Конструкторско-технологическая подготовка мелкосерийного производства валов агрегатов авиационных двигателей на специализированном участке

2.2 Выбор и обоснование метода, оборудования и параметров формообразования заготовки

Процесс получения заготовки является одним из первых этапов преобразования материала в готовое изделие. Однако именно он определяет в дальнейшем не только способы и режимы обработки, но и эксплуатационные характеристики детали, её ресурс. Неправильно выбранный способ получения заготовки может сделать полностью невозможным получение кондиционной детали или себестоимость её будет настолько высока, что использование изделия в узле будет нерентабельным.

При выборе способа получения заготовки необходимо учитывать конфигурацию, размеры, массу и материал заготовки; количество получаемых заготовок; требуемую точность получения заготовки; шероховатость и качество ее поверхностных слоев; желательное направление волокон металла.

В процессе эксплуатации в детали ГП 21.095 вал возникают высокие напряжения кручения, деталь работает в условиях повышенных температур. Для обеспечения высоких физико-механических свойств, а также из соображений экономической целесообразности заготовку будем получать посредством обработки давлением. Штампованная заготовка имеет уплотненную структуру, благоприятное направление волокон металла, её физико-механические свойства выше, чем при обработке резанием.

Поковка имеет малые габаритные размеры, для выполнения операции штамповки не требуется значительных усилий. В таком случае рекомендуется использовать штамповку на ГКМ. Помимо улучшения механических свойств детали, возможности получения поковки без заусенцев и штамповочных уклонов, это также позволит повысить коэффициент использования материала (КИМ). Получение более сложной поковки экономически нецелесообразно, так как припуски на механическую обработку незначительны (КИМ не увеличится существенно), а следовательно не будет достигнут положительный экономический эффект от применения сложной штамповочной оснастки.

Чертеж заготовки вала показан на 2012.ГАЙДУК.244-05.

2.3 Расчёт, оптимизация и обоснование потребного количества технологических операций (переходов) формообразования поверхностей-представителей вала

В связи с тем, что выбранный способ окончательной обработки отдельных поверхностей не всегда может обеспечить получение требуемых точности и качества поверхности непосредственно из исходной заготовки возникает необходимость создания промежуточных операций или переходов, по мере выполнения которых достигается постепенное повышение точности заготовки до требуемой в готовой детали.

Выполним расчет потребного количества операций формообразования элементарных цилиндрических и плоских поверхностей-представителей вала. Для этого будем использовать расчетный метод, основанный на оценке коэффициентов уточнения (по точности) и (по шероховатости). Указанные коэффициенты показывают, насколько увеличилась точность либо повысился показатель шероховатости как за один переход (), так и в целом после всех этапов обработки поверхности (). Для оценки потребного количества операций формообразования будем использовать общий коэффициент уточнения - .

,

Определим количество переходов, необходимое для достижения заданной точности и шероховатости. Окончательно примем большее из полученных значений.

,

Результаты расчета заносим в таблицу 2.3.1

Схема нумерации поверхностей вала представлена на рисунке 2.3.1

Рисунок 2.3.1- Схема нумерации поверхностей вала

Таблица 2.3.1. Расчёт и оптимизация потребного количества операций формообразования поверхностей-представителей вала

№	Характеристики	Количество переходов	Характеристики по операциям	Операция
	Деталь	Заготовка					1	2	3	4	5	№	Наименования
1	O15,2m5 Ra 0,8	O18IT14() Rz 80	2,94	1,3	3	5	h12 Rz40					010	Токарная
								h9 Rz20				020	Токарная
									h8 Ra2,5			075	Шлифовальная
										m6 Ra 1.25		075	Шлифовальная
											m5 Ra0.8	090	Доводочная
2	8,5js12(±0,25) Rz20	8IT14 Rz80	0,53	1,3	2	2	h12 Rz40					010	Токарная
								js12 Rz20				020	Токарная
3	3,36js10(±0,023) Rz20	6IT14 Rz80	2,4	1,78	2	2	h12 Rz40					010	Токарная
								js10 Rz20				020	Токарная
4	3,36js10(±0,023) Ra1,25	6IT14 Rz80	2,4	3,5	3	4	h12 Rz40					015	Токарная c ЧПУ
								h10 Rz20				025	Токарная c ЧПУ
									h10 Ra5			065	Шлифовальная
										js10 Ra1,25		070	Шлифовальная
5	O19js14 Ra6,3	O22IT14() Rz 80	1	1,25	2	2	h14 Rz40					010	Токарная
								js14 Ra6,3				020	Токарная
6	O12,68h5 Ra2,5	O15IT14 Rz80	3,76	2,25	4	5	h12 Rz40					015	Токарная c ЧПУ
								h10 Rz20				025	Токарная c ЧПУ
									h8 Ra 5			065	Шлифовальная
										h6 Ra1.25		070	Шлифовальная
											h5 Ra0,63	090	Доводочная
7	O11,093h Ra2,5	O15IT14 Rz80	3.76	2.25	4	5	h12 Rz40					015	Токарная c ЧПУ
								h10 Rz20				025	Токарная c ЧПУ
									h8 Ra 5			065	Шлифовальная
										h6 Ra1.25		070	Шлифовальная
											h5 Ra0,63	090	Доводочная
8	52,4js12(±0,25) Ra 2,5	53IT14 Rz80	0,53	1,3	2	2	h12 Rz40					015	Токарная c ЧПУ
								js12 Ra2,5				025	Токарная c ЧПУ
9	O8,46h11 Ra2,5	O11IT14 Rz80	2,06	1,73	2	3	h12 Rz40					015	Токарная c ЧПУ
								h10 Rz20				025	Токарная c ЧПУ
									h8 Ra2,5			040	Шлицефрезерная
11	14,3H12 Rz20	14IT14 Rz80	0,12	1,3	2	2	H12 Rz40					015	Токарная c ЧПУ
								H12 Rz20				025	Токарная c ЧПУ
12	10,2h12 Ra2,5	53IT14 Rz80	1,30	1,96	3	4	h12 Rz40					015	Токарная c ЧПУ
								h12 Rz20				025	Токарная c ЧПУ
									h12 Rz10			065	Шлифовальная
										h12 Ra2,5		065	Шлифовальная
13	O4,76Н7 Ra3,2	O4.5IT1 Rz40	0,58	1,1	3	3	H12 Rz40					035	Сверлильная
								H10 Rz20				035	Сверлильная
									H7 Ra3,2			035	Сверлильная
14	O11,2Н14 Rz20	O11IT14 Rz40	1	1	1	1	H14 Rz20					020	Сверлильная
15	O12,3h14 Ra6,3	O18IT14() Rz 80	1,2	1,38	2	2	h14 Rz40					010	Токарная
								h14 Ra6,3				020	Токарная

2.4 Выбор и технико-экономическое обоснование этапов технологического процесса изготовления, комплектов технологических баз, методов и последовательности обработки поверхностей вала

Одной из наиболее сложных и принципиальных задач проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических и измерительных баз. От правильного выбора технологических баз в значительной мере зависят фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; степень сложности приспособлений, режущих и измерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.

Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали, технические условия на ее изготовление, вид заготовки и состояние ее поверхностей, желаемая степень автоматизации. Перед выбором баз для конкретной операции необходимо четко сформулировать задачи, которые должны быть решены в результате выполнения данной операции. Эти задачи вытекают из чертежа и технических условий на изготовление данной детали.

Выбор баз производится исходя из размерных связей между поверхностями. Это находит отражение в принципах совмещения баз и постоянства баз, соблюдение которых обеспечивает формирование наиболее коротких размерных цепей.

Технологические базы должны иметь точность не ниже чем у обрабатываемых поверхностей. Для большинства операций это требование соблюдается, и такие базы называют чистыми.

Исключение составляют первые операции каждого этапа, базы для которых подготовлены на предшествующем этапе и уступают по точности и качеству обрабатываемым поверхностям.

Выбору баз на первой операции предшествует определение поверхностей, которые будут использоваться в качестве баз на последующих операциях.

Черновые базы могут быть использованы на каждом этапе только один раз и для координации только одной из обрабатываемых поверхностей.

Почти всегда возможна реализация нескольких вариантов базирования. Но обычно при выборе баз руководствуются следующими рекомендациями:

. Базы должны обладать достаточной протяженностью.

. Заготовка должна занимать в приспособлении надлежащее ей положение под действием собственного веса, а не в результате приложения зажимных усилий.

.Базовые поверхности должны быть чистыми для обеспечения однозначности базирования. Не допускается использовать поверхности со следами разъема штампов, литейных форм, остатками литниковой системы.

Наиболее существенное влияние на последовательность обработки поверхностей детали оказывает характер размерной связи. Анализируя форму детали и проставленные на рабочем чертеже размеры, можно установить, что основными технологическими базами могут служить: 1) торцы детали - в качестве опорной базы, лишающей заготовку одной степени свободы; 2) наружные поверхности в качестве направляющих баз; 3) внутренние поверхности, лишающие заготовку четырех степеней свободы.

При обработке желательно свести к минимуму погрешность установки, чтобы обеспечить требования к точности и шероховатости поверхностей. Этого можно добиться, предварительно подготовив базы - торец и отверстие заготовки.

На чертеже детали в качестве конструкторской базы для диаметральных размеров принята ось детали, однако, исходя из невозможности использования оси в качестве технологической базы, в качестве установочных используем внешнюю цилиндрическую поверхность 1,6и торцы 3,4 (рисунок 2.3.1), при этом будет выполнен принцип совмещения баз при обработке большинства торцев, кроме того, в процессе изготовления детали будем применять вспомогательные установочные базы в виде центровых гнезд.

2.5 Разработка, обоснование, оптимизация и оформление предварительного плана технологического процесса изготовления вала

План технологического процесса в виде операционных эскизов составляют по рабочему чертежу детали. Такой план является результатом решения всех основных технологических задач. Им устанавливается границы между операциями и последовательность операций в техпроцессе, установочные и исходные базы, схемы закрепления заготовки.

Намечаются виды операций, которые должна пройти каждая поверхность, а следовательно и основные этапы техпроцесса. Так же определяются поверхности, которые лучше или необходимо обрабатывать совместно с другими поверхностями.

Для данной детали - вала - технологический процесс изготовления ее был разбит на следующие этапы:

1) заготовительный - этап, на котором из первичного материала формируется заготовка, подлежащая обработке для получения готовой детали. Заготовка получается посредством штамповки на горизонтально-ковочной машине. На заготовительном этапе достигается точность поверхностей, соответствующая 14 квалитету, и шероховатость Rz = 80 мкм;

2) черновой этап - этап, на котором производится первичное формообразование поверхностей вала. Определяется общая конфигурация поверхностей. Этот этап в механической обработке характеризуется большой величиной снимаемых припусков, большими числами подач, большими силами резания при относительно невысоких скоростях резания. При обработке данной детали наиболее характерная операция - токарная; достигаемая точность поверхностей соответствует 12 квалитету при шероховатости поверхностей Rz = 40 мкм;

Закрепление заготовки осуществляют с помощью трехкулачкового патрона и упором в торец по наружной поверхности.

3) Получистовой этап - обработка поверхностей детали до 10-го квалитета точности и шероховатости Rz = 20 мкм.

Закрепление заготовки в центрах с поводковым патроном.

4) Термообработка - закалка и отпуск;

5) Чистовой - этап, на котором производится обработка поверхностей, где достигается 9-й и 8-й квалитеты точности и шероховатость Rz = 10 мкм; также на этом этапе сверлится отверстие, снимаются фаски, обрабатываются шлицы; после чистового этапа следует промывка детали (т.е. очистка от остатков стружки и пыли);

На токарных операциях заготовку устанавливают в центра с поводковым патроном.

6) Отделочный этап - обработка ответственных поверхностей вала до шероховатости Ra = 0,8 мкм; после отделочного этапа следуют промывка детали (т.е. очистка от остатков стружки и пыли); также проводятся слесарные операции, чаще всего выполняемые вручную, непосредственно рабочим, с низким уровнем механизации (очистка от заусенцев, притупление острых кромок);

После выполнения всех формообразующих операций следует окончательный контроль детали и консервация.

2.6 Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-диаметров всех цилиндрических поверхностей вала нормативным методом

Нормативный метод определения припусков предусматривает назначение общих или операционных припусков на механическую обработку в зависимости от метода изготовления заготовки, требуемой точности и шероховатости поверхности детали и размеров этой поверхности на основе опытно-статистических данных, содержащихся в нормативно-технической документации. Этот метод иногда именуется опытно-статистическим. Величина общего припуска в соответствии с принятым технологическим маршрутом распределяется между отдельными переходами обработки каждой поверхности.

