Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3 Архитектура Биология География Другое Иностранные языки Информатика История Культура Литература Математика Медицина Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Программирование Психология Религия Социология Спорт Строительство Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника

1.1 Общие сведения о детали. Описание конструкции 6

Содержание

Введение 5

1 Общий раздел 6

1.1 Общие сведения о детали. Описание конструкции 6

1.2 Анализ технических требований 7

1.3 Материал детали, его свойства 9

2 Технологический раздел 10

2.1 Анализ технологичности конструкции детали 10

2.2 Выбор вида заготовки и ее конструкции 13

2.3 Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки 15

2.4 Маршрутное описание технологического процесса 20

2.5 Операционное описание технологического процесса 21

2.6 Расчет режимов резания 27

2.7 Определение технологических норм времени 32

3 Конструкторский раздел 35

3.1 Расчет и конструирование специального режущего инструмента 35

3.2 Описание конструкции и расчет средства контроля 36

Результативная часть 39

Список используемой литературы 40

Введение

Машиностроение - ведущий комплекс отраслей в промышленности. Его уровень определяет дальнейшее развитие всего народного хозяйства. По сравнению с другими отраслями машиностроение развивается опережающими темпами. Важное место отводится машиностроению и в перспективных планах развития народного хозяйства на ближайшее будущее.

Наиболее важной отраслью машиностроения является станкостроительное производство, выпускающее технологическое оборудование, приспособления, инструменты для машиностроительных заводов. Строительство материально-технической базы и необходимость непрерывного повышения производительности труда на основе современных средств производства ставит перед машиностроением весьма ответственные задачи. К их числу относятся повышение качества машин, снижение их материалоемкости, трудоемкости и себестоимости изготовления, нормализации и унификации их элементов, внедрение поточных методов производства, его механизация и автоматизация, а также сокращение сроков подготовки производства новых объектов. Решение указанных задач обеспечивается улучшением конструкции машин, совершенствованием технологии их изготовления, применением прогрессивных средств и методов производства.

В курсовом проекте планируется разработать технологический процесс механической обработки детали «Вал-шестерня» с применением достаточно прогрессивного технологического оборудования, а именно станков с ЧПУ, автоматов и полуавтоматов т.к. станки с ЧПУ имеют расширенные технологические возможности при сохранении высокой надежности работы. Конструкция станков с ЧПУ обеспечивает совмещение различных видов обработки (точение — фрезерование, фрезерование — шлифование), удобство загрузки заготовок, выгрузки деталей (что особенно важно при использовании промышленных роботов), автоматическое или дистанционное управление сменой инструмента и т.д.

1 Общий раздел

1.1 Общие сведения о детали. Описание конструкции

Проектируемая деталь «Вал-шестерня» относится к классу тела вращения подклассу зубчатых колес и служит для передачи крутящего момента с помощью шестерни и зубчатого колеса в конструкции редуктора.

Конструкция детали состоит из следующих конструктивных элементов:

- пяти гладких цилиндрических поверхностей 1, 2, 4, 5 и 6;

- одной зубчатой поверхности 3;

- трех канавок 7, 8, 9;

- двух торцевых поверхностей 10, 11;

- двух центровых отверстий 12, 13;

- двух фасок 14, 15;

- двух конических поверхностей 16, 17.

Рисунок 1 - Эскиз детали «Вал - шестерня»

Рабочей поверхностью является зубчатая эвольвентная поверхность 3, предназначенная для передачи крутящего момента зубчатому колесу.

Гладкие цилиндрические поверхности 1, 5 служат для установки подшипников качения.

Шпоночный паз служит для установки шпонки, которая предназначена для передачи вращения или взаимного смещения под действием внешних сил

двух соединяемых изделий.

Канавки 7, 8, 9 служат для предотвращения заклинивания выхода

режущего инструмента и для выхода инструмента при механической обработке.

Торцевые поверхности 10, 11 и поверхности 2, 4 являются свободными поверхностями, создающие конструктивную форму изделия.

Фаски 14, 15 служат для плавного входа инструмента при обработке и

безопасности рабочего.

