Разработка механического участка производства вала

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Увеличение чисел оборотов и мощностей современных машин при одновременном снижении их веса в значительной степени зависит от состояния деталей, грузоподъемности и срока их службы при заданных условиях работы.

Совершенствование машин, увеличение их сроков службы, повышение скоростей и производительности, снижение габаритов и веса, а также повышение точности требует дальнейшего улучшения качества конструкции выпускаемых валов и втулок: повышения их грузоподъемности, долговечности и надежности, точности и скорости вращения; уменьшения их веса и шумности.

В условиях рыночной экономики одной из самых важных задач промышленности является повышение эффективности производства и производительности технологического оборудования. Вместе с тем важным условием, определяющим успех предприятия на рынке, является повышение качества выпускаемой продукции по сравнению с ее аналогами.

Целью курсового проекта является разработка механического участка производства вала, который является деталью машины для перемешивания фарша с разработкой технологического процесса механической обработки с годовой программой выпуска 800 штук.

Для повышения эффективности технологического процесса проводится анализ исходных данных, анализ процесса обработки вала при заданном объеме производства, выбор заготовки, выбираются и рассчитываются оптимальные режимы обработки, определяются величины припусков на обработку, необходимое технологическое оборудование и разрабатываются технологические операции.

1. Анализ исходных данных

деталь технологичность припуск вал

1.1 Определение типа производства

Определим тип производства по заданной годовой программе выпуска изделий и коэффициенту закрепления операций Кз.о. по формуле:

(1)

где О - число различных операций, выполняемых в течении месяца, шт.;

Р - число рабочих мест, выполняющих различные операции, шт.;

Ф_д-действительный годовой фонд времени, час;

Т_шт.ср.-среднее значение нормы времени по основным операциям, мин.;

Q-годовой объем выпуска изделий, 1000 шт.;

В соответствии с данными нормами для металлорежущих станков с ЧПУ и многоцелевых станков, работающих отдельно и встраиваемых в автоматические участки массой до 10т и с числом рабочих смен равных двум, действительный годовой фонд рабочего времени работы единицы оборудования принимаем равным Ф_д=4015

Находим среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин

(17+17+16+18+17)=17 мин

Т_шт.ср =60 мин.

Q = 1000 шт.

Коэффициент закрепления операций в соответствии с ГОСТ 3.1108-74 рассчитываем по формуле:

=1000 шт.

Тогда

Данный коэффициент соответствует серийному производству.

1.2 Служебное назначение детали «вал»

Валы используют для передачи крутящего момента. Обычно валы установлены в корпусе редукторов, в качестве опор используются шейки валов, на которые устанавливаются подшипники. Шейки валов имеют высокую точность. Крутящий момент передаётся посредством зубчатых колёс закрепленных на валу с помощью шпоночных пазов и шпонок либо выполненных заодно с валом.

Функциональным назначением данной детали является передача крутящего момента в редукторе.

1.3 Материал детали и его свойства

Материал вала - легированная конструкционная Сталь 20Х13 ГОСТ 5632-72

Химический состав Стали 20Х по ГОСТу 5632-72:

Углерод (С) - 0,16-0,25%

Кремний (Si) - до 0,6%

Марганец - до 0,6%

Никель (Ni) - до 0,6%

Сера (S) - до 0,025%

Фосфор (Р) - до 0,03%

Медь (Сu) - до 0,3%

Титан (Ti) - до 0,2%

Хром (Х) - 12-14%

Стали, применяемые для деталей воспринимающих нагрузки, можно разделить на две группы: высокоуглеродистые закаляющиеся и малоуглеродистые цементуемые. Преобладающую массу деталей во всем мире изготавливают из высокоуглеродистых закаляющихся сталей.

Материалы валов должны обладать хорошими механическими и пластическими свойствами, высокой износоустойчивостью и высокой циклической вязкостью.

Валы двигателей изготовляют из углеродистых и легированных сталей или из высокопрочных чугунов и др., которые удовлетворяют данным требованиям.

Большинство валов изготовляют из сталей марок 45, 40Х, 45Г2 и 50Г. Валы, работающие в условиях высоких нагрузок, изготовляют из сталей марок 18ХНМА, 18ХНВА, 40ХНМА.

Таким образом, учитывая циклическое действие сил на материал втулки и валов и воздействие других неблагоприятных факторов, к материалу предъявляются следующие требования:

- высокий предел упругости, чтобы избежать пластических деформаций, приводящих к преждевременному выходу из строя узла;

- высокий предел усталости из-за многократных знакопеременных напряжений с целью повышения долговечности;

- пониженная хрупкость;

- однородность структуры стали и ее физических свойств, что обеспечивает устойчивость технологии изготовления вала стабильность исполнительных размеров.

Свойства стали 20Х13

Характеристика стали:

Заменитель: 14Х17Н2; 12Х13.

Назначение:

детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударных нагрузкам и работающие при температуре до 450-500°С, а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре. Сталь коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситного класса.

Классификация: Сталь жаропрочная высоколегированная

Применение: энергетическое машиностроение и печестроение; турбинные лопатки, болты, гайки, арматура крекинг-установок с длительным сроком службы при температурах до 500 град.

Температура критических точек материала:

Ac1=820, Ac3 (Acm)=950, Ar1=780

Табл. 1. Механические свойства при Т=20oС материала 20Х13.

Сортамент	Размер, мм	sв, МПа	sT, МПа	d5, %	y, %	KCU, кДж / м2
Поковка	до 100	630	400	17	45	600
	до 200	630	400	16	42	550
	до 400	630	400	14	40	500

sв - предел кратковременной прочности, [МПа]

sT - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

d5 - относительное удлинение при разрыве, [%]

y - относительное сужение, [%]

KCU - Ударная вязкость, [кДж / м2]

Табл. 2. Физические свойства материала

T, Град	E 10-5, МПа	a106, 1 / Град	l, Вт/(м·град)	r, кг/м3	C, Дж/(кг·град)	R 109, Ом·м
20	2,18		23	7670		588
100	2,14	10,1	26	7660	461	653
200	2,08	11,2	26	7630	523	730
300	2,00	11,5	26	7600	565	800
400	1,89	11,9	26	7570	628	884
500	1,81	12,2	27	7540	691	952
600	1,69	12,8	26	7510	775	1022
700		12,8	26	7480	963	1102
800		13,0	27	7450
900			28

T - температура, при которой получены данные свойства, [Град]

E - модуль упругости первого рода, [МПа]

a - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T), [1 / Град]

l - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]

r - плотность материала, [кг/м3]

C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)]

R - удельное электросопротивление, [Ом·м]

Табл. 3. Коррозионные свойства

Среда	Температура испытания,°С	Длительность испытания, ч	Глубина, мм/год
Вода дистиллированная или пар	100		0,1
Вода почвенная	20		1,0
Морская вода	20	720	0

Технологические свойства:

Температура ковки: начала 1250, конца 850. Сечения до 150 мм охлаждаются на воздухе, 150-400 мм необходим низкотемпературный отжиг с одним переохлаждением.

