Проектирование детали "Втулка"
Анализ технических требований, предъявляемых к детали "Втулка", определение типа производства и метода получения заготовки. Расчет припусков на механическую обработку поверхностей и обоснование режимов резания. Проектирование станочного приспособления.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 08.11.2011 |
Размер файла | 2,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
- Содержание
- 1. Анализ служебного назначения детали
- 1.1 Краткое описание изделия: назначение, условия работы и требования предъявляемые к нему
- 1.2 Описание детали: назначение, материал, анализ технологичности, технические условия, предъявляемые к ней
- 2. Анализ технических требований, предъявляемых к детали
- 3. Определение типа производства, такта выпуска и партии запуска
- 4. Анализ технологичности конструкции детали
- 5. Анализ существующего технологического процесса. Формирование задания на проектирование
- 6. Выбор метода получения заготовки
- 7. Выбор варианта технологического маршрута
- 7.1 Выбор и обоснование способов обработки поверхностей заготовки
- 7.2 Выбор и обоснование схем базирования и закрепления
- 7.3 Обоснование выбора металлорежущих станков, обоснование выбора станочных приспособлений и другой техоснастки
- 7.4 Обоснование выбора режущих и мерительных инструментов
- 7.5 Краткое описание предлагаемого маршрутного технологического процесса по операциям
- 7.6 Расчет припусков на механическую обработку поверхностей
- 7.7 Определение и обоснование режимов резания
- 7.8 Нормирование технологических процессов
- 8. Проектирование станочного приспособления
- 9. Научно-исследовательская часть
Список литературы
1. Анализ служебного назначения детали
1.1 Краткое описание изделия: назначение, условия работы и требования предъявляемые к нему.
Газоперекачивающий агрегат ГПА-Ц3-16С/85-1,5 представляет собой блочно-контейнерный агрегат с газотурбинным конвертированным судовым двигателем ДГ90Л2 мощностью 16МВт, предназначен для транспортирования природного газа по магистральным газопроводам и для помпирования газа на компрессорных станциях различного технологического назначения. Агрегат изготавливается в климатическом исполнении "УХЛ" категории размещения 1 ГОСТ15150-69, что обеспечивает нормальную работоспособность при температуре окружающего воздуха от 218К до 318К и относительной влажности 100% а также при наличии осадков. Основным механизмом ГПА является компрессор. Компрессор центробежный двухступенчатый с вертикальным разъемом корпуса предназначен для сжатия газа, поступающего по всасывающему трубопроводу, до необходимого давления и подачи его в нагнетательный трубопровод. Основные технические характеристики агрегата приведены в таблице 1.1
Таблица 1.1 - Основные технические характеристики агрегата
Параметр |
Значение |
|
Номинальная мощность привода |
16 МВт |
|
Номинальное давление |
8.34 МПа |
|
Отношение давлений на номинальной частоте вращения ротора |
1.7 |
|
Номинальная частота вращения ротора |
5200 об/мин |
|
Температура газа на входе |
288 К |
|
Влажность газа на входе |
состояние насыщения при отсутствии капельной влаги |
|
Запыленность газа на входе |
< 5 мг / м3 при размере механических частиц <20 мкм |
|
Повышение температуры газа |
47 К |
|
Механический КПД |
98 % |
|
Политропный КПД |
83 % |
|
Производительность, отнесенная к температуре 288 К и давлению 0.101 Мпа |
21.197 млн м3/сутки |
|
Производительность по условиям всасывания |
275.19 м3/мин |
|
Начальное давлениеноминальное Максимальное |
4.909 МПа 4.300 МПа |
|
Конечное давлениеноминальное Максимальное |
8.343 МПа 9.590 МПа |
|
Отношение давлений |
1.5 |
|
Количество ступеней |
2 |
|
Система уплотнения |
гидравлическая с плавающими кольцами |
|
Система смазки |
циркуляционная, под давлением, с воздушным охлаждением |
1.2 Описание детали: назначение, материал, анализ технологичности, технические условия, предъявляемые к ней
Назначение.
Деталь 177.7200.011 "Втулка" входит сборочной единицей в компрессор ГПА, она является элементом думмисного уплотнения нагнетательной полости второй ступени. На рисунке 1.1 показаны поверхности детали: А - основные базовые, Б- исполнительные, В- свободные.
Рисунок 1.1 - Поверхности детали
Основными базовыми поверхностями являются А1 и А2, которыми деталь базируется и устанавливается в изделии. Поверхность А1- установочная база, А2- двойная опорная; таким образом деталь лишается пяти степеней свободы, а для ориентации в угловом направлении используется поверхность Г.
Поверхности Б1 и Б2 являются исполнительными: на Б1 находятся торцовые лунки, на Б2 - кольцевые фасонные канавки.
Поверхности В1 и В2 - свободные - они не выполняют никаких функций в изделии.
Размещение детали в узле думмисного уплотнения показано на рисунке 1.2 Втулка устанавливается в деталь "Улитка", базируясь поверхностью 500h6 (А2) по внутренней цилиндрической поверхности Ф500H7 и малым торцем бурта (А1) по ее торцу. Для крепления используются четыре болта М12. Для выпрессовки втулки предусмотрены три резьбовых отверстия М12-7Н. Уплотнение газового потока осуществляется лабиринтным методом: торцовые лунки останавливают вращательное движение газового потока и он устремляется в зазор 0,4..0,42 мм между втулкой и думмисом, напрессованным на ротор, геометрия кольцевых канавок обеспечивает завихрение и остановку газового потока.
Рисунок 1.2 - Сечение узла думмисного уплотнения: 1- улитка; 2-болт крепежный; 3- втулка; 4- думмис; 5- ротор.
Материал.
Для изготовления детали 177.7200.011 "Втулка" используется алюминиевый деформируемый сплав АК6, что объясняется условием работы- недопустимость возникновения искры при вращении ротора и стремлением максимально облегчить деталь.
Алюминиевый деформируемый сплав АК6 обладает высокой обрабатываемостью резанием в отожженном состоянии, высокой свариваемостью, удовлетворительной обрабатываемостью давлением в отожженном состоянии, температурный интервал деформаций 380..470С.
Обрабатываемость резанием при обработке быстрорежущим инструментом удовлетворительная , при обработке твердосплавным инструментом хорошая и дает шероховатость Ra= 1,6..6,3 мкм, что вполне приемлемо для проектируемой технологии механической обработки детали. Материалами- заменителями могут быть алюминиевые деформируемые сплавы АК4, АК8, АЛ4 обладающие сходными механическими свойствами. Химический состав, механические свойства и предпочтительные режимы термообработки приведены в таблицах 1.2 ..1.4.
