Ведущее место в росте экономике страны принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства. В настоящее время 2 страница

d_чер.min= d_{п/чист.min}+2_Zmin._п/чист = 399,96-0.2=399,76 мм.

d_заг.min= d_чер.min+2Z_min.чер = 399,76-1.24=398,52 мм.

Максимальные размеры:

d_{п/чис.max}= d_{чист.max.} + 2Z_{max.чист.} = 400.04-0.574 = 399,47 мм

d_чер.max= d_чист.max+ 2Z_{max.п/чис.} = 400.64+1,03 = 399,61 мм

d_заг.max= d_чер.max+ 2Z_max.чер.= 400,84-3,44 = 397,4 мм

Поверхности имеют шероховатости:

- заготовка-штамповка R_z=150, Т=250

- черновой проход R_z=50, Т=50

- чистовой проход R_z= 30, Т=30

- тонкое точение R_z=5

Припуски рассчитываем по формуле последовательной обработки противоположных поверхностей

2 Z_min=2(R_zi-1+T_i-1+ρ_i-1+ε_yi ) (11)

где R_zi-1величина микро неровностей мкм;

T_i-1– величина дефектного слоя в мкм

ρ_i-1 - суммарное значение пространственных отклонений;

ε_yi - погрешность установки заготовки.

Определим ρ_i-1, ε_yiс учётом, что у нас одна операция и выбор этих параметров делаем один раз на все переходы: из источника [1] табл. 31 при обработке заготовки в самоцентрирующем патроне

р = , мкм. (12)

где р_кор –погрешность заготовки по короблению мкм;

р_см -погрешность заготовки по смещению, мкм.

Из источника [1] стр.72 табл. 32 и 34 р_кор =∆к×l

l= = =93

р_см =1000 мкм и табл. 37 e_уст=110 мкм

р =

На черновом проходе имеем р₀ =1008 мкм и Е_уст =110 мкм

На чистовом проходе из источника [6] p₁ = р₀ ×0,06= 1008×0,06=60,48 мкм

Тонкое точение из источника [6] p₂ = p₁ ×0.04= 60,48×0,04= 2,4 мкм

Посчитаем припуски по переходам по формуле

- черновой проход 2 Z_min=2×(150+250+ )=2828 мкм

2Z_max= + =2828+3600-1400=5028 мкм

- чистовой проход 2 Z_min=2×(50+50+60,48)=320,96 мкм

2Z_max= + =320,96+1400-570=1150,96 мкм

- тонкое точение 2 Z_min=2×(30+30+2,4)=124,8 мкм

2Z_max= + =124,8+570-36=658,8 мкм

Черновой проход: 1^-ый торец Rz=40 мкм Т=0

2^-ой торец Rz=80 мкм Т=0

У заготовки Rz+T=770 мкм

Z_max= =3270 мкм

Определяем предельные размеры по длине заготовки по переходам:

Минимальные размеры:1-го торца

L¹_min= L_д-1/2δ_д= 186-36/2=168мм.

2-го торца

L²_min= L¹_чер.min+Z_{min.п/чист.} = 186+0,77=186,77 мм.

заготовка

L_заг.min= L²_{п/чист.min}+ Z_min.чер. = 186,77+0,77=187,54мм.

Максимальные размеры: 1-го торца

L_.max=186 мм

2-го торца

L²_max= L¹_max+ Z_maх=186+3.27=189,27 мм

заготовка

L_{заг. max}= L²_чер.max+ Z_max.чер.=189,27+3,27=192,54 мм

Проверка: проверяем правильность произведенных расчетов как разность предельных значений припусков заготовки и детали

2Z_max-2Z_min=δ_з-δ_д (13)

1064 мкм=1064мкм

Следовательно расчёты верны.

Окончательно припуск на заготовку, для 186 мм, принимаем 1,54 мм и размер заготовки 187,54 мм.

2.4 Проектирование заготовки с определением всех размеров и допусков, определение веса заготовки, коэффициента использования металла и разработка технических требований на её изготовление.

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичность изготовления. Выбрать заготовку – значит установить способ её получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления. В пункте 2.2 мы определили, что наиболее целесообразно использовать заготовку – штампованную, нежели прокат.

