Виготовлення корпуса гідроциліндра Г 29-3

Технологічний процес хромування представлений у таблиці 5.1.

Таблиця 5.1. Технологічний процес хромування

Nє операції	Nє переходу	Найменування операції й переходу	Найменування встаткуванні	Матеріал ванни	Компоненти	Зміст г/л	Температура, з	Щільність тога, А/м	Тривалість процесу, з	Примітка
I		Очищення, мийка і дефекація деталей	Мийні машини	Ст ль листова	Спеціальні состави		8090		1030	Повне видалення жи рів, масел, окалини, а також очищення отворів і стінок. Хромування дета лий із тріщинами не допускається.
II		Механічна обробка (шліфування, гостріння й т.п.)	Шліфувальний Інші верстати							Виконується в відповідності з Технічними умовами механічна обробка перед металопокриттями.
II		Знежирення в органічних розчинниках	ванна з органічними розчинниками	Сталь листова	Хладон, Состави, що знежирюють				320	Після знежирення деталі сушаться на повітрі або в струмені стисненого повітря.
IV	1	Монтаж на підвіску	Робітник стіл, шафа з набором підвісок							Місця деталей, не під лежачих хромированию, ретельно ізолюють. Конструкція підвіски повинна виключати (або допускати мінімальну) циркуляцію електроліту біля місць, не підметів хромуванню
	2	Знежирення віденської вапном або її замінниками	Ванна для знежирення, волосяні щітки	Ста ль листова	Віденська Вапно або її замінники					Знежирення виробляється що знежирює составом, розведеним водою до кашкоподібного стану
	3	Промивання Холодної проточною водою	Ванна для проточної води	Сталь листова с винипластовой облицюванням			1020		1520	Необхідно промивати деталі до повного видалення слідів хімічного знежирення
	4	Знежирення електрохімічне	Ванна електрохімічного знежирення	Сталь листова кераміка	Їдкий натрій, вуглекислий натрій тринатрий фосфат Рідке стекло й др. состави	510 3050 3050 15	7080	310	5030	Деталь є катодом. Перед закінченням об. цесса знежирення необхідно перейти від катодної до анодної обробки дета лий протягом 12хв
	5	Промивання гарячою водою	Ванна з гарячої водою	те ж			8090	2	1525
	6	Промивання холодною водою	Ванна з проточної водою	Сталь листова з винипластовой облицюванням			1020		1520
V	1	Хімічне травлення	Ванна для хімічного травлення	Вініпласт, кераміка, що не іржавіє сталь, гумоване залізо	Сірчана кислота Соляна кислота	50 50	1620		біля 30 30
	2, 3	Промивання холодною водою у двох ваннах	Ванни із проточною водою	Сталь листова з винипластовой облицюванням			1020		1525
VI	1	Хромування	Ванна хромування	Сталь, облицьована з вініпластом, діабазовими плитками свинцем або ін кислотостойкими маті ріалами	Cr03	200	4555	20005500	9000	матеріал анодів: сплав свинецолово (Sn до 10%)
	2	Промивання в збірнику електроліту	Збірник електроліту	Сталь листова с винипластовой облицюванням, кераміка	Вода (краще дистильована)		1620		1530	Рівень води в ванні хромування підтримується постійним за рахунок води.
	3	Промивання холодної проточною водою	Ванна з проточною водою	Сталь листова			1020		1525	До повного видалення слідів електроліту.
	4	Зняття деталей с підвіски	Робітник стіл, шафа для підвісок
	5	Нейтралізація	Ванна для нейтралізації		Сода кальцинована	30	1620		3060
	6	Промивання холодною водою проточної	Ванна з проточною водою	Листова сталь			1020		1520	До повного видалення Хімікатів нейтралізуючого состава
	7	Промивання гарячою водою	Ванна з гарячої водою	Сталь листова, кераміка			8090		1525	До повного видалення хімікатів з важко доступних місць підвісок і деталей
	8	Термічна обробка	Сушильна шафа або ванна з маслом	Масло "Вапор			150200		90120	Відповідно до технічних умов (діючими) для різних матеріалів
	9	Контроль якості покриття	Робочий стіл з Набором інструментів і приладів							Відповідно до технічних умов на контроль якості покриттів після хромування
VII	1	Механічна бробка	верстат							Відповідно до технічних умов на механічну обробку деталей після хромування.
VII		Консервація	Ванна для составів, що консервують, робочий стіл	спеціальні состави						Повне виключення загальної й місцевої корозії при зберіганні відповідно до технічними умовами.

6. Проектування технологічних операцій

Завдання роздягнуло - розрахувати такі режими різання на операції технологічного процесу, які забезпечили б заданий випуск деталей необхідної якості з мінімальними витратами.

6.1 Розрахунок режимів різання й визначення основного часу на операцію

Розрахунок режимів різання по емпіричних залежностях [9] зробимо для двох операцій технологічного процесу 050-свердлильної й 100-шліфувальної для інших операцій технологічного процесу розрахунок режимів різання виконаємо табличним способом, з огляду на рекомендації [11]. Основне часу на операцію будемо визначати використовуючи рекомендації [12, 10]

Загальні вихідні дані для всіх операцій ТП:

Деталь - корпус гідроциліндра;

Матеріал - сталь 45Л ДЕРЖСТАНДАРТ 977-75;

Заготівля - виливок 10-5-12-10;

Розрахункова довжина робочого ходу інструмента (L) для токарських операцій, визначається згідно рекомендацій [10, с.610] по формулі:

L=l+l₁+l_{2 (}6.1)

де l - довжина оброблюваної поверхні, мм;

l₁ - величина врізання інструмента, приймаємо по табл.2 [10, с.610] l₁=3мм;

l₂ - величина переперегони інструмента, приймаємо по табл.2 [10, с.610] l₂=2мм.

Операція 010 Токарська (чорнова)

Устаткування - Токарно-гвинторізний верстат 1А616;

Пристосування - Оправлення цангова 7112-1509 ДЕРЖСТАНДАРТ 12593-93

Вихідні дані для розрахунку й зведемо в табл.6.1.

Таблиця 6.1.

Зміст переходу	Розрахункова довжина робочого ходу інструмента-L, мм	Глибина різання	IT	RRa	Різальний інструмент
перехід 1: точити цилиндрич. пов.12	68,5	2	12	12,5	Різець розточувальної цільної зі сталевим хвостовиком для глухих отворів ДЕРЖСТАНДАРТ 18063-72, Т5К10
перехід 2,3: підрізати торець 4,6,5;	25	2			Різець прохідний упорний відігнутий з кутом у плані 90є ДЕРЖСТАНДАРТ 18879-73,
	37				Різець розточувальної з кутом у плані 90є за ДСТ 10044-73, Т5К10

По табл.28 [9] з обліком вихідних даних визначаємо табличне значення подачі S_от, мм/об..: S_от=0,6мм/об..

Подача на оберт:

S_о=S_ОтК_Sо, (6.2)

де S_{От -} таблична подача на оберт, SО= 0,6 мм/об.;

К_Sо - загальний поправочний коефіцієнт на подачу:

К_Sо = К_SпК_SиK_SфK_SзK_SжK_Sм, (6.3)

де К_Sп - коефіцієнт, що враховує стан оброблюваної поверхні (кірка), по табл.30 [11] приймаємо К_Sп = 0,8;

К_Sи- коефіцієнт, що враховує матеріал інструмента, по табл.30 [11] приймаємо К_Sи = 1,0;

K_Sф- коефіцієнт, що враховує форму оброблюваної поверхні, по табл.30 [11] приймаємо К_Sф = 1,0;

K_Sз- коефіцієнт, що враховує вплив загартування, приймаємо рівним 1,0

K_Sж- коефіцієнт, що враховує твердість технологічної системи, по табл.30 [11] приймаємо К_Sж=0,95 (перехід1), К_Sж=1 (перехід2);

K_Sм- коефіцієнт, що враховує матеріал оброблюваної деталі, по табл.30 [11] приймаємо К_Sм = 1,07;

S_о1= 0,60,81,01,01,00,951,07 = 0,49 мм/об..