Таблица 1.2 - Химический состав алюминиевого сплава АК6
Элемент |
Al |
Cu |
Mg |
Mn |
Ni |
Fe |
Si |
Zn |
Ti |
примеси |
|
содержание |
основа |
1,8-2,6 |
0,4-0,8 |
0,4-0,8 |
до 0,1 |
до 0,7 |
0,7-1,2 |
до 0,3 |
до 0,1 |
до 0,1 |
Таблица 1.3 - Механические свойства алюминиевого сплава АК6
Свойство |
бв , Мпа |
б0,2 , Мпа |
, % |
KCU, МДж/м2 |
KCT, МДж/м2 |
|
Значение |
430 |
367 |
11,2 |
1,1 |
0,14 |
Таблица 1.4 - Режимы термообработки алюминиевого сплава АК6
Термообработка |
нагрев, tС |
выдержка, ч. |
Охлаждение |
|
Отжиг |
400 |
2 |
воздух |
|
Закалка |
505 - 525 |
2 |
вода |
|
Старение |
160 - 165 |
10 |
воздух |
|
Стабилизация |
160 |
2 |
воздух |
2. Анализ технических требований, предъявляемых к детали
Точность размеров: анализ точности диаметральных размеров приведен в таблице 1.5, линейных размеров- таблица 1.6, угловых размеров - таблица 1.7. Стандартные допуски выбираем по [1]. Обозначение поверхностей- по чертежу детали.
Таблица 1.5 - Анализ точности диаметральных размеров
Размер |
Допуск по ГОСТ25347-82, |
Размер с принятым допуском |
Примечание |
|
d 548h14 |
-1,750 |
d 548h14 (-1,75) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
d 498h14 |
-1,550 |
d 498h14 (-1550) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
d 460,8H7(+0.063) |
+0,63 |
d 460,8H7 (+0.063) |
Допуск задан верно. |
|
d 500h6 (-0.040) |
-0,40 |
d 500h6 (-0.040) |
Допуск задан верно. |
Таблица 1.6 - Анализ точности линейных размеров
Размер |
Допуск по ГОСТ25346-82 |
Размер с принятым допуском |
Примечание |
|
4 |
±0,150 |
4 IT14 (±0,150) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
13 |
±0,215 |
13 IT14 (±0,215) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
16 |
±0,215 |
16 IT14 (±0,215) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
20 |
±0,260 |
20 IT14 (±0,260) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
28 |
±0,0105 |
28 IT7 (±0,0105) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
30 |
±0,260 |
30 IT14 (±0,260) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
32 |
±0,310 |
32 IT14 (±0,310) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
35 |
±0,310 |
35 IT14 (±0,310) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
110 |
±0,435 |
110 IT14 (±0,435) |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
4,57+0,12 |
±0,15 |
4,57 IT14 (+0,15) |
Допуск задан неверно, принимаем по ГОСТ. |
|
7,5+0,15 |
±0,18 |
7,5 IT14 (+0,18) |
Допуск задан неверно, принимаем по ГОСТ. |
Таблица 1.7 - Анализ точности угловых размеров
Угол |
Длина, мм |
Допуск по ГОСТ8908-81 |
Угол с принятым допуском |
Примечание |
|
15° |
4 |
±30' |
15°±30' |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
15°±30' |
2 |
±30' |
15°±30' |
Допуск задан верно. |
|
45°±30' |
3 |
±30' |
15°±30' |
Допуск задан верно. |
Точность форм и взаимного расположения поверхностей: анализ точности форм и взаимного расположения поверхностей приведен в таблице 1.8.
Таблица 1.8 - Анализ точности форм и взаимного расположения поверхностей
Поверхность |
Тип отклонения и предельное значение |
Базовая поверхность |
Допуск по ГОСТ, мкм |
Принятый допуск, мкм |
Примечание |
|
Малый торец бурта l = 28 |
торцевое биение 20 мкм |
Г |
20 |
20 |
Принят для избежания перекоса пов-ти Г при закреплении |
|
Цилиндрическая Ф500h6 |
радиальное биение 30 мкм |
Г |
30 |
30 |
Принят для точного центрирования пов-ти |
|
4 отверстия Ф14 |
позиционный допуск 100 мкм |
Ф525 |
120 |
120 |
Принимаем допуск по ГОСТ. |
|
Цилиндрическая Ф460,8H7 |
допуск цилиндричности |
20 |
20 |
Назначаем допуск по ГОСТ |
Для поверхностей, на которые не оговариваются погрешности форм, принимаем предельные значения погрешностей:
для поверхностей тел вращения 0,3б;
для плоскостей 0,6б.
Степень шероховатости: анализ степени шероховатости приведен в таблице 1.9
Таблица 1.9 - Анализ степени шероховатости обрабатываемых поверхностей
Поверхность |
Величина шероховатости Ra, мкм |
Величина шероховатости по ГОСТ 2789-73 Ra,мкм |
Принятая величина шероховатости Ra,мкм |
Примечание |
|
Цилиндрическая Ф500h6 |
1,6 |
1,25 |
1,6 |
Принимаем заданную шероховатость, т.к. она достаточна. |
|
Малый торец бурта l=28 |
1,6 |
12,5 |
1,6 |
Принимаем заданную шероховатость для более плотного прилегания поверхностей втулки и улитки |
|
Ф460,8H7 |
1,6 |
2,5 |
1,6 |
Принимаем заданную шероховатость для обеспечения геометрии думмисного уплотнения |
|
Цилиндрическая канавка на Ф500h6 h=4,75; l=7,5 |
1,6 |
1,25 |
3,2 |
Принимаем большую шероховатость так как уплотнение функционирует неподвижно |
|
Пазы под крепежные болты R-16, l=32 |
12,5 |
12,5 |
12,5 |
Величина шероховатости задана верно |
Для остальных поверхностей принимаем значение шероховатости Ra=6,3.
Рабочий чертеж 177.7200.011 "Втулка" дает полное представление о детали. В результате анализа допусков размеров, форм, взаимного расположения поверхностей, шероховатостей были выявлены и исправлены нарушения действующих стандартов.
К рабочим поверхностям и основным базам предъявлены достаточно жесткие требования по точности размеров, взаимного расположения,
3. Определение типа производства, такта выпуска и партии запуска
Производим расчет на ЭВМ, программа "tip.exe "Определение типа и формы организации производства", авторы: Руденко А.Б. ,Клюев В.А., Трушкова Л.Л., 13.09.1994. Для мелкосерийного производства характерна групповая форма организации, в связи с чем запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью. Описание выбранного типа производства. Приводим описание мелкосерийного типа производства по [2].
Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым. При серийном производстве изделия изготавливаются партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого типа производства является изготовление всей партии (серии) целиком как в обработке деталей так и в сборке. В серийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные операции, которые закреплены за отдельными станками. Станки применяются разнообразных видов: универсальные, специализированные, специальные, автоматизированные, агрегатные.
Станочный парк должен быть специализирован в такой мере, чтобы был возможен переход от производства одной серии машин к производству другой, несколько отличающейся от первой в конструктивном отношении.
При использовании универсальных станков должны широко применяться специализированные и специальные приспособления, специализированный и специальный режущий инструмент, измерительный инструмент в виде предельных (стандартных и специальных) калибров и шаблонов, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей. Серийное производство значительно экономичнее, чем единичное, так как лучшее использование оборудования, специализация рабочих, увеличение производительности труда обеспечивают уменьшение себестоимости продукции.
