42830

Получение напайных и сменных многогранных режущих пластин путём прессования твердосплавных порошковых смесей и спеканием прессовок

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Доминирующая роль в решении этой задачи принадлежит методам порошковой металлургии обладающими большими потенциальными возможностями с точки зрения создания инструментальных материалов различного назначения с заданными физикомеханическими свойствами изготовление которых методами традиционного металлургического передела во многих случаях практически неосуществимо. Подпись Дата Лист креплением СМП Фреза торцевая универсальная регулируемая с механическим креплением твердосплавных в том числе с износостойким покрытием безвольфрамовых и...

Русский

2013-11-01

5.77 MB

41 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.1 Инструмент и пластины для его оснащения, изготовленные из твёрдого сплава

2 Конструирование червячной фрезы

2.1 Основные размеры фрезы

2.2 Размеры профиля

2.3 Расчётные размеры профиля

3 Технологический процесс изготовления червячной фрезы

3.1 Характеристика инструментального производства

3.2 Выбор заготовки и метод её изготовления

3.3 Разработка маршрутного технологического процесса

3.4 Разработка технологических операций

4 Проектирование пресс-формы

4.1 Общие сведения

4.2 Классификация пресс-форм

4.3 Расчёт пресс-формы для зубчатой рейки     

5 Технология изготовления дисковой фрезы

5.1 Профилирование дисковой фрезы

5.2 Выбор заготовки

5.3 Разработка маршрутного процесса изготовления фрезы   

5.4 Разработка технологических операций

6 Технико-экономические расчёты

6.1 Расчёт КПТУ

6.2 Анализ сравнительной эффективности технологических процессов изготовления СМНП из вольфрамовых и безвольфрамовых твёрдых сплавов

6.3 Калькуляция себестоимости дисковой фрезы   

7 Безопасность производства при изготовлении твердосплавных пластин

8 Список использованных источников

9 Приложения

Введение

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Дальнейший прогресс в области инструментального производства связан с совершенствованием существующих и созданием новых инструментальных материалов, обладающих более высокими технологическими и эксплуатационными свойствами, а также с оптимизацией геометрических параметров твердосплавных пластин. Доминирующая роль в решении этой задачи принадлежит методам порошковой металлургии, обладающими большими потенциальными возможностями, с точки зрения создания инструментальных материалов различного назначения с заданными физико-механическими свойствами, изготовление которых методами традиционного металлургического передела во многих случаях практически неосуществимо.

Следует подчеркнуть, что работы по созданию новых твердосплавных материалов неразрывно связаны с совершенствованием конструкции режущего инструмента, геометрии его режущей части, которая должна способствовать улучшению условий резания (снижению нагрузок, надежного стружкодробления, повышения жёсткости и т.д.).

Получение инструмента (напайных и сменных многогранных режущих пластин) путём прессования твердосплавных порошковых смесей и спеканием прессовок не имеет альтернативы, поскольку обеспечивает возможность формирования изделий со сложной объёмной геометрией режущей части, что исключает необходимость последующей заточки углов резания и стружколомных канавок.

l. ИНСТРУМЕНТ И ПЛАСТИНЫ ДЛЯ ЕГО ОСНАЩЕНИЯ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ ТВЁРДЫХ СПЛАВОВ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.1.1. Твердосплавные пластины

Рисунок 1.1 – Сменные многогранные неперетачиваемые пластины.

Твёрдые сплавы выпускают в виде пластин различной формы, которые либо припаивают к державке, либо крепят к ней механическим путём - сменные многогранные неперетачиваемые пластины (рисунке 1.1) [ 1 ].

Режущую способность инструментов с припаянными пластинами после изнашивания восстанавливают перетачиванием, а многогранные пластины поворачивают, в результате чего в работу включается новое (незатупленное) лезвие или незатупленная часть пластины.

Пластины более точных допусков применяют для многозубых инструментов и инструментов, требующих бесподналадочной замены на станке (для инструментов на станках с ЧПУ, автоматических линиях и ГПС).

Размеры пластин из безвольфрамовых сплавов соответствуют размерам пластин из сплавов, содержащих карбиды вольфрама, но их номенклатура ограничена.

Выбор формы передней поверхности сменных многогранных неперетачиваемых пластин зависит от технологических условий и условий образования и положения стружки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.1.2. Резцы с механическим креплением сменных многогранных

пластин

Рисунок 1.2 – Резец, оснащенный СМП: 1-державка; 2-прихват; 3-винт; 4-винт крепления опорной пластины; 5-пластина; 6-опорная пластина; 7-стружколом.

Резцы, оснащенные СМП с их механическим креплением к корпусу инструмента (рисунок 1.2), широко распространены вследствие их существенных преимуществ по сравнению с твердосплавными инструментами составной конструкции, у которых пластины с корпусом соединены пайкой. К преимуществам резцов, оснащенных СМП, следует отнести следующее:

повышение прочности лезвия из-за отсутствия внутренних напряжений, возникающих при пайке;

повышение надёжности и долговечности, т.к. опорная поверхность под пластиной в корпусе резца может иметь высокую твёрдость;

экономия конструкционной стали вследствие многократного использования корпуса резца;

большинство типоразмеров пластин имеют фасонную форму передней поверхности, обеспечивающую ломание или завивание стружки;

отсутствие операции затачивания резца. После изнашивания достаточно либо повернуть пластину, либо заменить её.

1.1.3 Фреза торцевая универсальная с механическим

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

креплением СМП

Фреза торцевая универсальная регулируемая с механическим креплением твердосплавных, в том числе с износостойким покрытием, безвольфрамовых и минералокерамических пластин квадратной формы, предназначена для чернового и получистового фрезерования изделий из конструкционных сталей и чугунов (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – Фреза с СМП: 1 - корпус; 2 - пластина; 3 - вставка; 4 - винт; 5 - клин

В открытых осевых пазах корпуса фрезы клиньями зажимаются опоры, точно построенные в осевом направлении. Режущие пластины располагаются в гнёздах опор. Одна поверхность пластины базируется на вставку, другая зажимается клином.

Жёсткость конструкции фрезы достигается введением специального компенсирующего элемента-вставки. Применение данного узла крепления режущих пластин позволяет использовать пластины из твёрдого сплава, минералокерамики и безфольфрамового твёрдого сплава.

Наличие осевой регулировки способствует получению хорошего качества обработанной поверхности. [ 2 ].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

l. l .4. Фреза дисковая трёхсторонняя с разнонаправленными зубьями с механическим креплением СМП

Фрезы дисковые трехсторонние с разнонаправленными зубьями с механическим креплением сменных многогранных пластин, в том числе с

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

износостойкими покрытиями, предназначены для высокопроизводительного фрезерования пазов и уступов в деталях из конструкционных сталей и чугунов (рисунок 1.4) [ 2 ].

Рисунок 1.4 – Фреза дисковая с СМП: 1 – корпус; 2,3 – клин; 4 – вставка; 5 – винт; 6 – пластина

Эксплуатация фрез производится на режимах, указанных в таблице 1.1

Таблица 1.1 – Режимы резания.

Сталь 45 

Чугун 

Скорость, м/мин

Подача, мм/зуб 

Скорость, м/мин 

Подача, мм/зуб 

120-140 

0,1-0,13 

90 

0,15-0,30 

Для фрез, оснащенных твердосплавными пластинами с износостойким покрытием, скорость резания увеличивается на 30%.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.1.5. Фреза концевая с винтовым расположением СМП

Фрезы концевые с винтовым расположением СМП, в том числе с износостойким покрытием, предназначены для высокопроизводительного чернового фрезерования пазов и уступов в деталях из легированных и углеродистых сталей и чугуна на станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах, а также специальных станках (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – Фреза концевая с СМП: 1 - корпус; 2 - пластина; 3 -винт.

Для эффективного применения фрез необходимо соблюдать определённые требования к станку, системе СПИД в целом. Фрезы целесообразно использовать на станках с высокой жёсткостью.

Поверхность, обработанная цилиндрической частью фрезы, из-за особенностей её конструкции, получается косоступенчатая. Высота ступеней не более 0,15 мм [ 2 ].

Эксплуатация фрез производится на режимах, указанных в таблице 1.2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Таблица 1.2 – Режимы резания.

Материал

Скорость, м/мин

Подача, мм/зуб

Сталь 45

135

0,1

Сталь 50ХНМ

100

0,1

Чугун СЧ25

90

0,12

1.1.6. Фреза концевая с механическим креплением СМП

Фрезы концевые с механическим креплением СМП, в том числе с износостойким покрытием, предназначены для высокопроизводительного чернового фрезерования пазов и уступов в деталях из сталей и чугунов на станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах, а также специальных станках (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – Фреза концевая с СМП: 1 - корпус; 2 - пластина; 3 - вставка; 4 - клин; 5 - винт

Для эффективного применения фрез необходимо соблюдать определённые требования к станку и системе СПИД в целом.

Эффективное использование концевых фрез для обработки деталей с глубиной фрезерования более 8 мм, обработки глухих пазов в сплошной

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

детали на жёстких станках с мощностью главного привода 16-50 кВт.

Поверхность, обработанная цилиндрической фрезой, из-за особенностей её конструкции получается косоступенчатой. Высота ступеней не более 0,25 мм [ 2 ]. Эксплуатация фрез производится на режимах, указанных в таблице 1.3.

Таблица 1.3 – Режимы резания.

Материал режущей части

Обрабатываемый материал

Скорость, м/мин

Подача, мм/зуб

Твердые сплавы ТК и ТТК

Сталь 45 149…229 НВ

135

0,2

Твердый сплав ВК

Чугун СЧ 25 170…217 НВ

90

0,2

1.1.7. Однолезвийная развёртка с механическим креплением СМП

Фирма «Mapal» разработала однолезвийные развёртки с механическим креплением СМП. При использовании однолезвийной развёртки (рисунок 1.7), вследствие наличия направляющих пластинок и поворотной пластины, расположенной в кассете, устанавливаемой при помощи штифтов и закрепляемой прихватом, предварительные переходы не требуются. Обе направляющие планки поддерживают инструмент в отверстии и одновременно выглаживают его поверхность. Геометрические размеры пластины соответствуют обрабатываемому материалу.

Рисунок 1.7 – Развертка.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Развёртки обеспечивают высокую точность и качество обрабатываемого отверстия. Так, отклонение от круглости отверстия составляет 1-3 мкм, а наибольшая величина шероховатости составляет 1-6 мкм. Достигаемое качество поверхности отверстия исключает необходимость в дальнейшей его обработке, такой, как хонингование или полирование.

1.1.8. Зенкер с механическим креплением СМП

Зенкеры предназначены для обработки отверстий перед развёртыванием или окончательной обработки (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 – Зенкер

Отечественная инструментальная промышленность изготавливает зенкеры из быстрорежущей стали и оснащённые твёрдым сплавом.

Создание конструкций зенкеров, оснащённых СМП, имеет свои особенности. Известно, что для режущей части зенкеров характерно наличие вспомогательных режущих кромок в виде цилиндрических ленточек с малой обратной конусностью – 0,08 - 0,015 мм на 100 мм длины.

Разработанные и изготовленные отечественные зенкеры, оснащенные СМП, по точностным показателям уступают обычным зенкерам, но значительно превосходят их по производительности обработки отверстий. Они предназначены для обработки отверстий с допусками H12 в условиях

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

жёсткой системы СПИД. Эти зенкеры должны в основном использоваться как специальный инструмент для высокопроизводительной обработки отверстий. [ 3 ]

1.1.9 Сверло с механическим креплением СМП для коротких отверстий

Сверла с механическим креплением СМП из твёрдого сплава, в том числе с износостойким покрытием, предназначены для сверления отверстий глубиной до двух диаметров в деталях из конструкционных сталей и чугунов на станках с ЧПУ, автоматических линиях и агрегатных станках, удовлетворяющих установленным для них нормам точности и жёсткости, с мощностью привода 7-30 кВт. Радиальная жёсткость системы СПИД должна быть не менее 8000 - 15000 Н/мм в зависимости от диаметра сверла.

Сверла выпускаются с цилиндрическим хвостовиком с внутренним приводом СОЖ в диапазоне диаметров 25-60 мм и оснащены двумя многогранными сменными пластинами в форме ломаного трехгранника с центральным отверстием сложной формы, фиксируемыми винтами (рисунок 1.9).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 1.9 – Сверло

При использовании сверл с СМП производительность возрастает в 2 - 2,5 раза по сравнению со стандартными сверлами из быстрорежущей стали [ 2 ].

2. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЧЕРВЯЧНОЙ ФРЕЗЫ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.1 основные размеры фрезы

Число зубьев - z = 10.

Наружный диаметр - da= 90 мм (по ГОСТ 9324-80 для т = 4 мм).

Диаметр посадочного отверстия ориентировочно принимаем d=(10,20...0,45)dаd = 0,4∙4 = 0,4 90 = 36мм. Округляем полученное значение до ближайшего размера из нормальных диаметров отверстий насадного инструмента по ГОСТ 9472-66. Принимаем d=32 мм [14,табл.7,с.379].

Рисунок 2.1 – Фреза

Общая длина фрезы — L= 102 мм (по ГОСТ 9324-80).

Ширина буртика – а = 4 мм (принимаем из конструктивных соображений).

Длина рабочей части – = L-2∙а = 94мм.

Диаметр буртика – d1 = 50 мм (по ГОСТ 9324-80).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.2. Размеры профиля

Шаг нормали – Рп= Т∙m = 12,56 мм [1, табл.13, с.511].

Толщина зуба по нормали – Sn= 0,5∙Рn= 6,28 мм. Высота ножки и высота головки зуба – ha= hf = 1,25∙m = 5 мм [1,табл.13, с.511].

Рисунок 2.2 – Профиль витка

Полная высота профиля – h = ha+ hf = 10 мм. Радиус закругления у головки зуба r1 и ножки r2r1 = r2 = 0,3∙m= 1,2мм[1,табл.13, с. 511].

Профильный угол по нормали – он=од = 20°[1, табл.13, с. 511].

2.3. Расчётные размеры профиля

Угол подъёма витков фрезы – . sin = mk/dm [l, табл.13, с. 512] где k =1 – число заходов (для чистовой фрезы),

dm – делительный диаметр. dm = da - 2∙ha - 2∙σ∙k = 79,01 мм [1, табл.13, с. 511], где σ = 0,1 – коэффициент по ГОСТ 9324-80,

k – величина затылования  , где = 10...12° – угол на

вершине зуба, принимаем = 10°, тогда k = 0,55∙da/z = 4,95 мм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 2.3 – Схема затыловывания

sin  = 0,05063, откуда = 2°54'10".

Угол наклона стружечной канавки – = 0° , т.к. используются вставные твердосплавные рейки.

Задний угол на боковых кромках - , который определяется по формуле

tg αб = tgαвsinα0= 0,0603073, откуда αб = 3°27'10".

Полная высота профиля – Н = h + kr = 17 мм [1, табл.13, с.512],где r = 2 – радиус закругления канавки.

Угол стружечной канавки – θ = 22° при z = 10 [1, табл.13, с. 51 1].

Шаг в нормальном сечении – Р0 = Рncos β= 12,56 мм.

Теоретический шаг винтовой канавки = 4892мм [1, табл.13, с.512].

Шаг между витками по оси – toc = Рn/ cos ω = 12,576 мм.

Ход витков по оси – tx = tock = 12,576 мм [1, табл.13, с. 5 1 2], где k = 1 - число заходов фрезы.

Угол профиля в осевом сечении фрезы ( т.к. фреза спрофилирована на базе архимедова червяка αлев и αпр) – ctg αлев,пр = ctg α0 ± kz / . Для правосторонней фрезы ctg αлев= 2,75036, откуда αлев= 19°58'43"; ctg αnp= 2,744424 , откуда αпр= 20°1'12"

Размеры шпоночного паза и посадочного отверстия (рисунок 2.4) устанавливаем по ГОСТ 9472-83.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 2.4 – Профиль шпоночного паза

Для d = 32 мм - b= 8 мм, С = 34,8 мм, r = 0,16...0,25 мм (принимаем r = 0,2 мм).

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕРВЯЧНОЙ ФРЕЗЫ

3.1 Характеристика инструментального производства

На данном этапе определим тип производства. Для этого необходимо иметь годовую программу выпуска и массу изделия. Из задания на дипломное проектирование известно, что программа выпуска 5000 штук в год.

Определим массу изделия, приблизительно приняв его за полый цилиндр – m=V∙ρ, где V – объём фрезы (м3), ρ – плотность материала – 7800 кг/м3.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Из чертежа h = 102 мм, dmax= 90 мм, dmin= 32 мм.