Главным преимуществом нормативного метода определения припусков является возможность назначения общего припуска до разработки технологического маршрута. Это позволяет существенно сократить длительность технологической подготовки производства нового изделия в результате параллельного проектирования технологических процессов получения заготовки и ее механической обработки. Однако этот метод не дает возможности сокращать расход материала за счет уменьшения припусков на отдельные операции.

В качестве примера рассмотрим расчет припусков нормативным методом для наружной цилиндрической поверхности O15.2m5 , Ra 0,8.

Результаты расчета будем заносить в таблицу 2.6.1.

Маршрут обработки устанавливаем на основании ранее разработанного плана технологического процесса. Формообразование данной поверхности осуществляется за 5 переходов в следующем порядке: точение черновое, точение получистовое, шлифование предварительное, шлифование окончательное, доводка. В качестве доводочной операции применяем суперфиниширование. Заготовка - поковка, IT 14, Rz80.

Точность поверхности изменяется по переходам следующим образом: h12 - h19 - h8- h6 - m5; шероховатость: Rz40 - Rz20- Rа2,5 - Rа1,25 - Rа0,8.

Достигаемая точность определяет допуск размера. Значение операционных допусков устанавливаем по справочнику [2, с.192, т.32]. Черновое точение (?0,180мм), получистовое точение (?0,043 мм), предварительное шлифование (?0,027 мм), окончательное шлифование (?0,011), суперфиниширование .

Рекомендуемый припуск назначаем в соответствии со справочными данными [1, c.112, т.П.5.1], [1, c.114, т.П.5.3].

1. Точение черновое : 2z = 1,300 мм;

2. Точение получистовое: 2z = 0,600 мм;

3. Шлифование предварительное: 2z = 0,200 мм;

4. Шлифование окончательное: 2z = 0,100 мм;

5. Суперфиниширование: 2z = 0,030 мм.

На последней ступени обработки расчетный размер равен размеру готовой детали. Для суперфиниширования D_p = 15,2 мм. C учетом допуска наибольший предельный размер на данной операции:

D_max = 15,215 мм.

Расчетные размеры на предшествующих ступенях обработки определяем как сумму наибольшего предельного размера (равного округленному значению расчетного размера по рекомендациям [1, с.110, т. П.4.1] и из технологических соображений) и соответствующего ему расчетного припуска на данной ступени обработки:

Тогда:

- для окончательного шлифования (операция075 ):

D_p =15,2+0,030= 15,230 мм;

D_прин =15,300 мм;

- для предварительного шлифования (операция075 ):

D_p =15,300 +0,100= 15,400 мм;

D_прин =15,400 мм;

- для получистового точения (операция 020):

D_p =15,400+0,200= 15,600 мм;

D_прин =15,600 мм;

- для чернового точения (операция010 ):

D_p =15,600+0,600= 16,200 мм;

D_прин =16,200 мм;

- для операции штамповки (операция 005):

D_p =16,420+1,300= 17,500 мм;

D_прин =18,000 мм.

Принятый припуск на обработку равен разности принятых размеров на предыдущем и данном переходах:

- для суперфиниширования: 2z_прин =15,300 - 15,200= 0,100 мм;

- для окончательного шлифования: 2z_прин = 15,400 - 15,300 = 0,100 мм;

- для предварительного шлифования: 2z_прин =15,600 - 15,400 = 0,200 мм;

- для получистового точения: 2z_прин =16,200- 15,600 =0,600 мм;

- для чернового точения: 2z_прин =18,000- 16,200 =1,800 мм.

Минимальное значение припуска на данном переходе определяем по следующей формуле: .

- для суперфиниширования: 2z_min=0,100-0,011= 0,089 мм;

- для окончательного шлифования: 2z_min=0,100-0,027= 0,073 мм;

- для предварительного шлифования: 2z_min=0,200-0,043= 0,157 мм;

- для получистового точения: 2z_min=0,600-0,180=0,420 мм;

- для чернового точения: 2z_min=1,800-0,300=1,500 мм;

Полученное значение минимального припуска необходимо сравнить с допустимым минимальным значением припуска на каждую операцию. Минимальный припуск должен составлять не менее трети рекомендуемого.

Технологический операционный размер на каждой ступени обработки записывается как максимальный размер и допуск "в тело": для суперфиниширования: 15,2; для окончательного шлифования:15,3_-0,011; для предварительного шлифования: 15,400_-0,027; для получистового точения: 15,600_-0,043; для чернового точения: 16,200_-0,180.

Аналогично ведем расчет для остальных поверхностей вращения. Результаты расчета заносим в таблицу 2.6.1.

Таблица 2.6.1 - Расчет и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-диаметров цилиндрических поверхностей вращения нормативным методом

Технологические операции	Размеры, мм	Отклонения, мм	Припуски, мм	Характеристики операций
№	Наименование	Расчётный	Принятый		Рекомендуемый	Принятый	Минимальный	Шероховатость обработки, мкм	Точность обработки
Поверхность № 1: Наружная цилиндрическая, O 15,2 m5; Ra 0,8; <28 HRCэ
090	Суперфинишная	15,200	15,200		0,030	0,100	0,089	Ra 0,8	m5
075	Шлифовальная	15,230	15,300		0,100	0,100	0,073	Ra 1,25	h6
075	Шлифовальная	15,400	15,400		0,200	0,200	0,157	Ra 2,5	h8
020	Токарная	15,600	15,600		0,600	0,600	0,420	Rz 20	h9
010	Токарная	16,200	16,200		1,300	1,800	1,500	Rz 40	h12
005	Штамповка	17,500	18,000		-	-	-	Rz 80	IT14
Поверхность № 5: : Наружная цилиндрическая, O 19 js14 ; Ra 6,3; < 28 HRCэ
020	Токарная	19,000	19,000		0,700	0,700	0,180	Ra 6,3	js14
010	Токарная	19,700	19,700		1,800	2,300	2,000	Rz 40	h14
005	Штамповка	21,500	22,000		-	-	-	Rz 80	IT14
Поверхность № 6: : Наружная цилиндрическая, O 12,68 h5 ; Ra 2,5; < 28 HRCэ
090	Суперфинишная	12,680	12,680		0,030	0,120	0,109	Ra 0,8	h5
070	Шлифовальная	12,710	12,800		0,100	0,100	0,073	Ra 1,25	h6
065	Шлифовальная	12,900	12,900		0,200	0,200	0,130	Ra 5	h8
025	Токарная	13,100	13,100		0,600	0,600	0,420	Rz 20	h10
015	Токарная	13,700	13,700		1,300	1,300	1,000	Rz 40	h12
005	Штамповка	15,000	15,000		-	-	-	Rz 80	IT14
Поверхность № 7: : Наружная цилиндрическая, O 11,093 h5 ; Ra 0,8; < 28 HRCэ
090	Суперфинишная	11,093	11,093		0,030	0,107	0,096	Ra 0,8	h5
065	Шлифовальная	11,123	11,200		0,100	0,100	0,082	Ra 1,25	h6
065	Шлифовальная	11,300	11,300		0,200	0,200	0,157	Ra 5	h7
025	Токарная	11,500	11,500		0,600	0,600	0,420	Rz 20	h9
015	Токарная	12,100	12,100		1,300	1,900	1,900	Rz 40	h12
005	Штамповка	13,400	14,000		-	-	-	Rz 80	IT12
Поверхность № 9: : Наружная цилиндрическая, O 8,46 h10 ; Ra 2,5; < 28 HRCэ
025	Токарная	8,460	8,460		0,500	0,540	0,390	Rz 20	h10
015	Токарная	8,960	9,000		1,300	2,000	1,700	Rz 40	h12
005	Штамповка	10,300	11,000		-	-	-	Rz 80	IT14

