Технологический процесс изготовления корпуса цилиндра типа Г29-3

Расчет режимов резания по эмпирическим зависимостям [9] произведем для двух операций технологического процесса 050-сверлильной и 100-шлифовальной для остальных операций технологического процесса расчет режимов резания выполним табличным способом, учитывая рекомендации [11]. Основное времени на операцию будем определять используя рекомендации [12, 10]

Общие исходные данные для всех операций ТП:

Деталь - корпус гидроцилиндра;

Материал - сталь 45Л ГОСТ 977-75;

Заготовка - отливка 10-5-12-10;

Расчетная длина рабочего хода инструмента (L) для токарных операций, определяется согласно рекомендаций [10, с.610] по формуле:

L=l+l₁+l_{2 (}6.1)

где l - длина обрабатываемой поверхности, мм;

l₁ - величина врезания инструмента, принимаем по табл.2 [10, с.610] l₁=3мм;

l₂ - величина перебега инструмента, принимаем по табл.2 [10, с.610] l₂=2мм.

Операция 010 Токарная (черновая)

Оборудование - Токарно-винторезный станок 1А616;

Приспособление - Оправка цанговая 7112-1509 ГОСТ 12593-93

Исходные данные для расчета и сведем в табл.6.1.

Таблица 6.1.

По табл.28 [9] с учетом исходных данных определяем табличное значение подачи S_от, мм/об.: S_от=0,6мм/об.

Подача на оборот:

S_о=S_ОтК_Sо, (6.2)

где S_{От -} табличная подача на оборот, S_ОT= 0,6 мм/об;

К_Sо - общий поправочный коэффициент на подачу:

К_Sо = К_SпК_SиK_SфK_SзK_SжK_Sм, (6.3)

где К_Sп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности (корка), по табл.30 [11] принимаем К_Sп = 0,8;

К_Sи- коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл.30 [11] принимаем К_Sи = 1,0;

K_Sф- коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл.30 [11] принимаем К_Sф = 1,0;

K_Sз- коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0

K_Sж- коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл.30 [11] принимаем К_Sж=0,95 (переход1), К_Sж=1 (переход2);

K_Sм- коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл.30 [11] принимаем К_Sм = 1,07;

S_о1= 0,60,81,01,01,00,951,07 = 0,49 мм/об.

S_о2,3= 0,60,81,01,01,01,01,07 = 0,51 мм/об

Скорость резания определяем по формуле:

V = V_тK_v, (6.4)

где V_т - табличное значение скорости резания, по табл.36 [11] принимаем в зависимости от S_о: V_т = 171 м/мин (переход1), V_т = 171 м/мин (переход2,3);

K_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

K_v = K_VмK_VиK_VmK_VжK_VпK_Vо K_Vц, (6.5)

где К_Vм - коэффициент обрабатываемости материала, по табл.37 [11] принимаем К_Vм = 0,65;

К_Vи- коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл.37 [11] принимаем К_Vи = 0,81;

K_Vm- коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл.37 [11] принимаем К_Vm = 1,0;

K_Vж- коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл.35 [11] принимаем К_Vж1 = 0,8 (переход1); К_Vж2,3 = 1,2 (переход1);

K_Vп- коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл.35 [11] принимаем К_Vп = 0,85;

K_Vо- коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, К_Vо = 1,0;

K_Vц- коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл.35 [11] принимаем K_Vц=0,81.

V₁ = 171 0,650,811,0 0,80,851,00,81= 50 м/мин;

V_2,3 = 171 0,650,811,01,20,850,81 = 74 м/мин,

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле:

, (6.6)

где V - скорость резания;

d - диаметр заготовки (инструмента);

n₁ = 100050/3,14144,8= 110 об/мин.

n₂ = 100074/3,1450 = 471 об/мин

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: n_ф = 200об/ми.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле:

V_ф = р·d·n/1000, м/мин; (6.7)

V_ф1 = 3,14·144,8·200/1000 = 91 м/мин;

Проверим правильность выбранных режимов резания по мощности привода главного движения станка по формуле:

N = N_T· (V_ф/V·) K_N, кВт (6.8)

где K_N - коэффициент, учитывающий мощность резания, K_N = 0,60;

N_T - табличное значение мощности резания определяемое по карте [9], оно составляет N_T = 3,6 кВт для всех обрабатываемых поверхностей.