Мелкосерийному типу производства соответствует переменно- поточная форма организации производства. Станки располагают в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, в той же последовательности образуется и движение деталей. Производство идет партиями, причем детали каждой партии могут несколько отличаться одна от другой размерами или конструкцией, допускающими обработку на одном и том же оборудовании. Производственный процесс ведется таким образом, что время выполнения операции на одном станке согласовано с временем работы на следующем станке; детали данной партии перемещают со станка на станок в последовательности технологических операций, создавая непрерывность движения. Переналадка станков, приспособлений и инструментов, а также перестройка производственного процесса при переходе на обработку других разновидностей сходных деталей обеспечиваются предварительной технологической подготовкой.
4 Анализ технологичности конструкции детали
Качественный анализ технологичности.
Деталь относится к классу втулок, по своей конфигурации сравнительно проста и представляет собой втулку с буртом. Все обрабатываемые поверхности легкодоступны. Базовые поверхности, обрабатываются с высокой точностью - по 6,7 квалитету.
Деталь "Втулка" имеет ряд нетехнологичных элементов:
а) кольцевая канавка под резиновое уплотнение (рисунок 2.1) - для ее изготовления потребуется специальный канавочный резец;
Рисунок 2.1 - Эскиз кольцевой канавки
б) кольцевые фасонные канавки (рисунок 4.2): для их изготовления потребуется специальный канавочный резец, при нарезании необходимо применять комбинированную подачу, под углом к оси вращения;
Рисунок 4.2 - Эскиз кольцевых фасонных канавок
в) крепежные пазы и торцовые лунки (рисунок 4.3): так как они являются закрытыми, то это приводит к обработке малопроизводительным инструментом - пальцевой фрезой;
Рисунок 4.3 - Эскиз крепежных пазов и торцовых лунок
г) отверстия 14 и М12-7Н (рисунок 4.4): так как к точности расположения отверстий 14 предъявляется позиционный допуск 0,1 мм, а отверстия М12-7Н расположены не под прямым углом- потребуется точная разметка или обработка по кондуктору. При переводе обработки отверстий на станок с ЧПУ точность достигается точностью позиционирования инструмента;
Рисунок 4.4 - Эскиз нетехнологичных отверстий
д) понижения 498 (рисунок 4.5): так как их нельзя обработать без изменения траектории движения режущего инструмента. При обработке на станке с ЧПУ точность достигается точностью позиционирования инструмента;
Рисунок 4.5 - Эскиз понижений
Из качественного анализа технологичности конструкции детали можно сделать вывод: "Втулка" в целом является недостаточно технологичной, но внести изменения в эти нетехнологичные элементы нельзя, так как при этом ухудшатся эксплуатационные свойства детали. Для обработки детали потребуется изготовление специальных режущих инструментов, что приведет к увеличению ее себестоимости.
Количественный анализ технологичности.
1) уровень технологичности по точности обработки поверхностей:
Кт.о. =1- 1/Тср;(4.1)
Тср = (Тi*ni)/ni;(4.2)
Тср = (14*12+7*2+6*1)/15 = 12,53;
Кт.о. =1-1/12,53 = 0,92 - технологична;
2) уровень технологичности по шероховатости поверхностей:
К ш.=1- 1/Шср;(4.3)
Шср = Шi*niш/niш;(4.4)
Шср = (12,5*2+6,3*7+1,6*5)/15= 5,5;
Кш. = 1-1/5,5= 0,82 - технологична:
3) коэффициент использования материала:
Ким = 0,22 - нетехнологична.
Из количественной оценки технологичности детали можно сделать вывод: деталь "Втулка" является высокотехнологичной, однако текущая заготовка ведет к большим отходам материала.
В проектируемом технологическом процессе необходимо разработать заготовку, максимально приближенную по конфигурации к готовой детали для повышения Ким.
5. Анализ существующего технологического процесса. Формирование задания на проектирование
Заводской маршрутный технологический процесс изготовления детали 177.7200.011 "Втулка" приведен в таблице 5.1, операционный ТП документально отсутствует.
Таблица 5.1 - Маршрутный ТП изготовления детали 177.7200.011 "Втулка"
№ оп |
Наименование операции |
Оборудование |
Техоснастка |
Содержание операции |
|
05 |
Отрезная |
отрезать Ф250х326 заготовку для детали |
|||
10 |
Отрезная |
отрезать Ф250х156 заготовку для образцов |
|||
15 |
Кузнечная |
паровоздушные молоты |
ковать заготовку d 5704 / d 4205; Н=1253 |
||
20 |
Термическая |
термопечь |
произвести отжиг |
||
25 |
Токарная черновая |
ТВ400 |
планшайба Ф600 |
точить кольцо размерами Ф558-1,0 / Ф444+1,0; Н=120-0,5 |
|
30 |
Термическая |
термопечь |
произвести закалку и старение с образцами |
||
35 |
Изготовление, испытание образцов |
изготовить образцы, испытать механические свойства в соответствии с ТТ чертежа |
|||
40 |
Токарная получистовая |
ТВ400 |
планшайба Ф600 |
точить р-ры с припуском 5 мм |
|
45 |
Термическая |
термопечь |
произвести стабилизирующий отжиг |
||
50 |
Разметочная |
стол разметочный |
разметить 4 отв. Ф14; 4 паза R16; 3 отв. М12-7Н |
||
55 |
Сверлильная |
вертик/ сверл |
стол поворотный с УДГ |
сверлить 4 отв. Ф14; 3 отв под М12-7Н |
|
60 |
Фрезерная |
вертик/ фрезерный |
приспособление с УДГ |
фрезеровать 4 паза шириной 32 мм; R16 на глубину 18,5 мм симметрично относительно отверстий Ф14 |
|
65 |
Токарная чистовая |
ТВ400 |
планшайба Ф600 |
точить с переустановкой, выдерживая размеры и требования чертежа |
|
70 |
Контрольная |
микрометр индикатор |
контролировать по размерам и ТТ чертежа на станке |
||
75 |
Фрезерная |
вертик/ фрезерный |
приспособление с УДГ |
фрезеровать 90 лунок R10, выдержав р-ры h=3,3 мм и 1 мм |
|
80 |
Контрольная |
стол ОТК |
микрометр индикатор |
контролировать по размерам и ТТ чертежа на станке |
|
85 |
Слесарная |
метчик М12-7Н |
нарезать резьбу М12-7Н |
Заготовкой для механической обработки является поковка кованная на свободных молотах с большими припусками (до 15 мм) и напусками (до 40 мм). Установка детали на токарных операциях производится на планшайбу. При закреплении заготовки на черновых токарных операциях радиальное биение выверяется по рейсмусу, при этом до 15% поковок бракуется из-за большого отклонения от концентричности диаметральных поверхностей. Если брак исправимый - заготовка идет на перековку, иначе - отходы.
Для проектируемого технологического процесса обработки втулки в мелкосерийном производстве данная заготовка нетехнологична, следовательно, выбираем более приемлемый способ получения заготовки (раздел 6).
Все операции механической обработки выполняются на универсальном оборудовании. Обработку проведем на станках с ЧПУ. Сверлильную и фрезерную операции объединим и проведем на фрезерном станке с ЧПУ. Нарезание резьбы М12-7Н вынесем на слесарную операцию.
