Компоновка автоматизированной производственной системы

Инструмент: сверло спиральное с коническим хвостовиком

2301-0427 ГОСТ 2092-77

d = 5мм, конус Морзе 2 по ГОСТ 25557-82

Рисунок 9 – Сверло спиральное с коническим хвостовиком

3.4 Разработка операционного технологического процесса

В соответствии с технологией получения заготовки, а также последующего получения детали составляем схему маршрута обработки. В создаваемой линии будут использоваться станки с ЧПУ, поэтому при разработке технологического процесса нужно учитывать технологические возможности отдельных типов станков и специфику работы на них. Кроме того, станки с ЧПУ обеспечивают значительное повышение точности обработки и стабильности качества обрабатываемых изделий.

Разработанный маршрут обработки приведён в таблице 7

Таблица 7 – Маршрут обработки

         3.5 Расчет режимов обработки и норм времени

1) Расчет режимов резания на токарно-винторезную операцию (005) на первый переход выполняем с помощью программы. (рисунок10)

Рисунок 10 – Программа для расчетов режимов резания

На данном переходе выполняется чистовое точение цилиндрической поверхности диаметром 40 мм, на длине 25  мм.

              Исходные данные для расчета:

диаметр обработки - d = 40 мм;

глубина резания - t = 1 мм;

по справочным данным выбирается подача - s = 0,175 мм/об.

              Скорость резания определяется по формуле:

                                                          ,                                           (1)

              где Cv = 420 - постоянный коэффициент, [1];

x = 0,15 - показатель степени при глубине резания, [1];

y = 0,2 - показатель степени при подаче, [1];

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента, [1];

T = 90 мин. - период стойкости резца из твердого сплава, [1];

Kv - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания, определяется по формуле:

                                          Kv = Kmv*Kпv*Kиv*Kтv*Kuv*Krv ,                                          (2)

              где Kmv = 1 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали, [1];

Kпv = 0,85 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности, [1];

Kиv = 1 - коэффициент, учитывающий материал инструмента, [1];

Kтv = 1 - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, [1];

Kuv = 0,7 - коэффициент, учитывающий угол в плане резца, [1];

Krv = 1 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца, [1];

                                                        Kv = 1*0,85*1*1*0,7*1 = 0,59 .

              По формуле (1) вычисляется скорость резания:

              Число оборотов рассчитывается по формуле:

                                                                      ,                                                                      (3)

              где D = 40 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

Принимается число оборотов шпинделя n = 1200 об/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

                                                                      ,                                                        (4)

              Сила резания Pz рассчитывается по формуле:

                                         (5)

              где Cp = 300 - постоянный коэффициент, /1/;

x = 1 - показатель степени при глубине резания, /1/;

y = 0,75 - показатель степени при подаче, /1/;

n = -0,15 - показатель степени при скорости резания, /1/;

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

                                                        Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,                                          (6)

              где Kmp = 1 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости, /1/;

Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup = 1; Kуp = 1; Kлp = 1; Krp = 1, /1/;

                                                        Kp = 1*1*1*1*1 = 1 .

              По формуле (5) вычисляется сила резания:

H

              Мощность резания определяется по формуле:

                                  (7)

кВт

              Основное время перехода рассчитывается по формуле:

                                                                                    (8)

              где s = 0,175 мм/об - рабочая подача инструмента;

sy = 3 - ускоренная подача отвода инструмента;

n = 1200 об/мин - частота вращения шпинделя;

L - длина пути обработки, мм, определяется по формуле:

                                                                      L = l + l1 + l2  ,                                                        (9)

              где l = 25 мм - длина пути резания;

l1 = 3 мм - врезание;

l2 = 3 мм - перебег.

              Тогда

                                                                      L = 25 + 3 + 3 = 31 мм.

              По формуле (8) вычисляется основное технологическое время  на 1  переходе 5 токарной операции:

мин

Аналогично рассчитываются остальные режимы резания.

2) Расчет режимов резания для сверлильной операции (015)

Определение скорости резания и частоты вращения

Исходные данные для расчётов: D = 5 мм – диаметр отверстий; сталь 45X – обрабатываемый материал; P18 – материал инструмента; форма заточки сверла – двойная, с подточкой поперечной кромки и ленточки (ДПЛ); 2φ = 118˚; ψ = 55˚; α = 11˚; 2φо = 70˚; w = 30˚; σв = 570 МПа; L = 10 мм – длина отверстия.