Определим мощность резания переходов 1, 2, 3:

N₁=3,6· (91 /50) ·0,6=3,93 кВт;

N_2,3=3,6·31 /74 ·0,6=1,5 кВт.

Полученные значения мощности резания не должны превышать значения мощности резания станка указанной в паспортных данных умноженное на коэффициент полезного действия (КПД) оборудования, то есть N ? N_{паспорт}·з, где з = 0,8; N_{паспорт} = 6 кВт. Из полученных значений видно, что мощности резания не выходят из установленных пределов, поэтому условие резания выполняется

Расчет основного времени на операцию 010.

Основное технологическое время - время, в течение которого происходит непосредственное воздействие инструмента на заготовку и изменение ее состояния. При станочной обработке определяется по формуле:

(6.9)

где L_{р. х.} - длина рабочего хода, мм (см. табл.6.1);

i - число рабочих ходов;

S_о -подача на оборот шпинделя, мм/об.

Подставив исходные данные в формулу (6.9), получим:

переход 1: ;

переход 2:

переход 3:

Итого основное время на операцию 010:

Т_о= Т₁+Т_1,2=1,37+0,3+0,3=1,97 мин.

Операция 020 Токарная (черновая).

Оборудование - Токарно-винторезный станок 1А616;

Приспособление - Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующий клиновой ГОСТ 24351-80

Исходные данные для расчета и сведем в табл.6.2.

Таблица 6.2.

По табл.28 [9] с учетом исходных данных определяем табличное значение подачи

S_от, мм/об.: S_от=0,6мм/об.

Подачу на оборот вычисляем по формуле (6.2);

Общий поправочный коэффициент на подачу К_Sо, вычисляем по формуле (6.3):

К_Sп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности (корка), по табл.30 [11] принимаем К_Sп = 0,8;

К_Sи- коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл.30 [11] принимаем К_Sи = 1,0;

K_Sф- коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл.30 [11] принимаем К_Sф = 1,0;

K_Sз- коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0

K_Sж- коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл.30 [11] принимаем К_Sж=0,5 (переход1), К_Sж=0,85 (переход2);

K_Sм- коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл.30 [11] принимаем К_Sм = 1,07;

S_о1= 0,6*0,8*1,0**1,0*1,07*0,5*1,0=0,26 мм/об.

S_о2= 0,60*0,8*1,0**1,0*1,07*0,85*1,0=0,43 мм/об

Скорость резания определяем по формуле (6.4):

V_т - табличное значение скорости резания, по табл.36 [11] принимаем в зависимости от

S_о: V_т = 228 м/мин (переход1), V_т = 200 м/мин (переход2);

K_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, рассчитывается по формуле (6.5):

К_Vм = 0,65, табл.37 [11], К_Vи = 0,81, табл.37 [11]

К_Vm = 1,0; табл.37 [11]

К_Vж1 = 0,6 (переход1); К_Vж2 = 1,2 (переход2); табл.35 [11]

К_Vп = 0,85; табл.35 [11], К_Vо = 1,0;

K_Vц=0,92 (переход1); K_Vц=0,81 (переход1), табл.35 [11]

V₁ = 228*0,65*0,81*1,0*0,6*0,85*1,0*0,92= 60 м/мин;

V_2,3 = 200*0,65*0,81*1,0*1,2*0,85*1,0*0,81= 87 м/мин,

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.6):

n₁ = 100060/3,1439,315= 486 об/мин.

n₂ = 100087/3,14 (108-39) = 401,5 об/мин

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: n_ф = 450об/ми. Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле (6.7):

V_ф1 = 3,14·39,315*450/1000 = 56 м/мин;

V_ф2 = 3,14 (108-39) *450/1000 = 92 м/мин;

Проверим правильность выбранных режимов резания по мощности привода главного движения станка по формуле (6.8), K_N = 0,60; N_T = 3,6 кВт

Определим мощность резания переходов 1, 2:

N₁=3,6· (56 /60) ·0,6=2.02 кВт;

N_2,3=3,6· (92 /87) ·0,6=2.3 кВт.