Свариваемость: ограниченно свариваемая; способы сварки: РДС, АДС под флюсом, АрДС и КТС. Подогрев и термообработка применяются в зависимости от метода сварки, вида и назначения конструкции.

Обрабатываемость резанием: в закаленном и отпущенном состоянии

при НВ 241 и sB = 730 МПа Ku тв. спл. = 0,7, Ku б.ст. = 0,45.

Склонность к отпускной способности: склонна

Флокеночувствительность: не чувствительна

1.4 Анализ технологичности конструкции детали

Анализ технологичности конструкции детали показал:

1. Изделие относится к средней точности

2. Соответственно по коэффициентам количественной оценки технологичности конструкции изделие является технологичным.

Производственная технологичность конструкции детали - это степень ее соответствия требованиям наиболее производительного и экономичного изготовления. Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали.

Технологичность конструкции детали анализируют с учетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовления.

Оценка технологичности конструкции бывает двух видов: качественная и количественная.

Качественная оценка технологичности является предварительной, обобщенной и характеризуется показаниями: «лучше - хуже», «рекомендуется - не рекомендуется», «технологично - нетехнологично» и т.п. Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и отдельных ее элементов, при которой учтены возможности минимального расхода материала и использования наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления. В связи с этим проанализируем чертеж детали, например, с точки зрения:

степени унификации геометрических элементов (диаметров, длин, резьб, фаски). В данной детали является приемлемой, поскольку размеры входят в размерный ряд вала;

наличия удобных базирующих поверхностей, обеспечивающая возможность совмещения и постоянства баз присутствует для нашего вала;

существует возможности свободного подвода и вывода режущего инструмента при обработке вала;

контроля точностных параметров детали производить удобно;

методы обработки детали позволяют успешно решить задачу, по требуемому значению шероховатости на различных поверхностях изделия.

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности. Применительно производству количественную оценку технологичности производят по суммарной трудоемкости и технологической себестоимости, а также по техническим показателям, определение которых возможно из чертежа детали. К ним относятся коэффициенты точности К_Т и шероховатости К_ш

Табл. 5. Анализ обрабатываемых поверхностей вала

№	Номер поверхности	Идентичные поверхности	Квалитет точности	Параметр шероховатости Ra	Коэффициент приведения	Примечание
1	1	-	7	1,6	6
2	2	-	14	6,3	4
3	3	-	14	6,3	4
4	4	-	14	6,3	4
5	5	-	14	6,3	4
6	6	-	7	1,6	6
7	7	-	14	6,3	4
8	8	-	7	1,6	6
9	9	-	14	6,3	4
10	10	-	14	6,3	4
11	11	-	14	6,3	4
12	12	-	14	6,3	4
13	13	-	14	6,3	4	4 фаски
14	14	-	7	1,6	6
15	15	-	14	6,3	4
16	16	-	14	6,3	4
17	17	-	14	6,3	4
18	18	-	14	1,6	6
19	19	-	14	6,3	4
20	20	-	14	6,3	4
21	21	-	14	6,3	4
22	22	-	14	6,3	4
23	23	-	14	6,3	4
24	24	-	14	6,3	4
25	25	-	14	6,3	4
26	26	-	9	6,3	4
27	27	-	14	1,6	6
28	28	-	14	6,3	4
29	29	-	14	6,3	4
30	30	-	7	1,6	6
31	31	-	14	6,3	4
32	32	-	14	6,3	4
33	33	-	14	6,3	4
34	34	-	14	6,3	4

Количественный анализ технологичности конструкции изделия

1) По коэффициенту точности обработки

К_то;

А_ср=УA_in_i/ Уn_i= 1n₁+2n₂+ … +mn_m/n₁+n₂+ … +n_m

А_ср=(14*30+2*9+7*5)/37=13

К_то=1-1/13=0,92

где А_ср - средний квалитет точности обработки;

А - квалитет точности обработки;

n_i - число размеров соответствующего квалитета

0,92 0,5

Изделие относится к средней точности.

2) По коэффициенту шероховатости

К_ш=1/Б_ср

Б_ср=УБ_iП_i/ УП_i= 1n₁+2n₂+ … +kn_k/n₁+n₂+ … +n_k

Б_ср=(6*5+4*32)/37=4,27

К_ш=1/4,27=0,23

где Б_ср - средняя величина коэффициента приведения;

Б - величина коэффициента приведения,

n_iш - число поверхностей соответствующего параметра шероховатости

0,23 0,16

Изделие относится к средней точности.

3) По коэффициенту использования заготовки

К_заг=Мд/М_заг=0,99/1,2375=0,8

Где Мд - масса детали,

М_заг - масса заготовки

4) коэффициент унификации конструктивных элементов

К_уэ=

Где Q_уэ - число унифицированных типоразмеров конструктивных элементов;

Q_э - число типоразмеров конструктивных в изделии

К_уэ=33/37=0,9

0,9 0,65

Изделие относится к средней точности

Оценка качественных показателей технологичности конструкции детали
№№ п/п	Наименование показателя	Степень соответствия данному показателю
1	Методы получения заготовок, обеспечивающие получение поверхностей, не требующих дальнейшей обработки или требующих обработки с малыми припусками	используются
2	Использование основных конструкторских баз как измерительных и технологических	Да
3	Позволяет ли простановка размеров на чертеже детали производить обработку по принципу автоматического получения размеров	Да
4	Позволяет ли конструкция детали применение наиболее совершенных и производительных методов механической обработки	Нет
5	Обеспечена ли обработка на проход, условия для врезания и выхода режущего инструмента	Да

2. Выбор заготовки

Выбор заготовки является одним из весьма важных вопросов проектирования процессов изготовления детали. От правильности выбора заготовок зависит число операций или переходов, трудоемкость и в итоге стоимость изготовления детали в целом. Выбранный способ получения заготовки в значительной степени предопределяет дальнейший процесс механической обработки. Если заготовка будет изготовлена достаточно точно, то механическая обработка может быть сведена к минимальному числу операций, минимальной трудоемкости и себестоимости.