Штамповка в процессах являются одним из производительных способов и может быть рентабельной для определённого вида заготовок. Производительность до 400 штамповок в час. Штамповка производится из прутков и труб горячекатаного металла повышенной точности. Иногда используют холоднотянутую сталь, что значительно повышает точность поковки. Допуски и припуски, на штамповку, регламентируются ГОСТ 7505-89.

Вес заготовки определяется по формуле:

Q= (14)

где L-длина, см.

R- радиус наружной поверхности, см.

Q= =120 кг

Коэффициент использования металла:

K_им = (15)

Где Р – вес детали, кг. Q – вес заготовки, кг.

К_им = =0.64=64%

Технических требований на изготовление заготовки:

Термическая обработка- нормализация при температуре (900±20)⁰С.

Твёрдость в состоянии постановки 143-229 HB

Штамповочные уклоны 7⁰

Штамповочные уклоны и радиусы, не имеют допусков и не контролируются

Допускаемая величина смещения по поверхности разъёма штампа до 1,2 мм.

Допускаемая величина остаточного слоя до 1,4 мм на сторону

Допускаемое отклонение по изогнутости до 1,2 мм.

Рисунок 4.Эскиз спроектированной заготовки.

2.5.Проектирование технологического процесса механической обработки детали

2.5.1 Разработка маршрута изготовления детали – составление плана технологических операций с выбором технологического оборудования по операциям с указанием технических характеристик и параметров.

Операция 005 Токарно-винторезная. 16К20Т1.00

Технические характеристики станка

Габариты, мм:	3700x1700x1700
Начало серийного производства:
Мощность двигателя главного движения, кВт:
Масса станка с выносным оборудованием, кг:
Класс точности:	П
Модель ЧПУ:	НЦ-31
Минимальная частота вращения шпинделя, об/мин:
Максимальная частота вращения шпинделя, об/мин:

Рисунок 5 Токарный станок 16К20Ф3С5

Операция 010 Протяжная

Станок Полуавтомат протяжной горизонтальный 7523

Технические характеристики полуавтомат протяжной горизонтальный 7523

Габариты, мм:	6000x2000x1715
Начало серийного производства:
Мощность двигателя главного движения, кВт:
Масса станка с выносным оборудованием, кг:
Класс точности:	Н
Модель ЧПУ:	-

Рисунок 6 - Горизонтально протяжной станок

Операция 015 Радиально-сверлильная

Станок радиально-сверлильный 2М57

Технические характеристики

Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С)	Н
Диаметр сверления, мм
Вылет шпинделя, мм
Ход шпинделя, мм
Габариты станка Длинна Ширина Высота (мм)	1500_1630_4170
Масса
Мощность двигателя кВт	7.5
Пределы частоты вращения шпинделя Min/Max об/мин	12.5/1600
Число инструментов в магазине

Рисунок 7- Сверлильный станок 2М157

2.4.2.Разбивка технологических операций на установы, технологические переходы и рабочие ходы с разработкой операционных эскизов по всем операциям и установам с выбором и указанием технологических баз, с обозначением поверхностей, их размеров и параметров шероховатости, получаемых в данной операции. Определение количества проходов, глубины резания и промежуточных размеров для каждой поверхности, обрабатываемых в данной операции необходимых для получения заданных точности и шероховатости поверхностей рабочим чертежом детали.

Операция 005 токарная с ЧПУ.

Установ А

Рисунок 8.Эскиз токарной операции с ЧПУ.

А. Установить и закрепить деталь

Переход №1. Точить поверхность 1, за 3 прохода, выдерживая размер Ф400_0,036,

Переход №2. Точить торец 3, выдерживая размер 186 мм

Переход №3. Точить поверхность 2, фаска 1,5×45 за 1 проход

Переход №4. Точить поверхность 4, выдерживая размер 60

Переход №5. Точить поверхность 5 радиусом R5

Переход №6. Точить поверхность 6, выдерживая размер 14мм

Переход №7. Точить радиус 7, выдерживая размер R3

Переход №8. Точить поверхность 8, выдерживая размер Ф320мм

Переход №9. Точить поверхность 9, выдерживая размер Ф175мм

Переход №10 Точить радиус 10, выдерживая размер R5

Переход №11. Точить поверхность 11, выдерживая размер 12мм

Установ Б

Рисунок 9. Эскиз токарной операции с ЧПУ

Б. Переустановить заготовку в центрах и закрепить

Переход №1. Точить фаску 1, выдержав размер 1,5×45⁰

Переход №2. Точить торец 2, выдержав размер 186_-0,5

Переход №3. Точить поверхность 3, выдержав размер 60мм

Переход №4. Точить радиус 4, выдержав размер R5

Переход №5. Точить поверхность 5, выдержав размер 73мм

Переход №6. Точить поверхность 6, выдержав размер R5

Переход №7. Точить поверхность 7, выдержав размер 30⁰ ± 1⁰

Переход №8. Точить радиус 8, выдержав размер R5

Переход №9. Точить поверхность 12, выдержав размер L65мм Ф120мм

Переход №10. Точить торец 10, выдержав размер L220

Переход №11. Точить фаску 9, выдержав размер 3×45⁰

Переход №12. Сверлить отверстие 13, выдержав размер Ф25

Переход №13. Точить поверхность 13, выдержав размер Ф60К7(^+0,009_-0,021)

Переход №14. Точить фаску 11, выдержав размер 3×45⁰

Снять деталь и уложить в тару

Операция 010 Протяжная Установ А

Рисунок 10. Эскиз протяжной операции

Переустановить и закрепить деталь

Переход №1. Протянуть отверстие 1, выдержав размер Ф64,4^+0,3

Снять и уложить в тару

Операция 015 Радиально-сверлильная

Установ А

Рисунок 11. Эскиз радиально-сверлильной операции

Переустановить и закрепить деталь

Переход №1. Сверлить отверстия 1, выдержав размер Ф46 H11(^+0.16)

Переход №2. Точить фаску 3×45⁰

Снять деталь уложит

Операция 005 Токарная с ЧПУ

Установ А

Переход №1. Установить и закрепить деталь

Приспособление: трехкулачковый самоцентрирующийся патрон ГОСТ 2675-80

Режущий инструмент: Резцы токарные проходные подрезные с крепл. ГОСТ 26611-85

Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-125-0.1-1 ГОСт 166-89

Установ Б

Приспособление:

Режущий инструмент: Резцы токарные проходные подрезные с крепл. ГОСТ 26611-85

Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-125-0.1-1 ГОСТ 166-89

Операция 010 Протяжная

Установ А

Переход №1. Установить и закрепить деталь

Переход №2. Протянуть отверстие.

Режущий инструмент: Протяжки шпоночные для пазов повышенной чистот ГОСТ 18220-90

Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-125-01-1 ГОСТ 166-89;

Калибр-пробка 8140-0117 Ф64,4⁺⁰3×18JS9(±0.021) ГОСТ 14822-69;

Операция 045 Радиально-сверлильная втулка переходная

Установ А

Приспособление: Кондуктор 7350-9058-00; втулка переходная 6100-0145 ГОСТ

13598-85;

Режущий инструмент: сверло спиральное ф26 мм конус Морзе №3; Р3М5 2301-0459 ГОСТ 2092-77;

Мерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-125-0.1-1 ГОСТ 166-89; калибр-пробка 8140-0117 Ф46H11^+0.16

2.5 Расчёт режимов резания на операцию (токарную Ф400^-0,36 и L220) и операцию (сверления 8 отверстий Ф46 H11(^+0.16) расчётно-аналитическим методом и на все остальные операции табличным методом.

Расчёт режимов резания на токарную обработку Ф400^-0,36 Обработку проводим в 3 прохода, согласно плана токарной операции:

- черновой проход 1- точить до Ф405,54мм глубина резания t₁= 3.89мм.

- получистовой проход – точить до Ф401,65мм, глубина резания t₂=1.89мм.

- тонкое точение – точить до Ф400,57мм, глубина резания t₃=0.57мм.

- инструмент – резец токарный сборный с механическим креплением твердосплавной пластинки правильной трехгранной формы с углом в плане φ=93⁰, правый, 2103-0695 Т15К6 ГОСТ 20872-80

- глубина резания t₁=3,89мм.

- подача S = 0.6- 1.0 мм/об табл.6 [7], принимаем S=06мм/об.

- Скорость резания определяем по формуле:

V= = (16)

T^mt^xS^y

где С_v – постоянная, для табличных условий резания;

m, x, y – показатели степени;

Т – средняя стойкость инструмента, мин;

t - глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

K_v – поправочный коэффициент.

Показатели С_v; m; х, у- принимаем из таб 12 [7] С_v=290; m=0,2; x=0,15, у=0,35, тогда формула примет следующий вид:

V= _vm/мин

Устанавливаем стойкость резца по источнику [7] для токарных резцов, оснащённых твёрдым сплавом, при одноинструментальной обработке, оптимальная стойкость Т= 30-60 мин. Принимаем Т=60 мин.

Определяем поправочный коэффициент K_v по формуле:

K_V=K_Mv×K_Nv×K_Иv×K_φv× K_Rv (17)

где:

K_MV- коэффициент качества обрабатываемого материала, для стали определяется по формуле:

K_Mv=K_r=Х( ⁿ_v (18)

Где δ_В- предел прочности обрабатываемой стали. Для стали 45 – δ_В = 53 кг/см²=530н/мм^2.

K_r= 1,0 – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости, и показатель степени n_v=1,0 табл.2

К_мv=750/δ_B=750/530=1,4

К_NV- коэффициент состояния поверхности заготовки. Для штамповки К_NV=0,8 таб.3

К_Иv- коэффициент материала режущей части. Для твёрдого сплава К_Иv- 1,0 таб.4

Кφv,К_RV, - коэффициенты параметров резца. Kφ_V=0,7; K_RV, учитывается только для резцов из быстрорежущей стали таб. 13

К_v=1,4×0,8×1×0,7=0,8

Определяем скорость резания:

V= ×0,8 = =98,73м/мин
60^0.2×3,89^0.15×0,6^0,35

Определяем частоту вращения заготовки (обороты шпинделя) по формуле:

n= =76,6 об/мин.

Проводим корректировку оборотов с паспортными данными станка, принимаем n=100 об/мин.

Определяем действительную скорость резания:

V_D = = =125,6м/мин

V_D=125,6 м/мин

Проверяем назначенный режим резания по мощности станка и осевой силе резания, допускаемой прочностью механизма станка.

Определяем силу резания Pz по формуле:

Pz=10C_pt^xs^yvⁿK_p,H

Где Ср- постоянная для данных условий резания- Ср=300 таб. 15

t- глубина резания, мм.,

x;у;n- показатели степени для данных условий резания по таб. 15

х=1,0; у=0,75; n=-0,15

Р_z=10×300_t^1,0s^0,75v^-0,15К_р

К_р-поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий резания определяется по формуле:

K_p=K_мрKφ_pK_ypK_λpK_rp (19)

Где К_мр-поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости определяется по формуле:

K_Mp=()ⁿ

где n- показатель степени по табл. 5 для стали при δ_B≤600Мпа и режущего инструмента твердый сплав n=0,75.

K_Мpz=()ⁿ=()^0,75=0,7^0,75=0,76

K_φр- поправочных коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца при φ=93⁰ и режущей части инструмента – твёрдый сплав К_φр=0,89

K_yp- поправочный коэффициент, учитывающий передний угол ϓ=0⁰ и режущей части инструмента – твёрдый сплав К_ур=1,1.

К_λр- поправочный коэффициент, учитывающий угол наклона главного лезвия λ=0⁰ и режущей части инструмента – твёрдый сплав K_λp=1,0

К_гр- поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца r=1,0мм и режущей части инструмента – твёрдый сплав K_rp=0,93

К_р=0,76×0,89×1,1×1,0×0,93=0,69

Рz=10×300×3,89×0,6^0.75×125,6^-0,15×0,69=11670×3,27×0,68×0,69=2628,3 н.

Р_z=2628,3 н.=262,8 кг.

Определяем мощность резания с учётом тангенциальной силы резания

Р_z=262,8 кг. по формуле:

N_рез.= ,квт.

N_рез.= 5,4квт

Мощностей резания определяем один раз для всей токарной операции по 1 черновому проходу, как наиболее нагруженного.

Проверяем соблюдение условия N_РЕЗ≤N_{эл.дв. ⦁ή}=11⦁0,8=8,8 квт.

Таким образом, режимы обработки можно применить для обработки заданной поверхности.

Расчётные режимы резания для чернового прохода:

t₁=3.89 мм; S=0.6мм/об; n=100 об/мин; V_D=125.6 м/мин; P_Z=262.8 кг; N_РЕЗ=8,8 квт

Получистовой проход.

- инструмент – резец токарный сборный с механическим креплением твердосплавной пластинки правильной трёхгранной формы с углом в плане φ=93⁰, правый, 2103-0695 Т15К6 ГОСТ 20872-80

- глубина резания t₃=1.08мм.

