Разработка детали

На выходе: Р_вых = 20 Мпа

Перепад давления в дросселе: ?Р_ном = 0,25 Мпа

Размеры дросселя указаны в таблице 2.15.

5. Обратный клапан ПГ 51-22 ТУ 2-053-1444-79

Параметры: D_y - 10 мм.

Расход маслаQ_ном = 20 л/мин.

Утечки масла при Рном.:8 см³/мин

Масса 1,85 кг.

Конструкция, габаритные и присоединительные размеры обратного клапана приведены в таблице 4.8 [1].

?Р₀ = 0,15 МПа (давление открывания).

?Р_ном = 0,25 МПа.

6. Фильтр (Ф) - 1ФГМ1625 по ТУ2-053-11869-87 на Рном. = 16 МПа.

Параметры:

- тонкость фильтрации - 25 мкм (для Q_ном. = 40 л/мин);

- номинальный предел давления ?Р_ном = 0,05 МПа.

7. Фильтр приёмный по ОСТ 2 С41-2-80

Параметры: D_y = 10 мм; ?Р_ном = 0,007 Мпа; Q_ном. = 8 л/мин; Рн_ом. = 16 МПа.

Номинальная тонкость фильтрации - 80 мкм.

8. Манометр деформационный образцовый МО-11203 по ТУ25-05.1664-74.

Расчёт и выбор трубопроводов

При выборе диаметра трубопроводов необходимо учитывать рекомендацию СЭО PC 3644-72, регламентирующую скорости VM потоков рабочей жидкости в трубопроводах в зависимости от их назначения и номинального давления.

Для Р_ном. = 16 МПа рекомендовано V_M не более 4 м/с.

Для сливных линий обычно принимают V_M = 2 м/с, а для всасывающих

V_M ? 1,6 м/с, [14]. Внутренний диаметр трубопровода, через который проходит расход масла Q (л/мин):

d = 4,6v/Q / V_M; (2.60)

d = 4,6v5,3 /1,6 = 7,4 мм - для всасывающего трубопровода.

Принимаем d = 8 мм.

Минимально допустимая толщина стенки трубопроводов:

д= PdK_у/2у_вр.мм, (2.61)

где Р = 16 МПа;

К_у = 2…8;

у_вр = 412 МПа - для трубы из стали 20.

д= 16 Ч 8Ч(2…8)/2 Ч 412 = 0,31… 1,24 мм.

Принимаем д = 1 мм.

Выбираем по ГОСТ 8734-75 стальную бесшовную холоднодеформированную трубу с наружным диаметром d_H = 8 мм и толщиной стенки д = 1,0 мм.

Труба 8x1,0x6000 ГОСТ 8734-75/В20 ГОСТ 8733-87.

Диаметр трубы для сливной линии: d = 4,6v5,3 / 2 = 8,4 мм.

Принимаем d = 9 мм.

Минимально допустимая толщина стенки трубопроводов:

д= 16Ч9 Ч (2…8)/2 Ч 412 = 0,349…1,4 мм.

Принимаем д = 1 мм.

Выбираем по ГОСТ 8734-75 стальную бесшовную холоднодеформированную трубу с наружным диаметром d_H = 11 мм и толщиной стенки д = 1,0 мм.

Труба 11x1,0x6000 ГОСТ 8734-75/В20 ГОСТ 8733-87.

3.4 Разработка конструкции гидроблока управления

Гидроблок управления состоит из плиты, в которой просверлены каналы для подачи давления Р, слива Т, а также каналы А и В для подачи жидкости к гидроцилиндру.

Распределитель и дроссель с обратным клапаном закрепляются на плите каждый четырьмя болтами. На плите предусмотрены четыре отверстия для последующего крепления гидроблока к гидростанции. Герметичность соединений обеспечивается круглыми резиновыми уплотнительными кольцами, которые располагаются в цековках на сопрягаемых плоскостях.

При проектировании блока управления обеспечено удобство сборки и простота установки на оборудовании, а также компактность и технологичность конструкции.

3.5 Определение потерь давления в аппаратуре и трубопроводах

Определение потерь давления в гидроаппаратах [15]

Потери давления в гидроаппаратахс достаточной определяются по формуле:

?Р_га = ?Р₀ + АЧ Q + В Ч QІ Мпа, (2.62)

где ?Р₀ - давление открывания или настройки аппарата Мпа;

А - ?Р_НОМ. - ?Р₀ / 2Q_H0M.; (2.63)

В = ?Р_НОМ. - ?Р₀ / 2QІ_HOM.; (2.64)

?Р_ном. - потери давления в аппарате при номинальном расходе; Q - л/мин.

Для распределителя:

А = 0,05 / 12 Ч 16 = 1,56 Ч 10^-3 Мпа Ч с/мі.

В = 0,05/2Ч 16І = 9,77 Ч10^-5 Мпа Ч сІ/мі.

?Р_га = 0 + 1,56Ч10^-3Ч16 + 9,77Ч10^-5Ч 16І = 0,05 МПа.

Для дросселя:

А = 0,25/2 Ч20 = 6,25 Ч 10^-3 МПа Ч с/мі.

В = 0,25/2Ч20І = 3,125 Ч 10^-4 МПаЧсІ/мі.

?Р_га. = 0 + 6,25 Ч 10^-3Ч 20 + 9,77Ч10^-4Ч20І = 0,25 МПа.

Для обратного клапана:

А = 0,1/2 Ч 20 = 2,5 Ч 10^-3МПаЧс/мі.

В = 0,1/2 Ч 20І = 1,25 Ч 10^-4 МПа ЧсІ/мі.

?Р_га. = 0,15 + 2,5 Ч10^-3Ч20 + 1,25 Ч 10^-4Ч 20І = 0,25 МПа.

Для фильтра:

А = 0,5/2 Ч 8 = 3,125Ч10^-3 МПа Ч с/мі.

В = 0,5/2 Ч 8І = 3,9Ч10^-4 МПа Ч сІ/мі.

?Р_га. = 0 + 3,125Ч10^-3Ч 8 + 3,9 Ч10^-4Ч 8І = 0,1 МПа.

Результаты расчёта гидросхемы сводим в таблице3.3 и потери давления суммируем для напорной и сливной линии (для рабочего хода).

Таблица 3.3. Расчёт потерь давления в гидроаппарата

Наименование и модель аппарата	?Рном. - ?Р0 МПа	А, МПа Ч с/мі	В, МПа Ч сІ/мі	Qmax, мі/с, л/мин	ДРга, МПа
Распределитель реверсивный ВХ10.14/В220-НМ УХЛ4 ГОСТ 24679-81	0,05	1,56 Ч10-3	9,77Ч10-5	5,4 Ч 10-3 3,2	0,05
Дроссель ПГ 77-12 ТУ 27-20-2205-78	0,25	6,25 Ч 10-3	3,125 Ч 10-4	3,5 Ч10-5	0,25
Обратный клапан ПГ 51-22 ТУ 2-053-1444-79	0,25 - 0,15=0,1	2,5 Ч 10-3	1,25 Ч 10-4	8,8 Ч 10-5 5,3	0,25
Фильтр 1ФГМ 16-25 ТУ 2-053-1869-87	0,05	3,12Ч10-3	3,9 Ч 10-4	8,8 Ч 10-5 5,3	0,1
Итог					0,65

Для распределителей, фильтров и дросселей ?Р₀ = 0 Мпа.

Таким образом, общие потери в гидроаппаратах составят 0,65 МПа.