Исходя из служебного назначения детали, а также выбранной марки материала, выбранным способом для получения заготовки является штамповка. Для первого предлагаемого варианта получения заготовки используем прокат, а для второго варианта - штамповку на молотах.

Припуски и допуски на данные методы изготовления заготовок указываются в соответствии с ГОСТ 7505-74. Припуски на сторону для поковок, изготавливаемых на молотах массой до 40 кг с размерами до 800 мм - от 0,6-1,2 мм до 3,0-6,4 мм. После допусков соответственно от 0,7-3,4 мм до 1,6-11 мм.

Штамповочные уклоны на заготовках изготавливаемых на молотах:

Наружный б = 5°;

Внутренний в = 7°;

Для определения массы поковки необходимо умножить объем заготовки на плотность металла с. Так как конфигурация поковки сложная, то для определения объема ее разделяют на отдельные простейшие объемы, а затем суммируют найденные значения.

Коэффициент К, определяемый по опытным данным в зависимости от метода ковки, составляет 0,35-1,2. Основной отход металла - облой, составляет 8-10%. Угар металла составляет 1-3% в зависимости от метода нагрева и используемых нагревательных устройств.

Вариант 1.

Заготовка - прокат

D=45, длина 170 мм

Объем цилиндра:

V= 3,14*(45/2)²*170= 12010,5мм³= 270,2см³

Масса цилиндра:

m= v*с= 270,2cм³*7,8 г/см³= 2107,8 г= 2,1 кг

Вариант 2.

Разрабатываем заготовку поковки. Характеристика детали - цилиндрические (валы, оси, цапфы, шатуны)

В составе стали 20Х13 входят:

хром Cr=12-14%

углерод C=0,16-0,25%

кремний Si до 0,6%

марганец Mn до 0,6 никель Ni до 0,6 сера S до 0,025 фосфор P до 0,03

Назначение стали:

детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударных нагрузкам и работающие при температуре до 450-500°С, а также изделия, подвергающиеся действию слабоагрессивных сред при комнатной температуре. Сталь коррозионно-стойкая, жаропрочная мартенситного класса.

Технологические свойстваТемпература ковки

Начала 1250, конца 850. Сечения до 150 мм охлаждаются на воздухе, 150-400 мм необходим низкотемпературный отжиг с одним переохлаждением.

По химическом составу, сталь относится к группе М1. Масса детали 0,99 кг.

Рассчитываем массу поковки M_п=М_д*К_р

К_р принимаем для валов 1,1…1,4. Среднее значение К_р=1,25

M_п=М_д*К_р=0,99*1,25=1,2375.

Выбираем штамповочное оборудование: горячекштамповочный автомат. Класс точности соответствует Т3. Нагрев заготовок - индукционный.

Масса формы описывающей заготовку

М_ф= (р*d²*h*p)/4

h - длина = 164*1,05=172,2

d - диаметр = 40*1,05=42

М_ф= (р*d²*h*p)/4=(3,14*42²*172,2*7850)/4=1,872 кг

Степень сложности М_п/М_ф=1,2375/1,872=0,66, что соответствует С1.

Конфигурация разъема штампа - П - плоская. Класс точности соответствует Т3. Выбираем исходный индекс 13. В соответствии с исходным индексом определяем припуски на кузнечные напуски. D₁=37 мм, Ra=1,6, припуск -1,7 мм;

D₂=40 мм, Ra=6,3, припуск -1,7 мм;

D₃=30 мм, Ra=6,3, припуск -1,7 мм;

L=164, Ra=6,3, припуск -2,3 мм;

Дополнительный припуск, учитывающий отклонение от плоскостности - 0,4 мм (для деталей с максимальным размером 160-250 и Т3).

Основные размеры поковки и допустимые отклонения

D₁=29

D₂=30+1,7*2= 33,4 мм. Принимаем 34 мм.

D₃=40+1,8*2=43,6 мм. Принимаем 44 мм.

Принимаем радиусы величиной 2 мм.

Допустимые отклонения размеров

D₁=29_-0,9^+1,6мм;

D₂=34_-0,9^+1,6мм;

D₁=45_-0,9^+1,6мм;

l=168,6_-1,1^+2,1мм.

6) Коэффициент использования материала заготовки:

К_и.м= (15)

Для среднесерийного производства эта величина К_и.м допустима.

Стоимость заготовок, получаемых горячей штамповкой на молотах, ГКМ определяют по следующей формуле:

Sзаг= ,

где С_i - базовая стоимость 1т заготовок, тг;

, - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки металла и объема производства заготовок;

Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг;

S_отх - цена 1т отхода, у. е.;

Стоимость заготовки при изготовлении ее на молотах:

Вариант 1.

Стоимость 1 кг проката Sп= 11 у. е. (11000 у. е. за 1т)

Стоимость материала на данную заготовку

Sм= 2,1 *11= 23,1 у. е.

Стоимость отходов на данную заготовку (25 у. е. за 1т)

S_отх= (2,1 -0,99)*25/1000= 0,27 у. е.

где m= 2,1 кг - масса заготовки

m= 0,99 кг - масса детали

Стоимость заготовки:

S_заг1= S_м-S_отх

S_заг1= 23,1-0,27= 23,83 у. е.

Умножая на переводной коэффициент S_заг1= 23,83 *30= 684,9 у. е.

Вариант 2.

Стоимость 1т штампованных заготовок Сi= 315 у. е.

Масса поковки Q= 1,2375 кг

Масса детали q= 0,99 кг

Стоимость 1т отходов С= 25 у. е.

Стоимость заготовки рассчитываем по формуле:

Sзаг₂=

Sзаг₂=(*0,92*1*0,94*1*1*2) - (1,2375-0,99)= 0,539 у. е.

Умножая на переводной коэффициент Sзаг₂= 0,539*30 = 16,17 у. е.

Экономический эффект при изготовлении заготовки на прессах составляет:

Эк=(S_заг1-S_заг2)*N,

где S_заг1,S_заг2 - стоимость сопоставляемых заготовок, у. е.

N - годовой объем выпуска заготовок, шт.

Эк= (16,17-0,539)*4000= 62524 у. е.

