Технологические свойства осей

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая часть проекта

1.1 Описание конструкции и назначение детали

Ось применяется в комплексе оборудования механизированного для производства армированной колючей ленты, предназначенной для получения режущего профиля и армированной колючей ленты из стальной оцинкованной ленты и проволоки. Осью называют цилиндрическую деталь, не предназначенную для передачи движений и усилий вращения, служит в основном для фиксации вращающейся детали. Ось в большинстве случаев неподвижна, а вращаются детали, посаженные на эту ось. Исключение из этого общего правила составляет ось колесной пары вагона или локомотива, которая во время работы вращается.

Материалом для изготовления валов и осей служат обыкновенные углеродистые стали преимущественно марок 40 и 45 ГОСТ1050--88 или Ст.4 и Ст.5 ГОСТ380--74, а также некоторые легированные стали. В нашем случае, применяется материал сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Поверхности осей, работающие на трение, рекомендуется под шлифовку термически обрабатывать; в этом случае резко снижается износ и повреждение рабочих поверхностей.

В качестве опор для осей служат различного рода подшипники, которые разделяются на две основные группы: подшипники скольжения и подшипники качения.

1.2 Характеристика материала

Сталь 45.

Назначение - станины, зубчатые колеса и венца, тормозные диски, муфты, опорные катки, звездочки и другие детали к которым предъявляются требования повышенной прочности и высокого сопротивления износу и работающему под действием статических и динамических нагрузок.

Таблица 1.1- Химический состав % (ГОСТ 977-75)

С	Mn	Si	Cr	Ni	Cu	S	P
			не более
0,42-0,5	0,4-0,9	0,2-0,52	0,3	0,3	0,3	0,045	0,04

Таблица 1.2- Механические свойства

Термообра-ботка	0, МПА	в, МПА	Б %	%	KCU	HRCэ (HB)
	МПА	%
	не менее
1	2	3	4	5	6	7
Нормализация 860-880 С. Отпуск 600-630 С	320	550	12	20	29	-
Закалка 860-880 С. Отпуск 550-600 С	400	600	10	20	24	-
Нормализация 860-880 С. Отпуск 630-650 С	290	520	10	18	24	-

Технологические свойства

Свариваемость - трудносвариваемая.

Способ сварки: РДС, необходим подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием - в отожженном состоянии при HB200

Химический состав стали 45: С=0,42…0,50%; Si=0,17…0,37%; Мп=0,50…0,80%; Сr=0,25%. Обрабатываемость резанием в горячекатаном состоянии при НВ 170-179 и в=640 мПа.

Механические свойства при Т=20 °С материала 45

Твердость материала 45 горячекатанного отожженного	HB 10 -1 = 170 МПа
Твердость материала 45 калиброванного нагартованного	HB 10 -1 = 207 МПа

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность - важнейшая техническая основа, обеспечивающая использование конструкторских и технологических резервов для выполнения задач по выполнению технико-экономических показателей изготовления и качества изделий. Работа по улучшению технологичности должна производиться на всех стадиях проектирования и освоения в производстве выпускаемых изделий.

При выполнении работ, связанных с технологичностью, следует руководствоваться группой стандартов, входящих в единую систему технологической подготовки производства (ЕСТПП), а именно ГОСТ 14.201 - 83… 14.204 - 73, а так же ГОСТ 2.121 - 73 «Технологический контроль в конструкторской документации».

Технологичность конструкции деталей обуславливается:

1) Рациональным выбором исходных заготовок и материалов;

2) Технологичностью формы детали;

3) Рациональной простановкой размеров;

4) Назначением оптимальной точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, параметров шероховатости и технологичность требований.

Технологичность детали зависит от типа производства; разработанного технологического процесса, оборудования и оснастки; организации производства, а так же от условий работы детали и сборочной единицы в изделии и условий ремонта.



Рисунок 1.1- Обозначение поверхностей

Таблица 1.3- Анализ технологичности

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Количество унифицированных поверхностей	Квалитет	Шерохо-ватость
1	2	3	4	5
Наружные цилиндрические поверхности: А (O35) Б (O35k6) В (O25g6) Г (O25h7) Резьбовая поверхность Д	2 1 1 1 1	- - 1 1 1 1	14 6 6 7 14	0,8 0,8 1,6 1,6 6,3
Торцы: Е Ж З И Шпоночный паз: К Канавки: Л М Н Радиусы скруглений: О (0,5мм) П (4мм) Фаски: Р (2,5?45?) С (1,6?45?) Шпоночный паз: Т	1 1 1 1 1 1 2 1 2 4 1 4 1	- - - - 1 1 2 1 2 4 1 4 1	14 14 14 14 9 13 13 14 14 14 14 14 9	6,3 6,3 6,3 6,3 3,2 3,2 3,2 6,3 6,3 6,3 6,3 6,3 3,2
Итого:	27	21

Определим показатели количественной оценки технологичности конструкции:

1. Коэффициент использования материала, ки.м. определим по формуле:

0.7, (1.20)

где mд - масса детали;

mз - масса заготовки по заводскому технологическому процессу.

? 0,7 - деталь не технологична.

2. Коэффициент унификации конструктивных элементов, ку.э определим по формуле:

, (1.21)

где Nу - число унифицированных элементов;

N0 - общее количество обрабатываемых поверхностей.

> 0,6 - деталь технологична.

3. Коэффициент точности обработки, кт определим по формуле:

, (1.22)

где Аср- средний квалитет точности:

Средний квалитет точности, Аср, рассчитываем по формуле:

, (1.23)

где ni - количество элементов данного квалитета точности.

> 0,8 - деталь технологична.

4. Коэффициент шероховатости, кш, рассчитываем по формуле:

, (1.24)

где Бср- среднее арифметическое значение шероховатости обрабатываемых поверхностей по параметру Rа.

Среднее арифметическое значение шероховатости обрабатываемых поверхностей по параметру Rа, Бср мкм, определим по формуле:

, (1.25)

< 0,32 - деталь технологична.

Расчет коэффициентов позволяет считать конструкцию детали нетехнологичной с точки зрения массы, технологичной с точки зрения унификации поверхностей, шероховатости и точности поверхностей.

2.Технологическая часть проекта

2.1 Определение типа производства

Для данного объема выпуска изделий предпочтительным является среднесерийное производство.

Для предварительного определения типа производства можно использовать годовой объем выпуска деталей и массу детали по таблице 3.1 на стр. 24 (1).

Таблица 2.1-Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали

Масса детали, кг.	Тип производства
	Единич.	Мелкосер.	Среднесер.	Крупносер.	Мас.
< 1.0	< 10	10-2000	1500-100000	75000-200000	200000
1.0-2.5	< 10	10-1000	100-50000	50000-100000	100000
2.5-5.0	< 10	10-500	500-35000	35000-75000	75000
5.0-10	< 10	10-300	300-25000	25000-50000	50000
> 10	< 10	10-200	200-10000	10000-25000	25000

Выбираем среднесерийный тип производства, исходя из того, что масса детали 1,0 кг и годовой объем выпуска продукции 5000 деталей.

Среднесерийное производство характеризуется малой номенклатурой выпускаемых изделий и большим объемом выпуска четко повторяющихся партий.

Вид движения при таком типе параллельно-последовательный, оборудование универсальное и специальное. Заводы имеют развитую производственную систему.

