Производство детали

для 38, 48 поверхностей

= 0,29·1910 = 554 мм/мин.

для зенкерования:

для 38, 48 поверхностей

= 0,19·3264 = 620 мм/мин

С учетом паспортных данных станка фактические режимы резания выбираем:

= 400 мин^-1; = 1250 мин^-1; = 2000 мин^-1;

Фактическую скорость резания определяем по формуле:

. (34)

для сверления:

для поверхности 3

= 25,3 м/мин;

для поверхностей 17, 23, 34, 46, 33, 49, 50, 51

= 19,6 м/мин;

для поверхностей 38, 4

: = 22 м/мин.

для зенкерования:

для поверхностей 38, 48

= 25,12 м/мин.

Корректировка табличных значений мощности резания и осевой силы

По карте 52 стр. 141 формулы для корректировки мощности резания и осевой силы имеют вид:

; ; (35)

По карте 53 стр. 142 выбираем поправочные коэффициенты:

= 0,85.

для сверления:

для поверхности 3

= 1,7 кВт, = 7315 Н;

для поверхностей 17,23,34,46,33,49,50,51

= 1,93 кВт, = 7204 Н;

для поверхностей 38, 48

= 1,3 кВт, = 5724 Н.

для зенкерования:

для поверхности 38, 48

= 1,3 кВт, = 3840 Н.

Согласно паспорту станка мощность его двигателя = 19 кВт, коэффициент полезного действия з = 0,81, допустимая сила подачи = 15000 Н. Из всех спроектированных переходов наибольшая мощность резания N соответствует сверлению отверстий 17, 23, 34, 46, 33, 49, 50, 51 N = 1,93 кВт.

Проверяем условие :1,9315,4 - условие выполняется.

Максимальная осевая сила для перехода сверления составляет Р = 7204 Н, что меньше допустимого значения по станку. Следовательно, установленные режимы резания осуществимы на данном станке.

Таблица 27. Рекомендуемые режимы резания

Параметр режима резания	Вид обработки отверстия
	сверление	зенкерование
	№ поверхности
	3	18-25	16,17	16,17
Осевая сила Pт, Н	6218	6124	4866	95,5
Табличная подача S0т, мм/об	0,30	0,39	0,29	0,19
Принятая подача So, мм/об	0,255	0,33	0,34	0,16
Табличная скорость резания vт, м/мин	20	19,4	21	41
Скорректированная скорость резания v, м/мин	23	22,3	23,2	46
Фактическая частота вращения шпинделя nф, мин	400	1250	2000	2000
Фактическая скорость резания vф, м/мин	25,3	19,6	22	25,12
Табличная мощность резания Nт, кВт	1,45	1,64	1,10	1,10
Фактическая мощность резания N, кВт	1,7	1,93	1,7	1,3
Минутная подача Sм, мм/мин	102	412,5	680	320

Расчёт режимов резания для операции фрезерование

Выбор инструмента

По приложениям 4, 12 выбраны следующие параметры инструмента:

Для обработки поверхностей 64, 65 - фреза концевая диаметром 25 мм, материал - Р6М5, число зубьев z = 6;

Для обработки поверхностей 42, 43 - фреза концевая, диаметром 75 мм, материал - Р6М5, число зубьев z = 6.

Передний угол г = 15?;

Задний угол б = 20? - для диаметра 16 мм;

Задний угол б = 16 - для диаметра 63 мм;

Передний угол на торцевой части фрезы = 0?;

Задний угол на торцевой части фрезы = 6?.

Поверхность 64, 65 - лыски, шириной 14 мм;

Поверхность 42, 43 - квадрат 7070 мм

Выбор стадии обработки

Показатель числа стадий обработки равен допуску выполняемого размера, умноженному на составляющие показатели числа стадий обработки по карте 72 лист1 стр. в зависимости от:

Твердости обрабатываемого материала = 0,70;

Числа зубьев фрезы: = 0,65;

Отношения вылета фрезы к диаметру: = 1,00;

Отношения ширины фрезерования к диаметру фрезы: = 1,00

Исходя из допуска на выполняемый размер определяем показатель числа стадий обработки:

для поверхности 64, 65

. (36)

.

для поверхности 42, 43

. (37)

.

Полученное значение показателя числа стадий обработки является критерием для выбора необходимого количества стадий обработки:

для поверхности 64, 65

;

= 0,28 0,09 - Требуемая точность может быть достигнута за одну (черновую) стадию обработки.