2.7 Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-диаметров заданных цилиндрических поверхностей вращения вала расчетно-аналитическим методом

Расчетно-аналитический метод точнее нормативного, поскольку позволяет определить оптимальные значения промежуточных припусков, исходя из конкретного сочетания условий обработки, реализуемых в данном технологическом процессе. Применение данного метода позволяет снизить потери материала в стружку на 20…30%. Однако расчетно-аналитический метод не получил широкого распространения вследствие своей трудоемкости.

Выполним расчет припусков расчетно-аналитическим методом для наружной цилиндрической поверхности O15,2 m5 , Ra 0.8. Для поверхностей вращения определяем величину минимального симметричного припуска на обработку по следующей формуле [1, c. 11]:

где - шероховатость поверхности, полученная на предшествующей операции, мкм; - глубина дефектного поверхностного слоя, полученная на предыдущей операции механической обработки, мкм; - суммарное значение пространственных отклонений, которые были получены на предыдущей операции, мкм; - погрешность установки на данной операции, мкм.

Составляющие припуска определяем с учетом принятых методов обработки поверхностей в следующем порядке:

1. Маршрут обработки элементарных поверхностей, номер операций и достигаемая при этом шероховатость поверхности заносятся в таблицу 2.7.1 на основании данных метода обработки.

2. Величины и , характеризующие состояние поверхности заготовки после обработки различными методами, определяем по таблицам точности и качества обработки [1, с. 89, т. П.1.1]:

- штамповка (операция 005): Rz80, h = 100;

- точение черновое (операции010): Rz40, h = 60;

- точение получистовое (операция020 ): Rz20, h = 20;

- шлифование предварительное (операция075 ): Rz10, h = 20;

- шлифование окончательное (операция075 ): Rz5, h = 10;

- суперфиниширование (операция090 ): Rz3,2, h = 4;

3. Для штампованной заготовки имеют место отклонения, обусловленные смещением полостей штампа (?_СМ) и короблением (?_КОР). Так как величины этих отклонений носят случайный характер, суммарное отклонение определяем как среднеквадратичное их значение:

Определяем значения отклонений штампованной заготовки 5 класса точности в соответствии со справочными данными [1, c.108, т. П.3.7, П.3.8]:

?_СМ=0,300 мкм; ?_КОР=0,400 мкм.

На последующих операциях остаточные отклонения от погрешности исходной заготовки определяются через коэффициент уточнения формы

В этом выражении К_у характеризует степень уменьшения погрешности после выполнения нескольких переходов, т.е. от исходной заготовки до рассматриваемого этапа обработки.

На основании опытных данных рекомендуется принять следующие значения коэффициента уточнения формы [1, c.18]:

Точение:

черновое,06;

получистовое 0,05;

чистовое 0,04;

Шлифование:

предварительное 0,03;

окончательное 0,02.

Кроме того, учитывается коробление заготовки после операций термообработки.

Погрешность установки представляет собой отклонение фактически достигнутого положения заготовки при ее установке от требуемого. Она зависит от способа закрепления детали на станке, типа приспособления, его точности и т.д. [1, с. 19-20, т .1.1].

- точение черновое (операции010 ): = 200;

- точение получистовое (операция020 ): = 100;

- шлифование предварительное (операция075 ): = 30;

- шлифование окончательное (операция075 ): = 30;

- суперфиниширование (операция090 ): = 20.

. Зная все составляющие минимального припуска, определим расчетное значение минимального припуска для каждой из ступеней обработки по формуле 2.1:

- точение черновое (операции010): = 1437 мкм;

- точение получистовое (операция020 ): = 410 мкм;

- шлифование предварительное (операция075): = 160 мкм;

- шлифование окончательное (операция075): = 128 мкм;

- суперфиниширование (операция090 ): = 94 мкм.

Определив значения минимального припуска на всех ступенях обработки, получим соответствующие расчетные размеры. На последней ступени обработки (суперфинишной операции) расчетный размер будет равен диаметру готовой детали 15,2мм. Так как для данной поверхности конструктором задано поле допуска m5, максимальный предельный размер D_max = 15,215 мм.

На предшествующих ступенях обработки расчетный размер будем определять по следующей зависимости: :

- штамповка (операция 005): 18,237 мм;

- точение черновое (операции010): 16,490 мм;

- точение получистовое (операция020): 15,803 мм;

- шлифование предварительное (операция075 ): 15,555 мм;

- шлифование окончательное (операция075): 15,317 мм.

Полученные значения расчетных размеров необходимо округлить в соответствии с требованиями [1, с.110, т. П.4.1], причем минимальный припуск на каждой ступени обработки с учетом округления должен быть больше или равен расчетному минимальному припуску. Кроме того, необходимо учитывать технологические особенности обработки на каждой из операций. Таким образом, имеем значения округленных размеров:

- штамповка (операция 005): 19.000 мм;

- точение черновое (операции010 ): 16.500 мм;

- точение получистовое (операция020 ): 15,900 мм;

- шлифование предварительное (операция075): 15,600 мм;

- шлифование окончательное (операция075 ): 15,400 мм.

. Максимальные предельные значения размеров совпадают с расчетными (с учетом округления) на всех операциях кроме штамповки (ибо поле допуска на данной операции расположено как в тело заготовки, так и "в плюс"). Минимальные предельные значения размеров определяются следующим образом:

.

Величины допусков аналогичны принятым при расчете припусков нормативным методом.