S_о2,3= 0,60,81,01,01,01,01,07 = 0,51 мм/об.

Швидкість різання визначаємо по формулі:

V = V_тK_v, (6.4)

де V_т - табличне значення швидкості різання, по табл.36 [11] приймаємо залежно від S_о: V_т = 171 м/хв (перехід1), V_т = 171 м/хв (перехід2,3);

K_V - загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання, що враховує фактичні умови різання:

K_v = K_VмK_VиK_VmK_VжK_VпK_Vо K_Vц, (6.5)

де К_Vм - коефіцієнт оброблюваності матеріалу, по табл.37 [11] приймаємо К_Vм = 0,65;

К_Vи- коефіцієнт, що враховує матеріал інструмента, по табл.37 [11] приймаємо К_Vи = 0,81;

K_Vm- коефіцієнт, що враховує вид обробки, по табл.37 [11] приймаємо К_Vm = 1,0;

K_Vж- коефіцієнт, що враховує твердість технологічної системи, по табл.35 [11] приймаємо К_Vж1 = 0,8 (перехід1); К_Vж2,3 = 1,2 (перехід1);

K_Vп- коефіцієнт, що враховує стан оброблюваної поверхні, по табл.35 [11] приймаємо К_Vп = 0,85;

K_Vо- коефіцієнт, що враховує вплив СОЖ, К_Vо = 1,0;

K_Vц- коефіцієнт, що враховує вплив кута в плані, по табл.35 [11] приймаємо K_Vц=0,81.

V₁ = 171 0,650,811,0 0,80,851,00,81= 50 м/хв;

V_2,3 = 171 0,650,811,01,20,850,81 = 74 м/хв,

Частоту обертання шпинделя визначаємо по формулі:

, (6.6)

де V - швидкість різання;

d - діаметр заготівлі (інструмента);

n₁ = 100050/3,14144,8= 110 об./хв.

n₂ = 100074/3,1450 = 471 об./хв

Остаточно приймаємо частоту обертання шпинделя для обробки всіх поверхонь за паспортним даними, такою частотою обертання є: n_ф = 200о/мі.

Визначимо фактичну швидкість різання відповідно до прийнятої частоти обертання шпинделя по формулі:

V_ф = р·d·n/1000, м/хв; (6.7)

V_ф1 = 3,14·144,8·200/1000 = 91 м/хв;

Перевіримо правильність обраних режимів різання по потужності привода головного руху верстата по формулі:

N = N_T· (V_ф/V·) K_N, кВт (6.8)

де K_N - коефіцієнт, що враховує потужність різання, K_N = 0,60;

N_T - табличне значення потужності різання обумовлене по карті [9], воно становить N_T = 3,6 кВт для всіх оброблюваних поверхонь.

Визначимо потужність різання переходів 1, 2, 3:

N₁=3,6· (91 /50) ·0,6=3,93 кВт;

N_2,3=3,6·31 /74 ·0,6=1,5 кВт.

Отримані значення потужності різання не повинні перевищувати значення потужності різання верстата зазначеної в паспортних даних помножене на коефіцієнт корисної дії (КПД) устаткування, тобто N ? N_{паспорт}·з, где з = 0,8; N_{паспорт} = 6 кВт. Розрахунок основного часу на операцію 010.

Основний технологічний час - час, протягом якого відбувається безпосередній вплив інструмента на заготівлю й зміну її стану. При верстатній обробці визначається по формулі:

(6.9)

де L_{р. х.} - довжина робочого ходу, мм (див. табл.6.1);

i - число робочих ходів;

S_о - подача на оберт шпинделя, мм/об..

Підставивши вихідні дані у формулу (6.9), одержимо:

перехід 1: ;

перехід 2:

перехід 3:

Разом основний час на операцію 010:

Те= Т₁+Т_1,2=1,37+0,3+0,3=1,97 хв.

Операція 020 Токарська (чорнова).

Устаткування - Токарно-гвинторізний верстат 1А616;

Пристосування - Патрон 3-х кулачковий клиновий ДЕРЖСТАНДАРТ 24351-80

Вихідні дані для розрахунку й зведемо в табл.6.2.

Таблиця 6.2.

Зміст переходу	Розрахункова довжина робочого ходу інструмента-L, мм	Глибина різання	IT	RRa	Різальний інструмент
перехід 1: точити пов.13	36	2	12	12,5	Різець розточувальної з кутом у плані 60є ДЕРЖСТАНДАРТ 18882-73, Т5К10
перехід 2: підрізати торці пов.1;	42	1,5			Різець прохідний упорний відігнутий з кутом у плані 90є с ДЕРЖСТАНДАРТ 18879-73, Т5К10

По табл.28 [9] з обліком вихідних даних визначаємо табличне значення подачі

S_от, мм/об..: S_от=0,6мм/о.

Подачу на оберт обчислюємо по формулі (6.2);

Загальний поправочний коефіцієнт на подачу К_Sо, обчислюємо по формулі (6.3):

К_Sп - коефіцієнт, що враховує стан оброблюваної поверхні (кірка), по табл.30 [11] приймаємо К_Sп = 0,8;

К_Sи- коефіцієнт, що враховує матеріал інструмента, по табл.30 [11] приймаємо К_Sи = 1,0;

K_Sф- коефіцієнт, що враховує форму оброблюваної поверхні, по табл.30 [11] приймаємо К_Sф = 1,0;

K_Sз- коефіцієнт, що враховує вплив загартування, приймаємо рівним 1,0

K_Sж- коефіцієнт, що враховує твердість технологічної системи, по табл.30 [11] приймаємо К_Sж=0,5 (перехід1), К_Sж=0,85 (перехід2);

K_Sм- коефіцієнт, що враховує матеріал оброблюваної деталі, по табл.30 [11] приймаємо К_Sм = 1,07;

S_о1= 0,6*0,8*1,0**1,0*1,07*0,5*1,0=0,26 мм/об..

S_о2= 0,60*0,8*1,0**1,0*1,07*0,85*1,0=0,43 мм/об.