для поверхности 42, 43

;

= 0,32 0,15 - Требуемая точность может быть достигнута за одну (черновую) стадию обработки

Выбор глубины резания

Для поверхностей 64, 65 по карте 73 стр. 207 для = 1,5·14 = 21 мм², т.е. достаточно обработки за один рабочий ход = 1,5·1 = 1,5 мм;

для поверхностей 42, 43 по карте 73 стр. 207 для = 9,5·60 = 570 мм², т.е. достаточно обработки за два рабочих хода = 9,5·0,65 = 6,17 мм; = 9,5·0,35 = 3,32 мм.

Выбор подачи

Подачу на зуб для обработки поверхности выбираем по карте 79 стр. 213

для поверхности 64, 65

= 0,09 мм/зуб;

для поверхности 42, 43

= 0,08 мм/зуб.

Выбранные значения подачи корректируем с учетом поправочных коэффициентов по формуле:

. (38)

По карте 82 стр. 218 выбираем поправочные коэффициенты для измененных условий работы в зависимости от:

твердости обрабатываемого материала = 0,80;

материала режущей части фрезы = 0,80;

отношения фактического числа зубьев к нормальному = 0,60 - для поверхностей 64, 65;

отношения фактического числа зубьев к нормальному = 0,70 - для поверхностей 42, 43;

отношение вылета фрезы к диаметру = 1,00;

для поверхностей 64, 65

= 0,09·0,80·0,80·0,60·1,00 = 0,034 мм/зуб;

для поверхностей 42,43

= 0,08·0,80·0,80·0,70·1,00 = 0,036 мм/зуб.

Подача, допустимая по шероховатости обработанной поверхности по карте 83 стр. 219:

для поверхностей 64,65

= 0,17;

для поверхностей 42,43

= 0,16

Окончательно принимаем минимальные значения подачи на зуб.

Выбор скорости и мощности резания

Скорость и мощность резания выбираем по картам 84 стр. 222 и 87 стр. 229 с учетом поправочных коэффициентов в зависимости от:

Группы обрабатываемого материала 1,00;

твердости обрабатываемого материала ; 1,40;

материала режущей части фрезы 1,00;

периода стойкости режущей части фрезы 1,00;

отношения фактической ширины фрезерования к нормативной 1,00;

состояния поверхности заготовки 1,00;

наличия охлаждения 1,00.

Проверку выбранных режимов резания по мощности привода главного движения станка приводят только для первого рабочего хода.

Табличные значения скорости и мощности резания:

для поверхности 64,65

= 17 м/мин;

= 1,61 кВТ;

для поверхности 42, 43

= 19 м/мин;

= 9,83 кВТ;

для поверхностей 42,43

= 19·1,00·0,70·1,00·1,00·1,00·1,00·1,00 = 13,3 м/мин

= 9,83·1,00·1,40·1,00·1,00·1,00·1,00·1,00 = 13,8 м/мин

для поверхностей 64, 65

= 17·1,00·0,70·1,00·1,00·1,00·1,00·1,00 = 12 м/мин

= 1,61·1,00·1,40·1,00·1,00·1,00·1,00·1,00 = 2,25 м/мин

Скорость резания назначаем по лимитирующему по стойкости рабочему ходу: V=39 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

(39)

для поверхностей 64, 65

;

для поверхностей 42,43

.

По паспорту станка принимаем ближайшее значение = 800 мин^-1, = 200 мин^-1. С учетом этого фактическая скорость резания:

(40)

для поверхностей 64,65

;

для поверхностей 42,43

Фактическую мощность резания определяем по формуле:

(41)

для поверхностей 64,65

;

для поверхностей 3,4

.

Таблица 28. Рекомендуемые режимы резания

Параметр режима резания	Фрезерование
	поверхности
	42,43	64,65
Табличная подача на зуб Szт, мм/об	0,08	0,09
Принятая подача на зуб So, мм/об	0,036	0,034
Табличная скорость резания vт, м/мин	39	39
Скорректированная скорость резания v, м/мин	39	40
Фактическая частота вращения шпинделя nф, мин	200	800
Табличная мощность резания Nт, кВт	9,83	1,61
Фактическая мощность резания N, кВт	20	3,8

Расчёт режимов резания для операции шлифования

1. Расчет скорости шлифовального круга



(42)

2. Выбор характеристики шлифовального круга:

Характер обработки: шлифование гладких шеек;

Класс чистоты поверхности: 6 - 7;

Точность обработки д ? 0,03 мм;

Обрабатываемый материал: Сталь 40Х, HRC 30-50;

Круг - Э5 40 С2 - СТ1 5 К;

Скорость круга = 45 м/сек.