Объем выпуска такого производства составляет:1000 - 50000 штук в год.

Применяемое оборудование обладает высокой производительностью; это станки полуавтоматы с ЧПУ, гидрокопировальные станки и т. п. В настоящее время в среднесерийном производстве применяются гибкие производственные системы, включающие в себя станки с ЧПУ и промышленные работы.

Станочные приспособления применяются с механизированным приводом зажима.

Режущий инструмент: стандартный, специальный мерительный инструмент, в основном, предельные калибры.

Квалификация работы ниже, чем средняя.

Коэффициент закрепления операций 10< К30 < 20.

2.2 Выбор метода получения заготовки

Произвести технико-экономический расчет двух вариантов изготовления заготовки: методом горячей объемной штамповки и из проката. Годовой объем выпуска деталей- 5000 штук. Рабочий чертеж детали - ось. Материал детали- сталь 45 ГОСТ 1050-88. Масса детали- 1,0 кг. Устанавливаем тип производства по годовому объему выпуска изделий и массе детали по рабочему чертежу- среднесерийный.

Вариант 1. Заготовка из проката. Согласно точности и шероховатости поверхностей обрабатываемой детали определяем промежуточные припуски. За основу расчета промежуточных припусков принимаем наружный диаметр 35k6.

Обработку поверхности диаметром 35мм производят в жестких центрах, на многорезцовом токарном полуавтомате; окончательную обработку поверхности детали выполняют на круглошлифовальном станке.

Технологический маршрут обработки данной поверхности:

Операция 005. Токарная.

Операция 010. Токарная.

Операция 015. Термическая обработка НRCэ41…46.

Операция 020. Шлифовальная однократная.

Припуски на подрезание торцовых поверхностей: 0,8мм (т. 4.11, стр.29 методички).

При черновом точении припуск на обработку составляет 4,5мм; при чистовом- 1,6мм; на шлифовальную обработку- 0,5мм.

Определяем промежуточные размеры обрабатываемых поверхностей согласно маршрутному технологическому процессу:

На токарную операцию 010:

Dр010= Dн+2Zш=35+0,5=35,5мм

На токарную операцию 005:

Dр005= Dр010+2Z010=35,5+1,6=37,1мм

Расчетный размер заготовки:

Dр.з.= Dр005+2Z005=37,1+4,5=41,6мм

По расчетным данным заготовки выбираем необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590-71:

Круг

Нормальная длина проката стали обыкновенного качества 4-7м.

Отклонения для диаметра 42 равны 0,4мм.

Припуски на подрезку торцовых поверхностей заготовки выбираются по таблице 4.11 (методичка). Припуски на обработку двух торцовых поверхностей заготовки равны 1,6мм.

Общая длина заготовки:

Lз=Lд+2Zподр,

где Lд- номинальная длина детали по рабочему чертежу, мм

Lз=210+1,6=211,6мм

Предельные отклонения на длину заготовки устанавливаем по справочным таблицам.

Исходя из предельных отклонений, общую длину заготовки округляем до целых единиц. Принимаем длину заготовки 212мм.

Объем заготовки определяем:

Vз=,

Lз- максимальная длина заготовки, см;

Dз.п.- максимальный диаметр заготовки, см.

Vз=,

Масса заготовки определяется по формуле:

Gз=??Vз,

где ?- плотность материала, кг/см3;

Vз- объем заготовки, см3

Gз=0,00785?299,2=2,35кг

Выбираем оптимальную длину проката для изготовления заготовки.

Потери на зажим заготовки Lзаж принимаем 80мм. Заготовку отрезаем на ножницах. Это самый производительный и дешевый способ.

Длину торцового обрезка определяем из соотношения:

Lоб=(0,3…0,5)?d,

где d- диаметр сечения заготовки, мм; d=42мм.

Lоб=0,3?42=12,6мм=13мм

Число заготовок определяется по формуле.

Из проката длиной 4м:

,

Lот- длина торцового обрезка проката, мм;

Lзаж- минимальная длина зажимного конца, мм

Получаем 18 заготовок из данной длины проката.

Из проката длиной 7м:

Принимаем 32 заготовки из данной длины проката.

Остаток длины определяется в зависимости от принятой длины проката. Из проката длиной 4м:

Lнк4= Lпр -Lоб- Lзаж-( L4?х4)

Lнк4= 4000 -15-80-(212?18)=89мм

Пнк4=(Lнк?100)/ Lпр

Пнк4=(89?100)/ 4000=2,23%

Из проката длиной 7 метров:

Lнк7= 7000 -27-80-(212?32)=109мм

Пнк7=(109?100)/ 7000=1,56%

Из расчетов на некратность следует, что прокат длиной 7м для изготовления заготовок более экономичен, чем прокат длиной 4м. Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката составят:

Пзаж=(Lзаж?100)/ Lпр

Пзаж=(80?100)/ 7000=1,14%

Потери материала на длину торцового обрезка проката составят:

Пот=(Lот?100)/ Lпр

Пот=(32?100)/ 7000=0,46%

Общие потери к длине выбранного проката:

Пп.о.=Пнк+Пот+Пзаж,

где Пнк- потери материала на некратность, %;

Пот- потери на торцовую обрезку проката;

Пп.о.=1,56+0,46+1,14=3,16%

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле:

Gз.п.= Gз(100+Пп.о.)/100

Gз.п=2,35?(100+3,16)/100=2,42кг

Коэффициент использования материала:

Ки.м.= Gд/ Gз.п,

где Gд- масса детали по рабочему чертежу, кг;

Gз.п- расход материала на одну деталь с учетом технологических потерь, кг

Ки.м.= 1,0/2,42=0,41

Стоимость заготовки из проката:

Сз.п=См? Gз.п-(Gз.п- Gд)?(Сотх/1000),

где См- цена 1 кг материала заготовки, руб.;

Сотх- цена 1 тонны отходов материала, руб.

Сз.п=13,3 2,42-(2,42- 1,0)?(33,90/1000)=32,14руб.

Вариант 2. Заготовка изготовлена методом горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине.

Для поковки припуски назначаем на поверхности А, Б, Г и торцы Г, Д, Е, Ж. по ГОСТ 7505-89 и (табл. 20-21, стр. 138-140, табл. 23, стр. 146 [21]).

Определяем группу материала, из которого изготавливается штамповка:

1 Материал - Сталь 45 по ГОСТ 1050-88;

0,45% С- группа стали М2 (табл. 1, стр. 2);

2 Класс точности штамповки - Т4 (табл. 19, стр. 28);

3 Степень сложности поковки - С1 (свыше 0,63)

Степень сложности поверхности определяется по формуле

(1.19)

(1.20)

где - масса поковки, кг;

- масса описанной фигуры, кг;

- масса детали, кг;

- коэффициент для определения ориентировочной расчетной массы поковки.

(1.21)

где D - диаметр описанной фигуры, мм;

Н - высота описанной фигуры, мм;

- плотность материала, кг/мм2.

кг

кг

Степень сложности данной поковки соответствует С1 с числовыми значениями в пределах свыше 0,63.

4 Конфигурация поверхности разъема штампа для изготовления данной детали - плоская П.

Дополнительные припуски, учитывающие смещение по поверхности разъема штампа - 0,2 мм (табл.4);

- штамповочные уклоны по наружной поверхности 50 (табл.18);

- дополнительная величина остаточного облоя - 0,7 мм;

- минимальная величина радиусов закругления наружных углов штамповки - R2,0 мм (табл.7);

- дополнительные отклонения по изогнутости от прямолинейности и от плоскостности - 0,6 мм (табл.13).