Тогда V = 3,14∙0,102∙(0,0452 - 0,0162) = 0,0005636 м3

т = 0,0005636∙7800 = 4,39 кг.

Используя ориентировочные данные для определения типа производства в технологических цехах [4,табл.6,с.47], определяем, что производство среднесерийное.

Данный тип производства характеризуется тем, что выпуск ведётся по неизменным чертежам в течение определённого времени. Обработка ведётся на универсальных станках и автоматах.

Характерный признак выполнение на одном рабочем месте нескольких периодически повторяющихся операций.

3.2 Выбор заготовки и метод её изготовления

Инструментальная сталь, применяемая для изготовления режущего инструмента, поставляется в виде прутков, листов, поковок, отливок и специальных профилей.

Диаметр корпуса фрезы – ø82 ± 0,5 мм.

В качестве заготовки выбираем прокат сталь 40Х

горячекатанная, пруток ø90+0,3-1,3 мм ГОСТ 2590-71.

Длина прутка – 1000 ± 50 мм.

Овальность прутка не более 1 ,2 мм

Кривизна прутка не более 0,5% длины [4,табл.13,с.47].

Пруток, как видим, имеет небольшие размеры и без предварительного разрезания поставляется на первую операцию технологического процесса.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.3 Разработка маршрутного технологического процесса

3.3.1 Маршрут изготовления корпуса фрезы

1. Операция токарная точить наружный диаметр начерно, точить буртик с одной стороны, подрезать торец с одной стороны, сверлить отверстие, растачивать отверстие с припуском на шлифование, снять фаски, отрезать заготовку.

2. Операция токарная - подрезать торец с другой стороны, точить второй буртик, вытачку в отверстии, снять фаски.

3. Операция термическая - улучшение.

4. Операция шлифовальная - шлифовать отверстие и один торец.

5. Операция шлифовальная - шлифовать второй торец и буртики.

6. Операция токарная - точить наружный диаметр начисто.

7. Операция долбёжная - долбить шпоночный паз.

8. Операция слесарная - зачистить заусенцы, снять фаски для захода шпонки.

9.  Операция токарная - нарезать профиль зубьев с припуском на затылование.

10. Операция фрезерная - фрезеровать пазы в корпусе фрезы.

11. Операция фрезерная - фрезеровать уклоны в пазах фрезы.

12. Операция затыловочная - затыловать зубья по наружной и боковым поверхностям.

13. Операция фрезерная - срезать неполную нитку зубьев с одной стороны.

14. Операция фрезерная - срезать неполную нитку зубьев с другой стороны.

15. Операция слесарная - зачистить заусенцы.

16. Операция шлифовальная - шлифовать пазы в корпусе фрезы.

17. Операция маркировочная - маркировать фрезу и пазы.

3.3.2. Маршрут изготовления реек

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1. Операция термическая    предварительно спекать рейки до температуры 1200 °С.

2. Операция шлифовальная - шлифовать рейки по высоте пакетом.

3. Операция шлифовальная - шлифовать рейки по ширине.

4. Операция шлифовальная - шлифовать рейки по длине с одной стороны.

5. Операция фрезерная - снять неполные витки с другой стороны.

6. Операция  шлифовальная - шлифовать рейки с другой стороны.

7. Операция шлифовальная - затыловать зубья по диаметру, наружной и боковым поверхностям.

8. Операция термическая - окончательно спекать рейки до 1500°С.

9. Операция шлифовальная - шлифовать рейки по высоте пакетом.

10. Операция шлифовальная - шлифовать рейки по ширине.

3.3.4. Маршрут сборки фрезы

1. Операция слесарная - собрать рейки с корпусом, клеить рейки клеем УП 5-207 ТУ 6-05-241-221-79, закрепить рейки зажимами.

2. Операция шлифовальная - шлифовать рейки с одной стороны по торцу.

3. Операция  шлифовальная - шлифовать рейки с другой стороны.

4. Операция заточная - заточить рейки по передней поверхности.

3.4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

3.4.1 Маршрут изготовления корпуса 3.4.1.1. Операция токарная

Содержание - точить наружный диаметр начерно, точить буртик с одной стороны, оставляя припуск на шлифование, сверлить отверстие, оставляя припуск на шлифование, отрезать заготовку, выдерживая размеры 1, 2, 3, 4, 5. Снять фаски 2x45° и 1,5x45° (рисунок 3.1).

Оборудование - токарно- винторезный станок 16К20.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Приспособление - самоцентрирующий трехкулачковый патрон.

Базы - наружный диаметр, скрытая база за счёт сил трения.

 

Рисунок 3.1 – Операционный эскиз (точение)

Подрезка торца

При расчёте межоперационных припусков и предельных размеров пользуемся методикой, предложенной [4,т.1,с.193].

Минимальный припуск – 2Zmin = Rzi-1 + hi-1+ΔΣi-1y, где качество поверхности после проката Rz = 160 мкм, h = 200 мкм. Пространственное отклонение ΔΣ = 300 мкм [4,т.1, табл.1, с. 180].

Погрешность установки в трёхкулачковом патроне εy = 0.

Качество поверхности торца после чернового точения -Rz = 50 мкм, h = 50 мкм [ 4,т.1,табл.5,с.181].

Пространственное отклонение - ΔΣocm = ΔΣзаг ∙Ку, где Ку= 0,06 -для чернового точения [4,т.1,табл.79,с.190].

ΔΣocm = 300∙0,06 = 18 мкм

Качество поверхности торца после чистового точения -Rz = 32 мкм, h =30 мкм [4,т.1,табл.5,с.181].

Пространственное отклонение - ΔΣocm = О

Допуск на размер взят по IT14/2 и равен - 600 мкм.

Допуск на чистовое точение - 87 мкм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Допуск на черновое точение - 540 мкм.

Допуск на шлифование - 35 мкм [4,т.1,табл.4,с.8].

Наименьший припуск на черновую обработку -Zmin = 160 + 200 + 300 + 0 = 660 мкм - при последовательной обработке противолежащих поверхностей. Примем Zmin„= 1000 мкм.

Наименьший припуск на чистовую обработку - Zmin = 50 + 50+18 + 0=118 мкм. Примем Zmin = 200 мкм.

Назначим режимы резания для чернового точения.

Припуск на черновое точение 1000 мкм можно снять за один проход резцом с пластиной Т5К6.

Глубина резания – t=1,0 мм.

Подача - S = 0,8 мм/об.[4,т.2,табл. 11,с.266].

Скорость резания - , где

Т =40 мин, х = 0,15, у = 0,35, m = 0,2 [4,т.2,табл.1,с.261]

Kv=KmvKuv ∙ Кnv , где Kmv= 0,79; Kuv= 1; Knv= 0,8 - соответственно коэффициенты обрабатываемости материала, инструментального материала и состояния поверхности [4,т.2,с.262]. Kv = 0,79 ∙ 1 ∙ 0,8 = 0,632

Тогда V= 125 м/мин.

Частота вращения =442 об/мин.

Округляем до n = 450 м/мин.

Основное время - = 0,136 мин.

где L = 1р + 1вр + lnep = 49 мм

длина врезания - 3 мм, длина перебега - 1 мм

Округляем до t0 = 0,14 мин.

Рассчитаем режимы резания для чистового точения. Припуск на чистовое точение Zmin = 0,2 мм можно снять за один проход резцом с пластиной Т15К10. Глубина резания -t= 0,2 мм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Частота вращения - =642,2об/мин

Подача - S = 0,2 мм/об [4,т.2,табл.14,с.268].

Скорость резания - =181,5 м/мин,

где Т =40 мин, Cv = 420, х = 0,15, у = 0,2, m = 0,2, Kv = 0,51.

Округляем до n = 650 об/мин.

Основное время =0,37 мин,

где L = 1р + 1вр + lnep = 49 мм

Наружное точение

При расчёте межоперационных припусков и предельных размеров пользуемся той же методикой, что и для подрезки торца. Все данные сведём в таблицу 3.1

Таблица 3.1 – Расчет припуска

Наименование операция и переходов

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск, мкм

Предельные размеры, мм

Полученные значения припусков, мкм

h

max

min

max

min

1

Заготови-тельная

160

200

-

-

-

82,484

1600

90,3

88,7

-

-

2

Черновое точение

63

60

-

-

720

81,765

1200

82,9

81,7

7400

7000

 3

Чистовое точение

32

30

-

-

264

81,5

1000

82,5

81,5

400

200

Рассчитаем режимы резания для чернового точения.

Как видно из таблицы 3.1 наибольший припуск на черновое точение 2Zmin= 7400 мкм, т.е примерно 3,7 мм на сторону. Данный припуск можно снять за два прохода резцом с пластиной Т15К6.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Глубина резания - t = 2 мм.

Подача-S=0,7 мм/об [ 4,т.2,табл.11,с.266].

Скорость резания =108,2 м/мин,

где T =40 мин, m=0,2, х = 0,15, Cv = 350, у = 0,35 [4,т.2,с.269]

Kv = KmvKuvKnv, где Kmv= 0,79; Kuv= 1; Knv = 0,8 - соответственно коэффициенты обрабатываемости материала, инструментального материала и состояния поверхности [4,т.2,с.262]. Kv = 0,79 ∙ 1 ∙ 0,8 = 0,632

Частота вращения -  =382 об/мин.

Округляем до n = 380 об/мин.

Основное время =0,39 мин,

где L = 1р + 1вр = 106 мм - длина резания lp= 103 мм, длина врезания 1вр = 3 мм.

Рассчитаем режимы резания для чистового точения.

Как видно из таблицы 3.1, наибольший возможный припуск на чистовую обработку 2Zmin= 400 мкм, что равняется 0,2 мм на сторону. Этот припуск можно снять за один проход резцом с пластиной из Т5К10.

Глубина резания — t = 0,2 мм.

Подача-S = 0,2 мм/об [4,т.2,табл.14,с.268].

Скорость резания =180,3 м/мин,

где Т =40 мин, Cv = 420, х = 0,15, у = 0,2, m=0,2

Частота вращения - =650 об/мин.

Основное время - =0,8 мин,

где L = 1 06 мм, как и для чистовой обработки.

Сверление отверстия

Размер отверстия после сверления ø25±1,5 мм. Качество поверхности после

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

сверления -Rz = 50 мкм, h -70 мкм [4,т.1,табл.27,с.190]. Качество поверхности после шлифования –h =5 мкм Пространственное отклонение ΔΣ = 92 мкм [4,т.1,табл.28,с.190]. Инструмент-спиральное сверло из быстрорежущей стали Р6М5 ø26 мм

Рассчитаем режимы резания для сверления. Глубина резания - t = 0,5∙D = 13 мм. Подача - S = 0,3 мм/об [4,т.2,с.274].

Скорость резания -  =28 м/мин,

Где T=70мин, х = 0,15, Cv = 9,8, .у = 0,5, q = 0,4 [4,т.2,с.278] Kv =KmvKuvKnv , где Kmv= 0,79; Kuv = l ; Knv= l - соответственно коэффициенты обрабатываемости материала, инструментального материала и состояния поверхности [4,т.2,с.262].  Kv = 0,79 ∙ 1 ∙ 0,8 = 0,79

Частота вращения - =342,9 об/мин.

Округляем до n = 350 об/мин.

Основное время - =1,08 мин,

где L = 103 мм - глубина сверления, длина врезания Lвp= 0,4∙D  =10,5 мм.

Растачивание отверстия

При   расчёте   межоперационных   припусков   и   размеров пользуемся той же методикой, что и выше.

Размер отверстия после сверления - ø26±1,5 мм. Качество поверхности после сверления -Rz = 50 мкм, h = 70 мкм [ 4,т.1,табл.27,с.190].

Пространственное отклонение - увод сверла - Δу = 92 мкм.

Погрешность установки εу = 0.

Качество поверхности после чернового растачивания -Rz = 63 мкм, h = 60 мкм [ 4,т.1,табл.5,с.181]. Качество поверхности после чистового растачивания -Rz = 32 мкм, h =30 мкм [4,т.1,табл.5,с.181].

Качество поверхности после шлифования -h = 5 мкм

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Пространственное отклонение — ΔΣ= 5,52 мкм

Допуск после чернового точения Td = 210 мкм

Допуск после чистового точения - Td = 52 мкм.

Допуск после шлифования -Td= 16 мкм [4,т.1,табл.5,с.1 1]. Все данные занесены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 – Расчет припуска.

Наименование операция и переходов

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск, мкм

Предельные размеры, мм

Полученные значения припусков, мкм

h

max

min

max

min

1

Сверление

50

70

92

-

30,98

-

3000

27,5

25,5

-

-

2

Растачивание чистовое

63

60

5,52

-

31,406

424

210

31,41

31,2

3910

5700

 3

Растачивание чистовое

32

30

-

-

31,664

257,04

52

31,664

31,612

254

412

 4

Термообра-ботка

-

-

168

-

-

-

-

-

-

-

-

 5

Шлифование

-

5

-

-

32

336

16

32,016

32

352

388

Рассчитаем режимы резания для чернового растачивания.

Как видно из таблицы 3.2 наибольший припуск на черновое растачивание равен 5700мкм, те примерно по 3 мм на сторону. Данный припуск можно снять за один проход резцом с пластиной Т15К6.

Глубина резания – t=3мм.

Подача - S = 0,3 мм/об – для круглого сечения резца ø20 мм

Скорость резания -  =165 м/мин,

Частота вращения - =1642 об/мин.

Округляем до n = 1660 об/мин.

Основное время - =0,54 мин,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

где L = 107 мм.

Рассчитаем режимы резания для чистового растачивания.

Как видно из таблицы3,2 наибольший припуск на чистовое растачивание равен 412 мкм, те примерно 0,2 мм на сторону. Данный припуск можно снять за один проход резцом с пластиной Т5К10.

Глубина резания – t=0,2 мм.

Подача S = 0,2 мм/об.

Скорость резания - V= 186 м/мин.

Частота вращения - =1851 об/мин.

Округляем до n = 1850 об/мин

Основное время - =0,29 мин,

где L = 107 мм.

Точение буртика

Наибольший припуск, снимаемый резцом с пластиной Т5К10 -32 мм, т.е. 16 мм на сторону.

Глубина резания - t = 16 мм. Подача - S = 0,15 мм/об .

Скорость резания -  =100 м/мин,

Где T=40мин, х = 0,15, Cv = 40, .у = 0,2, m = 0,2 [4,т.2,с.269]

 Kv =KmvKuvKnv , где Kmv= 0,79; Kuv =0,65 ; Knv= l - соответственно коэффициенты обрабатываемости материала, инструментального материала и состояния поверхности [4,т.2,с.262].  Kv = 0,79 ∙0,65 ∙1 = 0,51

Частота вращения - =388 об/мин.

Округляем до n = 380об/мин.

Основное время - =0,33мин,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

где L = 19 мм.

Точение фасок

Производится на тех же режимах, что и подрезка торца. Основное время не учитываем, т.к. оно незначительно, а на других операциях нормирование производилось с запасом по максимальному припуску.

Отрезание заготовки

Инструмент - отрезной резец с Т15К6, шириной 5 мм. Допуск на отрезание ±0,5 мм.

При расчёте размеров заготовки учитываем необходимые припуски для обработки второго торца. Примем l = 103 ±0,5 мм. Рассчитаем режимы резания. Глубина резания -t = 41 мм Подача-S= 0,15 мм/об [4,т.2,табл.15,с.268] Скорость резания V = 100 м/мин.

Частота вращения - =380 об/мин.

Основное время - = 0,79 мин,

После завершения нормирования переходов суммируем основное время всех переходов и получаем t0 = 3,93 мин. Округляем до t0 = 4 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом, установкой-снятием заготовки, изменением подачи и частоты вращения щпинделя и измерением - 1,8 мин.

Оперативное время - 5,8 мин.

Штучное время, с учётом времени технологического и организационного обслуживания и времени на перерыв составит 6,6 мин.

Подготовительно-заключительное время, при способе установки заготовки в патроне и числе инструментов - 7 штук, Тпз = 32 мин.

Штучно-калькуляционное время Тшт.к = Тшт+ Тпз/n, где n=80 шт, размер дневной партии деталей.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Тогда штучно-калькуляционное время - 7 мин.

3.4.1 2. Операция токарная

Содержание - подрезать торец с другой стороны, расточить

Вытачку в отверстии, проточить второй буртик, снять фаски, выдерживая размеры 1, 2, 3, 4, 5 (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Операционный эскиз (точение)

Оборудование - токарно-винторезный станок 16К20. Приспособление - самоцентрирующий трёхкулачковый патрон. Базы - наружный диаметр и торец.