3. Расчет скорости V в м/мин и числа оборотов n в минуту детали:

а) Определение рекомендуемой нормативами скорости вращения детали: v=35м/мин;

б) Расчет числа оборотов шпинделя, соответствующего рекомендуемой скорости, и уточнение его по паспорту станка:

(43)

для поверхности 11

для поверхности 2

в) Уточнение скорости вращения детали по принятым оборотам шпинделя:

(44)



для поверхности 11

м/мин

для поверхности 2

м/мин

4. Выбор минутной поперечной подачи в мм/мин:

Автоматизированный цикл:

предварительная обработка:

; (45)

окончательная обработка:

. (46)

Ручной цикл:

, (47)

где

, , - минутные подачи по таблице на стр. 173;

Ширина шлифовального круга b = 40 мм;

- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга;

- от припуска и точности;

- от диаметра круга, количество кругов и характера поверхности.

= 1,5 мм/мин; = 0,4 мм/мин; = 0,65 мм/мин;

= 1,0; = 1,5; = 0,8.

= 1,5·1,0·1,5·0,8 = 1,8 мм/мин;

= 0,4·1,0·1,5·0,8 = 0,48 мм/мин;

= 0,65·1,0·1,5·0,8 = 0,78 мм/мин.

5. Определение времени выхаживания: = 0,09 мин.

6. Определение величины слоя, снимаемого при выхаживании = 0,03 мм.

7. Расчет машинного времени:

а) При автоматическом цикле шлифования:

б)

(48)

в) При ручном цикле:

, (49)

где a - общий припуск на сторону;

Припуск на сторону, снимаемый на этапе предварительной подачи

; (50)

Припуск на сторону, снимаемый на этапе окончательной подачи

; (51)

a = 0,07, тогда = -0,007 мм;

= 0,047, тогда:

при автоматическом цикле

= 0,18 мин;

при ручном цикле

= 0,16 мин.

Таблица 29

Параметр режима резания	Шлифование
	поверхности
	11	2
Минутная подача на предварительной обработке Sм, мм/мин	1,8	1,8
Минутная подача на окончательной обработке Sм, мм/мин	0,48	0,48
Минутная подача при ручном цикле Sм, мм/мин	0,78	0,78
Табличная скорость резания vт, м/мин	35	35
Скорректированная скорость резания v, м/мин	35	35
Фактическая частота вращения шпинделя nф, мин	183	287
Скорость шлифовального круга vкр, м/мин	45	45

Расчет норм времени

Режимы резания норм времени определяем по справочнику «Общемашиностроительные нормативы времени». Вспомогательное время заносим в таблицу 28.

Таблица 30. Вспомогательное время для универсальных станков

№	Процессы	Установка, снятие детали	Связанное с основным переходом	Подготовит. заготовит время	Смена инструмента	Изменение подачи	Изменение числа оборотов	Контроль измерения	Всего (мин)
045	Подрезка торца Точить 61 Точить канавку Точить 89 Сверлить 20	1,85	0,77	24	0,25	0,06	0,07	0,1	27,1
055	Расточка 40,4 Н11	-	0,62	-	0,5	0,06	0,07	0,18	1,43
060	Расточка 41	-	0,62	-	-	0,06	0,07	0,1	0,85
065	Расточка 50 Фаска 245	-	0,62	-	-	0,06	0,07	0,1	0,85
075	Расточка 2 52Н12	-	0,162	-	0,5	0,06	0,07	-	0,792
085	Подрезка торца Точить 65	1,85	0,4	19	0,07	0,06	0,07	0,27	21,72
095	Точить 60	-	0,23	-	-	-	0,07	0,29	0,59
100	Канавка 13 мм	-	0,23	-	0,07	0,06	0,07	0,1	0,53
110	Канавка 8 мм	-	0,23	-	0,15	-	0,07	0,1	0,55
115	Уклоны на канавке	-	0,14	-	0,07	0,06	0.07	-	0,34
120	Точить 40	-	0,09	-	0,07	0,06	0,07	0,29	0,58
125	Подрезка торца Фаска 245	-	0,31	-	0,07	0,06	0,07	0,29	0,8
130	Расточка 20,4 Н11	-	0,38	-	0,5	0,06	0,07	0,18	1,19
135	Канавка 32 Фаска 145	-	0,3	-	0,07	0,06	0,07	-	0,5
150	Фрезеровать квадрат	0,7	0,24	14	0,07	0,06	0,07	0,1	15,24
155	Фрезеровать лыски	1,05	0,14	14	0,07	0,06	0,07	0,1	15,49
165	Сверлить Зенкеровать Резьба	0,7	0,12	8	0,07	-	-	0,06	8,95
180	Сверлить 4 отв 5 мм	1,2	0,12	13	0,07	-	-	0,06	14,45
195	Сверлить 4 отв 5 мм	1,2	0,12	13	-	-	-	0,06	14,38
230	Шлифовать 61 h6	1,85	0,55	10	-	-	-	0,33	12,73
235	Шлифовать 40h7	1,85	0,39	10	-	-	-	0,33	12,57
Всего	132,1