5 Определение исходного индекса

В зависимости от массы, марки стали, степени сложности и класса точности исходный индекс (табл. 2, стр. 10 ГОСТ 7505-89) - 10.

6 Основные припуски и допуски на размеры поковки назначим согласно (таблицам 3 и 8 ГОСТ 7505-89 или табл.23, стр.147 [21]).

Таблица 2.2- Общие припуски на поверхности заготовки

Размер детали/ допуск отклонение	Поверхность	Квалитет	Шероховатость	Припуск на мех. обработку	Размер заготовки
O35-0,016	1	6	0,8		O
O25-0,013	2	6	1,6		O
O 25-0,021	3	7	1,6		O
84 -0,87	4, 5	14	6,3
210+1,15	6;7	14	6,3
56+0,37	5;6	14	6,3
70+0,37	4, 7	14	6,3

Для определения объема штампованной заготовки условно разбиваем фигуру заготовки на отдельные простые элементы и проставляем на них размеры с учетом плюсовых допусков.

Определим объем отдельных элементов заготовки:

V1=;

V2=;

V3=;

V1=

V2=

V3=

Общий объем заготовки:

V0=V1+V2+V3;

V0=46,9+106,3+37,8=191см3

Масса штампованной заготовки:

Gз.ш.=? V0;

Gз.ш.=0,00785 191=1,5кг

Принимая неизбежные технологические потери при горячей объемной штамповке равными 10%, определим расход материала на одну деталь:

Gз.п.= Gз.ш.?(100+Пп.о.)/100;

Gз.п=1,5?(100+10)/100=1,65кг

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку:

Ки.м.=Gд./Gз.п.,

где Gд- масса детали по рабочему чертежу, кг;

Gз.п- расход материала на одну деталь с учетом технологических потерь, кг

Ки.м.=1,0./1,65=0,61

Стоимость штампованной заготовки:

Сз.ш.=См? Gз.п.-( Gз.п.- Gд.)?,

где См-цена 1 кг материала заготовки, руб.;

Сотх- цена 1т отходов материала, руб.

Сз.ш.=23,2? 1,65.-(1,65-1,0)?=38,26руб

Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки:

Эм=( Gз.п.?- Gз.п.??)?N;

ось поверхность заготовка припуск

где Gз.п.?- стоимость заготовки, полученная при первом методе, руб;

Gз.п.??- стоимость заготовки, полученная при втором методе, руб.

Эм=(2,42- 1,65)?5000=3850руб.

Экономический эффект от выбранного вида изготовления заготовки:

Э=(Сз.ш.?? Сз.ш.?)?N

Э=(38,26-32,14)?5000=30600руб.

Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка, получаемая методом горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине более экономична по использованию материала, чем заготовка из проката. Однако по себестоимости штампованная заготовка дороже, поэтому принимаем заготовку из круглого горячекатаного проката обычной точности.

2.2.1 Расчёт припусков, допусков, межоперационных размеров

Определим промежуточные припуски и промежуточные размеры при обработке поверхности оси диаметром 35k6 согласно рабочего чертежа.

Исходная заготовка- горячекатаный прокат обычной точности В, ГОСТ 2590-71.

После отрезки заготовка правится и центрируется.

Тип производства- среднесерийный.

В нашем случае обработку детали можно выполнить на токарном многорезцовом полуавтомате. Заготовка устанавливается в центрах.

Шлифовальная обработка выполняется на круглошлифовальном станке. Заготовка устанавливается на жесткие центра. Составляем технологический маршрут обработки поверхности O35k6мм.

Операция 005. Токарная (черновая обработка).

Операция 010. Токарная (чистовая обработка).

Операция 015. Шлифовальная (предварительная обработка).

Операция 020. Шлифовальная (окончательная обработка).

Промежуточные припуски, допуски и промежуточные размеры по технологическим операциям заносим в таблицу.

Таблица 2.3 - Промежуточные припуски, допуски и промежуточные размеры

Поверхность, переходы	Элементы припуска	Проме-жу-точный при-пуск	Проме- жу- точный допуск	Промежуточный размер
	Rzi, мкм	hzi-1, мкм	?zi-1, мкм	?у, мкм	Zmin, мкм	?i , мм	Dmin,мм	Dmах,мм
1	2	3	4	5	6	8	10
Заго- товка - прокат	150	250	380,3	-	-	1,15	37,21	40,1
Токар ная: -черновая -чистовая	60 30	60 30	22,8 -	288 17	1754 296,9	0,62 0,16	35,46 35,16	36,56 35,48
Шлифовальная предвари- тельная окончательная	10 6	20 12	- -	- -	120 60	0,062 0,016	35,04 39,84	35,14 35
Торцы Фрезерная	160	250	52,5	200	662,5	1,15	209,48	212,4

1.Суммарные отклонения расположения проката:

?0=, ( )

где ?ом- величина отклонения расположения, мкм;

?ц- величина отклонения расположения заготовки при центровке, мкм.

2.Величину отклонения расположения проката ?ом определяют:

?ом=2??у?Lк,

где ?у- величина удельного отклонения расположения, мкм/мм ( таблица 4.21 методички);

Lк- расстояние от сечения, для которого определяют величину отклонения расположения до места крепления заготовки, мм.

L=212мм- общая длина заготовки, мм

Lк?0,5=0,5?212=106мм

?ом=2?0,07?106=15мкм

?ц=0,25?,

где ?з=1,15мм- допуск на диаметр базовой поверхности.

?ц=0,25?

3. Суммарное отклонение расположения определяем по формуле ( ):

?0==380,3мкм

4. Погрешность установки заготовки при базировании в центрах определяем по формуле:

?у=0,25??Dз,

?у=0,25?1150=288мкм

5. Минимальный припуск на черновую токарную обработку:

2Zmin=2?(Rz+h+),

где Rz=150мкм- высота микронеровностей поверхности, оставшихся при выполнении предшествующего технологического перехода;

h=250мкм- глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего технологического перехода;

?0- суммарные отклонения расположения, возникшие на предшествующем технологическом переходе, мкм;

?у- величина погрешностей установки заготовки при выполняемом технологическом переходе, мкм.

2Zmin=2?(150+250+)=1754мкм

6. Максимальный припуск на черновую обработку поверхности детали определяем по формуле:

2Zmax=2Zmin+?Dn+ ?Dв,

где ?Dn- допуск на размер на предшествующем переходе, мм;

?Dв- допуск на размер на выполняемом переходе, мм

2Zmax=1754+1150+620=3524мкм

Величину остаточного суммарного отклонения расположения заготовки после выполнения черновой обработки поверхности определяем по формуле:

?ост=Ку??о.з.,

где Ку=0,06 (таблица 4.18, стр.52 методички)

?ост=0,06?380,3=22,8мкм

Величина погрешности установки при чистовой обработке поверхности заготовки:

?у.ч.=0,06??у

?у.ч.=0,06?288=17мкм

При последующей обработке поверхности детали погрешность установки из-за малости ее величины в расчет не принимаем.