Коэффициент использования материала определяем по следующей формуле:

h₁= h₂=

Полученные данные запишем в таблицу

Показатели	Первый вариант	Второй вариант
Вид заготовки	Прокат	Штамповка на молотах
Годовой объем выпуска	1000 шт.	1000 шт.
Масса заготовки	2,1 кг	1,2375 кг
Стоимость заготовки	45 у. е.	33,4 у. е.
Коэффициент использования материалла	0,47	0,8

Из выше указанного следует, что получение заготовки методом штампования существенно снижает расход материала на 58%, и как следствие снижается цена одной заготовки.

2.1 Разработка технологических операций

При выполнении операций обработки резанием и слесарных работ соблюдать правила безопасности согласно инструкциям №№1,6,84

Операции обработки резанием выполнять инструментом, обработанным на установке «Булат».

Обеспечить помарочный сбор и сдачу чёрных и цветных металлов и сплавов согласно технологической инструкции 751805. 25240. 00001

005 Заготовительная.

Ковку произвести согласно технологическому процессу

010 Технический контроль

Проверить: качество заготовки внешним осмотром, сопроводительную документацию, соответствие материала и маркировки.

Операции №015:040-производить на станках с ЧПУ.

015 4114 Токарная

Токарно-винторезный 16К20

1. Подрезать торец, выдерживая размер 170±0,5. (чертежный азмер 164)

2. Сверлить отв.D=14,43 +0,3, под резьбу М16х1,5-7Н

3. Точить поверхность, выдерживая размер D=42-0,62 (чертежный размер D=40) на длине 70±0,8.

4. Рассверлить отверстие D=14,43 до D=17+0,43, выдерживая размер 5±0,15

5. Зенковать фаску, выдерживая размеры: 3±0,125

Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, Резец подрезной Т5К10, сверло D=14,43+0,3

Резец упорный Т15К6

сверло D=17 Р6М5, пробка 17Н14

020 4114 Токарная

Токарно-винторезный 16К20

1. Подрезать торец, выдерживая размер 164±0,5

2. Сверлить отв. D=6,7+0,26 под резьбу М8-7Н.

3. Зенковать фаску в отверстии D=6,7, выдерживая размер D=12,5 угол 60°

4. Рассверлить отверстие D=6,7 до D= 8,4+0,36, выдерживая размер 7±0,18

Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, Резец подрезной Т15К6

Сверло 6,8 Р6М5; 50-3942-19 пробка 6,7+0,26, штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1

Сверло 8,4 Р6М5, пробка 8,4 Н14

025 4114 Токарная

Токарно-винторезный 16К20

1. Точить поверхность, выдерживая размеры D=32-0б62; 52±0,3 (чертежный размер D=30h7).

2. Точить выточку с образованием фаски под углом 45°±1° выдерживая размер 18±0,215 (размерный чертеж 19), D=29,5-0,52; 50±0,31

Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, центр вращающийся, Резец проходной упорный Т15К6

штангенциркуль ШЦ - II - 250 - 0,05

030 4114 Токарная. 16К20

1. Точить поверхность, выдерживая размеры D=36-0,62; 9 ± 0,3

2. Точить поверхность, выдерживая размеры D=40,4-0,25 (чертежный размер 40);

Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20 Резец проходной Т15К6

Скоба регулируемая 40,4-0,25

035 4114 Токарная. 16К20

1. Повернуть поворотную плиту верхних салазок на угол 5°±5'

2. Точить конус, выдерживая размеры 19,2±0,26 (чертежный размер 19); угол 5°±5' и шероховатость поверхности 1,6

Патрон трехкулачковый

Резец проходной Т5К10; штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1

Угломер тип 2-2; образец шероховатости 1,6

040 16К20

1. Точить поверхность, выдерживая размеры D=30,4-0,16; 51,2±0,3 (чертежные размеры D=30h7; 51)

2. Точить фаску на D=30,4, выдерживая размер 1,2±0,2*45°±1° (чертежный размер 1*45°)

Патрон трехкулачковый, кольцо разрезное (цеховое); центр вращающийся

Резец проходной упорный Т15К6; скоба регулируемая 30,4-0,16 штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1

50-3738 шаблон универсальный

045 4114. Токарная.

Нарезать резьбу М8-7Н, в отверстии D=6,7 на глубину 20+0,3

Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20 комплект метчиков М8-3, штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1

Кольцо разрезное (цеховое)

050 4114 Токарная.

Нарезать резьбу М16*1,5-7Н, в отверстии D=14,43 на глубину 32+0,4

Патрон трёхкулачковый ТВ-16К20, кольцо разрезное (цеховое), вороток, комплект метчиков М16*1,5 - 3; пробка резьбовая М16*1,5-7Н, штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1

055 0220 Технический контроль

Т044 05 170 тара

Проверить размеры:

164±0,5 D=29,5-0,52; 50±0,31; 9±0,3; 19,2±0,26; 51,2±0,3 (чертежные размеры 51; 19; 20+3; 32+4)

D=36-0,62

D=40,4-0,25 (чертежный размер D=40h12)

D=30,4-0,16 (чертежный размер D=30h7)

Угол 5°±5'.

штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1

скоба 36h14

скоба регулируемая 40,4-0,25

скоба регулируемая 30,4-0,16

угломер тип 2-2

пробки резьбовые М8-7H, M16*1,5 - 7H

Резьбу М8-7H, M16*1,5 - 7H

060 4261 Фрезерная

Фрезеровать квадрат, выдерживая размеры 26-0,21; 9±0,1 (см. чертеж вид А)

ВФ-6Р12, головка делительная, набор дисковых фрез D=80*14 Р6М5, скоба 26h12

штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1

065 4261 Фрезерная

Фрезеровать паз, выдерживая размеры 8_-0,051^-0,015; 24±0,26; 25+1; R4±0,3; 4,2 ±0,15 (чертежный размер 4) и шероховатость поверхности 1,6 (см. чертеж вид Б)

ВФ-6Р12, головка делительная, фреза шпоночная D=8 Р6М5; пробка 8Р9; штангенциркуль ШЦ - 1 - 125 - 0,1; образец шероховатости 1,6

070 0227 Технический контроль.

Проверить размеры:

24-0,21

26-0,21; 9±0,1

8_-0,051^-0,015; 24±0,26; 25+1; R4±0,3; 4,2 ±0,15

шероховатость поверхности 1,6

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1

ШЦ-1-250-0,05 образец шероховатости поверхности 1,6;

075 0109 Слесарная.

Зачистить заусенцы

Верстак, напильник

080 4121 Сверлильная.

