Технология производства полумуфты - детали компрессора 16ГЦ2-340/25-56
Назначение "полумуфты" - детали компрессора. Оценка технологичности конструкции. Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Выбор режимов резания и нормирование операций технологического процесса. Проектирование специальной оснастки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.06.2011 |
| Размер файла | 2,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Штангенглубиномер ШГ - 200 - 0,05 ГОСТ 162-80.
Образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.
Шаблон специальный на наружный контур М3-01135
Шаблон специальный на канавку 132 х 6мм.
Калибр - пробка 8140 - 0006 115Н7 ГОСТ 14820-69
Калибр - пробка 8140 - 0007 120Н9 ГОСТ 14820-69
Калибр - пробка 8133 - 0928 14Н7 ГОСТ 14810-69
Калибр - пробка специальная 132Н7 ГОСТ 14820-69
Калибр - пробка резьбовая М10 - 7Н ГОСТ 17764-72
045 Контроль ОТК
На данной операции на контрольной плите контролируются размеры, полученные после токарной операции технологического процесса.
Мерительный инструмент: см. пункт выше.
050 Круглошлифовальная
На данной операции деталь обрабатывается согласно эскиза (см. рис. 1.17)
Деталь базируется и закрепляется в патроне самоцентрирующем трехкулачковом с креплением непосредственно на фланцевые концы шпинделя станка, с цельными кулачками 500 мм, класса точности П.
Рисунок 1.17 - Эскиз детали на операции 050
В целом деталь лишена пяти степеней свободы, имеют место две технологические базы:
- установочная, торец детали, лишает деталь трех степеней свободы: перемещений вдоль оси Z и вращений вокруг осей X и Y; Обеспечивает линейный размер 5мм.
- двойная опорная, наружная цилиндрическая поверхность 405 мм, лишает деталь двух степеней свободы: перемещений вдоль осей X и Y. Обеспечивает диаметральный размер335js6, а также соосность обрабатываемых поверхностей.
Оборудование:
Круглошлифовальный станок мод. 3М194
Режущий инструмент:
Круг шлифовальный прямого профиля ПП с белого электрокорунда 24А, зернистостью 40, индексом зерен Н, среднемягкий СМ2, структура круга №5, на керамической связке К8.
Круг ПП 24А 40 Н СМ2 5 К8 ГОСТ 2424-83.
Мерительный инструмент:
Калибр-скоба индикаторная СИ300 ГОСТ 11098-75
Контрольно-измерительное приспособление для контроля торцевого биения.
Образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.
055 Контроль ОТК
На данной операции на контрольной плите контролируются размеры, полученные после круглошлифовальной операции технологического процесса.
Мерительный инструмент: см. пункт выше.
060 Зубодолбежная
На данной операции деталь обрабатывается согласно эскиза
(см. рис. 1.18)
Рисунок 1.18 - Эскиз детали на операции 060
Деталь базируется в специальном приспособлении на оправке с упором в торец. В целом деталь лишена пяти степеней свободы, имеют место две технологические базы:
- установочная, торец детали, лишает деталь трех степеней свободы: перемещений вдоль оси Z и вращений вокруг осей X и Y; Обеспечивает линейные размеры операции
- двойная опорная, внутренняя цилиндрическая поверхность 115Н7 мм, лишает деталь двух степеней свободы: перемещений вдоль осей X и Y. Обеспечивает диаметральный размер 131,25Н9, а также соосность обрабатываемых поверхностей.
Оборудование:
Зубодолбежный станок мод. 5140
Режущий инструмент:
Долбяк чашечный т=2,5 ГОСТ 9323-79
Мерительный инструмент:
Микрометр ГОСТ 6507-78 с цифровым отсчётным устройством модели 123
Эвольвентомер КЭУМ
Шагомер БВ-5070 ГОСТ 5368-81
Биениемер Б-10М ГОСТ 8137-81
Зубомер смещения М1(23500) ГОСТ 4446-81
065 Контроль ОТК
На данной операции на контрольной плите контролируются размеры, полученные после зубодолбежной операции технологического процесса.
Мерительный инструмент: см. пункт выше.
070 Слесарная
Зачистить поверхности детали от заусенцев, которые образовались после механических операций.
Вспомогательный инструмент:
Шкурка наждачная ГОСТ 5009-82.
Напильник ГОСТ 1465-80.
075 Маркировочная
Маркировать марку материала, обозначение чертежа
Вспомогательный инструмент:
Комплект букв русского алфавита СТП 3300-2045-85.
Комплект цифр арабских СТП 3300-2047-81.
Молоток ГОСТ 2310-77.
080 Контроль ОТК
На данной операции на контрольной плите контролируются размеры, полученные после всех механических операций технологического процесса.
Мерительный инструмент: см. пункт выше.
7. Разработка операционного технологического процесса
7.1 Краткое описание траекторий движения режущего инструмента
В данном пункте рассматривается краткое описание траекторий движения режущего инструмента на токарной с ЧПУ операции. Обработка детали ведется на токарном станке модели MDW 43
Исходная точка выбирается из соображений безопасности на расстоянии, чтобы при смене инструмента, инструмент не повредил деталь, и сам не повредился.
Описание траектории движения режущего инструмента на операции 025
На данной операции производится черновая обработка детали. Для обработки детали на данной операции используется два режущих инструмента (см. п.1.6.3)
Рисунок 1.19 - Траектория движения режущего инструмента №1
И.т. - 1 - на ускоренной подаче резец №1 из исходной точки подходит к детали;
1 - 2 - на подаче 5мм/об резец подходит к торцу детали Z 0;
2 - 3 - на рабочей подаче подрезается торец начерно;
3 - 4 - отход от детали на 1мм. под 45 градусов;
4 - 5 - подход к конической поверхности;
5 - 6 - на рабочей подаче точится коническая поверхность начерно;
6 - 7 - отход от детали на 1мм. под 45 градусов;
7 - 8 - подход к диаметру Ш420мм;
8 - 9 - подход к торцу Z - 104 мм;
9 - 10 - на рабочей подаче подрезается торец начерно в размер 104;
10 - 11 - на рабочей подаче точится диаметр Ш366 начерно;
11 - 12 - на рабочей подаче точится коническая поверхность начерно;
12 - 13 - на рабочей подаче точится радиус 13 начерно;
13 - 14 - отход от детали на 1мм. под 45 градусов;
14 - и.т. - инструмент на ускоренной подаче возвращается в исходную точку.
Рисунок 1.20 - Траектория движения режущего инструмента №2
И.т. - 15 - на ускоренной подаче резец №2 из исходной точки подходит к детали;
15 - 16 - на подаче 5мм/об резец подходит к Ш116мм;
16 - 17 - на рабочей подаче растачивается Ш116мм начерно;
17 - 18 - на рабочей подаче подрезается торец начерно в размер 111;
18 - 19 - на рабочей подаче растачивается Ш111мм начерно;
19 - 20 - отход от детали на 1мм. под 315 градусов;
20 - 21 - выход из детали Z 1мм;
21 - 22 - подход к диаметру Ш128мм;
22 - 23 - на рабочей подаче растачивается Ш128мм начерно;
23 - 24 - на рабочей подаче подрезается торец начерно в размер 35;
24 - 25 - выход из детали Z 1мм;
25 - и.т. - инструмент на ускоренной подаче возвращается в исходную точку.