2.2.2 Определение размеров заготовки. Расчеты масс

Расчетный минимальный и максимальный припуски на чистовую токарную обработку поверхности детали определим:

2Zmin=2?(60+60+)=296,9мкм

Rz=60мкм (таблица 4.20, стр. 55 методички)

h=60мкм (таблица 4.20, стр. 55 методички)

2Zmax=296,9+620+160=1076,9мкм

Расчетный минимальный и максимальный припуски на шлифовальную предварительную обработку поверхности составит:

2Zmin=2?(30+30)=120мкм

2Zmax=120+160+62=342мкм

Rz=30мкм (таблица 4.20, стр. 55 методички);

h=30мкм (таблица 4.20, стр. 55 методички)

Расчетный минимальный и максимальный припуски на шлифовальную окончательную обработку поверхности составит:

2Zmin=2?(10+20)=60мкм

2Zmax=60+62+16=138мкм

Rz=10мкм (таблица 4.20, стр. 55 методички);

h=20мкм (таблица 4.20, стр. 55 методички)

7. Промежуточные расчетные размеры по обрабатываемой поверхности определяем по формуле:

для чистовой шлифовальной обработки

Dminчерн.шл.= Dmin+2Zminшл.чист

Dminчерн.шл.= 35+0,06=35,06мм;

для чистовой токарной обработки

Dminчист.ток..=Dminчерн.шл+2Zminшл. черн

Dminчист.ток..=35,060+0,12=35,18;

для черновой токарной обработки

Dminчерн.ток..=Dminчист.ток+2Zmin.ток. чист

Dminчерн..ток..=35,18+0,3=35,48мм;

для заготовки детали

Dр.з.=Dmin.черн.ток+2Zmin.ток. черн

Dр.з.=35,48+1,75=37,23мм

Промежуточные размеры определяют методом прибавления значений припусков по максимальным и минимальным значениям, начиная с размера детали.

Минимальные предельные промежуточные размеры:

Dminчерн.шл...=Dд+2Zminшл. чист

Dminчерн.шл...=34,98+0,06=35,04мм;

Dminчист.ток..=Dminчерн.шл+2Zminшл. черн

Dminчист.ток..=35,04+0,12=35,16мм

Dmin.черн.ток..=Dmin.чист.ток+2Zmin.ток. чист

Dmin.черн.ток..=35,16+0,3=35,46мм;

Dр.з.= Dmin.черн.ток+2Zmin.ток. черн

Dр.з.= 35,46+1,75=37,21мм

Максимальные предельные промежуточные размеры:

Dmах черн.шл...=Dд+2Zmах.шл. чист

Dmах.черн.шл...=35+0,138=35,138мм;

Dmахчист.ток..=Dmахчерн.шл+2Zmахшл. черн

Dmах.чист.ток..=35,138+0,342=35,48мм

Dmах. черн.ток..=Dmах.чист.ток+2Zmах.ток. чист

Dmах.черн.ток..=35,48+1,077=36,56мм;

Dр.з.=Dmах.черн.ток+2Zmах.ток. черн

Dр.з.=36,56+3,524=40,1мм

По максимальным размерам заготовки выбирается диаметр проката по ГОСТ 2590-71. Диаметр проката- O42мм.

Определим промежуточные припуски и промежуточные размеры при обработке торцовой поверхности длиной 210мм согласно рабочего чертежа.

В нашем случае обработку торцов детали можно выполнить на фрезерно-центровальном полуавтомате МР-73. Заготовка устанавливается на призмы.

Производится фрезерование торцов детали и сверление центровых отверстий.

Минимальный припуск на фрезерование торцов:

Zmin=Rz+h+?0+?y;

Rz=160мкм (таблица 4.19, стр.54 методички);

h=250мкм (таблица 4.19, стр.54 методички);

или (табл. 12, стр.186,

Суммарное отклонение расположения и формы поверхности, ?0 мкм, на предыдущем переходе определяем по формуле:

?0==к?Д (1.35)

где кр=1,5 мкм/мм - кривизна профиля (стр.180,таб. 4, [20]);

Д - диаметр поверхности, мм.

?0=1,5?35=52,5 мкм

у=200 мкм (стр.43 таб.15, [20])

Zmin=2?(160+250+52,5+200)=662,5 мкм

Максимальный припуск на обработку торцовых поверхностей:

Zmax= Zmin+п-в

где Zimin - минимальный припуск на поверхность, мкм;

п - допуск на поверхность на предыдущем переходе, мкм.

в- допуск на поверхность на выполняемом переходе, мкм.

Zmax= 662,5+2900-1150=2412,5мкм

Минимальные предельные промежуточные размеры:

Lр.зmin.= Lmin.+Zmin.

Lр.зmin.= 208,85+0,63=209,48мм

Максимальные предельные промежуточные размеры:

Lр.зmах.= Lmах.ч+Zmах.

Lр.зmах.=210+2,413=212,4мм

По максимальным размерам заготовки выбирается длина проката по ГОСТ 2590-71. Длина проката- 212мм.

2.3 Технические условия на деталь и методы их достижения

Деталь принадлежит к классу валов. Максимальный диаметр 35мм, длина 210мм. На поверхностях O25g6 и O25h7 имеются два шпоночных паза 8N9?4?25мм и 8N9?4?18мм. Шейки оси имеют точные поверхности. По O35k6 на длине 43,4мм расположена поверхность под подшипники. Наивысший класс точности наружных поверхностей- 6 квалитет. Конструкторской базой является ось центров, радиальное биение шеек оси 0,05мм и 0,1мм. Фрезерование паза будет производиться последней в технологическом процессе обработки детали «Ось». Предполагаемой базой будут поверхности шеек оси и торец детали. Рассмотрев конструкцию детали, ее поверхности и размеры, приходим к выводу, что деталь технологична, т.к. может быть получена из заготовки- прутка или поковки. Обрабатываемость стали 45 очень хорошая. Обработка может вестись на универсальном металлорежущем оборудовании с применением стандартного режущего и мерительного инструмента.

2.4 Проектирование маршрутного и операционного технологического процесса

Маршрутный технологический процесс механической обработки детали «Ось»

005 Заготовительная

010 Термообработка

015 Фрезерно-центровальная

020 Токарная с ПУ

025 Токарная с ПУ

030 Термообработка

035 Круглошлифовальная

040 Токарно-винторезная

045 Вертикально-фрезерная

050 Маркирование

060 Т.контроль

065 Н.покрытие

Таблица 2.4- Операционный технологический процесс

№ пе-ре-хо-да	Содержание операция, перехода	Операционной эскиз по ГОСТ 3.1107-81, ГОСТ 3,1702-79	Оборудование, приспособления
1	2	3	4
005	Заготовительная
010	Термообработка
015	Фрезерно-центровальная 1.Установить и закрепить заготовку. 2.Фрезеровать торцы с двух сторон, выдерживая размер 1. 3. Сверлить центровые отверстия, выдерживая размеры 4.Снять заготовку.		МР-73 тиски
020	Токарная с ПУ 1. Установить, зажать заготовку. 2. Точить поверхность предварительно и окончательно с одновременной подрезкой торцов и образованием фасок, выдерживая размеры 1-6 3. Точить канавку, выдерживая размеры 6,7,8. 4. Снять заготовку.		16К20Ф3 Трехкулачковый патрон
025	Токарная с ЧПУ 1. Установить и зажать заготовку. 2. Точить поверхности предварительно и окончательно с одновремен- ной подрезкой торцов и образованием фасок, выдерживая размеры 1-8. 3. 3. Точить 2 канавки, выдерживая размеры 9-12. 4. 4.Точить канавку, выдерживая 13-17. 5. 5.Нарезать резьбу, выдерживая размер 18. 6. 6. Снять заготовку.		16К20Ф3 Трехкулачковый патрон
030	Термообработка
035	Круглошлифо-вальная 1.Установить и закрепить заготовку. 2.Шлифовать поверхности, выдерживая размеры 1,2. 3.Переустано-вить заготовку. 4.Шлифовать поверхность, выдерживая размер 3. 5.Снять заготовку.		3161 поводковый патрон, центра
040	Токарно-винторезная 1.Установить и зажать заготовку. 2.Полировать поверхность, выдерживая (2 раза). 3. Снять заготовку.
045	Вертикально-фрезерная с ПУ 1.Установить и зажать заготовку. 2. Фрезеровать 2 паза, выдерживая размеры 1-8. 3. Снять заготовку.		6Р13Ф3 специальное приспособление

