правилам пожежної безпеки, проведення лекцій, бесід, інструктажів.

Експлуатаційні заходи передбачають правильну експлуатацію устаткування, систем опалення та вентиляції.

Технічні заходи - дотримування протипожежних правил та норм при проектуванні будівель та споруд, улаштування електричних мереж та електрообладнання, систем освітлення, вентиляції, опалення в залежності від категорії проектованого приміщення. У залежності від вибухо- і пожеженебезпечності всі приміщення згідно ОНТП 24 - 86 розподіляються на 5 категорій: А, Б, В, Г и Д. Самі небезпечні - А, самі безпечні - категорії Д, до якої належать механічні цехи і дільниці.

Режимні заходи передбачають заборону або обмеження застосування відкритого вогню, паління у невстановлених місцях. На випадок пожеж і на дільниці є 2 пожежні щити на яких знаходяться: вогнегасник, ящик з піском, відро, сокира, багор, лопата. На видному місці на дільниці розташований план евакуації з дільниці при пожежі.

Література

1. Справочник по обработке металлов резанием. Киев, "Техніка", 1983.

2. Справочник технолога - машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Т.1. М., "Машиностроение", 1985.

3. Справочник технолога - машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. Т.2. М., "Машиностроение", 1985.

4. А.Ф. Горбацевич и В.А. Шкред. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск, "Высшая школа", 1983.

5.А.Г. Косилова и др. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. М., "Машиностроение", 1976.

6. В.А. Блюмберг. Справочник фрезеровщика.Л., "Машиностроение", 1972.

7. М.А.Ансеров.Приспособления для металлорежущих станков.Л., „Машиностроение”, 1975.

8. Г.А.Алексеев и др. Конструирование инструмента. М., "Машиностроение", 1979.

9. Справочник по охране труда на промышленном предприятии. Киев, "Техника", 1991.