Разработка механического участка производства вала
Введение
Увеличение чисел оборотов и мощностей современных машин при
одновременном снижении их веса в значительной степени зависит от состояния
деталей, грузоподъемности и срока их службы при заданных условиях работы.
Совершенствование машин, увеличение их сроков службы,
повышение скоростей и производительности, снижение габаритов и веса, а также
повышение точности требует дальнейшего улучшения качества конструкции
выпускаемых валов и втулок: повышения их грузоподъемности, долговечности и
надежности, точности и скорости вращения; уменьшения их веса и шумности.
В условиях рыночной экономики одной из самых важных задач
промышленности является повышение эффективности производства и
производительности технологического оборудования. Вместе с тем важным условием,
определяющим успех предприятия на рынке, является повышение качества
выпускаемой продукции по сравнению с ее аналогами.
Целью курсового проекта является разработка механического
участка производства вала, который является деталью машины для перемешивания фарша
с разработкой технологического процесса механической обработки с годовой
программой выпуска 800 штук.
Для повышения эффективности технологического процесса
проводится анализ исходных данных, анализ процесса обработки вала при заданном
объеме производства, выбор заготовки, выбираются и рассчитываются оптимальные
режимы обработки, определяются величины припусков на обработку, необходимое
технологическое оборудование и разрабатываются технологические операции.
1. Анализ исходных данных
деталь технологичность припуск вал
1.1 Определение типа производства
Определим тип производства по заданной годовой программе выпуска
изделий и коэффициенту закрепления операций Кз.о. по формуле:
(1)
где О -
число различных операций, выполняемых в течении месяца, шт.;
Р - число рабочих мест, выполняющих различные операции,
шт.;
Фд-действительный годовой фонд времени, час;
Тшт.ср.-среднее значение нормы времени по
основным операциям, мин.;
Q-годовой объем выпуска изделий, 1000 шт.;
В соответствии с данными нормами для металлорежущих станков
с ЧПУ и многоцелевых станков, работающих отдельно и встраиваемых в
автоматические участки массой до 10т и с числом рабочих смен равных двум,
действительный годовой фонд рабочего времени работы единицы оборудования
принимаем равным Фд=4015
Находим среднее штучно-калькуляционное время по основным
операциям, мин
(17+17+16+18+17)=17 мин
Тшт.ср =60 мин.
Q = 1000 шт.
Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ
3.1108-74 рассчитываем по формуле:
=1000 шт.
Тогда
Данный коэффициент соответствует серийному производству.
1.2 Служебное назначение детали «вал»
Валы используют для передачи крутящего момента.
Обычно валы установлены в корпусе редукторов, в качестве опор используются
шейки валов, на которые устанавливаются подшипники. Шейки валов имеют высокую
точность. Крутящий момент передаётся посредством зубчатых колёс закрепленных на
валу с помощью шпоночных пазов и шпонок либо выполненных заодно с валом.
Функциональным назначением данной детали является
передача крутящего момента в редукторе.
1.3 Материал детали и его свойства
Материал вала - легированная конструкционная
Сталь 20Х13 ГОСТ 5632-72
Химический состав Стали 20Х по ГОСТу 5632-72:
Углерод (С) - 0,16-0,25%
Кремний (Si) - до 0,6%
Марганец - до 0,6%
Никель (Ni) - до 0,6%
Сера (S) - до 0,025%
Фосфор (Р) - до 0,03%
Медь (Сu) - до 0,3%
Титан (Ti) - до 0,2%
Хром (Х) - 12-14%
Стали, применяемые для деталей воспринимающих
нагрузки, можно разделить на две группы: высокоуглеродистые закаляющиеся и
малоуглеродистые цементуемые. Преобладающую массу деталей во всем мире
изготавливают из высокоуглеродистых закаляющихся сталей.
Материалы валов должны обладать хорошими
механическими и пластическими свойствами, высокой износоустойчивостью и высокой
циклической вязкостью.
Валы двигателей изготовляют из углеродистых и легированных
сталей или из высокопрочных чугунов и др., которые удовлетворяют данным
требованиям.
Большинство валов изготовляют из сталей марок 45,
40Х, 45Г2 и 50Г. Валы, работающие в условиях высоких нагрузок, изготовляют из сталей
марок 18ХНМА, 18ХНВА, 40ХНМА.
Таким образом, учитывая циклическое действие сил
на материал втулки и валов и воздействие других неблагоприятных факторов, к
материалу предъявляются следующие требования:
высокий предел упругости, чтобы избежать
пластических деформаций, приводящих к преждевременному выходу из строя узла;
высокий предел усталости из-за многократных
знакопеременных напряжений с целью повышения долговечности;
пониженная хрупкость;
однородность структуры стали и ее физических
свойств, что обеспечивает устойчивость технологии изготовления вала
стабильность исполнительных размеров.
Свойства стали 20Х13
Характеристика стали:
Заменитель: 14Х17Н2; 12Х13.
Назначение:
детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударных
нагрузкам и работающие при температуре до 450-500°С, а также изделия,
подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре. Сталь
коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситного класса.
Классификация: Сталь жаропрочная высоколегированная
Применение: энергетическое машиностроение и
печестроение; турбинные лопатки, болты, гайки, арматура крекинг-установок с
длительным сроком службы при температурах до 500 град.
Температура критических точек материала:=820, Ac3 (Acm)=950,
Ar1=780
Табл. 1. Механические свойства при Т=20oС материала 20Х13.
Сортамент
|
Размер, мм
|
sв, МПа
|
sT, МПа
|
d5, %
|
y, %
|
KCU, кДж / м2
|
Поковка
|
до 100
|
630
|
400
|
17
|
45
|
600
|
|
до 200
|
630
|
400
|
16
|
42
|
550
|
|
до 400
|
630
|
400
|
14
|
40
|
500
|
в - предел
кратковременной прочности, [МПа]- предел пропорциональности (предел текучести
для остаточной деформации), [МПа]- относительное удлинение при разрыве, [%]-
относительное сужение, [%]- Ударная вязкость, [кДж / м2]
Табл. 2.
Физические свойства материала
T, Град
|
E 10-5, МПа
|
a106, 1
/ Град
|
l, Вт/(м·град)
|
r, кг/м3
|
C, Дж/(кг·град)
|
R 109, Ом·м
|
20
|
2,18
|
|
23
|
7670
|
|
588
|
100
|
2,14
|
10,1
|
26
|
7660
|
461
|
653
|
200
|
2,08
|
11,2
|
26
|
7630
|
523
|
730
|
300
|
2,00
|
11,5
|
26
|
7600
|
565
|
800
|
400
|
1,89
|
11,9
|
26
|
7570
|
628
|
884
|
500
|
1,81
|
12,2
|
27
|
7540
|
691
|
952
|
600
|
1,69
|
12,8
|
26
|
7510
|
775
|
1022
|
700
|
|
12,8
|
26
|
7480
|
963
|
1102
|
800
|
|
13,0
|
27
|
7450
|
|
|
900
|
|
|
28
|
|
|
|
- температура, при которой получены данные свойства, [Град]-
модуль упругости первого рода, [МПа]- коэффициент температурного (линейного)
расширения (диапазон 20o - T), [1 / Град]- коэффициент теплопроводности
(теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]- плотность материала, [кг/м3]- удельная
теплоемкость материала (диапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)]- удельное
электросопротивление, [Ом·м]
Табл. 3. Коррозионные свойства
Среда
|
Температура
испытания,°С
|
Длительность
испытания, ч
|
Глубина, мм/год
|
Вода
дистиллированная или пар
|
100
|
|
0,1
|
Вода почвенная
|
20
|
|
1,0
|
Морская вода
|
20
|
720
|
0
|
Технологические свойства:
Температура ковки: начала 1250, конца 850. Сечения до 150 мм
охлаждаются на воздухе, 150-400 мм необходим низкотемпературный отжиг с одним
переохлаждением.