2.5 Обоснование выбора технологических баз

На фрезерно-центровальной операции базируем деталь по необработанной наружной цилиндрической поверхности для обработки торцов и центровых отверстий. Данная схема базирования лишает заготовку 4 степеней свободы - перемещения вдоль осей Y Z и поворота вокруг осей Y Z.

Наружная цилиндрическая поверхность является двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Такая схема реализуется при установке заготовки в тисках.



Рисунок 1.4 - Схема базирования заготовки на фрезерно- центровальной операции

На 020 и 025 токарных с ЧПУ операциях базируем заготовку по оси симметрии детали и торцу для обработки наружных цилиндрических поверхностей, торцов, фасок и канавок. Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободы - перемещения вдоль осей X, Y, Z и поворота вокруг осей Y и Z.

Ось симметрии детали является двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Торец является опорной базой и лишает заготовку одной степени свободы. Такая схема реализуется при установке заготовки в патроне и заднем центре.

Рисунок 1.5 - Схема базирования заготовки на 020 и 025 токарных с ЧПУ операциях

На круглошлифовальной операции базируемся по торцу и оси симметрии детали для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободы - перемещения вдоль осей X Y Z и поворота вокруг осей Y Z.

Торец - опорная база, лишает заготовку одной степени свободы; ось симметрии детали - двойная направляющая база, лишающая заготовку 4-х степеней свободы. Такая схема базирования реализуется посредством центров и поводка.

Рисунок 1.10 - Схемы базирования заготовки на круглошлифовальной операции

На токарно-винторезной операции базируем заготовку по оси симметрии детали и торцу для обработки наружной цилиндрической поверхности. Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободы - перемещения вдоль осей X, Y, Z и поворота вокруг осей Y, Z (рис. 1.6).

Ось симметрии детали является двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Торец является опорной базой и лишает заготовку одной степени свободы. Такая схема реализуется при установке заготовки в патроне и заднем центре.



Рисунок 1.6 - Схема базирования заготовки на токарно-винторезной операции

На вертикально-фрезерной операции с ЧПУ базируем заготовку по обработанной наружной цилиндрической поверхности и торцу для обработки шпоночного паза. Данная схема базирования лишает заготовку 5 степеней свободы - перемещения вдоль осей X, Y, Z и поворота вокруг осей Y, Z.

Наружная цилиндрическая поверхность детали является двойной направляющей базой, лишающей заготовку 4-х степеней свободы. Торец является опорной базой и лишает заготовку одной степени свободы. Такая схема реализуется при установке заготовки в специальном приспособлении.

Рисунок 10 - Схема базирования заготовки на вертикально-фрезерной с ЧПУ операции

2.6 Выбор оборудования и его характеристика

Для операции 015 применяем станок специальный фрезерно - центровальный МР - 73М.[19]

Таблица 2.5-Техническая характеристика станка МР- 73М

Параметры	Значения
Размеры обрабатываемых деталей (диаметр на длину), мм	25?80250? 1000
Частота вращения шпинделя, об/ мин	270?1254
Пределы подач	20? 400
Габариты станка (длина, ширина, высота), мм	330015752130
Масса станка, кг	8695
Общая мощность электродвигателей, кВт	12,8

На операциях 020, 025 применяем токарный станок с программным управлением 16К20Ф3.

Таблица 2.6- Техническая характеристика станка 16К20Ф3

Параметры	Значения
1	2
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: над станиной над суппортом	400 220
Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя	53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки	1000
Шаг нарезаемой резьбы: Метрической	До 20
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5 - 2000
Наибольшее перемещение суппорта: продольное поперечное	900 250
Подача суппорта, мм/об (мм/мин): продольная поперечная	3 -1200 1,5 - 600
Число ступеней подач	Б/с
Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного поперечного	4800 2400
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры (без ЧПУ):
длина ширина высота	3360 1710 1750
Масса, кг	4000
Масса (без выносного оборудования), кг	2360

Для операции 060 применяем станок токарно - винторезный 1К62

Таблица 2.8 -Токарно-винторезный станок 1К62

Наименование параметра, размерность	Величина параметра
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: Над станиной Над суппортом Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя Наибольшая длина обрабатываемой заготовки Шаг нарезаемой резьбы: Метрической Дюймовой, число ниток на дюйм модульной, модуль питчевой, питч Частота вращения шпинделя, об/мин Число скоростей шпинделя Наибольшее перемещение суппорта: Продольное поперечное Подача суппорта, мм/об (мм/мин): Продольная Поперечная Число ступеней подач Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: Продольного Поперечного Мощность электродвигателя главного привода, кВт Габаритные размеры (без ЧПУ): Длина Ширина Высота Масса, кг	400 220 53 710;1000;1400;2000 0,5-112 56-0,5 0,5-112 12,5-1600 22 645-1935 300 0,05-2,8 0,025-1,4 24 3800 1900 11 2505-3795 1190 1500 2835-3685

На операции 055 применяем круглошлифовальный станок 3161

Таблица 2.9 - Круглошлифовальный станок 3161

Параметры	Значение
Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки: - диаметр; - длина Рекомендуемый диаметр наружного шлифования Наибольшая длина наружного шлифования Высота центров над столом Наибольшее продольное перемещение стола Угол поворота стола, ?: -по часовой стрелке; -против часовой стрелки Скорость автоматического перемещения стола, м/мин Частота вращения заготовки с бесступенчатым регулированием, об/мин Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки Наибольшие размеры шлифовального круга: - наружный диаметр; - высота Перемещение шлифовальной бабки: - наибольшее; - на одно деление лимба Частота вращения шпинделя шлифовального круга при наружном шлифовании, об/мин Скорость врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	280 700 90 130 160 700 3 8 0,05-5 50-620 5 750 130 290 0,005 1270 0,1-3 18,5
Габаритные размеры: Длина Ширина Высота Масса, кг	3480 4345 2170 8880

Таблица 2.10- Техническая характеристика вертикально-фрезерного с ЧПУ станка модели 6Р13Ф3

Наименование параметра, размерность	Величина параметра
Размеры рабочей поверхности стола (ширинадлина) Наибольшее перемещение стола: Продольное Поперечное Вертикальное Перемещение гильзы со шпинделем Внутренний конус шпинделя (конусность 7:24) Число скоростей шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин Число подач стола Подача стола, мм/мин: Продольная и поперечная Вертикальная Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин: Продольного и поперечного Вертикального Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт Габаритные размеры: Длина Ширина Высота Масса (без выносного оборудования), кг	4001600 1000 400 380 150 50 18 40-2000 Б/с 10-1200 10-1200 (гильзы со шпинделем) 2400 2400 7,5 3620 4150 2760 5650

2.7 Выбор технологической оснастки

При механической обработке детали важными факторами в достижении требуемой точности изготовления является способ базирования и закрепления заготовки, используемый инструмент, а также средства и методы контроля.