7.2 Выбор режимов резания и нормирование операций технологического процесса
Выбор режимов резания для операции 025 токарная с ЧПУ производится по [12].
Паспортные данные на токарный патронно-центровой станок с ЧПУ модели MDW 43
Станок предназначен для токарной обработки деталей длиной до 4000 мм и весом до 2000 кг сложной криволинейной поверхности, а также сверления, фрезерования и шлифования наружных цилиндрических и торцевых поверхностей. На станке возможно нарезание цилиндрических и конических резьб с шагом 0,001-2000 мм, а также с увеличивающимся или уменьшающимся шагом.
Рабочие диапазоны:
1. Высота центров, мм 471
2. Наибольший диаметр изделия над станиной, мм 830
3. Наибольший диаметр изделия над поперечными салазками, мм 640
4. Диаметр обработки над инструментальным кожухом, мм 430 5. Длина обточки, мм 3500
Главный шпиндель:
6. Диаметр шпинделя в переднем подшипнике, мм 230
7. Диаметр отверстия в шпинделе, мм 128
Главный привод:
8. Мощность привода, кВт 63
9. Минимальное число оборотов, об/мин 10
10. Максимальное число оборотов, об/мин 710
11. Программируемые числа оборотов бесступенчатые
Приводы подачи:
12. Скорость подачи поперечно/продольной, мм/мин 0,01-3000
13. Скорость подачи поперечно/продольной, мм/об 0,001-50
14. Ускоренный ход, мм/мин 10000
15. Усилие подачи поперечно, Н 8000
16. Усилие подачи продольно, Н 3600
Крестовые салазки:
17. Поперечный ход, мм (по оси X) 560
18. Продольный ход, мм (по оси Z) 3500
Устройство автоматической смены инструмента:
19. Количество инструментов магазин/патрон 46/1
20. Время смены инструмента, сек 35
Габариты станка(без ЧПУ):
21. Длина, мм 8830
22. Ширина, мм 1900
23. Высота, мм 2700
24. Вес станка(без ЧПУ), кг 19200
Рисунок 1.21 Эскиз детали для нормирования операции 025
Стадия обработки - черновая для всех поверхностей
Таблица 1.10 - Глубина резания по поверхностям
|
№ поверхности |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
Глубина резания, мм |
3 |
3 |
6 |
- |
3 |
3 |
4,5 |
- |
2 |
6 |
- |
1. Выбор подачи при точении.
Для поверхности 1,2,6 при точении детали с диаметром до 180 мм и глубиной резания до t=5мм. рекомендуется подача Sот = 0,73 мм/об [с.38, к.3]
Для поверхности 3,4,5 соответственно рекомендуется подача Sот = 0,98 мм/об [с.38, к.3].
Поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от инструментального материала KSИ =1,15 и способа крепления пластины
KSP = 1,0
Поправочные коэффициенты на подачу черновой стадии обработки для измененных условий обработки в зависимости от:
- сечения державки резца KSД = 0,95; [с.44, к.5]
- прочности режущей части KSh =1,0;
- механических свойств обрабатываемого материала KSM = 0,9;
- схемы установки заготовки KSy = 1,2;
- состояния поверхности заготовки KSп = 1,0;
- геометрических параметров резца KSц = 1,0;
- жесткости станка KSj = 1,1;
- вылета инструмента KSl =1,0.
Окончательно подача черновой стадии определяется по формуле:
(1.32)
для поверхностей 1,2,6:
0,95 мм/об;
для поверхностей 3,4,5:
1,27 мм/об.
Для черновой стадии обработки, рассчитанные подачи проверяются по осевой и радиальной составляющим силы резания, допустимые прочностью механизма подачи станка.
=4700 Н; =1460Н [с.98, к.32]
Поправочные коэффициенты на силы черновой стадии обработки
КРМ =1,1; КРц =1; КРТ =1; КРл =1 [с.99, к.33]
Окончательно силы резания определяется по формуле:
(1.33)
5170 Н
1606 Н
Полученные значения сил резания меньше допустимых РХ =8000 Н; РY =3600 Н, следовательно обработка возможна.
2. Выбор подачи при растачивании.
Для поверхности 9 при растачивании детали с диаметром до 120 мм и глубиной резания до t=5мм. рекомендуется подача Sот = 0,8 мм/об (с.50, к.9)
Для поверхности 7 при растачивании детали с диаметром до 120 мм и глубиной резания до t=3мм. рекомендуется подача Sот = 0,68 мм/об (с.50, к.9)
Для поверхности 10 при растачивании детали с диаметром до 180 мм и глубиной резания до t=8мм. рекомендуется подача Sот = 0,52 мм/об [с.50, к.9]
Поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала KSM = 0,9; [с.52, к.11]
- состояния поверхности заготовки KSп = 1,0;
- вылета инструмента KSl =0,9;
- сечения державки резца KSД = 0,8;
- геометрических параметров резца KSц = 1,0;
- способа крепления пластины KSP = 1,0;
- KSи =1,15
Окончательно подача черновой стадии определяется по формуле:
(1.34)
для поверхности 9:
0,6 мм/об;
для поверхности 7:
0,5 мм/об;
для поверхности 10:
0,39 мм/об;
Рассчитанные значения подач для и черновой стадии обработки заносятся в таблицу 1.12
3. Выбор скорости резания
Для поверхностей 1-6 при точении конструкционной стали без корки с глубиной резания до t=8 мм и подачей до Sо = 1,3мм/об скорость резания Vт =128 м/мин [c.73, к.21].
При растачивании Vт =166 м/мин [c.73, к.21].
Поправочный коэффициент для черновой стадии обработки в зависимости от инструментального материала KVИ =1,0
Остальные поправочные коэффициенты на скорость резания при черновой стадии обработки для измененных условий в зависимости от:
- группы обрабатываемости материала KVc =1,0; [с.82, к.23]
- вида обработки KVo =1,0;
- жесткости станка KVj =1,1;
- механических свойств обрабатываемого материала KVM =0,8;
- геометрических параметров резца KVц =1,0;
- периода стойкости режущей части KVT =1,0;
- наличие охлаждения KVж =1,0.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания вычисляется по формуле:
, (1.35)
0,88
Окончательно скорость резания при черновой стадии обработки определяется по формуле:
,(1.36)
Для точения:
112,64 м/мин.
Для растачивания:
146,08 м/мин.
4.Частота вращения шпинделя определяется по формуле:
, (1.37)
При точении наружных поверхностей:
86,41 об/мин.
Принимаем частоту вращения, nф = 80 об/мин.
Фактическая скорость резания определяется по формуле:
, (1.38)
104,25 м/мин.
При растачивании поверхностей:
363,45 об/мин.
Принимаем частоту вращения, nф = 350 об/мин.
Фактическая скорость резания определяется по формуле:
140,7 м/мин.
Расчет частоты вращения шпинделя, корректировку ее и расчет фактической скорости резания для остальных поверхностей проводятся аналогично. Результаты расчетов сведены в таблицу 1.12
5. Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения
Для черновой стадии обработки табличная мощность резания определяется по карте 21 аналогично табличной скорости резания, т.е. значение определяется из той же клетки в карте 21, что и значение .