Определение потерь давления в трубопроводах по длине

Потери давления по длине обусловлено вязким трением жидкости при её течении. в.трубопроводе. Определяем режим течения жидкости через число Рейнольдса:

R_e = UdCT. / V = 1,6 Ч 0,008/50 Ч10^-6 = 256. (2.65)

Ламинарный режим течения переходит в турбулентный при определённом критическом значении:

R_eкp. = 2100 ч 2300 - для круглых гладких труб;

R_eкр.= 1600 - для резиновых рукавов.

Так как 256 < 2100, значит режим движения жидкости по трубопроводу ламинарный. Для гладких цилиндрических трубопроводов коэффициент внутреннего трения определяется по формуле:

л = 64 /256 = 0,25. (2.66)

При расчёте потерь давления трубопроводы разбиваются на участки с одинаковыми диаметрами труб и одинаковыми потоками масла. Потери давления на вязкое трение определяются по формуле:

?P_i = сQІ Ч ⁿ_i=1 Ч л_iL_i /2d_стif_стiІ Мпа, (2.67)

где с - плотность рабочей жидкости;

Q - расход жидкости в линии;

л_i - коэффициент гидравлического трения на i - том участке;

L_i, d_стi, f_стi - соответственно длина, внутренний диаметр и площадь внутреннего сечения на i-том участке;

n_ni - число участков.

Для линии 2-3:

?Р = 900 (8,8 Ч 10^-5)І Ч 0,25 / 2 = 0,004 МПа.

Аналогично производим расчёты для других линий и результаты сводим в таблице3.4 и суммируем потери по напорной (?Р_Н) и сливной (?Р_СЛ.) линиями.

Таблица 3.4. Потери давления в трубопроводах по длине

Этап цикла	Линия	Qmax, мі/с	dст. I м	fcт. I, мІ	Ui, м/с	Re	лi	Li, м	?Р1i, МПа	?Р1 МПа
Напорная	2-3	8,8 Ч10-5	0,008	5,02Ч10-5	1,6	256	0,25	0,35	0,004
	4-5	8,8Ч10-5	0,008	5,02Ч10-5	1,6	256	0,25	0,3	0,013
	5-6	8,8Ч10-5	0,008	5,02Ч10-5	1,6	256	0,25	0,2	0,008
	6-7	8,8Ч10-5	0,008	5,02Ч10-5	1,6	256	0,25	0,2	0,008
	7-8	5,4Ч10-5	0,008	5,02Ч10-5	1,6	256	0,25	0,2	0,008
	9-10	5,4Ч10-5	0,008	5,02Ч10-5	1,6	256	0,25	0,5	0,021	0,062
Сливная	11-12	2,7Ч10-5	0,009	6,34Ч10-5	2,0	360	0,18	0,5	0,02
	12-15	2,7Ч10-5	0,009	6,34Ч10-5	2,0	360	0,18	0,2	0,048
	14-15	2,7Ч10-5	0,009	6,34Ч10-5	2,0	360	0,18	0,1	0,017	0,085
Итог									0,147

Таким образом, потери давления в трубопроводах по длине составляют 0,147Мпа.

Местные потери давления

Местные потери давления можно рассчитать по формуле:

?P_M = сQІ Ч?^nm_i=1Ч: 2f_{ст i}ІМпа, (2.68)

где - коэффициент

i - итого местного сопротивления (определяется по справочнику)

n_м - число местных сопротивлений.

Для участка 0-1:

?Р_М = 900Ч(8,8Ч10^-5)ІЧ0,5 / (5,02Ч10^-5)І = 0,0006 МПа.

Аналогично производим расчёты для других линий и результаты сводим в таблице3.5

Таблица 3.5. Местные потери давления

Этап цикла	Линия	Qmax, м3/с	Участок	f"cT. Ь м2	Вид местного сопряжения	Кол-во местн. сопр.	оi	?о	ДР «ь МПа	ДРН, МПа
	Напорная	8,8Ч10-5	0-1	5,02Ч10-5	Вход	1	0,5	0,5	0,0006
		8,8Ч10-5	4-6	5,02Ч10-5	90?	2	1,5	3	0,0018
		5,4 Ч10-5	7-10	5,02Ч10-5	90?	2	1,5	3	0,0001
		5,4Ч10-5	10-11	5,02Ч10-5	Вход	1	0,5	0,5	0,0001	0,0026
	Сливная	2,7Ч10-5	11-12	6,34Ч10-5	Выход	1	1	1	0,0001
		2,7 Ч10-5	12-14	6,34Ч10-5	90?	3	1,5	4,5	0,0006
		2,7 Ч10-5	15-Б	6,34Ч10-5	Выход	1	1	1	0,0007	0,0013
Итог									0,0039

Расчёт суммарных потерь давления в напорных и сливных линиях заносим в таблицу3.6

Таблица 3.6. Потери давления в напорных и сливных линиях

Линия	Этап цикла	?Рга, МПа	?Р1, МПа	?РМ, МПа	??P, МПа
Напорная	Рабочий ход	0,4	0,062	0,0026	0,464
Сливная	Рабочий ход	0,05	0,085	0,0013	0,136

По результатам расчёта уточнение расчёта и выбор насосной установки не требуется.

4. Технологическая часть

4.1 Разработка технологического процесса изготовления детали «Направляющая левая»

Описание конструкции и назначения детали

Деталь - «направляющая левая», в сборе на неподвижной плите с «направляющей правой» представляет собой деталь «Ласточкин хвост», которая предназначена для удержания и перемещения шлифовальной головки. Для крепления «направляющей левой» к «плите неподвижной» имеются четырнадцать отверстий с резьбой Ml 6 и два отверстия под штифты ???12 мм. С торцов детали изготовлено по два отверстия М12 глуб. 30 мм и по одному отв. ? 10Н8 глуб. 25 мм, которые служат для крепления конечников, ограничивающих перемещение шлифовальной головки. «Направляющая левая» изготовлена из материала сталь 40Х (конструкционная низколегированная сталь), химический состав которой приведён в таблице 3.1, механические свойства в таблице 3.2.

Таблица 4.1. Химический состав стали 40Х (ГОСТ 4543-71), %

С	Si	Мn	не более	Ni	Сr
			S	Р	Сu	N
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	0,035	0,035	0.3	0.008	0,3	0,80-1,1

Таблица 4.2. Механические свойства стали 40Х

у0,2; МПа	уВ; МПа	д5;%	Ш;%	КСU; Дж/см2	НВгорячекатаная
490	655	15	45	59	163 - 168

Сталь 40Х имеет лучшие механические свойства, чем конструкционные стали обычного качества. При термической обработке нет «пятнистости закалки». Сталь 40Х хорошо калиться на масло, имеет при этом более равномерную твёрдость, меньшие «поводки» при термической обработке.

Возможна замена стали 40Х сталью: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР.

Технологический контроль чертежа детали

Рабочий чертеж обрабатываемой детали не содержит:

1. допуск на неуказанные предельные отклонения размеров;

2. на размерной линии допущена ошибка при указании количества отверстий М16: (6 Ч167,5 = 502,5);

3. в правом верхнем углу чертежа отсутствуют требования к неуказанным шероховатостям поверхностей;

4. главный вид на чертеже выполнен не в масштабе, указанном в штампе чертежа, нет выноски для указания масштаба на основном виде.

Вносим в чертёж все необходимые дополнения, дающие полное представление о детали.