Полученные значения мощности резания не должны превышать значения мощности резания станка указанной в паспортных данных умноженное на коэффициент полезного действия (КПД) оборудования, то есть N ? N_{паспорт}·з, где з = 0,8; N_{паспорт} = 6 кВт. Из полученных значений видно, что мощности резания не выходят из установленных пределов, поэтому условие резания выполняется

Расчет основного времени на операцию 020

Подставив исходные данные в формулу (6.9), получим:

переход 1: ;

переход 2:

Итого основное время на операцию 020:

Т_о= Т₁+Т_1,2=0,31+0,22=0,53 мин.

Аналогично, при помощи рекомендаций [11], определим режимы на 030 токарную операцию, результаты расчетов сведем в таблицу 6.6.

Операция 040 Токарная (чистовая)

Оборудование - Токарно-винторезный станок16Б16П;

Приспособление - Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующий клиновой ГОСТ 24351-80

Исходные данные для расчета и сведем в табл.6.3.

Таблица 6.3.

По табл.28 [11] с учетом исходных данных определяем табличное значение подачи S_от, мм/об.: S_от=0,19 мм/об.

Подачу на оборот вычисляем по формуле (6.2);

Общий поправочный коэффициент на подачу К_Sо, вычисляем по формуле (6.3):

К_Sп = 1,0 - табл.30 [9] ;

К_Sи = 1,0 - по табл.30 [9] ;

К_Sф1,2 = 1,0; К_Sф32 = 0,7

K_Sз=1,0

К_Sж=0,5 (переход1,3), К_Sж=0,85 (переход2);

К_Sм = 1,07;

S_о1= 0, 19*1,0*1,0*1,0*1,0*0,5*1,07=0,1 мм/об.

S_о2= 0, 19*1,0*1,0*0,7*1,0*0,85*1,07=0,12 мм/об

S_о3= 0, 19*1,0*1,0*1,0*1,0*0,5*1,07=0,1 мм/об.

Скорость резания определяем по формуле (6.4):

V_т - табличное значение скорости резания, по табл.36 [11] принимаем в зависимости от S_о: V_т = 340м/мин (переход1), V_т = 250м/мин (переход2);

V_т = 240м/мин (переход3);

K_V - общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, рассчитывается по формуле (6.5):

К_Vм = 1,0, табл.37 [11]

К_Vи = 1,0, табл.37 [11]

К_Vm = 1,0; К_Vm = 0,6 (переход1,3); табл.37 [11]

К_Vж1 = 0,5 (переход1,3); К_Vж2 = 0,9 (переход2); табл.37 [11]

К_Vп = 1,0; табл.37 [11]

К_Vо = 1,0;

K_Vц=0,92 (переход1); K_Vц=0,81 (переход1), табл.37 [11]

V₁ = 340*1,0*1,0*0,6*0,5*1,0*1,0*0,81= 94 м/мин;

V₂ = 250*1,0*1,0*1,0**0,9*1,0*1,0*0,92= 207 м/мин,

V₃ = 240*1,0*1,0*0,6*0,5*1,0*1,0*1,0=72 м/мин

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.6):

n₁ = 100094/3,1439,8= 752 об/мин.

n₂ = 1000207/3,14 (108-39) = 955 об/мин

n₃ = 100072/3,1448= 478 об/мин

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: n_ф = 700об/ми.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле (6.7):

V_ф1 = 3,14·39,8*700/1000 = 90 м/мин;

V_ф2 = 3,14 (108-39,8) *700/1000 = 110 м/мин;

n_ф2 = 500об/ми.