Швидкість різання визначаємо по формулі (6.4):

V_т - табличне значення швидкості різання, по табл.36 [11] приймаємо залежно від

S_о: V_т = 228 м/хв (перехід1), V_т = 200 м/хв (перехід2);

K_V - загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання, що враховує фактичні умови різання, розраховується по формулі (6.5):

К_Vм = 0,65, табл.37 [11], К_Vи = 0,81, табл.37 [11]

К_Vm = 1,0; табл.37 [11]

К_Vж1 = 0,6 (перехід1); К_Vж2 = 1,2 (перехід2); табл.35 [11]

К_Vп = 0,85; табл.35 [11], К_Vо = 1,0;

K_Vц=0,92 (перехід1); K_Vц=0,81 (перехід1), табл.35 [11]

V₁ = 228*0,65*0,81*1,0*0,6*0,85*1,0*0,92= 60 м/хв;

V_2,3 = 200*0,65*0,81*1,0*1,2*0,85*1,0*0,81= 87 м/хв,

Частоту обертання шпинделя визначаємо по формулі (6.6):

n₁ = 100060/3,1439,315= 486 об./хв.

n₂ = 100087/3,14 (108-39) = 401,5 об./хв

Остаточно приймаємо частоту обертання шпинделя для обробки всіх поверхонь за паспортним даними, такою частотою обертання є: n_ф = 450про/мі. Визначимо фактичну швидкість різання відповідно до прийнятої частоти обертання шпинделя по формулі (6.7):

V_ф1 = 3,14·39,315*450/1000 = 56 м/хв;

V_ф2 = 3,14 (108-39) *450/1000 = 92 м/хв;

Перевіримо правильність обраних режимів різання по потужності привода головного руху верстата по формулі (6.8), K_N = 0,60; N_T = 3,6 кВт

Визначимо потужність різання переходів 1, 2:

N₁=3,6· (56 /60) ·0,6=2.02 кВт;

N_2,3=3,6· (92 /87) ·0,6=2.3 кВт.

Отримані значення потужності різання не повинні перевищувати значення потужності різання верстата зазначеної в паспортних даних помножене на коефіцієнт корисної дії (КПД) устаткування, тобто N ? N_{паспорт}·з, где з = 0,8; N_{паспорт} = 6 кВт. Розрахунок основного часу на операцію 020

Підставивши вихідні дані у формулу (6.9), одержимо:

перехід 1: ;

перехід 2:

Разом основний час на операцію 020:

Те= Т₁+Т_1,2=0,31+0,22=0,53 хв.

Аналогічно, за допомогою рекомендацій [11], визначимо режими на 030 токарську операцію, результати розрахунків зведемо в таблицю 6.6.

Операція 040 Токарська (чистова)

Устаткування - Токарно-гвинторізний верстат16Б16П;

Пристосування - Патрон 3-х кулачковий клиновий ДЕРЖСТАНДАРТ 24351-80

Вихідні дані для розрахунку й зведемо в табл.6.3.

Таблиця 6.3.

Зміст переходу	Розрахункова довжина робочого ходу інструмента-L, мм	Глибина різання	IT	RRa	Різальний інструмент
перехід 1: точити циліндричну пов.13; фаски 2Ч45є.	34	0,27	9	2,5	Різець розточувальної з кутом у плані 60є ДЕРЖСТАНДАРТ 18882-73, Т15К6
перехід 2: підрізати торець 1	40	0,9			Різець прохідний упорний відігнутий з кутом у плані 90є ДЕРЖСТАНДАРТ 18879-73, Т15К6
перехід 3: точити канавку пов. 20,21,22	6	4			Різець канавковий спеціальний К01-4112-000, Т15К6

По табл.28 [11] з обліком вихідних даних визначаємо табличне значення подачі S_от, мм/об..: S_от=0,19 мм/об..

Подачу на оберт обчислюємо по формулі (6.2);

Загальний поправочний коефіцієнт на подачу К_Sо, обчислюємо по формулі (6.3):

К_Sп = 1,0 - табл.30 [9] ;

К_Sи = 1,0 - по табл.30 [9] ;

К_Sф1,2 = 1,0; К_Sф32 = 0,7

K_Sз=1,0

К_Sж=0,5 (перехід1,3), К_Sж=0,85 (перехід2);

К_Sм = 1,07;

S_о1= 0, 19*1,0*1,0*1,0*1,0*0,5*1,07=0,1 мм/об..

S_о2= 0, 19*1,0*1,0*0,7*1,0*0,85*1,07=0,12 мм/об.

S_о3= 0, 19*1,0*1,0*1,0*1,0*0,5*1,07=0,1 мм/об..

Швидкість різання визначаємо по формулі (6.4):

V_т - табличне значення швидкості різання, по табл.36 [11] приймаємо залежно від S_о: V_т = 340м/хв (перехід1), V_т = 250м/хв (перехід2);

V_т = 240м/хв (перехід3);

K_V - загальний поправочний коефіцієнт на швидкість різання, що враховує фактичні умови різання, розраховується по формулі (6.5):

К_Vм = 1,0, табл.37 [11]

К_Vи = 1,0, табл.37 [11]

К_Vm = 1,0; К_Vm = 0,6 (перехід1,3); табл.37 [11]

К_Vж1 = 0,5 (перехід1,3); К_Vж2 = 0,9 (перехід2); табл.37 [11]

К_Vп = 1,0; табл.37 [11]

К_Vо = 1,0;

K_Vц=0,92 (перехід1); K_Vц=0,81 (перехід1), табл.37 [11]

V₁ = 340*1,0*1,0*0,6*0,5*1,0*1,0*0,81= 94 м/хв;

V₂ = 250*1,0*1,0*1,0**0,9*1,0*1,0*0,92= 207 м/хв,

V₃ = 240*1,0*1,0*0,6*0,5*1,0*1,0*1,0=72 м/хв

Частоту обертання шпинделя визначаємо по формулі (6.6):

n₁ = 100094/3,1439,8= 752 об./хв.

n₂ = 1000207/3,14 (108-39) = 955 об./хв

n₃ = 100072/3,1448= 478 об./хв

Остаточно приймаємо частоту обертання шпинделя для обробки всіх поверхонь за паспортним даними, такою частотою обертання є: n_ф = 700про/мі.

Визначимо фактичну швидкість різання відповідно до прийнятої частоти обертання шпинделя по формулі (6.7):

V_ф1 = 3,14·39,8*700/1000 = 90 м/хв;

V_ф2 = 3,14 (108-39,8) *700/1000 = 110 м/хв;

n_ф2 = 500про/мі.

V_ф3 = 3,14·48*500/1000 = 74 м/хв;

Перевіримо правильність обраних режимів різання по потужності привода головного руху верстата по формулі (6.8), K_N = 0,60; N_T = 3,6 кВт

Визначимо потужність різання переходів 1, 2,3:

N₁=3,6· (94 /90) ·0,6=2.25 кВт;

N₂=3,6· (207 /110) ·0,6=5,3 кВт;

N₃=3,6· (72 /74) ·0,6=2,1кВт.

Отримані значення потужності різання не повинні перевищувати значення потужності різання верстата зазначеної в паспортних даних помножене на коефіцієнт корисної дії (КПД) устаткування, тобто N ? N_{паспорт}·з, где з = 0,8; N_{паспорт} = 8 кВт.

перехід 1: ;

перехід 2:

перехід 3:

Разом основний час на операцію 040: Те= Т₁+Т_3,2=0,5+0,5+0,4=1,4 хв

Операція 050 Свердлильна

Устаткування - вертикально-свердлильний верстат зі ЧПУ 2Р123Ф2;

Пристосування - пристосування спеціальне;

Вихідні дані для розрахунку й зведемо в табл.6.4.

Таблиця 6.4.

Зміст переходу	Розрахункова довжина робочого ходу -L, мм	Глибина різання	IT	Ra	Різальний інструмент
перехід 1: засвердлити	5	2,25	_	_	Свердел спіральне для зацентрування під свердління O4,5 ОСТ 2 И21-2-76, Р6М5
перехід 2 свердлити 3 отв. пов.10	20	2,25	12	12,5	Свердел східчасте Ш4,5 ОСТ 2 И21-2-76, Р6М5
перехід 3 зенкеровать 3 отв. пов.10	20	0,5	9	6,3	Зенкер цільної O5,5 ДЕРЖСТАНДАРТ 21544-76, 14К8
перехід 4 розгорнути 3 отв. пов.10	20	0,25	7	2,5	Розгорнення цільна Ш 6 ДЕРЖСТАНДАРТ 1672-80
перехід 5 свердлити 3 отв. пов.11	20	3,2	12	12,5	Свердел східчасте Ш6,4 ОСТ 2 И21-2-76, Р6М5
перехід 5 нарізати різьблення в 3-х отв.11	20	-	7 ст.	2,5	Мітчик М8-7Н ДЕРЖСТАНДАРТ 3266-81, Р18

Розрахунок режимів зробимо за методикою викладеної в с.273 [12].