После внесения дополнений чертеж содержит все проекции, разрезы, чётко объясняющие её конфигурацию, и способы получения заготовки. На нем указаны все размеры с необходимыми отклонениями, требуемая шероховатость обрабатываемых поверхностей, что для данной детали достаточно. Также чертёж содержит все необходимые сведения о материале детали и соответствует стандартам, действующим на сегодняшний день.

Анализ технологичности конструкции детали

Главной задачей анализа является проработка технологичности конструкции обрабатываемой детали, снижение трудоёмкости, возможность обработки высокопроизводительными методами.

Деталь - направляющая левая, имеет прямоугольную форму тела с уклонами. Материал изготовления детали - сталь 40Х. Так как годовая программа выпуска данной детали довольно незначительна (мелкосерийное производство при годовом выпуске 600 шт.), то целесообразно будет применение высокопроизводительных методов обработки, в том числе, применение различных универсальных станков с ЧПУ, расточных, фрезерных, плоскошлифовальных. Все элементы детали являются технологическими элементами.

Деталь - направляющая левая является нетехнологичной для механической обработки, так как является трудоёмкой при обработке на продольно-строгальных и плоскошлифовальных станках.

Выбор способа изготовления заготовки

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Иногда производят сравнение двух возможных способов получения заготовки, при этом выбраяоптимальный.

Рассмотрим два варианта получения заготовок для изготовления детали, чистый вес которой составляет 76 кг. Для данной детали подходит поковка и газовая вырезка. Годовая программа выпуска N = 600 шт.

Стоимость заготовки по 1 варианту.

Масса заготовки: m₃ = с V₃, кг,

где V₃ - объем заготовки, см₃;

с - удельный вес стали, (с = 7,85 г./см²)

V₃ - авс, см³;

V₃ - 9Ч17,5Ч111,5 = 17 561,25 см³;

m₃ = 7,85Ч17 561,25 = 133,92 кг;

Масса расходуемого материала: (6358,5 - 329)/40 = 150,73 кг, т.к. раскрой листа (90x1800x5000) подобран с остатком деловых отходов весом 329 кг.

Исходной формулой для расчета норм штучного времени в условиях серийного, мелкосерийного и единичного производства методом поэлементного расчёта является [5]:

Т_ш = [(Т_OК_O + t_BP)ЧL + Т'_O + t_BH]ЧК мин, (3.1)

где Т_O - основное время на непосредственную резку 1 м. реза, мин; определяется по нормативным таблицам или рассчитывается по формуле

Т_O =1000/щ мин,

(здесь со - скорость резки металла, мм/мин, устанавливаемая по паспортным данным газорезательного оборудования);

К_O - коэффициент, учитывающий чистоту кислорода, род горючего и состав разрезаемой стали;

t_BP - вспомогательное время, зависящее от длины реза, мин;

L - расчетная длина резания, м;

Т'_O - основное время предварительного подогрева металла в начале реза на одну деталь, мин;

t_ВH - вспомогательное время, зависящее от изделия и оборудования на одну деталь, мин;

К - коэффициент, учитывающий время обслуживания рабочего места и перерывы в работе:

K = (1 + (3.2)

где а и б - процент вспомогательного времени от оперативного.

Скорость резки (мм/мин) металла толщиной до 300 мм может бытьопределена по следующей формуле:

щ = k_Kk_Чk_Tk_Mk_С(1000 -350 lg д) мм/мин, (3.3)

где K_Ч - коэффициент чистоты кислорода, характеризующий влияние чистоты кислорода на скорость резки. При чистоте кислорода 99,0% k_Ч= 0,9;

k_С - коэффициент сечения заготовки, зависящий от ширины заготовки листа; при ширине заготовки 100-300 мм k_С = 0,3;

k_K - коэффициент качества поверхности реза, при вырезке деталей с припусками на механическую обработку равен 1,0;

k_T - коэффициент температуры металла, характеризующий влияние температуры разрезаемого металла на скорость резки и расход газов. Принимаем резку без подогрева, так как толщина низколегированной конструкционной стали больше 8 мм, k_T = 1,0;

k_M - коэффициент металла. Для низколегированного проката k_M = 1,0;

д - толщина разрезаемой стали, д = 90 мм.

щ = 1,0Ч0,9Ч1,0Ч1,0Ч0,3Ч(1000 - 350Ч9,542) = 631,72 мм/мин.;

Т_O = 1000 / щ = 1000 / 631,72 = 1,58 мин; (3.4)

Поправочный коэффициент, учитывающий чистоту кислорода, род горючего и марку разрезаемой стали, класс качества поверхности реза, положение реза в пространстве при резке с помощью ацетилена составит:

- для чистоты кислорода, применяемого при резке, К'_O = 1,11;

- для рода горючего «ацетилен» К'_Г = 1,0; К'_ГП = 1,0;

- для IV класса качества поверхности реза К_КК = 1,0;

- для марки разрезаемого материала - углеродистая низколегированная сталь

40Х - К'_М =1,1;

- для горизонтального положения линии реза в пространстве поправочный коэффициент К_П = 1,1.

Общий поправочный коэффициент к основному времени составит:

К₀ = 1,11Ч1,0Ч1,0Ч1,0Ч1,1Ч1,1 = 1,34.

Вспомогательное время, зависящее от длины реза, является комплексной величиной. При машинной резке на стационарных машинах время согласно таблиц составит на 1 м реза на корректировку движения резака 0,1 мин; осмотр и очистку местных загрязнений на металле пневматической щеткой 0,09 мин; осмотр и проверку качества обрезанных кромок 0,1 мин.

Суммируя элементы, выполняемые газорезчиком, получим норму вспомогательного времени на 1 м реза:

t_BР = 0,1 + 0,09 + 0,1 = 0,29 мин.

Время на зачистку заготовок от шлака исключается как не имеющее отношения к данной операции, так как зачистка осуществляется вспомогательным рабочим.

Вспомогательное время, зависящее от обрабатываемого изделия и типа оборудования является комплексной величиной и на одну деталь согласно данным таблиц составит: на клеймение детали 0,1 мин; перевод машины от заготовки к заготовке согласно карте раскроя 0,5 мин; перемещение суппорта с резаком и выверку листа в пересчете на одну деталь 0,087 мин (3,5/40).

Кроме того, сюда включается время на операцию «снять и перевезти вырезанную деталь» массой до 155 кг - 1,8 мин; на установку листа на стол машины с помощью крана при массе листа до 6 358,5 кг и длиной 5 м в пересчёте на одну деталь (раскрой листа предусматривает 40 деталей) - 0,13 мин (8,4/40); лист режется без отходов, поэтому время на снятие отходов после резки не учитываем.

Суммируя элементы, выполняемые газорезчиком, получим норму вспомогательного времени, зависящего от изделия и типа оборудования на одну деталь:

Твн = 0,1+ 0,5 + 0,087 + 1,8 + 0,13 = 2,62 мин.

Коэффициент, учитывающий время обслуживания рабочего места и перерывы в работе для ацетилено - кислородной резки при подаче кислорода и горючих газов от магистрали К = 1,15 от оперативного времени (а+б = 8+7%).Подставив полученные значения элементов штучного времени в формулу (3.87), получим:

Т_Ш - [(1,58Ч1,34 + 0,29)Ч1,42 + 0 + 2,62]Ч1,15 = 6,94 мин.