При точении мощность резания Nт =12 кВт (с.73, к.21)
По карте 24 определяется поправочный коэффициент на мощность в зависимости от твердости обрабатываемого материала КN =1,05 (с.75, к.24)
Табличная мощность резания корректируется по формуле:
, (1.39)
11,66 кВт.
По паспортным данным станка мод. MDW - 43 мощность электродвигателя привода станка N=25 кВт; КПД станка =0,85. Мощность шпинделя станка определяется по формуле:
, (1.40)
21.25 кВт.
Аналогично рассчитываются остальные значения мощности резания. Результаты расчетов занесены в таблицу 1.12. Ни одно из рассчитанных значений не превышает мощности привода главного движения станка. Следовательно, установленный режим резания по мощности осуществим.
6. Определение минутной подачи
Минутная подача рассчитывается по формуле:
, (1.41)
При черновой стадии обработки поверхности 1:
76 мм/мин.
Значения минутной подачи для остальных поверхностей рассчитываются аналогично и заносятся в таблицу 1.12
7. Определение времени автоматической работы станка по программе
Время автоматической работы станка по программе определяется по формуле:
(1.42)
(1.43)
Расчет производится в табличной форме, результаты расчета сведены в таблицу 1.11
По формуле 1.42 время автоматической работы станка по программе:
5,11 мин.
8. Вспомогательное время
Вспомогательное время определяется по формуле:
, (1.44)
где: - время на установку и снятие детали
Вспомогательное время на установку и снятие детали в самоцентрирующем патроне с креплением ключом = 1,4 мин. [15 с.32, к.2];
- время связанное с операцией, = 0,32 мин. [15 с.64, к.18];
- время на измерения, = 0,6 мин. [15 с.185, к.86]
По формуле 1.44 вспомогательное время:
2,32 мин.
Определение коэффициента на выполнение ручной вспомогательной работы
Кtв =1,0 [15 с.50, к.1]
9. Определение нормы штучного времени
(1.45)
где - время на организационное и техническое обслуживание рабочего места 5,5% [15 с.70, к.19], и время перерывов на отдых и личные надобности 4% [15 с.203, к.88 ].
По формуле 1.45 норма штучного времени:
8,14 мин.
Таблица 1.11 - Определение времени автоматической работы станка
|
Участок траек тории |
Приращение по оси Х, Х, мм |
Приращение по оси Z, Z, мм |
Длина i-го участка траектории Li, мм |
Минутная подача на i-м участке SMi, мм/мин |
Основное время работы станка ТО, мин |
Машино-вспомогательное время ТМВ, мин |
|
|
РИ1 |
- |
- |
- |
- |
- |
0,58 |
|
|
и.т.-1 |
307,5 |
195 |
364,12 |
10000 |
- |
0,036 |
|
|
1-2 |
0 |
5 |
5 |
950 |
- |
0,005 |
|
|
2-3 |
42,5 |
0 |
42,5 |
180,5 |
0,24 |
- |
|
|
3-4 |
1 |
1 |
1,41 |
950 |
- |
0,002 |
|
|
4-5 |
28,39 |
0 |
28,39 |
3800 |
- |
0,007 |
|
|
5-6 |
6,695 |
60,72 |
61,09 |
180,5 |
0,34 |
- |
|
|
6-7 |
1 |
1 |
1,41 |
950 |
- |
0,002 |
|
|
7-8 |
122,915 |
0 |
122,915 |
3800 |
- |
0,032 |
|
|
8-9 |
0 |
45,28 |
45,28 |
1600 |
- |
0,028 |
|
|
9-10 |
27 |
0 |
27 |
101,6 |
0,27 |
- |
|
|
10-11 |
0 |
4 |
4 |
101,6 |
0,04 |
- |
|
|
11-12 |
88,1 |
29,37 |
92,87 |
101,6 |
0,91 |
- |
|
|
12-13 |
8,815 |
10,91 |
81,64 |
101,6 |
0,8 |
- |
|
|
13-14 |
1 |
1 |
1,41 |
950 |
- |
0,002 |
|
|
14-и.т. |
312,915 |
258,72 |
406,02 |
10000 |
- |
0,041 |
|
|
РИ2 |
- |
- |
- |
- |
- |
0,58 |
|
|
и.т.-15 |
347,5 |
199 |
400,45 |
10000 |
- |
0,04 |
|
|
15-16 |
5,5 |
0 |
5,5 |
1750 |
- |
0,003 |
|
|
16-17 |
0 |
112 |
112 |
175 |
0,64 |
- |
|
|
17-18 |
2,5 |
0 |
2,5 |
175 |
0,014 |
- |
|
|
18-19 |
0 |
22 |
22 |
210 |
0,105 |
- |
|
|
19-20 |
1 |
1 |
1,41 |
1750 |
- |
0,001 |
|
|
20-21 |
0 |
133 |
133 |
5250 |
- |
0,025 |
|
|
21-22 |
9,5 |
0 |
9,5 |
1750 |
- |
0,005 |
|
|
22-23 |
0 |
36 |
36 |
136,5 |
0,264 |
- |
|
|
23-24 |
7 |
0 |
7 |
136,5 |
0,051 |
- |
|
|
24-25 |
0 |
36 |
36 |
5250 |
- |
0,007 |
|
|
25-и.т. |
343 |
199 |
396,55 |
10000 |
- |
0,04 |
|
|
Сумма |
3,67 |
1,44 |
10. Определение нормы времени на выполнение операции
(1.46)
где: Тпз - подготовительно-заключительное время на партию, Тпз = 19 мин. [15 с.70, к.19 ];
п - количество деталей в день.
(1.47)
56 шт.
Таблица 1.12 - Режимы резания и нормы времени на операцию 025
|
Переход |
Режимы резания |
Нормы времени |
|||||||||
|
Глубина резания t, мм. |
Подача So, мм/об. |
Скорость резания V м/мин. |
Частота вращения n об/мин. |
Основное время То мин. |
Машино-вспомогательное время ТМВ мин. |
Вспомогательное время ТВ мин. |
Штучное время ТШТ, мин. |
Подготовительно- заключительное время ТПЗ, мин. |
Штучно-калькуляционное время ТШТК, мин. |
||
|
Подрезать торец 1 |
3 |
0,95 |
103,8 |
190 |
3,67 |
1,44 |
2,32 |
8,14 |
19 |
8,48 |
|
|
Точить коническую поверхность 2 |
3 |
0,95 |
103,8 |
190 |
|||||||
|
Подрезать торец 3 |
6 |
1,27 |
104,2 |
80 |
|||||||
|
Точить поверхность 4 |
- |
1,27 |
91,9 |
80 |
|||||||
|
Точить коническую поверхность 5 |
3 |
1,27 |
91,9 |
80 |
|||||||
|
Точить радиус 6 |
3 |
0,95 |
103,8 |
190 |
|||||||
|
Расточить поверхность 7 |
4,5 |
0,5 |
127,5 |
350 |
|||||||
|
Расточить торец 8 |
- |
0,5 |
127,5 |
350 |
|||||||
|
Расточить поверхность 9 |
2 |
0,6 |
122,0 |
350 |
|||||||
|
Расточить поверхность 10 |
6 |
0,39 |
140,6 |
350 |
|||||||
|
Расточить торец 11 |
- |
0,39 |
140,6 |
350 |
По формуле 1.46 норма времени на выполнение операции:
8,48 мин.