По табл.25,26,27 [9] залежно від вихідних даних вибираємо подачі при свердлінні, зенкеровании, розгортанні:

перехід 1-S=0.15 мм/об.;

перехід 2-S=0,15 мм/об. - табл.25 [12] ;

перехід 3-S=0.6 мм/об.; табл.26 [12] ;

перехід 4-S=0.6 мм/об. - табл.27 [12] ;

перехід 5-S=0.15 мм/об. - табл.25 [12] ;

Швидкість різання по формулі при свердлінні V, м/хв:

, (6.10а)

Швидкість різання по формулі при зенкерованії й розгортанні V, /хв:

, (6.10б)

Швидкість різання по формулі при нарізуванні різьблення мітчиком V, м/хв:

корпус гідроциліндр машинобудування токарська

, (6.10в)

де С_V, m, x,y - коефіцієнт і показники ступеня при обробці свердлами, зенкерами, нарізуванні різьблення мітчиком, приймаємо по табл.49,29 [9] ;

T - стійкість інструмента, хв - приймаємо T₁=25 хв, T₂=25 хв, T₃=30 хв, T₄=20 хв, T₅=25 хв, T₆=90 хв.

t - глибина різання, мм (див. табл.6.5);

S - подача на оберт шпинделя, мм/об.;

, (6.11)

де K_MV -коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу заготівлі, табл.1; Kи -коефіцієнт, що враховує матеріал інструмента, табл.6 [9]; K_lV - коефіцієнт, що враховує глибину свердління, по табл.31 [9]; Для нарізування різьблення мітчиком:

К_V = К_Mr· К_ис· К_сr. (6.12)

де КM-Коефіцієнт, що враховує матеріалу заготівлі, по табл.1 [9];

Киснув -коефіцієнт, що враховує матеріал інструмента, по табл.6 [9] ;

К_сr -коефіцієнт, що враховує спосіб нарізування різьблення.

перехід 1 - С_V=7; q=0,40; y=0,70; m=0.2, K_V=0,72

перехід 2 - С_V=7; q=0,40; y=0,70; m=0.2, K_V=0,72;

перехід 3 - С_V=18; x=0,2; y=0.3; m=0.25, q=0,6; K_V=0,6;

перехід 4 - С_V=100,6; q=0.3; y=0.65; m=0.4, K_V=0,6;

перехід 5 - С_V=7; q=0,40; y=0,70; m=0.2, K_V=0,72;

перехід 6 - С_V=64,8; q=1,2,y=0.50; m=0.9, K_V=0,9.

Підставивши вихідні дані й певні значення у формулу (6.10а, 6.10б, 6.10в), визначимо за допомогою програми Microsoft Excel швидкості різання для всіх технологічних переходів операції 050, одержимо:

Частота обертання шпинделя:

перехід 1 - n₁ = 100018,23/3,144,5= 1290 об./хв;

перехід 2 - n₁ = 100018,23/3,144,5= 1290 об./хв;;

перехід 3 - n₁ = 100021/3,145,5= 1216 об./хв;;

перехід 4 - n₁ = 100053,4/3,146= 2835 об./хв;;

перехід 5 - n₁ = 100016,8/3,146,4= 8363 об./хв;;

перехід 6 - n₁ = 100013,4/3,148= 534 об./хв. .

Остаточно приймаємо частоту обертання шпинделя для обробки всіх поверхонь за паспортним даними, такою частотою обертання є: n_ф = 1650 об./хв.

Визначимо фактичну швидкість різання відповідно до прийнятої частоти обертання шпинделя по формулі (6.7):

перехід 1 - V_ф = 3,14·4,5·1650/1000 = 23,3 м/хв;

перехід 2 - V_ф = 3,14·4,5·1650/1000 = 23,3 м/хв;

перехід 3 - V_ф = 3,14·5,5·1650/1000 = 29 м/хв;

перехід 4 - V_ф = 3,14·6·1650/1000 = 31,1 м/хв;

перехід 5 - V_ф = 3,14·6,4·1650/1000 = 33,2 м/хв;

перехід 6 - V_ф = 3,14·8·1650/1000 = 41 м/ми.

Разом основний час на операцію 050:

Те=0,077+0,242+0,06+0,06+0,242+0,025=0,706 хв.

Операція 100 Шліфувальна

Устаткування - Внутрішліфувальний верстат 3А227А;

Пристосування - Патрон мембранний ДЕРЖСТАНДАРТ 16157-70;

Вихідні дані для розрахунку й зведемо в табл.6.5.

Таблиця 6.5

Зміст переходу	Lрх, мм	t	IT	Ra	Різальний інструмент
Шліфувати отвір пов.13	35	0,142 (2 хо-д, т.е.0,071)	7	0,8	Коло шліфувальний ПП 30Ч35Ч10 2А16СМ28К5

Радіальна подача:

S_В=S_ВтК_SВ, (6.13)

Поздовжня подача:

S_t=S_tтК_St, (6.14)

K_SB (K_St) = K_MK_D K_T K_Vк K_h K_lT, (6.15)

де S_Вт - табличне значення радіальної подачі;

S_tт - табличне значення поздовжньої подачі;

K_м- коефіцієнт, що враховує матеріал оброблюваної деталі; К_м= 1,0;

К_D- коефіцієнт, що враховує діаметр шліфувального кола, К_D = 1,0;

K_T - коефіцієнт, що враховує стійкість кола K_T = 0,74;

K_Vк - коефіцієнт, що враховує швидкість кола, K_Vк = 1,0;

K_h - коефіцієнт, що враховує припуск на обробку, K_h =1,16;

K_lT - коефіцієнт, що враховує точність обробки, K_lT = 0,75;

K_SB (K_SB) = 1,01,00,741,01,160,75 0,75=0,64

S_В=0,00750,64=0,005 мм/об.. S_t=0,00110,64=0,0007 мм/об..

Швидкість різання: V= 30 м/с.

Частота обертання шпинделя: n = 1000 об./хв.

Розрахунок основного часу на операцію 100.

Основний технологічний час визначаємо відповідно до рекомендацій [13] по формулі:

T_O= 1,8·D·L·10^-3, хв (6.16)

де D-Оброблюваний діаметр, D=40 мм;

L - довжина оброблюваної поверхні, L=30+2+3=35 мм

T_O= 1,8·40·35·10^-3=3,5 хв;

Аналогічно, за допомогою рекомендацій [9], визначимо режими на 090 шліфувальну операцію, результати розрахунків зведемо в таблицю 6.6.

Операція 130 Хонинговальна.

Режим обробки при хонингованії включає сукупність окремих параметрів, основними з яких є: окружна швидкість обертання головки (V_ок), швидкість зворотно-поступального руху головки (V_вп), співвідношення між ними (л), радіальна подача брусків (S_р) і состав СОЖ.

Відповідно до рекомендацій [16], визначимо вище перераховані параметри:

Тому що 2t=0,042 мм, те застосовуємо дворазове хонинговання на верстаті 3К84.