Основное (технологическое) время определяется по формуле:

где l - длина обрабатываемой поверхности (определяется по чертежу)

l₁ - время врезания и перебега

l₂ - дополнительная длина на взятие пробной стружки

n - число оборотов шпинделя, в мин

S - подача на один оборот шпинделя

i - число проходов

Согласно приложениям 1 и 3 устанавливаются величины врезания и перебега инструмента и величины врезания . Для каждой обрабатываемой поверхности в соответствии с условиями работы они равны:

Для операции 045:

для поверхности 11: = 3 мм = 0 мм

для поверхности 12: = 3 мм = 0 мм

Тогда для поверхности 11

Для поверхности 12

Основное (технологическое) время на операцию равно

мин.

Для остальных операций основное (технологическое) время рассчитываем аналогично, и данные заносим в таблицу 29.



Таблица 29. Основное время для универсальных станков

№ операции	процесс	Длина обработки, мм	Врезание и перебег, мм	На пробную стружку, мм	Расчетная длина, мм	Время, мин	Общее время, мин
045	Подрезка торца Точить 61 Точить канавку Точить 89 Сверлить 20	115 9 4 6 80	3 3 2 3 3	5 0 0 0 5	123 12 6 9 88	1,025 0,14 0,12 0,14 4,3	5,47
055	Расточка 40,4 Н11	28	3	5	36	1,5	1,5
060	Расточка 41	35 27	3 3	5 5	43 35	0,36 0,30	0,66
065	Расточка 50 Фаска 245	13 2	3 0,5	0 0	16 2,5	0,48 0,02	0,50
075	Расточка 2 канавок	6,6 6,6	2 2	0 0	8,2 8,2	0,45 0,45	0,9
085	Подрезка торца Точить 65	112 97	3 3	5 5	120 105	1,0 1,274	2,274
095	Точить 60	57	3	5	65	1,02	1,02
100	Канавка 13 мм	13	3	0	16	0,9	0,9
110	Канавка 8 мм	8	3	0	11	0,3	1,5
115	Уклоны на канавке	3 3	3 3	0 0	6 6	0,1 0,1	0,2
120	Точить 40	7	3	0	10	0,52	0,52
125	Подрезка торца Фаска 245	112 2	3 0,5	5 0	120 2,5	0,98 0,02	1,0
130	Расточка 20,4Н11	13	3	5	21	0,15	0,13
135	Канавка 32 Фаска 145	6,6 1	2 0,3	0 0	8,6 1,03	0,3 0,015	0,315
150	Фрезеровать квадрат	6 6	18 18	10 10	34 34	13,91 13,91	2,16
155	Фрезеровать лыски	12 15	7,5 7,5	5 5	24,5 27,5	0,9 1,02	1,92
165	Сверлить Зенкеровать Резьба	12 12 12 12 12 12	2 2 3 3 2 2	0 0 0 0 0 0	14 14 15 15 14 14	0,13 0,13 0,04 0,04 0,04 0,04	0,42
180	Сверлить 4 отв 5 мм	15 15 15 15	2 2 2 2	0 0 0 0	17 17 17 17	0,04 0,04 0,04 0,04	0,16
195	Сверлить 4 отв 5 мм	15 15 15 15	2 2 2 2	0 0 0 0	17 17 17 17	0,04 0,04 0,04 0,04	0,16
230	Шлифовать 61 h6	9	20	0	29	0,2	0,2
235	Шлифовать 40h7	7	20	0	27	0,12	0,12
Всего	22,03