Выбор режимов резания для операции 060 Зубодолбежной производится по [14]
Паспортные данные на зубодолбежный полуавтомат модели 5140
1. Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки, мм 500
2. Наибольшая ширина нарезаемого венца зубчатого колеса, мм 100
3. Наибольший модуль нарезаемого зубчатого колеса 8
4. Номинальный диаметр устанавливаемого долбяка, мм 100
5. Конус Морзе шпинделя для крепления инструмента 5
6. Число двойных ходов инструмента в минуту, дв. ход/мин. 65 450
7. Круговая подача, мм/дв. ход 0,14 - 0,75
8. Радиальная подача, мм/дв. ход 0,02 - 0,1
9. Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 4
Габариты станка:
10. Длина, мм 1900
11. Ширина, мм 1450
12. Высота, мм 2450
13. Вес станка, кг 4400
1 Круговая подача (подача обкатки)
Определяем классификационную группу, к которой по нормативам относится используемый зубодолбёжный станок. Станок 5140 относится к III группе станков [к.12, с.38], т.к. мощность его электродвигателя 4 кВт.
Для параметра шероховатости обработанной поверхности Ra=3.2, обработки по сплошному металлу круговая подача Sтаб = 0,25 - 0,3 мм/дв. ход [к.13, с.38],
Необходимо учесть примечания к карте 13.
Поправочный коэффициент на подачу [к.14, с.41], т.к. материал - Сталь 40, то Кмs=1,0
Sкр= Sтаб = 0,25 - 0,3 мм/дв. ход.
Принимаем Sкр = 0,27 мм/дв. ход., так как число зубьев нарезаемого колеса больше 25.
Корректируя подачу по данным станка принимаем Sкр = 0,25 мм/дв. ход
Радиальная подача (подача при врезании)
Sрад = (0,1 - 0,3) Sкр
Принимаем Sрад=0,2 Sкр
Sрад==0,05 мм/дв. ход.
Корректируя по данным станка принимаем Sрад = 0,051 мм/дв. ход.
2. Период стойкости.
Для чистового долбяка Т = 240 мин. [c.161, пр.3].
3. Скорость главного движения резания.
Для обработки по сплошному металлу, при круговой подаче Sкр = 0,25 мм/дв. ход и модуле т=2,5 скорость Vтаб = 20,5 м/мин. [к.14, с.40].
Поправочный коэффициент на скорость резания [к.14, с.41], т.к. материал - Сталь 40, то Кмv= 1,1
Vи = = = 22,55 м/мин.
Определяем число двойных ходов долбяка в минуту, соответствующее найденной скорости резания:
к = (1.48)
где L - длина хода долбяка
L= b+l1 (1.49)
где b - ширина венца, b=70 мм.
l1 - перебег долбяка на две стороны
При ширине венца до 72 мм, l1=12 мм. [с.184, пр.14].
По формуле 1.49 длина хода долбяка:
L=70 + 12 = 82 мм.
По формуле 1.48 число двойных ходов:
к ==137,5 дв. ход/мин.
Корректируем число двойных ходов долбяка по данным станка и устанавливаем действительное число двойных ходов долбяка кд = 130 дв. ход/мин.
Действительная скорость главного движения резания
Vд= = = 21,3 м/мин. (1.50)
4. Мощность, затрачиваемая на резание.
Мощность, затрачиваемая на резание при окончательном зубодолблении по сполошному металлу при Sкр = 0,25 мм/дв. ход, Nт = 1,1 кВт. [к.14, с.40].
Поправочный коэффициент на мощность [к.14, с.41], т.к. материал - Сталь 40, то КмN = 1;
Поправочный коэффициент на мощность [к.14, с.41], т.к. число нарезаемых зубьев z=50, то КZN = 1,2
N = = = 1,32 кВт.
Мощность на шпинделе станка
Nш = NЭ з = = 2,6 кВт
Назначенный режим можно осуществить на данном станке так как мощность резания меньше мощности на шпинделе станка (N Nш),
(1,32 2,6)
5. Основное время
То = (1.51)
где т - модуль, т=2,5
z - число нарезаемых зубьев, z=50
i - число рабочих ходов, i=1
h - высота нарезаемого зуба, h=5,625 мм.
По формуле 1.51 основное время обработки:
То ==12,93 мин.
6. Вспомогательное время
Вспомогательное время определяется по формуле 1.44
Вспомогательное время на установку и снятие детали специальном приспособлении = 0,99 мин. [15 с.54, к.16];
- время связанное с операцией, = 0,75 мин. [15 с.155, к.65];
- время на измерения, = 0,18 мин. [15 с.185, к.86]
По формуле 1.44 вспомогательное время:
1,92 мин.
7. Определение нормы штучного времени
Штучное время определяется по формуле 1.45
- время на организационное и техническое обслуживание рабочего места 4% [15 с.156, к.66], и время перерывов на отдых и личные надобности 4% [15 с.203, к.88 ].
По формуле 1.45 норма штучного времени:
16,03 мин.
8. Определение нормы времени на выполнение операции
Подготовительно-заключительное время на партию, Тпз =26 мин.[15 с.66, к.26]
По формуле 1.47 количество деталей в день:
28 шт.
По формуле 1.46 норма времени на выполнение операции:
16,96 мин.
Таблица 1.13 - Режимы резания и нормы времени на операцию 060
|
Переход |
Режимы резания |
Нормы времени |
||||||||
|
Круговая подача Sкр, мм/дв.ход |
Радиальная подача Sрад, мм/дв.ход |
Скорость резания V м/мин. |
Число двойных ходов к дв.ход/мин. |
Основное время То мин. |
Вспомогательное время ТВ мин. |
Штучное время ТШТ, мин. |
Подготовительно- заключительное время ТПЗ, мин. |
Штучно-калькуляционное время ТШТК, мин. |
||
|
Долбить зубья т=2,5 |
0,25 |
0,051 |
21,3 |
130 |
12,93 |
1,92 |
16,03 |
26 |
16,96 |
Назначение режимов резания и нормирование остальных операций производится в табличной форме.