Сверлить отверстие D=4,95+0,26 под резьбу М6-7Н на глубину 16+0,215, выдерживая размер 40+0,2

ВС-2Н112, кондуктор УСП

Сверло D=5 Р6М5; 50-3942-11 пробка 4,95+0,26; Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1

ШЦ-1-250-0,05

085 4121 Сверлильная.

Зенковать фаску в отверстии D=4,95, выдерживая размер 1±0,2*45°

ВС-2Н112, Сверло D=8 Р6М5 с заточкой угла 90°

090 4121 Сверлильная.

Нарезать резьбу М6-7Н на глубину 12+3

ВС-2Н112, машинный метчик М6-3; пробка резьбовая М6-7Н;

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1

095 0384 Технический контроль.

Проверить сопроводительную документацию, качество поверхности - отсутствие заусенцев, забоин

Размеры 40+0,2; 12+3; М6-7Н

Визуально

Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1

ШЦ-1-250-0,05

Пробка резьбовая М6-7Н

100 Термическая

Калку HRC 40-45 производить согласно технологическому процессу на термообработку.

105 Очистка

Очистку детали производить согласно технологическому процессу на термообработку

110 0227 Технический контроль

Проверить качество и очистку детали, наличие клейм ОТК термической обработки, сопроводительную документацию

115 4114 Токарная 16К20

1. Довести поверхность конуса до шероховатости поверхности 1,6, не нарушая 5°±5'

2. Зачистить центра с переустановкой до шероховатости поверхности 1,6

ТВ-16К20, патрон трехкулачковый; кольцо разрезное (цеховое), шкурка шлифовальная, угломер тип 2-2, образец шероховатости 1,6

120 0220 Технический контроль

Проверить размер 5°±5'

Шероховатость 1,6

КШ-3А151

Центра, хомутик

125 4130 Шлифовальная

Шлифовать поверхность, выдерживая размер D=40-0,062

и шероховатость поверхности 1,6

КШ-3А151

Центра, хомутик

130 4130 Шлифовальная

Шлифовать поверхность, выдерживая размер D=30-0,021

и шероховатость поверхности 1,6

КШ-3А151, круг шлифовальный, скоба 30h7; образец шероховатости 1,6

Центра, хомутик

135 4130 Шлифовальная

Шлифовать поверхность, выдерживая размер D=26-0,021

и шероховатость поверхности 1,6

КШ-3А151, круг шлифовальный, скоба 30h7; образец шероховатости 1,6;

Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05,

Центра, хомутик

140 Промывка

1. Промыть деталь в жидкости «Олинол - I» ТУ30-101461-78

2. Допускается вместо жидкости «Олинол - I» использовать «Нефрас» ГОСТ 8505-80

3. При работе с жидкостью «Нефрас» строго соблюдать правила противопожарной безопасности согласно инструкции

4. Обдуть сухим сжатым воздухом

5. Протереть вал

Верстак, кисть маховая ГОСТ 10597-87

РНД

Ветошь

145 0220 Технический контроль.

Проверить размеры:

D=30-0,021; 40-0,062 19±0,26

Шероховатость поверхности 1,6

Штангенциркуль ШЦ-1-150-0,05

Скоба 30h7, 40h9

Образец шероховатости 1,6

150 0109 Слесарная

Зачистить заусенцы и притупить острые кромки в пазу

Напильник, шабер

155 0384 Технический контроль

Проверить: правильность оформления сопроводительной документации, выполнение всех контрольных операций по процессу, отсутствие заусенцев, острых кромок

3. Выбор технологических баз

При выборе базовых поверхностей руководствуются принципами постоянства и совмещения баз. Принцип постоянства баз состоит в том, что для выполнения всех операций обработки детали используют одну и ту же базу. Если по характеру обработки детали это невозможно, то необходимо за базу принимать ту поверхность, которая определяется наиболее точными размерами, относительно наиболее ответственной поверхности детали. Принцип совмещения баз состоит в том, что в качестве технологических базовых поверхностей используются конструкторские и измерительные базы.

Так как при обработке вала нужно производить его переустановку, на черновой и чистовых операциях используются разные базовые поверхности. На чистовых операциях наибольшая точность обработки достигается при использовании на всех операциях одних и тех же базовых поверхностей.

На черновой фрезерной операции выбираем базовой поверхностью наружную поверхность поковки, зажимаемую в неподвижном переднем центре с неподвижным люнетом.

Фрезерная операция, применяющая приспособление, представляющее собой призму, выполняется с упором в торец. Следующая термическая операция, как и все после, производят согласно технологическому процессу предприятия на термообработку. Очистку вала производят согласно технологическому процессу на очистку.

При токарной обработке используются установочные базы (центровые отверстия) и необработанная наружная поверхность.

Фрезерование шлицов производят с помощью делительной головки, с установкой вала в центры с базированием по торцу.

4. Pасчет припусков на обработку размеров заготовки

Определение операционный и промежуточных размеров позволяет вести наладку станков и контроль точности выполняемых операций и переходов. Расчёт межоперационных размеров обработки можно провести двумя методами:

1. Cправочным путем использования таблиц операционных и промежуточных припусков (среднее значение) и расчета с их помощью операционных и промежуточных размеров. Этот метод ускоряет процесс расчета, так как значения припусков не рассчитываются, а берутся готовыми из таблиц. Однако для массового производства он не всегда приемлем, так как табличные значения припусков немного завышены и не учитывают конкретных условий производства.

2. Путем расчета значений операционных и промежуточных припусков и размеров расчетно-аналитическим методом. Этот метод позволяет определять промежуточные припуски с учетом (различных факторов, влияющих на их значения).

Расчет промежуточных припусков и размеров расчетно-аналитическим методом.

Cоставляем технологический маршрут обработки:

1. Отверстие O30Н7

Операция 025 Токарно черновая

Операция 035 Токарно чистовая

Операция 130 Шлифование

2. Отверстия O26Н7

Операция 060 Фрезерно черновая

Операция 060 Фрезерно чистовая

Операция 135 Шлифовальная

Для наглядности и простоты определения промежуточных припусков и промежуточных размеров составляем таблицу для поверхности O30Н7:



Маршрут обработки	Элементы припуска мкм	Расчетный	Допуск мкм	Предельные размеры мм	Предельные припуски мкм
	Rz	h			припуск 2Zmiп, мкм	мин. размер, мм		dmаx	dmin	2Zmаx	2Zmiп
Штамповка	150	150	380,1	280	1553	32,03	1,15	33,18	32	-	-
Токарная черновая	60	60	22,87	381	297	30,4	0,62	31,1	30,4	1,99	1,63
Токарная чистовая	30	30	-	-	120	30,1	0,1	30,3	30,12	0,3	0,28
Шлифование	0,25	6	12	-	36	30,01	0,025	30,08	30,01	0,09	0,11

Cуммарное значение пространственных отклонений после сверления:

= ,

где - смещение;

- удельное значение увода оси отверстия;

l - длина отверстия в мм.