Внедрение оборудования с ЧПУ позволит отказаться от разметочной операции, что приведет к уменьшению времени изготовления детали, снижению себестоимости.
Схемы базирования при обработке в заводском варианте технологического процесса не указываются, они выбираются рабочими непосредственно на рабочих местах. Назначим на каждую операцию схему базирования.
Операции механической обработки ведутся с использованием универсальной техоснастки. При токарной обработке деталь после тщательной выверки по индикатору закрепляется в планшайбе (четыре независимых кулачка). Для уменьшения времени закрепления, повышения точности базирования применим самоцентрирующие приспособления.
Применяется режущий инструмент с креплением пластин пайкой. В проектируемом технологическом процессе применим максимум унифицированного режущего инструмента с механическим креплением сменных пластин, что снизит себестоимость изготовления детали.
Контроль геометрических параметров детали производится универсальным мерительным инструментом: линейные размеры - штангенциркулями, диаметральные - микрометрами. Контроль радиального и торцевого биения поверхностей проводится на станке: на направляющие станины устанавливается стойка с закрепленным на ней индикатором часового типа. В проектируемом варианте технологического процесса разработаем КИП для измерения радиального и торцевого биения, которые позволят провести измерения с высокой точностью и скоростью.
деталь втулка заготовка резание
6. Выбор метода получения заготовки
Метод получения заготовки оказывает большое влияние на технико-экономические показатели технологического процесса изготовления детали, поэтому при правильном выборе можно снизить трудоёмкость механической обработки, повысить коэффициент использования материала, снизить материалоёмкость конструкции. К заготовкам для станков с ЧПУ предъявляются следующие требования:
1) минимальные, но достаточные припуски;
2) жесткие допуски;
3) базовые поверхности, которые используются на первом установе в качестве установочной базы, должны быть ровными, гладкими, без заусенцев;
4) заготовки должны иметь форму, позволяющую вести обработку на станках с ПУ с использованием минимального количества режущего инструмента;
5) стандартные элементы должны быть унифицированными.
Заводской вариант заготовки - поковка кованная на паровоздушных молотах не является технологичной из-за больших отходов материала (Ким = 0,22).
Заготовку для изготовления втулки можно получить литьём или штамповкой. В условиях серийного производства лучше использовать литьё, т. к. снижается трудоёмкость последующей механической обработки, а коэффициент использования материала намного больше, чем при прокате или штамповке. Также следует учитывать высокую стоимость штампов и штамповочного оборудования, которые оправдывают себя при производстве больших партий деталей в массовом и крупносерийном производстве.
Из всей номенклатуры способов литья в серийном производстве для данной детали целесообразно применить литье в постоянные формы, которое обеспечивает более высокие точностные параметры заготовки и высокое качество поверхности. Также преимуществом литья в постоянные формы является возможность их многократного использования. Исходя из вышеперечисленных соображений и конфигурации детали, методом получения заготовки выбираем центробежное литье с горизонтальной осью вращения формы. Расчет допусков и припусков заготовки, получаемой литьем Устанавливаем способ литья [3]:
а) распределение отливок по массе детали - группа 6 [таблица 1, с.8];
б) группа серийности отливок - 4 (серийное производство);
в) группа сложности - 2 [таблица 5, с.10];
г) область применения - крупные отливки несложной наружной и внутренней конфигурации с внутренними полостями [таблица 10, с.14];
д) способ получения отливки - центробежное литье в металлические формы с горизонтальной осью вращения [таблица 10, с.13];
Устанавливаем базы первой операции механической обработки - рисунок 6.1
Рисунок 6.1
Определяем точностные характеристики отливки:
а) устанавливаем класс размерной точности [4, таблица9] - класс 9т;
б) определяем степень коробления элементов [таблица 10] - степень 2.
в) устанавливаем степень точности поверхностей - степень 8.
г) определяем шероховатость поверхностей - Ra = 10,0 мкм.
д) устанавливаем класс точности масс [таблица 13] - класс 9.
е) устанавливаем допуск смещения отливки по плоскости разъема отливки согласно разделу 2.7, которое равно допуску размерной точности наиболее точной стенки отливки, выходящей на разъем - 2,4 мм [таблица 1].
ж) определяем ряд припусков: при этом для внутренних поверхностей отливки выбираем ряд припусков на 1..3 единицы больше, чем для наружных и боковых поверхностей отливки (так как на внутренней поверхности отливки припуск должен быть больше вследствие всплытия с металлом вредных примесей и шлаков, ухудшающих прочность этих элементов отливки); ряд припусков: для внутренней поверхности отливки - 5, для всех остальных - 2. Обозначаем обрабатываемые поверхности детали- рисунок 6.2
Рисунок 6.2 Обрабатываемые поверхности
Результаты выбора данных и расчетов сводим в таблицу 6.1
Таблица 6.1 - Определение размеров литой заготовки
№поверхности |
Номинальный размер элементов детали |
Допуск размера |
Допуск формы и расположения эл. отливки |
Общий допуск |
Вид механической обработки |
Полов. общего допуска |
Ряд припусков |
Величина припуска |
Окончательный размер элемента заготовки |
|
1 |
d460,8 |
2,8 |
0,64 |
3,2 |
чистовая |
1,6 |
5 |
2,6 |
d455,6 ± 1,6 |
|
2 |
110 |
2,0 |
0,16 |
2,0 |
получист. |
1,0 |
2 |
2,2 |
114,4 ± 1.0 |
|
3 |
d500 |
2,8 |
0,64 |
3,2 |
тонкая |
1,6 |
2 |
3,0 |
d506 ± 1,6 |
|
4 |
28 |
1,4 |
0,16 |
1,6 |
тонкая |
0,8 |
2 |
2,8 |
33± 0,8 |
|
5 |
d548 |
2,8 |
0,8 |
3,2 |
получист. |
1,6 |
2 |
2,4 |
d552,8 ± 1,6 |
|
6 |
110 |
2,0 |
0,16 |
2,0 |
получист. |
1,0 |
2 |
2,2 |
114,4 ± 1,0 |
Более точно размеры заготовки будут определены далее расчетно- аналитическим методом.
Условное обозначение точности отливки в технических требованиях в соответствии с выбранными данными проставляется следующим образом:
9т-2-8-9 см. 2,4 ГОСТ 26645-85.
9т - класс размерной точности;
2 - степень коробления;
8 - степень точности поверхности;
9 - класс точности массы;
см. 2.4 - допуск смещения отливки по плоскости разъема.
После получения отливку следует подвергнуть термообработки - отжигу для снятия внутренних напряжений и исправления неоднородности структуры, полученных в результате неравномерного охлаждения и застывания металла.
Проведем сравнение методов заводского и предлагаемого методов получения заготовок.
Определим массу спроектированной заготовки по формуле:
Q = V*p, кг(6.1)
где V- объем заготовки;
р - плотность материала заготовки, для алюминиевого сплава АК6 р =2,75 г/см3;
объем определим по формуле:
V=V1+V2-V3=Pi(R12*h1 + R22*h2 - R32*h3), см3(6.2)
V=3,14 * (25,32 * 8,14 + 27,642 * 3,3 + 22,782 * 11,44) =
= 5272,7 см3;
в результате получаем
Q = 5272,7 * 2,75 = 14499 г = 14,5 кг.
Определим стоимость заготовок, получаемой ковкой и центробежным литьем по формуле:
Sзаг = Q*Cзаг - (Q - q)*Сотх,(6.3)
гдеQ - масса заготовки;
Сзаг - стоимость 1кг заготовок, Cзаг = 1,76 грн;
q - масса готовой детали, q = 10,7 кг;
Сотх - цена 1 кг отходов, Сотх = 0,18 грн.
для поковки
Q = 40,2 кг;
Sзаг = 40,2*1,76-(40,2-10,7)*0,18 = 65,44 грн;
для отливки
Q = 14,5 кг;
Sзаг = 11,5*1,76-(11,5-10,7)*0,18 = 20,10 грн;
Экономический эффект определим по формуле
Эз = (Sзаг1 - S заг2 ) * N,(6.4)
где Sзаг1,S заг2 - стоимость сопоставляемых вариантов заготовок, грн;
N - годовая программа выпуска деталей.
Эз = (65,44 - 20,10) * 1500 = 68010 грн
В результате выбора нового метода получения заготовки мы получим годовую экономию на материале 68010 грн.
7. Выбор варианта технологического маршрута
7.1 Выбор и обоснование способов обработки поверхностей заготовки
В процессе обработки к детали предъявляется ряд технических требований по точности, чистоте обработки, взаимному расположению поверхностей, механическим свойствам материала.
Предлагаемые варианты обеспечения требований (по [ ], стр. 8-16):
а) по шероховатости - таблица 7.1;
Таблица 7.1
Тип обработки |
Степень шероховатости Ra, мкм |
Метод обеспечения |
|
Токарная наружных поверхностей |
6,3 |
точение черновое и получистовое |
|
3,2 |
точение черновое, получистовое и чистовое |
||
1,6 |
точение черновое, получистовое, чистовое и тонкое |
||
Токарная внутренних поверхностей |
6,3 |
растачивание черновое и получистовое |
|
1,6 |
растачивание черновое, получистовое, чистовое и тонкое |
||
Сверление |
12,5 |
сверление |
|
Фрезерование |
12,5 |
фрезерование однократное |
|
Резьбонарезание |
3,2 |
обеспечивается инструментом |
б) по точности - таблица 7.2;
Таблица 7.2
Тип обработки |
Степень точности |
Метод обеспечения |
|
Токарная наружных поверхностей |
h14 |
точение черновое; точение однократное |
|
h11 |
точение черновое, получистовое |
||
h9 |
точение черновое, получистовое, чистовое |
||
h6 |
точение черновое, получистовое, чистовое и тонкое |
||
Токарная внутренних поверхностей |
H14 |
растачивание черновое; точение однократное |
|
H11 |
растачивание черновое, получистовое |
||
H9 |
растачивание черновое, получистовое, чистовое |
||
H7 |
растачивание черновое, получистовое, чистовое и тонкое |
||
Сверление |
H12 |
сверление однократное, точность инструмента |
|
Фрезерование |
IT14 |
фрезерование однократное |
|
Резьбонарезание |
7Н |
обеспечивается режимами резания и инструментом |
в) по точности формы и расположения элементов детали- таблица 7.3;
Таблица 7.3
Отклонение формы, расположения |
Величина допуска, мм |
Метод обеспечения |
|
Торцевое биение малого торца бурта относительно базового отверстия Ф460,8Н7 |
0,02 |
обработка элементов с одного установа |
|
Радиальное биение Ф500h6 относительно базового отверстия Ф460,8Н7 |
0,03 |
обработка элементов с одного установа |
|
Позиционный допуск расположения отверстий Ф14 относительно базового диаметра Ф525 |
0,1 |
точность приспособления, точность станка |
г) механические свойства материала:
в 300Мпа, т 200Мпа, 8% - обеспечиваются применением выбранного материала и проведением его термической обработки: отжиг, закалка, старение, стабилизация.
Так как материал детали - алюминиевый сплав АК-6, то из-за высокой вязкости материала получение высокой чистоты поверхностей возможно только точением резцами, а не шлифованием, как, например для сталей.
7.2 Выбор и обоснование схем базирования и закрепления
Выберем для каждой операции оптимальную схему базирования и механизм закрепления:
Токарная черновая - для обработки всех поверхностей произведем операцию за два установа:
1) базирование для установа А- рисунок 7.1, подготавливаем базовые поверхности для установа Б;
Рисунок 7.1
2) базирование для установа Б- рисунок 7.2, подготавливаем базовые поверхности для последующей обработки;
Рисунок 7.2
Токарная получистовая - производим операцию за два установа
базирование для установа А- рисунок 7.3, подготавливаем базовые поверхности для установа Б;
Рисунок 7.3
2) базирование для установа Б- рисунок 7.4, подготавливаем базовые поверхности для последующей обработки;
Рисунок 7.4
Фрезерная - базирование производим в соответствии с рисунком 7.5, т.к. при этом совмещается конструкторская и технологическая базы для крепежных отверстий.
Рисунок 7.5
Токарная чистовая - базирование производим в соответствии с рисунком 7.6.
Рисунок 7.6
Добиваемся обработки с одной установки наружной и внутренней цилиндрических поверхностей а т.ж. малого торца бурта, что приведет к минимальному их относительному биению и позволит выдержать следующие требования:
1) радиальное биение Ф500h6 не более 0.03 мм к базовой поверхности Г;
2) торцевое биение малого торца бурта не более 0.02 мм к базовой поверхности Г.
Базовая поверхность Г - внутренняя цилиндрическая (Б2 на рисунке 1.1)
При токарной обработке применяем принцип взаимозаменяемости баз: обрабатываемая поверхность служит базой для последующей отработки.
Для токарных операций применим универсальное зажимное приспособление - трехкулачковый самоцентрирующий патрон. Для фрезерной - специальное станочное приспособление, которое разработаем.
7.3 Обоснование выбора металлорежущих станков, обоснование выбора станочных приспособлений и другой техоснастки
Для токарной обработки выбираем токарно- винторезный станок с ЧПУ 16К30Ф305. Выбор обусловлен тем, что станок имеет наиболее оптимальные параметры технической характеристики по сравнению с другим оборудованием этого же класса. Для токарной чистовой обработки выбираем станок 1М63БФ101, позволяющий устанавливать в револьверную головку 6 (8) инструментов. Основные технические характеристики станка приведены в таблице 7.4
Таблица 7.4
Модель станка |
Наиб. обработки |
Ход суппорта., мм |
Частота вр. шп. n об/ мин |
Мощность ЭД, кВт |
Масса, кг |
Гариты, мм |
|||
длина |
ширина |
высота |
|||||||
16К30Ф305 |
630 |
1400 |
6.3-1250 |
22(15,17) |
6300 |
4350 |
2200 |
1600 |
|
1М63БФ101 |
630 |
2800 |
10-1250 |
15 |
5620 |
4950 |
1780 |
1550 |
Для сверлильно-фрезерной обработки применим станок типа 654РФ3, который позволит с одного установа осуществить необходимую обработку: сверление, фрезерование. Основные технические характеристики станка приведены в таблице 7.5.