Подрезка торца

На предыдущей операции получили заготовку длиной

l= 103±1,5мм.

При   расчёте   межоперационных   припусков   и   предельных размеров

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

пользуемся методикой [4,т.1,с.193].

Минимальный припуск - 2Zmin = Rzi-1 + hi-1+ΔΣi-1y, где качество поверхности после отрезки Rz = 50 мкм, h = 50 мкм.

Пространственное отклонение ΔΣ = 0 [4,т. 1 ,табл. 1 ,с. 180].

Качество поверхности торца после чернового точения -Rz = 50 мкм, h = 50 мкм [ 4,т.1,табл.5,с.181].

Качество поверхности торца после чистового точения -Rz = 32 мкм, h =30 мкм [4,т.1,табл.5,с.181].

Допуск после разрезания - 1000 мкм.

Допуск на чистовое точение - 87 мкм.

Допуск на черновое точение - 540 мкм.

Допуск на шлифование - 35 мкм [4,т.1,табл.4,с.8]. Все данные заносим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Расчет припусков.

Наименование операция и переходов

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск, мкм

Предельные размеры, мм

Полученные значения припусков, мкм

h

max

min

max

min

1

Заготови-тельная

200

200

300

0

-

31,696

800

32,800

32

-

-

2

Черновое точение

50

50

18

-

1000

30,696

250

31,250

31

1550

1000

 3

Чистовое точение

32

30

-

-

236

30,460

160

30,660

30,5

590

500

 4

Термическая

-

-

168

-

-

-

-

-

-

-

-

 5

Шлифо-вальная

5

-

-

-

-

30

16

30,016

30

644

500

Рассчитаем режимы резания для чернового точения.

Как видно из таблицы 3.3 - наибольший припуск на черновой операции, при условии, что на втором торце оставлен припуск на шлифование 0,2 мм, составляет 880 мкм. Этот припуск можно снять за один проход резцом с пластиной Т15К6.

Глубина резания - t = 0,9 мм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Частота вращения - =450об/мин

Подача - S = 0,8 мм/об [4,т.2,табл. 1 1,с.266].

Скорость резания - V -125 м/мин

Основное время - = 0,125 мин,

Рассчитаем режимы резания для чистового точения.

Из таблицы 3.3 видно, что наибольший припуск на чистовую операцию 0,2 мм. Этот припуск можно снять за один проход резцом с пластиной Т15К10.

Глубина резания - 1 = 0,2 мм

Подача - S = 0,2 мм/об [4,т.2,табл. 1 5,с.268]

Скорость резания V= 181,5 м/мин.

Частота вращения - n = 650 об/мин. Основное время -t0 = 45/(0,2∙650) = 0,35 мин.

Растачивание вытачки внутри отверстия

Максимальный припуск на обработку 2Zmах=2 мм, т.е. по 1 мм на сторону.

Глубина резания -t=l мм

Подача - S = 0,2 мм/об [4,т.2,табл.15,с.268]

Скорость резания V= 168 м/мин.

Частота вращения - =1570об/мин

Основное время - = 0,1 мин,

Точение буртика

Межоперационные припуски и размеры, а также режимы резания подробно описаны в 3.4.1.1.

Глубина резания -t = 16 мм.

Подача-S= 0,15 мм/об [4,т.2,табл.15,с.268]

Скорость резания V= 100 м/мин.

Частота вращения – n = 380 об/мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Основное время – t0 = 0,33 мин.

Снятие фасок

Основное время не учитываем, т.к. оно незначительно, а также потому, что на других операциях нормирование проводилось с запасом.

После завершения нормирования переходов суммируем общее основное время. Оно составит 0,9 мин.

Вспомогательное время на установку и снятие заготовки, изменение подачи и частоты вращения составит - 1,32 мин.

Оперативное время, состоит из основного и вспомогательного времени и составляет 2,22 мин.

Штучное время

мин.

= 6% - время технического обслуживания,

= 5% - время организационного обслуживания,

= 2,5% - время на перерыв.

Подготовительно - заключительное время при способе установки в патроне и числе налаживаемых инструментов - 4 шт, составляет - 30 мин.

Штучно-калькуляционное время Тштк = Тшт+ Тпз/n, где n=215шт, размер дневной партии деталей.

Тогда штучно-калькуляционное время - 2,26 мин.

3.4.1.3 Операция термическая

Содержание - улучшение.

Цель добиться твёрдости материала корпуса фрезы после

улучшения 33....41,5 HRC, что позволит вести дальнейшую обработку.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.4.1.4 Операция шлифовальная

Содержание - шлифовать отверстие и один торец, выдерживая

размеры 1, 2 и шероховатость Rz = 0,8 мкм (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 – Операционный эскиз (шлифование)

Оборудование: внутришлифовальный станок 3К227В.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки - 250 мм.

Мощность электродвигателя N = 4кВт.

Габариты-2815x1900x1750.

Масса - 4300 кг.

Расчёт припусков на шлифование приведён в предыдущих разделах.

Приспособление         патрон   самоцентрирующийся,   кольцо разжимное.

Базы - наружный диаметр, торец.

На торце Zmax = 0,21 мм, в отверстии  2Zmax = 388 мкм, т. е. Zmax=0, 19 мм на сторону.

Определяем режимы резания по укрупнённым нормативам.

Частота вращения детали nизд = 400 об/мин.

Скорость вращения круга VKp = 25 м/с.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Продольная подача Snpoд = 3 м/мин.

Поперечная подача Sпоп = 0,003 м/мин.

Основное время t0 = 1,5 мин.

Вспомогательное время на установку и снятие детали tв=0,84мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом tB = 0,02 мин.

Вспомогательное время на контрольные измерения tB = 0,09 мин-при контроле калибром, tB = 0,1 мин - при контроле штангенциркулем.

t = 1,05 мин.

Оперативное время Топ = t0+ tB = 2,55 мин.

Штучное время

Тшт= 2,89 мин.

Подготовительно заключительное время Тпз = 20 мин при способе установки в патроне. Сложность подготовки средняя, число налаживаемых инструментов - 2 шт.

Штучно-калькуляционное время

Тштк =  2,996мин.

3.4.1.5 Операция шлифовальная

Содержание - шлифовать второй торец, выдерживая размер 1 и буртики, выдерживая размеры 2, 3 и шероховатость Rz = 0,8 мкм.

Оборудование - универсальный круглошлифовальный станок 3У10В (рисунок 3.4).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 3.4 – Операционный эскиз (шлифование)

Приспособление - оправка гладкая, хомутик, центра. Инструмент - шлифовальный круг. Базы - посадочное отверстие, торцы.

Расчёт припусков был произведён ранее в 3.4.1.2. Наибольший возможный припуск на торце Zmax=0,21 мм, на буртиках 2Zmax=0,4мм, т.е. 0,2 мм на сторону. Назначим режимы резания.

Глубина шлифования - tmax = 0,21 мм

Частота вращения круга - n = 400 об/мин.

Скорость вращения круга VKp = 25 м/с

Продольная подача - Snpoд = 3 м/мин

Поперечная подача - Sпоп. = 0,003 м/мин

Основное время – t0= l ,2 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом, с установкой и снятием заготовки и контрольным измерением, равно 1,07 мин.

Оперативное время составит 2,27 мин.

Штучное время - 2,57 мин.

Подготовительно-заключительное время -15 мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Штучно-калькуляционное время, с учётом того, что за восьмичасовой рабочий день рабочий обработает 210 деталей, составит 2,64 мин.

3.4.1.6 Операция токарная

Содержание - точить наружный диаметр фрезы на оправке начисто, выдерживая размер 1 (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Операционный эскиз (чистовое точение)

Оборудование - токарно-винторезный станок 16К20.

Приспособление - патрон поводковый, оправка гладкая, центра, хомутик.

Инструмент - резец проходной отогнутый Т1510.

Режимы резания на данную операцию рассчитаны ранее:

t = 0,21 мм, S = 0,2 мм/об, V= 180,3 м/мин, n = 650 об/мин.

Основное время – t0- 0,8 мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Вспомогательное время, связанная с переходом, с установкой и снятием заготовки, с изменением подачи и частота вращения, составляет 1,92 мин.

Оперативное время - 2,72 мин.

Штучное время - 3,08 мин.

Подготовительно-заключительное время - 8,5 мин.

Штучно-калькуляционное время -3,12 мин, с учётом того, что за восьмичасовую смену рабочий обработает 175 штук.

3.4.1.7 Операция долбёжная

Содержание — долбить шпоночный паз, выдерживая размеры 1,2.

Оборудование - долбёжный станок 7Д430.   

Длина хода резца - 120 - 320 мм.

Приспособление - оправка установочная, прижимные планки.

Инструмент - резец с пластиной Р6М5.

Базы - наружный диаметр и торцы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 3.6 – Операционный эскиз (долбление)

Припуск на долбление - Z = 2,087 мм. Рассчитаем режимы обработки. Глубина резания — t= 102 мм

Подача - S = 0,12 мм/об (мм/дв. ходов долбяка)

Скорость резания V= 8 м/мин.

Частота вращения – n = 29 дв.ходов/мин.

Основное время -t0= 1,19 мин.

Вспомогательное время- 1,61 мин.

Оперативное время, состоящее из общего и вспомогательного времени, составляет 2,8 мин. Штучное время = 3,178 мин.

Подготовительно-заключительное время - 16 мин. Штучно-калькуляционное время - 3,27 мин, с учётом того, что дневная партия — 170 штук.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.4.1.8 Операция слесарная

Содержание - снять заусенцы, острые кромки притупить. Снять

фаски для захода шпонки с двух сторон. Оборудование - слесарный стол. Инструмент - слесарный набор.

Штучно-калькуляционное время по общемашиностроительным нормативам составит - 4 мин.

3.4.1.9 Операция токарная

Содержание - нарезать профиль зубьев с припуском на затылование, выдерживая размеры 1,2, 3, 4 и угол 2°54' (рисунок 3.7).

Оборудование - токарно-винторезный станок 16К20.

Приспособление - патрон поводковый, оправка с гайкой, центра.

Базы - торцевые поверхности, наружный диаметр.

Инструмент – резец прорезной черновой с Т15К6, резец профильный чистовой с Т15К6.

Рисунок 3.7 – Операционный эскиз (точение)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

На боковых кромках оставляем припуск на затылование -Zmax =0,3 мм, Zmin=0,2 мм.

Количество проходов черновых - 14.

Количество проходов чистовых - 6.

Скорость резания - 82 м/мин.

Частота вращения - 318,4 об/мин, округляем до n = 320 об/мин.

Основное время : на чистовую обработку - 1,64 мин.

на черновую обработку - 2,56 мин. Общее основное время - 4,2 мин. Общее вспомогательное время — 3,32 мин. Оперативное время - 4,2 + 3,32 = 7,52 мин. Штучное время - 8.51 мин.

Подготовительно-заключительное время -18 мин. Штучно-калькуляционное время - 8,65 мин, с учётом того, что за смену обрабатывается около 63 деталей.

3.4.1.10 Операция фрезерная

Содержание - фрезеровать пазы в корпусе фрезы , оставляя припуск на шлифование, выдерживая размеры 1,2. Угол делительной головки 36°С. Число канавок- 10 (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 – Операционный эскиз (фрезерование)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Оборудование - универсальный продольно-фрезерный станок

6Р81. Приспособление - делительная головка, оправка с гайкой, центр

задний.

Инструмент - фреза дисковая трехсторонняя ø110 мм, Z = 8. Базы - посадочные отверстия и торцы. Режимы резания взяты по укрупненным нормативам. Глубина резания -t = 14 мм Ширина фрезерования -B = 8 мм Подача S = 0,13 мм/зуб

Скорость резания -V= 324 м/мин, при стойкости Т= 120 мин.

Частота вращения – n=938об/мин.

Округляем до n = 940 об/мин.

Основное время – t0 = L/Sm, где L=l+ lnep+ lep = 94 + 37,8 + 3 = 134,8 мм,

Sm = Sznz = 0,13 ∙ 938 ∙ 8 = 975,5 мм/зуб - минутная подача.

Тогда основное время составит 0,14 мин.

Основное суммарное время на 10 пазов - 1,4 мин.

Общее вспомогательное время 7,73 мин.

Оперативное время - 9,13 мин.

Штучное время -10,36 мин.

Подготовительно - заключительное время при способе установки в приспособлении, сложности подготовки средней, числе инструментов в наладке - 1шт. составляет - 20 мин.

Штучно-калькуляционное время Тштк= Тпз/n = 10,74 мин, где n = 52 шт. - столько заготовок обработает за смену рабочий.

3.4.1.11 Операция фрезерная

Содержание - фрезеровать уклоны в пазах корпуса, выдерживая размер 1, угол 22° и R = 2 мм (рисунок 3.9).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 3.9 – Операционный эскиз (фрезерование)

Оборудование - универсальный горизонтально-фрезерный

станок 6Р81.

Приспособление и инструмент те же, что и на предыдущей операции.

Схема базирования та же.

Назначим режимы резания.

Глубина резания – t = 7 мм

Подача-S= 0,13 мм/об [4,т.2,табл.15,с.268]

Скорость резания V= 324 м/мин.

Частота вращения - n = 940 об/мин.

Основное время -t0 = 0,14 мин.

t0 = L/Sm, где

L = l + 1пер+ lвp = 94 + 37,8 + 3 = 134,8 мм, Sm = Sznz = 0,13 ∙ 938 ∙ 8 = 975,5 мм/зуб - минутная подача.

Основное суммарное время на 10 пазов - 1,4 мин.

Общее вспомогательное время 7,73 мин.

Оперативное время - 9,13 мин.

Штучное время

мин.

= 6% - время технического обслуживания,

= 5% - время организационного обслуживания,

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

= 2,5% - время на перерыв.

Подготовительно - заключительное время при установки в приспособлении, сложности подготовки числе инструментов в наладке - 1шт. составляет - 20 мин.

Штучно-калькуляционное время Тштк= Тпз/ n = 10,74 мин, где n = 52 шт. - столько заготовок обработает за смену рабочий.

3.4.1.12 Операция затыловочная

Содержание - затыловать по наружной поверхности,

выдерживая размер 1, затыловать по боковым поверхностям, выдерживая размеры 2, 3, 4, 5 и угол 3°27'(рисунок 3.10)

Оборудование - универсальный токарно-затыловочный станок Б 811.

Рисунок 3.10 – Операционный эскиз (затыловывание)

Приспособление - оправка со шпонкой и гайкой.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Инструмент - резец профильный с Т15К6 - 2 штуки, резец затыловочный широкий, штангенциркуль, шаблон.

Режимы резания взяты по укрупненным нормативам.

Для затылования по наружному диаметру: глубина резания -t - не более 4,16 мм, число врезаний - n = 70 раз, подача - S = 0,05 мм/зуб, скорость резания V = 90 м/мин, основное время t0= 15,2 мин.

Режимы резания для затылования по боковым поверхностям такие же.

Общее основное время - 45,6 мин.

Общее вспомогательное время - 2,06 мин.

Оперативное время - Топ = 47,66 мин.

Штучное время - Tшт = 54,09 мин.

Подготовительно-заключительное время Тпз = 24 мин.

Штучно-калькуляционное время Тштк= 56,49 мин.

3.4.1.13 Операция фрезерная

Содержание - фрезеровать неполные витки с одной стороны (рис.3.11).

Оборудование - вертикально-фрезерный станок 6М11. Приспособление - стол поворотный, зажимное приспособление. Инструмент - фреза торцевая, концевая Р6М5. Базы - посадочное отверстие, торцы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 3.11 – Операционный эскиз (фрезерование)

Назначим режимы резания.

Глубина резания – t– до 7 мм – ширина одного лишнего витка.

Подача – Sz = 0,05 мм/зуб.

Скорость резания - V= 20 м/мин.

Частота вращения -n= 120 об/мин.

Длина резания по контуру L = 2R/4 = 64,37 мм

Основное время -t0= 11,3 мин.

t0 = L/Sm где,

L = l + lnep+ lвр= 72,37 мм, Sm = Sznz = 6,4 мм/зуб. Общее вспомогательное время - 5,52 мин. Оперативное время - Топ = 16,82 мин. Штучное время - Тшт = 19,09 мин. Подготовительно-заключительное время Тпз = 10 мин. Штучно-калькуляционное время Тштк= 19,4 мин, с учётом того, что за смену рабочий обработает 28 деталей.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.4.1.14 Операция фрезерная

Содержание – фрезеровать неполные витки с другой стороны. Все расчёты аналогичны предыдущей операции.