1 хід: V_ок=60м/хв 1 хід: V_ок=40 м/хв

V_вп=18 м/хв V_вп=10 м/хв

?=3,3 ?=3,3

S_р=1,7 напівтемних S_р=0,4 напівтемних

2t= 3,4 напівтемних 2t= 0,8 напівтемних

Аналогічно, за допомогою рекомендацій [16], визначимо режими хонинговання на 120 хонинговальну операцію, результати занесемо в табл.6.6.

Складемо зведену таблицю режимів різання по всіх операціях технологічного процесу:

Таблиця 6.6. Зведена таблиця по режимах різання

№	Назва операції	№ перехід	Глибина різання t, мм	Подача на оберт So, мм/об.	Швидкість різання V, м/хв	Частота обертання шпинделя n, об./хв
010	ТОКАРСЬКА	1	2	0,49	91	200
		2,3	2	0,51	31	200
200	ТОКАРСЬКА	1	2	0,26	56	450
		2	1,5	0,43	92	450
030	ТОКАРНЯ	1	0,4	0,12	118	250
		2	0,9	0,12	100	250
		3	0,5	0,1	55	125
040	ТОКАРСЬКА	1	0,27	0,1	90	800
		2	0,9	0,12	110	800
		3	4	0,1	74	500
050	СВЕРЛИЛЬНА ЗІ ЧПУ	1	2,25	0,15	23,3	1650
		2	2,25	0,15	23,3	1650
		3	0,5	0,6	29	1650
		4	0,25	0,6	31,1	1650
		5	3,2	0,15	33,2	1650
		6	-	1,5	41	1650
100	ШЛІФУВАЛЬНА		0,14	0,0007	30	1000
130	Хонинговальна		3,4 0,8	1,7 0,4	1) Vок =60 Vвп =18 2) Vок =40 Vвп =10	480 320
120	ХОНИНГОВАЛЬНАЯ		3, 0,8	1,7 0,4	1) Vок =80 Vвп =25 2) Vок =50 Vвп =16	170 100

6.2 Нормування технологічного процесу

Технологічний процес виготовлення виробу повинен виконуватися з найбільш повним використанням технічних можливостей засобів виробництва при найменших витратах часу й найменшої собівартості виробів. Для того щоб оцінити витрати часу, необхідно вести нормування техпроцесу, тобто мати дані по нормах часу. Такими нормами можуть бути тільки технічно обґрунтовані норми часу - установлені для певних технічних-організаційно-технічних умов на виконання частини технологічного процесу, виходячи з повного й раціонального використання технічних можливостей засобів технологічного оснащення й з обліком передового виробничого досвіду.

При нормуванні ТП виготовлення деталі скористаємося аналітично-розрахунковим методом. Він передбачає визначення витрат часу на кожний елемент операції й на операцію в цілому по заздалегідь установленим, технічно обґрунтованим нормативам часу й оптимальних режимів роботи встаткування.

У серійному виробництві, коли обробка йде періодично повторюваними партіями, за норму часу приймають штучно-калькуляційний час:

(6.17)

де т_пз - підготовчо-заключний час, хв; n-обсяг партії запуску заготівель, n=15000/278=5 шт; т_шт - штучний час, хв.

(6.18)

де те - основний технологічний час, хв;

т_в - допоміжний час, хв;

т_об - час обслуговування, хв;

т_пер - час перерв у роботі, хв.

основний технологічний час - час, протягом якого відбувається безпосередній вплив інструмента на заготівлю й зміну її стану. при верстатній обробці те, визначаємо по формулі (6.1).

 (6.19)

де l - довжина оброблюваної ділянки, мм;

l_вр - довжина ділянки інструмента, що врізається, мм;

l_пер - довжина ділянки переперегони інструмента, мм.

Сума основного й допоміжного часу становить оперативний час:

(6.20)

При розрахунку основного технологічного часу скористаємося даними, певними в п.6.1. (Те), допоміжне, час обслуговування, час перерв, підготовчо-заключний час призначаємо по [12]. Штучно-Калькуляційний час розраховуємо тільки на окремі операції.

З огляду на навчальний характер проектування Тшт-До визначимо використовуючи рекомендації [13] по формулі:

Тшт-До= ц ·Т_о, хв (6.21)

де ? - поправочний коефіцієнт на тип виробництва, визначається по [13] стор.147.

Основний технологічний Той час був розрахований у п.6.1., зведемо результати розрахунків у табл.6.7.

Таблиця 6.7. Технічні норми часу

№	Найменування операції	Основне час Те, хв	Значення коефіцієнта ц	Штучно-Калькуляційний час Тштк
010	ТОКАРСЬКА	0,73	3,25	2,4
020	ТОКАРСЬКА	0,53	3,25	1,7
030	ТОКАРСЬКА	2,16	3,25	7,02
040	ТОКАРСЬКА	1,4	3,25	4,55
050	СВЕРДЛИЛЬНА ЗІ ЧПУ	0,706	2,72	1,92
090	ШЛІФУВАЛЬНА	3	2,10	6,3
100	ШЛІФУВАЛЬНА	2,5	2,10	5,25
120	Хонинговальна	1,5	2,10	3,15
130	Хонинговальна	1,2	2,10	2,52

7. Розрахунок і проектування верстатного пристосування

Зробимо опис конструкції й розрахунок токарського 3-х кулачкового патрона, що самоцентрує, для обробки деталі на 020 токарській операції.

7.1 Збір вихідних даних

Мал..7.1. Операційний ескіз

Вид і матеріал заготівлі - виливок, сталь 45Л ДЕРЖСТАНДАРТ 977-75, твердість

НВ 215±2.

Вид обробки - чорнова. Обробка ведеться в 2 переходи. Матеріал і геометрія ріжучої частини різця:

перехід 1- різець розточувальної з ?= 60? с пластинами із твердого сплаву за ДСТ 18882-73, Т5К10;

перехід 2 - різець прохідний упорний відігнутий з ?= 90? с пластинами із твердого сплаву за ДСТ 18879-73, Т5К10.

Режими різання (див. п.6.1):

перехід 1 - глибина t=2 мм, подача S= 0,26 мм/об., швидкість рез. V=56 м/хв;

перехід 2 - глибина t=1,5 мм, подача S= 0,43 мм/об., швидкість рез. V=92 м/хв.

Тип пристосування - одномісне універсальне налагоджувальне (УНП) зі змінними зворотними кулачками.

Металообробний верстат - 1А616 (найбільший діаметр патрона - 320 мм, внутрішній конус шпинделя - Морзе 6 [10], основні розміри кінців шпинделя за ДСТ 12595-72 [10].

7.2 Розрахунок сил різання

Розрахунок сил різання виконаємо за методикою викладеної в [11]. Розрахунок ведемо по найбільш навантаженому першому переході.

При зовнішнім поздовжнім і поперечному гострінні, а також розточуванні Р_Z, P_Y, P_х сили різання розраховуються по формулі:

, Н (7.1)

де C_P, x, y, n - постійна й показники ступеня для конкретних умов обробки;

t - глибина різання, мм;

S - подача на оберт, мм/об.;

V - швидкість різання, м/хв;

n - частота обертання шпинделя, об./хв.

При обробці стали різцем із твердого сплаву значення коефіцієнта С_р і показників ступеня у формулах сили різання при гострінні для сил Р_Z, P_Y, P_х складуть:

для Р_Z: C_P = 300; x= 1,0; y= 0,75; n= - 0,15 [9] ;

для Р_у: C_P = 243; x= 0,9; y= 0,6; n= - 0,3 [9] ;

для Р_х: C_P = 339; x= 1,0; y= 0,5; n= - 0,4 [9].

