ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

Обоснование выбора оптимального варианта конструкции.

Исходные данные: чертежи деталей (минимально 2 детали).

Составляется эскиз детали, на котором все поверхности обозначаются порядковыми номерами. Повторяющиеся поверхности (имеющие одинаковый номинал и точность) обозначается одним порядковым номером. В табл. 2 в столбец 1 вписываются номера всех поверхностей.

1) Рассчитывается площадь каждой элементарной поверхности S, дм2 (см. табл. 1), которая проставляется в столбцах 2-6 табл. 2 в соответствии с указанной на рассматриваемой поверхность шероховатостью Ra. При подсчете площадей учитываются все конструктивные особенности поверхности (наличие отверстий, лысок и тому подобное уменьшает площадь поверхности).

Формулы для расчета площади S элементарной поверхности

Наименование элементарной поверхности	Формула для расчета площади	Принятое обозначение
Цилиндр	2 π R h	l – длина поверхности h – высота поверхности b – ширина поверхности R – больший радиус r – меньший радиус R_c – радиус сферы α – внутренний (центральный) угол
Конус	π R
Усеченный конус	π l (R+r)
Сегмент круга
Сектор круга
Сфера	4 π R²
Сегмент сферы	2 π R_c h
Слой сферы	2 π R₁ h;
Кольцо	π (R²- r²)
Часть кольца	π α (R² - r²)/360
Шпоночный паз	l b +2 lh+ π (b/2)²

2) В строке ИТОГО табл. 2 подсчитывается общая площадь детали S, дм2, для чего складываются все площади поверхности в столбцах 2-6.

3) В столбах 8-11 табл. 2 проставляется количество N поверхности указанного номера в соответствии с квалитетом рассматриваемой поверхности. Принять при этом, что

4) Из табл. 3 определяется нормативная технологичное время τМнорм обработки одного дм2 площади при заданной шероховатости Rа, мкм. Далее в столбец 7 табл. 2 записывается величина технологического времени обработки поверхности:

Величина ∑ τ_М является технологическим временем обработки всей детали и записывается в строке ИТОГО этого же столбца.

5) По табл. 3 определяется нормативное время tпернорм выполнения перехода, приходящееся на одну поверхность в зависимости от квалитета. Нормативное время выполнения перехода для всех поверхностей указанного номера определяется с учетом количества поверхности N:

Величина tпер записывается в столбец 12 табл. 2.

6) Сумма технологического времени обработки поверхности и нормативного времени выполнения перехода для всех поверхностей указанного номера:

записывается в столбец 13 табл. 2. Величина ∑ tоп дает величину оперативного времени обработки детали и записывается в строке ИТОГО этого же столбца.

1) Определяется Ку – количество установов детали, необходимое для полной обработки детали. Для этого составляются эскизы на каждый установ. Количество установов для обработки одной поверхности можно найти для каждой поверхности по табл. 4, а затем определить, можно ли все точные поверхности обработать с одного установа.

2) Определяется суммарное время на установку-снятие детали, необходимое для выполнения полной обработки детали. Время tус на одну установку-снятие, детали указано в табл. 3. Суммарное время на установку-снятие детали:

3) Определяется полное время механической обработки детали:

4) Определяется время получения заготовки по формуле

где q – масса заготовки (принять 30% больше массы детали при выполнении данной работы);

τ_з– время получения единицы массы заготовки для углеродистой поковки можно принять τ_з=30 нормо-ч/т или τ_з=1,8 нормо-мин/кг.

где

- коэффициент жесткости детали зависит от соотношения l/d, где l – наибольшая длина детали, d – наибольший диаметр (ширина) детали, определяется по чертежу детали;

- коэффициент обрабатываемости зависит от марки стали, определяется по табл. 5.

6) Рассчитанные для каждой детали показатели технологичности τдет сравниваются между собой и меньшее значение определяет наиболее технологическую конструкцию.

Данные для расчета показателя технологичности конструкции детали

Номер по-верхности детали	Площадь поверхности S, дм², при шероховатости Ra, мкм					τ_М, мин	Количество поверхностей N при квалитете				t_пер		t_оп
Номер по-верхности детали	до 12,5	до 3,2	до 0,8	до 0,4	до 0,10	τ_М, мин	до 8	8	7	6	нормо-мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1
2
3
…
n
ИТОГО	S =					∑ τ_М =	-	-	-	-	-	∑ t_оп =

Величины времени для определения трудоемкости обрабатываемой детали

Вид по-верхности детали	Время, нормо-мин
	технологическое (обработка 1 дм²), τ_Мнорм, при шероховатости Ra, мкм					выполнения перехода (на одну поверхности) t_пер при квалитете				установки - снятия детали t_ус	подготовительно-заключитльное t_пз	обслуживание рабочего места t_обс
	до 12,5	до 3,2	до 0,8	до 0,4	до 0,10	до 8	8	7	6	установки - снятия детали t_ус	подготовительно-заключитльное t_пз	обслуживание рабочего места t_обс
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Вращения плоские	0,6	0,9	1,2	1,3	1,5	1,5	3,0	4,5	6,0	5 мин вручную (до 20 кг), 15 мин краном (свыше 20 кг)	0,27 ∑ t_оп	0,08∑ t_оп
Фасонные	1,0	1,5	2,5	3,0	-	2,0	4,0	-	-
Отверстия (до 60 мм)	1,0	2,0	3,0	-	-	1,0	2,5	-	-
Резьбовые	0,8	-	-	-	-	2,5	-	-	-
Фаски, канавки, галтели	0,6	-	-	-	-	1,0	-	-	-