Поправочный коэффициент на мелкосерийный характер производства

К_П = 1,1 для механизированной резки, отсюда:

Т_Ш = 6,94Ч1,1 = 7,64 мин. (3.5)

Норма подготовительно-заключительного времени на партию деталей носит комплексный характер и состоит из следующих элементов:

- получение задания 3 мин.;

- ознакомление с работой 2 мин.;

- получение и сдача инструмента 2 мин.;

- установка и снятие копира 5,2 мин.;

- подключение шлангов 3 мин.;

- установка давления газов 0,8 мин.;

- подготовка резака к работе 0,8 мин.;

- сдача работы 2 мин.

Суммируя элементы, выполненные газорезчиком, получим норму подготовительно-заключительного времени:

Т_ПЗ = 3,0+2,0+2,0+5,2+3,0+0,8+0,8+2,0 = 18,8 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени при партии 600 деталей.

Т_ШК= Т_Ш+ Т_ПЗ / n = 7,64 + 18,8 / 600 = 7,67 мин. (3.6)

Стоимость заготовки:

Sзaг = (SЧ23990/1000) - (Q - g)ЧS_OTX/1000 + Т_ШКЧА, руб., (3.7)

где S - расход металла на одну деталь, кг.;

Q - масса заготовки, кг;

А - стоимость нормированного человеко-часа, руб.

=((l50,73 Ч23990/1000) - (133,92 - 76)Ч2100/1000)+7,67Ч103/60 = 3571,43 руб.

Стоимость заготовки по 2 варианту.

Масса заготовки (см. расчёт массы по 1 варианту):

m₃= 7,85Ч10Ч17,5Ч125 = 171 718,75 г. - 171,72 кг.

Стоимость заготовки:

S_ЗАГ = ((С₁/1000)ЧQЧк_т к_ск_вк_п) - (Q - g)ЧS_ОТХ /1000, руб.; (3.8)

где к_т, к_с, к_в, к_м, к_п - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок.;

С₁ - стоимость 1 тонны заготовок, принятых за базу, руб.;

Q - масса заготовки, кг;

S_3АГ=((42000/1000)Ч171,72Ч1Ч0,8Ч0,7Ч1) - (171,72 - 76)Ч2100/1000 = 3 837,84 руб.

Результаты расчётов сведём в таблице 4.3

Таблица 4.3. Данные расчётов стоимости заготовки по вариантам

Наименование показателей	1 вариант	2 вариант
Вид заготовки Класс точности Группа сложности Масса заготовки Q, кг Стоимость 1 тонны заготовок принятых за базу C1. руб. Стоимость 1 тонны стружки SОТХ. руб. Стоимость заготовки. руб.	Газовая вырезка 5 4 133.92 расчет 2100 121.63 3571.43	Свободная ковка 2 2 171.72 42000 2100 201.01 3837.84

Таким образом, стоимость заготовки, получаемой методом газовой резки ниже, чем стоимость заготовки из поковки, поэтому для дальнейшего проектирования выбираем заготовку, полученную методом газовой вырезки.

Стоимость механической обработки можно прогнозировать без расчётных выкладок. Все операции по обоим вариантам будут одинаковыми. Затраты времени при изготовлении из поковки будут больше, т.к. больше припуск на обработку.

Делаем вывод: из двух вариантов технологического процесса изготовления направляющей левой выбираем 1-й вариант. Данное решение вытекает из выводов и расчетов, проведенных выше: стоимость заготовки, полученной методом газовой резки дешевле, чем заготовка, получаемая методом свободной ковки. Выбрав газовую резку из листового проката, мы экономим значительное количество металла, что немало важно.

Исходя из всех условий выбираем вид заготовки для изготовления детали «Направляющая левая» - газовую резку.

Выбор плана обработки детали

Технологический процесс обработки детали состоит из несколько стадий. Необходимо выделить черновую обработку и окончательную (абразивными инструментами). Каждая из этих стадий разбивается на необходимое количество технологических операций.

В описании технологического процесса не указывают такие операции, как смазка, упаковка, нанесение специальных покрытий и тд.

Предварительно выбираем следующий технологический маршрут обработки: Заготовительная: Вырезка заготовки, отжиг, правка.

Строгальная:

1. Строгать пов. 1 в размер 86,2 (черн.).

2. Строгать пов. 2 в размер 82,4 (черн.).

3. Строгать пов. 2 в размер 81,6 (чист.).

4. Строгать пов. 1 в размер 80,8 (чист.).

5. Строгать пов. 3 в размер 163 (черн.).

6. Строгать пов. 3 в размер 162,5 (чист.).

7. Строгать фаску 4 в размер 3x45°.

8. Строгать пов. 5 в размер 155,5 (черн.).

9. Строгать пов. 6 за 6 проходов в размеры 45x96 (черн.).

10. Строгать пов. 5 в размер 155 (чист.).

11. Строгать две фаски 7 в размер 3x45°.

Расточная:

1. Фрезеровать торцы 8 и 9 с равномерным съёмом металла в размер 1 103,0 за 2 прохода (черн.).

2. Фрезеровать торцы 8 и 9 с равномерным съёмом металла в размер 1 100 за 2 прохода (чист.).

Разметочная: Разметить контур детали с торца

Строгальная:

1. Строгать за два прохода пов. 10 в размер 96,0x35,8 (черн.).

2. Строгать пов. 10 в размер 95,5x35,8 (чист.).

3. Строгать канавку 6x6 (чист.).

Расточная:

1. Сверлить 4 отв. под резьбу M12 с поворотом стола.

2. Сверлить 2 отв. ? 9,8 мм h=25mm с поворотом стола (черн.).

3. Зенковать фаски в шести отверстиях с поворотом стола.

4. Развернуть 2 отв. ?10Н8 с поворотом стола (чист.).

5. Нарезать резьбу M12 в четырёх отверстиях с поворотом стола.

6. Переустановить деталь.

7. Сверлить 14 отв. под М16 (ф14,4 мм).

8. Сверлить 2 отв. ?11,9 мм.

9. Зенковать фаски в 16 отверстиях.

10. Нарезать резьбу Ml6 в 14 отверстиях.

11. Развернуть 2 отв. ?12Н8.

Термическая: Нитроцементация поверхностей на глубину 0,9 ч 1,2 мм.

Деталь закрепить в приспособлении вертикально, отверстия и торцы 8 и 9 покрыть защитным материалом. Объёмная закалка в приспособлении.

Плоскошлифовальная:

1. Шлифовать пов. 1 (черн.)

2. Шлифовать пов. 2 (черн.)

3. Шлифовать пов. 2 (чист.)

4. Шлифовать пов. 1 (чист.)

5. Шлифовать пов. 3 (черн.)

6. Шлифовать пов. 3 (чист.)

7. Шлифовать пов. 6 (черн.)

8. Шлифовать пов. 6 (чист.)

9. Шлифовать пов. 10 (черн.)

10. Шлифовать пов. 10 (чист.)

11. Шлифовать пов. 12 (чист.)

12. Шлифовать пов. 13 (чист.)

Слесарная:

1. Калибровать резьбу Ml6 (14 отв.).

2. Калибровать резьбу М12 (4 отв.).

3. Калибровать отв. ?10Н8 (2 отв.).

4. Калибровать отв. ?12Н8 (2 отв.).

Выбор и расчёт припуска на обработку

В процессе разработки технологических операций механической обработки деталей припуски имеют большое значение. Правильное назначение припусков на обработку заготовки обеспечивает экономию материала и трудовых ресурсов, качество выпускаемой продукции. Величины припусков на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от следующих факторов:

- материала. заготовки,

- конфигурации. и.размеров. заготовки,

- вида. заготовки. и.способов. ее. получения,

- требований. в.отношении. механической. обработки,

- технических условий в отношении качества и класса шероховатости поверхности, точности размеров заготовки.