Таблица 1.14 - Режимы резания и нормы времени на операцию 030
|
Переход |
Режимы резания |
Нормы времени |
|||||||||
|
Глубина резания t, мм. |
Подача So, мм/об. |
Скорость резания V м/мин. |
Частота вращения n об/мин. |
Основное время То мин. |
Машино-вспомогательное время ТМВ мин. |
Вспомогательное время ТВ мин. |
Штучное время ТШТ, мин. |
Подготовительно- заключительное время ТПЗ, мин. |
Штучно-калькуляционное время ТШТК, мин. |
||
|
Подрезать торец Ш415/Ш111 |
3 |
1,2 |
104,2 |
80 |
21,85 |
3,84 |
2,53 |
30,9 |
24 |
32,61 |
|
|
Точить Ш405 |
5 |
1,2 |
101,7 |
80 |
|||||||
|
Точить фаску 1,5х45 |
1,5 |
1,2 |
101,7 |
80 |
|||||||
|
Подрезать торец Ш405/Ш337 |
4 |
1,2 |
101,7 |
80 |
|||||||
|
Точить Ш337 |
- |
1,2 |
84,7 |
80 |
|||||||
|
Точить фаску 1,5х45 |
1,5 |
1,2 |
84,7 |
80 |
|||||||
|
Выбрать карман начерно резцом PSSNL4040S19 |
4 |
0,6 |
113,1 |
150 |
|||||||
|
Выбрать карман начерно резцом PRCCN2525M10 |
4 |
0,5 |
113,1 |
150 |
|||||||
|
Расточить Ш114,5 получисто |
1,75 |
0,3 |
125,8 |
350 |
Таблица 1.15 - Режимы резания и нормы времени на операцию 040
|
Переход |
Режимы резания |
Нормы времени |
|||||||||
|
Глубина резания t, мм. |
Подача So, мм/об. |
Скорость резания V м/мин. |
Частота вращения n об/мин. |
Основное время То мин. |
Машино-вспомогательное время ТМВ мин. |
Вспомогательное время ТВ мин. |
Штучное время ТШТ, мин. |
Подготовительно- заключительное время ТПЗ, мин. |
Штучно-калькуляционное время ТШТК, мин. |
||
|
Подрезать торец Ш155/Ш128 |
2 |
0,6 |
97,3 |
200 |
|||||||
|
Точить фаску 1х45 |
1 |
0,6 |
97,3 |
200 |
|||||||
|
Точить коническую поверхность Ш155/Ш170 |
2 |
0,6 |
106,8 |
200 |
|||||||
|
Точить фаску 1х45 |
1 |
0,8 |
114,5 |
90 |
|||||||
|
Подрезать торец Ш405/Ш362 |
2 |
0,8 |
114,5 |
90 |
|||||||
|
Точить Ш362 |
- |
0,8 |
102,3 |
90 |
|||||||
|
Точить фаску 1х45 |
1 |
0,8 |
102,3 |
90 |
|||||||
|
Точить коническую поверхность Ш362/Ш170 |
2 |
0,8 |
102,3 |
90 |
|||||||
|
Точить радиус R15 |
2 |
0,6 |
106,8 |
200 |
|||||||
|
Расточить фаску 1х45 |
1 |
0,4 |
145,1 |
350 |
|||||||
|
Расточить Ш132Н7 получисто |
0,8 |
0,35 |
145,1 |
350 |
|||||||
|
Расточить Ш134 |
0 |
0,35 |
147,3 |
350 |
|||||||
|
Расточить R2 |
2 |
0,35 |
147,3 |
350 |
|||||||
|
Расточить торец в размер 35 |
2 |
0,35 |
147,3 |
350 |
|||||||
|
Переход |
Режимы резания |
Нормы времени |
|||||||||
|
Глубина резания t, мм. |
Подача So, мм/об. |
Скорость резания V м/мин. |
Частота вращения n об/мин. |
Основное время То мин. |
Машино-вспомогательное время ТМВ мин. |
Вспомогательное время ТВ мин. |
Штучное время ТШТ, мин. |
Подготовительно- заключительное время ТПЗ, мин. |
Штучно-калькуляционное время ТШТК, мин. |
||
|
Расточить фаску 1х45 |
1 |
0,35 |
131,9 |
350 |
|||||||
|
Расточить Ш120Н9 получисто |
0,8 |
0,45 |
131,9 |
350 |
|||||||
|
Расточить торец в размер 111 |
2 |
0,45 |
131,9 |
350 |
|||||||
|
Расточить Ш115Н7 чисто |
0,4 |
0,45 |
144,5 |
400 |
|||||||
|
Прорезать канавку В=6 мм, R=2 мм. |
6 |
0,1 |
62,2 |
150 |
|||||||
|
Расточить Ш132Н7 чисто |
0,5 |
0,3 |
165,8 |
400 |
|||||||
|
Расточить Ш120Н9 чисто |
0,4 |
0,25 |
150,7 |
400 |
|||||||
|
Расточить Ш115Н7 окончательно |
0,3 |
0,15 |
162,5 |
450 |
|||||||
|
Расточить Ш132Н7 окончательно |
0,3 |
0,18 |
186,5 |
450 |
|||||||
|
Центровать 20 отв. Ш4 мм. |
2 |
0,1 |
11,9 |
950 |
|||||||
|
Сверлить 2 отв. Ш8,4 мм. |
4,2 |
0,3 |
13,2 |
500 |
|||||||
|
Переход |
Режимы резания |
Нормы времени |
|||||||||
|
Глубина резания t, мм. |
Подача So, мм/об. |
Скорость резания V м/мин. |
Частота вращения n об/мин. |
Основное время То мин. |
Машино-вспомогательное время ТМВ мин. |
Вспомогательное время ТВ мин. |
Штучное время ТШТ, мин. |
Подготовительно- заключительное время ТПЗ, мин. |
Штучно-калькуляционное время ТШТК, мин. |
||
|
Сверлить 18 отв. Ш10 мм. |
5 |
0,3 |
15,7 |
500 |
18,68 |
7,53 |
3,14 |
32,14 |
30 |
34,28 |
|
|
Зенкеровать 18 отв. Ш13,9 мм. |
1,95 |
0,8 |
7,9 |
180 |
|||||||
|
Зенковать в 18 отв. фаску 1х45 |
1 |
0,8 |
10,1 |
200 |
|||||||
|
Развернуть 18 отв.Ш14Н7 мм. начисто |
0,05 |
0,5 |
11,0 |
250 |
|||||||
|
Нарезать резьбу М10-7Н в 2 отв. |
0,8 |
1,5 |
4,7 |
150 |
Таблица 1.16 - Режимы резания и нормы времени на операцию 050
|
Переход |
Режимы резания |
Нормы времени |
|||||||||
|
Частота вращения шлифовального круга nшк об/мин. |
Скорость резания VSокр м/мин |
Радиальная подача Sх мм/ход станка |
Скорость резания VSпрод м/мин |
Подача So, мм/об. |
Основное время То мин. |
Вспомогательное время ТВ мин. |
Штучное время ТШТ, мин. |
Подготовительно- заключительное время ТПЗ, мин. |
Штучно-калькуляционное время ТШТК, мин. |
||
|
Шлифовать Ш335js6 |
800 |
31,6 |
0,005 |
0,9 |
30 |
1,56 |
2,23 |
4,31 |
12 |
4,42 |
7.3 Заполнение ККИ
Карты кодирования информации для операций 025, 030, 040 представлены в приложениях А, Б, В.
8. Проектирование специальной оснастки
8.1 Проектирование станочного приспособления
8.1.1 Расчет сил закрепления заготовки
Составляющие силы резания при долблении рассчитывают по формулам для точения [11 стр.276]
Расчет режимов резания см. п.1.7.2
Сила резания определяется по формуле:
(1.52)
где: Cр - коэффициент силы резания Cр=200 [с. 273, т.22].
x, y, n - показатели степени, x=1.0, y=0.75, n=0 [ c. 273, т.22].
Kр - поправочный коэффициент
(1.53)
где: Крм - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на силу резания
Крм= (1.54)
где: в - предел прочности, для Стали 40 в =470 Мпа;
n - показатель степени, n=0,75 [с. 264, т.9].