Поправочний коефіцієнт K_P являє собою добуток ряду коефіцієнтів, що враховують фактичні умови різання.

, (7.2)

де КМ - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив якості оброблюваного матеріалу на силові залежності:

, (7.2.1)

де НВ - твердість;

n - показник ступеня; n = 0,75 [9]

Тоді:

К_p, К_p, К_р, К_rр - поправочні коефіцієнти, що враховують вплив геометричних параметрів ріжучої частини інструмента на тридцятимільйонні сили різання:

для Р_Z: К_р=0,94; К_р =1,1; К_р =1,0; К_rр =0,93 [9] ;

для Р_у: К_р=0,77; К_р =1,4; К_р =1,25; К_rр =0,82 [9].

для Р_х: К_р=1,11; К_р =1,1; К_р =0,85; К_rр =1,0 [9] ;

Підставивши вихідні дані у формулу (7.2) одержимо:

К_PZ =0,7920,941,11,00,93= 0,762;

К_Pу =0,7920,771,41,250,82= 0,875;

К_PХ =0,7921,111,10,851,0= 0,822.

Підставивши вихідні дані у формулу (7.1) одержимо:

P_Z = 103002^1,00,26^0,7556^-0,150,762 = 910,14 Н;

P_у = 102432^,0,90,26^0,656^-0,3 0,875 = 528,53 Н;

P_Х =103392^1,00,26^0,556^-0,40,822= 567,95

7.3 Розрахунок зусилля затискача

У процесі обробки на заготівлю впливає система сил. З однієї сторони діє сила різання, що прагнути вирвати заготівлю з кулачків, з іншої сторони сила затискача, що перешкоджає цьому. З умови рівноваги моментів даних сил і з урахуванням коефіцієнта запасу визначаємо необхідне зусилля затискача.

Схема закріплення заготівлі представлена на малюнку 7.2.

1-заготівля; 4-затискної механізм (клиновий); 2-кулачок змінний; 3-кулачок постійний; 5-корпус.

Мал..7.2. Схема закріплення заготівлі

Сумарний крутний момент від дотичній тридцятимільйонної сили різання прагнути провернути заготівлю в кулачках і дорівнює:

, (7.3)

Повороту заготівлі перешкоджає момент сили затискача, обумовлений у такий спосіб:

, (7.4)

де W - сумарне зусилля затискача доводиться на три кулачки, Н;

f - коефіцієнт тертя на робочій поверхні змінного кулачка, f=0,3;

D₁ - діаметр оброблюваної поверхні, мм; d₁ = 39,315 мм.

D₂ - діаметр, мм; d₂ = 146 мм.

З рівності моментів М_Р і М_З визначимо необхідне зусилля затискача, що перешкоджає провороту заготівлі в кулачках.

(7.5)

де К - коефіцієнт запасу;

P_Z - тангенціальна сили різання, Н;

Значення коефіцієнта запасу К, залежно від конкретних умов виконання технологічної операції, визначається по формулі [9, c.382]:

K = К₀К₁К₂К₃ К₄К₅К₆, (7.6)

де K₀ - гарантований коефіцієнт запасу;

K₀ =1,5 [9, c.382] ;

K₁ - коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання через випадкові нерівності на оброблюваних поверхнях заготівлі;

K₁ =1,2 - при чорновій обробці [9,c.382] ;

K₂ - коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання внаслідок затуплення різального інструменту;

K₂ =1,0 - при чорновій обробці чавуну для P_Z [9,c.383] ;

K₂ =1,4 - при чорновій обробці чавуну для P_у [9,c.383] ;

K₃ - коефіцієнт, що враховує збільшення сили різання при переривчастому різанні;

K₃ =1,2 [9,c.383] ;

K₄ - коефіцієнт, що характеризує сталість сили, що розвивається затискним механізмом;

K₄ = 1,0 - для механізованих приводів [9,c.383] ;

K₅ - коефіцієнт, що характеризує ергономіку немеханізованого затискного механізму;

K₅ = 1,0 - для механізованих приводів [9,c.383] ;

K₆ - коефіцієнт, що враховується тільки при наявності моментів, що прагнуть повернути заготівлю, установлену плоскою поверхнею;

K₆ = 1,0 [9,c.384].

Підставивши вихідні дані у формулу (7.6) одержимо:

К_z=1,51,21,01,21,01,01,0 = 2,16;

К_y=1,51,21,41,21,01,01,0 = 3,024.

Якщо К2,5, то по рекомендаціях [9,c.384] приймаємо К=2,5.

Підставивши вихідні дані у формулу (7.5) одержимо:

Н.

Сила Р_у прагнути вивернути заготівлю з кулачків щодо осі ОО_{1 (}див. мал.7.1) створюючи момент від сили затискача:

, (7.7)

Даному моменту перешкоджає момент від сили затискача:

, (7.7)

Необхідна сила затискача дорівнює:

= 5145,13 Н

Для подальших розрахунків приймаємо найгірший випадок W=5145,13 H.

Величина зусилля затискача W₁, що прикладається до постійних кулачків, трохи збільшується в порівнянні із зусиллям затискача W і розраховується по формулі:

, (7.8)

де f₁ - коефіцієнт тертя напрямного постійного кулачка й корпуса патрона; f₁ =0,1;

L_К - виліт кулачка, мм; L_К = 30 мм;

Н_К - довжина напрямного постійного кулачка, мм; Н_К = 50 мм.

У процесі конструювання патрона дані розміри можуть трохи змінитися, але це, як показує практика, не внесе істотних змін у розрахунок зусиль.

Підставивши вихідні дані у формулу (7.8) одержимо:

Н.

7.4 Розрахунок затискного механізму патрона

Визначаємо зусилля Q, створюване силовим приводом, що збільшується затискним механізмом і передане постійному кулачку:

, (7.8)

де i_C - передатне відношення по силі затискного механізму (виграш у силі).

Для клинового механізму:

, (7.9)

де ( - кут нахилу клина, приймаємо 15?.

і ₁ - кути тертя на поверхнях кулачка й втулки й обумовлені по формулі: = arctg f₁= arctg 0.1=5?43, приймаємо = ₁=6?.

Підставивши вихідні дані у формулу (7.9) одержимо:

,

приймаємо найближче стандартне значення

Підставивши вихідні дані у формулу (7.8) одержимо:

Q=6274,55/2,3=2728 Н.

Приймаємо клиновий затискної механізм.

7.5 Розрахунок силового привода

На початку спробуємо застосувати пневматичний привод, тому що в будь-якому виробництві є трубопроводи для подачі стисненого повітря. Діаметр поршня пневмоцилиндра визначається по формулі [17,c.449]:

, (7.10)

де р - надлишковий тиск повітря, прийняте в розрахунках 0,4 Мпа;

( = 0,9 - КПД привода.

Підставивши вихідні дані у формулу (7.10) одержимо:

При розрахунку по формулі (7.10) діаметр поршня вийшов більше 80 мм, отже по рекомендаціях [17] будемо застосовувати гідравлічний привід, де за рахунок регулювання тиску масла можна одержати більші вихідні зусилля. При заданому зусиллі Q підбираємо тиск масла (Р_г =1,0; 2,5; 5,0; 7,5 Мпа) так, щоб діаметр поршня не перевищував 80 мм.

Як привод приймаємо гідроциліндр двосторонньої дії з робочим тиском 1,0 Мпа.

Визначимо діаметр поршня гідроциліндра, підставивши вихідні дані у формулу (7.10):

мм.