- подача S= 0,8-1,3 мм/об таб.6, принимаем S=0,8мм/об.

- определяем скорость резания

V= Kv м/мин

Показатели степени, стойкость инструмента и поправочный коэффициент К_v=0,8 принимаем по 1 черновому переходу.

V= ×0,8= ×0,8=108,9 м

60^0.2×1.08^0.15×0,8^0,35

Определяем частоту вращения заготовки (обороты шпинделя):

n= =86,7 об/мин.

Проводим корректировку оборотов с паспортными данными станка, принимаем n=100 об/мин.

Определяем действительную скорость резания:

V_D = = =125,6м/мин

V_D=125,6 м/мин

V_D=125,6 м/мин

Расчётные режимы резания для получистового прохода:

t₃=1,08мм; S=0,8мм/об; n=100 об/мин; V_D=125,6 м/мин;

Тонкое точение, 3-й проход-точить Ф400_-0,36мм.

- инструмент – резец токарный сборный с механическим креплением твердосплавной пластинки правильной трёхгранной формы с углом в плане φ=93⁰, правый, 2103-0695 Т15К6 ГОСТ 20872-80

- глубина резания t₄=0,75 мм.

- подача S= 0,8-1,3 мм/об таб.6,принимаем S=0,8 мм/об.

- определяем скорость резания

V= Kv м/мин

Показатели степени, стойкости инструмента и поправочный коэффициент K_V= 0,8 принимаем по получистовому переходу.

V= ×0,8= ×0,8=122,1 м/мин

60^0.2×0,57^0.15×0,8^0,35

Определяем частоту вращения заготовки (обороты шпинделя):

n= =97,2 об/мин.

Проводим корректировку оборотов с паспортными данными станка, принимаем n=120 об/мин.

Определяем действительную скорость резания:

V_D = = =150,72м/мин

V_D=150,72 м/мин

V_D=125,6 м/мин

Расчётные режимы резания для тонкого точения:

T₄=0,75мм; S=0,8мм/об; n=120 об/мин; V_D=150,72 м/мин;

Расчёт режимов резания остальных поверхностей

005 Токарная с ЧПУ

Установ А

1.Точить торец 3: длина резания 198мм. Для получения заданной шероховатости Ra 6,3.

- черновой проход-с глубиной резания t₁=0,1мм.

- получистовой проход с глубиной резания t₂=0,25 мм.

Назначаем подачи суппорта на оборот детали S₀ мм/об по источнику [8]

- черновой проход S_чер=0,6 мм/об.

- получистовой проход S_п/чист=0,4 мм/об.

Уточняем значение подач по паспортным данным токарного станка: у станков с ЧПУ бесступенчатое регулирование подач и оборотов шпинделя в пределах заданных диапазонах. Поэтому можно принимать табличные данные без корректировки.

Принимаем период стойкости инструмента T_M=60 мин

Определяем скорость резания V по проходам в зависимости от глубины резания и подачи по таблицам источника

-черновой проход V_чер=80 м/мин.

-получистовой проход V_п/чист=125 м/мин.

Устанавливаем поправочные коэффициенты для скорости резания по заданным условия обработки и корректируем скорости резания: по формуле:

V_рез=V_таб⦁К₄⦁К₅⦁К₆ – [8] (20)

Поправочные коэффициенты устанавливаем по таблицам для токарных работ источника [8]

К₄-коэффициент в зависимости от обрабатываемого материала: при обработке стали 35, твёрдостью НВ<229, твёрдым сплавом- К₄=1,0;

К₅- коэффициент в зависимости от периода стойкости режущего инструмента: при условиях- обрабатываем сталь 35, резец проходной с пластинкой твёрдого сплава Т15К6 при стойкости инструмента Т_М=60 мин – К₅=1,5;

К₆- коэффициент в зависимости от вида обработки: для поперечного точения К₆=1,3

Уточняем выбранные скорости резания по проходам с учётом поправочных коэффициентов:

черновой проход V_чер=80⦁1,0⦁1,5⦁1,3=156 м/мин

получистовой проход V_п/чист=125⦁1,0⦁1,5⦁1,3=243,7 м/мин.

По принятой скорости резания V определяем обороты шпинделя станка в каждом проходе n об/мин по формуле:

(21)

черновой проход – n= =124,2 об/мин

получистовой проход – n= =194 об/мин

Дата добавления: 2015-09-29