Из этого следует, что величина общего припуска зависит от толщины дефектного слоя, подлежащего снятию, припусков на промежуточные операции, погрешности установки, шероховатости поверхности.

Существует два метода расчетов припусков:

1. Аналитический (расчётный);

2. Справочный (табличный).

Для направляющей левой в таблице 3.4 запишем технологический маршрут обработки, также запишем соответствующей заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска.

У детали обрабатываются плоскости 1, 2, 3, 5, 8, 9 размером 80x155x1100 мм, при этом выдерживается размер Н=80h7 (0; - 0,03), К=155 (±0,5), L=1100 (±0,5). Последовательность обработки плоскостей следующая: строгание черновое (достигаемый квалитет точности h 14), строгание чистовое (h 11), шлифование плоское черновое (h10), шлифование чистовое (h7), фрезерование черновое (h14), фрезерование чистовое (h10).

При выполнении переходов первой установочной базой является необработанная плоскость В. При строгании первой плоскости заготовка устанавливается на опорные пластинки, при дальнейшей обработке заготовка устанавливается на стол станка, при шлифовании - на магнитной плите.

Заготовка - листовая горячекатаная сталь с наибольшим размером 90 мм, выполненная по IV кл. точности. Общий припуск на механическую обработку плоскостей 1 и 2 Z_ОБЩ =10 мм.

Провести расчёт припусков и промежуточных размеров для обработки поверхности 1 по методу профессора Кована [3]:

1. Подготовить расчётную карту (см. таблицу 3.4).

2. Записать последовательность обработки и способ установки заготовки.

3. Установить точность выполнения промежуточных размеров.

4. Записать высоту микронеровностей и толщину дефектного слоя на поверхности заготовки и после каждого перехода, причем для заготовки находим сумму (R_z0 + Т₀) = 500 мкм.

5. Суммарное значение пространственных отклонений:

с₀ = с_кор = ?_кLмкм, (3.9)

где ?_к = 0,6 для горячекатаного проката после термообработки;

L - длина обрабатываемой заготовки, мм.

с₀ = 0,6Ч1115 = 669 мкм.

После чернового строгания:

с₁ = 0,06Чс₀мкм, (3.10)

где 0,06 - коэффициент уточнения формы;

с₁ = 0,06Ч669 = 40 мкм.

После чистового строгания:

с₂ = 0,05с₁ = 0,05Ч40 = 40 мкм. (3.11)

6. Погрешность установки при черновом строгании ?₁ = 175 мкм, при чистовом

?₂ = 100 мкм, при черновом шлифовании после термообработки принимаем

?₃ = 100 мкм и чистовом шлифовании ?₄ = 0 (т.к. используется магнитная плита).

7. Минимальные промежуточные припуски:

Z_1min = (R_z0 + T₀) + с₀ + ?₁ = 200 + 300 + 669 + 175 = 1344 мкм. (3.12)

Z_2min =R_z1 + T₁ + с₁ + ?₂ =100 + 100 + 40 + 100 = 306 мкм.

Z_3min = R_z2 + T₂ + P₂ + ?₃ = 50 + 50 + 0 + 100 = 200 мкм.

Z_4min = R_z3 + T₃ + с₃ + ?₄ = 10 + 20 + 0 + 0 = 30 мкм.

8. По таблицам допусков в соответствии с номинальным размером Н=80 и достигаемым на каждом переходе квалитетом точности находим допуски на промежуточные размеры. Допуски берутся по системе вала, т.к. размер охватываемый.

Для первого технологического перехода при обработке черновых заготовок и при выдерживании размера от чёрной базы допуск определяем по формуле:

д₀ = (д_заг, + д_обр.)/2 мкм, (3.13)

где д_заг. - допуск на размер чёрной заготовки;

д_обр. - допуск по квалитету.

д₀= (0,5 + 0,87) / 2 = 685 мкм.

9. Номинальные промежуточные припуски:

Z_1ном= Z_1min +д₀ =1344 + 685 = 2029 мкм.

Z_2ном =Z_2min +д₁ =340 + 220 = 560 мкм

Z_3ном = Z_3min + д₂= 200 + 87 = 287 мкм

Z_4ном = Z_4min + д₃ = 30 + 30 = 60 мкм

10. Промежуточные номинальные размеры:

Исходный размер (наибольший предельный по чертежу): Н_черт = 80 мм

Промежуточный размер после чернового шлифования:

Н_3ном = Н_черт + z_4ном = 80 + 0,06 = 80,06 мм. (3.15)

Промежуточный размер после получистового строгания:

Н_2ном = Н_3ном +z_3ном = 80,06 + 0,287 = 80,347 мм

Промежуточный размер после чернового строгания:

Н_1ном = Н_2ном + z_2ном = 80,347 + 0,56 = 80,907 мм

Расчётный размер заготовки:

Н_0ном = Н_1ном + z_1ном = 80,907 + 2,029 = 82,936 мм

Общий припуск на обработку:

Z_oбщ = Z_1ном + Z_2ном + Z_3ном + Z_4ном = 2,029 + 0,56 + 0,287 + 0,06 = 2,936 мм,

что соответствует припуску на обработку плоскости А в размер Н в заготовке.

Z_imax - Z_imin = д_i-1 - д_i, (3.16)

805-340=685-220

465 =465

Z_omax - Z_omin = д₃ - д_дмкм; (3.17)

2584-1914 = 700 - 30 мкм,

670 = 670 мкм.

Результаты заносим в таблицу4.4. На основании данных расчёта строим схему графического расположения припусков и допусков по обработке наружной поверхности направляющей (рисунок 3.1).

Таблица 4.4. Расчет припусков и предельных размеров

Технологические переходы обработки поверхности А 80-0.03	Элементы припуска мкм	Расчетный припуск Zminмкм	Расчетный размер Hpмкм	Допуск д.мкм	Предельный размер. мм
	Rz	T	p	е
								Hmin	Hmax
Заготовка	200	300	666	-	-	81.884	700	81.884	82.584
Строгание черновое	100	100	40	175	1344	80.54	685	80.54	81.225
Строгание чистовое	50	50	0	100	340	80.2	220	80.2	80.42
Шлифование черновое	10	20	0	100	200	80.0	87	80.0	80.087
Шлифование чистовое	5	15	0	0	30	79.97	30	79.97	80.00
Итого							1914	2584

Определение типа производства

Согласно базовому технологическому процессу определим тип производства. Тип производства по ГОСТ 3.1108-88 характеризуется коэффициентом закрепления операций К₃₀, который показывает отношение всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению подразделением в течении месяца, к числу рабочих мест.

К_зо=?П_о/ Р_я, (3.18)

где ?П_о - суммарное число различных операций;

Р_я - явочное число рабочих подразделений, выполняющих различные операции.

На основании данных рассчитывается годовая программа. Располагая штучным или штучно-калькуляционным временем, затраченным на каждую операцию, определяют количество станков:

m_p = N Т_шт / 60 F_дК_зн, штук; (3.19)

Годовая программа N = 600 штук.;

Т_шт - штучное время, мин;

F_д - годовой фонд работы оборудования (F_д = 3904 часа);

?_з.н - нормативный коэффициент загрузки оборудования (0,8…0,9).

Для расчётов принимаем ?_з.н= 0,85.