3.4.1.15 Операция слесарная

Содержание - снять заусенцы после фрезерования. Оборудование - верстак слесарный. Приспособление - плита, тиски слесарные. Инструмент - напильник. Основное время - 3,5 мин. Вспомогательное время - 4 мин. Оперативное время - Топ = 7,5 мин. Штучное время - Тшт = 8,5 мин.

Подготовительно-заключительное время Тпз = 10 мин. Штучно-калькуляционное время Тштк= 8,66 мин, с учётом того, что за восьмичасовую смену обрабатывается 64 детали.

3.4.1.16 Операция шлифовальная

Содержание - шлифовать пазы в корпусе фрезы, выдерживая

размеры 1, 2 и шероховатость 0,8 мкм (рисунок 3.12). Оборудование - плскошлифовальный станок 3Е710А с горизонтальным шпинделем шлифовальной бабки. Приспособление – головка делительная, оправка с гайкой, задний центр.

Инструмент - шлифовальный круг 46-60 СМГСМ2. Базы - посадочное отверстие и торцы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 3.12 – Операционный эскиз (шлифование)

Расчёт припусков изложен в 3.4.1.10.

Максимальный припуск на боковой поверхности Zmax= 0,6 мм и Zwax=0,5 мм на дне паза.

Глубина резания - t = 0,6 мм

Подача стола -S=8 мм

Подача круга - Sкр = 0,002 мм/об.

Скорость вращения - V=25 м/с

Основное время – t0=3 мин.

Вспомогательное время – tB = 0,04 мин.

Оперативное время - Топ = 5,03 мин.

Штучное время - Тшт = 5,71 мин.

Подготовительно-заключительное время - Тпз = 10 мин.

Штучно-калькуляционное время Тшт.к= 5,81 мин, с учётом того, что за смену можно обработать 95 деталей.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.4.1.17 Операция маркировочная

Содержание - маркировать корпус - 4,AA,ω2°54',BK8. Нормирование данной операции проводим на партию 10 штук. Основное время -t0= 2,5 мин. Вспомогательное время - tB = 2,8 мин. Оперативное время - Топ = 5,3 мин. Штучное время - Тшт = 0,6 мин.

Подготовительно-заключительное время - Тпз = 8 мин. Штучно-калькуляционное время Тштк= 0,61 мин, с учётом того, что за смену можно обработать 905 деталей.

3.4.2 Изготовление реек

Параллельно с изготовлением корпуса фрезы идёт изготовление зубчатых реек.

Рейки предварительно спекают до t = 1200оС, что позволяет вести их обработку, оставляя припуск под шлифование.

Для обработки реек необходимо сделать базовые поверхности, поэтому на операциях 2 и 3 производим шлифование базовых поверхностей (рисунок 3.13 и 3.14).

Рисунок 3.13 – Шлифование рейки по ширине

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 3.14 – Шлифование рейки по высоте

После этого рейки собирают в приспособлении-прототипе корпуса и ведут обработку реек, шлифуя их по торцу, выдерживая симметрию зубьев на корпусе и на рейках. Далее снимается неполная нитка зубьев.

В следующей операции зубья реек зачищаются шлифованием по диаметру. Для этого необходимо изготовить приспособление типа корпуса, но с пазами, выполненными под определённым углом и смещением на величину H (рисунок 3.15).

Рисунок 3.15 – Профиль зуба

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

H = RSin(α+γ) = 45∙Sin10 = 7,8 мм

После затылования по наружному диаметру и боковым поверхностям, рейки вынимают из прототипа корпуса.

Необходимо маркировать рейки так, чтобы номер рейки соответствовал номеру паза в корпусе.

Рейка практически готова, но нет требуемой твёрдости, поэтому её окончательно спекают при t = 1500 °С.

После окончательного спекания, рейки шлифуются по ширине, высоте и длине, т.е. по базовым поверхностям. Так как в процессе спекания возникают некоторые отклонения в геометрии, рейки затыловываются по окружности на наружном диаметре и боковым поверхностям.

Далее рейки приклеиваются в корпус.

3.4.3 Сборка фрезы

3.4.3.1 Операция слесарная

Содержание - приклеить рейки в корпус фрезы. Оборудование - слесарный верстак, установочные

приспособления. Инструмент - шаблон специальный по шагу, клей - УП5-207

ТУ 6-05-241-221-70.

Точность симметрии зубьев рейки и корпуса - 0,01 мм. Технологический процесс склеивания  корпуса и реек заключается в выполнении следующих операций:

подготовка поверхностей деталей под склеивание;

приготовление клея;

нанесение клея;

совмещение и фиксация склеиваемых деталей;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

отверждение клеевого шва;

контроль качества склеивания [6,с.191].

Основное время - t=l5 мин. на 10 реек.

Вспомогательное время - tB= 17,5 мин.

Оперативное время – Топ=15 + 17,5 = 32,5 мин.

Штучное время

мин.

= 6% - время технического обслуживания,

= 5% - время организационного обслуживания,

= 2,5% - время на перерыв.

Подготовительно-заключительное время - Тпз = 10 мин.

Штучно-калькуляционное время - Тштк= Тшт+ Тп./ n = 37,59 мин, где n = 14 - количество деталей, которое может склеить рабочий за смену.

3.4.3.2 Операция заточная

Содержание - заточить рейки по передней поверхности,

выдерживая γ = 0 (рисунок 3.16). Оборудование - универсальный заточной станок 3662.

Приспособление - оправка гладкая, упор, центра.

Инструмент - круг шлифовальный СМ]-СМ2, зернистость 40-60, угломер. Базы - посадочное отверстия и торцы.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 3.16 – Операционный эскиз

Режимы резания выбираем по укрупнённым нормативам. Скорость вращения круга - VKp = 40 м/с Продольная подача - Snp = 3 мм/об Поперечная подача - Snon =0,1 мм/дв.х. Основное время — t0= 1,45 мин. на один зуб. Так как зубьев 10, то основное время - 14,5 мин. Вспомогательное время te = 2,74 мин. Подготовительно-заключительное время - Тт— 12 мин.

Операционное время - Топ = 14,5 + 2,74 = 12, 24 мин.

Штучное время

мин.

= 6% - время технического обслуживания,

= 5% - время организационного обслуживания,

= 2,5% - время на перерыв.

Подготовительно-заключительное время - Тпз = 12 мин.

Штучно-калькуляционное время - Тштк= Тшт+ Тпз/ n = 20,14 мин, где n = 27 - количество деталей, которое может обработать рабочий за смену.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4. Проектирование пресс-формы

4.1 Общие сведения

Твердосплавные инструментальные пластины для обработки материалов резанием в силу своих структурных особенностей изготавливаются только методами порошковой металлургии. Формование изделий из порошковых материалов является одной из основных операций технологического процесса их производства. Формование (прессование) представляет собой процесс получения из порошка изделия (заготовки) определённой формы и размеров, обладающего такой прочностью, чтобы его можно было извлечь из пресс-формы и подвергнуть дальнейшей обработке спеканию, калиброванию, механической обработке и т.д.

Наиболее распространенным способом формования является холодное прессование в закрытых пресс-формах. В результате процесса получается прессовка, имеющая форму и размеры, близкие к форме и размерам готового изделия.

В системе формообразующий инструмент (пресс-форма) формуемый порошок инструмент является тем элементом, в рабочем пространстве которого масса порошка трансформируется в заготовку заданной формы и размеров.

При конструировании и расчёте исполнительных размеров пресс-форм основными данными, характеризующими технологические свойства порошков и прессовок, являются:

насыпная масса (насыпной вес) порошков;

удельный вес порошкового прессования материала (плотность);

упругое последствие;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

усадка при спекании.

Насыпная масса или вес единицы объёма свободно насыпанного характеризует плотность упаковки частиц порошка и определяется удельным весом материала, формой, размером и поверхностью частиц. Этот показатель необходим для расчёта высоты загрузочной камеры.

Удельный вес порошка или смесей порошков необходим для расчёта количества порошка, засыпаемого в загрузочную камеру.

Упругое последействие. При прессовании изделий возникают внутренние напряжения, под действием которых после снятия внешнего давления прессовка стремится к всестороннему расширению, после выталкивания под действием этих напряжений прессовка расширяется. Это явление называется упругим последействием. Упругое последействие в продольном направлении (направлении прессования) примерно в 2 ...3 раза больше, чем в поперечном. Под влиянием упругого последействия прессовка увеличивается на

0,15 ...0,30% по диаметру и до 0,50% по высоте.

При прессовании изделий матрица под действием поперечного давления упруго деформируется, а прессуемое изделие находится под всесторонним сжатием. Силы упругого последействия и силы сжатия изделия, направленные в противоположные стороны, являются причиной появления поперечных трещин в прессовке при выталкивании. Для предотвращения появления поперечных трещин рекомендуется предусматривать коническое расширение в верхней части матрицы с уклоном 10 ...30 мм, в зависимости от размеров полости матрицы (рисунок 4.1). Коническая поверхность должна иметь скругление с верхней плоскостью матрицы R = 1...1,5 мм. Величина упругого последействия требует корректировки рабочих размеров пресс-формы в сторону увеличения.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 4.1 – Направление действия сил упругого последействия на прессовку

Усадка при спекании характеризует величину изменения размеров прессовок при спекании. Величина усадки учитывается при расчёте размеров рабочих деталей пресс-формы со знаком плюс при уменьшении размеров прессовок и со знаком минус при увеличении размеров.

Рассмотрим способы прессования. В соответствии с конфигурацией будущей детали выбирается схема прессования и соответствующая ей конструкция пресс-формы. На практике выбирают такие схемы прессования, при которых течение порошка приводит к распределению плотности в прессовке, наиболее близкой к равномерной. Это легко выполнимо, если прессовка не имеет переходов по высоте. В прессовках с разновысотностью равномерная плотность может быть получена при условии сохранения одинакового коэффициента сжатия порошка в сечениях, параллельных давлению прессования. Коэффициентом сжатия (засыпки) называется отношение высоты насыпанного порошка к высоте получаемой прессовки. При прессовании в результате трения между частицами порошка и трения частиц порошка о стенки матрицы, происходит изменение давления по высоте прессовки, в результате чего плотность прессовки получается различной в

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

зависимости от расстояния до торца.

Наиболее распространённой схемой прессования деталей простой формы является одностороннее прессование (рисунок 4.2), сущность которого заключается в том, что верхний пуансон относительно матрицы и стержня перемещается, а нижний остаётся неподвижным. При одностороннем прессовании плотность прессовки уменьшается по высоте в направлении прессования, оно применяется, если отношение высоты к диаметру изделию не более единицы (рисунок 4.3.а).

Рисунок 4.2 – Схема одностороннего прессования

Рисунок 4.3 – Общий вид прессуемых изделий (цельного и с отверстием)

Двухстороннее прессование применяется, если отношение высоты изделия к диаметру превышает 1 и не больше 5 или, если отношение высоты к толщине

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

стенки больше 3 и не больше 17...20 (рисунок 4.3.б). При двухстороннем прессовании наименьшая плотность наблюдается в середине прессовки (рисунок 4.4). Данная схема прессования может быть реализована при неподвижном нижнем пуансоне за счёт перемещения матрицы вниз на расстояние, равное половине пути, пройденного пуансоном, либо при встречном движении пуансонов.

Рисунок 4.4 – Схема двустороннего прессования порошков

4.2. Классификация пресс-форм

Пресс-формы для изделий из металлических классифицируются по следующим признакам:

по характеру эксплуатации - съёмные и стационарные.

Съёмные пресс-формы не закрепляются на прессе и используются для проведения научно-исследовательских работ, в опытном и мелкосерийном производстве. Их периодически снимают с пресса для извлечения детали и засыпки порошка.

Стационарные закрепляются на прессе, все технологические переходы при выполнении операции прессования выполняются, не снимая их с пресса.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Применяются в серийном и крупносерийном производстве и подразделяются на полуавтоматические и автоматические.

- по числу оформляющих гнёзд пресс-формы подразделяются на одно- и многогнездовые.

В одногнездовых пресс-формах за операцию прессуется одно изделие, в многогнездовых несколько изделий, при этом повышается коэффициент использования пресса, а при большом размере партии снижается стоимость изделий.

Использование многогнездовых пресс-форм требует применение специальной системы допусков на размеры гнёзд и точность дозирования засыпаемого порошка и более жёсткого контроля состояния пресс-формы при эксплуатации.

-по технологическому назначению.

Пресс-формы могут быть прессовочными, которые предназначены для получения прессовок в пределах заданных размеров с учётом последующих операций, и калибровочными, используемыми для получения изделий в пределах заданных размеров или для повышения плотности путём сжатия.

- по конструкции матрицы.

Пресс-формы подразделяются на разъёмные и неразъёмные, методы расчёта и изготовления их различны.

-  по виду материала, из которого изготовлены основные детали. Пресс-формы подразделяются на стальные и твердосплавные.

Видом материала определяются методы расчёта, долговечность пресс-формы и технология её изготовления.

4.3 Конструирование пресс-формы

Пресс-форма состоит из матрицы, обоймы, пуансонов, стержней. Матрица предназначается для оформления изделия и должна в точности

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

соответствовать его конфигурации, кроме того, полость матрицы образует загрузочную камеру пресс-формы. Обойма увеличивает прочность и размерную устойчивость матрицы. Пуансоны служат для передачи давления на порошок и оформления торца или внутреннего контура прессовки. Стержни предназначены для выполнения в прессовках сквозных отверстий или углублений.

При конструировании пресс-форм должны соблюдаться следующие требования:

- получаемая прессовка должна иметь форму и размеры с учётом припусков на последующую обработку, учитывая усадку и требования по точности размеров и качеству поверхностей готовой детали;

- обеспечение равномерной плотности во всех частях изделия, так как от этого в первую очередь зависит идентичность свойств по всему объёму изделия;

- предупреждение образования расслоений, трещин и других видов брака;

осуществление наиболее простого выталкивания без разрушения прессовки;

- обеспечение строго взаимодействия всех элементов пресс-формы. Для массового производства - обеспечение максимальной степени автоматизации процессов дозировки, прессования и выталкивания (за один цикл работы);

- конструкция пресс-формы должна быть надёжной в работе, простой в изготовлении и эксплуатации, иметь минимальную стоимость и достаточную длительность службы.

Расчёт и конструирование пресс-формы включает в себя несколько этапов:

- анализ конструкции изделия на технологичность;

- изучение технологических свойств порошков и технологии изготовления изделия;

- выбор способа и схемы прессования, пресса (его тип, максимальное усилие прессования), что важно для получения прессовки с более равномерной плотностью по объёму;

- определение величины упругого последействия после

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

операции прессования, усадки при спекании, припуска на дополнительную механическую обработку;

- разработка схемы пресс-формы;

- определение размеров прессовки, её чертёж, составленный с учётом технологических требований;

- расчёт основных рабочих элементов пресс-формы (высота загрузочной камеры, общая высота матрицы, размеры стержня). Расчёт размеров рабочей полости, составленный с учётом технологических свойств порошков;

- расчёт деталей пресс-формы на прочность (матрицы, пуансонов, промежуточных прокладок, пружин и др.);

- окончательное конструирование пресс-формы, разработка сборочного и рабочих чертежей.

Одним из основных требований к точности изготовления деталей пресс-форм является обеспечение требуемого зазора между матрицей и пуансоном, пуансоном и стержнем. Величины зазоров выбирают такими, чтобы через зазоры не проникали частицы порошка, и свободно проходил воздух. Увеличенные зазоры приводят к повышенному износу сопряжённых деталей в результате абразивного действия частиц порошка, проникающих в зазор. Величину зазора уточняют в зависимости от гранулометрического состава применяемого порошка или шихты (смеси). При повышенных требованиях к точности изделия, соосности и разностенности зазор должен быть в пределах 5... 10 мкм. Такие же зазоры следует обеспечить и в калибровочных пресс-формах. При выборе величин зазоров можно руководствоваться рекомендациями, приведёнными в табл.

Допуски на размеры рабочих поверхностей матрицы и стержней устанавливают по квалитетам IT6 и IT7. Для обеспечения рекомендуемых зазоров могут быть назначены посадки H7/h6 или H7/g6.

Отклонение формы поверхностей основных деталей (нецилиндричность, некруглость, отклонение профиля продольного сечения цилиндрической поверхности, овальность, огранка, конусообразность и др.) допускаются в

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

пределах допуска на размер.