Таблица 7.5
Параметр |
Значение |
|
Класс точности станка |
Н |
|
Мощность ЭД, кВт |
17 |
|
Наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм |
800х1000х530 |
|
Диапазон подач стола, мм/мин шпиндельной бабки, мм/мин |
5-1200 5-1200 |
|
Количество инструментов в револьверной головке |
6, 8 |
|
Частота вращения шпинделя, об/мин |
40..2000 |
|
Система УЧПУ |
Н-33 |
7.4 Обоснование выбора режущих и мерительных инструментов
Токарные операции: обработку будем проводить резцами с пластинами с механическим креплением. Размеры и вылет державок определяются параметрами станков. Материал пластин- твердый сплав ВК, рекомендуемый справочниками [ ], [ ].
Сверление, фрезерование будем проводить стандартным инструментом- сверла цилиндрические, фрезы пальцевые. Материал режущей части- быстрорежущая сталь Р6М5 (сверла), ВК6 (фрезы).
Параметры режущих инструментов приведены в таблице 7.6
Таблица 7.6 - Параметры режущих инструментов.
Параметр |
Обработка |
||||||
токарная черновая |
токарная получистовая |
токарная чистовая |
токарная тонкая |
сверлильная |
фрезерная |
||
материал режущей части |
ВК6 |
ВК3 |
ВК3М |
ВК3М |
Р6М5 |
ВК6 |
|
способ крепления пластины |
клин- прихватом |
клин- прихватом |
двуплечим прихватом |
двуплечим прихватом |
- |
- |
|
форма пластины |
плоская с фаской |
плоская без фаски |
плоская без фаски |
плоская без фаски |
- |
- |
|
угол в плане Ф |
93 |
93 |
93 |
93 |
- |
- |
|
вспомогательный угол в плане ф1 |
15 |
10 |
30 |
30 |
- |
- |
|
задний угол а, град |
6 |
8 |
10 |
10 |
20 |
||
задний угол на торцовой части а1, град |
- |
- |
- |
- |
- |
15 |
|
передний угол v, град |
8 |
12 |
12 |
12 |
20 |
||
передний угол на торцовой части v1, град |
- |
- |
- |
- |
- |
6 |
|
ширина фаски режущей кромки f |
0.6 |
- |
- |
- |
|||
радиус округления режущей кромки, р |
0.04 |
0.04 |
- |
- |
|||
радиус вершины резца, rв |
1.2 |
1.2 |
0.8 |
0.8 |
|||
форма заточки |
- |
- |
- |
- |
нормальная |
Обозначаем выбранный Р.И. в последовательности работы в соответствии со стандартами [ ]:
Операция токарная черновая:
Резцы по ISO: точение, подрезание торца - PDINR2525M15H2, ВК-6
растачивание - K.01.5036.000-02 ТУ 2-035-861-82.
Операция токарная получистовая:
Резцы по ISO: точение, подрезание торца - PCLBR2525M12H2
Операция фрезерная:
Сверла: свреление Ф14- 035-3201-1033 ОСТ 2И20-2-80
сверление Ф10.2- 035-3201-1018 ОСТ 2И20-2-80
Фрезы:паз R16- 035-2223-1143 ТУ 2-035-812-81
паз R10- 035-2223-1141 ТУ 2-035-812-81
Операция токарная чистовая:
Резцы по ISO: точение контурное - PDINR2525M15,
растачивание - PCLBR2525M12H2,
точение тонкое - PDINR2525M15.
Канавочный специальный ТМ 980751-19-0001СБ
Канавочный специальный ТМ 980751-19-0000СБ
Мерительный инструмент:
а) после черновой и получистовой обработки полученные размеры контролируем штангенциркулем ШЦ-I-1000-0.1 ГОСТ 166-89,
ШЦ-I-125-0.1 ГОСТ 166-89;
б) контроль выполнения канавок будем производить специальными канавочными шаблонами ТМКП98701810 (канавки R10, 90 шт.), ТМКП98701810 (кольцевые канавки).
в) окончательный прием поводим на столе ОТК с применением специальных контрольно- измерительных приспособлений для контроля радиального биения Ф500h6 и торцевого биения малого торца бурта.
7.5 Краткое описание предлагаемого маршрутного технологического процесса по операциям
005Заготовительная.
Оборудование: установка центробежного литья, термопечь.
Выполнить заготовку 177.7200.011
Произвести отжиг заготовки с образцами.
010 Токарная с ЧПУ.
Оборудование: станок токарно-винторезный с ЧПУ мод. 16К30Ф305
УЧПУ "2Р-22".
Техоснастка:патрон 3-х кулачковый ПЗК-У-630Ф8-95.
Р.И., М.И.: резец PDINR2525M15H2, ВК-6;
резец K.01.5036.000-02 ТУ 2-035-861-82, ВК6;
штангенциркуль ШЦ-I-1000-0.1 ГОСТ 166-89.
штангенциркуль ШЦ-I-125-0.1 ГОСТ 166-89.
Установ А Подрезать торец, расточить отверстие.
Установ Б Подрезать торцы, точить наружные поверхности.
Рисунок 7.7
015Технический контроль (промежуточный)
020Термическая.
Оборудование: термопечь.
Произвести закалку, старение с образцами.
Произвести стабилизацию с образцами.
025Токарная с ЧПУ.
Оборудование: станок токарно-винторезный с ЧПУ мод. 16К30Ф305
УЧПУ "2Р-22".
Техоснастка:патрон 3-х кулачковый ПЗК-У-630Ф8-95.
Р.И., М.И.: резец PCLBR2525M12H2, ВК4;
штангенциркуль ШЦ-I-630-0.1 ГОСТ 166-89.
штангенциркуль ШЦ-I-125-0.1 ГОСТ 166-89.
Установ А
Подрезать торец, точить наружную поверхность.
Установ Б
Подрезать торец, точить наружную поверхность.
Рисунок 7.8
030Технический контроль (промежуточный)
035Термическая (стабилизирующий отжиг)
040Фрезерная с ЧПУ
Оборудование: станок вертикально-фрезерный с ЧПУ 654РФ3,
УЧПУ"Н-33".
Техоснастка:патрон 3-х кулачковый ПЗК-У-630Ф8-95.
Р.И., М.И.:сверло 035-2301-1033 ОСТ 2И20-2-80, Р6М5;
сверло 035-2301-1018 ОСТ 2И20-2-80, Р6М5;
фреза 035-2223-1143 ТУ 2-035-812-81, ВК3;
фреза 035-2223-1141 ТУ 2-035-812-81, ВК3;
оправка 191432145 ТУ 035-763-80;
оправка 191432158 ТУ 035-763-80;
оправка 19432077 ТУ 035-990-85;
оправка 19432085 ТУ 035-990-85;
штангенциркуль ШЦ-I-630-0.1 ГОСТ 166-89;
шаблон канавочный R10 специальный ТМКП9801803;
Сверлить 4 отверстия ф14, сверлить 3 отверстия ф10,2, фрезеровать 4 паза R16, фрезеровать 90 лунок R10.