Рассчитаем Т_шт для всех операций:

Т_шт = ?_к?Т_о, (3.20)

где Т_о - основное технологическое время, мин.

?_к - коэффициент, учитывающий вспомогательное и дополнительное время.

Данные расчётов заносим в таблицу4.5 и 4.6.

Таблица 4.5. Определение основного времени

Наименование операции	Размер	Глубрезанья мм	Широбр-ки мм	Длин-наобр-ки мм	Формула для расч. основного времени мин	мин
	До об-ки мм	После обр-ки мм
Строгальная операция
Черновое.строгание поверхности 1	90	86.2	3.8	170	1115	0.065BLЧ	12.32
Черновое.строгание поверхности 2	86.2	82.4	3.8	170	1115	0.065BLЧ	12.32
Чистовое.строгание поверхности 3	82.4	81.6	0.8	170	1115	0.034BLЧ	6.54
Чистовое строгание поверхности 1	81.6	80.8	0.8	170	1115	0.034BLЧ	6.45
Черновое строгание поверхности 3	170	163	7	80.8	1115	0.065BLЧ	5.85
Строгание фаски 4 в р-р3х			3		1115	0.034BLЧ	0.12
Чистовое строгание поверхности 3	163	162.5	0.5	80.8	1115	0.034BLЧ	3.06
Черновое строгание поверхности 5	162.5	155.5	7	80.8	1115	0.065BLЧ	5.85
Черновое строгание полки 6 за 6 проходов	80.8	36х96.0	45	10	1115	6Ч0.065BL	19.57
Строгание 2 фасок 7-3х				3	1115	2Ч0.034BL	0.23
Чистовое строгание поверхности 5	155.5	155	0.5	35.8	1115	0.033BLЧ	1.36
Расточная операция
Черновая фрезеровка торцов8; 9 за 2 прохода	1115	1103.0	6.0	80.8	155	6LЧ2	3.72
Чистовая фрезеровка торцов 8; 9 за 2 прохода	1103.0	1100	1.5	80.8	155	4LЧ2	1.24
Строгальная операция
Черновое строгание уклона 10 за 2 прохода			55		1115	2Ч0.065BL	8.0
Чистовое строгание полки 6		35.8х95	0.2	90	1115	0.034BLЧ	3.4
Чистовое строгание уклона 10			0.2	55	1115	0.034BLЧ	2.09
Строгание канавки11 6х6				6	1115	0.034BLЧ	0.23
Расточная операция
Сверление 2 отверстий ф9.8L-25				9.8	25	0.52dLЧ2	0.25
Сверление 4 отверстий ф10.2L-35				10.2	35	0.52dLЧ4	0.73
Зенкование 6 фасок				14	1.5	0.21dLЧ6	0.03
Нарезание резьбы М-12-4 отверстия				12	30	0.4dLЧ4	0.58
Развертывание 2 отверстий ф10h8L-25				10	25	0/86dLЧ2	0.43
Сверление 7 отверстий ф 14.5L-80.8				14.5	80.8	0.52dLЧ7	4.41
Сверление 7 отверстий ф 14.5L-35.8				14.5	35.8	0.52dLЧ7	1.82
Сверление 2 отверстий ф11.7L-35.8				11.7	35.8	0.52dLЧ2	0.44
Сверление 2 отверстий ф11.7L-35.8				11.7	35.8	0.52dLЧ2	0.44
Зенкование 2 фасок				14.5	1.5	0.21dLЧ2	0.01
Развертывание 2 отверстий ф12h8 L-35.8	11.9	12	0.1	12	35.8	0.8dLЧ2	0.74
Нарезание резьбы М16-14 отверстии				16	35	0.4dLЧ14	3.14
Плоскошлифовальная операция
Черновре шлифование поверхности 1	80.8	80.35	0.35	95	1100	0.07BL	7.32
Черновое шлифование поверхности 2	80.45	80.1	0.35	155	1100	0.07BL	12.0
Чистовое шлифование поверхности 2	80.1	80.04	0.06	155	1100	0.15BL	25.6
Чистовое шлифование поверхности 1	80.04	79.98	0.06	95	1100	0.15BL	15.7
Черновое шлифование поверхности 3	155	154.8	0.2	79.98	1100	0.07BL	6.16
Чистовое шлифование поверхности 3	154.8	154.75	0.05	79.98	1100	0.15BL	13.2
Черновое шлифование поверхности 6	35.4	35.05	0.35	90	1100	2BL	0.66
Черновое шлифование поверхности 6	35.05	35.0	0.05	90	1100	2BL	0.22
Черновое шлифование поверхности 10	95.4	95.1	0.3	55	1100	2BL	0.66
Черновое шлифование поверхности 10	95.1	95.0	0.1	55	1100	2BL	0.22
Шлифование поверхности 12	95.0	93.0	2.0		1100	0.15BL	0.33
Шлифование поверхности 13			1.5		1100	0.15BL	0.2
Слесарная операция
Калибровка.14 отверсий М16
Калибровка 4 отверстий М12
Калибровка 2 отверстий ф10
Калибровка 2 отверстий ф 12

Таблица 4.6. Штучно-калькуляционное время

Операция	Тo, мин	?к	Тш.к., мин
Строгальная	87,407	1,73	151,214
Расточная	17,914	3,25	58,22
Плоскошлифовальная	82,17	2,1	172,557
Сумма	381,991

Строгальная операция: m_р = 600Ч151,214 / 60Ч3904 Ч0,85 = 0,4556 штук;

Расточная операция: m_р = 600Ч58,22 / 60Ч3904Ч0,85 = 0,1754 штук;

Плоскошлифовальная операция: m_р = 600Ч172,557 / 60Ч3904Ч0,85 = 0,52 штук;

Фактический коэффициент загрузки рабочего места:

?_зф = m_р / р,

где р - принятое число рабочих мест.

Количество операций, выполняемых на рабочем месте:

О = ?зн/ ?зф;

Таблица 4.7. Данные по технологическому процессу

№	Операция	Тш-к	mр,шт.	Р, шт	?зф	О, шт.
1	Строгальная	151,214	0,4556	1	0,4556	2
2	Расточная	58,22	0,1754	1	0,1754	5
3	Плоскошлифовальная	172,557	0,52	1	0,52	2

К_з.о = ?П_о / Ря;

К_з.о =9/3 = 3;

Так как 1? К_зо ? 10, это значит, что производство будет крупносерийное.

Выбор режущих инструментов

Режущий инструмент выбирается в зависимости от метода обработки, формы и размеров обрабатываемой поверхности, её точности, шероховатости. Режущие инструменты должны обладать высокой режущей способностью (стабильной размерной стойкостью при высоких режимах резания), обеспечить возможность быстрой и удобной замены, наладки в процессе работы, формировать транспортабельную стружку и отводить её от зоны обработки безнарушения нормальной работы оборудования. При выборе инструмента следует использовать, по возможности, стандартные режущие инструменты. [2]. В таблице 3.8 приведены данные о режущем инструменте, применяемом при обработке детали, по справочным данным.