V_ф3 = 3,14·48*500/1000 = 74 м/мин;

Проверим правильность выбранных режимов резания по мощности привода главного движения станка по формуле (6.8), K_N = 0,60; N_T = 3,6 кВт

Определим мощность резания переходов 1, 2,3:

N₁=3,6· (94 /90) ·0,6=2.25 кВт;

N₂=3,6· (207 /110) ·0,6=5,3 кВт;

N₃=3,6· (72 /74) ·0,6=2,1кВт.

Полученные значения мощности резания не должны превышать значения мощности резания станка указанной в паспортных данных умноженное на коэффициент полезного действия (КПД) оборудования, то есть N ? N_{паспорт}·з, где з = 0,8; N_{паспорт} = 8 кВт. Из полученных значений видно, что мощности резания не выходят из установленных пределов, поэтому условие резания выполняется. Расчет основного времени на операцию 040. Подставив исходные данные в формулу (6.9), получим:

переход 1: ;

переход 2:

переход 3:

Итого основное время на операцию 040: Т_о= Т₁+Т_3,2=0,5+0,5+0,4=1,4 мин

Операция 050 Сверлильная

Оборудование - вертикально-сверлильный станок с ЧПУ 2Р123Ф2;

Приспособление - приспособление специальное;

Исходные данные для расчета и сведем в табл.6.4.

Таблица 6.4.

Расчет режимов произведем по методике изложенной в с.273 [12].

По табл.25,26,27 [9] в зависимости от исходных данных выбираем подачи при сверлении, зенкеровании, развертывании:

переход 1-S=0.15 мм/об;

переход 2-S=0,15 мм/об - табл.25 [12] ;

переход 3-S=0.6 мм/об; табл.26 [12] ;

переход 4-S=0.6 мм/об - табл.27 [12] ;

переход 5-S=0.15 мм/об - табл.25 [12] ;

Скорость резания по формуле при сверлении V, м/мин:

, (6.10а)

Скорость резания по формуле при зенкеровании и развертывании V, /мин:

, (6.10б)

Скорость резания по формуле при нарезании резьбы метчиком V, м/мин:

, (6.10в)

где С_V, m, x,y - коэффициент и показатели степени при обработке сверлами, зенкерами, нарезании резьбы метчиком, принимаем по табл.49,29 [9] ;

T - стойкость инструмента, мин - принимаем T₁=25 мин, T₂=25 мин, T₃=30 мин, T₄=20 мин, T₅=25 мин, T₆=90 мин.

t - глубина резания, мм (см. табл.6.5);

S - подача на оборот шпинделя, мм/об;

, (6.11)

где K_MV -коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, табл.1; K_иV -коэффициент, учитывающий материал инструмента, табл.6 [9]; K_lV -коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл.31 [9]; Для нарезания резьбы метчиком:

К_V = К_Mr· К_ис· К_сr. (6.12)

где К_M-коэффициент, учитывающий материала заготовки, по табл.1 [9];

К_ис -коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл.6 [9] ;

К_сr -коэффициент, учитывающий способ нарезания резьбы.

переход 1 - С_V=7; q=0,40; y=0,70; m=0.2, K_V=0,72

переход 2 - С_V=7; q=0,40; y=0,70; m=0.2, K_V=0,72;

переход 3 - С_V=18; x=0,2; y=0.3; m=0.25, q=0,6; K_V=0,6;

переход 4 - С_V=100,6; q=0.3; y=0.65; m=0.4, K_V=0,6;

переход 5 - С_V=7; q=0,40; y=0,70; m=0.2, K_V=0,72;

переход 6 - С_V=64,8; q=1,2,y=0.50; m=0.9, K_V=0,9.

Подставив исходные данные и определенные значения в формулу (6.10а, 6.10б, 6.10в), определим при помощи программы Microsoft Excel скорости резания для всех технологических переходов операции 050, получим:

переход 1-;

переход 2-;

переход 3 - ;

переход 4 - ;

переход 5 - ;

переход 6 - .

Частота вращения шпинделя:

переход 1 - n₁ = 100018,23/3,144,5= 1290 об/мин;

переход 2 - n₁ = 100018,23/3,144,5= 1290 об/мин;;

переход 3 - n₁ = 100021/3,145,5= 1216 об/мин;;

переход 4 - n₁ = 100053,4/3,146= 2835 об/мин;;

переход 5 - n₁ = 100016,8/3,146,4= 836 3об/мин;;

переход 6 - n₁ = 100013,4/3,148= 534 об/мин. .