Рисунок 7.9
045 Технический контроль (промежуточный)
050Токарная ЧПУ.
Оборудование: станок токарно-винторезный с ЧПУ мод. 1М63БФ101
УЧПУ "2Р-22".
Техоснастка:патрон 3-х кулачковый ПЗК-У-630Ф8-95.
Р.И., М.И.: резец PCLBR2525M12H2, ВК3М;
резец канавочный специальный ТМКП98701807;
резец К.01.5036.000-07 ТУ 2-035-861-82, ВК3М;
резец канавочный специальный ТМКП98701808;
резец PDINR2525M15 ТУ 2-035-892-82, ВК3М;
резец PDINR2525M15 ТУ 2-035-892-82, ВК3М;
штангенциркуль ШЦ-I-630-0.1 ГОСТ 166-89,
штангенциркуль ШЦ-I-125-0.1 ГОСТ 166-89,
шаблон канавочный специальный ТМКП98018010;
Расточить отверстие с припуском 0,6 мм, нарезать кольцевые канавки, расточить отверстие с припуском 0,2 мм, расточить отверстие в размер. Точить канавку, точить наружную поверхность и торец с припуском 0,2 мм, понижения - в размер, точить торец и наружную поверхность в размер.
Рисунок 7.10
055 Технический контроль (промежуточный)
060 Слесарная
Р.И.: метчик М12 ГОСТ 3266-81.
Нарезать резьбу М12-7Н, 3 отверстия.
065Контрольная ОТК
Оборудование: стол ОТК.
Техоснастка, М.И.: КИП для контроля радиального биения d500h6
ТМКП987018010СБ;
штангенциркуль ШЦ-I-630-0.1 ГОСТ 166-89;
штангенциркуль ШЦ-I-125-0.1 ГОСТ 166-89;
шаблон канавочный специальный ТМКП9801808;
Контролировать соответствие детали размерам и ТТ чертежа.
7.6 Расчет припусков на механическую обработку поверхностей
Произведем расчет припусков на диаметральный размер d 500h6.
Маршрут обработки поверхности приведен в таблице 8.1.
Таблица 8.1 - Маршрут обработки поверхности Ф500h6
Наименование операции (перехода) |
Достигаемый квалитет точности |
Параметр шерохова-тости Rz |
|
Заготовка отливка центробежная |
9Т |
200 |
|
Точение черновое |
12 |
50 |
|
Точение получистовое |
10 |
25,2 |
|
Точение чистовое |
8 |
12,5 |
|
Точение тонкое |
6 |
6,3 |
Выбираем элементы припусков по переходам:
а) высота микронеровностей Rz и глубина дефектного слоя Т для заготовки и по переходам приведены в таблице 8.2;
Таблица 8.2
Наименование операции (перехода) |
Параметр шероховатости Rz |
Глубина дефектного слоя Т |
|
Заготовка отливка центробежная |
200 |
100 |
|
Точение черновое |
50 |
50 |
|
Точение получистовое |
20 |
20 |
|
Точение чистовое |
10 |
10 |
|
Точение тонкое |
5 |
5 |
б) значение пространственных отклонений формы для заготовки- отливки
Рзаг=Ркор=К*550;( )
Рзаг=0.0007*550= 0,385.
в) погрешность установки:
- для заготовки Еу= 0,5;
- по переходам: точение получистовое Еу= 0,2;
точение чистовое Еу= 0,2;
точение тонкое Еу=0.
Выполняем расчет на ЭВМ. Распечатка результатов прилагается.
Выполняем схему расположения полей допусков и припусков для d500h6 - рисунок 8.1.
Рисунок 8.1 - Схема расположения полей допусков и припусков для d500h6
7.7 Определение и обоснование режимов резания. Нормирование технологических процессов
Аналитический расчет
Операция 050 Токарная с ЧПУ (переход- тонкое точение). Рекомендации для отделочной обработки приведены в таблице 19, с.271: для обрабатываемого материала - алюминиевых сплавов, материала рабочей части РИ рекомендуются режимы резания:
глубина t=0.1 - 0.15 мм , принимаем t= 0.14 мм;
подача S=0.04 - 0.1 мм/об , принимаем S= 0.1 мм/об;
стойкость РИ Т=60 мин;
скорость резания определяем по формуле:
Выбираем значения коэффициентов и показателей степеней:
Cv= 485, x= 0.12, y= 0.25, m= 0.28;
Kv=Kmv*Kпv*Киv=1.0*1.0*1.0=1.0.
Частоту вращения шпинделя определим по формуле
= 1000*298,6/3,14/500= 190,19 мин-1;
принимаем частоту вращения nпр= 190 мин-1, тогда
= 3,14*500*190/1000= 298,3 м/мин;
Силу резания определяем по формуле:
Выбираем значения коэффициентов и показателей степеней
по таблице 22, с.274:
Cp= 40, x= 1.0, y= 0.75, n= 0;
Kp= Kмp= 2.
Pz= 10*40*0.151.0*0.10.75*298,30*2= 21,34 Н
Мощность резания определяем по формуле:
N=(Pz*V)/(1020*60)
N= (21,34*298,3)/(1020*60)= 0,10 кВт.
Паспортная мощность станка -22 кВт, следовательно обработка возможна.
Операция 040 Фрезерная с ЧПУ (переход сверление отверстий ф14).
Режимы резания:
глубина t= 7мм
подача S= 0.5 мм/об
скорость резания V= (Cv*Dq*Kv)/(Tmsy)
выбираем значения коэффициентов и показателей степеней по таблице 28, с.278:
Cv= 40.7, q= 0.25, y= 0.40, m= 0.125;
Kv= Kмv*K = 1.2*1.0= 1.2
V= (40.7*140.25*1.2)/(600.125*0.50.40)= 35 м/мин
крутящий момент
Мкр=10Cм*Dq*sy*Kp
выбираем значения коэффициентов и показателей степеней по таблице 22, с.274:
Cм= 0.005, q= 2.0, y= 0.8
Kp= Kмр= 2.0
Мкр= 10*0.005*142*0.50.8*2= 11.26 Н*м
осевая сила
Po= 10Cp*Dq*sy*Kp
выбираем значения коэффициентов и показателей степеней по таблице 22, с.274:
Cр=9.8, q= 1.0, y= 0.7;
Kp= Kмр= 2.0
Ро= 10*9.8*141*0.50.7*2= 1689Н
мощность резания
N= (Mкр*n)/9750
n=(1000*V)/(Pi*D)=(1000*75)/(3.14*14)=1706 об/мин.
N=(11.26*1706)/9750= 1,97 кВт
Паспортная мощность станка- 22 кВт, следовательно, обработка возможна.
Операция 040 Фрезерная с ЧПУ (переход фрезерование паза R16).