Таблица 4.8. Выбор режущего инструмента

Операция и проходы	Режущий инструмент	Материал режущей части	ГОСТ Инструмента
Строгальная	Резец строгальный проходной	Т5К10	ГОСТ 18891-73
	Резец подрезной	Т5К10	ГОСТ 18880-73
	Резец строгальный чистовой широкий	Р6М5	ГОСТ 18888-79
	Резец строгальный прорезной отогнутый	Р6М5	ГОСТ 18890-79
Расточная	Фреза торцовая Ш 160 мм	Т5К10	ГОСТ 9473-61
	Сверло Ш 9.8 мм	Р6М5	ГОСТ 10902-64
	Развертка Ш 10Н8 мм	Р6М5	ГОСТ 1672-61
	Сверло Ш 10 мм	Р6М5	ГОСТ 12121-66
	Сверло Ш 11.9 мм	Р6М5	ГОСТ10902-64
	Развертка Ш 12Н8	Р6М5	ГОСТ 1672-61
	Сверло Ш 14.4 мм	Р6М5	ГОСТ 12121-66
	Сверло Ш 20 мм	Р6М5	ГОСТ12121-66
	Метчики машинно-ручные М12	Р6М5	ГОСТ 3266-81
	Метчики машинно-ручные М16	Р6М5	ГОСТ 3266-81
Плоско-шлифовальная	Абразивный круг ПП		Э925СМ1К
	Абразивный круг ЧК		Э523М3Б

Выбор средств измерения

Выбираем средства измерения и контроля размеров в зависимости от типа производства, величины допуска контролируемого параметра для каждой операции и заносим в таблицу 4.9.

Таблица 4.9. Выбор средств измерения

№	Операция	Средства измерения
1	Строгальная: обработка по размеру 155 мм	Штангельциркуль ШЦ-III-250-0.05-ГОСТ 166-89
	Обработка плоскости в размер 45 мм	Штангенглубиномер ШГ-200-0.05 ГОСТ 162-64
	Обработка плоскости под углом	Угломер УН (мод. 127) ГОСТ 5378-66
2	Расточная: обработка в размер 1100±0.5	Штангенциркуль ШЦ-III-1400-0.1 ГОСТ 166-89
	Сверловка отверстий Ш 9.8; Ш10.2; Ш11.9; Ш 14.4 мм	Штангенциркуль ШЦ-II-125-0.1 ГОСТ 166-89
	Зенкерование и разворачивание отверстий Ш10Н8; Ш12Н8	Нутромер индикаторный НИ-18 ГОСТ 868-72
	Нарезание резьбы М12	Калибр-пробка М 12G6 ПР ГОСТ 17756-72
		Калибр-пробка М 12G6НЕ ГОСТ 17757-72
	Нарезание резьбы М16	Калибр-пробка М167Н ПР ГОСТ 17756-72
		Калибр пробка М167Н НЕ ГОСТ 17757-72
3	Плоскошлифовальная: контроль размера 80h7 (0; - 0.03)	Микрометр МК 100 ГОСТ 6507-60
	Контроль угла	Угломер УН (мод. 127) ГОСТ 5378-66
	Шлифование в размер	Штангенглубиномер ШГ-200-0.05 ГОСТ162-64

Выбор вспомогательных инструментов

Вспомогательные инструменты такие как державки, стойки для резцов, оправки для осевых инструментов, направляющие втулки, выбираются в зависимости от конструкции хвостовика режущего инструмента, конструкции посадочного места на станке, длины обрабатываемой поверхности, требуемой жёсткости и точности инструмента, требований замены и подналадки инструмента.

Данные по вспомогательным инструментам заносим в таблице 4.10

Таблица 4.10. Выбор вспомогательных инструментов

№	Операция	Вспомогательные инструменты
1	Строгальная	Резцедержатель суппорта
2	Расточная	Оправка для крепления торцевой фрезы
		Сверлильный патрон для крепления сверла цилиндрическим хвостовиком Ш9,8 и Ш11,9 мм переходная втулка
		Переходные втулки для крепления свёрл с коническим хвостовиком, зенкеров и развёрток
		Патрон для нарезания резьбы метчиками
3	Разметочная	Разметочная плита, штангенрейсмус, керн, молоток
4	Плоскошлифовальная	Оправки для крепления шлифовального круга

Выбор приспособления

Выбор станочного приспособления осуществляется с таким условием, чтобы обеспечить требуемое базирование и надежное закрепление детали на операциях, высокую жесткость установленной на станке детали, учитывая возможность автоматизации обработки и других требований.

Данные по вспомогательным инструментам заносим в таблицу 4.11

Таблица 4.11. Выбор приспособления

№	Операция	Приспособления
1	Строгальная	Для первого установи крепление прямыми прижимными планками, установка заготовки на пластинки с прижатием к упорам. Последующиеустановы на стол станка с прижатием к упорам.
2	Расточная	Установка на пластинки с прижатием к упорам, крепление прямыми прижимными планками.
3	Термическая	Приспособление для цементации детали в вертикальном положении, приспособление для объёмной закалки.
4	Плоскошлифовальная	Установка на магнитной плите для обработки по размеру 80h7 (0; - 0,03), установка в УСП для обработки плоскости «ласточкин хвост».

Расчет режимов резания

Расчёт ведётся одновременно с заполнением операционных и маршрутных карт технологического процесса. Режим резания устанавливается учитывая особенности обрабатываемой детали и характеристики режущего инструмента истанка. Приведём расчёт на примере технологического перехода - черновое строгание плоскости в размер 86,2 мм, для чего выбираем проходной резец с пластиной из твердого сплава Т5К10 с углом в плане ? = 60°.

Скорость резания, допускаемая резцом, может быть подсчитана по следующей общей формуле [2]:

U_и = C_v ЧK_v / T^m Чt^x_vЧS^y_v м/мин, (3.21)

где C_v - коэффициент, характеризующий обрабатываемый металл и условия его обработки;

Т - стойкость режущего инструмента в мин;

m - показатель относительной стойкости;

t - глубина резания в мм;

S - подача в мм/об, (мм/дв. ход);

x_v и y_v - показатели степеней;

K_v - общий поправочный коэффициент на изменённые условия обработки по отношению к тем, для которых даётся значение коэффициента C_v.

K_v = K_mvЧK_mlvЧКцvЧК_ц1vЧK_rv, (3.22)

где K_mv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания. Для незакалённой стали с у_в = 665 МПа для резцов с пластинками твёрдого сплава K_mv = 1,15;

K_m1v - поправочный коэффициент, влияющий на V_peз, зависящий от материала режущей кромки инструмента. Для резца с твёрдым сплавом Т5К10 K_м1v = 0,65;

К_цv - поправочный коэффициент, влияющий на V_peз, для значений главного угла резца в плане ц. Для угла ц = 45° К_ц1v = 1,0;

К_ц1v - поправочный коэффициент, влияющий на V_peз, для значений вспомогательного угла резца в плане ц₁. Для угла ц₁ = 30° К_ц1v = 0,91;

K_rv - поправочный коэффициент, влияющий на V_рез, зависящий от радиуса закругления при вершине резца. Для r = 1 мм K_rv = 0,94.

K_v = 1,15Ч0,65Ч1,0 Ч0,91Ч0,94 = 0,64.

Рекомендуемая оптимальная стойкость для всех строгальных резцов

Т = 120 мин.

S = 0,8 мм/дв. ход.

Глубина резания t = 90 - 86,2 = 3,8 мм.

C_v = 221 для обработки стали твёрдым сплавом без корки, поэтому в формулу для расчёта скорости резания вводим поправочный коэффициент K_nv, учитывающий влияние качества заготовки на V_рез

K_nv = 0,9 - обработка проката с коркой;

m = 0,2;

x_v= 0,15;

y_v= 0,45.