По найденным значениям и можем определить значения максимального () и минимального () припусков по формулам:

;

.

Полученные расчетные данные заносим в таблицу 2.7.1. Расчет остальных поверхностей вращения ведем аналогичным образом. Для охватывающих поверхностей отличие будет состоять в том, что расчетный размер будет совпадать с минимальным предельным значением.

Таблица 2.7.1 Расчет и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-диаметров цилиндрических поверхностей вращения расчетно-аналитическим методом.

Технологическая операция	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск, мкм	Допуск размера, мм	Расчетный размер D, мм.	Принятые размеры, мм.	Принятые припуски, мм	Предельные отклонения	Куо
№	Наименование	Rz	h			2Zmin.pасч	Т	Dpасч	Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin	Дсм	Дкор
Поверхность № 1: Наружная цилиндрическая, O 15,2 m5; Ra 0,8; <28 HRCэ
005	Штамповка	80	100	500	-	-		18,237	19,000	18,200	-	-	300	400	-
010	Токарная	40	60	30	200	1437		16,490	16,500	16,320	2,680	1,700	18	24	0,06
020	Токарная	20	20	25	100	410		15,803	15,900	15,857	0,630	0,420	15	20	0,05
060	Термическая													1,5
075	Шлифовальная	10	20	16	30	160		15,555	15,600	15,573	0,327	0,257	10	13	0,03
075	Шлифовальная	5	10	11	30	128		15,317	15,400	15,389	0,211	0,173	7	9	0,02
090	Суперфинишная	3,2	4	6	20	94		15,215	15,215	15,207	0,193	0,174	3	5	0,01
Поверхность № 5: : Наружная цилиндрическая, O 19 js14 ; Ra 6,3; < 28 HRCэ
005	Штамповка	80	100	500	-	-		21,937	22,500	21,700	-	-	300	400	-
010	Токарная	40	60	30	200	1437		20,190	21,200	20,680	1,820	0,500	18	24	0,06
020	Токарная	20	20	25	100	410		19,260	19,260	18,974	2,226	1,420	15	20	0,05
Поверхность № 6: : Наружная цилиндрическая, O 12,68 h5 ; Ra 2,5; < 28 HRCэ
005	Штамповка	80	100	500	-	-		15,637	16,500	15,700	-	-	300	400	-
015	Токарная	40	60	30	200	1437		13,890	13,900	13,620	2,880	1,800	18	24	0,06
025	Токарная	20	20	25	100	410		13,230	13,3	13,130	0,770	0,320	15	20	0,05
060	Термическая													1
065	Шлифовальная	10	20	16	30	160		12,955	13,000	12,973	0,327	0,130	10	13	0,03
070	Шлифовальная	5	10	11	30	128		12,785	12,800	12,789	0,211	0,173	6	9	0,02
090	Суперфинишная	3,2	4	6	20	94		12,688	12,680	12,672	0,128	0,109	3	5	0,01
Поверхность № 7: : Наружная цилиндрическая, O 11,093 h5 ; Ra 0,8; < 28 HRCэ
005	Штамповка	80	100	500	-	-		13,637	14,180	14,000	-	-	300	400	-
015	Токарная	40	60	30	200	1437		12,190	12,200	12,020	2,160	1,800	18	24	0,06
025	Токарная	20	20	25	100	410		11,603	11,600	11,557	0,643	0,420	15	20	0,05
060	Термическая													2,5
065	Шлифовальная	10	20	16	30	160		11,346	11,400	11,382	0,218	0,157	10	13	0,03
065	Шлифовальная	5	10	11	30	128		11,198	11,200	11,189	0,211	0,182	7	9	0,02
090	Суперфинишная	3,2	4	6	20	94		11,085	11,093	11,085	0,115	0,096	3	5	0,01
Поверхность № 9: : Наружная цилиндрическая, O 8,46 h10 ; Ra 2,5; < 28 HRCэ
005	Штамповка	80	100	500	-	-		10,837	11,500	10,700	-	-	300	400	-
015	Токарная	40	60	30	200	1437		9,02	9,100	8,950	2,550	1,600	18	24	0,06
025	Токарная	20	20	25	100	410		8,402	8,460	8,402	0,698	0,490	15	20	0,05

2.8 Разработка, расчеты и анализ размерной схемы формообразования и схем размерных цепей плоских торцевых поверхностей вала

Главная задача размерного анализа - правильное и обоснованное определение промежуточных и окончательных размеров и допусков на них для вала. Особенно в этом нуждаются линейные размеры, связывающие неоднократно обрабатываемые противоположные поверхности. Определение припусков на такие поверхности расчетно-аналитическим или нормативным методами затрудняет определение промежуточных технологических размеров и их отклонений. В этом случае обращаются к прикладной теории размерных цепей. Последовательный размерный анализ технологического процесса состоит из ряда этапов: разработка размерной схемы технологического процесса; выявление технологических размерных цепей; расчет технологических размерных цепей. Размерную схему строим, располагая планами эскизов установки и обработки детали. С учетом количества обработок торцевых поверхностей на эскизе условно показываем операционные припуски, а также размеры готовой детали и заготовки. Для этого вычерчиваем контур готовой детали и указываем в направлении торцов слои межоперационных припусков на обработку. Указываем расстояние между торцевыми поверхностями размерами А…Д в соответствии с координацией размеров на рабочем чертеже; с учетом количества обработок торцевых поверхностей, условно показываем операционные припуски .

Все исходные, промежуточные и окончательные торцевые поверхности нумеруем по порядку слева направо от 1 до n. Через нумерованные поверхности проводим вертикальные линии, затем в зонах номеров соответствующей операции, между вертикальными линиями начиная с последней операции с учетом эскизов установки и обработки плана технологического процесса, указываем технологические размеры, получаемые при выполнении каждой операции. Операционные размеры представляем в виде стрелок с точкой. Точка совмещается с установочной базой, а стрелка с поверхностью, полученной на данной операции.

После построения размерной схемы выявляем и строим схемы технологических размерных цепей. На основании составленных схем размерных цепей определяем типы составляющих звеньев и составляем исходные уравнения, а затем их рассчитываем. В этих цепях в квадратных скобках указываются конструкторские размеры и размеры припусков, которые являются замыкающими звеньями в рассматриваемых цепях. Выявление размерных цепей по размерной схеме начинаем с последней операции. Составление размерных цепей выполняем таким образом, чтобы в каждой новой цепи было неизвестно только одно звено. В такой же последовательности ведут расчет размерных цепей.