Свариваемость: ограниченно свариваемая; способы сварки: РДС,
АДС под флюсом, АрДС и КТС. Подогрев и термообработка применяются в зависимости
от метода сварки, вида и назначения конструкции.
Обрабатываемость резанием: в закаленном и отпущенном
состоянии
при НВ 241 и sB = 730 МПа Ku тв. спл. = 0,7, Ku б.ст. = 0,45.
Склонность к отпускной способности: склонна
Флокеночувствительность: не чувствительна
1.4 Анализ технологичности конструкции детали
Анализ технологичности конструкции детали
показал:
1. Изделие относится к средней точности
2. Соответственно по коэффициентам
количественной оценки технологичности конструкции изделие является
технологичным.
Производственная
технологичность конструкции детали - это степень ее соответствия требованиям
наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость
и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция
детали.
Технологичность
конструкции детали анализируют с учетом условий ее производства, рассматривая
особенности конструкции и требования качества как технологические задачи
изготовления.
Оценка технологичности
конструкции бывает двух видов: качественная и количественная.
Качественная оценка
технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется
показаниями: «лучше - хуже», «рекомендуется - не рекомендуется», «технологично
- нетехнологично» и т.п. Технологичной при качественной оценке следует считать
такую геометрическую конфигурацию детали и отдельных ее элементов, при которой
учтены возможности минимального расхода материала и использования наиболее
производительных и экономичных для определенного типа производства методов
изготовления. В связи с этим проанализируем чертеж детали, например, с точки
зрения:
· степени унификации
геометрических элементов (диаметров, длин, резьб, фаски). В данной детали
является приемлемой, поскольку размеры входят в размерный ряд вала;
· наличия удобных
базирующих поверхностей, обеспечивающая возможность совмещения и постоянства
баз присутствует для нашего вала;
· существует возможности
свободного подвода и вывода режущего инструмента при обработке вала;
· контроля точностных
параметров детали производить удобно;
· методы обработки детали
позволяют успешно решить задачу, по требуемому значению шероховатости на
различных поверхностях изделия.
Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное
значение которого характеризует степень удовлетворения требований к
технологичности. Применительно производству количественную оценку
технологичности производят по суммарной
трудоемкости и технологической себестоимости, а также по техническим показателям,
определение которых возможно из чертежа детали. К ним относятся
коэффициенты точности КТ и шероховатости Кш
Табл.
5. Анализ
обрабатываемых поверхностей вала
№
|
Номер
поверхности
|
Идентичные
поверхности
|
Квалитет
точности
|
Параметр
шероховатости Ra
|
Коэффициент
приведения
|
Примечание
|
1
|
1
|
-
|
7
|
1,6
|
6
|
|
2
|
2
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
3
|
3
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
4
|
4
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
5
|
5
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
6
|
6
|
-
|
7
|
1,6
|
6
|
|
7
|
7
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
8
|
8
|
-
|
7
|
1,6
|
6
|
|
9
|
9
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
10
|
10
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
11
|
11
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
12
|
12
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
13
|
13
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
4 фаски
|
14
|
14
|
-
|
7
|
1,6
|
6
|
|
15
|
15
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
16
|
16
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
17
|
17
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
18
|
18
|
-
|
14
|
1,6
|
6
|
|
19
|
19
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
20
|
20
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
21
|
21
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
22
|
22
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
23
|
23
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
24
|
24
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
25
|
25
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
26
|
-
|
9
|
6,3
|
4
|
|
27
|
27
|
-
|
14
|
1,6
|
6
|
|
28
|
28
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
29
|
29
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
30
|
30
|
-
|
7
|
1,6
|
6
|
|
31
|
31
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
32
|
32
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
33
|
33
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
34
|
34
|
-
|
14
|
6,3
|
4
|
|
Количественный анализ технологичности конструкции
изделия
1) По коэффициенту точности обработки
Кто;
Аср=ΣAini/ Σni= 1n1+2n2+ … +mnm/n1+n2+ … +nm
Аср=(14*30+2*9+7*5)/37=13
Кто=1-1/13=0,92
где Аср - средний квалитет точности обработки;
А - квалитет точности обработки;
ni - число размеров соответствующего
квалитета
,92
0,5
Изделие относится к средней точности.
2) По коэффициенту шероховатости
Кш=1/Бср
Бср=ΣБiПi/ ΣПi= 1n1+2n2+ … +knk/n1+n2+ … +nk
Бср=(6*5+4*32)/37=4,27
Кш=1/4,27=0,23
где Бср - средняя величина
коэффициента приведения;
Б - величина коэффициента приведения,
niш - число
поверхностей соответствующего параметра шероховатости
,23 0,16
Изделие относится к средней точности.
) По коэффициенту использования заготовки
Кзаг=Мд/Мзаг=0,99/1,2375=0,8
Где Мд - масса детали,
Мзаг - масса заготовки
) коэффициент унификации конструктивных
элементов
Куэ=
Где Qуэ - число унифицированных
типоразмеров конструктивных элементов;
Qэ - число типоразмеров конструктивных в
изделии
Куэ=33/37=0,9
,9
0,65
Изделие относится к средней точности
Оценка
качественных показателей технологичности конструкции детали
|
№№ п/п
|
Наименование
показателя
|
Степень
соответствия данному показателю
|
1
|
Методы
получения заготовок, обеспечивающие получение поверхностей, не требующих
дальнейшей обработки или требующих обработки с малыми припусками
|
используются
|
2
|
Использование
основных конструкторских баз как измерительных и технологических
|
Да
|
3
|
Позволяет
ли простановка размеров на чертеже детали производить обработку по принципу
автоматического получения размеров
|
Да
|
4
|
Позволяет
ли конструкция детали применение наиболее совершенных и производительных
методов механической обработки
|
Нет
|
5
|
Обеспечена
ли обработка на проход, условия для врезания и выхода режущего инструмента
|
Да
|
2. Выбор заготовки
Выбор заготовки является одним из весьма важных
вопросов проектирования процессов изготовления детали. От правильности выбора
заготовок зависит число операций или переходов, трудоемкость и в итоге
стоимость изготовления детали в целом. Выбранный способ получения заготовки в
значительной степени предопределяет дальнейший процесс механической обработки.