Режимы резания:
глубина t= 16 мм
подача S= 0.6 мм/об
стойкость фрезы Т=180 мин
скорость резания
V= ((Cv*Dq)/(TmsyBn))*Kv
выбираем значения коэффициентов и показателей степеней по таблице 39, с.289:
Cv= 185.5, b= 0.45, x=0.3, y= 0.2, u= 0.1, p= 0.1, m= 0.33;
Kv= Kмv*Kпv*Киv= 1.2*1.0*1.0= 1.2
V= ((185.5*320.45)/(1800,33*0,60,2*320,1))*1,2 = 70 м/мин
Частоту вращения шпинделя определим по формуле
= 1000*70/3,14/14= 1592,35 мин-1;
принимаем частоту вращения nпр= 1500 мин-1, тогда
= 3,14*14*1500/1000= 65,94 м/мин;
Силу резания определяем по формуле:
Выбираем значения коэффициентов и показателей степеней по таблице 22, с.274:
Cp= 82, x= 0,75, y= 0.6, u= 1.0, q= 0.86, w=0;
Kp= Kмp= 1.18;
Pz= (10*82*16^0.75*0.6^0.6*32^1.0*8)/(32^0.86*697^0)= 1530Н
Мощность резания определим по формуле
N= (Pz*V)/(1020*60)
N= (1530*65,94)/(1020*60)= 1,64 кВт
Паспортная мощность станка- 22 кВт, следовательно, обработка возможна.
7.8 Нормирование по таблицам нормативов
Проведем подробное нормирование двух операций механической обработки на ЧПУ, на остальные операции в виде таблицы.
Методику нормирования и данные берем по нормативам режимов резания и времени [5,6].
Операция 010 Токарная с ЧПУ, установ Б
Исходные данные: Точность обработки поверхностей-1,2,3 - IT12.
Шероховатость поверхностей- 1, 2, 3 - Ra 12,5.
Припуск на обработку поверхностей- 1 - 3,08 мм;
2 - 5,4 мм;
3 - 3,92 мм;
4 - 3,08 мм.
Рисунок 8.2 - Нормируемые поверхности
Выбор глубины резания
Черновое точение будем проводить за 1 проход, поэтому принимаем глубину резания равной половине припуска на черновую обработку:
t1 = 1.54 мм, t2 = 2.7 мм, t3 = 1.96 мм, t4 = 1,54 мм;
Выбор подачи
Для черновой стадии обработки подачу выбираем по карте 3. Для поверхности 1 при точении детали с диаметром до 500 мм и глубиной резания t = 2 мм рекомендуется подача Sот= 1,6 мм/об (поз.19, инд. г). Для поверхностей 2, 3 и 4 соответственно рекомендуется подача Sот= 1,4 мм/об (поз.19, инд. г), Sот= 1,6 мм/об (поз.19 инд. г) и Sот= 1,6 мм/об (поз.19 инд. г). По карте 3 определяем поправочные коэффициенты на подачу в зависимости от инструментального материала и способа крепления пластины KSp = 1,0. По карте 5 определяем поправочные коэффициенты на подачу для измененных условий обработки в зависимости от:
сечения державки резца KSд = 0,9;
прочности режущей части KSh = 0,9;
механических свойств обрабатываемого материала KSм = 1,1;
схемы установки заготовки KSу = 1,0;
состояния поверхности заготовки KSп = 0,85;
геометрических параметров резца KSф = 0,95;
жесткости станка KSj =1,1.
Окончательно подачу черновой стадии обработки определяют по формуле
SO = SOт*КSи*КSр*КSд*КSh*КSl*КSп*КSф*КSj*КSм;
для поверхности 1
SO = 1,6*0,9*0,9*1,1*1,0*0,85*0,95*1,1= 1,26 мм/об;
для поверхности 2
SO = 1,4*0,9*0,9*1,1*1,0*0,85*0,95*1,1 = 1,1 мм/об;
для поверхности 3
SO = 1,6*0,9*0,9*1,1*1,0*0,85*0,95*1,1 = 1,26 мм/об;
для поверхности 4
SO = 1,6*0,9*0,9*1,1*1,0*0,85*0,95*1,1 = 1,26 мм/об;
Рассчитанные подачи проверяем по осевой PX и радиальной PY составляющим силам резания , допустимым прочностью механизма подач станка. По карте 32 определяем табличные значения составляющих сил резания:
при обработке поверхностей 1,3,4 с глубиной резания t = 2 мм и подачей SO = 1,26 мм PХт = 1000 Н (поз.1, инд.п ), PYт = 410Н (поз.2 , инд.п );
Подобные документы
Конструктивные особенности детали "втулка", выбор материала заготовки. Анализ типа производства, особенности маршрутной технологии. Расчет промежуточных припусков и размеров заготовки, определение режимов резания, норм времени на технологические операции.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 07.02.2011Конструктивно-технологический анализ детали "Втулка". Выбор и обоснование вида заготовки, способа ее получения. Выбор оборудования и его характеристики. Расчет режима обработки и нормирования токарной операции. Проектирование станочного приспособления.
курсовая работа [811,1 K], добавлен 21.02.2016Назначение и конструкция детали "Рычаг КЗК-10-0115301". Анализ технологичности конструкции детали. Обоснование метода получения заготовки. Расчет припусков на обработку, режимов резания, усилия зажима. Расчет станочного приспособления на точность.
курсовая работа [306,8 K], добавлен 17.06.2016Характеристика обрабатываемых поверхностей. Обоснование выбранного способа получения заготовки. Описание разработанного технологического процесса. Определение припусков и операционных размеров, а также режимов резания и штучно-калькуляционного времени.
курсовая работа [65,3 K], добавлен 22.02.2014Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Разработка маршрутного техпроцесса. Расчёт припусков на механическую обработку, режимов резания, приспособлений, усилий зажима, выбор оборудования. Наладка станка с ЧПУ на обработку детали.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.05.2011Определение типа производства с учетом объема выпуска детали. Выбор маршрута обработки заготовки для втулки, расчет ее размеров и припусков на механическую обработку. Вычисление режимов резания аналитическим методом, техническое нормирование операций.
курсовая работа [957,9 K], добавлен 29.05.2012Конструкция обрабатываемой детали "Тройник". Определение типа производства и его характеристика. Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Расчет припусков на обработку, режимов резания. Выбор оборудования и расчет его количества.
курсовая работа [917,4 K], добавлен 17.06.2016Разработка технологического процесса изготовления детали "Втулка переходная": выбор операционных припусков, межоперационных размеров заготовки, расходов металла. Расчет станочного приспособления, контрольно-измерительной оснастки и режущего инструмента.
курсовая работа [113,4 K], добавлен 08.11.2010Общая характеристика детали "втулка". Анализ технологичности конструкции, определение служебного назначения детали. Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа. Разработка технологического процесса изготовления детали. Расчет режимов резания.
курсовая работа [380,5 K], добавлен 04.05.2012Описание конструкции детали. Анализ поверхностей детали, технологичности. Определение типа производства. Теоретическое обоснование метода получения заготовки. Расчеты припусков. Разработка управляющих программ, маршрута обработки. Расчеты режимов резания.
курсовая работа [507,2 K], добавлен 08.05.2019