Для правильного выбора станочных приспособлений, посредствам которых можно осуществить требуемую схему базирования, режущего и мерительного инструмента воспользуемся литературой [1,8,10,11]. Сведем данные в таблицу 1.21.

Таблица 2.11 - Выбор технологической оснастки

Наименование операции	Выбор станочных приспособлений	Выбор режущего и вспомогательного инструмента	Выбор средств и методов контроля
1	2	3	4
015 Фрезерно-центроваль-ная	Тиски, призма 8535-4995 специальная	Фреза 2214-0301 ГОСТ 24359-80 Центровочное сверло А 5,0 ГОСТ 14034-74	Штанген-циркуль ШЦ-II 250-0,05-1 ГОСТ 166-80 (стр.568,[4])
Токарная с ЧПУ 020, 025	3-х кулачковый самоцентрирующий патрон быстропереналаживаемый ПЗК-400Ф8 центр ХМИ3 7032-4002	Резец проходной модели MWLNR2020К6 ТУ 2-035-892-82(табл.17,стр.174,[7]) Резец канавочный 2130-0005 ОСТ 2И10-7-84 (табл.18,стр.174,[7]) Резец резьбовой 035-2159-0535 ОСТ 2И10-9-84 (стр.179, т.24, [7])	Штангецир-куль ШЦ-III-250-0,1 ГОСТ 166-89 (стр. 568,[4]) Линейка I-500-I ГОСТ 427-56 Микрометр 50-75; 75-100; 100-125 ГОСТ 6507-60 Калибр-скоба
035 Круглошли-фовальная	Центр вращающийся ГОСТ 8742-75 Центр упорный 7032-0171 ГОСт 18259-72 (стр.124, т.4, [11]) Хомутик поводковый 7107-0063 ГОСТ 16488-76 (стр.131, т.10, [11])	Круг шлифовальный ПП 350?40?127 24А ГОСТ 2424-83 (стр.381, т.8, [11])	Образцы шероховатости поверхности ГОСТ 9878-75 Скоба СР-100 ГОСТ 11098-75 Микрометр МК150-2 ГОСТ 6507-78
040 Токарно-винторезная	Патрон трехкулачковый самоцентрирующий	Паста ПХ3№1 ТУ6-18-36-85	Микрометр МК125-2 ГОСТ 6507-80
045 Вертикально-фрезерная	Специальное приспособление	Фреза шпоночная O8 035-2234-1637 ТУ 2-035-782-80 (табл.65,стр.216,[11])	Радиусный шаблон РШ-1 ТУ2-034-228-88 Пробка O8 8133-0922 ГОСТ14810-69 Глубиномер 8151-2385 Индикатор 1-ИПМ ГОСТ14712-79 Калибр шпоночный

2.8 Расчёт режимов резания

Расчет режимов резания на операцию 015 - фрезерно-центровальную, на основе табличных данных (9), производится следующим образом:

Фрезерование торцов.

1. Определяем глубину резания:

t= (2.7)

t=мм

2. Назначаем подачу - 0,2 к. 50 стр. 123 (9)

3. Определяем скорость главного движения резания:

Vр. = 35м/мин /к 51 стр. 124-125)

4. Определяем частоту вращения:

(2.8)

об/мин

По паспорту станка принимаем = 315об/мин

5. Действительная скорость резания опр. по формуле:

, (2.9)

=33м/мин

6.Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле:

SМ=Sz?Z?nд (1.39)

SМ=0,2?14?250=700мм/мин

Корректируем по паспорту станка: 630мм/мин

7. Проверяем, достаточна ли мощность станка Nрез Nшп

Nшп = Nст =15,30,8=12,24 кВт- для станка МР73-М

Nрез=Е? ( )

Nрез=33?=2,44кВт

Nрез=3,8 кВт Nшп =2,44 кВт - обработка возможна

3 переход. Сверлить центровые отверстия

1.Определяем глубину резания:

t= (2.7)

t=мм

2.Назначаем подачу - 0,03 к. 50 стр. 123 (9)

3.Определяем скорость главного движения резания:

Vр. = 28,8?0,7= 20,16м/мин /к 51 стр. 124-125)

4.Определяем частоту вращения:

(2.8)

об/мин

По паспорту станка принимаем = 712 об\ мин

5.Действительная скорость резания опр. по формуле:

, (2.9)

=4,5м/мин

6.Определяем потребную мощность

Nрез=0,8 кВт (стр. 77-78, карта 24 [18])

7. Проверяем мощность привода станка по условию Nрез Nшп

Nшп = Nст =18,6 0,8=13,5 кВт- для станка 16К20Ф3

Nрез=0,8 кВт Nшп =13,5 кВт - обработка возможна

Назначаем режимы резания на 020 токарную операцию (ЧПУ)

1. Глубина резания равна величине припуска на поверхность:

t= ( )

2. Назначаем подачу:

- при черновом точении 0,6мм/об (стр. 64 карта 17 [18] )

-при получистовом точении S0= 0,2 мм/об (стр. 68 карта 19 [18] )

3. Назначаем период стойкости резца- 120мин.

4.Определяем скорость главного движения резания:

м/мин, (1.42)

где черновое: Cv=350; х=0,15; y=0,35; m=0,2 ( табл.17, стр. 269[21])

t=7мм; S0 =0,6мм/об

получистовое:

Поправочный коэффициент на скорость резания определяется по формуле:

Kv=Kmv?Kиv?Kls, (1.43)

где KИV= 1 - коэффициент на инструментальный материал (таб.6, стр.263, [21])

КlV= 1 -коэффициент учитывающий глубину сверления (таб.31,стр.280, [21])

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания определяется по формуле:

, (1.44)

где Кг=1; n=0,9 ( табл.2 стр. 262[21])

Kv=1,2?1?1=1,2

м/мин

1. Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (1.38):

об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка nд=1250 об/мин

2. Вычисляем действительную скорость главного движения:

(1.45)

м/мин

3. Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении:

(1.46)

где =0,0345; q =2; y =0,8 ( табл.32 стр. 281[21])

Н·м

4. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

(1.47)

кВт

5. Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, при выполнении условия Nрез Nшп

Определяем Nд =4 кВт

Nшп=Nд =4?0,8=3,2 кВт

Nрез =0.49 кВт Nшп=3,2 кВт

6. Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле (1.39):

SМ=0,2?1250=250 мм/мин

7.Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

Nрез2= 2,88 кВт (стр. 77-78, карта 24 [18])

8.Проверяем мощность привода станка

Nрез2= 2,88 кВт Nшп =9,35 кВт - обработка возможна

Рассчитаем режимы резания на сверлильную операцию 055 по эмпирическим формулам, по нормативам [8].

1. Установить и зажать заготовку

2. Сверлить 2 отверстия по резьбу М8, выдерживая размеры 1, 2, 3

3. Зенковать две фаски 4

4. Нарезать резьбу М8 в 2 отверстиях, выдерживая размеры 5, 6

5. Переустановить деталь и закрепить.