Рисунок 2.8 - Размерная схема формообразования торцевых поверхностей

2.8.1. Расчеты припусков на обработку и операционных размеров-координат плоских торцевых поверхностей вала расчетно-аналитическим методом

В качестве примера рассмотрим расчет припусков для торца 8, который координируется относительно торца 4 размером Г=52,4±0,25 (см. рисунок 2.8). Для односторонней обработки (в частности для обработки плоских торцевых поверхностей) величина минимального припуска определяется по следующей зависимости [1, c.11]:

Обработка торца 2 ведется на операциях 20 (черновое точение) и 50 (получистовое точение).

Шероховатость и величину дефектного слоя определяем аналогично рассмотренной выше методике:

- точение черновое (операция 015): Rz40, h = 60;

- точение получистовое (операция025 ): Rz20, h = 20.

Отклонения формы, вызванные смещением полостей штампа не оказывают влияния на точность обработки торцевых поверхностей. При расчете минимального припуска учитываем только коробление заготовки (?_КОР): ?_КОР=0,400 мкм [1, c.108, т. П.3.7, П.3.8]. Для расчета дальнейших операций принимаем следующие коэффициенты уточнения [1, c.18]:

Точение:

черновое,06;

получистовое 0,05;

чистовое 0,04;

Шлифование:

предварительное 0,03.

Погрешность установки определяем в соответствии со справочными данными [1, с. 19-20, т .1.1]:

- точение черновое (операции015 ): = 50;

- точение получистовое (операция025 ): = 50.

. Зная все составляющие минимального припуска, определим расчетное значение минимального припуска для каждой из ступеней обработки по формуле 4.1:

- точение черновое (операция015 ): = 630 мкм;

- точение получистовое (операция025 ): = 174 мкм.

Аналогично ведем расчет припусков остальных плоских торцевых поверхностей. Результаты расчетов заносим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8.1 - Расчет припусков на обработку плоских торцевых поверхностей расчетно-аналитическим методом.

Технологическая операция	Элементы припуска	Расчет минимального припуска Zmin, мкм
№	Наименование	Rz	h	Д	еy
Поверхность № 2: Торцевая, 8,5js12(±0,25); Rz 20
005	Штамповка	80	100	400	-	-
010	Токарная	40	60	24	50	630
020	Токарная	20	20	20	50	174
Поверхность № 8: Торцевая, 52,4js12(±0,25); Rz 20
005	Штамповка	80	100	400	-	-
015	Токарная	40	60	24	50	630
025	Токарная	20	20	20	50	174
Поверхность № 4: Торцевая, 3,36js10(±0,023); Rа 2,5
005	Штамповка	80	100	400	-	-
015	Токарная	40	60	24	50	630
025	Токарная	20	20	20	50	174
060	Термическая			1,68
065	Шлифовальная	10	10	16	20	80
070	Шлифовальная	5	5	12	10	46
Поверхность № 12: Торцевая, 10,2h12; Rа 2,5
005	Штамповка	80	100	400	-	-
015	Токарная	40	60	24	50	630
025	Токарная	20	20	20	50	174
060	Термическая			0,51
065	Шлифовальная	10	10	16	20	80
Поверхность № 11: Торцевая, 14,3H12; Rz 20
005	Штамповка	80	100	400	-	-
015	Токарная	40	60	24	50	630
025	Токарная	20	20	20	50	174
Поверхность № 3: Торцевая, 3,36js10(±0,023); Rz 20
005	Штамповка	80	100	400	-	-
010	Токарная	40	60	24	50	630
015	Токарная	20	20	20	50	174

Расчет операционных размеров-координат ведем в соответствии с полученной схемой технологических размерных цепей. В качестве примера рассмотрим расчет линейного операционного размера S₅ (cм. рисунок 2.8).

Конструкторский размер Б получается в условиях совмещения исходной и конструкторской баз и равен технологическому размеру S₁₅ (S₁₅= Б=3,36±0,023).

Замыкающим звеном этой цепи является размер припуска z₅. Исходное уравнение для данной размерной цепи можно записать в виде:

Z₅= S₁₄ -S₁₅.

Далее, зная величину минимального припуска z_2min и технологический размер S₁₅ с допуском на него, определим размер S₁₄:

S_14min= z_5min+S_15max=0,046+3,383=3,429.

Прибавим к полученному значению S_14min величину операционного допуска и получим расчетное значение размера S₁₄:

S_5nom=3,429+0,046=3,475.

Округляем полученный размер в соответствии с [1, с.110, т. П.4.1]. При этом учитываем, что размер S₁₄ является увеличивающим звеном в рассмотренной размерной цепи. Поэтому округлять его необходимо в большую сторону. Таким образом, S₁₄ = 3,5_-0,046.

Определив все составляющие звенья рассмотренной размерной цепи, выполним расчет фактического припуска z₂:

Z₅= S₁₄ -S₁₅ = 3,5_-0,046-3,36±0,023=.

Из расчета видно, что значение минимального припуска z_5min = 0,071 не менее расчетного, следовательно расчет операционного размера выполнен верно.

Расчет остальных размерных цепей торцевых поверхностей вала проводится аналогично и представлен в таблице 2.8.1