Глубина резания [12]: t = 10 мм; для сверления стали с σв = 58 кгс/мм2 сверлом диаметром 5 мм рекомендуемая подача So = 0,09÷0,13 мм/об. при L < 5D => (10 < 5·5) мм => (10 < 25) мм. Поправочные коэффициенты равны 1.

Определяем скорость резания. Принимаем среднее значение диапазона подач: So = 0,11 мм/об. Скорость резания [12]: , где Сv – коэффициент скорости; D – диаметр отверстий (мм); So – подача (мм/об); Т – временной период стойкости сверла (мин.); qv, m, yv, xv – степенные коэффициенты; Кv – общий поправочный коэффициент.

, где ; показатель nv при сверлении -0,9; См – коэффициент обрабатываемости, равный 1; ;

Klv = 1,0; Kuv = 1,0; Kv = 0,026·1,0·1,0 = 0,026; Cv = 3,6; qv = 0,65; xv = 0; yv = 0,7; m = 0,2; для сверла диаметром 5 мм из быстрорежущей стали для обработки конструкционной стали T = 20 (мин.).

Скорость резания [12]:

Частота вращения [12]:

При значении φ = 1,41 по нормали 11-1 выбираем n = 1350 (об/мин), тогда значение скорости резания [12]:

Определение крутящего момента и осевой силы

Крутящий момент [12]: Мкр = 10 · Cм · Dqm · Soym · Kр , где См = 0,0345; qm = 2; ym = 0,8; Kр = Kмр = (570/750)0,75 = 0,81

Мкр = 10 · 0,0345 · 162 · 0,380,8 · 0,77 = 322 (Hм).

Осевая сила [12]: Ро = 10 · Ср · Dqp · Soyp · Kp , где Ср = 68; qp = 1; yp = 0,7; Kp = Kмр; np =0,75; Kмр = (σв/750)np = (570/750)0,75 = 0,81

Ро = 10 · 68 · 16 · 0,380,7 · 0,77 = 1398 (H).

Определение мощности резания

Мощность резания [12]: , где Мкр – крутящий момент; n – частота вращения; Мкр = 322 (Н); n = 1350 (об/мин), тогда .

3.6 Разработка операционных эскизов

Операционный эскиз — технологический документ, предназначен­ный для рабочего и контролера. На эскизе указываются поверхности обра­ботки, размеры и технические требования, которые должны быть выдержа­ны при выполнении операции.  Поверхности, которые подвергаются обра­ботке на эскизе, выделяются красной основной или утолщенной линией.

Операционные эскизы показаны на рисунке 11.

Рисунок 11 – Операционные эскизы

4 Проектирование приспособления

4.1 Выбор расчетной схемы приспособления

Заготовка на операции сверления базируется по наружной поверхности диаметром 66 мм (рисунок 12).

Рисунок 12 – Схема базирования на сверлильной операции 010

Взаимное расположение установочных элементов приводится на рисунке 13.

Рисунок 13 –Взаимное расположение элементов приспособления.

4.2 Силовой расчет приспособления

Исходные данные:

R – радиус зажимаемой детали;

Мтр – момент трения;

Ктр – коэффициент трения;

- угол действия сил.

6*Мсв<4*Мтр*R

  Ртр=Р*Ктр

F=345 Н

Исходя из расчетов в качестве зажимного устройства берем пневмоцилиндр

40N3G ГОСТ 15608-81 с усилием сжатия на штоке 1000 кгс.

4.3 Конструирование приспособления

Приспособление состоит из:

1)     корпуса;

2)  не подвижной губки

3) подвижной губки

4) пневмоцилиндра, который прижимает деталь с помощью подвижной губки.

  Приспособление базируется на стол станка с помощью цилиндрических привертных шпонок.

  Приспособление, которое было спроектировано в данном курсовом проекте, предназначено для закрепления заготовки на специальном  вертикально-сверлильном станке. Приспособление представлено на рисунке 14.

Рисунок 14 – Приспособление сверлильное

5 Компоновка автоматизированной производственной системы

Число станков и тип производства определяем по программе ОргТехПро на компьютере (Рисунок 15).

Рисунок 15 – Программа ОргТехПро.

Выбранное количество станков приведено в таблице 8.

Таблица 8 – Количество станков