Неплоскостность допускается не более 0,015...0,02 (отклонение от плоскостности верхней торцевой поверхности матрицы) на длине 100 мм. Отклонение от параллельности торцовых (горизонтальных) поверхностей матриц, опорных поверхностей стержня, обойм, плит

не более 0,01 мм на 100 мм. Отклонение от перпендикулярности внутренней поверхности (оси полости) матрицы к верхней торцовой поверхности не более 0,02 мм на длине 100 мм. Отклонения от параллельности хода пуансонов и стержня относительно внутренней поверхности матрицы не более 0,02 мм на длине 100 мм. Отклонения от перпендикулярности направляющих колонок и втулок относительно горизонтальной плоскости (верхней торцовой поверхности матрицы) не более 0,02 мм на длине 100 мм.

Поверхности матриц, пуансонов, стержней, образующие рабочую полость пресс-формы, должны иметь шероховатость не ниже Ra=Q, 1 6 и полироваться до зеркального блеска.

Изготовление рабочего инструмента является сложным и трудоёмким процессом, требующим применения разнообразных станков, специального инструмента, тщательной высокоточной обработки и больших затрат квалифицированного труда. В большинстве случаев изготовление рабочих деталей из инструментальных сталей можно подразделить на следующие группы операций:

- изготовление деталей на металлорежущих станках с припуском под шлифование;

- термообработка;

- шлифование;

- доводка рабочих поверхностей (притирка, хонингование, полирование) с целью обеспечения высокой чистоты поверхности

При изготовлении рабочих деталей из твёрдых сплавов применяются методы ультразвуковой, электроискровой обработки, алмазного шлифования, полирования с применением алмазных и абразивных паст.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Одной из основных деталей пресс-формы является матрица, а к особенностям её изготовления относится:

- конус 20' в нижней части матрицы;

- шлифовка торцов в сборе с обоймой;

окончательная доводка и полировка внутренних поверхностей в сборе с обоймой.

Конус 20' в нижней части матрицы необходим для того, чтобы при выпрессовке заготовка имела возможность деформироваться (оставляя припуск по высоте). Окончательную шлифовку торцов матрицы производят в сборе с обоймой. Матрица прессуется в обойму так, чтобы один её конец выступал из обоймы, которым и устанавливается матрица на магнитный стол. После этого шлифуется противоположный торец. Этим достигается максимальная перпендикулярность торцов к оси.

Окончательную доводку и полировку производят в сборе с обоймой, так как после запрессовки матрицы в обойму происходит некоторое уменьшение внутреннего диаметра матрицы, что особенно заметно при минимальном зазоре между матрицей и пуансоном.

Общую высоту матрицы рекомендуется принимать несколько больше расчётной, так как насыпная плотность порошка в партиях колеблется (насыпную плотность порошка определяют для каждой партии).

При больших удельных усилиях прессования применяются составные матрицы в целях повышения жёсткости, а также обеспечения техники безопасности. Рекомендуемое соотношение диаметров матрицы приведено на рис.4.5. Матрицы изготавливаются из легированных инструментальных сталей или твёрдых сплавов, а обоймы - из мягких конструкционных сталей. Соединение матрицы и обоймы осуществляется по горячей прессовой посадке. Обойма, посаженная на матрицу в горячем состоянии, сжимает её и увеличивает её прочность и размерную устойчивость.

Матрица

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 4.5 – Рекомендуемое соотношение диаметров матрицы и обоймы

Пуансоны предназначены для передачи давления на порошок и оформления торца или внутреннего контура прессовки. Применяемые на практике конструкции пуансонов и способы их крепления зависят от конкретных условий. В пресс-формах

одностороннего прессования предусматривается верхний пуансон, расположенный в верхней части пресс-формы, нижний пуансон служит выталкивателем. В пресс-формах двухстороннего прессования предусматривается два пуансона: верхний и нижний.

Стержни предназначены для выполнения в прессовках сквозных отверстий или углублений. Конструктивное исполнение стержней и способ их крепления в пресс-форме зависят от формы и размеров отверстий в прессовках и конструкции пресс-форм.

Твёрдость рабочей поверхности матрицы должна быть равной HRC 63...65. При меньших значениях твёрдости матрица может работать только при изготовлении небольших партий изделий, так как рабочая поверхность быстро изнашивается.

При назначении твёрдости стержней следует учитывать их длину /, так как при соотношении l/d=20/1 и более стержни испытывают нагрузку на изгиб, и материал стержня должен быть достаточно вязким, твёрдость в этом случае должна быть равна HRC 56...58. Для стержней с l/d=12/1 и менее значение

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

твёрдости должно быть равным HRC 63...65. Нерабочая нижняя часть стержня должна опускаться до HRC 40...45.

Пуансоны и стержни изготавливаются приблизительно по той же схеме, что и матрица:

- черновые операции механической обработки резанием, термообработка;

- чистовые операции путём шлифования рабочих поверхностей;

- слесарная доводка (полирование,  притирка сопрягаемых поверхностей: наружные - с матрицей, отверстия - со стержнем).

Пуансоны работают в основном на сжатие, значение твёрдости принимается HRC 56...58. Длинные пуансоны закаливаются до значения HRC 48... 53. Нерабочая часть длинных пуансонов отпускается до HRC 45.

Помимо характеристик прочности и твёрдости, определяющих размеры пресс-формы и её конструкцию, при выборе материала пресс-форм для прессования порошков необходимо учитывать их износостойкость в условиях растяжения сжатия или несимметричного сжатия, дефицитность и обрабатываемость.

4.4 Расчёт пресс-формы для зубчатой рейки

4.4.1 Данные для расчёта

1. Чертёж детали

2. Состав порошка: WC - 96%, Со - 4%.

3. Удельное усилие прессования - 5 тс/см2.

4. Упругое последствие: по высоте – lп = 0,6%;

по наружному диаметру - 1D = 0,2%.

5. Усадка при спекании: по высоте -Σh =20 %;

по наружному диаметру -Σd= 18%.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6. Удельный вес компактного материала - Jnp = 14,5 г/см

7. Насыпная плотность порошка JHac = 5,52 г/см3.

4.4.2 Расчёт высоты прессовки

Определяем высоту прессовки: hnp= hнб - Δhn ± hyc+ hnK= 9,752 мм, где hнб = hH+Δb = 8 мм наибольшая высота прессовки, hH = 8 мм -номинальная высота готового изделия, Δb = 0 - верхнее предельное отклонение, Δhп = 0,006 ∙ hH= 0,048 мм   величина упругого последействия по высоте, Δhyc = 0,20 ∙ hH = 1,6 мм, hnK = 0,2 мм.

4.4.3 Расчёт высоты загрузочной камеры

Нзк = hпрk = 25,745 мм, где k = Jnp/ JHac = 2,64 , Jnp - плотность спрессованного изделия, JHac - насыпная плотность порошка.

4.4.4 Расчёт высоты матрицы

Высоту матрицы рассчитываем: Нматр = Нзк+ Нв+ hH = 45,745 мм, где Нв = 5 мм - заход под верхний пуансон, hH = 15 мм - заход под нижний пуансон.

4.4.5 Расчёт размеров рабочей полости матрицы

Рабочие размеры матрицы определяем:

DMaтр = DHM -Dn ± Dyс = 125,93 мм, где DHM=105,12 мм наименьший   диаметр(поперечный   размер)   готового   изделия; Dn = DHM ∙0,002 = 0,21 мм       

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

величина   упругого   последействия; Dyc=21,024 мм - величина усадки при спекании.

4.4.6 Расчёт высоты пуансона

Высоту пуансона рассчитываем:

Hпуасматр +L + (5... 10) мм = 54,175 мм, где L -высота, необходимая для крепления пуансона в пуансонодержателе; Нматр - высота матрицы.

4.4.7 Определение усилия прессования

Усилие прессования определяем: P=ρ∙S =824 тс, где ρ = 5 тс/см , S = 16,48 см2 - площадь детали.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИСКОВОЙ ФРЕЗЫ

Сборные твердосплавные фрезы оснащены сменными многогранными неперетачиваемыми пластинами (СМНП) получили широкое распространение в машиностроении. Эти фрезы отличаются высокой эффективностью, т.к. обладают высокой прочностью и надёжностью, не требуют переточек и обеспечивают многократное использование корпусов.

Дисковая трёхсторонняя фреза предназначена для прореза пазов, канавок и других операций.

Конструкция фрезы представлена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Фреза

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

В корпусе фрезы 1 имеются пазы, в которых на штифты 2 садятся подкладные пластины 3. Штифты 2 не допускают осевого смещения подкладных пластин 3. На подкладные пластины базируются твердосплавные пластины 4, которые крепятся прижимами 6. Прижимы закрепляются винтами 5.

После износа пластины поворачивают и вводят в работу неизношенную часть режущей кромки. При износе режущих кромок производится смена комплекта пластин.

5.1 Профилирование дисковой фрезы

Рассмотрим инструмент, как тело ограниченное исходной инструментальной поверхностью, сопряжённой с деталью, и которой приданы режущие свойства.

Схема обработки, представленная на рисунке 5.2, относится ко второму классу кинематических схем формообразования.

Рисунок 5.2 – Схема обработки

Относительное движение изделия и инструмента поступательное и вращательное. Поступательное движение перпендикулярно оси вращения. Исходя из этого, можно утверждать, что инструментальная поверхность

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

дисковой фрезы будет соответствовать профилю паза.

Геометрические параметры и углы рассчитаны по общей схеме и в данной работе не приводятся.

Особенностью данной фрезы является применение СМНП с их механическим креплением в пазах корпуса.

5.2. Выбор заготовки

Инструментальная сталь, применяемая для изготовления режущего инструмента, может поставляться в виде прутков, сортового проката, поковок и специальных профилей.

Для изготовления корпуса проектируемой фрезы целесообразно

выбрать сортовой прокат ø250 мм, т.к. диаметр корпуса 246 мм. В качестве заготовки выбираем:

сталь горячекатанная круглая 40Х ø250-1,2 -0,3мм ГОСТ 2590-71.

Овальность прутка не более 2,2 мм. Кривизна прутка не более 0,5 % длины.

5.3 Разработка маршрутного процесса изготовления фрезы

Используя типовой проект изготовления дисковых фрез, разработаем следующий маршрут изготовления фрезы:

1. Заготовительная.

2. Термическая   - отжечь заготовку.

3. Токарная - точить торец, фланец, точить фаски.

4. Токарная - точить наружный диаметр, второй торец и фланец. Центровать, сверлить отверстие, оставляя припуск под шлифовку, точить фаски.

5. Протяжная - протянуть шпоночный паз.

6. Фрезерная - фрезеровать пазы в корпусе с правым и левым наклоном.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7. Фрезерная - фрезеровать заточки на корпусе.

8. Сверлильная - сверлить отверстия под штифт, под резьбу, нарезать резьбу.

9. Термическая - закалить и отпустить.

10. Шлифовальная - шлифовать отверстие и торец.

11 .Шлифовальная - шлифовать второй торец.

12. Сверлильная - развернуть отверстие под штифт.

13 .Маркировочная.

14. Сборочная.

15. Шлифовальная - шлифовать фрезу по диаметру.

5.4 Разработка технологических операций

5.4.1 Операция заготовительная

Исходная заготовка - пруток ø250+1,2-0,3 мм ГОСТ 2590-71.

Оборудование - ленточно-отрезной станок 8544. Максимальный диаметр обработки - 355 мм, ширина пропила - 1,9 мм, мощность электродвигателя - 2,8 кВт.

Приспособление для базирования - призмы.

Переход - отрезать заготовку в размер 1 (рисунок 5.3).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 5.3 – Схема базирования

Определим припуск на обработку.

Jmin = ширина резания - ei= 1,9 - 0,8 = 1,1 мм

Jmax - ширина резания + ei = 1,9 + 0,8 = 2,7 мм.

Качество наружной поверхности прутка Rz = 200 мкм, h = 200 мкм. Качество поверхности торца после резания - 200 мкм.

Режимы резания: подача S = 40 мм/мин, скорость резания V= 8 м/мин., частота вращения n = 10,19 об/мин., где

Частота вращения - =10,19об/мин

Основное время - мин, где L - путь резания: L = DS - подача,

1вр - длина врезания, 2 мм, 1пер - длина перебега, 5 мм. L = 250 + 2 + 5 = 257 мм, t0 = 257/40 = 6,7 мм.

вспомогательное время:

tв= 1,5 + 0,05 + 0,2 = 1,57 мин., где

1,5 мин. - время на установку заготовки,

0,05 мин. - время на отвод пилы,

0,2 мин. - время на измерение.

Оперативное время:

Топ. =tв+t0 = l,57 + 6,7 = 8,27 мин.

Подготовительно- заключительное время Тпз = 12 мин.

Штучное время

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

мин.

= 6% - время технического обслуживания,

= 0,9% - время организационного обслуживания,

= 2,5% - время на перерыв.

Тшт. = 9,047 мин.

Штучно-калькуляционное время:

Тшт.к. = Тшт + Тпз / n, где n - размер партии. Так как Топ = 8,27 мин., то за смену 8 часов станочник сможет обработать партию из 58 деталей.

Тшт.к. = 9,047 + 12 / 58 = 9,25 мин.

После отрезки заготовку подвергают обработке давлением, а именно производят многократную проковку по плоскостям и по диаметру в разогретом состоянии. На заготовительном участке поковку предварительно протачивают по диаметру и шлифуют по плоскостям. После отжига для снятия остаточных напряжений цикл заготовительных операций завершается, и заготовка поступает на участки механической обработки резанием.

Суммарное время на проковку заготовки и механическую обработку по диаметру и плоскостям принято укрупнённо по данным инструментального цеха АО "Сибтяжмаш". Штучное время на данной заготовительной операции составляет 12 минут.

5.4.3 Операция токарная

Содержание: точить торец и фланец, выдерживая размеры 1, 2, 3 и шероховатость Ra=3,2 мкм. Снять фаску (рис.5.4).

Оборудование токарно-винторезный станок 16К20.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: над станиной 500 мм, над суппортом 290 мм. Частота вращения 12,5 -1600 об/мин. Мощность

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

электропривода- 11 кВт. [4, т.2,таб.9,с.17].

Приспособление - трёхкулачковый самоцентрирующий патрон.

Рисунок 5.4 – Схема базирования

Обработка торца

При обработке межоперационных припусков и предельных размеров пользуемся методикой, предложенной [4,т.1,с.193]. Припуск рассчитываем по формуле:

2Zmin = 2 ( Rzi-1 + hi-1 + Δεi-1 + εy)

Качество поверхности торца после разрезки 200 мкм.

Пространственное отклонение Δε = 300 мкм.

Погрешность базирования в трёхкулачковом патроне εб=0.

Качество поверхности после черновой обработки Rz=50мкм, h=50мкм

Остаточное пространственное отклонение:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Δε ост= Δзаг∙Ку=300 ∙ 0,06= 18 мкм

Для чистового точения Rz =32 мкм, h=30 мкм, Δε ост =0.

Допуск на размер заготовки - 800 мкм.

Допуск на чистовое точение - 160 мкм.

Допуск на черновое точение - 250 мкм. [4,т.1,табл.4,с.8].

Все данные и результаты расчёта сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Расчет припуска.

Наименование операция и переходов

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск, мкм

Предельные размеры, мм

Полученные значения припусков, мкм

h

max

min

max

min

1

Заготови-тельная

200

200

300

0

-

31,696

800

32,800

32

-

-

2

Черновое точение

50

50

18

-

1000

30,696

250

31,250

31

1550

1000

 3

Чистовое точение

32

30

-

-

236

30,460

160

30,660

30,5

590

500

4

Термическая

-

-

168

-

-

-

-

-

-

-

-

5

Шлифование

5

-

-

-

-

30

16

30,016

30

644

500

Как видно из таблицы найбольший припуск на черновое точение 2 Zmах=1550мкм, те на сторону примерно 1 мм. Данный припуск можно снять за один проход резцом с пластиной Т15К6.

Глубина резания -t=l мм

Подача - S = 0,8 мм/об [4,т.2,табл.11,с.266]

Скорость резания V= 117,5 м/мин.

Частота вращения - =149,6об/мин

Основное время - = 1 мин

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Длина врезания - 3 мм,

длина перебега - 1 мм,

длина резания - 125 мм.

L =125 + 3 + 1 = 129мм.

t0 = 125/0,8∙150 = 1 мин. - для операции 015.

Режимы резания для чистового точения.

Как видно из таблицы    2Zmax = 500 мкм, т.е. на сторону примерно

0,25 мм. Данный припуск снимаем за один проход резцом с

пластиной Т15К10.

Глубина резания - t = 0,25 мм,

подача - S = 0,33 мм/об. [4,т.2,табл.14,с.268].

Скорость резания - .

Стойкость инструмента Т = 40 мин.

Поправочные коэффициенты: Cv=420, .х=0, 15, у=0,2, m=0,2 [4,т.2,табл.17,с.269]. Kv = KMVKnvKuv = 0,51

V= 157,7 м/мин.

Частота вращения - =200 об/мин.

Основное время –мин

Точение фасок

Глубина резания t = 1 мм,

подача S = 0,2 мм/об. [4,т.2,табл. 14,с.268],

скорость резания -, где

Т=40 мин, Cv=420, х=0,15,у=0,2, m=0,2, Kv=0,51

V= 142,3 м/мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

n = 560 об/мин.

t0 =L/Sn = 83/0,2∙560 = 0,74 мин.

После завершения нормирования переходов просуммируем общее основное время на подрезку торца и снятие фаски: toс = 1 + 1,5 + 0,74 = 3,24 мин.

Кроме подрезки торца на операции 015 необходимо произвести удаление припуска с размера ø250 до ø80 шириной 13 мм. Общее время на операцию t0 = L /Sni, где i - число проходов. i = 38. Тогда время на обработку составит 5,32 мин. Общее время на операцию 015, с учётом времени на установку и снятие заготовки, технического и организационного обслуживания и времени на перерыв - 9,54 мин.

Штучно-калькуляционное время - Тштк= 10,3 мин., с учётом того, что токарь сделает за восьмичасовую смену 68 деталей.

5.4.4 Операция токарная

Содержание: точить наружный диаметр, второй торец и фланец,

центровать, сверлить, растачивать отверстие, выдерживая размеры 1,2,3,4,5. Снять фаски (рисунок 5.5).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 5.5 – Операционный эскиз

Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20. Наружное точение

При расчете межоперационных припусков и предельных размеров, пользуемся методикой, предложенной [4,т.1,с.193]. Припуск рассчитываем по формуле -2Zmin = 2 ( Rzi-1 + hi-1 + Δεi-1 + εy)

Качество прокатной поверхности -Rz = 320 мкм, h = 400 мкм.

Качество после черновой обработки - Rz = 63 мкм, h = 60 мкм.

Качество после чистовой обработки - Rz = 32 мкм, h = 30 мкм. Допуски на диаметр после механической обработки взяты из справочника [4,т.1,с.8].

Погрешность базирования εу = 0. Пространственные отклонения входят в размер допуска на диаметр. Все данные и расчёты сведены в таблицу 5.2.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Таблица 5.2 – Расчет припуска

Наименование операция и переходов

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск, мкм

Предельные размеры, мм

Полученные значения припусков, мкм

h

max

min

max

min

1

Заготови-тельная

320

400

-

0

-

247,646

4200

251,846

247,646

-

-

2

Черновое точение

63

60

-

-

1400

246,246

1150

247,369

246,246

4450

1400

 3

Чистовое точение

32

30

-

-

246

246

185

246,185

246

1211

246

Режимы резания для чернового точения.

Как видно из таблицы, наибольший припуск на черновое точение 2Zmax = 4450 мкм, т.е. примерно 2,2 мм на сторону.

Материал режущей части резца - Т15К10.

Глубина резания t = 2,2 мм,

подача S = 0,8 мм/об. [4,т.2,табл. 11,с.266],

скорость резания -, где

Т=40 мин, Cv=420, х=0,15,у=0,35, m=0,2, Kv=0,632.

V= 102 м/мин.

n = 130 об/мин.

t0 =L/Sn = 2,2 мин.

Режимы резания для чистового точения. Как видно из таблицы наибольший припуск 2Zmax=1211 мкм, т.е. примерно 0,6 мм на сторону. При шероховатости поверхности Rа = 3,2 мкм припуск 0,6 мм можно снять за один проход.

Инструмент - проходной резец, оснащённый пластиной Т15К10. Глубина резания - 0,6 мм, подача - 0,33 мм/об. [4,т.2,табл.14,с.268]. Скорость резания -

, где

Т=40 мин, Cv=420, х=0,15,у=0,2, m=0,2, Kv=0,51.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

V= 138 м/мин.

n = 178 об/мин.

t0 =L/Sn = 0,25 мин.

Подрезка торца чистовая

Подробный расчёт см. в предыдущем разделе.

Глубина резания - 0,25 мм,

подача - 0,33 мм/об.,

скорость резания - 157,7 м/мин.,

частота вращения - 200 об/мин.,

основное время - 1,5 мин.

Сверление отверстия

Инструмент сверло ø48 мм спиральное из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком с термомеханическим упрочнением ТУ 2-035-779-80. Сверло крепится в задней бабке станка.

Глубина резания - t = 0,5∙d = 24 мм. Подача - S = 0,6 мм/об. Скорость резания -

Т = 90 мин., Cv = 3,5, q =0,5, у = 0,45, m = 0,12 [4,т.2,с.278] Kv = KMVKuvKlv = 0,72 ∙ 0,3 ∙ l = 0,276 [4,т.2,с.276] Тогда V= 3,9 м/мин.

Частота вращения - n = (1000∙V)/(πd) = 25 об/мин.

Основное время - t0= L/(Sn) = 2,2 мин., где L = 30 + 3 = 33 мм.

Растачивание отверстия

При расчёте межоперационных припусков и размеров пользуемся методикой, предложенной [4,т.1,с.193].

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Размер отверстия после сверления, с учётом биения сверла - 48,8 мм, качество поверхности после сверления - Rz= 100 мкм, h = 70 мкм, качество поверхности после чистового растачивания - Rz= 2 5 мкм, h = 25 мкм. Допуски взяты из справочника [4,т.1,табл.4,с.8]. Все расчёты сводим в таблицу 5.3.

Таблица 5.3 – Расчет припуска

Наименование операция и переходов

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск, мкм

Предельные размеры, мм

Полученные значения припусков, мкм

h

max

min

max

min

1

Сверление

100

70

-

73

-

49,143

390

49,190

48,800

-

-

2

Растачивание чистовое

25

25

-

-

490

49,683

100

49,680

49,580

780

490

 3

Термообра-ботка

-

-

168

-

-

-

-

-

-

-

-

4

Шлифование

1,6

5

-

-

336

50,019

25

50,010

49,985

405

330

Режимы резания для чистового растачивания.

Как видно из таблицы, наибольший припуск на растачивание 2Zmax = 780 мкм, т.е. на сторону - 0,39 мм. Данный припуск можно снять резцом с пластиной из сплава Т15К10 за один проход. Глубина резания - 0,39 мм, подача - 0,2 мм/об.,

скорость резания - 186 м/мин. [4,т.2,с.268] Частота вращения - 1184 об/мин. Принимаем n = 1200 об/мин. Основное время t0 = L/(Sn) = 0,14 мин., где L = 33 мм (см. выше).

Точение фасок

Проводится в тех же режимах резания, что и точение фасок на операции 015. Основное время не учитываем, т.к. оно незначительно, а также потому, что на других операциях нормирование проводилось с определённым запасом (по максимальному припуску).

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

После завершения нормирования переходов, просуммируем общее основное время:

t = 2,2 + 0,25 + 1,5 + 2,2 + 0,14 + 0,74 = 7,03 мм. Оперативное время, с учётом вспомогательного времени, связанного с переходом, времени на установку и снятие заготовки и времени на изменение подачи и частоты вращения составит 8,4 мин. Штучное время, с учётом времени механического обслуживания, организационного времени и времени на перерыв составит 9,53 мин. Подготовительно-заключительное время - Тпз = 30 мин.

Тогда штучно-калькуляционное время:

Тшт.к= Тшт + Тпз/ n = 13,1 мин., где n -размер партии заготовок, которые обработает рабочий за смену.

5.4.5 Операция протяжная

Содержание - протянуть шпоночный паз, выдерживая размеры 1,2 (рисунок 5.6)

Оборудование горизонтально-протяжной полуавтомат 7Б55. Номинальная тяговая сила - 100 кН, наибольшая длина хода салазок-1250 мм, мощность электропривода 18,5 кВт.

Приспособление - направляющая оправка и опорное кольцо.

Инструмент - шпоночная протяжка ГОСТ 18220-80.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 5.6 – Схема базирования

Режимы резания (по укрупнённым нормативам). Подача на зуб – Sz= 0,06 мм/зуб.

Скорость резания –V= 7м/мин, при Ra = 1,6 мкм [4,т.2,с.299] Скорость обратного хода - Vo6 = 25 м/мин. Основное время -

мин

Вспомогательное время на установку и снятие заготовки tв - 1,8 мин. Время на измерение tиз = 0,29 мин. t= 1,8 + 0,29 = 2,09 мин.

Оперативное время - Топ. = t0 +t = 0,054 + 2,09 = 2,144 мин.

Штучное время - Тшт, с учётом времени на организационное обслуживание и перерывы составляет 2,43 мин. Подготовительно-заключительное время

Тпз - 20 мин. Штучно-калькуляционное время - Тштк = Тшт + Тпз/ n = 2,52 мин, где n =224 шт. - партия, которую обработает рабочий за восьмичасовую смену.

5.4.6 Операция фрезерная

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Содержание - фрезеровать пазы с правым и левым наклоном,

выдерживая размеры 1, 2, 3, 4, 5. (рисунок 5.7) Оборудование - универсальный горизонтально-фрезерный

станок 6Р81. Инструмент - фреза дисковая пазовая D = 100 мм, b = 16 мм

ГОСТ 3964-69.

Приспособление - цилиндрическая оправка с гайкой, делительная головка, упор, угломер.

Рисунок 5.7 – Схема базирования

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Режимы резания взяты по укрупнённым нормативам. Глубина фрезерования –t1 = 10 мм, t2 =14 мм. Ширина фрезерования - b= 16-о,оз мм

Подача-S= 0,23 мм/об.

Скорость резания -V= 40,5 м/мин. [4,т.2,табл.37,с.285].

Частота вращения n =129об/мин.

Принимаем n = 130 об/мин. Основное время – t0=1,1мм.

SM = Sn = 29,9 мм/мин,

длина врезания - 1вр= 14 мм, длина перебега - 1пер= 3 мм.

Основное время на 24 паза - 26,4 мин, на два прохода - 52,8 мин.

Время на установку делительной головки - t = 5 мин.

Время на поворот делительной головки на 24 позиции - t = 0,96 мин.

Время поворота стола  t = 0,05 мин.

Время на контрольное измерение: штангенциркулем - t = 0,1 мин,

угломером - 0,2 мин.

t = 1,8 + 5 + 0,96 +0,05 +0,1 +0,2 = 8,11 мин.

Оперативное время - Т0п = t0 + t = 67 мин. Штучное время - Тшт = 76 мин.

Штучно-калькуляционное время, с учётом того, что за восьмичасовой рабочий день фрезеровщик сможет обработать 7 заготовок, составит-Тшт.к. = 77,4 мин.

5.4.7 Операция фрезерная

Содержание - фрезеровать затылки на корпусе (рисунок 5.8).

Оборудование - универсальный горизонтально-фрезерный 6Р81.

Приспособление - цилиндрическая оправка, делительная головка,

упор, угломер.

Режимы резания взяты по укрупнённым нормативам. Глубина резания - t = 3 мм, подача - SZ=0,18 мм/зуб. Скорость резания -V= 28,5 м/мин.

Частота вращения – n= 82,5 об/мин. Принимаем n = 83 об/мин. Основное время -=0,33 мм

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1вр = 42,4 мм, 1пер= 3 мм. На 24 затылка основное время составит 7,9 мин.

Рисунок 5.8 – Схема базирования

tв= 1,8 мин. - на установку и снятие детали

tв = 5 мин. - на установку делительной головки

tв = 0,14 мин. - время, связанное с переходом

tв = 0,96 мин. - время на поворот делительной головки

tв = 0,39 мин. - время на контрольные измерения

tв = 1,8+5+0,14+0,96+0,39 = 8,29 мин.

Оперативное время - Топ = tв +t0 = 16,19 мин.

Штучное время -Тшт = 16,9∙(1+13,5/100) = 18,4 мин.

Тпз - 20 мин - при способе установки на оправке, сложности подготовки.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Штучно-калькуляционное время - Тштк= Тшт+ Т/n, где n=29 шт. -программа на смену. Тшт.к= 19 мин.

5.4.8 Операция сверлильная

Содержание - сверлить отверстие ø3мм, отверстие под резьбу, нарезать резьбу М6х1, выдерживая размеры 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. (рисунок 5.9).

Оборудование - координатно-расточной станок 2431.

Приспособление - цилиндрическая оправка, делительная головка,

упор.

Рисунок 5.9 – Операционный эскиз

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Сверление отверстий под штифты

Инструмент сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком ø2,9 мм ГОСТ 12122-77.

Режимы резания взяты по укрупненному нормативу. Подача-S= 0,08 мм/об.[4,т.2, с.277].

T=15мин, Cv=3,5, q=0,5, y=0,45, m= 0,12 [4,т.2,табл.28,с.278]. Поправочный коэффициент Kv = 0,12 [4,т.2,с.262]

V= 1,64 м/мин.

Частота вращения - n = 174 об/мин. Принимаем n = 180 об/мин. Основное время t0= L/(Sn) =0,4 мин. на один паз, где L = 6 мм. Основное время на 24 паза - 9,6 мин.

Сверление под резьбу

Режимы резания (по укрупнённым нормативам). Подача - S = 0,1 мм/об. Глубина резания - t = 0,5∙D = 2,45 мм

Скорость резания - V = 1,9 м/мин. Частота вращения - n = 320 об/мин. Основное время - t0 = 0,3 мин. на один паз, а т.к. их 24,то t0=7,5 мин.

Нарезание резьбы

Инструмент метчик с проходным хвостовиком для метрической резьбы М6х1 ГОСТ 3266-81.

Режимы резания: Подача S = 0,02 мм/об.

V=4,9м/мин.

Частота вращения - 250 об/мин. Тогда основное время -t =1,8 мин, а т.к. отверстий 24, то t0=43мин.

После завершения нормирования просуммируем общее основное время. Оно составит 60 мин. Тогда оперативное время, с учётом времени, связанного с переходом, сменой инструмента, изменением подачи, поворотом делительной головки и времени на измерение составит 62,26 мин. Штучное время 70 мин. Тогда штучно-калькуляционное, с учётом того, что размер партии за смену составляет 8 деталей -

Тшт.к. = 72,5 мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5.4.9 Операция термическая

Содержание - закалить, отпустить.

Оборудование - полуавтоматический агрегат для комплексной

термообработки.

Закалка при температуре 1240 - 1280 °С. Отпуск при температуре 560 °С.

5.4.10. Операция шлифовальная

Содержание - шлифовать отверстие и торец, выдерживая

размеры 1,2. (рисунок 5.10) Оборудование - внутришлифовальный станок 3К227В.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рисунок 5.10 – Схема базирования

Расчёт припусков на шлифование приведён в разделах 5.4.3. и 5.4.4. Из этих таблиц видно, что припуск на торце 2Zmin=500мкм или 0,25 мм на сторону. Припуск на внутреннее отверстие 2Zmax = 405 мкм или на сторону 0,20 мм.

Определим режимы резания по укрупнённым нормативам. Частота вращения детали - nдет. = 400 об/мин. Скорость вращения круга - VKp. = 25 м/с [4, т.2,с.303] Продольная подача - Snpoд. = 3 м/мин. Поперечная подача - Sпоп. = 0,003 мм/об. Основное время -t0 = 2 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом, с установкой и снятием детали и с измерениями - 1,05 мин.

Оперативное время состоит из основного и вспомогательного времени и составляет 3,05 мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Штучно-калькуляционное время, с учётом того, что рабочий обработает за смену, 157 деталей составит 3,58 мин.

5.4.11 Операция шлифовальная

Содержание - шлифовать второй торец, выдерживая размер 1

(рисунок 5.11).

Оборудование - плоскошлифовальный станок 3Д740. Приспособление - магнитный стол.

Рисунок 5.11 – Схема базирования

Расчёт припуска приведён в разделе 5.4.3, из которого видно, что припуск на сторону торца - 0,25 мм.

Определим режимы резания.

Глубина резания - t = 0,25 мм.

Скорость вращения - V= 25 м/с.

Подача стола - Sпоп = 8 мм/об.

Подача круга - Sкр = 0,002 мм/об. [4,т.2,с.302]

Основное время -t0 = 0,15 мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Вспомогательное время - tB = 0,96 мин.

Оперативное время состоит из основного и вспомогательного и составит 1,11 мин.

Тогда штучно-калькуляционное, с учётом того, что заключительно-подготовительное время составляет 10 мин, а партия деталей, которую сможет обработать рабочий за смену - 423 штуки, составит: Тштк = 1,28 мин.

5.4.12 Операция сверлильная

Содержание - развернуть отверстия под штифты. Оборудование - координатно-расточной станок 2431 . Приспособление - цилиндрическая оправка, упор, делительная головка.

Инструмент - развёртка ø3 мм ГОСТ 16086 -70. Режимы резания взяты по укрупнённым нормативам. Глубина резания - t =0,5∙(D-d) = 0,5∙(3 - 2,9) = 0,05 мм. Подача - S = 0,6 мм/об. [4, т.2,с.278] Скорость резания -

=3.2 мин/об.

T=20мин, Cv=14, q=0,4, х=0,15, у=1,05, m= 0,85, Kv= 0,12 [4,т.2,табл.29,с.279]. Частота вращения =340об/мин.

Основное время – t0 = 0,03 мин. Так как отверстий 24 штуки, то основное время составит 0,72 мин.

Вспомогательное время - 1,34 мин.

Оперативное время состоит из основного и вспомогательного и составляет 2,06 мин.

Штучное время - 2,34 мин.

Подготовительно-заключительное время - 20 мин.

Штучно-калькуляционное время, учитывая количество дневной партии - 233 детали, составит 2,43 мин.

5.4.13 Операция маркировочная

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Содержание - маркировать корпус фрезы. Приспособление и инструмент - набор маркеров и молоток. Нормирование данной операции проведём на партию из 10 деталей.

Основное время – t0= 1,5 мин. на 10 деталей. Вспомогательное время –tв= 1,8 мин. Оперативное время - Топ= 1,8 + 1,5 = 3,3 мин. Штучное время - Тшт= 3,6 мин. Подготовительно-заключительное время - 10 мин. Штучно-калькуляционное время - Тштк= 3,7 мин.

Тогда штучно-калькуляционное время на одну деталь - 0,37 мин.

5.4.14 Операция сборочная

Содержание - собрать корпус с ножами.

Оборудование - слесарный стол.

Инструмент - слесарный набор.

Проведём нормирование операции.

Основное время -t0 = 20 мин.

Вспомогательное время - tв = 3 мин.

Оперативное время - Топ = 20 + 3 = 23 мин.

Штучное время - Тшт = 26 мин.

Подготовительно-заключительное время - 10 мин.

Штучно-калькуляционное время    

Тштк= 26,6 мин, с учётом того, что за смену рабочий собирает 21 изделие.

5.4.15 Операция шлифовальная

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Содержание - шлифовать фрезу по наружному диаметру,

выдерживая размер 1 (рисунок 5.12).

Оборудование - круглошлифовальный станок 3Т160.

Приспособление - цилиндрическая оправка, центра.

Рисунок 5.12 – Схема базирования

Припуск на шлифование 2Zmax = 0,3 мм, т.е. 0,15 мм на сторону.

Режимы резания назначаем по общемашиностроительным нормативам.

Глубина шлифования – t = 0,15 мин.

Скорость вращения детали -V3 = 40 м/мин.

Частота вращения - nдет= 400 об/мин.

Частота вращения круга - nкр= 1250 об/мин.

Поперечная подача - SПОП = 0,002 мм/об.

Основное время -t0= 1,5 мин.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Вспомогательное время на установку и снятие фрезы и измерения – 2,7 мин.

Оперативное время состоит из основного и вспомогательного времени и составляет 4,8 мин.

Штучно-калькуляционное время - Тштк= 4,9 мин.

Суммарное штучно-калькуляционное время на все операции составит 255,25 минут.

6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ

6.1 Расчёт КПТУ

Технический уровень проектируемой пластины из ТН20 можно оценить с учётом совокупности параметров изделия, рассчитав комплексный показатель технического уровня (КПТУ):

, где

bi—коэффициент весомости (значимость) i-го параметра изделия;

n - количество показателей качества изделия.

При расчёте КПТУ важно определить коэффициенты bi. Наиболее распространён метод определения bi на основе экспертных оценок.

В качестве базовой модели возьмём пластину из Т15К6 .

На первом этапе необходимо составить систему сравнения показателей качества пластин по критерию влияния их на величину полезного эффекта. Примем следующие параметры (таблица 6.1)

Таблица 6.1 – Система показателей

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Сравнив все параметры, строим квадратную матрицу смежности.

При расчёте абсолютной значимости параметров Bi каждая строка в матрице умножается на вектор-столбец Σai .

В1= 1∙6 + 1,5∙4,5 + 1∙5,5 + 1∙6,5 + 1,5∙3,5 =30

В2= 1,5∙6 + 1∙4,5 + 0,5∙5,5 + 0,5∙6,5 + 1∙3,5 = 23

В3= 1∙6 + 1,5∙4,5 + 1∙5,5 + 0,5∙6,5 + 1,5∙3,5 = 26,75

В4= 1∙6 + 1,5∙4,5 + 1,5∙5,5 + 1∙6,5 + 1,5∙3,5=32,75

В3= 0,5∙6 +1∙4,5 + 0,5∙5,5 + 0,5∙6,5 + 1∙3,5 = 17

Нормированные значения коэффициентов весомостей bi получаем делением Bi на ΣBi (вычисляем в долях единицы).

Данные заносим в таблицу 6.3.

Относительные единичные показатели качества рассчитываются по формулам:

или ,

где Pнi, Pбi – абсолютные значения i-го показателя качества соответственно

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

новой пластины и базовой.

Таблица 6.3 – Данные расчёта КПТУ проектируемой пластины из ТН20

параметры 

Ед. изм. 

значение 

qi 

bi 

qi bi

Pбi 

Pнi 

Стойкость 

мин 

20 

34 

1,7 

0,23 

0.391 

Твёрдость 

HRA 

92,5 

92,5 

1 

0,18 

0.180 

Адгезионное

кгс 

124 

108 

1,5 

0,21 

0.315 

взаимодействие 

 

 

 

 

 

 

Красностойкость 

цикл 

2,5 

4 

1,6 

0,25 

0.400 

Прочность на 

кгс/мм 

140 

120 

1,2 

0,13 

0.156 

изгиб 

 

 

 

 

 

 

КПТУ 

 

 

 

 

1,00 

1.442 

КПТУ>1, следовательно, проектируемая пластина из сплава ТН20 более совершенна, чем пластина из Т15К6.

6.2 Анализ сравнительной эффективности технологических

процессов изготовления СМНП из вольфрамовых и

безвольфрамовых твёрдых сплавов.

Рассчитаем стоимость основных материалов.

Норма расхода материала на год: карбид вольфрама , WC - 920 кг кобальт , Со - 80 кг.

Цена за килограмм: WC - 120 руб.

Со - 80 руб.

Программа выпуска N=50.000 шт. в год.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Затраты на материалы: WC-110.400 руб.

Со - 6.400 руб.

ΣCM- сумма затрат на основные материалы.

ΣCM=l 16.800 руб.

Затраты на одно изделие - 23,36 руб.

Ктр.заг– коэффициент транспортно-заготовитсльных расходов составляет 5 % от ΣCM.

Ктр.заг= 5.840 руб.

Себестоимость программы выпуска - 259.896 руб.

Себестоимость одного изделия - 5,2 руб.

В проектируемом варианте все затраты остаются без изменения, кроме затрат на основные материалы.

Норма расхода материалов на год:

карбид титана, TiC - 900 кг.

никель, Ni - 27,2 кг.

молибден Мо - 72,8 кг.

Цена за килограмм:

TiC - 20 руб.

Ni - 80 руб.

Мо - 80 руб.

Затраты на материалы:

TiC-18.000 руб.

Ni-2.176 руб.

Мо-5.824 руб.

ΣCM= 26.000 руб.

Kтр.заг ΣCM ∙5%= 1.300 руб.

Таблица 6.5

Калькуляция цеховых расходов

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Себестоимость программы выпуска - 164.556 руб.

Себестоимость одного изделия - 3,3 руб.

Годовая экономия - 259.896-164.556 = 95.340 руб.

Таблица 6.6

Эксплуатационные характеристики пластин

Режимы обработки 

Сплав 

Средняя стойкость, мин 

Относительный к-т стойкости 

F=35 Ом/мин S=0,1 мм/об

t=l мм 

Т15К6

ТН20 

20

34 

1

1,7 

Если за период стойкости пластины из Т15К6 будет обрабатываться 10 деталей, то за период стойкости пластины из ТН20 можно обработать 17 деталей. Таким образом, из-за большей стойкости можно сократить количество инструмента для обработки какой-либо партии деталей, тем самым снизить затраты, связанные с приобретением инструмента.

На основании произведённых расчётов делаем вывод, что технический уровень проектируемой пластины из сплава ТН20, оценённый с учётом совокупности основных параметров изделия, выше, чем у базового варианта пластины из сплава Т15К6, а себестоимость нового изделия намного ниже себестоимости базового.

6.3 Калькуляция себестоимости дисковой фрезы Затраты на основные материалы на одно изделие:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

где HМ, Homx. - соответственно норма расхода материалов и масса

возвратных отходов, кг;

Цм, Цотх. - соответственно цена на материал и возвратные отходы за 1 кг, руб. Ктр.-заг. — коэффициент транспортно-заготовитсльных расходов.

Норма расхода материала на изделие:

где Мизд. - масса готового изделия, кг;

К3   - коэффициент, учитывающий отношение массы

заготовки к массе готового изделия;

Кп -   коэффициент, учитывающий безвозвратные потери

материала при изготовлении заготовки.

Мизд. = 4,1 кг;     К3=3;      Кn=1; Нм= 4,1·3· l = 12,3 кг

Нотх. = 8,1 кг

Материал для изготовления фрезы - сталь 40Х.

Цм =18 руб.;      Цотх. = 0,05 руб.; Ктр.-заг.=10,98

Таким образом:

См =12,3 ·18 ·10,98 - 8,1 ·0,05 = 2430руб.

Рассчитаем численность работающих и фонд заработной платы. Списочное число основных рабочих:

где n - число операций, выполняемых рабочими;

Тшт.-кi - штучно-калькуляционное время, ч/дет.-опер.;

К MHi - коэффициент многостаночности;

Fэ - эффективный фонд времени работы одного рабочего за год, ч.;

Кв.н. - коэффициент выполнения норм;

nг     - годовая программа выпуска изделий, шт.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Потребное число вспомогательных рабочих, служащих и МОП:

Фонд з/п рабочих складывается из основной и дополнительной з/п. Расценка для серийного производства:

ачас. – часовая тарифная ставка;

tшт.-к. – норма времени на данную операцию, мин.

Расчеты основной сдельной з/п производственных рабочих сведены в таблицу 6.7.

Таблица 6.7

Наименование опрерации

Исходные данные

Расчетные данные

Разряд рабочих

Часовая тарифная ставка рабочего ачас., руб.

Норма штучного калькуляционного времени, мин.

Принятый коэффициент многостаночности, Кмн.

Годовой объем выпуска изделий Nг

Расценка на операцию, Рсд., руб.

Трудоемкость годовой программы изделий, ч.

Фонд основой сдельной  з/п, Зосн.сд.

Расчетная численность рабочих, Чпр.

Принятая численность рабочих, Чпр.

Заготовительная

Токарная

Токарная

Протяжная

Фрезерная

Сверлильная

Шлифовальная

Шлифовальная

Сверлильная

Маркировочная

Сборочная

Шлифовальная

3

5

5

4

5

5

5

4

4

5

3

3

4

6,1

7,5

7,5

6,7

7,5

7,5

7,5

6,7

6,7

7,5

5,4

5,4

6,7

21,2

10,3

13,1

2,52

77,4

19,0

72,5

3,58

1,28

2,43

0,37

26,6

4,90

0,65

1

1

1

1

1

1

0,65

0,65

1

-

-

1

2000

1,40

1,29

1,64

0,28

9,68

2,38

9,10

0,26

0,09

0,30

0,03

2,39

0,55

708

344

436

84

2580

633

2416

119

42,6

81

12,3

886

163

58.780

6

8

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Фонд основной заработной платы производственных рабочих помимо оплаты по сдельным расценкам включает премии и доплаты.

Фонд премии составляет 40% от фонда основной сдельной заработной платы:

Зпр. = Зосн.сд. · 40% = 58780 · 40% = 23512руб.

Фонд доплат составляет 4% от фонда основной сдельной заработной платы:

3пр. = Зосн.сд. · 4% = 58780 · 4% = 2351руб.

Тогда величина основной заработной платы производственных рабочих Зосн_ составит:

Зосн = 58780 + 23512 + 2351= 84643руб.

Дополнительная заработная плата включает оплату очередного и дополнительного отпуска, выполнения государственных обязанностей, учебных отпусков и т.п. и принимается в размере 10-15% от фонда основной заработной платы рабочих.

Здоп. = Зосн.·15% =84643·15% = 12696руб.

Общий фонд заработной платы основных рабочих:

Зраб.осн.доп.осн.=97339руб.

Отчисления в фонд социального страхования составляют 42,8% от Зраб.осн.

Зсоц.стр. = 97339 · 42,8% = 13627 руб.

Заработная плата вспомогательных рабочих:

Зраб.всп.доп.осн.

Зосн.всп.·Fδ·ачас.ср., где

Чвсп. - число вспомогательных рабочих, чел.;

ачас.ср. - часовая тарифная ставка.

Зосн = 2 · 1820 · 5,5 = 20020руб.

Величина премии для вспомогательных рабочих:

Зпр.осн.·30%=6060руб.

Величина доплат:

Здоп.·Зосн.·8% = 1602руб

Зраб.всп.=27682руб.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Заработную плату ИТР, служащих и МОП определяют в зависимости от установленных окладов, отработанного в течение года времени и расчётного количества их численности.

Средние месячные оклады составляют: для ИТР-1500 руб., служащих-1000 руб., МОП-800 руб. Нормативная продолжительность годового рабочего времени для ИТР принимают 11 месяцев, для служащих и МОП-11,4 месяца. Тогда годовой фонд заработной платы по окладам составит: для ИТР-15400 руб., для служащих-11400 руб., для МОП-9120 руб.

Дополнительная заработная плата составляет соответственно для ИТР-9%, для служащих и МОП-5% от годовой заработной платы по окладам: для ИТР-1386 руб., для служащих-570 руб., для МОП-456 руб.

Премии составляют: ИТР-4620 руб., для служащих-1710 руб., дляМОП-912руб.

Тогда общий годовой фонд заработной платы для ИТР, служащих и МОП:

ЗИТР.,служ.,МОП= 45574руб.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования приняты укрупнённо по данным АО "Сибтяжмаш" и составляют 45000 руб.

Таким образом, калькуляция себестоимости корпуса дисковой фрезы по укрупнённым данным составит:

сырьё и основные материалы, руб.                                                         4.860.000

возвратные отходы, руб.                                                                          810

основная з/п производственных рабочих, руб.                                     84.643

дополнительная з/п производственных рабочих, руб.                         12.696

цеховые расходы, руб.                                                                            85.250

отчисления в фонд социального страхования, руб.                             13.627

расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, руб.            45.000

____________

Итого: 5.100.406

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Программа выпуска составляет 2000 штук в год. Таким образом, себестоимость корпуса одной фрезы - 2.550 руб.

Дисковая фреза оснащена 24-мя пластинами из твёрдого сплава. Стоимость одной пластины из сплава Т15К6 - 5,2 руб., а из сплава ТН-20 - 3,3 руб. Таким образом, себестоимость дисковой фрезы с пластинами из Т15К6 составит 2.674,8 руб., а этой же фрезы с пластинами из ТН-20 - 2.629,2 руб.

Имея программу выпуска 2000 фрез, годовая экономия составит 91.200руб.

7. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТВЕРДОСПЛАВНЫХ ПЛАСТИН

Структура и система управления безопасностью на машиностроительных предприятиях является составной частью системы хозяйственного управления предприятиями.

Безопасность производства - сплошной процесс, требующий рационального размещения оборудования, организации рабочих мест, применения безопасных производственных процессов и оборудования.

При изготовлении твердосплавных пластин выполняются следующие                        технологические операции:

взвешивание порошков;

размол-смешивание порошков;

сушка шихты;

изготовление пластификатора;

замешивание на пластификаторе смеси;

сушка смеси;

просев смеси;

прессование пластин;

сушка пластин;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

спекание пластин.

При взвешивании образуется пыль, приводящая к загрязнению воздуха. Для того, чтобы содержание пыли не превышало ПДК, взвешивание производится на весах, помещенных в аспирационное укрытие и к месту взвешивания подводится местная вытяжная вентиляция.