Если заготовка будет изготовлена достаточно точно, то механическая обработка
может быть сведена к минимальному числу операций, минимальной трудоемкости и
себестоимости.
Исходя из служебного назначения детали, а также
выбранной марки материала, выбранным способом для получения заготовки является
штамповка. Для первого предлагаемого варианта получения заготовки используем прокат,
а для второго варианта - штамповку на молотах.
Припуски и допуски на данные методы изготовления
заготовок указываются в соответствии с ГОСТ 7505-74. Припуски на сторону для
поковок, изготавливаемых на молотах массой до 40 кг с размерами до 800 мм - от
0,6-1,2 мм до 3,0-6,4 мм. После допусков соответственно от 0,7-3,4 мм до 1,6-11
мм.
Штамповочные уклоны на заготовках изготавливаемых
на молотах:
Наружный α
= 5°;
Внутренний β
= 7°;
Для определения массы поковки необходимо умножить
объем заготовки на плотность металла ρ.
Так
как конфигурация поковки сложная, то для определения объема ее разделяют на
отдельные простейшие объемы, а затем суммируют найденные значения.
Коэффициент К, определяемый по опытным данным в
зависимости от метода ковки, составляет 0,35-1,2. Основной отход металла -
облой, составляет 8-10%. Угар металла составляет 1-3% в зависимости от метода
нагрева и используемых нагревательных устройств.
Вариант 1.
Заготовка - прокат
D=45, длина 170 мм
Объем цилиндра:
V= 3,14*(45/2)2*170= 12010,5мм3=
270,2см3
Масса цилиндра:
m= v*ρ= 270,2cм3*7,8
г/см3= 2107,8 г= 2,1 кг
Вариант 2.
Разрабатываем заготовку поковки. Характеристика
детали - цилиндрические (валы, оси, цапфы, шатуны)
В составе стали 20Х13 входят:
хром Cr=12-14%
углерод C=0,16-0,25%
кремний Si до 0,6%
марганец Mn до 0,6 никель Ni до 0,6 сера S до
0,025 фосфор P до 0,03
Назначение стали:
детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся
ударных нагрузкам и работающие при температуре до 450-500°С, а также изделия,
подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре. Сталь
коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситного класса.
Технологические свойстваТемпература ковки
Начала 1250, конца 850. Сечения до 150 мм
охлаждаются на воздухе, 150-400 мм необходим низкотемпературный отжиг с одним
переохлаждением.
По химическом составу, сталь относится к группе
М1. Масса детали 0,99 кг.
Рассчитываем массу поковки Mп=Мд*Кр
Кр принимаем для валов 1,1…1,4.
Среднее значение Кр=1,25
Mп=Мд*Кр=0,99*1,25=1,2375.
Выбираем штамповочное оборудование:
горячекштамповочный автомат. Класс точности соответствует Т3. Нагрев заготовок
- индукционный.
Масса формы описывающей заготовку
Мф= (π*d2*h*p)/4
h - длина = 164*1,05=172,2- диаметр
= 40*1,05=42
Мф= (π*d2*h*p)/4=(3,14*422*172,2*7850)/4=1,872
кг
Степень
сложности Мп/Мф=1,2375/1,872=0,66, что соответствует С1.
Конфигурация
разъема штампа - П - плоская. Класс точности соответствует Т3. Выбираем
исходный индекс 13. В соответствии с исходным индексом определяем припуски на
кузнечные напуски. D1=37 мм, Ra=1,6, припуск -1,7 мм;
D2=40 мм, Ra=6,3, припуск -1,7 мм;
D3=30 мм, Ra=6,3, припуск -1,7 мм;
L=164, Ra=6,3, припуск -2,3 мм;
Дополнительный
припуск, учитывающий отклонение от плоскостности - 0,4 мм (для деталей с
максимальным размером 160-250 и Т3).
Основные
размеры поковки и допустимые отклонения
D1=29
D2=30+1,7*2= 33,4 мм. Принимаем 34 мм.
D3=40+1,8*2=43,6 мм. Принимаем 44 мм.
Принимаем
радиусы величиной 2 мм.
Допустимые
отклонения размеров
D1=29-0,9+1,6мм;
D2=34-0,9+1,6мм;
D1=45-0,9+1,6мм;=168,6-1,1+2,1мм.
6) Коэффициент
использования материала заготовки:
Ки.м= (15)
Для среднесерийного производства эта величина Ки.м
допустима.
Стоимость заготовок, получаемых горячей штамповкой на
молотах, ГКМ определяют по следующей формуле:
Sзаг= ,
где Сi
- базовая стоимость 1т заготовок, тг;
, - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности,
массы, марки металла и объема производства заготовок;
Q - масса заготовки, кг;
q - масса готовой детали, кг;
Sотх - цена 1т отхода, у. е.;
Стоимость заготовки при изготовлении ее на молотах:
Вариант 1.
Стоимость 1 кг проката Sп= 11 у. е. (11000 у. е. за 1т)
Стоимость материала на данную заготовку
Sм= 2,1 *11= 23,1 у. е.
Стоимость отходов на данную заготовку (25 у. е. за 1т)
Sотх= (2,1 -0,99)*25/1000= 0,27 у. е.
где m= 2,1
кг - масса заготовки
m= 0,99 кг - масса детали
Стоимость заготовки:
Sзаг1= Sм-Sотх
Sзаг1= 23,1-0,27= 23,83 у. е.
Умножая на переводной коэффициент Sзаг1= 23,83 *30= 684,9 у. е.
Вариант 2.
Стоимость 1т штампованных заготовок Сi= 315 у. е.
Масса поковки Q=
1,2375 кг
Масса детали q= 0,99
кг
Стоимость 1т отходов С= 25 у. е.
Стоимость заготовки рассчитываем по формуле:
Sзаг2=
Sзаг2=(*0,92*1*0,94*1*1*2) - (1,2375-0,99)= 0,539 у. е.
Умножая на переводной коэффициент Sзаг2= 0,539*30 = 16,17 у. е.
Экономический эффект при изготовлении заготовки на прессах
составляет:
Эк=(Sзаг1-Sзаг2)*N,
где Sзаг1,Sзаг2 - стоимость сопоставляемых заготовок, у.
е.
N - годовой объем выпуска заготовок, шт.
Эк= (16,17-0,539)*4000= 62524 у. е.
Коэффициент использования материала определяем по
следующей формуле:
h1= h2=
Полученные данные запишем в таблицу
Показатели
|
Первый
вариант
|
Второй
вариант
|
Вид
заготовки
|
Прокат
|
Штамповка
на молотах
|
Годовой
объем выпуска
|
1000
шт.
|
1000
шт.
|
Масса
заготовки
|
2,1 кг
|
1,2375
кг
|
Стоимость
заготовки
|
45 у.
е.
|
33,4 у.
е.
|
Коэффициент
использования материалла
|
0,47
|
0,8
|
Из выше указанного следует, что получение
заготовки методом штампования существенно снижает расход материала на 58%, и
как следствие снижается цена одной заготовки.