6 Сверлить 2 отверстия по резьбу М6, выдерживая размеры 7, 8, 9

7. Зенковать две фаски 4

8. Нарезать резьбу М6 в 2 отверстиях, выдерживая размеры 10,11

9. Снять заготовку

2 переход

7. Для сверления стали Gв=610Мпа при диаметре сверла 6,8 мм:

а) выбираем подачу: S0 = 0,18 ([стр. 277, [21]) при поправочном коэффициенте Kls = 1, т.к. L < 3D

б) корректируем подачу по паспорту станка S0 = 0,2 мм/об

в) проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

Осевая составляющая силы резания определяется по формуле:

(1.40)

где Cp= 68; q= 1; y= 0,7 ( табл.32 стр. 281[21])

Поправочный коэффициент на осевую составляющую силы резания определяется по формуле:

(1.41)

где n=0,75 - показатель степени (табл.9 стр. 264[21])

Выполняем условие P0 Pmax.

По паспортным данным станка 2Н135 Pmax= 2000 кгс, тогда 129 Н 2000 кгс, следовательно, назначенная подача S0=0,2 мм/об вполне допустимая.

8. Назначаем период стойкости сверла из стали Р6М5. Для сверления в стали диаметра 6 мм, рекомендуется период стойкости Т= 25 мин. (табл.30 стр. 279[21])

9. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами сверла:

м/мин, (1.42)

где Cv=7; q=0,4; y=0,7; m=0,2 ( табл.28 стр. 278[21])

Поправочный коэффициент на скорость резания определяется по формуле:

Kv=Kmv?Kиv?Kls, (1.43)

где KИV= 1 - коэффициент на инструментальный материал (таб.6, стр.263, [21])

КlV= 1 -коэффициент учитывающий глубину сверления (таб.31,стр.280, [21])

Поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания определяется по формуле:

, (1.44)

где Кг=1; n=0,9 ( табл.2 стр. 262[21])

Kv=1,2?1?1=1,2

м/мин

10. Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (1.38):

об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка nд=1250 об/мин

11. Вычисляем действительную скорость главного движения:

(1.45)

м/мин

12. Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении:

(1.46)

где =0,0345; q =2; y =0,8 ( табл.32 стр. 281[21])

Н·м

13. Определяем мощность, затрачиваемую на резание:

(1.47)

кВт

14. Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, при выполнении условия Nрез Nшп

Определяем Nд =4 кВт

Nшп=Nд =4?0,8=3,2 кВт

Nрез =0.49 кВт Nшп=3,2 кВт

15. Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле (1.39):

SМ=0,2?1250=250 мм/мин

3 переход

1. Для зенкования стали Gв=610Мпа при диаметре отверстия 10 мм:

а) выбираем подачу: S0 = 0,14 ([стр. 277, [21]) при поправочном коэффициенте Kls = 1, т.к. L < 3D

б) корректируем подачу по паспорту станка S0 = 0,2 мм/об

в) проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

Осевая составляющая силы резания определяется по формуле:

 (1.48)

где Cp= 67; х= 1,2; y= 0,65 ( табл.32 стр. 281[21])

Выполняем условие P0 Pmax.

По паспортным данным станка 2Н135 Pmax= 2000 кгс, тогда 36 Н 2000 кгс, следовательно, назначенная подача S0=0,2 мм/об вполне допустимая.

2. Назначаем период стойкости зенковки из стали Р6М5. Для сверления в стали диаметра 10 мм, рекомендуется период стойкости Т= 25 мин. (табл.30 стр. 279[21])

3. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами зенковки:

м/мин, (1.49)

где Cv=16,2; q=0,4; х=0,2; y=0,5; m=0,2 ( табл.28 стр. 278[21])

м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (1.38):

об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка nд=1600 об/мин

5. Вычисляем действительную скорость главного движения:

м/мин

6. Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при зенковании:

(1.50)

где =0,09; q =1; х=0,9; y =0,8 ( табл.32 стр. 281[21])

Н·м

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание по формуле (1.47):

кВт

8. Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, при выполнении условия Nрез Nшп

Nрез =0.54 кВт Nшп=3,2 кВт

9.Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле (1.39):

SМ=0,2?1600=320 мм/мин

4 переход

1. Выбираем подачу: S0 = 1,25 ([стр. 277, [21]) при поправочном коэффициенте Kls = 1, т.к. L < 3D

2. Назначаем период стойкости метчика из стали Р6М5. Для нарезания резьбы в стали диаметра 8 мм, рекомендуется период стойкости Т= 90 мин. (табл.49 стр. 296[21])

3. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами метчика:

м/мин, (1.51)

где Cv=64,8; q=1,2; y=0,5; m=0,9 ( табл.49 стр. 296[21])

Поправочный коэффициент на скорость резания определяется по формуле:

Kv=Kmv?Kиv?KТV, (1.52)

где KИV=1 - коэффициент, учитывающий инструментальный материал (таб.50, стр.298, [21]);

КТV=1 - коэффициент, учитывающий класс точности резьбы (таб.50,стр.2998, [21]) ;

Kmv=1 - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал (та.50, стр.298, [21]);

Kv=1?1?1=1

м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (1.38):

об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка nд=500об/мин

5. Вычисляем действительную скорость главного движения:

м/мин

6. Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при нарезании резьбы:

(1.53)

где =0,027; q =1,4; y =1,5, Кр=1 ( табл.50 стр. 298[21])

Н·м

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание по формуле (1.47):

кВт

8. Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, при выполнении условия Nрез Nшп

Nрез =0.35кВт Nшп=3,2 кВт

9. Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле (1.39):

SМ=1,25?500=625 мм/мин

6 переход

1. Для сверления стали Gв=610Мпа при диаметре сверла 5 мм:

а) выбираем подачу: S0=0.2 мм/об [стр. 277, [21]); при поправочном коэффициенте Kls = 1, т.к. L < 3D

б) корректируем подачу по паспорту станка S0 =0,2 мм/об

в) проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

Осевая составляющая силы резания определяется по формуле (29):

Выполняем условие P0 Pmax.

По паспортным данным станка 2Н135 Pmax= 2000 кгс, тогда 54 Н 2000 кгс, следовательно, назначенная подача S0=0,09 мм/об вполне допустимая.

2. Назначаем период стойкости сверла из стали Р6М5. Для сверления в стали диаметра 6 мм, рекомендуется период стойкости Т= 15 мин. (табл.30 стр. 279[21])

3. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами сверла по формуле (1.42):

м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (1.38):

об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка nд=315 об/мин

5. Вычисляем действительную скорость главного движения по формуле (1.45):

м/мин

6. Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении по формуле (1.46):

Н·м

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание по формуле (1.47):

кВт

8. Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, при выполнении условия Nрез Nшп

Nрез =0.03 кВт Nшп=3,2 кВт

9. Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле (1.39):

SМ=0,2?315=63 мм/мин

7 переход

1. Для зенкования стали Gв=610Мпа при диаметре отверстия 7 мм:

а) выбираем подачу: S0=0,14 ([стр. 277, [21]) при поправочном коэффициенте Kls = 1, т.к. L < 3D

б) корректируем подачу по паспорту станка S0 = 0,2 мм/об

в) проверяем принятую подачу по осевой составляющей силы резания, допускаемой прочностью механизма подачи станка.