Приймаємо за ДСТ15608-81 найближче значення D= 63 мм.

Хід поршня циліндра розраховується по формулі:

, (7.11)

де S_w - вільний хід кулачків, по рекомендаціях [17], приймаємо 5 мм;

i_п=1/ i_c - передатне відношення затискного механізму по переміщенню, приймаємо 2,3;

Значення по рекомендаціях [14] приймаємо із запасом 10...15…15 мм.

Підставивши вихідні дані у формулу (7.11) і з огляду на рекомендації [14] одержимо: 15 мм.

За результатами розрахунків виконуємо креслення пристосування.

7.6 Розрахунок погрішності установки заготівлі в пристосуванні

Погрішність установки визначається по формулі:

, (7.12)

де е_б - погрішність базування, рівна в цьому випадку е_б=0, т.до вимірювальна база використовується в якості технологічної; е_з - погрішність закріплення (зсув вимірювальної бази під дією сил затискача), у цьому випадку е_б=0; е_пр - погрішність елементів пристосування, що залежить від точності їхнього виготовлення. На малюнку 7.3. представлена розмірна схема патрона із клиновим затискним механізмом.

Мал..7.3. Розрахункова схема погрішностей патрона

, (7.13)

де щА_Д - коливання замикаючого розміру А_Д;

Д_1...…Д₅-погрішності, що виникають внаслідок неточності виготовлення розмірів, через коливання зазорів у сполученнях.

Точність тридцятилітніх розмірного ланцюга задаємо по 7 квалітету.

Підставивши вихідні дані у формулу (7.13) одержимо:

Погрішність установки не повинна перевищувати величини мінімального припуску на чистову обробку :

, 0,0234<0.0652

Погрішність установки не перевищує встановленої величини , отже, точність пристосування задовольняє вимогам.

7.7 Опис конструкції й принципу роботи пристосування

Що самоцентрує 3-х кулачковий патрон із клиновим затискним механізмом призначений для базування й закріплення деталі "Корпус гідроциліндра" на токарському верстаті.

Патрон складається з корпуса 1, у якому встановлений клин 4, у похилі пази якого входять підкуркульники 5. До підкуркульників гвинтами 32 за допомогою сухарів 6 кріпляться кулачки 7. Деталь установлюється до упору в опору 8, що кріпиться до стійки 9 корпуса 1 гвинтами 27. До клина 4 за допомогою втулки 2, зафіксованої гвинтом 13 кріпиться гвинт 30. Гвинт 13 входить в отвір вала. Щоб визначити радіальне положення цього отвору, у втулці встановлений фіксатор 34 з конічною головкою. Між корпусом 1 і корпусом 3 установлені дві пружини 12. До корпуса 3 гвинтами 25 кріпиться кришка 10. В отворах корпуса 1 і корпуси 3 установлені напрямні шпонки 16 і 11. Патрон кріпиться до шпинделя за допомогою гвинтів 29. Гвинт 30 за допомогою муфти з'єднаний зі штоком 19 гідроциліндра.

Гідропривід установлений на кінець шпинделя й кріпиться до верстата гвинтами. Гідропривід містить корпус 14, у якому на підшипниках 26 установлена кришка 9, що кріпиться гвинтами 18 до корпуса 14 гідроприводу. На кінці штока 19 установлений поршень 12, закріплений гайкою 30 зі стопорною шайбою 20. Для запобігання ударів поршня об стінки гідроциліндра на ньому встановлені демпфери 25. Між підшипниками 26 установлена втулка 13. Лівий підшипник фіксується кільцем 21. Для підведення масла до гідроциліндра в корпусі 14 є два отвори з конічним різьбленням для кріплення шлангів. Для подачі масла в робочі порожнини гідроциліндра в кришці 9 є канали, вихідні отвори яких закриті пробками. Для ущільнення в гідроциліндрі встановлені ущільнювальні кільця 22,23,24.

Патрон, що самоцентрує, працює в такий спосіб. Заготівля встановлюється до упору в опору 8. При подачі повітря в ліву порожнину гідроциліндра клин 4 відходить вправо, підкуркульники сковзають по похилому пазу нагору й кулачок піднімається, закріплюючи заготівлю.

При подачі повітря в праву порожнину гідроциліндра клин 4 відходить уліво, підкуркульники сковзають по похилому пазу долілиць і кулачок опускається, розкріплюючи заготівлю.

8. Проектування пристосування для контролю биття отвору

8.1 Опис конструкції пристосування

Пристосування призначене для контролю радіального биття отвору корпуса гідроциліндра.

Пристосування містить: плиту 1 до якої по засобом болтів 20 і гайок 23 приєднується чавунна стійка 8. У стійці 8 за допомогою підшипників 6 і втулки 5 базується шпиндель 3, на передньому кінці якого за допомогою болтів 2 кріпиться клиновий патрон 1. На задній кінець шпинделя 3 монтується силовий привод (пневмоцилиндр.) 9 з муфтою 10. З'єднання клинового патрона 1 зі штоком пневмоцилиндра здійснюється за допомогою тяги 4, що проходить через центральний отвір шпинделя. Також пристосування містить: щуп 11, передачу важільну 13, тримач індикатора 14, що кріпиться до передачі важільній гвинтом 21, пружину стиску 22 і індикатор 15, за допомогою яких відбувається вимір і зняття даних; передача важільна 13 кріпиться до опори 17 гвинтами 16, опора у свою чергу прикріплена до плити за допомогою болтів 18 і гайок 19.

Пристосування для контролю биття отвору корпуса гідроциліндра працює в такий спосіб: деталь установлюється й закріплюється в патроні, за допомогою щупа 11 здійснюється контроль биття отвору деталі за рахунок обертання кришки вручну й пересування щупа 11, що забезпечується переміщенням опори 17 по Т-Образних пазах плити 24, дані вимірів контролер зчитує з індикатора годинного типу 15.

9. Розрахунок і проектування різального інструменту

9.1 Мети й завдання проектування

На токарських операціях застосовуються різці з механічним кріпленням ріжучої пластини за ДСТ 20872-73. Недоліками таких різців є недостатня продуктивність внаслідок низької надійності закріплення ріжучої пластини, великий час заміни пластини. Тому, основне завдання проектування - удосконалення конструкції токарського різця з метою усунення зазначених вище недоліків.

9.2 Проектування й розрахунок різця

Як об'єкт проектування приймемо токарський упорний різець, використовуваний при обробці торцевої поверхні заготівлі на 040 токарській операції.

Як матеріал для корпуса різця вибираємо сталь 40Х с

?_в= =690МПа й допустимим напруженням на вигин ?_{и. буд.} = 200 МПа, що ріже частина твердий сплав Т15К6.

2. Головна сили різання

P_z = 10·C_p·t^x·S^y·Vⁿ· K_p, H (9.1), K_p = K_мр·K _р·K_р·K_р (9.2),

де K_мр = 0,94. K_р ^- коефіцієнт, що враховує вплив головного кута в плані, приймаємо по [9]: K_р^z = 0,89; K_р^y = 0,5; K_р^x = 1,17; K_р - коефіцієнт, що враховує вплив переднього кута, приймаємо по [9]: K_р^z = 1,25; K_р^y = 2,0; K_р^x = 2,0. K_р - коефіцієнт, що враховує вплив кута нахилу головної ріжучої крайки, приймаємо по [9]:

K_р ^z= 1; K_р ^y= 1,25; K_р^х = 0,85.