.1 Разработка технологических операций
При выполнении операций обработки резанием и слесарных работ
соблюдать правила безопасности согласно инструкциям №№1,6,84
Операции обработки резанием выполнять инструментом,
обработанным на установке «Булат».
Обеспечить помарочный сбор и сдачу чёрных и цветных металлов
и сплавов согласно технологической инструкции 751805. 25240. 00001
005 Заготовительная.
Ковку произвести согласно технологическому процессу
010 Технический контроль
Проверить: качество заготовки внешним осмотром,
сопроводительную документацию, соответствие материала и маркировки.
Операции №015:040-производить на станках с ЧПУ.
015 4114 Токарная
Токарно-винторезный 16К20
. Подрезать торец, выдерживая размер 170±0,5. (чертежный азмер
164)
2. Сверлить отв.D=14,43 +0,3, под резьбу М16х1,5-7Н
. Точить поверхность, выдерживая размер D=42-0,62
(чертежный размер D=40) на длине 70±0,8.
4. Рассверлить отверстие D=14,43 до D=17+0,43,
выдерживая размер 5±0,15
5. Зенковать фаску, выдерживая размеры: 3±0,125
Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, Резец подрезной
Т5К10, сверло D=14,43+0,3
Резец упорный Т15К6
сверло D=17 Р6М5, пробка 17Н14
020 4114 Токарная
Токарно-винторезный 16К20
. Подрезать торец, выдерживая размер 164±0,5
2. Сверлить отв. D=6,7+0,26 под резьбу М8-7Н.
3. Зенковать фаску в отверстии D=6,7, выдерживая размер D=12,5
угол 60°
4. Рассверлить отверстие D=6,7 до D= 8,4+0,36, выдерживая
размер 7±0,18
Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, Резец подрезной
Т15К6
Сверло 6,8 Р6М5; 50-3942-19 пробка 6,7+0,26, штангенциркуль
ШЦ - 1 - 125 - 0,1
Сверло 8,4 Р6М5, пробка 8,4 Н14
025 4114 Токарная
Токарно-винторезный 16К20
. Точить поверхность, выдерживая размеры D=32-0б62; 52±0,3
(чертежный размер D=30h7).
2. Точить выточку с образованием фаски под углом 45°±1°
выдерживая размер 18±0,215 (размерный чертеж 19), D=29,5-0,52; 50±0,31
Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, центр
вращающийся, Резец проходной упорный Т15К6
штангенциркуль ШЦ - II - 250 - 0,05
030 4114 Токарная. 16К20
1. Точить поверхность, выдерживая размеры D=36-0,62; 9 ± 0,3
2. Точить поверхность, выдерживая размеры D=40,4-0,25 (чертежный
размер 40);
Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20 Резец проходной
Т15К6
Скоба регулируемая 40,4-0,25
035 4114 Токарная. 16К20
1. Повернуть поворотную плиту верхних салазок на угол 5°±5'
2. Точить конус, выдерживая размеры 19,2±0,26 (чертежный
размер 19); угол 5°±5' и шероховатость поверхности 1,6
Патрон трехкулачковый
Резец проходной Т5К10; штангенциркуль ШЦ - 1 -
125 - 0,1
Угломер тип 2-2; образец шероховатости 1,6
040 16К20
1. Точить поверхность, выдерживая размеры D=30,4-0,16; 51,2±0,3
(чертежные размеры D=30h7; 51)
2. Точить фаску на D=30,4, выдерживая размер 1,2±0,2*45°±1°
(чертежный размер 1*45°)
Патрон трехкулачковый, кольцо разрезное
(цеховое); центр вращающийся
Резец проходной упорный Т15К6; скоба регулируемая
30,4-0,16 штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1
-3738 шаблон универсальный
045 4114. Токарная.
Нарезать резьбу М8-7Н, в отверстии D=6,7 на глубину 20+0,3
Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20 комплект метчиков
М8-3, штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1
Кольцо разрезное (цеховое)
050 4114 Токарная.
Нарезать резьбу М16*1,5-7Н, в отверстии D=14,43 на глубину
32+0,4
Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, кольцо разрезное
(цеховое), вороток, комплект метчиков М16*1,5 - 3; пробка резьбовая М16*1,5-7Н,
штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1
055 0220 Технический контроль
Т044 05 170 тара
Проверить размеры:
±0,5 D=29,5-0,52; 50±0,31; 9±0,3; 19,2±0,26;
51,2±0,3 (чертежные размеры 51; 19; 20+3; 32+4)=36-0,62=40,4-0,25 (чертежный
размер D=40h12)
D=30,4-0,16 (чертежный размер D=30h7)
Угол 5°±5'.
штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1
скоба 36h14
скоба регулируемая 40,4-0,25
скоба регулируемая 30,4-0,16
угломер тип 2-2
пробки резьбовые М8-7H, M16*1,5 - 7H
Резьбу М8-7H, M16*1,5 - 7H
060 4261 Фрезерная
Фрезеровать квадрат, выдерживая размеры 26-0,21; 9±0,1 (см.
чертеж вид А)
ВФ-6Р12, головка делительная, набор дисковых фрез
D=80*14 Р6М5, скоба 26h12
штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1
065 4261 Фрезерная
Фрезеровать паз, выдерживая размеры 8-0,051-0,015;
24±0,26; 25+1; R4±0,3; 4,2 ±0,15 (чертежный размер 4) и шероховатость
поверхности 1,6 (см. чертеж вид Б)
ВФ-6Р12, головка делительная, фреза шпоночная D=8 Р6М5;
пробка 8Р9; штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1; образец шероховатости 1,6
070 0227 Технический контроль.
Проверить размеры:
-0,21
-0,21; 9±0,1
-0,051-0,015; 24±0,26; 25+1;
R4±0,3; 4,2 ±0,15
шероховатость поверхности 1,6
Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
ШЦ-1-250-0,05 образец шероховатости
поверхности 1,6;
075 0109 Слесарная.
Зачистить заусенцы
Верстак, напильник
080 4121 Сверлильная.
Сверлить отверстие D=4,95+0,26 под резьбу М6-7Н на глубину
16+0,215, выдерживая размер 40+0,2
ВС-2Н112, кондуктор УСП
Сверло D=5 Р6М5; 50-3942-11 пробка 4,95+0,26; Штангенциркуль
ШЦ-1-125-0,1
ШЦ-1-250-0,05
085 4121 Сверлильная.
Зенковать фаску в отверстии D=4,95, выдерживая размер
1±0,2*45°
ВС-2Н112, Сверло D=8 Р6М5 с заточкой угла 90°
090 4121 Сверлильная.
Нарезать резьбу М6-7Н на глубину 12+3
ВС-2Н112, машинный метчик М6-3; пробка резьбовая М6-7Н;
Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
095 0384 Технический контроль.
Проверить сопроводительную документацию, качество
поверхности - отсутствие заусенцев, забоин
Размеры 40+0,2; 12+3; М6-7Н
Визуально
Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1
ШЦ-1-250-0,05
Пробка резьбовая М6-7Н
100 Термическая
Калку HRC 40-45 производить согласно технологическому
процессу на термообработку.