Осевая составляющая силы резания определяется по формуле (1.48):

Выполняем условие P0 Pmax.

По паспортным данным станка 2Н135 Pmax= 2000 кгс, тогда 90 Н 2000 кгс, следовательно, назначенная подача S0=0,2 мм/об вполне допустимая.

2. Назначаем период стойкости зенковки из стали Р6М5. Для зенкования в стали диаметра 7 мм, рекомендуется период стойкости Т= 25 мин. (табл.30 стр. 279[21])

3. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами зенковки по формуле (1.49):

м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (1.38):

об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка nд=1600 об/мин

5. Вычисляем действительную скорость главного движения по формуле (1.44):

м/мин

6. Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при зенковании по формуле (1.50):

Н·м

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание по формуле (1.47):

кВт

8. Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, при выполнении условия Nрез Nшп

Nрез =0.25 кВт Nшп=3,2 кВт

9. Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле (1.39):

SМ=0,2?1600=320 мм/мин

8 переход

1. Выбираем подачу: S0 = 1,0 ([стр. 277, [21]) при поправочном коэффициенте Kls = 1, т.к. L < 3D

2. Назначаем период стойкости метчика из стали Р6М5. Для нарезания резьбы в стали диаметра 6 мм, рекомендуется период стойкости Т= 90 мин. (табл.49 стр. 296[21])

3. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами метчика по формуле (1.51):

м/мин

4. Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (1.38):

об/мин

Корректируем частоту вращения по паспорту станка nд=500об/мин

5. Вычисляем действительную скорость главного движения по формуле (1.44):

м/мин

6. Определяем крутящий момент от сил сопротивления резанию при нарезании резьбы по формуле (1.53):

Н·м

7. Определяем мощность, затрачиваемую на резание по формуле (1.47):

кВт

8. Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, при выполнении условия Nрез Nшп

Nрез =0.17 кВт Nшп=3,2 кВт

9. Определяем минутную подачу, SМ мм/мин, по формуле (1.39):

SМ=1?500=500 мм/мин

Таблица 1.22- Режимы резания на механическую обработку детали «Ось»

№ опе-ра-ции	Содержание перехода	D или В мм	L мм	t мм	i	So мм/ об	Sмин мм/ мин	Vp м/ мин	nд об/ мин	N кВт
	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
015	Фрезерно-центро- вальная 1. Фрезеровать торцы одновременно с двух сторон, выдерживая размер 1.	42	214	2	1	0,2	700	33	250	2,44
	2. Центровать отверстия А2 с двух сторон.	2	10	1	1	0,03	21,36	4,5	712	0,8
020	Токарная c ЧПУ 2.Точить поверхность с одновременной подрезкой торца и образованием фаски , выдерживая размеры 1-6 предварительно и окончательно	26,8 25,6	140 56	3,5 1,2	2 1	0,6 0,2	600 320	131,9 134,6	1000 1600	6,7 1,2
	3. Точить канавку, выдерживая размеры 6,7,8 окончательно	23,5	1,3	1,65	1	0,1	160	118,6	1600	1,9
025	Токарная c ЧПУ 2. Точить поверхности с одновременной подрезкой торцов и образованием фасок выдерживая размеры 1- 8 предварительно и окончательно	19,8	34	2,9	1	0,6	600	80,4	1000	4,1
		26,8 25,6 35	36 36 84	3,5 1,2 tчер=2,2 tп.ч=1,3	1 2 1	0,2 0,6 0,6 0,2	320 600 378 160	134,6 131,9 83 94,5	1600 1000 630 800	1,2 6,7 2,9 1,4
	3. Точить 2 канавки, выдерживая размеры 9-12	33	1,9	1,9	1	0,02	25	13,97	1250	2
	4. Точить канавку, выдерживая размеры 13-17.	16,5	6	6	1	0,06	96	28,6	1600	1,7
	5. Нарезать резьбу, выдерживая размеры 18.	20	28	0,92 0,31	4 2	2	3200	100,5	1600	2,4
035	Круглошлифовальная 2. Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 1,2	25 35	56 43,4	0,3 0,3	0,05 0,05	18,9 18,9	8,2 5,9	nкр= =270об-мин Vкр=35м-с	Nз=435об-мин nз=313об-мин	11,5 5
	3. Переустановить заготовку
	4. Шлифовать поверхность , выдерживая размер 3	25	36	0,3	0,05	18,9	8,2	Vкр=35 м-с Vp=35м-с	nз=3435 об-мин	11,5
040	Токарно-винторезная 2. Полировать поверхность, выдерживая размеры (2 раза)	48	25	1,5	8	1,5	87	8,8	58	2,88
045	Вертикально-фрезерная с ПУ 2. Фрезеровать 2 паза, выдерживая размеры 1-8.	8	25 18	8	1	Sz= 0,07 мм-зуб	199	18,3	875	1,5

Значения режимов резания по остальным операциям выбираем по справочнику [11] и результаты сводим в таблицу 1.22.

2.9 Проектирование операций на станках с ЧПУ

2.9.1 Проектирование траектории движения инструмента

Рисунок 2.4-Траектория движения инструмента операция 020



Рисунок 2.5- Траектория движения инструмента операция 020



Рисунок 2.6- Траектория движения инструмента операция 025

2.9.2 Расчётно-технологическая карта

Таблица 2.10- Расчетно-технологическая карта на операцию 020

№

X

Z

W

F

T

S

M

L

G

B

Q

C

P

A

E

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

2,5 38 38,93 40 43,93 57 34 42 38 33 38 40

-105 -127 -148 0 34

-2 -5,36 -5,36

0,5 0,25 0,25

1 2

470 736 700

08 17 09 08 09 02

8 10

5

0,5

Е Е Е

2.9.3 Управляющая программа в коде ISO-7bit

N1 T1 S3 1007 F0,5

N2 X30,5 Z1 М8 Е

N3 Z0

N4 X38,5 Z-7,43

N5 Z-69,5 С1,25

N6 Z-192

N7 X56E

N8 T2 S3 1000 F0.5

N9 X42 Z-78,1 E

N10 X37,5

N11 X42 E

N12 T3 S3 1000 F0,3

N13 X40 Z-33,44 E

N14 X38,5

N15 X33 W-5,56 R-7 G5

N16 X38,5 W-5,56 R-7

N17 X40 М9

N18 M02

2.10 Расчёт норм времени

020 - токарная операция

1. Основное время определяем из формулы:

2.

Та = ? Тоа + ? Тва (2.34)

Та = 2,856 +0,47 = 3,33 мин (табл. 13)

3. Вспомогательное время:

Тв = Тву + Твп + Тви (2.35)

Тв =0,55 + 0,3 +1,53 = 2,38 мин

Тву = 0,55 мин (К2, стр. 37 (9))

Твп = 0,04 + 0,03 + 0,15 + 2* 0,04 = 0,3 мин (К8, стр. 50 (9))

Тви = 0,22 *5 + 0,16 + 0,025 = 1,53 мин (К9, стр. 52-53)

4. Штучное время:

Тшт = (Та + Тв * Ктв) (1 + ) (2.36)

Тшт =(3,33 + 2,38 * 1)(1+ ) = 6,28 мин

Тоб = 10% (К10, стр. 55); Ктв = 1 (К1, стр. 35)