K_p^z = 0, 94 ·0,89·1,25·1 = 1,05;

K_p^y =0,94·0,5·2,0·1,25=0,94;

K_p^x = 0,94·1,17·2,0·0,85=1,87.

Режими різання на 2-ом переході операції 040: t=0,9мм; S=0,12 мм/об.; V=110м/хв [див. табл.6.6.]

Розрахунок тридцятимільйонні сили різання зробимо за методикою викладеної в [9]: для P_z:

C_p = 300; x = 1.0; y= 0.75; n = - 0,15;

для P_y: C_p = 243; x = 0,9; y= 0.6; n = - 0,3;

для P_х: C_p = 339; x = 1.0; y= 0.5; n = - 0,4.

P_z = 10·300·0,9¹·0.12^0.75·110^-0,15·1,05 = 2865,6 H;

P_y = 10·243·0,9^0.9·0.12^0.6·110^-0,3·0.94 = 142 H;

P_x = 10·339·0,9¹·0.12^0.5·110^-0,4·1,87 = 260,5 H.

3. Розрахунок перетину корпуса різця зробимо за методикою викладеної в [18] з 50. За умови, що державка має квадратний перетин, тобто h??b

Ширину державки визначимо по формулі:

b = (9.3)

де L-Виліт різця, приймаємо L=70 мм.

Підставивши дані у формулу (9.3), одержимо:

b = = 0,0182м = 18,2 мм;

Приймаємо найближчий більший перетин корпуса (b=20мм). Керуючись наведеними співвідношеннями, одержимо висоту корпуса різця h?? b =20 мм. Приймаємо: h( b??20(20 мм.

4. Перевіряємо корпуса різця на міцність і твердість:

Максимальне навантаження, що допускається міцністю різця:

P_{z. доп}. =bh²??_{и. буд.} /6L=2010^{-3 (}20 10^-3) ² 200 /67010^-3 = 914,3 Н

Максимальне навантаження, що допускається твердістю різця:

P_{z. ж.} =3f E J /L³ =3 0,0510^-3 210 ¹¹ 10^-31,33 10^-8/ (70 10^-3) ³ =326 Н

де f - допускається стріла, що, прогину різця при чистовому гострінні f=0,05мм

Е - модуль пружності матеріалу корпуса різця Е=210 ¹¹Па.

J - момент інерції прямокутного перетину корпуса:

J = bh ^3/12=2010^-3 (2010^-3) ^3/12=1333 мм ⁴

Різець має достатню міцність і твердістю, т.до виконується умова: P_{z. доп}. ? P_z?? P_{z. ж.} 914,3 Н ? 286,5?Н? 326 Н - умова виконується.

5. Конструктивні розміри різця беремо за ДСТ 20872-80; загальна довжина різця L=150 мм; ріжуча пластина із твердого сплаву Т15К6 № 01114-220408, за ДСТ 19046-80.

6. Геометричні параметри леза різця: головний кут у плані ??93??

7. За ДСТ 5688-61 приймаємо: якість обробки (параметри шорсткості) передньої й задньої поверхні леза різця й опорної поверхні корпуса; граничні відхилення габаритних розмірів різця; марку твердого сплаву пластини й матеріалу корпуса; зміст і місце маркування.

8. Вибираємо матеріал різця: для корпуса - сталь 40Х (твердість 40...45 HRCЕ), оксидувати, для пластини - твердий сплав Т15К6 для гвинта й гайки - сталь 45 (головку гвинта, скіс, ролик до 32...37 HRCЕ).

9. Технічні вимоги на різець приймаємо за ДСТ 266613-85.

Для вдосконалення конструкції різця змінимо, спосіб кріплення ріжучої пластини, це дозволить підвищити надійність кріплення пластини й знизити час заміни пластини. Пластина в стані витримати велике зусилля різання, що дозволяє збільшити подачу інструмента, а отже, і продуктивність обробки. Скорочується час на заміну або поворот ріжучої пластини при затупленні. Різець зручний в експлуатації, простий по конструкції, не складний у виготовленні.

9.3 Опис конструкції різця

Різець токарський збірний з механічним кріпленням пластини 2 містить державку 1, у різьбові отвори якої загвинчені гвинти 7 і 8, які служать для регулювання положення різця. Для закріплення пластини служить гвинт 3 з гайкою 6 і шайбою 5, що своїм скосом упирається в ролик 4.

Складальне креслення різця із вказівкою всіх граничних відхилень і технічних вимог представлений на аркуші графічної частини дипломного проекту.

10. Лінійна оптимізація режимів різання на токарській операції

10.1 Вихідні дані

Перехід чистового гостріння отвору пов. 39,828^+0,062 мм на токарно-гвинторізному верстаті 16Б16П різцем з кут у плані - = 60⁰.

оброблюваний матеріал - сталь 45Л ДЕРЖСТАНДАРТ 977-75;

межа міцності матеріалу інструмента = 690 МПа;

діаметр оброблюваної поверхні -. 39,828^+0,062 мм;

різальний інструмент - Різець розточувальної із пластинами із твердого сплаву за ДСТ 18882-73, Т15К6;

головний кут у плані - = 60⁰;

6) глибина різання - t = 0,26мм;

7) устаткування - токарський - гвинторізний верстат 16Б16П:

7.1) потужність електродвигуна = 8 кВт;

7.2) Подача мінімальна (хвилинна) = 2 мм/хв;

Подача максимальна (хвилинна) = 1200 мм/хв;

7.3) Частота обертання мінімальна = 20 об./хв;

Частота обертання максимальна = 2000 об./хв.

10.2 Розрахунок обмежень

10.2.1 Обмеження по кінематиці верстата

а) Розрахуємо обмеження, що встановлюють зв'язок між розрахунковою подачею й кінематичними, відповідно мінімальними й максимальними, можливостями верстата:

> , ^мм/_об.; ; ;

, ^мм/_об.; ; ;

;

;

.

б) Розрахуємо обмеження, що встановлюють зв'язок між швидкістю різання й кінематичними, відповідно мінімальними й максимальними, можливостями верстата:

, , ,

.

мал.10.1. Обмеження по кінематиці верстата

10.2.2 Обмеження по потужності привода головного руху:

(10.1)

(10.2)

Мал..10.2. Обмеження по потужності привода головного руху

10.2.3 Обмеження по температурі в зоні різання

(10.3)

,

Мал..10.3. Обмеження по температурі в зоні різання

10.2.4 Обмеження по точності:

, (10.4)

де ? - допуск на діаметр, мм;

g - коефіцієнт, що враховує спосіб установки заготівлі, приймаємо g=3 (для установки заготівлі в патроні);

t - глибина різання;

D - діаметр оброблюваного отвору;

l - довжина заготівлі;

k_у - коефіцієнт, що враховує вплив геометрії різального інструменту на тридцятилітній сили різання Р_у. Коефіцієнт k_у визначаємо по формулі:

k_у= k_уг? k_уц? k_ул? k_уr (10.5)

де k_{уг -} коефіцієнт, що враховує вплив на Р_у переднього кута, приймаємо k_уг=1,35;

k_уц - коефіцієнт, що враховує вплив на Р_у головного кута в плані, приймаємо k_уц =0,75;

k_ул - коефіцієнт, що враховує вплив на Р_у кута нахилу ріжучої крайки, приймаємо k_ул=0,75;

k_уr - коефіцієнт, що враховує вплив на Р_у радіуса при вершині різця, приймаємо k_уr=1.

Підставивши певні значення у формулу (10.5) і нерівність (10.4), одержимо:

k_у=1,35?0,75?0,75?1=0,76;