Конические поверхности 17, 18 предназначены для направления режущего инструмента при нарезании зубьев, а также для точного зацепления шестерни с зубчатым колесом.

1.2 Анализ технических требований.

К конструкции детали «Вал-шестерня» предъявляются достаточно высокие технические требования.

Поверхности 1, 5 D20 выполняются по 6-му квалитету точности и шероховатостью Ra = 0,8 мкм. Также к этим поверхностями предъявляются требования по точности формы, а именно отклонения от цилиндричности, которое составляет не более 0,004 мм и отклонения от соосности, которое составляет не более 0,025 мм в диаметральном выражении относительно базовых плоскостей ГД.

К поверхности 6 D17 предъявляются требования по 6-му квалитету точности и шероховатостью Ra = 0,8 мкм, также предъявляются требования по точности формы, а именно отклонения от цилиндричности, которое составляет не более 0,003 мм.

К поверхности 18 D20 выполняется по 9-му квалитету точности и шероховатости поверхности Ra = 0,2 мкм. Также к этой поверхности предъявляются требования по твердости 40…50 НRC.

Кзубчатой поверхности 3 предъявляются требования указанные в таблице

чертежа детали:

Модуль m=1,5;

Число зубьев z=26;

Номинальный исходный контур ГОСТ 13755-81;

Коэффициент смещения х=0;

Степень точности по ГОСТ 1643-81 7-В;

Данные для контроля взаимного положения разноименных профилей зубьев ГОСТ 16532-70;

Делительный диаметр d =39 мм.

Также к зубчатой поверхности предъявляются требования по твердости 40…50 НRC.

К торцевым поверхностям 10, 11 предъявляются требования по шероховатости Ra =12,5 мкм, к поверхностям 19, 20 Ra =l,6 мкм. Также к поверхностям 19, 20 предъявляются требования по точности расположения поверхностей, а именно отклонения от перпендикулярности, которое составляет не более 0,016 мм относительно базовых плоскостей ГД.

К поверхностям, на которых не указаны отклонения размеров, заданы требования по 14 квалитету точности, что записано в технических требованиях чертежа пунктом 3 (HI4, h14, ±(IT14)/2).

Ко всем остальным поверхностям, на которых не указано значение шероховатости, задано значение Ra=6,3, что записано в правом верхнем углу чертежа.

Деталь изготовлена из стали 35ХМ ГОСТ 4543-71, масса 0,89 кг.

Кроме того, в технических требованиях заданных текстовой записью указаны следующие требования:

1. 269...302 НВ, кроме мест не указанных особо

2. * Размер обеспечивает инструмент.

3. Н14, hl4 ±(IT14)/2.

4. Данные для контроля зубчатого венца выбирают по ГОСТ 1643-81.

К конструкции детали предъявляются достаточно высокие требования, и

конструкция детали является достаточно сложной.

1.3 Материал детали и его свойства

Деталь «Вал-шестерня» изготовлена из стали 35ХМ ГОСТ 4543-71.

35ХМ ГОСТ 4543-71 –сталь конструкционная легированная качественная.

Химический состав и механические свойства стали 35ХМ ГОСТ 4543-71

сводятся в таблицу 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 – Химический состав стали 35ХМ ГОСТ 4543-71

Таблица 1.2 – Механические свойства стали 35ХМ ГОСТ 4543-71

2 Технологический раздел

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции - это совокупность свойств конструкции, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации, технологическом обеспечении и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Самые высокие требования по точности размеров предъявляются к по­верхности ∅17 мм и ∅20 мм по 6-му квалитету точности. Заданную чертежом точность, возможно, обеспечить на серийно-выпускаемом оборудовании нормальной точности.

К конструкции детали предъявлены требования по точности формы и расположения, а именно отклонения от соосности, цилиндричности, перпен­дикулярности, параллельности и симметричности. Заданные требования обеспечиваются на станках нормальной точности.

Самые высокие требования по качеству предъявляются к поверхностям ∅17мм, ∅20мм по Ra = 0,8мкм. Заданную шероховатость, воз­можно, обеспечить серийно-выпускаемыми инструментами.

Допускаемое отклонение размеров, шероховатость, отклонение геометрической формы и взаимного расположения увязаны с геометрическими погрешностями выбираемого оборудования. Конструкция детали жесткая, так как отношение длины к диаметру менее 10

Следовательно, при механической обработке не требуется дополнитель­ных устройств. Жесткость вала допускает получение высокой точности обработки.

Конструкция детали предусматривает глухие отверстия. Ко всем обраба­тываемым поверхностям имеется свободный доступ режущего инструмента.

Все поверхности детали «Вал-шестерня» можно обработать проходными

резцами. Диаметральные размеры шеек вала убывают к концам. Закрытый

шпоноч­ный паз, возможно, заменить открытым. Конструкция детали «Вал-шестерня» характеризуется следующими признаками: сложной конфигурацией наруж­ного контура детали, так как наиболее технологичными являются зубчатые колеса без выступающих ступиц; правильной формой и размерами канавок для выхода инструментов; невозможность многорезцовой обработки, так как имеются большие перепады диаметральных размеров.

Деталь «Вал-шестерня» имеет прямое направления зубьев, для изготовле­ния которых требуется специальное приспособление. Следовательно, опера­ция изготовления зубьев достаточно сложная.

Таблица 2.1 - Конструкторский анализ детали по поверхностям.

Итого: Q = 20 Qуэ = 17

Масса детали 0,89 кг, изготавливается из стали 35ХМ ГОСТ 4543-71.

Коэффициент унификации конструктивных элементов

Ку = Qуэ / Qобщ,

где Qуэ - количество унифицированных элементов,

Qобщ - общее количество всех элементов.

Ку = 17/20=0,85,

По этому показателю конструкция детали технологична, так как выпол­няется условие Ку > 0,6.

Коэффициент использования металла

Ким = mд / mз,

где mд - масса детали, кг

mз - масса заготовки, кг

Ким = 0,89/1,13= 0,79

По этому показателю конструкция детали технологична, так как выпол­няется условие Ким > 0,7.

Коэффициент точности обработки

Ктч = 1 – 1/Аср,

где Аср - средний квалитете точности:

Аср = (n₁+ 2n₂+ 3n₃+...+ 19n₁₉) / Σn_i,

где n_i - число поверхностей детали точностью соответственно по 1... 19-му квалитету.

Аср = (6×3+9×1+ 12×1+8×14) / 13 = 11,62,

Ктч = 1-1/11,62 = 0,914,

По этому показателю конструкция детали технологична, так как выпол­няется условие Ктч >0,8.

Коэффициент шероховатости поверхности

Кш = 1 /Бср,

где Бср - средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях па­раметра Ra:

Бср = (0,01n₁ + 0,02п₂ + 40 п₁₃ +80п₁₄) / ,

где n_1, n₂…n₁₄ - количество поверхностей, имеющих шероховатость, со­ответствующую данному числовому значению параметру Ra.

Бср = (0,8×4+1,6×1+3,2×1+6,3×6+12,5×1)/13=4,49

Кш =1/4,49 = 0,22

По этому показателю конструкция детали технологична, так как выпол­няется условие Кш <0,32

Исходя из количественного и качественного анализа на технологичность можно считать, что конструкция детали достаточно технологична.

2.2 Выбор вида заготовки и ее конструирование

В данной детали в условиях серийного производства в качестве заготовки применяется штамповка. В данном разделе производится определение условно-оптимального способа ГОШ на базе системы бальных оценок.

По известной годовой программе выпуска изделий N=6000 штук определяется тип производства. Поскольку N=6000 штук и масса детали 0,89 кг, следовательно, тип производства мелкосерийный. Классификационный индекс – МС.

Сталь 35ХМ ГОСТ 4543-71 определяется хорошей ковкостью (К_ψ > 2,0), следовательно, классификационный индекс М1.

Массу проектируемой поковки можно определить по формуле:

,

где Gg – масса детали, кг;

Ким – усредненный коэффициент весовой точности для поковок, применяется 0,62

По таблице 1.5 масса поковки находится в пределах от 1 до 6,3, следовательно, классификационный индекс – G2.

Степень сложности поковок определяют путем вычисления отношения массы поковки Gп к массе Gф геометрический фигуры минимального объема, в которую вписывается фигура поковки:

,

где Gп – масса поковки, кг;

Gф – масса геометрический фигуры, кг.

,

где ρ – плотность материала заготовки, г/см³

,

Степень сложности находится в пределах >0,63, отсюда классификационный индекс – С1.

Классификация по конструктивной форме. Классификационный индекс по конфигурации – К2.

Производим выбор наиболее оптимальных способов штамповки:

1. Штамповка на ГКМ

2. Штамповка на винтовых прессах

Определяем суммарное количество баллов по каждому способу штамповки:

,

где а – весовой коэффициент;

Б – количество баллов (1-10) в зависимости от исходного параметра и классификационного индекса.

Для штамповки на ГКМ:

Для штамповки на винтовых прессах:

Окончательный суммарный балл, по каждому способу штамповки учитывая относительную производительность способов и технологическую себестоимость, определяется по формуле:

,

где Бсум – суммарное количество баллов по каждому способу штамповки;

П – относительная производительность способа;

Ст- относительная себестоимость.

Для штамповки на ГКМ:

Для штамповки на винтовых прессах:

Так как Бсум для штамповки на ГКМ больше чем Бсум штамповки на винтовых прессах, следовательно, выбираем штамповку на ГКМ.

2.3 Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки

Припуски рассчитываются на обработку и промежуточные, предельные размеры поверхности ∅20k6 мм вала. На остальные обрабатываемые поверхности назначить припуски и допуски по ГОСТ 7505-74. Заготовка получена штамповкой на ГКМ. Группа точности заготовки – 2, масса детали – 0,89кг.

Технологический маршрут обработки поверхности ∅20к6 состоит из 5 операций: точение черновое, точение чистовое, шлифование предварительное, шлифование окончательно, полирование. Заготовка установлена в центрах. Торцы обрабатываются черновым фрезерование. Исходный пруток ∅18мм отрезан дисковой фрезой по длине.

Расчет припусков на обработку ∅20к6 мм производится следующим образом:

Рассчитываем ρ. Принимаем установку заготовки в центрах

,

где ρ – суммарная пространственная погрешность установки.

ρ _см – погрешность смещения, мм; ρ _см = 0,3 мм = 300 мкм (Табл.4.3)

ρ _к.о - общая кривизна заготовки, мм;

,

где Δк – удельная кривизна стержня на 1 мм длины после высадки утолщения на гкм, мкм;

l – длина заготовки, мм;

ρ _ц – погрешность центрирования, мкм;

где δ – допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, используемой при зацентровке;

Остальные пространственные отклонения:

Так как обработка ведется в центрах детали, погрешность установки заготовки в радиальном направлении равна нулю.

Расчет минимальных значений припусков:

Графа «Расчетный размер» заполняется, начиная с конечного (четвертого) размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска на каждом техническом переходе:

Небольшие предельные размеры вычисляются прибавлением припуска к наименьшему предельному размеру на предшествующем переходе и выполняемом переходе:

Предельное значение припуска:

Проверка выполненных расчетов выполняется по формуле:

Все расчеты сделаны правильно, так как условие выполняется. Полученные данные сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Расчет припусков и предельных размеров по переходам поверхности ∅20к6

Размер заготовки: 23,1

Таблица 2.3 – Расчет припусков табличным методом

Рисунок 1 – Схема расположения припусков и допусков на обработку детали «Вал-шестерня»

2.4 Маршрутное описание технологического процесса

Маршрутное описание технологического процесса в зависимости от точности и шероховатости, с выбора метода обеспечения точности и технологического оборудования сводится в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 - Маршрутное описание технологического процесса.

Для обеспечения заданных требований для механической обработки

детали «Вал-шестерня» необходимы следующие виды металлорежущего оборудования:

16К20Ф3 – Токарно-винторезный станок с контурной системой ЧПУ

3Т110В – Торцекруглошлифовальный станок

3М153 – Круглошлифовальный станок

3Б852 – Полировальный станок

ВСВ 121511 п/а – Зубофрезерный полуавтомат

5702В – Зубошевинговальный станок

6Р13 – Вертикально – фрезерный станок

2Г942 – Фрезерно-центровальный станок

2А554 – Радиально-сверлильный станок

2.5 Операционное описание технологического процесса

005 Фрезерно-центровальная

2Г942 Фрезерно-центровальный станок

1. Фрезеровать два торца с двух сторон одновременно, выдерживая размер

206_-1мм

Оправка специальная; фреза торцевая (2шт) 2214-0153 ГОСТ 9474-80, 2214-0154 ГОСТ 9474-80; штангенциркуль ШЦ – 2 – 250 – 0,1 ГОСТ 166-89

2. Сверлить центровые отверстия с двух сторон одновременно, выдерживая

размеры ∅3,15 мм l= 3,9 мм

Втулка специальная, сверло центровочное (2шт) d=3,15мм

ГОСТ 14952-75; пробка специальная ∅3,15.

H14; h14; ±IT14/2

Эскиз 1 – Фрезерно-центровальная операция

010 Токарная с ЧПУ

16К20Ф3 Токарно-винторезный станок с контурной системой ЧПУ

1. Точить поверхности по программе, выдерживая размеры ∅18,4_-0,6 l =36±0,3 ∅21,4_-0.4 l =33,8±0,3 ∅25_-0,1 l =70±0,3 предварительно

Резец 2103-0711 ГОСТ 20872-80; штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89

2. Точить поверхности по программе с одновременный образование фаски 1,2•45º, выдерживая размеры ∅17,8_-0,2 l =36±0,3 ∅20,8_-0.2 l =33,8±0,3 окончательно

Резец 2103-0711 ГОСТ 20872-80; штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89

3. Точить канавки по программе, выдерживая размеры в=3мм, ∅16,5_-0,1 ∅19,5_-0,1

Резец канавочный специальный в=3мм; шаблон специальный в=3мм

4. Точить коническую поверхность по программе, выдерживая размер 15º

Резец специальный; угломер специальный

5. Точить поверхности по программе, выдерживая размеры ∅21,4_-0.4 l =17,8±0,2 ∅25_-0,1 l =12_-0,43 ∅42_-0,25 l =36±0,3 предварительно

Резец 2103-0712 ГОСТ 20872-80; штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89

6. Точить поверхность по программе с одновременный образование фаски 1,2•45º, выдерживая размеры ∅20,8_-0.2 l =12,2_-0,43 окончательно

Резец 2103-0712 ГОСТ 20872-80; штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89

7. Точить канавку по программе, выдерживая размер в=3мм, ∅19,5_-0,1

Резец канавочный специальный в=3мм; шаблон специальный в=3мм

8. Точить коническую поверхность по программе, выдерживая размер 15º

Резец специальный; угломер специальный

Эскиз 2 – Токарная операция

015 Фрезерная

6Р13 Вертикально-фрезерный станок

Фрезеровать шпоночный паз, выдерживая размеры 24_-0,5 6мм, 5Р9, 3^+0,1

Оправка специальная; фреза шпоночная 5-1-5-42-Р9 ГОСТ Р 53003-2008;

штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89

Эскиз 3 – Фрезерная операция

020 Сверлильная

2А554 Радиально-сверлильный станок

1. Сверлить отверстие ∅3Н7 l =6мм

Втулка специальная; сверло 2300-7515 ГОСТ 10902-77; пробка специальная ∅3; штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89

2. Сверлить отверстие по резьбу М5-7Н ∅4,2^+0,22 l= 8мм

Втулка специальная; сверло ∅4,2 2300-7551 ГОСТ 10902-77; пробка специальная ∅4,2^+0,22; штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89

3. Нарезать резьбу М5-7Н l= 7мм

Патрон для метчика специальный; метчик 2621-1115 ГОСТ 3266-81; шаблон специальный резьбовой

Эскиз 4 – Сверлильная операция

025 Зубофрезерная

ВСВ 121511 п/а Зубофрезерный полуавтомат

Фрезеровать зубья, выдерживая длину общей нормали l = 11,5_{-0,02 мм} ∅36мм

Оправка специальная; фреза червячная m=1,5 d=80мм, L=80мм, z=16

ГОСТ 9324-80; биениемер Б-02М ТУ 2-034-216-86; межцентромер МЦ-4006 ГОСТ 5368-81; калибр ∅36мм

Эскиз 5 – Зубофрезерная операция

030 Моечная

035 Термообработка

040 Зубошевинговальная

5702В Зубошевинговальный

Шевинговать зубья, выдерживая длину общей нормали l = 11,617

Оправка специальная; шевер дисковый Тип-1, m=1,5 ГОСТ 8570-80; межцентромер МЦ-4005 ГОСТ 5368-81; биениемер Б-10М ТУ 2-0,34-216-85; индикаторный нормалемер ГОСТ 6507-90; межцентромер МЦ-4005

ГОСТ 5368-81

Эскиз 6 – Зубошевинговальная операция

045 Шлифовальная

3Т110В Торцекруглошлифовальный станок

1. Шлифовать поверхности, выдерживая размеры ∅20,3_-0,05 l =31_-0.62

l =15_-0.43 предварительно

Круг ПП-14А-С1-К5-6-50-35м/с ГОСТ 2424-83; скоба специальная ∅20,3_-0,05; штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

2. Шлифовать торцы, выдерживая размеры l =69,95±0,3 l =17,95±0,2 предварительно

Круг ПП-14А-С1-К5-6-50-35м/с ГОСТ 2424-83; штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

Эскиз 7 – Шлифовальная операция

050 Шлифовальная

3Т110В Торцекруглошлифовальный станок

1. Шлифовать поверхности, выдерживая размеры ∅20,05_-0,01 l =31_-0.62

l =15_-0.43 окончательно

Круг ПП-14А-СМ2-В5-3-25-35м/с ГОСТ 2424-83; скоба специальная

∅20,05_-0,01; штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

2. Шлифовать торцы, выдерживая размеры l =70±0,3 l =18±0,2 окончательно

Круг ПП-14А-СМ2-В5-3-25-35м/с ГОСТ 2424-83; штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

Эскиз 8 – Шлифовальная операция

055 Шлифовальная

3М153 Круглошлифовальный станок

Шлифовать поверхность, выдерживая размеры ∅17,3_-0,03

l =33±0,3предварительно

Круг ПП-14А-С1-К5-6-50-35м/с ГОСТ 2424-83; скоба специальная ∅17,3_-0,03; штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

Эскиз 9 – Шлифовальная операция

060 Шлифовальная

3М153 Круглошлифовальный станок

Шлифовать поверхность, выдерживая размеры ∅17,05_-0,01 l =33±0,3 окончательно

Круг ПП-14А-СМ2-В5-3-25-35м/с ГОСТ 2424-83; скоба специальная

∅17,05_-0,01; штангенциркуль ШЦ 1-125-0,1 ГОСТ 166-89

Эскиз 10 – Шлифовальная операция

065 Полировальная

3Б852 Полировальный станок

1. Полировать поверхность, выдерживая размеры ∅20k6 l =6_-0,3 l =15_-0,4

Шлифовальная шкурка 2 725•20 С2-24А-40-Н М ГОСТ 5009-89; скоба ∅20 специальная

2.Полировать поверхность, выдерживая размеры ∅20d9 l =25_-0,52

Шлифовальная шкурка 2 725·20 С2-24А-40-Н М ГОСТ 5009-89;скоба специальная ∅20

Эскиз 11 – Полировальная операция

070 Полировальная

3Б852 Полировальный станок

1. Полировать поверхность, выдерживая размеры ∅17n6 l =33±0,3

Шлифовальная шкурка 2 725•20 С2-24А-40-Н М ГОСТ 5009-89; скоба специальная ∅17

Эскиз 12 – Полировальная операция

075 Контрольная

2.6 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания на обработку детали «Вал-шестерня» производится двумя методами:

1. Расчетно-аналитический метод рассчитывается по специальным формулам с учетом многих факторов обработки.

2. Опытно-статистический метод рассчитывается по таблицам технических справочников.

Произведем расчет режимов резания аналитическим методом на один переход токарной операции, выполняемой на станке 16К20Ф3.

Содержание перехода: точить поверхности по программе, выдерживая размеры ∅18,5_-0,6 l =36±0,3 ∅21,4_-0.4 l =33,8±0,3 ∅25_-0,1 l =70±0,3 предварительно.

1 Анализ исходных данных

Станок 16К20Ф3, N_эдс=11 кВт, η=0,75

где N_эдс – мощность электродвигателя станка, кВт;

η – КПД станка.

Обрабатываемый материал Сталь 35ХМ ГОСТ 4543-71, ơ_в=590МПа

2 Выбор режущего инструмента

2.1 Выбор материала режущей части инструмента

Выбрали вольфрамо-титано-кобальтовый сплав Т5К10

2.2 Выбор типа инструмента

Выбрали токарный проходной резец для контурного точения с механическим креплением многогранных твердосплавных пластин ГОСТ 20872-80.

Глубина резания

Выбор подачи

S=0,4 мм/об

Корректируем подачу по паспорту станка

S0 кор = 0,4 мм/об

Допустимая скорость резания:

,

где C_v, x, y, m, – коэффициент и показатели степени в формуле скорости резания при точении;

D – диаметр заготовки, мм;

T – период стойкости работы инструмента до затупления, мин.

C_v = 290; x = 0,15; y = 0,35; m =0,20.

Т=60 мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяется по формуле:

K_v=K_mv×K_пv×K_иv,

где K_mv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_пv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_иv – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

,

где n_v – показатель степени при обработке резцами.

K_пv = 0,9;

K_иv = 0,65.

K_r =1,3×0,9×0,65=0,76

Решение

Допустимая частота вращения шпинделя станка:

,

где V – допустимая скорость резания, м/мин;

D – диаметр заготовки, мм;

π – постоянная, π=3,14.

Корректируемая частота вращения по паспорту станка

n_кор = 1400 (мин^-1)

Действительное значение скорости резания

Сила резания

,

Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

K_p – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала.

,

Кφр = 1; Кγр = 1; Кλр = 1; Кrp = 0,94

Эффективная мощность резания:

Сравниваем мощность резания и мощность шпинделя станка, N_шп>N_рез

N_эдс=11 кВт; η=0,75

Условие, N_шп>N_рез выполняется, следовательно, режимы рассчитаны правильно.

Основное время на переход:

где n – частота вращения шпинделя станка, об/мин;

S – подача инструмента, мм/об;

i – число проходов;

L – длина обработки, мм.

На все остальные операции расчет режимов резания производится табличным методом. Данные режимы резания сводятся в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 – Режимы резания на обработку детали «Вал-шестерня»

Продолжение таблицы 2.6

2.7 Определение технологических норм времени

Время автоматической работы станка по программе

где То.а – основное время автоматической работы станка;

Тв.а – вспомогательное время работы станка по программе.

,

где Li – длина пути, проходимого инструментом или деталью в направлении подачи при обработке i-го технологического участка;

Smi – минутная подача на данном участке, Sm=So×n=0,4×1400=560 м/мин

,

где Тв.х.а – время на выполнение автоматических вспомогательных ходов (подвод детали или инструментов от исходных точек в зоны обработки и отвод, установка инструмента на размер, изменение численного значения и направления подачи);

Тост. – время технологических пауз – остановок подач и вращения

шпинделя для проверки размеров, осмотра или смены инструмента,

Тост.=0,01 мин.