105 Очистка
Очистку детали производить согласно технологическому процессу
на термообработку
110 0227 Технический контроль
Проверить качество и очистку детали, наличие клейм ОТК
термической обработки, сопроводительную документацию
115 4114 Токарная 16К20
1. Довести поверхность конуса до шероховатости поверхности 1,6,
не нарушая 5°±5'
2. Зачистить центра с переустановкой до шероховатости
поверхности 1,6
ТВ-16К20, патрон трехкулачковый; кольцо разрезное (цеховое),
шкурка шлифовальная, угломер тип 2-2, образец шероховатости 1,6
120 0220 Технический контроль
Проверить размер 5°±5'
Шероховатость 1,6
КШ-3А151
Центра, хомутик
125 4130 Шлифовальная
Шлифовать поверхность, выдерживая размер D=40-0,062
и шероховатость поверхности 1,6
КШ-3А151
Центра, хомутик
130 4130 Шлифовальная
Шлифовать поверхность, выдерживая размер D=30-0,021
и шероховатость поверхности 1,6
КШ-3А151, круг шлифовальный, скоба 30h7; образец
шероховатости 1,6
Центра, хомутик
135 4130 Шлифовальная
Шлифовать поверхность, выдерживая размер D=26-0,021
и шероховатость поверхности 1,6
КШ-3А151, круг шлифовальный, скоба 30h7; образец шероховатости
1,6;
Центра, хомутик
140 Промывка
1. Промыть деталь в жидкости «Олинол - I» ТУ30-101461-78
2. Допускается вместо жидкости «Олинол - I» использовать
«Нефрас» ГОСТ 8505-80
3. При работе с жидкостью «Нефрас» строго соблюдать правила
противопожарной безопасности согласно инструкции
4. Обдуть сухим сжатым воздухом
5. Протереть вал
Верстак, кисть маховая ГОСТ 10597-87
РНД
Ветошь
145 0220 Технический контроль.
Проверить размеры:
D=30-0,021; 40-0,062 19±0,26
Шероховатость поверхности 1,6
Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05
Скоба 30h7, 40h9
Образец шероховатости 1,6
150 0109 Слесарная
Зачистить заусенцы и притупить острые кромки в пазу
Напильник, шабер
155 0384 Технический контроль
Проверить: правильность оформления сопроводительной
документации, выполнение всех контрольных операций по процессу, отсутствие
заусенцев, острых кромок
3. Выбор технологических баз
При выборе базовых поверхностей руководствуются
принципами постоянства и совмещения баз. Принцип постоянства баз состоит в том,
что для выполнения всех операций обработки детали используют одну и ту же базу. Если
по характеру обработки детали это невозможно, то необходимо за базу принимать
ту поверхность, которая определяется наиболее точными размерами, относительно
наиболее ответственной поверхности детали. Принцип совмещения баз состоит в
том, что в качестве технологических базовых поверхностей используются
конструкторские и измерительные базы.
Так как при обработке вала нужно производить его
переустановку, на черновой и чистовых операциях используются разные базовые
поверхности. На чистовых операциях наибольшая точность обработки достигается при
использовании на всех операциях одних и тех же базовых поверхностей.
На черновой фрезерной операции выбираем базовой
поверхностью наружную поверхность поковки, зажимаемую в неподвижном переднем
центре с неподвижным люнетом.
Фрезерная операция, применяющая приспособление,
представляющее собой призму, выполняется с упором в торец. Следующая
термическая операция, как и все после, производят согласно технологическому
процессу предприятия на термообработку. Очистку вала производят согласно
технологическому процессу на очистку.
При токарной обработке используются установочные
базы (центровые отверстия) и необработанная наружная поверхность.
Фрезерование шлицов производят с помощью
делительной головки, с установкой вала в центры с базированием по торцу.
4. Pасчет припусков на
обработку размеров заготовки
Определение операционный и промежуточных размеров позволяет
вести наладку станков и контроль точности выполняемых операций и переходов.
Расчёт межоперационных
размеров обработки можно провести двумя методами:
. Cправочным путем использования таблиц операционных
и промежуточных припусков (среднее значение) и расчета с их помощью
операционных и промежуточных размеров. Этот метод ускоряет процесс расчета, так
как значения припусков не рассчитываются, а берутся готовыми из таблиц. Однако
для массового производства он не всегда приемлем, так как табличные значения
припусков немного завышены и не учитывают конкретных условий производства.
. Путем расчета значений операционных и промежуточных
припусков и размеров расчетно-аналитическим методом. Этот метод позволяет
определять промежуточные припуски с учетом (различных факторов, влияющих на их
значения).
Расчет промежуточных припусков и размеров
расчетно-аналитическим методом.
Cоставляем технологический маршрут обработки:
1. Отверстие Ø30Н7
Операция 025 Токарно черновая
Операция 035 Токарно чистовая
Операция 130 Шлифование
2. Отверстия Ø26Н7
Операция 060 Фрезерно черновая
Операция 060 Фрезерно чистовая
Операция 135 Шлифовальная
Для наглядности и простоты определения промежуточных
припусков и промежуточных размеров составляем таблицу для поверхности Ø30Н7:
Маршрут
обработки
|
Элементы
припуска мкм
|
Расчетный
|
Допуск
мкм
|
Предельные
размеры мм
|
Предельные
припуски мкм
|
|
Rz
|
h
|
припуск 2Zmiп, мкм
|
мин. размер, мм
|
|
dmаx
|
dmin
|
2Zmаx
|
2Zmiп
|
|
|
Штамповка
|
150
|
150
|
380,1
|
280
|
1553
|
32,03
|
1,15
|
33,18
|
32
|
-
|
-
|
Токарная
черновая
|
60
|
60
|
22,87
|
381
|
297
|
30,4
|
0,62
|
31,1
|
30,4
|
1,99
|
1,63
|
Токарная
чистовая
|
30
|
30
|
-
|
-
|
120
|
30,1
|
0,1
|
30,3
|
30,12
|
0,3
|
0,28
|
Шлифование
|
0,25
|
6
|
12
|
-
|
36
|
30,01
|
0,025
|
30,08
|
30,01
|
0,09
|
0,11
|
Cуммарное значение пространственных отклонений после
сверления:
= ,
где - смещение;
- удельное значение увода оси отверстия;
l - длина отверстия в мм.
=4,34 мкм;
∆у=380
Тогда,
= мкм
Bеличину остаточных пространственных отклонений рассверливания
определяют по уравнению:
=Кy=0,006*380,1 = 22,8 мкм,
где Ку - коэффициент уточнения, равный 0,005
Bеличину остаточных пространственных отклонений развертывания
определяют по уравнению:
=Кy=0,006*22,87 = 1,37 мкм,
Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в
графу 4 табл.
Mинимальные припуски на диаметральные размеры для каждого перехода
рассчитываются по уравнению:
а) токарно черновая 2Z= 2 (150 + 150 +476) = 1553 мкм;
б) токарно чистовая 2Z= 2 (120+20,59)=297 мкм;
в) предварительное шлифование 2Z=2 (30+30)=120 мкм
г) чистовое шлифование 2Z=2 (6+12)=36
Pасчетные значения припусков заносим в графу 6 табл.