По формуле 1.54
Крм==0,7
Кцр - коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на силу резания, Кцр =1,08 (с.275, т.23)
Кгр - коэффициент, учитывающий влияние переднего угла на силу резания, Кгр =1,15;
Клр - коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия на силу резания, Клр =1,0;
Кrр - коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине на силу резания, Кrр =0,87
По формуле 1.53 поправочный коэффициент на силу резания
По формуле 1.52 сила резания при зубодолблении
Н
Рисунок 1.22 - Силы при закреплении заготовки
Для достаточного и надежного закрепления заготовки сила закрепления рассчитывается по формуле [16 с.193]
(1.55)
где: К- коэффициент запаса
Коэффициент запаса К вводят в формулы при вычислении силы закрепления для обеспечения надежного закрепления заготовки:
(1.56)
где: К0 - гарантированный коэффициент запаса, К0 =1,5 [17 с.382]
К1 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовок, при чистовой обработке К1 =1;
К2 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления режущего инструмента, К2 =1,0
К3 - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании, К3 =1;
К4 - коэффициент, учитывающий постоянство силы закрепления, при использовании пневмоцилиндра, К4 =1;
К5 - коэффициент, учитывающий удобное расположение рукоятки, К5 =1;
К6 - коэффициент учитывающий наличие моментов, стремящихся повернуть заготовку, К6 =1,0.
По формуле 1.56 коэффициент запаса
К=1,5.1.1.1.1.1,0=1,5
Принимается К=2,5
(1.57)
где: g - сопротивление пружины, g=0,1РО';
f - коэффициент трения на направляющей поверхности Г-образного прихвата, =0,16 [17 с.384, т.3]
з1 - коэффициент учитывающий потери от трения в шарнирах коромысла, з1=0,9;
з - коэффициент учитывающий потери от трения в звене верхнего прихвата, з =0,9
Н
Н
По формуле 1.55 сила зажима
Н
8.1.2 Выбор и расчет силового привода.В данном приспособлении в роли силового привода используется пневмоцилиндр, для которого усилие на штоке при давлении сжатого воздуха на поршень в бесштоковой полости рассчитывается по формуле:
Q = (1.58)
где: D - диаметр пневмоцилиндра;
р - давление сжатого воздуха в системе, р=0,4 Мпа;
з - кпд, учитывающий потери в пневмоцилиндре, з=0,9
D=мм (1.59)
Принимаем диаметр пневмоцилиндра D=125 мм, [17 с.432, т.7], тогда диаметр штока d=32 мм.
Действительная сила закрепления
Q = Н
Действительная сила зажима заготовки больше необходимой силы, следовательно, приспособление обеспечивает фиксированное положение детали при обработке.
8.2 Проектирование режущего инструмента
Зуборезные долбяки делятся на дисковые, чашечные и хвостовые, предназначенные для обработки зубьев прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес с исходным контуром по ГОСТ 13755-81, а также для обработки зубьев валов и отверстий шлицевых соединений с эвольвентным профилем по ГОСТ 6033-80.
Зуборезные долбяки изготовляют следующих типов:
1-го - дисковые прямозубые долбяки классов точности АА, А и В для колес 6, 7 и 8-й степеней точности;
2-го - дисковые косозубые классов точности А и В для 7 и 8-й степеней точности;
3-го - чашечные прямозубые - классов точности АА, А и В для колес 6, 7 и 8-й степеней точности;
4-го - хвостовые прямозубые классов точности А и В для колес 7 и 8-й степеней точности;
5-го - хвостовые косозубые класса точности В для 8-й степени точности.
Согласно задания нужно рассчитать и сконструировать прямозубый долбяк для обработки зубьев с модулем то =2,5мм., номинальным делительным диаметром 125мм. Степень точности нарезаемых зубьев - 7-я. Материал заготовки - Сталь 40.
Основные конструктивные и расчетные размеры чашечного долбяка принимаем по ГОСТ 9323-79. Для долбяков 3 - го типа, класса точности А:
- диаметр делительной окружности d0 = 99 мм;
- диаметр окружности вершин зубьев dа0 = 107,3 мм;
- диаметр посадочного отверстия d1 = 44,45 мм;
- диаметр выточки d2 = 63 мм;
- диаметр ступицы d3 = 80 мм;
- расстояние исходного сечения от передней поверхности А = 6,8 мм;
- ширина ступицы b1 = 12 мм;
- длина зубьев b0 = 20 мм;
- высота долбяка В = 32 мм;
- число зубьев z0 =40
Размеры профиля зубьев долбяка в проекции передней поверхности на плоскость, перпендикулярную к оси:
- высота головки ha0 = 3,875 мм;00
- толщина зуба теоретически делительная S0 = 4,573 мм;
- диаметр основной окружности db0 = 93,867 мм.
Геометрические элементы лезвия при вершине зуба:
- передний угол г=5°;
- задний угол б=6°.
Технические требования на долбяк чашечный 3-го типа класса А
1. Долбяк должен изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ 9323-79.
2. Долбяк должен изготавливаться из быстрорежущей стали марок, указанных по ГОСТ 19265-73.
3. Твердость долбяка из быстрорежущей стали - HRC 62... 65
4. На всей поверхности долбяка не должно быть трещин, забоин, выкрошенных мест, заусенцев и следов коррозии.
5. Конусность и овальность посадочного отверстия должны быть в пределах половины допуска на диаметр отверстия. Не допускаются завалы краев отверстия, выходящие за пределы допускаемых отклонений, суммарной длинной более 25% ширины ступицы долбяка.
6. Отклонение профиля рабочей части зуба от теоретического не должна превышать 0,005 мм.
7. Разность соседних окружных шагов не более 0,006 мм. Накопленное отклонение окружного шага 0,018 мм.
8. H14, h14, IT14/2.
9. Маркировать: модуль, число зубьев долбяка, угол профиля, обозначение класса точности, марку стали долбяка.
8.3 Проектирование мерительного инструмента
Годность деталей с допуском от IT6 до IT9 наиболее часто проверяют предельными калибрами. Комплект рабочих предельных калибров для контроля размеров гладких цилиндрических деталей состоит из проходного калибра ПР и непроходного калибра НЕ.
Калибры для контроля размеров отверстия называются пробками, а для контроля размеров вала - скобами.
По назначению калибры делят на две основные группы: рабочие калибры ПР и НЕ, и контрольные калибры (К-ПР, К-НЕ, К-И).
Рабочие калибры предназначены для контроля изделий в процессе их изготовления.
Согласно задания нужно рассчитать калибр - пробку для контроля отверстия 132Н7.
Определяем предельные размеры калибра - пробки для отверстия диаметром D=132 мм с полем допуска Н7 ( предельные отклонения: ES=0,04 мм., EI=0 мм).
Наибольший и наименьший размеры отверстия
Dmin=Dном + EI (1.60)
Dmin=132+0 = 132 мм.
Dmax= Dном+ ES (1.61)
Dmax=132+0,04=132,04 мм.
По [19 с. 39, т.2.3) для квалитета Н7 и интервала размеров 120180 мм. находим данные для расчета размеров калибров - пробок: H=8 мкм; Z=6 мкм; Y=4 мкм.