Соответствие шероховатости Ra, мкм, квалитета и количества установов

Коэффициенты К_обр обрабатываемость различных материалов

Марка материала	Состояние материала	Механические свойства		Коэффициент К_обр обрабатываемости
Марка материала	Состояние материала	НВ	σ_В, МПа	Быстро режущая сталь	Твердый сплав
1	2	3	4	5	6
Ст. 0	Горячекатаный	103…107	32	1,75	2,1
Ст. 2	Горячекатаный	137	320-420	1,7	1,5
Ст. 3	Горячекатаный	124	380-470	1,65	1,7
Ст. 5	Горячекатаный	156…159	500-620	1,2	1,15
Ст. 08	Горячекатаный	≤131	324	1,6	2,1
Ст. 10КП	Горячекатаный	≤107	334	1,6	2,1
15	Горячекатаный	≤143	-	1,6	1,5
20	Горячекатаный	≤130	-	1,6	2,0
30	Горячекатаный	≤187	-	1,1	1,2
35	Горячекатаный	≤187	-	1,0	1,0
40	Горячекатаный	≤166	-	1,0	1,4
45	Горячекатаный	170…179	650	1,0	1,4
50	Горячекатаный	179…229	650	0,7	1,0
60	Нормализованный	≤241	690	0,6	0,7
70	Нормализованный	≤241	730	0,6	0,7
20Х	Горячекатаный	131	470	1,3	1,7
35Х	Горячекатаный	163	620	0,95	1,2
40Х,45Х	Нормализованный	≤207	-	0,7	0,8
50Х	Нормализованный	≤217	-	0,65	0,8
А12	Горячекатаный	167…217	-	-	1,6
20Л	Литье	≤126	420	1,3	0,5
30Л	Литье	≤187	480	0,8	0,5
35Л	Литье	<217	500	0,75	0,8
45Л	Литье	<201	550	0,6	0,8
55Л	Литье	<207	600	0,5	0,7
ГЛ3	Литье	<229	-	-	0,2
90ХФ	Нормализованный	129…197	-	0,95	1,0
ШХ15	Отжиг	<207	750	0,5	0,9
20Г	Нормализованный	143…187	-	0,9	1,0
30Г	Нормализованный	149…197	-	0,8	0,8
40Г	Нормализованный	174…207	-	0,7	0,8
50Г	Закалка, отпуск	<229	-	0,55	0,8
65Г	Закалка, отпуск	>240	-	0,5	0,6
45Г2	Нормализованный	229	700	0,55	0,8
18ХГТ	Нормализованный	156…159	540	0,9	1,0
30ХГТ	Нормализованный	163…207	-	0,6	0,75
30ХМ	Закалка, отпуск	229…269	950	0,5	0,7
35ХМ	Закалка, отпуск	245	810	0,5	0,8
40ХФА	Закалка, отпуск	<241	-	0,6	0,7
40ХН	Закалка, отпуск	<255	-	0,8	1,0
12ХН3А	Горячекатаный	207	-	0,7	0,8
12ХН4А	Горячекатаный	207	-	0,7	0,8
30ХГСА	Закалка, отпуск	<229	720	0,5	0,7
35ХГСА	Закалка, отпуск	<229	720	0,5	0,7
35ХГСА	Закалка, отпуск	<229	720	0,5	0,7
38ХГН	Закалка, отпуск	187…236	650	0,9	1,0
38ХЮА	Закалка, отпуск	240…270	800	0,5	0,7
12Х12(1Х13)	Закалка, отпуск	241	-	0,9	0,9
20Х13(2Х13)	Закалка, отпуск	229…268	500	0,6	0,8
40Х13(2Х13)	Отжиг	-	560	-	0,7
14Х17Н2	Закалка	330	-	0,3	0,4
14Х18Н10Т (Х18Н10Т)	Закалка	179	>6550	0,3	0,5
Х15Н910	Отжиг	-	<110	0,4	0,45
12Х21Н5Т	Закалка	-	>700	0,4	0,45
ХН77Т10	Закалка, старение	<321	750	0,1	0,2
ХН67ВМТ10	Закалка, старение	217	-	0,1	0,1
ВТ5,ВТ5-1	Отжиг	-	700…950	0,4	0,8
ВТ1, ВТ1-1, ВТ1-2	Отжиг	-	<1200	0,45	0,45
ВТ6, ВТ6С	Отжиг	-	<1000	0,45	0,45
ВТ14, ВТ15	Отжиг	-	<1000	0,4	0,55
АЛ2, АЛ4	Состояние поставки	-	150…400	-	10…12
М1, М2, М3	Состояние поставки	-	290…300	-	4…6

Вопросы для самостоятельной подготовки к лабораторной работе

Ra, мкм	12,5	6,3	3,2	1,6	0,8	0,4
квалитет	12…13	11	9…10	7…8	6	5
количество установов К_у	1	2	3	4	5	6
этап	черновой	получистовой	чистовой	повышенной точности	высокой точности	особо высокой точности

ОПИСАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
Количественная оценка технологичности деталей,
обрабатываемых резанием

ОПИСАНИЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2 Количественная оценка технологичности деталей, обрабатываемых резанием

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2
Количественная оценка технологичности деталей,
обрабатываемых резанием