Pасчет наименьших размеров по технологическим переходам начинаем с
наименьшего (наибольшего) размера детали по конструкторскому чертежу и
производим по зависимости di = d + Zi в такой последовательности:
Hаименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 табл., наименьшие
предельные размеры (округленные) - в графу 10 табл.
а) токарно черновая 30,4+1,6= 32,03 мм;
б) токарно чистовая 30,1+0,3=30,4 мм;
в) предварительное шлифование 30,01+0,3=30,1 мм
г) чистовое шлифование 29,975+0,036=30,01 мм
Hаибольшие предельные размеры по переходам рассчитываем по
зависимости di = d + Т в такой последовательности:
а) токарно черновая 31,1+2,08= 33,18 мм;
б) токарно чистовая 30,3+0,8=31,1 мм;
в) предварительное шлифование 30,08+0,22=30,3 мм
г) чистовое шлифование 30+0,076=30,08 мм
Результаты расчетов заносим в графу 9 табл.
Фактические минимальные и максимальные припуски по переходам
рассчитываем в такой последовательности:
Mинимальные припуски: Mаксимальные припуски:
,22 - 30,01 = 0,11 мм; 30,1 - 30,01= 0,09 мм;
,4 - 30,22 = 0,28 мм; 30,4 - 30,1 =0,3 мм;
,03-30,4=1,63 мм 32,03-30,4=1,99 мм
Pезультаты расчетов заносим в графы 11 и 12 табл.
Определяем общие припуски: общий наибольший припуск
Z= = 2,38;
общий наименьший припуск
Z= = 2,02
Пpавильность расчетов проверяем по
уравнению:
Z- Z = 2,38-2,02= Тзаг - Тдет
= 0,36 мм.
Pассмотрим поверхность Ø26Н7:
Маршрут обработки
|
Элементы припуска, мкм
|
Расчетный
|
Допуск, мкм
|
Предельные
размеры, мм
|
Предельные припуски, мкм
|
Rz h припуск
2Zmiп,
мкммин.
размер,
ммdmаxdmiп2Zmаx2Zmiп
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Штамповка
|
150
|
150
|
380,1
|
288
|
1553
|
28,03
|
1,15
|
29,18
|
28,03
|
2,08
|
1,63
|
Фрезерная
черновая
|
60
|
60
|
22,87
|
381
|
297
|
26,4
|
0,62
|
27,1
|
26,4
|
0,8
|
0,3
|
Фрезерная
чистовая
|
30
|
30
|
-
|
-
|
120
|
26,13
|
0,1
|
26,3
|
26,13
|
0,22
|
0,09
|
Шлифовальная
|
6
|
12
|
-
|
-
|
36
|
26,01
|
0,025
|
26,08
|
26,01
|
0,08
|
0,01
|
Cуммарное значение пространственных отклонений после
сверления:
= ,
где - смещение;
- удельное значение увода оси отверстия;
l - длина отверстия в мм.
=4,34 мкм;
∆у=380
Тогда,
= мкм
Bеличину остаточных пространственных отклонений рассверливания
определяют по уравнению:
=Кy=0,006*380,1 = 22,8 мкм,
где Ку - коэффициент уточнения, равный 0,005
Bеличину остаточных пространственных отклонений развертывания
определяют по уравнению:
=Кy=0,006*287,5 = 17,25 мкм,
Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в
графу 4 табл.
Mинимальные припуски на диаметральные размеры для каждого перехода
рассчитываются по уравнению:
а) токарно черновая 2Z= 2 (150 + 150 +476) = 1553 мкм;
б) токарно чистовая 2Z= 2 (120+20,59)=297 мкм;
в) предварительное шлифование 2Z=2 (30+30)=120 мкм
г) чистовое шлифование 2Z=2 (6+12)=36
Pасчетные значения припусков заносим в графу 6 табл.
Pасчет наименьших размеров по технологическим переходам начинаем с
наименьшего (наибольшего) размера детали по конструкторскому чертежу и производим
по зависимости di = d + Zi в такой последовательности:
Hаименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 табл., наименьшие
предельные размеры (округленные) - в графу 10 табл.
а) токарно черновая 26,43+1,6= 28,03 мм;
б) токарно чистовая 26,13+0,3=26,4 мм;
в) предварительное шлифование 26,01+0,12=26,13 мм
г) чистовое шлифование 25,975+0,036=26,01 мм
Hаибольшие предельные размеры по переходам
рассчитываем по зависимостиi = d + Т в такой последовательности:
а) токарно
черновая 27,1+2,08= 29,18 мм;
б) токарно
чистовая 26,3+0,8=27,1 мм;
в)
предварительное шлифование 26,08+0,22=26,3 мм
г) чистовое
шлифование 26+0,076=26,08 мм
Результаты расчетов заносим в графу 9 табл.
Фактические минимальные и максимальные припуски по переходам
рассчитываем в такой последовательности:
Mинимальные припуски: Mаксимальные припуски:
,01 - 26 = 0,01 мм; 26,08-26=0,08 мм;
,1 - 26,01 = 0,09 мм; 26,3-26,08=0,22 мм;
,4-26,1=0,3 мм 27,1-26,3=0,8 мм
,03-26,4=1,63 29,18-27,1=2,08
Pезультаты расчетов заносим в графы 11 и 12 табл.
Определяем общие припуски: общий наибольший припуск
Z= = 3,18;
общий наименьший припуск
Z= = 2,03
Пpавильность расчетов проверяем по
уравнению:
Z- Z = 3,18-2,03= Тзаг - Тдет
= 1,15 мм.
5. Расчет режимов резания
и нормирование технологических операций
При этом наиболее
выгодными считаются такие режимы обработки, которые обеспечивают наименьшую
себестоимость механической обработки при удовлетворении всех требований к
качеству продукции и производительности обработки.
В общем случае необходимо соблюдать определенную
последовательность назначения режимов резания , которая включает следующие этапы:
. Выбор глубины резания t (мм) по условию удаления припуска под обработку за один
рабочий ход, но в зависимости от требований по точности и шероховатости,
предъявляемых к обработанной поверхности, припуск разделяют по стадиям
обработки: предварительная, окончательная и отделочная.
Ø30Н7
I. По чертежу определяем глубину резания:
Для черновой обработки t=1,7 мм;
Для чистовой обработки t=0,1 мм;
. По справочным данным выбираем подачу для чернового
точения = 0,5 (мм/об)
. Определение скорости резания V (м/мин)
с учетом выбранных свойств обрабатываемого и режущего
материалов, геометрии и стойкости инструмента по эмпирическим зависимоcтям, имеющим общий вид
где Сv, т, х, у -
коэффициенты, учитывающие вид обработки;
Т - период стойкости
инструмента, мин;
kv - коэффициент,
учитывающий конкретные условия обработки
точение черновое.
коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки. = 0,7
- коэффициент, учитывающий, состояние поверхности. = 0,97
- коэффициент, учитывающий, материал инструмента. = 1
подрезание торца черновое.