1. Наибольший и наименьший размеры нового проходного калибра - пробки
DmaxПР= Dmin+Z+H/2 (1.62)
DmaxПР=132+0,006+0,004=132,01 мм.
DminПР= Dmin+Z - H/2 (1.63)
DminПР=132+0,006-0,004=132,002 мм.
2. Наибольший и наименьший размеры нового непроходного калибра -пробки
DmaxНЕ=Dmax+ H/2 (1.64)
DmaxНЕ=132,04+0,004=132,044 мм.
DminНЕ= Dmax - H/2 (1.65)
DminНЕ=132,04 - 0,004=132,036 мм.
3. Предельный размер изношенного калибра - пробки
Dизн.= Dmin - Y (1.66)
Dизн.=132 - 0,004=131,996 мм.
Схему расположения полей допусков см. рисунок 1.23
Рисунок 1.23 - Схема расположения полей допусков
9. Исследовательская часть
Производительность труда и себестоимость обработки деталей на металлорежущих станках зависят от скорости резания, определяемой главным образом износостойкостью инструмента, и подачи, которая в случае черновой обработки твердосплавным инструментом обусловливается преимущественно его прочностью.
Современный инструмент в большинстве случаев является составным телом, в котором протекают сложные процессы упрочнения и разупрочнения, обусловленные явлениями усталости материала пластинки, ползучести опорной зоны державки и другими причинами. Процессы разрушения являются стохастическими; они в значительно большей мере, чем процесс изнашивания, обусловливают случайный характер потери работоспособности инструмента.
Виды разрушений инструмента
Режущий инструмент может подвергаться хрупкому разрушению, пластической деформации и разрушению после пластической деформации. При хрупком разрушении макропластическая деформация мала по сравнению с упругой. Инструмент может разрушиться под действием сил механического и термического происхождения. В зависимости от уровня нагрузки, ее характера и температуры в опасных местах возможно разрушение инструмента в связи с однократной перегрузкой, усталостью, ползучестью и т. д.
Разрушения наблюдаются в различные моменты периодов стойкости и эксплуатации инструмента. Поэтому разрушения следует классифицировать по времени их возникновения. Различают разрушения периода приработки, нормальной эксплуатации и старения, которые отличаются степенью детерминации. Разрушения периода нормальной эксплуатации считают чисто случайными. Наиболее детерминированным и, следовательно, легче прогнозируемым является разрушение периода старения.
Разрушению могут подвергаться: а) режущий клин по сечению или его участки; б) режущая пластинка, зуб или вся рабочая часть цельного инструмента; в) калибрующая или направляющая части; г) паяное соединение или элементы механического крепления пластинки; д) державка или корпус у задней поверхности под пластинкой (опорная зона державки); е) державка или корпус у места крепления инструмента.
В зависимости от размеров и формы отделяемых или деформируемых частей инструмента различают микровыкрашивание, макровыкрашивание, скалывание тонких слоев или отделение слоев значительной толщины,, локальное выдавливание материала и т. д.
Работоспособность инструмента -- это его способность осуществлять процесс резания с заданной производительностью и качеством обработки. Отказ -- событие, заключающееся в нарушении работоспособности. Различают разрушение, требующее обязательного прекращения процесса резания (полный отказ), и разрушение, не требующее прекращения процесса (частичный отказ).
Износ и выкрашивание влияют на разрушение пластинки значительно меньше, чем это принято считать. Направление трещин обычно не совпадает с сечением, по которому разрушается пластинка. Часто инструмент с трещинами заменяют только в связи с износом и даже после переточки он бывает работоспособным, хотя вероятность разрушения пластинки в процессе резания и особенно при заточке возрастает. Разрушение пластинки во многих случаях следует считать отказом, зависимым от деформации державки или корпуса у задней поверхности (опорной зоны).
По целесообразности восстановления работоспособности инструмента отказы делятся на устранимые (рационально восстановление или перестановка пластинки инструмента) и неустранимые (восстановление нерационально). Неустранимые отказы резко увеличивают расход инструмента, могут быть причиной брака детали; иногда требуется вырубка частиц твердого сплава, внедрившихся в деталь. Неустранимые отказы чаще вызывают простои оборудования, так как они более других связаны со случайными факторами и поэтому хуже прогнозируются.
Под разрушением или поломкой пластинки (I вид разрушения) будем понимать отделение материала толщиной, существенно превышающей длину контакта инструмента с деталью и стружкой. В этом случае разрушаются припой, державка и прочность инструмента зависит от свойств не только пластинки, но и опорной зоны державки, а также зоны их соединения. Под разрушением режущего клина или режущей части (11 вид) будем понимать скалывание слоев толщиной, близкой к длине зоны контакта; это разрушение мало зависит от свойств опорной зоны и зоны соединения инструмента. В единичном и мелкосерийном производствах неустранимые отказы из-за разрушения инструмента составляли 15--75% общего числа отказов, в серийном производстве на настроенных станках 8--50%, в массовом производстве 0--30%.
Некоторые специалисты считают, что поломки инструмента -- результат его неправильной эксплуатации. Статистические данные показывают, что количество разрушений зависит главным образом от типа производства с комплексом соответствующих условий и, в частности, от требований к стабильности технологического процесса, качества обрабатываемого материала и величины припусков.
При черновом и получистовом точении наиболее характерным видом разрушения является поломка пластинки. В случаях непрерывного точения деталей из конструкционных сталей обычными резцами чаще разрушается пластинка твердого сплава по всей толщине. При увеличенной толщине пластинки или ее расположении вдоль задней поверхности во время резания материалов повышенной твердости или прерывистого резания увеличивается количество случаев разрушения пластинки не на всю толщину. При точении деталей из труднообрабатываемых материалов резко возрастают отказы в связи с выкрашиванием, которые в некоторых случаях могут превысить количество разрушений пластинки. На операциях отрезки и глубокой прорезки взаимодействие стружки со стенками канавки вызывает рост напряжений у вспомогательных режущих кромок, что приводит к их выкрашиванию; поэтому относительное количество контактных разрушений при отрезке возрастает.
Повышение прочности инструмента путем округления режущих кромок
При заточке и доводке инструмента режущие кромки не получаются абсолютно острыми. Радиус округления р кромок зависит от технологии заточки, материала режущей части, а также от заднего и переднего углов. Режущие кромки твердосплавного инструмента, обработанного алмазным кругом (р = 10--5 мкм), условно будем называть острыми, а дополнительно обработанного с целью получения увеличенного радиуса округления правильной формы -- округленными. Увеличенный радиус округления повышает прочность инструмента.
С увеличением радиуса округления на определенном участке передней поверхности передний угол уменьшается до отрицательных значений, что вызывает рост сил на передней поверхности инструмента. Инструмент с дополнительным округлением режущих кромок имеет большую площадь контакта с деталью, в связи с чем возрастает сила и на задней поверхности. Увеличение сил на передней и задней поверхностях приводит к росту равнодействующей силы резания и ее составляющих. Так как уменьшение переднего угла и увеличение площади контакта по задней поверхности больше влияет на радиальную и осевую составляющие силы резания, то с ростом радиуса округления эти составляющие увеличиваются более интенсивно, чем сила PZ, поэтому отношение указанных составляющих к силе РR возрастает. С увеличением радиуса округления площадь контакта передней поверхности со стружкой уменьшается. Это несколько приближает равнодействующую силу к режущей кромке инструмента, что является неблагоприятным фактором для прочности инструмента. Однако характер распределения напряжений при увеличении радиуса округления становится более благоприятным: как нормальные, так и касательные напряжения на поверхности контакта округленного режущего клина изменяются более плавно, чем при остром клине. С ростом радиуса округления усадка стружки при относительно малых скоростях резания, при которых образуется нарост, увеличивается, а при относительно больших скоростях падает. Известное значение имеет также снижение пластичности материала вследствие его большего наклепа при предшествующем обороте детали (точение) или инструмента (фрезерование).