Таблица 2.8.1 Определение операционных размеров-координат

Замыкающий размер, мм	Исходное уравнение	Расчетный размер, мм	Допуск, мм	Принятый размер, мм	Принятый припуск, мм
Б=3,36±0,023	Б=S15	S15=3,36	0,046	S15=3,36±0,023	-
z5 =0,046	z5 =S14 -S15	S14min= z5min+S15max= =0,046+3,383=3,429	0,046	S14=3,5-0,046	Z5=3,5-0,046-3,36±0,023=
Z6 =0,080	Z6 =S12 -S14	S12min= z6min+S14max= =0,080+3,5=3,58	0,046	S12=3,6-0,046	Z6=3,6-0,046-3,5-0,046=
Z7 =0,174	Z7 =S8 -S12	S8min= z7min+S12max= =0,174+3,6=3,774	0,120	S8=3,9-0,120	Z7=3,9-0,120-3,6-0,046=
Z4 =0,174	Z4 =S6 -S8	S6min= z4min+S8max= =0,174+3,9=4,074	0,046	S6=4,1	Z4=4,1-0,046-3,90,120=
Z8 =0,630	Z8 =S2 -S6	S2min= z8min+S6max= =0,630+4,1=4,730	0,120	S2=4,9-0.120	Z8=4,9-0.120-4,1-0.046=
Z3 =0,630	Z3 =Н2 -S2	Н2min= z8min+S2max= =0,630+4,9=5,530	0,300	Н2=6	Z3=6-4,9-0.120=
В=10,2	В =S12 +S13 -S15	S13min= В min -S12min+S15mах=10-3,554+3,383=9,829	0,114	S13= 9,94-0.114	В =3,6-0,046+9,94-0.114-3,36±0,020=10,18
Z9 =0,080	Z9 =S11 + Z7- S13	S11min= Z9 min -Z7mах+S13mах=0,080-0,346+9,94=9,674	0,150	S11=10-0.150	Z9=10+0,3-9,94=
Z10 =0,174	Z10 =S5 + Z8- S11	S5min= Z10 min -Z8min+S11mах=0,174-0,680+10=9,494	0,150	S5=9,7-0.150	Z10=9,7+0,8-10=
Z11 =0,630	Z11 =Н5 - S5	Н5min= z11min+S5max= =0,630+9,7=10,330	0,800	Н5 =11	Z11=11-9,7-0.150=
А=8,5±0,250	А=S7 -S8	S7min= Аmin+S8max= =8,25+3,9=12,15	0,180	S7= 12,4-0.180	А=12,4-0.180-3,9-0,120=
Z2 =0,174	Z2 =S1 - S7	S1min= Z2min+S7max= =0,174+12,4=12,574	0,180	S1=12,8-0.180	Z2=12,8-12,4-0.180=
Z1 =0,630	Z1 =Н1 + Н2- S1	Н1min= Z1min -Н2min+S1mах=0,630-6+12,800=7,430	0,800	Н1=8	Z1=8+6-12,8-0.180 =1,2
Г=52,4±0,250	Г=S9 -S15	S9min= Гmin+S15max= =52,15+3,383=55,533	0,300	S9=55,76-0.250	Г=55,76-0.220-3,36±0,023=52,4
Z14 =0,174	Z14 =S3 - S9	S3min= Z14min+S9max= =0,174+55,76=55,934	0,300	S3=56,3-0.300	Z14=56,3-0.300-55,76-0.250=0,54
Z15 =0,630	Z15 =Н2 + Н3 - S3- Z3	Н3min= Z15 min -Н2min+S3mах+z3max =0,630-6+56,3+1,520=52,45	0,800	Н3= 53	Z15=53+6-56,3-0.300 -= =1,6
Д=14,3	Д=S10	S10=14,3	0,700	S10=14,3	-
Z12 =0,174	Z12 =S10 + Z14- S4	S4mах= S10min+ Z14 min-z12min=14,3+0,24-0,174=14,366	0,180	S4= 14,1	Z12=14,3+0,54-14,1=
Z13 =0,630	Z13 =S4 + Z15- Н4	Н4mах= S4min+ Z15 min-z13min= =14,1+0,880-0,630=14,350	0,800	Н4=14	Z13 =14,1+1,6-14=

2.8.2 Расчеты и оптимизация припусков на обработку операционных размеров-координат плоских торцевых поверхностей с использованием прикладной теории графов размерных цепей

Для выявления, анализа и оптимизации сложных размерных цепей целесообразно построение графа размерных связей, который начинают с технологической установочной базы первой операции обработки резанием [1, с. 64]. Начнем построение графа с торца 11 (рисунок 2.8). Технологические базы всех операций должны быть непосредственно связаны между собой размерами. Чтобы построить дерево необходимо выбрать какую-либо вершину. Первоначально выбранная вершина называется корнем. Построение дерева может начинаться с любой вершины. Если принять поверхности заготовки и детали за вершины, а связи между ними (размеры) за ребра, то процесс обработки детали, начиная с заготовки до готовой детали, можно представить в виде двух деревьев - исходного и производного, соответственно. Дерево с конструкторскими размерами и размерами припусков на обработку называется исходным, а дерево с технологическими размерами - производным. Если оба этих дерева для конкретной детали совместить, то такой совмещенный граф в закодированной форме позволяет представить геометрическую структуру технологического процесса обработки рассматриваемой детали. В таком графе все размерные связи и технологические размерные цепи из неявных превращаются в явные. Появляется возможность в дальнейшем, в технологическом процессе не прибегать к чертежу вала, а, пользуясь только этой информацией, носителем которой является совмещенный граф, производить все необходимые исследования и расчеты. Любой замкнутый контур на совмещенном графе, состоящий из ребер исходного и производного деревьев, образует технологическую размерную цепь. В ней ребро исходного дерева является замыкающим звеном, а ребра производного дерева являются составляющими звеньями.

Сначала строим производное дерево, а затем - исходное дерево .

Перед построением совмещенного графа необходимо проверить:

- количество операционных размеров, учитывая размеры заготовки, на размерной схеме технологического процесса должно равняться сумме конструкторских размеров и размеров припусков;

- к каждой поверхности должна подходить одна, и только одна, стрелка.

После проверки правильности построения деревьев их совмещают так, чтобы вершины с одинаковыми номерами совпали. Совмещенный граф производного и исходного деревьев и является графом технологических размерных цепей.

Совмещенный граф размерных цепей представлен на рисунке 2.8.2.

Рисунок 2.8.2 - Совмещенный граф размерных цепей

2.9 Проектирование и выполнение чертежа заготовки вала

Процесс получения заготовки является одним из первых этапов преобразования материала в готовое изделие. Однако именно он определяет в дальнейшем не только способы и режимы обработки, но и эксплуатационные характеристики детали, её ресурс. Неправильно выбранный способ получения заготовки может сделать полностью невозможным получение кондиционной детали или себестоимость её будет настолько высока, что использование изделия в сборочной единице будет нерентабельным.

При выборе способа получения заготовки необходимо учитывать конфигурацию, размеры, массу и материал заготовки, количество получаемых заготовок, требуемую точность получения заготовки; шероховатость и качество ее поверхностных слоев; желательное направление волокон металла. В процессе эксплуатации в детали ГП 23-095 вала возникают высокие напряжения кручения, контактные и изгибные напряжения в зубчатом венце также высоки, деталь работает в условиях повышенных температур. Для обеспечения высоких физико-механических свойств заготовку будем получать посредством обработки давлением. Штампованная заготовка имеет уплотненную структуру, благоприятное направление волокон металла, высокие физико-механические свойства. Помимо улучшения механических свойств детали, это также позволит повысить коэффициент использования материала (КИМ). Поковка имеет малые габаритные размеры, для выполнения операции штамповки не требуется значительных усилий. В таком случае рекомендуется использовать штамповку на ГКМ. ГКМ широко применяют в крупносерийном и массовом производствах для горячей штамповки из проката самых различных поковок, требующих технологических переходов высадки, прошивки, просечки, пережима заготовки, выдавливания, гибки и отрезки поковки от прутка. Поковки штампуют непосредственно из прутка или отдельных штучных заготовок с незначительными по величине облоем и штамповочными уклонами, а также без них с малыми припусками и допусками, что обеспечивает значительную экономию металла.Конфигурация заготовки с учетом метода ее получения показана на рисунке 2.9. Размеры на чертеже (рисунок 2.9) проставлены с учетом проведенных расчетов линейных размеров и размеров-диаметров нормативным методом.