Kv= 0,97*0,7*1 = 0,93
где Cv = 350 - постоянный коэффициент,= 0,15 -
показатель степени при глубине резания,= 0,35 - показатель степени при подаче,=
0,2 - показатель степени при стойкости инструмента,= 60 мин. - период стойкости
резца из твердого сплава,
По формуле (1) вычисляется скорость резания для чернового
точения:
, Определение частоты вращения (мин-1) либо числа двой
ных ходов заготовки или инструмента.
Число оборотов
рассчитывается по формуле:
n =
где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;=
Принимается число оборотов шпинделя n = 1500 об/мин.
Фактическая скорость резания определяется по формуле:
Vф=πDn=
3,14*30*1500=141300
мм/мин= 141,3 м/мин
Сила резания Pz рассчитывается по формуле:
Pz=10Cp*txsyVnkp
где Cp = 300 - постоянный коэффициент,= 1 -
показатель степени при глубине резания,= 0,75 - показатель степени при подаче;=
-0,15 - показатель степени при скорости резания- поправочный коэффициент,
учитывающий условия резания,
определяется по формуле:
Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,
где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние
материала детали на силовые зависимости, /1/;, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты,
учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup =
1; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1= 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.
По формуле вычисляется сила резания:
Pz=10Cp*txsyVnkp= 10*300*21*0,50,75*141,5-0,15*0,783=1,5кН
Мощность резания определяется по формуле:
N== 2,54 кВт
Основное время перехода рассчитывается по формуле:
To =
где s = 0,63 мм/об - рабочая подача инструмента;= 3 -
ускоренная подача отвода инструмента;= 1500 об/мин - частота вращения
шпинделя;- длина пути обработки, мм, определяется по формуле:
L = l + l1 + l2,
где l = 113 мм - длина пути резания;= 1,5 мм - врезание;=
1,5 мм - перебег.
Тогда= 113 + 1,5 + 1,5 = 116 мм.
По формуле вычисляется основное технологическое время
токарной операции:==0,12+0,26=0,38 мин
II. По чертежу определяем
глубину резания:
Для чистовой обработки t=0,1 мм;
По справочным данным выбираем подачу для чистового точения = 0,5 (мм/об);
Скорость резания определяется по формуле:
где Cv = 300 - постоянный коэффициент,= 0,15 - показатель
степени при глубине резания,= 0,2 - показатель степени при подаче,= 0,2 -
показатель степени при стойкости инструмента,= 60 мин. - период стойкости резца
из твердого сплава,- поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,
определяется по формуле:
Kv = Kmv*Kпv*Kиv*Kтv*Kuv*Krv,
где Kmv = 0,7 - коэффициент, учитывающий влияние материала
детали,пv = 0,97 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности,иv = 1 -
коэффициент, учитывающий материал инструмента, /1/;тv = 1 - коэффициент,
учитывающий стойкость инструмента,= 1,4 - коэффициент, учитывающий угол в плане
резца,= 1 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца,=
1*0,7*0,97*1*1*1 = 0,93.
По формуле вычисляется скорость резания:
223 м/мин
Число оборотов рассчитывается по формуле:
n =
где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;=
Принимается число оборотов шпинделя n = 2500 об/мин.
Фактическая скорость резания определяется по формуле:
Фактическая скорость резания
определяется по формуле:
Vф=πDn= 3,14*30*2500=235500 мм/мин= 235,5 м/мин
Сила резания Pz рассчитывается по формуле:
Pz=10Cp*txsyVnkp
где Cp = 300 - постоянный коэффициент,= 1 -
показатель степени при глубине резания,= 0,75 - показатель степени при подаче,=
-0,15 - показатель степени при скорости резания,- поправочный коэффициент,
учитывающий условия резания,
определяется по формуле:
Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,
где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние
материала детали на силовые зависимости, /1/;, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты,
учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup =
1,08; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1= 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.
По формуле вычисляется сила резания:
Pz=10Cp*txsyVnkp= 10*300*0,11*0,50,75*223-0,15*0,783=
62 Н
Мощность резания определяется по формуле:
N== 2,25 кВт
Основное время перехода рассчитывается по формуле:
To =
где s = 0,175 мм/об - рабочая подача инструмента;= 3 -
ускоренная подача отвода инструмента;= 2500 об/мин - частота вращения
шпинделя;- длина пути обработки, мм, определяется по формуле:
L = l + l1 + l2,
где l = 113 мм - длина пути резания;= 1,5 мм - врезание;= 1,5
мм - перебег.
Тогда= 113 + 1,5 + 1,5 = 116 мм.
По формуле вычисляется основное технологическое время
токарной операции:== 0,27+0,015=0,285
Вывод: по паспортным
данным мощность токарно-винторезного станка модели 16К20 (10кВт) подходит для
черновой и чистовой обработки данной поверхности.
Ш Расчетрежимов резаниядля шлифования
Назначение скорости шлифовального круга Vкр=50
м/скр=0,85 х d=0,85 х 26=22,1 мм
Расчет частоты вращения круга
nкр=
Обычным средством достижения такой частоты вращения
шпинделя круга является электрошпиндель, которым осна¬щаются такие станки. В
качестве привода электрошпинделя применяется генератор, который тоже
прилагается к станку. Таким будет электрошпиндель с частотой вращения n=20000
об/мин. Скорректируем скорость круга:
кр=
Выбор скорости вращения детали
И=75 М/МИН.
Для обеспечения наибольшей точности обработки, имея в виду
отклонения формы шлифуемой поверхности, отношение скорости круга к скорости
детали должно быть примерно равно 30, т.е.
Частота вращения детали
и=(1000 х VИ)/(П dи)=658,9 об/мин.
Ø26Н7
I. По чертежу
определяем глубину фрезерования
Для черновой обработки t=1,7 мм;
Для чистовой обработки t=0,1 мм;
2. По справочным данным выбираем подачу для чернового
фрезерования = 0,2 (мм/об)
. Определение скорости резанияV (м/мин)
с учетом выбранных свойств обрабатываемого и режущего
материалов, геометрии и стойкости инструмента по эмпирическим зависимоcтям, имеющим общий вид для фрезерования
где Сv, т, х, у -
коэффициенты, учитывающие вид обработки;
Т - период стойкости
инструмента, мин;
kv - коэффициент,
учитывающий конкретные условия обработки
точение черновое.
коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки. = 0,7
- коэффициент, учитывающий, состояние поверхности. = 0,97
- коэффициент, учитывающий, материал инструмента. = 1
подрезание торца черновое.
Kv= 0,97*0,7*1 = 0,93
где Cv = 350 - постоянный коэффициент,= 0,15 -
показатель степени при глубине фрезерования,= 0,35 - показатель степени при
подаче,= 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента,= 60 мин. - период
стойкости фрезы из твердого сплава,
По формуле (1) вычисляется скорость резания для
чернового точения:
, Определение частоты вращения (мин-1) либо числа двой
ных ходов заготовки или инструмента.
Число оборотов
рассчитывается по формуле:
n =
где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;=
Принимается число оборотов шпинделя n = 1600 об/мин.
Фактическая скорость фрезерованияопределяется по формуле:
Vф=πDn=
3,14*30*1600=150720
мм/мин= 150,7 м/мин
Сила резания Pz рассчитывается по формуле:
где Cp = 300 - постоянный коэффициент,= 1 -
показатель степени при глубине резания,= 0,75 - показатель степени при подаче;=
-0,15 - показатель степени при скорости резания- поправочный коэффициент,
учитывающий условия резания,
определяется по формуле:
Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,
где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние
материала детали на силовые зависимости, /1/;, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты,
учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup =
1; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1= 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.
По формуле вычисляется сила резания:
Мощность резания определяется по формуле:
N== 3,7 кВт
Основное время перехода рассчитывается по формуле:
To =
где s = 0,3 мм/об - рабочая подача инструмента;= 3 -
ускоренная подача отвода инструмента;= 1500 об/мин - частота вращения
шпинделя;- длина пути обработки, мм, определяется по формуле:
L = l + l1 + l2,
где l = 25 мм - длина пути фрезерования= 1,5 мм -
врезание;= 1,5 мм - перебег.
Тогда= 25 + 1,5 + 1,5 = 28 мм.
По формуле вычисляется основное технологическое время
фрезернойоперации:==0,06+000,6=0,066 мин
II. По чертежу
определяем глубину фрезерования
Для чистовой обработки t=0,1 мм;
2. По справочным данным выбираем подачу для чернового
фрезерования = 0,1 (мм/об)
. Определение скорости резанияV (м/мин)
с учетом выбранных свойств обрабатываемого и режущего
материалов, геометрии и стойкости инструмента по эмпирическим зависимоcтям, имеющим общий вид для фрезерования
где Сv, т, х, у -
коэффициенты, учитывающие вид обработки;
Т - период стойкости
инструмента, мин;
kv - коэффициент, учитывающий конкретные
условия обработки точение черновое.
коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки. = 0,7
- коэффициент, учитывающий, состояние поверхности. = 0,97
- коэффициент, учитывающий, материал инструмента. = 1 подрезание торца черновое.
Kv= 0,97*0,7*1 =
0,93
где Cv = 350 - постоянный коэффициент,= 0,15 -
показатель степени при глубине фрезерования,= 0,35 - показатель степени при
подаче,= 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента,= 60 мин. - период
стойкости фрезы из твердого сплава,
По формуле (1) вычисляется скорость резания для
чернового точения:
4, Определение частоты вращения (мин-1) либо числа двой
ных ходов заготовки или инструмента.
Число оборотов
рассчитывается по формуле:
n =
где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;=
Принимается число оборотов шпинделя n = 800 об/мин.
Фактическая скорость фрезерованияопределяется по формуле:
Vф=πDn=
3,14*30*800=75398,22
мм/мин= 75,4 м/мин
Сила резания Pz рассчитывается по формуле:
где Cp = 300 - постоянный коэффициент,= 1 -
показатель степени при глубине резания,= 0,75 - показатель степени при подаче;=
-0,15 - показатель степени при скорости резания- поправочный коэффициент,
учитывающий условия резания,
определяется по формуле:
Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,
где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние
материала детали на силовые зависимости, /1/;, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты,
учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup =
1; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1= 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.
По формуле вычисляется сила резания:
Мощность резания определяется по формуле:
N== 0,6 кВт
Основное время перехода рассчитывается по формуле:
To =
где s = 0,1 мм/об - рабочая подача инструмента;= 3 -
ускоренная подача отвода инструмента;= 800 об/мин - частота вращения шпинделя;-
длина пути обработки, мм, определяется по формуле:
L = l + l1 + l2,
где l = 25 мм - длина пути фрезерования= 1,5 мм -
врезание;= 1,5 мм - перебег.
Тогда= 25 + 1,5 + 1,5 = 28 мм.
По формуле вычисляется основное технологическое время
фрезернойоперации:==035+0,011=0,361 мин
Ш. Расчетрежимов резаниядля шлифования
Назначение скорости
шлифовального круга Vкр=50 м/с
Dкр=0,85 х d=0,85 х
30=25,5 мм
Расчет частоты вращения
круга
nкр=
Обычным средством достижения такой частоты вращения
шпинделя круга является электрошпиндель, которым оснащаются такие станки. В
качестве привода электрошпинделя применяется генератор, который тоже
прилагается к станку. Таким будет электрошпиндель с частотой вращения n=10000 об/мин. Скорректируем скорость
круга:
Vкр=
Выбор скорости вращения детали
Vи=75 м/мин.
Для обеспечения наибольшей точности обработки, имея в виду
отклонения формы шлифуемой поверхности, отношение скорости круга к скорости
детали должно быть примерно равно 30, т.е.
Vкр / Vи =31,4x60/75=25,12 условие выдержано
Частота вращения детали
nи=(1000 х Vи)/(Пdи)=796,8 об/мин.
Нормирование технологических операций.
Для точения
To =
где s = 0,63 мм/об - рабочая подача инструмента;= 3 -
ускоренная подача отвода инструмента;= 1500 об/мин - частота вращения
шпинделя;- длина пути обработки, мм, определяется по формуле:
L = l + l1 + l2,
где l = 113 мм - длина пути резания;= 1,5 мм - врезание;=
1,5 мм - перебег.
Тогда= 113 + 1,5 + 1,5 = 116 мм.
По формуле вычисляется основное технологическое время
токарной операции:= =0,12+0,26=0,38 мин
Для фрезерования
Основное время перехода рассчитывается по формуле:
To =
где s = 0,1 мм/об - рабочая подача инструмента;= 3 -
ускоренная подача отвода инструмента;= 800 об/мин - частота вращения шпинделя;-
длина пути обработки, мм, определяется по формуле:
L = l + l1 + l2,
где l = 25 мм - длина пути фрезерования= 1,5 мм -
врезание;= 1,5 мм - перебег.
Тогда= 25 + 1,5 + 1,5 = 28 мм.
По формуле вычисляется основное технологическое время
фрезерной операции:= =035+0,011=0,361 мин
Литература
1
И.М Колесов «Основы технологии машиностроения» - М: Высшая школа, 2001-519 с.
Справочник
технолога - машиностроителя в 2-х томах, под редакцией
А.Г
Косиловой и Р.К мещерякова М., 1983 г.
Егоров
М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев В.Л. Технология машиностроения. М.: Высш. школа,
1976.
4 Ковшов А.Н. Технология машиностроения. - М.: Машиностроение, 1987.
Королёв А.В., Шапошник Р.К. Технологичность конструкции изделий.
СГТУ, 1985.
6
Марочник сталей и сплавов / Под общ. Ред. В.Г. Сорокина. - М.: Машиностроение,
1989.
Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов,
В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под общ. ред. А.А. Панова. - М.: Машиностроение,
1988.
Расчётно-аналитический метод определения припусков на
механическую обработку: Методические указания, М.Р. Бессер, В.А. Червоткин. -
СГТУ, 1984.