V_и = 221Ч0,64Ч0,9 / 120^0,2Ч3,8^0,15 Ч 0,8^0,45 м/мин.

У_и = 44,25 м/мин.

По найденной скорости резания определяем необходимое число двойных ходов в минуту. Скорость резания по станку при строгании (скорость рабочего хода):

V _p.x = k ЧLЧ(1+ m) / 1000 м/мин, (3.23)

где k - число двойных ходов в минуту;

L - длина хода стола в мм;

m - отношение скорости рабочего хода к скорости холостого хода (даётся в

паспорте на станок; m_ср = 0,75).

Число двойных ходов рассчитывается по формуле;

k = 1000Vи / L (1 + m) дв. ход/мин, (3.24)

где L = 1_х + 1_х1;

1_x - длина обрабатываемой детали, мм;

1_x1 - длина перебега, мм.

Для деталей длиной до 2000 мм длина перебега составляет 200 мм.

к = 1000Ч44,25 /(1115 + 200)Ч(1 + 0,75) = 19,22 дв. ход/мин.

Найденное значение k корректируем по станку и подсчитываем действительную скорость резания:

V_р.х.д = 16Ч(1115+200) - (1+ 0,75) / 1000 = 36,82 м/мин.

Проверяем достаточность мощности электродвигателя станка, для чего подсчитываем мощность резания по формуле:

N_peз = P_zЧV_p.x / 60 - 102 кВт, (3.25)

где P_z = С_рzЧt^xzЧS^yzЧK_pz, H., (3.26)

где К_рz = Кмр_zЧKcp_zЧKцp_zЧKлp_zЧKrp_z; (3.27)

где Кмр_z - поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на P_z и рассчитывается по формуле:

Кмр_z = (у_в/ 750)^0,75 = (665 / 750)^0,75= 0,91;

Kcp_z - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества заготовки;

Kцp_z, Клр_z, Krp_z - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на P_z.

По справочным данным выбираем значения коэффициентов:

C_pz = 384; xz = 0,9; yz = 0,9; Kcp_z = 1,0; Kцp_z - 0,94; Kлp_z = 1,0; Krp_z= 1,0.

Подставляя полученные значения в формулу (3.111-3.113) получим:

K_pz = 0,91Ч1,0Ч0,94Ч1,0 - 1,0 = 0,85.

Р_z = 384Ч3,8^0,9Ч0,8^0,9Ч0,85 = 887,84 Н.

N_peз = 985,4Ч36,82/60 Ч102 = 5,34 кВт.

N_peз ? N_стЧ?, (3.28)

где ? - к. п. д. станка.

5,34 = 55Ч0,8; 5,33 = 44 - условие по мощности резания выполнено.

Аналогично приведённому примеру рассчитываем режимы резания для остальных переходов и полученные значения режимов резания заносим в таблицу 4.12.

Таблица 4.12. Режимы резания строгальной операции

Переходы	К дв. ход. в мин.	t.мм	S мм/дв. ход	V. м/мин
1. Строгать пов. 1 в размер 86.2 (черновая)	16	3.8	0.8	36.82
Переустановить
2. Строгать.пов. 2 в.размер82.4 мм: (черн) 3. Строгать.пов. 2.в.размер 81.6 мм(чист)	16 12.5	3.8 0.8	0.8 6.0	36.82 28.76
Переустановить
4. Строгать пов. 1 в размер 80.8 мм(чистовой)	12.5	0.8	6.0	28.76
Переустановить
5. Строгать пов. 3 в размер 163 мм(черн)	16	7.0	0.8	36.82
6. Строгать пов. 3 в размер 162.5 мм (чист)	12.5	0.5	6.0	28.76
7. Строгать фаску 4-3х45 (чист)	16	3.0	0.8	36.82
Переустановить
8. Строгать пов. 5 в размер 155.5 мм: (черн)	16	7.0	0.8	36.82
9. Строгать.полку. 6 (6 прододов45х90.5 мм) (черн)	16	10	0.8	36.82
10. Строгать 2 фаски 7-3х	16	3.0	0.8	36.82
11. Строгать пов. 5 в размер 155 мм: (чист)	12.5	0.5	6.0	28.76
12. Повернуть суппорт на строгать подрезным резцом поверхность 10 за два черновых прохода в размер 96 мм от пов. 3	16	10	0.8	36.82
13. Строгать пов. 10 в размер 96.6 мм: (чист)	16	0.4	0.4	36.82
14. Строгать полку 6 в размер 35.8 мм: (чист)	12.5	0.5	6.0	28.76
15. Строгать канавку 11 в размер 6х6х1100	12.5	6	0.8	28.76

Выбор режимов резания для фрезерной операции расточного станка производим по табличным данным и корректируем по формуле [9]:

V = V_табл Ч К₁ЧК₂ЧК₃, м/мин, (3.29)

где К₁ - коэффициент, зависящий от размеров обработки;

К₂ - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₃ - коэффициент, зависящий от стойкости и материала режущего инструмента.

Для торцовой фрезы с пластинками твёрдого сплава Т5К10 для черновой обработки с глубиной резания 6 мм:

V_табл = 220 м/мин при подаче 0,15 мм/зуб;

При расчёте скорости резания на первый черновой проход применим коэффициент K_nv = 0,9 при обработке металла по корке.

К₁ = 1,1; К₂ = 0,95; К₃ = 0,8 при стойкости инструмента 60 мин. Отсюда:

V = 220Ч1,1 Ч0,95 Ч 0,8Ч0,9= 165,528 м/мин.

Расчётную частоту вращения шпинделя рассчитываем по формуле:

n_{шп. расч.} = 1000V / рD_фр, мин^-1, (3.30)

где V - скорость резания в м/мин;

р-3,14;

D_фp - диаметр фрезы в мм.

n_{шп.расч}.= 1000Ч165,582/3,14Ч160 = 329,47 мин-¹.

Полученное значение частоты вращения шпинделя корректируем по паспорту станка и принимаем ближайшее меньшее значение частоты вращения, т.е. должно выполняться условие n_шп ? n_{шп. расч.}

Принимаем nшп = 315 мин^-1.

Определяем действительную скорость резания:

V_д = V ЧрЧD_фр / 1000 м/мин; (3.31)

V_д. = 315Ч3,14Ч160 / 1000 = 158,256 м/мин.

При сверлении отверстий скорость резания определяем по формуле:

V_и = C_v ЧD^zvЧK_v/ T^mЧS^yv м/мин, (3.32)

где D - диаметр сверла в мм;

zv, m, yv - показатель степени;

Т - стойкость сверла в мин. Оптимальная стойкость для свёрл из быстрорежущих. материалов Т = 15 ч 110 мин.;

S - подача в мм/об;

K_v - общий поправочный коэффициент.

K_v = K₁ЧК₂ ЧК₃, (3.33)

где К₁ = 1,16 - коэффициент, учитывающий механические свойства обрабатываемых материалов;

К₂ = 1,0 - коэффициент, учитывающий период стойкости инструмента;

К₃ = 0,85 - коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемых отверстий.

K_v=l, 16Ч1,0Ч0,85 = 0,98.

zv = 0,4; m = 0,2; уу = 0,7; Cv = 7.

V_и = 7Ч10,2^0,4Ч 0,98 / 100^0,2 Ч0,16^0,7 = 24,94 м/мин.

Определяем частоту вращения:

n_расч = 1000ЧV / рЧD, мин^-1.;

n_расч = 1000Ч24,94 / 3,14Ч10,2 = 778,79 мин^-1.