Рисунок 2.9 - Заготовка вала

2.10 Проектирование механических операций технологического процесса

2.10.1 Расчет режимов резания и разработка, оформление комплекта технологической документации

2.10.1.1 Токарная черновая операция

Рисунок 2.10- Эскиз обработки

1. Выбор инструмента

Для подрезки торца 1 выбираем токарный проходной отогнутый резец с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18868-73[15, с. 120, т. 4].

Геометрические размеры резца приведены на рисунке 2.11

Рисунок 2.11 - Эскиз проходного отогнутого резца

Материал режущей части резца - твердый сплав Т5К10.

Для обработки поверхностей 2,4 и 5выбираем токарный подрезной отогнутый резец ГОСТ 18880-73, показанный на рисунке 2.12[15, с.120,т. 6].

Рисунок 2.12 - Эскиз подрезного отогнутого резца.

Материал режущей части резца - твердый сплав Т5К10.

2. Устанавливаем глубину резания. Припуск на обработку удаляем за один рабочий проход:

- поверхность 1: t = 1,2мм;

- поверхность 2: t = 0,9 мм;

- поверхность 4: t = 1,1 мм;

- поверхность 5: t = 1,15мм.

3. Рассчитываем подачу по формуле:

- поверхность 1: мм/об;

- поверхность 2: мм/об;

- поверхность 4: мм/об;

-поверхность 5: мм/об.

Принимаем период стойкости резца = 60 мин [15, с. 268].

4. Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами резца:

Находим значение коэффициентов по справочным данным [15, с. 269, т. 17]. = 350;x = 0,15; y = 0,35; m = 0,2.

K_v - общий поправочный коэффициент, равный произведению коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки:

- поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала. Определяется по формуле:

,

где - коэффициент для материала инструмента, - показатель степени, при обработке резцами с пластинами из твердого сплава:

; =1 [15, с. 262, т. 2]. Предел прочности стали = 1080 МПа. Тогда: .

- поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, для поковки [15, с. 263, т. 5].

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала режущего лезвия на скорость резания= 1, [15, с. 263, т. 6].

и - поправочные коэффициенты, учитывающие изменение главного и вспомогательного углов в плане. Для резцов:

- проходной отогнутый резец K_ц= 1 и K_ц1 = 0,87;

- подрезной отогнутый резец K_ц = 0,75 и K_ц1= 1.

Общий поправочный коэффициент на скорость главного движения резания:

- поверхность 1:;

- поверхность 2:;

- поверхность 4:;

- поверхность 5:.

С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

- поверхность 4:

- поверхность 5:

6. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости главного движения резания находится по формуле:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

- поверхность 4:

- поверхность 5:

7. Мощность, затрачиваемая на резание, кВт:

,

где- тангенциальная составляющая силы резания при точении [15, с. 271]:

Для заданных условий: [15, с. 273, т. 22].

Р_z: ; x = 1; y = 0,75; n = -0,15;

Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов , учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов назначаем по рекомендациям [15, с. 275, т. 23]:

;

- проходной отогнутый резец Р_z:K_цp = 1;K_гp = 1,1;K_лp = 1;

- подрезной отогнутый резец Р_z: K_цp = 0,91;K_гp = 1;K_лp = 1.

. Подставляем все найденные значения в формулу:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

- поверхность 4:

- поверхность 5:

Тогда мощность резания:

- поверхность 1:

- поверхность 2:

- поверхность 4:

- поверхность 5:

В соответствии с выбранным методом обработки, полученной мощностью и размером заготовки выбираем станок: токарно-винторезный 16Б16А [15, с.15, табл.9].

Примем станочные обороты и подачи:

- поверхность 1: n= 1400 об/мин; S_пр=0,52 мм/об;

- поверхность 2: n= 1000 об/мин; S_пр=0,52 мм/об;

- поверхность 4: n= 1000 об/мин; S_пр=0,52 мм/об;

- поверхность 5: n= 1000 об/мин; S_пр=0,52 мм/об.

9. Фактическая скорость главного движения резания:

поверхность 1 :

поверхность 2 :

поверхность 4 и 5:

10. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для резания исходя из условия .

Мощность на шпинделе станка: , где - мощность двигателя; - КПД станка. Тогда: .

Так как - обработка поверхностей на выбранном станке возможна.

11. Определяем основное время обработки:

,

гдеL - расстояние, которое проходит резец.

- поверхность 1:

- поверхность 2:

- поверхность 4:

- поверхность 2:

Тогда время обработки:

- поверхность 1:

- поверхность2:

- поверхность 4:

- поверхность 5:

12. Определим общее время обработки за операцию:

2.10.1.2 Сверлильная операция

Рисунок 2.13- Эскиз обработки

1.Выбор инструмента

Для сверления отверстия выбираем сверло спиральное с задним направлением для труднообрабатываемых материалов по ГОСТ 10902-77

Рисунок 2.14 - Сверло спиральное с задним направлением для труднообрабатываемых материалов

l=20мм; l1=30мм; L=80 мм; D=4,5мм;D1=5 мм

Материал сверла Р6М5.

Для операции предварительного развертывания выбираем машинную цельную развертку с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ1672-80. Материал развертки Р6М5.(рис. 2.15)

Габаритные размеры: d=4,7; L=109; l=50.

Для операции окончательного развертывания выбираем машинную цельную развертку с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ1672-80. Материал развертки Р6М5.(рис. 2.15)

Габаритные размеры: d=4,76; L=117; l=50.

Рисунок 2.15- машинная цельная развертка с цилиндрическим хвостовиком

Расчет режимов резания при сверлении

Для стали 40ХН2МА поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств на скорость резания:

; [2,c.262,т.2]

2. Поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания: 1 [2, с.263, т.6].