=4,34 мкм;

?у=380

Тогда,

= мкм

Bеличину остаточных пространственных отклонений рассверливания определяют по уравнению:

=К_y=0,006*380,1 = 22,8 мкм,

где Ку - коэффициент уточнения, равный 0,005

Bеличину остаточных пространственных отклонений развертывания определяют по уравнению:

=К_y=0,006*22,87 = 1,37 мкм,

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл.

Mинимальные припуски на диаметральные размеры для каждого перехода

рассчитываются по уравнению:

а) токарно черновая 2Z= 2 (150 + 150 +476) = 1553 мкм;

б) токарно чистовая 2Z= 2 (120+20,59)=297 мкм;

в) предварительное шлифование 2Z=2 (30+30)=120 мкм

г) чистовое шлифование 2Z=2 (6+12)=36

Pасчетные значения припусков заносим в графу 6 табл.

Pасчет наименьших размеров по технологическим переходам начинаем с наименьшего (наибольшего) размера детали по конструкторскому чертежу и производим по зависимости d_i = d + Z_i в такой последовательности:

Hаименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 табл., наименьшие предельные размеры (округленные) - в графу 10 табл.

а) токарно черновая 30,4+1,6= 32,03 мм;

б) токарно чистовая 30,1+0,3=30,4 мм;

в) предварительное шлифование 30,01+0,3=30,1 мм

г) чистовое шлифование 29,975+0,036=30,01 мм

Hаибольшие предельные размеры по переходам рассчитываем по зависимости d_i = d + Т в такой последовательности:

а) токарно черновая 31,1+2,08= 33,18 мм;

б) токарно чистовая 30,3+0,8=31,1 мм;

в) предварительное шлифование 30,08+0,22=30,3 мм

г) чистовое шлифование 30+0,076=30,08 мм

Результаты расчетов заносим в графу 9 табл.

Фактические минимальные и максимальные припуски по переходам рассчитываем в такой последовательности:

Mинимальные припуски: Mаксимальные припуски:

30,22 - 30,01 = 0,11 мм; 30,1 - 30,01= 0,09 мм;

30,4 - 30,22 = 0,28 мм; 30,4 - 30,1 =0,3 мм;

32,03-30,4=1,63 мм 32,03-30,4=1,99 мм

Pезультаты расчетов заносим в графы 11 и 12 табл.

Определяем общие припуски: общий наибольший припуск

Z= = 2,38;

общий наименьший припуск

Z= = 2,02

Пpавильность расчетов проверяем по уравнению:

Z- Z = 2,38-2,02= Т_заг - Т_дет = 0,36 мм.

Pассмотрим поверхность O26Н7:

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	Расчетный	Допуск, мкм	Предельные размеры, мм	Предельные припуски, мкм
	Rz	h			припуск 2Zmiп, мкм	мин. размер, мм		dmаx	dmiп	2Zmаx	2Zmiп
Штамповка	150	150	380,1	288	1553	28,03	1,15	29,18	28,03	2,08	1,63
Фрезерная черновая	60	60	22,87	381	297	26,4	0,62	27,1	26,4	0,8	0,3
Фрезерная чистовая	30	30	-	-	120	26,13	0,1	26,3	26,13	0,22	0,09
Шлифовальная	6	12	-	-	36	26,01	0,025	26,08	26,01	0,08	0,01

Cуммарное значение пространственных отклонений после сверления:

= ,

где - смещение;

- удельное значение увода оси отверстия;

l - длина отверстия в мм.

=4,34 мкм;

?у=380

Тогда,

= мкм

Bеличину остаточных пространственных отклонений рассверливания определяют по уравнению:

=К_y=0,006*380,1 = 22,8 мкм,

где Ку - коэффициент уточнения, равный 0,005

Bеличину остаточных пространственных отклонений развертывания определяют по уравнению:

=К_y=0,006*287,5 = 17,25 мкм,

Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл.

Mинимальные припуски на диаметральные размеры для каждого перехода рассчитываются по уравнению:

а) токарно черновая 2Z= 2 (150 + 150 +476) = 1553 мкм;

б) токарно чистовая 2Z= 2 (120+20,59)=297 мкм;

в) предварительное шлифование 2Z=2 (30+30)=120 мкм

г) чистовое шлифование 2Z=2 (6+12)=36

Pасчетные значения припусков заносим в графу 6 табл.

Pасчет наименьших размеров по технологическим переходам начинаем с наименьшего (наибольшего) размера детали по конструкторскому чертежу и производим по зависимости d_i = d + Z_i в такой последовательности:

Hаименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 табл., наименьшие предельные размеры (округленные) - в графу 10 табл.

а) токарно черновая 26,43+1,6= 28,03 мм;

б) токарно чистовая 26,13+0,3=26,4 мм;

в) предварительное шлифование 26,01+0,12=26,13 мм

г) чистовое шлифование 25,975+0,036=26,01 мм

Hаибольшие предельные размеры по переходам рассчитываем по зависимости

d_i = d + Т в такой последовательности:

а) токарно черновая 27,1+2,08= 29,18 мм;

б) токарно чистовая 26,3+0,8=27,1 мм;

в) предварительное шлифование 26,08+0,22=26,3 мм

г) чистовое шлифование 26+0,076=26,08 мм

Результаты расчетов заносим в графу 9 табл.

Фактические минимальные и максимальные припуски по переходам рассчитываем в такой последовательности:

Mинимальные припуски: Mаксимальные припуски:

26,01 - 26 = 0,01 мм; 26,08-26=0,08 мм;

26,1 - 26,01 = 0,09 мм; 26,3-26,08=0,22 мм;

26,4-26,1=0,3 мм 27,1-26,3=0,8 мм

28,03-26,4=1,63 29,18-27,1=2,08

Pезультаты расчетов заносим в графы 11 и 12 табл.

Определяем общие припуски: общий наибольший припуск

Z= = 3,18;

общий наименьший припуск

Z= = 2,03

Пpавильность расчетов проверяем по уравнению:

Z- Z = 3,18-2,03= Т_заг - Т_дет = 1,15 мм.

5. Расчет режимов резания и нормирование технологических операций

При этом наиболее выгодными считаются такие режимы обработки, которые обеспечивают наименьшую себестоимость механической обработки при удовлетворении всех требований к качеству продукции и производительности обработки.

В общем случае необходимо соблюдать определенную последовательность назначения режимов резания , которая включает следующие этапы:

1. Выбор глубины резания t (мм) по условию удаления припуска под обработку за один рабочий ход, но в зависимости от требований по точности и шероховатости, предъявляемых к обработанной поверхности, припуск разделяют по стадиям обработки: предварительная, окончательная и отделочная.

O30Н7

I. По чертежу определяем глубину резания:

Для черновой обработки t=1,7 мм;

Для чистовой обработки t=0,1 мм;

2. По справочным данным выбираем подачу для чернового точения = 0,5 (мм/об)

3. Определение скорости резания V (м/мин) с учетом выбранных свойств обрабатываемого и режущего материалов, геометрии и стойкости инструмента по эмпирическим зависимоcтям, имеющим общий вид

где С_v, т, х, у - коэффициенты, учитывающие вид обработки;

Т - период стойкости инструмента, мин;

k_v - коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки

точение черновое.

коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки. = 0,7

- коэффициент, учитывающий, состояние поверхности. = 0,97

- коэффициент, учитывающий, материал инструмента. = 1

подрезание торца черновое.

K_v= 0,97*0,7*1 = 0,93

где Cv = 350 - постоянный коэффициент,

x = 0,15 - показатель степени при глубине резания,

y = 0,35 - показатель степени при подаче,

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента,

T = 60 мин. - период стойкости резца из твердого сплава,

По формуле (1) вычисляется скорость резания для чернового точения:

4, Определение частоты вращения (мин-¹) либо числа двой
ных ходов заготовки или инструмента.

Число оборотов рассчитывается по формуле:

n =

где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n =

Принимается число оборотов шпинделя n = 1500 об/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

V_ф=рDn= 3,14*30*1500=141300 мм/мин= 141,3 м/мин

Сила резания Pz рассчитывается по формуле:

P_z=10C_p*t^xs^yVⁿk_p

где Cp = 300 - постоянный коэффициент,

x = 1 - показатель степени при глубине резания,

y = 0,75 - показатель степени при подаче;

n = -0,15 - показатель степени при скорости резания

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,

где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости, /1/;

Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup = 1; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1

Kp = 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.

По формуле вычисляется сила резания:

P_z=10C_p*t^xs^yVⁿk_p= 10*300*2¹*0,5^0,75*141,5^-0,15*0,783=1,5кН

Мощность резания определяется по формуле:

N== 2,54 кВт

Основное время перехода рассчитывается по формуле:

To =

где s = 0,63 мм/об - рабочая подача инструмента;

sy = 3 - ускоренная подача отвода инструмента;

n = 1500 об/мин - частота вращения шпинделя;

L - длина пути обработки, мм, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2,

где l = 113 мм - длина пути резания;

l1 = 1,5 мм - врезание;

l2 = 1,5 мм - перебег.

Тогда

L = 113 + 1,5 + 1,5 = 116 мм.

По формуле вычисляется основное технологическое время токарной операции:

To ==0,12+0,26=0,38 мин

II. По чертежу определяем глубину резания:

Для чистовой обработки t=0,1 мм;

По справочным данным выбираем подачу для чистового точения = 0,5 (мм/об);

Скорость резания определяется по формуле:

где Cv = 300 - постоянный коэффициент,

x = 0,15 - показатель степени при глубине резания,

y = 0,2 - показатель степени при подаче,

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента,

T = 60 мин. - период стойкости резца из твердого сплава,

Kv - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания, определяется по формуле:

Kv = Kmv*Kпv*Kиv*Kтv*Kuv*Krv,

где Kmv = 0,7 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали,

Kпv = 0,97 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности,

Kиv = 1 - коэффициент, учитывающий материал инструмента, /1/;

Kтv = 1 - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента,

Kuv = 1,4 - коэффициент, учитывающий угол в плане резца,

Krv = 1 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца,

Kv = 1*0,7*0,97*1*1*1 = 0,93.

По формуле вычисляется скорость резания:

223 м/мин

Число оборотов рассчитывается по формуле:

n =

где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n =

Принимается число оборотов шпинделя n = 2500 об/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

V_ф=рDn= 3,14*30*2500=235500 мм/мин= 235,5 м/мин

Сила резания Pz рассчитывается по формуле:

P_z=10C_p*t^xs^yVⁿk_p

где Cp = 300 - постоянный коэффициент,

x = 1 - показатель степени при глубине резания,

y = 0,75 - показатель степени при подаче,

n = -0,15 - показатель степени при скорости резания,

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,

где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости, /1/;

Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup = 1,08; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1

Kp = 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.

По формуле вычисляется сила резания:

P_z=10C_p*t^xs^yVⁿk_p= 10*300*0,1¹*0,5^0,75*223^-0,15*0,783= 62 Н

Мощность резания определяется по формуле:

N== 2,25 кВт

Основное время перехода рассчитывается по формуле:

To =

где s = 0,175 мм/об - рабочая подача инструмента;

sy = 3 - ускоренная подача отвода инструмента;

n = 2500 об/мин - частота вращения шпинделя;

L - длина пути обработки, мм, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2,

где l = 113 мм - длина пути резания;

l1 = 1,5 мм - врезание;

l2 = 1,5 мм - перебег.

Тогда

L = 113 + 1,5 + 1,5 = 116 мм.

По формуле вычисляется основное технологическое время токарной операции:

To == 0,27+0,015=0,285

Вывод: по паспортным данным мощность токарно-винторезного станка модели 16К20 (10кВт) подходит для черновой и чистовой обработки данной поверхности.

Ш Расчетрежимов резаниядля шлифования

Назначение скорости шлифовального круга Vкр=50 м/с

Dкр=0,85 х d=0,85 х 26=22,1 мм

Расчет частоты вращения круга

nкр=

Обычным средством достижения такой частоты вращения шпинделя круга является электрошпиндель, которым осна¬щаются такие станки. В качестве привода электрошпинделя применяется генератор, который тоже прилагается к станку. Таким будет электрошпиндель с частотой вращения n=20000 об/мин. Скорректируем скорость круга:

Vкр=

Выбор скорости вращения детали

VИ=75 М/МИН.

Для обеспечения наибольшей точности обработки, имея в виду отклонения формы шлифуемой поверхности, отношение скорости круга к скорости детали должно быть примерно равно 30, т.е.

Vкр / VИ =23,1X60/75=18,48 условие выдержано

Частота вращения детали

nи=(1000 х VИ)/(П dи)=658,9 об/мин.

O26Н7

I. По чертежу определяем глубину фрезерования

Для черновой обработки t=1,7 мм;

Для чистовой обработки t=0,1 мм;

2. По справочным данным выбираем подачу для чернового фрезерования = 0,2 (мм/об)

3. Определение скорости резанияV (м/мин) с учетом выбранных свойств обрабатываемого и режущего материалов, геометрии и стойкости инструмента по эмпирическим зависимоcтям, имеющим общий вид для фрезерования

где С_v, т, х, у - коэффициенты, учитывающие вид обработки;

Т - период стойкости инструмента, мин;

k_v - коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки

точение черновое.

коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки. = 0,7

- коэффициент, учитывающий, состояние поверхности. = 0,97

- коэффициент, учитывающий, материал инструмента. = 1

подрезание торца черновое.

K_v= 0,97*0,7*1 = 0,93

где Cv = 350 - постоянный коэффициент,

x = 0,15 - показатель степени при глубине фрезерования,

y = 0,35 - показатель степени при подаче,

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента,

T = 60 мин. - период стойкости фрезы из твердого сплава,

По формуле (1) вычисляется скорость резания для чернового точения:

4, Определение частоты вращения (мин-¹) либо числа двой
ных ходов заготовки или инструмента.

Число оборотов рассчитывается по формуле:

n =

где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n =

Принимается число оборотов шпинделя n = 1600 об/мин.

Фактическая скорость фрезерованияопределяется по формуле:

V_ф=рDn= 3,14*30*1600=150720 мм/мин= 150,7 м/мин

Сила резания Pz рассчитывается по формуле:

где Cp = 300 - постоянный коэффициент,

x = 1 - показатель степени при глубине резания,

y = 0,75 - показатель степени при подаче;

n = -0,15 - показатель степени при скорости резания

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,

где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости, /1/;

Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup = 1; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1

Kp = 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.

По формуле вычисляется сила резания:

Мощность резания определяется по формуле:

N== 3,7 кВт

Основное время перехода рассчитывается по формуле:

To =

где s = 0,3 мм/об - рабочая подача инструмента;

sy = 3 - ускоренная подача отвода инструмента;

n = 1500 об/мин - частота вращения шпинделя;

L - длина пути обработки, мм, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2,

где l = 25 мм - длина пути фрезерования

l1 = 1,5 мм - врезание;

l2 = 1,5 мм - перебег.

Тогда

L = 25 + 1,5 + 1,5 = 28 мм.

По формуле вычисляется основное технологическое время фрезернойоперации:

To ==0,06+000,6=0,066 мин

II. По чертежу определяем глубину фрезерования

Для чистовой обработки t=0,1 мм;

2. По справочным данным выбираем подачу для чернового фрезерования = 0,1 (мм/об)

3. Определение скорости резанияV (м/мин) с учетом выбранных свойств обрабатываемого и режущего материалов, геометрии и стойкости инструмента по эмпирическим зависимоcтям, имеющим общий вид для фрезерования

где С_v, т, х, у - коэффициенты, учитывающие вид обработки;

Т - период стойкости инструмента, мин;

k_v - коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки точение черновое.

коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки. = 0,7

- коэффициент, учитывающий, состояние поверхности. = 0,97

- коэффициент, учитывающий, материал инструмента. = 1 подрезание торца черновое.

K_v= 0,97*0,7*1 = 0,93

где Cv = 350 - постоянный коэффициент,

x = 0,15 - показатель степени при глубине фрезерования,

y = 0,35 - показатель степени при подаче,

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента,

T = 60 мин. - период стойкости фрезы из твердого сплава,

По формуле (1) вычисляется скорость резания для чернового точения:

4, Определение частоты вращения (мин-¹) либо числа двой
ных ходов заготовки или инструмента.

Число оборотов рассчитывается по формуле:

n =

где D = 30 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n =

Принимается число оборотов шпинделя n = 800 об/мин.

Фактическая скорость фрезерованияопределяется по формуле:

V_ф=рDn= 3,14*30*800=75398,22 мм/мин= 75,4 м/мин

Сила резания Pz рассчитывается по формуле:

где Cp = 300 - постоянный коэффициент,

x = 1 - показатель степени при глубине резания,

y = 0,75 - показатель степени при подаче;

n = -0,15 - показатель степени при скорости резания

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,

где Kmp = 0,88 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости, /1/;

Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup = 1; Kуp = 0,89; Kлp = 1; Krp = 1

Kp = 0,88*0,89*1*1*1 = 0,783.

По формуле вычисляется сила резания:

Мощность резания определяется по формуле:

N== 0,6 кВт

Основное время перехода рассчитывается по формуле:

To =

где s = 0,1 мм/об - рабочая подача инструмента;

sy = 3 - ускоренная подача отвода инструмента;

n = 800 об/мин - частота вращения шпинделя;

L - длина пути обработки, мм, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2,

где l = 25 мм - длина пути фрезерования

l1 = 1,5 мм - врезание;

l2 = 1,5 мм - перебег.

Тогда

L = 25 + 1,5 + 1,5 = 28 мм.

По формуле вычисляется основное технологическое время фрезернойоперации:

To ==035+0,011=0,361 мин

Ш. Расчетрежимов резаниядля шлифования

Назначение скорости шлифовального круга V_кр=50 м/с

Dкр=0,85 х d=0,85 х 30=25,5 мм

Расчет частоты вращения круга

n_кр=

Обычным средством достижения такой частоты вращения шпинделя круга является электрошпиндель, которым оснащаются такие станки. В качестве привода электрошпинделя применяется генератор, который тоже прилагается к станку. Таким будет электрошпиндель с частотой вращения n=10000 об/мин. Скорректируем скорость круга:

V_кр=

Выбор скорости вращения детали

V_и=75 м/мин.

Для обеспечения наибольшей точности обработки, имея в виду отклонения формы шлифуемой поверхности, отношение скорости круга к скорости детали должно быть примерно равно 30, т.е.

V_кр / V_и =31,4x60/75=25,12 условие выдержано

Частота вращения детали

n_и=(1000 х V_и)/(Пd_и)=796,8 об/мин.

Нормирование технологических операций.

Для точения

To =

где s = 0,63 мм/об - рабочая подача инструмента;