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: n_ф = 1650 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле (6.7):

переход 1 - V_ф = 3,14·4,5·1650/1000 = 23,3 м/мин;

переход 2 - V_ф = 3,14·4,5·1650/1000 = 23,3 м/мин;

переход 3 - V_ф = 3,14·5,5·1650/1000 = 29 м/мин;

переход 4 - V_ф = 3,14·6·1650/1000 = 31,1 м/мин;

переход 5 - V_ф = 3,14·6,4·1650/1000 = 33,2 м/мин;

переход 6 - V_ф = 3,14·8·1650/1000 = 41 м/ми.

Расчет основного времени на операцию 050

Основное технологическое время определяем по формуле (6.9):

переход 1 - ;

переход 2-

переход 3 -

переход 4-

переход 5-

переход 6-

Итого основное время на операцию 050:

Т_о=0,077+0,242+0,06+0,06+0,242+0,025=0,706 мин.

Операция 100 Шлифовальная

Оборудование - Внутришлифовальный станок 3А227А;

Приспособление - Патрон мембранный ГОСТ 16157-70;

Исходные данные для расчета и сведем в табл.6.5.

Таблица 6.5

Радиальная подача:

S_В=S_ВтК_SВ, (6.13)

Продольная подача:

S_t=S_tтК_St, (6.14)

K_SB (K_St) = K_MK_D K_T K_Vк K_h K_lT, (6.15)

где S_Вт - табличное значение радиальной подачи;

S_tт - табличное значение продольной подачи;

K_м- коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали; К_м= 1,0;

К_D- коэффициент, учитывающий диаметр шлифовального круга, К_D = 1,0;

K_T - коэффициент, учитывающий стойкость круга K_T = 0,74;

K_Vк - коэффициент, учитывающий скорость круга, K_Vк = 1,0;

K_h - коэффициент, учитывающий припуск на обработку, K_h =1,16;

K_lT - коэффициент, учитывающий точность обработки, K_lT = 0,75;

K_SB (K_SB) = 1,01,00,741,01,160,75 0,75=0,64

S_В=0,00750,64=0,005 мм/об. S_t=0,00110,64=0,0007 мм/об.

Скорость резания: V= 30 м/с.

Частота вращения шпинделя: n = 1000 об/мин.

Расчет основного времени на операцию 100.

Основное технологическое время определяем согласно рекомендациям [13] по формуле:

T_O= 1,8·D·L·10^-3, мин (6.16)

где D-обрабатываемый диаметр, D=40 мм;

L - длина обрабатываемой поверхности, L=30+2+3=35 мм

T_O= 1,8·40·35·10^-3=3,5 мин;

Аналогично, при помощи рекомендаций [9], определим режимы на 090 шлифовальную операцию, результаты расчетов сведем в таблицу 6.6.

Операция 130 Хонинговальная.

Режим обработки при хонинговании включает совокупность отдельных параметров, основными из которых являются: окружная скорость вращения хонинговальной головки (V_ок), скорость возвратно-поступательного движения головки (V_вп), соотношение между ними (л), радиальная подача брусков (S_р) и состав СОЖ.

Согласно рекомендациям [16], определим выше перечисленные параметры:

Так как 2t=0,042 мм, то применяем двукратное хонингование на станке 3К84.

1 ход: V_ок=60м/мин 1 ход: V_ок=40 м/мин

V_вп=18 м/мин V_вп=10 м/мин

л=3,3 л=3,3

S_р=1,7 мкм S_р=0,4 мкм

2t= 3,4 мкм 2t= 0,8 мкм

Аналогично, при помощи рекомендаций [16], определим режимы хонингования на 120 хонинговальную операцию, результаты занесем в табл.6.6.

Составим сводную таблицу режимов резания по всем операциям технологического процесса:

Таблица 6.6.

Сводная таблица по режимам резания

6.2 Нормирование технологического процесса