Расчёт режимов механической обработки.

 

При обработке деталей на металлорежущих станках элементами режима обработки является: глубина резания, подача, скорость резания, мощность резания.

 

2.11.1  Расточная обработка.

 

Обрабатываем отверстие нижней головки шатуна. Глубина резания t при черновой обработке равна или кратна припуску z на выполняемом технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5) глубина резания принимается в пределах 0,1¸0,4 мм. После назначения глубины резания t=0,1 мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике станка S=0,1 мм/об.

Скорость резания v рассчитывается по формуле:

,                                                 (1.23)

где С_v, m, x_v, y_v – коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия обработки; Т – период стойкости режущего инструмента; K_v – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе C_v.

Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам. Поправочный коэффициент K_v рассчитываем по формуле:

,                           (1.24)

где K_mv=1,67 – коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала; K_nv=1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; K_уv=1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в плане; K_у1v=0,9 – коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в плане; K_rv=1 – коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части резца; K_qv=0,91 – коэффициент, учитывающий размеры державки резца; K_оv=1 – коэффициент, учитывающий вид обработки; K_uv=0,9 – коэффициент, учитывающий вид материала режущей части инструмента.

.

Определим скорость резания по формуле (1.23):

м/мин.

По расчётному значению скорости резания определяется частота вращения шпинделя с закреплённым резцом:

,                                                            (1.25)

где d_Д – диаметр детали (отверстия), мм.

об./мин.

Максимальная частота вращения шпинделя станка равна 450 об./мин. Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n=350 об./мин.

Тогда скорость обработки рассчитывается по формуле:

,                                                       (1.26)

м/мин.

Рассчитанные элементы режима резания необходимо проверить по мощности электродвигателя станка. Мощность резания определим по формуле:

,                                                            (1.27)

где р_z – составляющая силы резания.

,                                        (1.28)

где С_рz, x_рz, y_рz, n_рz – коэффициенты и показатели степеней, учитывающие условия обработки; К_рz – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, неучтённые коэффициентом С_рz.

,                                   (1.29)

где К_Mрz=0,68 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; К_jрz=1 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане режущей части инструмента; К_yрz=0,94 – коэффициент, учитывающий передний угол режущей части инструмента; К_pрz=1,1 – коэффициент, учитывающий угол наклона лезвия; К_Rрz=1 – коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца.

.

Коэффициент К_Rрz не учитываем, т.к. сталь резца не быстрорежущая.

Н – составляющая силы резания.

кВт – мощность резания.

Мощность резания, приведённая к валу электродвигателя, должна быть равна или несколько меньше мощности электродвигателя станка.

Условие выполняется: N_р<N_э

0,23<3.

 

2.11.2  Железнение.

 

После выполнения токарной обработки предусмотрена гальваническая операция (железнение – см. п. 1.10) отверстия нижней головки шатуна.

 

  2.11.3   Шлифование.

 

Чистовое шлифование отверстия нижней головки шатуна. При шлифовании периферией круга с радиальной подачей (врезное шлифование) мощность определяется по формуле:

,                                                  (1.30)

где d – диаметр шлифования, мм; b – ширина шлифования, мм; v'_d – скорость вращательного движения детали, об./мин; S_p – перемещение шлифовального круга в радиальном направлении, мин./об., С_n, r, y, q, z – поправочный коэффициент и степени для табличных условий работы.

об./мин.

кВт.

Условие выполняется: N_р<N_эст

3,6<8,275.

 

   2.11.4  Хонингование отверстия нижней головки шатуна.

 

Определяем скорость резания по формуле:

,                                                          (1.31)

где v_в – скорость вращательного движения хона, об./мин.; v_в-п – скорость возвратно-поступательного движения хона, м/мин.

,                                                           (1.32)

где D=63,4 мм – диаметр хонингуемого отверстия; n=155 об./мин. – частота вращения шпинделя станка.

,                                                       (1.33)

где n_вх=10 ход/мин. – число двойных ходов хона; L_х=0,15 м – длина хона.

м/мин.

м/мин.

 м/мин.

Мощность при вращательном движении определяется по формуле:

,                                                          (1.34)

где Р_х – осевая составляющая силы резания, м.

,                                                       (1.35)

где f_х – коэффициент трения резания; р – давление брусков, Па; S – площадь контакта одного бруска с обрабатываемой поверхностью, м²; n – количество брусков в хоне, ед.

Н.

кВт.

Условие выполняется: N_в<N_эст

1,25<2,8.

 

          2.11.5   Растачивание отверстия верхней головки шатуна.

 

Протачиваем отверстие верхней головки шатуна до ремонтного размера. Глубина резания t при черновой обработке равна или кратна припуску z на выполняемом технологическом переходе. При чистовой обработке (Ra<2,5) глубина резания принимается в пределах 0,1¸0,4 мм. После назначения глубины резания t=0,1 мм назначаем подачу из числа существующих в характеристике станка S=0,1 мм/об.

Скорость резания v рассчитывается по формуле:

,                                                 (1.23)

где С_v, m, x_v, y_v – коэффициенты и показатели степени, учитывающие условия обработки; Т – период стойкости режущего инструмента; K_v – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, которые не учтены при выборе C_v.

Период стойкости режущего инструмента Т принимаем равным 60 минутам. Поправочный коэффициент K_v рассчитываем по формуле:

,                           (1.24)

где K_mv=1,67 – коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемого материала; K_nv=1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; K_уv=1 коэффициент, учитывающий главный угол резца в плане; K_у1v=0,9 – коэффициент, учитывающий вспомогательный угол резца в плане; K_rv=1 – коэффициент, учитывающий радиус при вершине режущей части резца; K_qv=0,91 – коэффициент, учитывающий размеры державки резца; K_оv=1 – коэффициент, учитывающий вид обработки; K_uv=0,9 – коэффициент, учитывающий вид материала режущей части инструмента.

.

Определим скорость резания по формуле (1.23):

м/мин.

По расчётному значению скорости резания определяется частота вращения шпинделя с закреплённым резцом:

,                                                            (1.25)

где d_Д – диаметр детали (отверстия), мм.

об./мин.

Максимальная частота вращения шпинделя станка равна 2000 об./мин. Принимаем частоту вращения шпинделя, близкую к расчётной n=850 об./мин.

Тогда скорость обработки рассчитывается по формуле:

,                                                       (1.26)

м/мин.

Рассчитанные элементы режима резания необходимо проверить по мощности электродвигателя станка. Мощность резания определим по формуле:

,                                                            (1.27)

где р_z – составляющая силы резания.

,                                        (1.28)

где С_рz, x_рz, y_рz, n_рz – коэффициенты и показатели степеней, учитывающие условия обработки; К_рz – поправочный коэффициент, учитывающий условия обработки, неучтённые коэффициентом С_рz.

,                                   (1.29)

где К_Mрz=0,68 – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; К_jрz=1 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане режущей части инструмента; К_yрz=0,94 – коэффициент, учитывающий передний угол режущей части инструмента; К_pрz=1,1 – коэффициент, учитывающий угол наклона лезвия; К_Rрz=1 – коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца.

.

Коэффициент К_Rрz не учитываем, т.к. сталь резца не быстрорежущая.

Н – составляющая силы резания.

кВт – мощность резания.

Мощность резания, приведённая к валу электродвигателя, должна быть равна или несколько меньше мощности электродвигателя станка.

Условие выполняется: N_р<N_э

0,50<3.

 

      2.12  Техническое нормирование операций   технологического процесса.

 

Норма времени включает ряд элементов: t_о – основное время; t_в – вспомогательное время; t_орм – время обслуживания рабочего места; t_п – время перерыва на отдых; T_п-з – подготовительно-заключительное время.

Основное время – время в течение которого происходит изменение размеров, формы и свойств обрабатываемых поверхностей детали.

Вспомогательное время включает две составляющие: время на установку и снятие детали и время, связанное с переходом.

Время обслуживания рабочего места и время перерыва на отдых принимается в процентах от оперативного времени, которое равно сумме основного и вспомогательного времени.

Подготовительно-заключительное время даётся на парию и не зависит от величины этой партии.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле:

,                                                     (1.30)

где n – размер партии деталей.

Размер партии определяется по формуле:

,                                                           (1.31)

где N=20000 шт. – производственная программа; D_x – число дней хранения (10-20 дней); D_p – число рабочих дней в году.

деталей.

Расточная обработка отверстия нижней головки шатуна:

,                                                              (1.32)

где L_px – длина рабочего хода инструмента, мм; i – число проходов; n – частота вращения детали, об./мин.; S – подача инструмента за один оборот детали, мм/об.

мин.

,                                                 (1.33)

где t_ву - вспомогательное время на установку-снятие; t_вп - вспомогательное время, связанное с переходом.

мин.

мин.

мин.

Растачивание отверстия верхней головки шатуна:

мин.

мин.

мин.

Шлифование отверстия нижней головки шатуна:

,                                                          (1.34)

где L_px – длина рабочего хода инструмента, мм; h – припуск на диаметр, мм; K₃ – коэффициент ходов; n_D – частота вращения детали, об./мин.; S_пр – глубина шлифования, мм.

мин.

мин.

мин.

Хонингование отверстия нижней головки шатуна:

,                                                             (1.35)

где z – припуск на диаметр, мм; b – толщина слоя металла, снимаемого за двойной ход хона, мм.

мин.

мин.

мин.

Гальваническое покрытие.

Восстанавливаем размеры отверстия нижней головки шатуна:

,                                                   (1.36)

где h – толщина покрытия, мм; g - плотность осаждённого металла, г/см³; D_к – плотность тока на катоде, А/дм²; С – электрохимический эквивалент, г/А´ч; h - коэффициент выхода металла по току.

мин.

мин.

,                                                 (1.37)

где n₁ – количество деталей, загруженных в ванну; K_u – коэффициент использования ванн.

мин.

 

 

    

 

3 Контрольные вопросы

1. Какова технологическая последовательность восстановления «шатуна»?

 

2. Как назначается режим мех обработки?

 

3. Какое оборудование применяется?

 

4. Как нормируются операции техпроцесса?

                             4 ЛИТЕРАТУРА

 

1). Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих. – М.: Машиностроение.

2). Иванов В.Б. Справочник по нормированию труда на автомобильном транспорте. – Киев: Техника.

3). Малдык Н.В., Зелкин А.С. Восстановление деталей машин: Справочник. – М.: Машиностроение.

4). Основы технологии производства и ремонта автомобилей: Метод. указания./Сост. А.Д. Полканов, ВоГТУ: - Вологда.

5). Справочник технолога авторемонтного производства./Под редакцией Г.А. Малышева. – М.: Транспорт.

6). Справочник технолога-машиностроителя. Т. 1/Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение.

7). Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2/Под редакцией А.Н. Малого. – М.: Машиностроение.