Рост усадки стружки для инструментов с округлением режущей кромки при относительно небольших скоростях резания связан с уменьшением нароста и соответственно фактического переднего угла, что подтверждается микрофотографиями корней стружки. Относительно малый коэффициент трения, а также форма округленного клина не способствуют удержанию нароста на передней поверхности инструмента. Уменьшение нароста повышает стабильность процесса резания и уменьшает колебания сил резания, связанные с периодическим образованием и удалением нароста. Увеличенное округление затрудняет врезание инструмента в обрабатываемый материал по нормали к плоскости резания. Это уменьшает разницу между силами резания при отталкивании и врезании и должно уменьшать интенсивность колебаний.
Округление режущих кромок не влияет на размеры режущего клина в том месте, где происходит поломка пластинки, но изменяет его форму и конструктивную прочность в непосредственной близости от кромки. Значение последней особенно велико при резании некоторых труднообрабатываемых материалов и прерывистом резании. ления. При округлении режущих кромок уменьшается их шероховатость.
Прочность и стойкость инструмента с различными радиусами округления режущих кромок проверялись в широком диапазоне условий обработки. С увеличением р до определенной величины прочность инструмента возрастает. Время работы до разрушения при форсированных испытаниях увеличивается в 1,5--10 раз, разрушающая подача -- на 10--50%, а в отдельных случаях -- на 100%. Большой эффект в указанных пределах достигается при тяжелых условиях работы (обработка высокопрочных материалов, прерывистое резание, низкая жесткость СПИД, ослабленная рабочая часть инструмента).
При определенных радиусах округления прочность инструмента становится максимальной. Дальнейшее увеличение округления снижает прочность, что может быть объяснено как ростом силы резания, так и средних контактных напряжений. Очевидно при больших р действие этих факторов становится более сильным, чем положительных факторов, тем более что, начиная с определенного значения р, его влияние на шероховатость кромки и наростообразование ослабевает.
Увеличение округления кромки повышает степень наклепа и глубину наклепанного слоя под поверхностью резания и обработанной поверхностью, что может усиливать износ инструмента. Рост площади контакта задней поверхности инструмента с деталью и сил резания при увеличении р также способствует повышению интенсивности изнашивания инструмента; в некоторых случаях этому может способствовать и уменьшение нароста.
С ростом радиуса округления кромок начинают также действовать факторы, уменьшающие износ инструмента. К их числу следует отнести уменьшение коэффициента трения, более благоприятное распределение контактных напряжений и их меньшие колебания а также повышение прочности кромок и уменьшение их шероховатости.
Температура резания минимальна при определенном радиус округления инструмента, что может быть объяснено уменьшением касательных сил, вызванных снижением коэффициента трения усадки стружки. При увеличении р стойкость инструмента сначала будет повышаться в связи с уменьшением коэффициента трения, температурь резания и других изменений, а затем будет падать вследствие рост сил, температуры резания и наклепа обрабатываемого материала Максимум стойкости инструмента в зависимости от условий работы будет соответствовать различным значениям р.
У резца с округленной режущей кромкой в течение длительного времени износ развивается так, что между изношенными участками на задних и передней поверхностях остается округленная поверхность, но в середине или конце периода стойкости участки износа на режущих поверхностях соединяются (рис. 66), причем в последнюю очередь округленная поверхность изнашивается у вершины резца. Новый радиус округления инструмента определяется условиями изнашивания.
Тот факт, что величина округления у инструментов без округления и с округлением режущей кромки к концу периода стойкости становится одинаковой, не исключает эффективности округления в эксплуатации по следующим причинам. Во-первых, большое число поломок происходит в начале работы, когда разница в величине р для острых и округленных инструментов значительна. Во-вторых, шероховатость специально округленной кромки меньше, чем кромки, округленной в результате износа.
Во всех случаях увеличенный радиус округления уменьшает интенсивность отказов в связи с поломками, приводит к росту средней стойкости до разрушения и среднего числа периодов стойкости резцов.
В условиях благоприятного распределения напряжений, возникающих в процессе резания, и уменьшенных колебаний сил резания при работе инструментом с округлением режущих кромок влияние на прочность инструмента крупных пор в твердом сплаве, остаточных растягивающих напряжений, полученных при пайке и заточке и других дефектов уменьшается, поэтому округление особенно важно для нового инструмента.
Подобные документы
Анализ исходной информации и конструкции полумуфты. Расчет режимов резания (подрезания торцов и зенкерования) механической обработки полумуфты. Нормирование технологического процесса. Логическая оценка вариантов технологии изготовления полумуфты.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 07.12.2011Описание конструкции детали "Серьга", анализ ее технологичности. Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Расчет и назначение промежуточных припусков на механическую обработку. Расчет и выбор режимов резания при обработке.
курсовая работа [907,7 K], добавлен 05.03.2014Изготовление полумуфты правой. Количественная оценка технологичности. Выбор и технико-экономическое обоснование этапов технологического процесса изготовления, комплектов технологических баз, методов и последовательности обработки поверхностей детали.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 07.03.2011Общее описание детали и анализ технологичности ее конструкции. Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Разработка проектного технологического процесса. Характеристика операций, которые производятся на станках с ЧПУ.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 21.10.2013Назначение и конструкция детали "Рычаг КЗК-10-0115301". Анализ технологичности конструкции детали. Обоснование метода получения заготовки. Расчет припусков на обработку, режимов резания, усилия зажима. Расчет станочного приспособления на точность.
курсовая работа [306,8 K], добавлен 17.06.2016Выбор способа получения заготовки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор методов обработки поверхности заготовки, схем базирования заготовки. Расчет припусков, промежуточных технологических размеров. Проектирование специальной оснастки.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.02.2014Определение типа производства. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор вида и метода получения заготовки. Материал детали и его технологические свойства. Разработка технологического процесса обработки детали "Крышка". Расчет режимов резания.
курсовая работа [705,4 K], добавлен 03.05.2017Проектирование технологического процесса изготовления детали типа "вал", выбор оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструментов. Определение метода получения заготовки и его технико-экономическое обоснование. Расчет режимов резания.
курсовая работа [289,6 K], добавлен 05.02.2015Назначение детали "Корпус", анализ технологичности ее конструкции. Выбор типа производства и метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута, расчет режимов резания. Программирование станков с ЧПУ. Проектирование механического участка.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 29.09.2013Анализ технологичности конструкции детали "Штуцер проходной", ее назначение. Выбор метода получения заготовки. Характеристика маршрута технологического процесса обработки детали. Расчет режимов резания и машинного времени. Режущий, мерительный инструмент.
курсовая работа [765,1 K], добавлен 08.01.2012