При засыпке порошков в шаровую мельницу также образуется пыль. Размол-смешивание происходит в жидкой среде (этиловый спирт). При заливке спирта в шаровую мельницу образуются пары, которые вредно влияют на здоровье человека. Для устранения вредного воздействия пыли и паров спирта, к месту загрузки подведена местная вытяжная вентиляция. Рабочие при выполнении этих операций используют перчатки и респираторы. Сам процесс размола-смешивания производится в герметично исполненной шаровой мельнице, исключающей выделение вредных веществ.

Сушка шихты осуществляется в вакуумном сушильном шкафу. Пары спирта конденсируются в специальной ёмкости, исключающей попадание паров в воздух.

Изготовление пластификатора производится в герметично исполненной ёмкости, исключающей попадание бензина в воздух. При заливке бензина включается местная вытяжная вентиляция.

При сушке смеси на воздухе также используется местная вытяжная вентиляция. Окончательная сушка производится в герметичном сушильном шкафу, исключающем попадание вредных паров в воздух помещения.

Исходя из санитарно-гигиенических условий, производственное помещение имеет размеры 32x16x9 м.

Общая площадь - 512 м2, объём - 4608 м3.

На каждого работающего приходится не менее 15м3 объёма и не менее 4,5 м2 площади.

Для работающих, согласно норм, предусмотрены (на каждого работающего):

гардеробные и умывальные - 0,4 м2;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

душевые - 0,125м2;

помещение для сушки спецодежды - 0,2 м2;

помещение для обеспыливания и ремонта спецодежды - 0,2 м2; помещение для приёма пищи - 1,2 м2;

туалет - 0,066 каб/жен.;

           - 0,033 каб/муж.

Система освещения, используемая в помещении, совмещенная: естественное (одностороннее боковое) и общее равномерное искусственное.

Разряд работ по точности ГУБ, поскольку размер объекта различения от 0,5 до 1 мм.

Согласно СНиП 23-05-95 нормируемое значение КЕО - 15%, Ен=500 л.

Тип ламп Г 215-225-300 со световым потоком 4610 лм.

Микроклимат на рабочем месте определяется температурой воздуха, температурой поверхностей, относительной влажностью, скоростью движения воздуха и интенсивностью теплового облучения. Оптимальные и допустимые параметры микроклимата для категории работ по энерготратам ПА устанавливаются СанПиН 2.2.4.548-96 (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Период года 

Температура воздуха, °С 

Температура поверхностей,

°С 

Относительная влажность воздуха, °С 

Скорость движения воздуха,м/с 

опт. 

доп. 

опт. 

доп. 

опт. 

доп. 

опт. 

доп. 

Холодный Тёплый 

19-21

20-22 

17-18,9 18-19,9 

18-22 19-23 

16-24 17-28 

60-40

60-40 

15-75

15-75 

0,2

0,2 

0,3

0,4 

В целях профилактики неблагоприятного воздействия микроклимата используются системы местного кондиционирования и душирования, помещения для отдыха, перерывы в работе.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Воздушное душирование, как вид местной вентиляции, применяют на фиксированных рабочих местах для защиты рабочих от перегрева организма в горячем производстве и местах, на которых рабочий подвергается воздействиям теплоты и пыли, или местах, на которых в воздух поступает пыль, вредные газы и пары.

Для защиты рабочего от вредных веществ в воздухе определим:

1.                    F00) - площадь сечения душирующего патрубка;

2.                    tnC) - температуру воздуха на выходе из патрубка;

3.                   V0 (м/с) - скорость воздуха на выходе из патрубка;

4.                   Lg3/ч) - производительность душа.

Данные:

ПДКР=2,2 мг/м3- предельно допустимая концентрация вредных веществ в рабочей зоне;

Кокр=40 мг/м3 - концентрация вредных веществ в окружающем воздухе;

KП=0 мг/м3 - концентрация вредных веществ, подаваемых из душирующего патрубка типа ППД;

tp=22°C - нормируемая температура воздуха на рабочем месте;

tокр=28°C - температура окружающего воздуха;

х =1,5 м - расстояние от душирующего патрубка;

Vp=3 м/с - скорость движения воздуха на рабочем месте (данные взяты из СНиП "Отопление,вентиляция и кондиционирование"; ПДКР и Кокр взяты условно из-за отсутствия данных).

Решение:

1. Отношение разностей концентраций:

2. При 0,4 Рк 1, площадь сечения патрубка определяется:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

где n = 4,5 - коэффициент, зависящий от типа патрубка [5,с.34].

3. Скорость воздуха на выходе из патрубка:

где m = 6,3 [5,с.34].

4. Температура воздуха при выходе из патрубка:

5. Производительность душа:

Производительность душа обеспечивает допустимую интенсивность теплового облучения на рабочем месте не более 35 Вт/м2, согласно СанПиН 2.2.4.548-96.

Порошковая металлургия относится к категории вредных производств. Вредность обуславливается наличием в воздухе пылей, различных по составу и концентрации. В таблице 7.2 приведены допустимые концентрации пыли и паров, различных материалов в воздухе помещений для производства твёрдых сплавов.

Таблица 7.2

Наименование материалов 

пдк,

мг/м3 

Класс опасности 

Карбид вольфрама 

6 

IV 

Кобальт 

0,5 

II 

Никель 

0,05 

I 

Титан 

6 

III 

Спирт этиловый 

1000 

IV 

Бензин 

300 

IV 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Источниками шума являются рабочее оборудование и система вентиляции.

При воздействии шума наступает утомление и переутомление слухового анализатора и развивается слуховая болезнь, которая, наряду с понижением слуха, сопровождается расстройствами нервной и сердечно-сосудистой систем, развитием язвенной болезни и другими невротическими проявлениями. У работающих снижается профессиональная работоспособность. Допустимые уровни звукового давления приведены в таблице 7.3.

Таблица 7.3

Вид помещения 

Среднегеометрическая частота октавных полос, Гц 

63 

125 

250 

500 

1000 

2000 

4000 

8000 

Уровни звукового давления 

Участок для проведения мех.работ 

94 

87 

82 

78 

75 

73 

71 

70 

Определим уровень шума на рабочем месте, если пресс-автомат с усилием 4000 кН, согласно шумовой характеристике, излучает в октаве 500 Гц звуковую мощность Lw=85 дБ. Принимаем технологически необходимую площадь пресса F=3 м2, приведенный коэффициент звукопоглощения для цехов металлообработки Lкp=0,12.

Уровень шума равен:

Класс помещения по опасности поражения током - особо опасное.

Питание оборудования осуществляется от трёхфазной трёхпроводной сети с изолированной нейтралью, напряжением 220/380 В.

Для обеспечения электробезопасности предусматривается защитное

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

заземление, сопротивление которого не должно превышать 4 Ом.

В качестве заземлителей используются железобетонные блоки, расположенные на глубине и искусственные заземлители (вертикальные электроды -13 штук).

Категорию помещения по взрывопожарной опасности определим согласно НПБ 105-95. Из всех обращающихся веществ расчёт ведем по горючей жидкости (ГЖ).

Исходные данные для расчёта:

размеры помещения 32x16x9 м;

масса жидкости m=15 кг;

температура в помещении 20 °С;

температура вспышки ГЖ 72 °С;

теплота сгорания 41,87 МДж/кг;

нагрузки при аварийном проливе ГЖ 8 м2;

упругость пара ГЖ 9 кПа; молекулярная масса ГЖ 16,8.

Скорость испарения:

Масса образующихся паров:

Избыточное давление взрыва:

Так как ∆Р < 5кПа, то помещение относится к классу В - пожароопасное.

Для того, чтобы определить подкатегорию, находим пожарную нагрузку:

Q =15 · 41,87=628МДж.

В соответствии с НПБ 105-95 принимаем площадь S=10 м2.

Удельная пожарная нагрузка составит:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Данное помещение относится к категории В4.

По степени опасности развития пожара помещение относится к группе - 2. В зависимости от групп определяем параметры автоматических водо-пенных установок пожаротушения:

интенсивность орошения- 0,12 л/м2с (воды), 0,08 л/м2с (раствора пенообразования);

площадь орошения скринклером -12м2 ;

расстояние между оросителями - 4 м2.

Для безопасности людей при пожарах предусматриваются:

пожарная сигнализация;

системы оповещения людей;

эвакуационные выходы.

Предельно допустимые расстояния между эвакуационными выходами при плотности потока (чел./м2) -  1; 2-3; 4-5; должно быть не менее 50, 30 и 20 м соответственно.

Согласно СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений " тушение возможного пожара и проведение спасательных работ обеспечивается:

устройством пожарных проездов и подъездных путей для пожарной техники;

устройством наружных пожарных лестниц;

устройством противопожарного водопровода;

противодымной защитой путей следования пожарных подразделений внутри здания и на путях эвакуации.

На каждые 100 м2 помещения предусматриваются первичные средства пожаротушения:

огнетушители ОХЛ - 10 или ОВП -10 - 1шт.;

огнетушитель ОЧ - 5 - 1 шт.;

огнетушитель ОП - 5 - 1 шт.;

ящик с песком вместимостью 0,5 м3 - 1.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

На территории предприятия имеются пожарные щиты из расчёта

один щит на 5000 м2 со следующим набором противопожарного инвентаря и первичных средств пожаротушения, шт.:

огнетушитель пенный                               2

огнетушитель углекислый                        1

ящик с песком                                            1

асбестовое или войлочное полотно         1

лом                                                              2

багор                                                           3

топор                                                           2

лопата                                                         2

пожарное ведро                                         2

Для предотвращения аварий и несчастных случаев предусмотрены следующие мероприятия:

1. На участке запрещается курить.

2. Два раза в смену спекальщики обязаны проводить промывание гибких соединений печей.

3. Баллоны с водородом и азотом хранятся в отдельных помещениях, закрываемых на замок. Все баллоны с водородом соединены в общий газопровод, на котором устанавливается редуктор. После редуктора водород поступает в газопровод с давлением 1-3 атм.

4. Оборудование максимально герметизировано.

5. Применяются индивидуальные средства защиты органов дыхания (респираторы, повязки марлевые).

6. Рабочим выдаётся спецодежда (халаты, перчатки).

7. Применяются смазки, защищающие кожу.

8. Систематически контролируется содержание вредных элементов в атмосфере цеха. Наряду с этими мероприятиями осуществляется медицинский контроль.

В производственных условиях в большинстве случаев наибольшую

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

опасность представляет загрязнение воздуха, а также попадание токсического вещества на кожу. В связи с этим используются респираторы типа "Лепесток", "Астра - 2", "Ф62М" и другие; спецодежда из плотной ткани, перчатки. Проводятся профилактические мероприятия по борьбе с пылевыделением. Проводятся медицинские осмотры персонала - 1 раз в 12 месяцев.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Клячко Л.И., Самойлов B.C. Современные тенденции применения       безфольфрамовых инструментальных материалов. Обзор. -М.: НИИМаш, 1981.

2. Инструмент, оснащённый   сменными   многогранными пластинами: проспект- Томск, 1992.

3. Еланова Т.О., Хританкова О.И. Прогрессивный металлорежущий    инструмент.    Зенкеры,    развёртки, расточные резцы. - М.: ВНИИТЭМР, 1992.

4. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1,т.2. Под ред. А.Г.    Косиловой    и    Р.К.    Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1986.

5. Примеры расчётов вентиляции и защиты от тепловых излучений.     Методические     указания.     Сост.     В.Я. Кондрасенко, Л.Н. Горбунова; КрПИ. Красноярск, 1992.

6. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник; Под общ. ред. В.И. Баранчикова. - М.: Машиностроение, 1990.

7. Проектирование и расчёт пресс-форм для изготовления твердосплавных    инструментальных    пластин.    Сост. Ю.И. Гордеев, Г.М. Зеер; КГТУ. Красноярск, 1999.

8. Параметрический  технико-экономический  анализ  РЭА. Методические  указания.  Сост.  Г.Ф.  Яричина;  КрПИ. Красноярск, 1990.

9. Выбор экономичного варианта технологического процесса. Методические    указания,    Сост.    П.М.    Коневских, Т.П. Лихачева; КрПИ. Красноярск, 1987.

10. Стандарт предприятия. Общие требования к оформлению текстовых и графических студенческих работ; КГТУ. Красноярск, 1997.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83457. Правосубєктність націй і народів, що борються за національне визволення 33.91 KB
  Нації і народи, що борються за національне визволення, як субєкт міжнародного права набули актуальності в 60-ті роках XX століття в період розпаду колоніальної системи. Народ, який в процесі визвольної боротьби набуває елементи державності, створює органи.
83458. Міжнародна правосуб’єктність міжнародних організацій 37.25 KB
  Міжнародна міжурядова організація може бути визначена як формальна структура створена в рамках міжнародного договору укладеного між державамичленами організації яка має конкретну ціль що проявляється у спільному інтересі державчленів. В деяких випадках членами міжнародних організацій крім держав можуть бути також інші міжнародні організації та певні автономні утворення. На відміну від міжнародних організацій членами яких виключно або головним чином є держави і які зазвичай іменуються міжнародними міжурядовими організаціями...
83459. Міжнародна правосуб’єкгність Міжнародного Комітету Червоного Хреста та Червоного Півмісяця 32.68 KB
  Наприклад Міжнародний Рух Червоного Хреста та Червоного Півмісяця є організацією яку важко однозначно віднести як до одної так і до іншої групи. Складається вона з трьох складових: Міжнародного Комітету Червоного Хреста членами якого є фізичні особи громадяни Швейцарії; Ліги Товариств Червоного Хреста та Червоного Півмісяця членами яких є національні товариства Червоного Хреста та Червоного Півмісяця; Національні товариства в кількості понад 120ти. Незважаючи на це держави співпрацюють з Міжнародним Рухом Червоного Хреста та...
83460. Міжнародна правосубєктність Євросоюзу 38.14 KB
  До підписання Лісабонських договорів про Євросоюз і функціонування Євросоюзу питання міжнародної правосубєктності ЄС не були врегульовані. Міжнародну правосубєктність мали тільки європейські співтовариства. Відповідні повноваження Європейського співтовариства були визначені в установчих документах та розвинуті практикою Суду
83461. Міжнародна правосубєктність державоподібних утворень 37.76 KB
  Ватикан це містодержава яка є резиденцією центра католицької церкви Святого Престолу. Святий Престол слід розуміти як сукупність центральних органів з Папою Римським на чолі в свою чергу містодержава Ватикан є геополітичним формуванням створеним на підставі договору між Святим Престолом та Італією від 11 лютого 1929 р. Згідно з цим договором Ватиканська держава є власністю Святого Престолу який здійснює над нею виключну та необмеженою владу та суверенну юрисдикцію. Показово що як член Міжнародної агенції з атомної енергії Ватикан...
83462. Проблема міжнародної правосуб’єктності фізичної особи 37.01 KB
  В міжнародному праві почали формуватися норми з яких витікають права та обов’язки адресовані безпосередньо фізичним особам. Крім того прибічники визнання міжнародної правосуб’єктності фізичної особи підкреслюють що проявом міжнародної суб’єктності останньої є не тільки володіння правами та обов’язками що витікають безпосередньо з міжнародного права але також судовий захист цих правяк і можливість виконання зобов’язань причому через міжнародні органи. Проте у вітчизняній доктрині міжнародного права заперечується визнання статусу...
83463. Поняття визнання в міжнародному праві 35.51 KB
  Таке визначення визнання вказує поперше на те що це є акт політичний який залежить від політичних інтересів держави що визнає та подруге це є акт правовий тобто такий що тягне за собою правові наслідки встановлення дипломатичних консульських відносинукладення договорів та ін. Інститут визнання відноситься відповідно дестинаторами визнання є до визнання державиуряду повсталої сторони нації що бореться за свою незалежність. В ширшому розумінні визнання відноситься до будьякої правової ситуації наприклад визнання...
83464. Теорії визнання 36.65 KB
  Згідно з конститутивною теорією визнання лише визнання породжує відповідні правові наслідки та надає відповідні правові консти туюючі правовстановлюючі якості дестинатору визнання: державі міжнародну правосуб’єктністьуряду здатність представляти державу у міжнародних відносинах. Відповідно без визнання держава не може вважатися суб’єктом міжнародного права. Серед недоліків конститутивної теорії визнання потрібно зазначити поперше відсутність визначеної кількості актів визнання необхідних для надання дестинатору зазначених...
83465. Види визнання 36.34 KB
  Визнання держави має місце у випадках появи нової незалежної держави революційних та інших соціальних перетворень територіальних змін об’єднання та розділу держав і т. Основним критерієм визнання держави є її незалежність та самостійність у реалізації ефективної та легітимної державної влади що означає законність її встановлення та підтримку з боку населення встановленого режиму. Визнання уряду означає визнання його здатності здійснювати ефективну державну владу в країні та представляти її на міжнародній арені.