7. Сравнительная характеристика проектного и базового варианта техпроцесса (таблица времен)

Таблица 30

Операция	Процесс	ЧПУ	РУ
Токарная Установ 1	Подрезка торца Точить 61 Точить канавку Точить 89 Сверлить 20 Расточка 40,4 Н11 Расточка 41 Расточка 50 Фаска 245 Расточка 2 канавок	41,81	35,782
Токарная Установ 2	Подрезка торца Точить 65 Точить 60 Канавка 13 мм Канавка 8 мм Уклоны на канавке Точить 40 Подрезка торца Фаска 245 Расточка 20,4Н11 Канавка 32 Фаска 145	33,39	33,459
Фрезерная	Фрезеровать квадрат		17,4
Фрезерная	Фрезеровать лыски		17,41
Сверлильная	Сверлить Зенкеровать Резьба	9,37	9,37
Сверлильная Установ 1	Сверлить 4 отв 5 мм		14,61
Сверлильная Установ 2	Сверлить 4 отв 5 мм		14,61
Шлифовальная	Шлифовать 61 h6 Шлифовать 40h7		25,62

8. Проектирование оснастки

Описание работы приспособления для одной из операций, выполняемой на станке с ЧПУ

В приспособление заготовка опирается установочной базой на опорную пластину, двойной опорной базой - на цилиндрическую оправку 1. Закрепляем заготовку силами Р, осуществляемая помимо съемной разрезной шайбы 3 и ручного винтового привода.

Заготовка устанавливается отверстием на цилиндрическую оправку 1 и доводит до контакта с торцевой поверхностью оправки, играющую роль установочной поверхности опорной пластины. На шток 2 устанавливаем съемную шайбу 3 и поворотом маховика 4 с помощью винта 5 закрепляющего заготовку. Для этого поворотом рукоятки 6 отводим стопор 7 и вращающийся диск 8 с помощью рукояток 9. Диск вращается до тех пор, пока стопор 7 под действием пружины 10 не войдет в новое делительное отверстие, зафиксировав диск и заготовку в требуемом положении.

Расчет точности базирования детали



где у - погрешность базирования;

а_п - допуск на диаметр отверстия;

а - допуск на диаметр базы;

Д - гарантированный диаметральный зазор;

D - диаметр отверстия;

d - диаметр базы

мм

мм

мм

Погрешность базирования равна максимальному диаметральному зазору

Расчет усилия зажима



Расчет требуемого усилия зажима

где Q - требуемое усилие зажима на винте;

K - коэффициент запаса, К=2,5;

P_z - составляющая сила резания P_z = 500 Н;

D - диаметр обрабатываемой поверхности D = 70 мм;

D₁ - диаметр быстросменной шайбы D₁ = 61 мм;

d - диаметр базового отверстия d = 20,4 мм;

f - коэффициент трения на рабочих поверхностях f = 0,4

Расчет фактического усилия зажима



где Q - фактическое усилие на винте;

F - Сила действующая на рукоятку F = 26 Н;

д_см - дополнительное напряжение растяжения материала винта д_см = 98МПа;

d_в - диаметр винта

l - длина рукоятки l = 150 мм;

r_ср - средний радиус винта r_ср= d_в·0,45 = 4,7 мм;

б = 230'

ц = 630'

Вывод: приспособление обеспечивает надежный зажим детали

Технические требования

1. Отклонение от перпендикулярности поверхности А относительно Б не более T₁ на длине l₁.

2. Отклонение от параллельности поверхности А относительно поверхности В не более T₂ на длине l₂.

3. Отклонение от параллельности оси кондукторной втулки относительно поверхности А не более T₃ на длине l_3.

4. Отклонение от перпендикулярности оси поверхности Г относительно поверхности А не более T₄ на длине l₄.



Список литературы

деталь технологичность заготовка станок

1. Расчёт припусков и межоперационных размеров в машиностроении: Учеб. пособ. для машиностроит. спец. вузов/ Я.М. Радкевич, В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе, М.С; под ред. В.А. Тимирязева. - М.: Высш. шк., 2004 - 272 с.: ил.

2. Кондаков А.И., Васильев А.С. Выбор заготовок в машиностроении: справочник. - М.: Машиностроение, 2007. - 560 с.: ил.

3. Дунаев П.Ф., Лёликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов. - 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 416 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru