Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Основой народного хозяйства определяющей его технологический уровень, является машиностроение. Машиностроение обеспечивает воспроизводство основных фондов всех отраслей народного хозяйства и потребность населения в машиностроительных изделиях. От уровня развития машиностроения решающим образом зависят эффективность структурных преобразований в экономике страны, благосостояние народа и обороноспособность государства.

Современные машины характеризуются повышением их производительности, быстроходности, удельной мощности и надежности, при снижении весовых и габаритных показателей. Это влечет за собой использование новых высокопрочных, имеющих специальные свойства, конструкционных материалов, которые в большинстве случаев являются труднообрабатываемыми. Однако технический прогресс определяется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. Разработка технологических процессов изготовления деталей представляет собой один из ответственных этапов подготовки производства. Технологические процессы должны обеспечивать высокое качество изделий в соответствии с техническими условиями эксплуатации при минимальных затратах времени и средств.

Успешному решению актуальных проблем технологии производства машин способствуют следующие основные направления:

Гибкая ресурсосберегающая технология машиностроительного производства;

управление качеством конкурентоспособных машиностроительных изделий;

программируемая автоматизация производственных процессов

экономика внедрения новых технологий и др.

Целью курсового проекта является приобретение навыков по разработке маршрутного технологического процесса изготовления заданной детали, операционного технологического процесса на выполнение отдельных операций, проектированию станочного и контрольного приспособлений.

В данном курсовом проекте осуществлена попытка построения технологии обработки детали типа стакан на основе базовой технологии с учетом достижений современного машиностроительного производства. Особенность проекта - это применение станков с ЧПУ, и полуавтоматов.

1. Определение типа производства

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций Кз.о. Коэффициент определяется по формуле:

Кз.о=О/Р (1)

Где О - суммарное число различных операций, выполняемых на производственном участке;

Р - суммарное число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Согласно ГОСТ 14.004-74, принимаются следующие коэффициенты закрепления операций: для массового производства Кз.о=1; для крупносерийного производства 1?Кз.о<10;

10?Кз.о<20 - среднесерийное производство;

20?Кз.о<40 - мелкосерийное производство;

40?Кз.о - единичное производство.

Практическое значение Кз.о для массового производства может быть 0,1…1,0.

Так как в базовом технологическом процессе нормы времени на станочные операции отсутствуют, а также в проекте используется немного другая технология изготовления детали, то тип производства определим табличным методом.

Для приближенного определения типа производства рекомендуется использовать табл. 3.1 [3].

Годовая программа выпуска данной детали типа стакан составляет 5000 шт.

Масса детали - 2,1 кг.

Сопоставляя массу детали и годовой план выпуска деталей определяем по табл.3.1 тип производства - среднесерийное.

2. Анализ технологичности конструкции детали

Цель такого анализа - выявление недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

Деталь (стакан) - изготовляется из стали 40ХЛ литьем, поэтому конфигурация внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

Из справочника [17] выбираем:

а) химический состав, в процентах, стали 40ХЛ

C=0,32 - 0,45; Mn=0,50 - 0,80; S=0,045; P=0,04.

б) основные механические характеристики:

предел прочности при растяжении ув=650 Мпа,

предел текучести ут=450 Мпа,

относительное сужение ш=0,3%

ударная вязкость б=0,4

Сталь имеет хорошие литейные свойства (с повышением содержания углерода, фосфора улучшается свойство жидкотекучести стали).

Тем не менее, даже при этом формовка должна производиться с применением стержней, формирующих внутренние полости. Особенно нетехнологична наружная форма детали, так как такая конфигурация предполагает перерасход металла. Выточка шириной 65мм и диаметром 130мм (см. чертеж детали).

Нетехнологично расположение 4 сквозных отверстий ш10 на диаметральной поверхности. Так как один край отверстия выходит на диаметре 120мм, а другая часть на диаметре 110мм. При изготовлении детали это может привести к перекосу сверла и его поломке. Эти элементы определяются конструктивными соображениями, и изменить их, по-видимому, затруднительно.

То же самое относится и к внутренним обрабатываемым поверхностям ш120H7 и ш80H8, а также выточке 65H8. Эти поверхности должны быть выполнены в пределах указанных отклонений и допуском на торцовое и радиальное биение 0,05 относительно базы В. Также усугубляет обработку детали достаточно высокое требование по соосности внутренних и наружных поверхностей.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций и довольно проста по конструкции.

Коэффициент использования материала

Ким=Мд/Мз=2,1/3,9=0,54 (2)

Здесь Мд, Мз - соответственно массы детали и заготовки, кг.

Для среднесерийного производства удовлетворительный коэффициент использования материала Ким=0,50-0,55. Т. е. по параметру использования материала деталь достаточно технологична.

Оценка технологичности конструкции детали по коэффициентам точности обработки и шероховатости производится путем сравнения их значений, рассчитанных по формулам (3, 4) с нормативными значениями [7]. При этом, если Кт.ч?0,8, а Кш?0,32, то деталь по этим показателям можно считать технологичной.

Определяем значения коэффициентов Кт.ч и Кш, для чего находим Аср и Бср:

Здесь Аср - средний квалитет точности обработки детали по всем поверхностям, Бср - среднее числовое значение параметра шероховатости всех поверхностей детали.



Коэффициент точности обработки

Ктч=1-1/Аср=1-1/13,2?0,924 (3)

Коэффициент шероховатости поверхности

Кш=1/Бср=1/10,1?0,1 (4)

Так как Ктч>0,8, а Кш<0,32, то по обоим показателям деталь можно считать технологичной.

3. Анализ базового технологического процесса

Таблица 1. Базовый технологический маршрут изготовления стакана

№ операции	Наименование операции и ее содержание	Станок (оборудование)	Технологические базы, приспособление
00	Заготовительная. Литье.
05	Фрезерная. Фрезеровать литник.	Вертикально-фрезерный станок модели ВМ140Ф3	Необработанные торец и наружная цилиндрическая поверхность. Приспособление фрезерное.
10	Токарная полуавтоматная. Подрезать торец, расточить отверстия, канавку, снять фаску.	Токарно-вертикальный полуавтомат модели 1К282	Необработанные торец и наружная цилиндрическая поверхность. Приспособление: Патрон трехкулачковый самоцентрирующий
15	Токарная с ЧПУ. Обточить диаметр, расточить канавки, снять фаски.	Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление: Оправка разжимная
20	Сверлильная. Сверлить отверстия, расточить фаску.	Радиально-сверлильный станок модели 2А53	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление сверлильное
25	Сверлильная. Зенковать фаску.	Радиально-сверлильный станок модели 2А55	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление сверлильное
30	Шлифовальная. Шлифовать 2 отверстия и торцы.	Внутришлифо -вальный станок модели 3А228	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление шлифовальное.
35	Шлифовальная. Шлифовать отверстие с другой стороны.	Внутришлифо -вальный станок модели 3А228	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление шлифовальное.
40	Шлифовальная. Шлифовать наружную поверхность.	Круглошлифо -вальный станок модели 3Б161	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление: Оправка разжимная.
45	Токарная с ЧПУ. Подрезать торцы	Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление: Оправка разжимная.
50	Токарная. Притупить кромки.	Токарный станок модели 1К62	Внутренний диаметр и обработанный торец детали. Приспособление: Оправка разжимная.
55	Слесарная. Зачистить заусенцы.	Верстак
60	Моечная.	Машина моечная модели МКП-0620
65	Контрольная.	Плита 2 16001000 кл. 2 ГОСТ 10905-75
70	Транспортная.	Электрокар

Базовый технологический процесс, по последовательности обработки, построен вполне обосновано. Метод получения заготовки для заданного объема годового выпуска деталей, с учетом материала наиболее рационален. Необходимо только изменить способ литья. В базовом варианте используется литье в песчаные формы, что влечет за собой повышенный припуск на обработку и соответственно перерасход материала. Большой минус базового технологического процесса, это несоблюдение принципа постоянства баз. Уже на 10 операции допускается несколько переустановок заготовки, что влечет за собой дополнительную погрешность при обработке. Для обработки детали используются стандартные резцы (Т15К6), сверла и зенкеры угловые (Р6М5), хотя здесь можно использовать более прогрессивный режущий инструмент (фасонные резцы, комбинированные сверла и т. д.), обеспечивающий сокращение машинного времени, времени на холостые ходы и исключение лишних переходов. Вообще сам процесс построен по принципу дифференциации операций, что подразумевает большое количество станков, инструмента и приспособлений. Поэтому большая часть станков недогружена по своим технологическим возможностям.

Некоторые операции возможно объединить и тем самым снизить число оборудования. При изготовлении детали использовано несколько станков с ЧПУ на очень простых по содержанию операций. Хотя для изготовления данной детали (целой группы деталей класса втулки) можно использовать один многоцелевой станок типа ОЦ (обрабатывающий центр), заменяющий несколько станков с ЧПУ различных групп. Контролируются размеры готовой детали пробками, скобами и штангенциркулями. Никаких автоматических методов контроля при изготовлении и на контрольной операции не используется. В базовом технологическом процессе не используются промышленные роботы, автоматические загрузочные устройства. Транспортирование производится с помощью электрокаров.

4. Выбор заготовки

Правильный выбор заготовки - установление метода ее получения, формы и размеров весьма существенно влияет на расход металла, число операций, трудоемкость и себестоимость изготовления детали. При решении этого вопроса необходимо стремиться к тому, чтобы формы и размеры заготовки были максимально приближены к форме и размерам готовой детали.

Наличие в марке материала буквы “Л”, а также анализ физико - механических характеристик позволяет сказать, что как и предполагалось, метод изготовления заготовки - литье.

На основании материала отливки, ее массы, типа производства и минимальной толщины стенки отливки выбираем варианты способа получения заготовки (табл. 4 [9]):

литье в металлические формы;

2) литье в песчаные формы.

В данном случае наиболее подходящим является литье в металлические формы, так как помимо названных факторов на выбор способа влияют высокие требования к детали по точности (некоторые поверхности детали после отливки не обрабатываются).

4.1 Экономическое обоснование выбора способа изготовления заготовки

Возможны несколько способов получения отливки. Чтобы выбрать наиболее рациональный способ проведем подсчет себестоимости изготовления заготовки тем или иным способом.

Стоимость заготовок определяется по формуле:

Sзаг=[(Ci/1000)·Mз·Кт·Кс·Кв·Км·Кп] - (Мз - Мд)·(Sотх/1000) (5)

где Ci - базовая стоимость одной тонны заготовок, в рублях (табл. 3.6 [3]).

Кт·Кс·Кв·Км·Кп - коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства. Значения этих коэффициентов выбираем по таблицам (3.7 - 3.12 [3]).

Sотх - цена 1 тонны отходов, в рублях(табл. 3.5[3]).

Литье в песчаные формы.

Для данного вида литья определяем коэффициенты:

Кт=1,1; Кс=1; Кв=0,95; Км=1,26; Ci=360 рублей; Sотх=27 рублей.

Чтобы определить величину коэффициента Кп, зависящего от объема производства заготовок, необходимо вначале установить группу серийности отливок. По табл. 3.12[3] при объеме выпуска заготовок 5000 шт., и массе отливки 3,9 кг., определяем группу серийности - 4. Тогда Кп=0,96. Подставляя полученные данные в формулу (5) получим:

Sзаг=[(360/1000)·3,59·1,1·1·0,95·1,26·0,96]-(3,59 - 2,1)·(27/1000)=1,6р.

Литье в кокиль.

Для данного вида литья определяем коэффициенты:

Кт=1,05; Кс=1; Кв=0,96; Км=1,2; Кп=0,85. Ci=318 рублей; Sотх=27 рублей.

Подставляя численные данные в формулу (5) получим:

Sзаг=[(318/1000)·3,59·1,05·1·0,96·1,2·0,85]-(3,59-2,1)·(27/1000)=1,13р.

Таким образом, литье в кокиль выгоднее, чем литье в песчаные формы.

5. Проектирование маршрутного технологического процесса изготовления детали

Классифицируем данную деталь.

Класс-полые цилиндры(втулка). Характерное условие:

h=(0,25ч2,5)·D (мм) (6)

Подставляя размеры детали h=76 мм, D=142 мм, получим:

76=(0,25ч2,5)·142=35,5ч355 мм.

Т. е. Размеры детали удовлетворяют данному условию.

Размерная группа - Н (небольшие): D=70ч150 мм; G=0,7ч2 кг.

На основании анализа базового технологического процесса изготовления детали и выбора метода получения заготовки, а также используя типовые схемы обработки деталей данного класса [2], составляем проектные варианты маршрутного технологического процесса, ориентируемого на автоматизированное производство.(см. табл. 3,4).

Таблица 3. Проектный технологический маршрут изготовления стакана (1 вариант).

№ операции	Наименование операции и ее содержание	Станок (оборудование)	Технологические базы, приспособление
00	Заготовительная. Литье в кокиль.	Кокильная машина мод. 5913
05	Токарно-револьверная с ЧПУ. Обработать начерно и начисто торец, внутренние цилиндрические поверхности с одной стороны детали Расточить канавку. Снять фаски.	Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3	Необработанные торец и наружная поверхность заготовки. Приспособление: патрон трехкулачковый самоцентрирующий.
10	Комбинированная. Обработать начерно и начисто наружную поверхность,внутреннюю поверхность с другой стороны детали. Точить канавки и фаски. Центровать и сверлить отверстия по торцу и на наружном диаметре детали. Зенковать фаски.	Гибкий производствен- ный модуль ИРТ180ПМФ4	Цилиндрическая внутренняя поверхность с припуском под тонкое точение и обработанный торец. Приспособление: патрон трехкулачковый самоцентрирующий.
15	Отделочно-расточная. Расточить внутренние поверхности и торцы.	Горизонтальный отделочно-расточной полуавтомат модели 2706П	Обработанный торец детали, буртик наружной канавки и внутренний диаметр 119,8 (120) мм. Приспособление: специальное.
20	Токарная с ЧПУ. Тонкое точение наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки	Токарный вертикальный полуавтомат 1А734Ф3	Внутренний диаметр 80H8 и торец детали. Приспособление: оправка разжимная
25	Моечная. Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.	Машина моечная модели МКП-0620
30	Контрольная. Проверить размеры, шероховатость поверхностей, техни- ческие требования.	Контрольный стол	Приспособление контрольное с установкой детали на оправку.
35	Транспортная	Роботкар

Таблица 4. Проектный технологический маршрут изготовления стакана (2 вариант)

№ операции	Наименование операции и ее содержание	Станок (оборудование)	Технологические базы, приспособление
00	Заготовительная. Литье в кокиль.	Кокильная машина мод. 5913
05	Токарная с ЧПУ. Обработать начерно и начисто торец, внутренние цилиндри- ческие поверхности с одной стороны детали Расточить канавку. Снять фаски.	Токарно-револьверный станок модели 1П426Ф3	Необработанные торец и наружная поверхность заготовки. Приспособление: патрон трехкулач- ковый самоцентри- рующий.
10	Комбинированная. Обработать начерно и начисто наружную поверхность,внутрен -нюю поверхность с другой стороны детали. Точить канавки и фаски. Центровать и сверлить отверстия по торцу и на наружном диаметре детали. Зенковать фаски.	Гибкий производствен- ный модуль ИРТ180ПМФ4	Цилиндрическая внутренняя поверхность с припуском под тонкое точение и обработанный торец. Приспособление: патрон трехкулачковый самоцентрующий.
15	Внутришлифовальная Шлифовать внутренние поверхности и торцы.	Внутришлифовальный станок модели 3К227В	Обработанный торец детали, внутренний диаметр 119,8 (120)мм. Приспособление: шлифовальное.
20	Круглошлифовальная с ЧПУ. Шлифование наружного диаметра 130k6 и боковых поверхностей выточки	Круглошлифовальный станок модели 3М151Ф2	Внутренний диаметр 80H8 и торец детали. Приспособление: оправка разжимная
25	Моечная. Промыть деталь и обдуть сжатым воздухом.	Машина моечная модели МКП-0620
30	Контрольная. Проверить размеры, шероховатость поверхностей, техни- ческие требования.	Контрольный стол	Приспособление контрольное с установкой детали на оправку.
35	Транспортная	Роботкар

Приведенные варианты отличаются применяемым оборудованием и инструментом. Соответственно различаются и режимы резания. В дальнейшем необходимо определить какой из вариантов обработки предпочтительнее.

6. Определение припусков, операционных размеров и размеров заготовки

Припуски на несколько поверхностей определим расчетно - аналитическим методом [5]. Опытно - статический метод позволяет назначать припуски независимо от технологического процесса обработки заготовки и поэтому они, как правило, являются завышенными, что приводит к увеличению расхода материла и трудоемкости изготовления деталей.

Значения операционных допусков примем по таблицам точности обработки [5], величину допусков на размеры исходной заготовки принимаем руководствуясь справочными таблицами [9].

Минимальный припуск при обработке внутренних и наружных поверхностей (двусторонний припуск) определяется по формуле:

2zi min=2[(Rz+h)i-1+] (8)

При последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) определяется по формуле:

zi min=(Rz+h)i-1+ (9)

Здесь Rzi-1 высота неровностей профиля на предшествующем переходе; hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе; ДУi-1 - суммарные отклонения расположения поверхности на предшествующем переходе; еi - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Номинальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних

zi=zi min+ESi-1-ESi (10)

2zi=2zi min+ESDi-1-ESDi (11)

Здесь ESDi-1, ESi-1; ESDi, ESi - верхние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.

наружных

zi=zi min+eii-1+eii (12)

2zi=2zi min+eiDi-1+eiDi (13)

Здесь eii-1, eiDi-1; eii, eiDi - нижние отклонения размеров соответственно на предшествующем и выполняемом переходах.

Знать номинальные припуски необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов, пресс-форм, моделей, волок, приспособлений).

Максимальный припуск на обработку поверхностей определяется по формулам: внутренних

zi max=zi min+Tdi-1+Tdi (14)

2zi max=2zi min+Tdi-1+Tdi (15)

наружных

zi max=zi min+TDi-1+TDi (16)

2zi max=2zi min+TDi-1+TDi (17)

Здесь Tdi-1 , TDi-1 - допуски размеров на предшествующем переходе и Tdi, TDi - допуски размеров на выполняемом переходе.

Максимальные припуски принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания и выбора оборудования по мощности.

Расчетные формулы для определения размеров:

внутренних поверхностей

Dmax i-1=Dmax i - 2zmin I (18)

Dmin i-1=Dmax i-1 - TD i-1 (19)

amax i-1= amax i - zmin I (20)

amin i-1= amax i-1 - Ti-1 (21)

наружных поверхностей

Dmax i-1=Dmin i-1 + TD i-1 (22)

Dmin i-1=Dmin i + 2zmin I (23)

amax i-1= amin i-1 + Ti-1 (24)

amin i-1= amin i + zmin I (25)

Здесь 2zmin i - минимальный (расчетный) припуск на диаметр; zmin i - минимальный (расчетный) припуск на сторону на выполняемый технологический переход; amin i-1, Dmin i-1, amax i-1, Dmax i-1, - соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на предшествующем переходе;

amin i, Dmin i, amax i, Dmax i, - соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на выполняемом технологическом переходе.

Рассчитаем припуски и операционные размеры с использованием вышеперечисленных формул и расчетных карт (см. табл. 5,6,7) для каждой из поверхностей. Правильность проведенных расчетов определим по формулам:

max - zi min = Ti-1 - Ti (26)

2zi max - 2zi min = TD i-1 - TD I (27)

zo max - zo min = Tз - Tд (28)

2zo max - 2zo min = TD з - TD д (29)

Здесь zo max, zo min - общие припуски на обработку.

Таблица 5. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Наименование детали - стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром ш80Н8(+0,046).

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный максимальный размер, мм

Допуск на изготовлениеd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам, мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Д

е

dmax

dmin

2zmin

2zmax

Отливка Точение: черновое чистовое тонкое (шлифование)

200 50 20 5

200 50 20 5(-)

900 50 - -

- 320 - -

- 2600 840 80

76,526 79,126 79,966 80,046

1200 300 120 46

76,50 79,10 79,90 80,046

75,30 78,80 79,8 80

- 2600 800 146

- 3500 1000 200

Проверка расчета: Tdз -Tdд =1200-46=2z0 max-2z0 min=4700-3546=1154 мкм

Таблица 6. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Наименование детали - стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарные поверхности для расчета припуска - внутренние торцы обеспечивающий линейный размер 32(-0,16) (двусторонний припуск)

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск на изготовлениеd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам, мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Д

е

2hmax

2hmin

2zmin

2zmax

Отливка Точение: черновое чистовое тонкое (шлифование)

200 50 20 10

200 50 20 5(-)

900 50 - -

- 120 - 50

- 2840 300 180

35,16 32,32 32,02 31,84

1000 250 100 160

36,2 32,8 32,2 32

35,2 32,3 32 31,84

- 2900 300 160

- 3400 600 200

Проверка расчета: TD з - TD д=840= 2zo max - 2zo min =4200-3360=840 мкм

Таблица 7. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали - стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарная поверхность для расчета припуска наружная поверхность диаметром ш130k6

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный минимальный размер, мм

Допуск на изготовлениеd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам, мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Д

е

dmin

dmax

2zmin

2zmax

Отливка Точение: черновое чистовое тонкое (шлифование)

200 50 20 12,5

200 50 20 5(-)

900 50 - -

- 30 - -

- 2600 300 80

132,983 130,383 130,083 130,003

1000 400 160 25

132,98 130,38 130,1 130,003

133,98 130,78 130,26 1130,028

- 2600 280 97

- 3200 520 232

Проверка расчета: TD з - TD д= 975 = 2zo max - 2zo min = 3952 - 2977 = 975 мкм

Таблица 8. Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Наименование детали - стакан. Материал сталь 40ХЛ. Элементарная поверхность для расчета припуска внутреннее отверстие диаметром 120Н7(+0,035).

Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск 2z min, мкм

Расчетный максимальный размер, мм

Допуск на изготовлениеd, мкм

Принятые (округленные) размеры по переходам,мм

Полученные предельные припуски, мкм

Rz

h

Д

е

dmax

dmin

2zmin

2zmax

Отливка Точение: черновое чистовое тонкое (шлифование)

200 50 20 10

200 50 20 10(-)

900 50 - -

- 320 - -

- 2600 840 80

116,515 119,115 119,955 120,035

1200 300 120 35

116,5 119,1 119,90 120,035

115,3 118,8 119,8 120

- 2600 800 135

- 3500 1000 200

Проверка расчета: Tdз -Tdд =1200-35=2zmax-2zmin=4700-3535=1165

Определяем номинальные размеры и допуски на изготовление остальных поверхностей опытно-статическим методом по таблицам [9]. На рассчитанные размеры номинальные размеры определяем по приведенным выше формулам. Все полученные данные заносим в таблицу 9.

Таблица 9. Операционные размеры поверхностей по переходам.

Размер готовой детали и допуск на его изготовление, мм	Операционные размеры и допуски на их изготовление
	Тонкое точение, шлифование, мм	Чистовое точение, мм	Черновое точение, сверление, мм	Отливка, мм
142±1	-	-	-	142±1
130k6()	130k6()	130,26(-0,16)	130,78(-0,4)	142±1
120Н7(+0,035)	120Н7(+0,035)	119,8(+0,12)	118,8(+0,3)	115,3(+1,2)
1100,8	-	-	-	1100,8
870,8	-	-	-	870,8
80Н8(+0,046)	80Н8(+0,046)	79,8(+0,12)	78,8(+0,3)	75,3(+1,2)
76(-0,1)	-	76(-0,1)	76,5(-0,3)	79,6(-1,1)
65H8(+0,046)	65H8(+0,046)	64,2(+0,2)	63(+0,3)	-
32h11(-0,16)	32h11(-0,16)	32,2(-0,1)	32,8(-0,25)	36,2(-1,0)
29(-0,52)	-	29(-0,52)	30(-0,25)	32,2±0,9
23,50,2	-	23,50,2	22,8(-0,21)	-
22(-0,28)	22(-0,28)	21,9(-0,14)	21(+0,5)	-
12(+0,43)	-	-	12(+0,43)	-
100,5	-	-	100,5	-
10(+0,9)	-	-	10(+0,9)	-
9(+0,5)	-	-	9(+0,5)	-
80,5	-	-	80,5	-
5,5h12(-0,12)	5,5h12(-0,12)	5,8(-0,16)	6,5(-0,21)	-
30,3	-	30,3	3,2(+0,3)	-
30,12	-	30,12	3,2(+0,4)	-

Требования по точности отливок для всех видов сплавов регламентируются ГОСТ 26645-85. Под точностью изготовления отливок понимается степень отклонения их геометрических размеров и массы от номинальных значений.

Определим шероховатость поверхности заготовки по степени точности поверхности отливки (табл. 5 и 6 [9]). Наибольший габаритный размер для выбора - 142 мм; степень точности поверхности отливки - 11, шероховатость поверхности Rа=20 мкм.

Наносим на контур детали размеры заготовки с учетом сопряжений в образовавшихся переходах чернового контура заготовки - отливки, используя данные приложения 1 [9].

Тонкими линиями изображаем контуры чертежа детали, а основными - контуры полученного чертежа заготовки - отливки. Проставляем требуемые размеры и шероховатость поверхностей. После определения размеров заготовки подсчитаем ее массу и получим: Ким=Мд/Мз=2,1/3,59=0,59;

Т. е. при изменении способа литья, расчете припусков расчетно-аналитическим методом уменьшилась масса заготовки и соответственно увеличился коэффициент использования материала. Чертеж отливки предоставлен на отдельном листе формата А2.

7. Разработка операционной технологии

7.1 Определение содержания и последовательности выполнения технологических переходов

Число необходимых переходов для каждой операции определяем на основе таблиц экономической точности [5]. Так как при обработке детали используются станки с ЧПУ, то дополнительно определяем координаты опорных точек.

Операция 05.

После обработки получаем следующие параметры поверхности (данные берем из таблиц 3, 4, 5 [5]).

При обработке отверстий начерно:

Шероховатость Ra=25 - 6,3 мкм;

Квалитет допуска размера - 13 - 11.

Чистовое растачивание:

Шероховатость Ra=6,3 - 3,2 мкм;

Квалитет допуска размера - 10 - 8.

Но требования по шероховатости на детали Ra=2,5 - 1,25 мкм, и квалитеты допусков размеров по 6 - 8 квалитетам, что может обеспечить дополнительная операция тонкого растачивания(шлифования):

Ra=1,6 - 0,4 мкм. Квалитет допуска размера - 7 - 5.

Торец детали обрабатывается за два перехода - черновой и чистовой.

Последовательность обработки следующая.

1. Черновое и чистовое точение торца, наружной фаски.

2. Черновое и чистовое растачивание, точение фасок.

3. Растачивание внутренней канавки.

Рассчитаем координаты опорных точек. За нуль координатных осей выбираем пересечение оси шпинделя с плоскостью торца детали (ближайший торец к патрону).

Таблица 10. Расчет координат опорных точек

№ опорной точки	Координата
	Х, мм	Z, мм
Наружное точение (проходной резец)
0	250	200
1	75	78,3
2	57	78,3
3	75	80
4	75	75,3
5	66	77,8
6	57	77,8
7	250	200
Смена инструмента (расточной резец)
8	59,4	80
9	59,4	56,8
10	54	56,8
11	44	54,8
12	38	54,8
13	39,4	57
14	39,4	22,8
15	35	80
16	61,5	80
17	59,9	75,3
18	59,9	55,9
19	54	55,9
20	44	54,3
21	39	54,3
22	44	57
23	41,5	54,3
24	39,9	50,8
25	39,9	22,8
26	35	80
27	250	200
Смена инструмента(канавочный резец для внутренних канавок)
28	55	80
29	60,25	55,6
30	55	80
31	250	200
Конец рабочего цикла обработки детали.

Операция 10.

Эта операция наиболее сложная, выполняемая на токарном многоцелевом станке ИРТ180ПМФ4.

Соответственно 5 операции обработка внутренней поверхности и торца детали с другой стороны также выполняется за два перехода - черновой и чистовой. Особый интерес вызывает обработка наружной поверхности. Так как здесь присутствует повышенный припуск (исходя из конфигурации детали), то обработка выполняется за два черновых перехода и один чистовой переход. Окончательная обработка выполняется операцией шлифования (тонкого точения) , что обусловленно точностью размера (6 квалитет).

Качество поверхности и точность отверстий на торце и на наружном диаметре детали позволяют обработку этих отверстий производить только сверлением, без последующей их обработки. Шероховатость поверхности по чертежу детали: Ra=12,5 мкм.

Допуск на изготовление по 14 квалитету. По таблицам экономической точности определяем, что сверление позволяет получить шероховатость поверхности отверстий Ra=12,5 - 6,3 мкм. Квалитет допуска размера 13 - 9. Определяем последовательность обработки на данной операции.

Решающим фактором является повышенный припуск на наружной поверхности детали и поэтому последовательность обработки следующая:

Черновое и чистовое точение наружной поверхности и торца.

Точение канавок.

Черновое и чистовое растачивание.

Растачивание канавок.

Сверление отверстий по торцу детали (двумя сверлами одновременно)

Сверление отверстий на наружной поверхности.

Снятие фасок, зенкование.

Далее на операциях 15, 20, идет отделочная обработка поверхностей обработанных на операциях 5 и 10.

Определим координаты опорных точек для 10 операции (см. лист инструментальной наладки).

Нуль координатных осей выбираем на пересечении оси шпинделя с плоскостью торца детали (ближайший торец к патрону).

Таблица 11. Расчет координат опорных точек

№ опорной точки	Координата
	X, мм	Z, мм	C
Наружное точение (канавочный резец)
0	-250	200
1	-72	67,7
2	-65,4	67,7
3	-72	67,7
4	-250	200
Смена инструмента (проходной резец)
5	-72	67,5
6	-68	67,5
7	-68	7
8	-72	7
9	-72	66
10	-66	66
11	-66	6,5
12	-72	6,5
13	-72	65
14	-65,1	65
15	-65,1	5,8
16	-72	5,8
17	-72	76,5
18	-57	76,5
19	-72	77
20	-72	73,5
21	-66	76
22	-57	76
23	-250	200
Смена инструмента (канавочный резец, правый)
24	-72	69
25	-64,75	70,55
26	-72	69
27	-250	200
Смена инструмента (канавочный резец, левый)
28	-72	7
29	-64,75	5,25
30	-72	7
31	-250	200
Растачивание
Смена инструмента (расточной резец)
32	-59,4	77
33	-59,4	55
34	-54	55
35	-61,5	77
36	-59,9	74,5
37	-59,9	54,1
38	-54	54,1
39	-44	53
40	-39	53
41	-44	55
42	-44	52,5
43	-41,73	52,5
44	-39	49
45	-39	77
46	-250	200
Смена инструмента (канавочный резец, для внутренних канавок)
47	-55	77
48	-60,25	53,8
49	-55	77
50	-250	200
Останов шпинделя и переключение его в режим позиционирования. Смена инструмента (сдвоенная инструментальная оправка, комбинированные сверла 10)
51	49	77	+25
52	49	46
53	49	27
54	49	46	+20
55	49	27
56	49	46	+20
57	49	27
58	49	46	+50
59	49	27
60	49	46	+20
61	49	27
62	49	46	+20
63	49	27
64	49	77	+70
65	-250	200
Смена инструмента (центровочное сверло)
66	-66	38
67	-58	38
68	-66	38	+180
69	-58	38
70	-66	38
71	-250	200
Смена инструмента (сверло 12)
72	-66	38
73	-54	38
74	-66	38
75	-250	200	+180
Смена инструмента (сверло 9)
76	-66	38
77	-35	38
78	-66	38
79	-250	200
Смена инструмента (зенкер угловой)
80	-66	38
81	-53	38
82	-66	38
83	-250	200	+45
Смена инструмента (комбинированное сверло 10)
84	-66	23
85	-44	23
86	-66	23
87	-66	53
88	-44	53
89	-66	53	+180
90	-44	53
91	-66	53
92	-66	23
93	-44	23
94	-66	23
95	-250	200
Конец рабочего цикла обработки детали.

7.2 Выбор средств технологического оснащения

Выбранные, при разработке маршрута обработки, станки вполне удовлетворяют требованиям по мощности и точности (дополнительную проверку по мощности произведем при расчетах режимов резания). Поэтому выбираем только режущий инструмент для обработки и материал режущей части инструмента. Упор сделаем на твердосплавные резцы с механическим креплением режущей части. Резцы такого типа применяются в основном для станков с ЧПУ [5].

Исходя из характера обработки и материала детали выбираем материал режущей части инструмента Т15К6. На 5 операции (1 вариант) используется оправка для точения внутренних поверхностей двумя резцами одновременно. Сверла изготовлены из быстрорежущей стали Р6М5. Здесь также используются специальные, комбинированные сверла (центровка + сверло 10) [6]. Это позволит уменьшить число вспомогательных переходов и операций центрирования. Для отделочных операций (операции №15, 20) используются резцы с режущей частью из минералокерамики В3. Что позволяет существенно увеличить скорость и улучшить качество обработки [12]. Геометрия резцов, используемых для обработки данной детали стандартная и взяты резцы из справочников [5,6,19]. Во втором варианте обработки на отделочных операциях применяются операции шлифования. Шлифование производится инструментом изготовленным из титанистого электрокорунда 4А. Тип круга - ПП. Диаметр круга для внутреннего шлифования - 60мм, наружного 150мм. Высота круга для внутреннего шлифования Н=20мм; наружного - 65мм [6].

приспособление стакан заготовка деталь

7.3 Определение режимов резания (1вариант)

Операция №5.

Точение торца (черновой переход).

Глубина резания t=1,3мм.

Подачу определяем из таблицы 11 6 s=1 мм/об.

Скорость резания определим из формулы:

, где (30)

Коэффициент Cv=340; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,45 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке; Kv - поправочный коэффициент для стали рассчитываемый по формуле:

, где (31)

Кг=1 - коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости при в=650 Мпа для конструкционной легированной стали 40ХЛ, выбранный по табл. 2 [6].

Частоту вращения шпинделя станка определим по формуле:

, где (32)

D - диаметр обработки;

V - скорость резания;

По паспорту станка принимаем n=400 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Точение торца (чистовой переход).

Глубина резания t=0,5мм. Припуски определяются из раннее рассчитанных операционных размеров.

По табл. 14 [6] выбираем подачу s=0,55Ks=0,550,45=0,25 мм/об, так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с в=650 Мпа.

Рассчитываем скорость резания по формуле:

, где

Коэффициент Cv=420; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,2 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке.

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Определим усилия резания (усилия считаем по черновому переходу, как наиболее нагружающему).

Сила резания находится по формуле:

, где (33)

Сp - коэффициент, x, y, n - показатели степени для трех координат, принимаем по таблице 22[6].

Pz: Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

Py: Cp=243; x=0,9; y=0,6; n=-0,3

Pz: Cp=339; x=1; y=0,5; n=-0,4

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, рассчитываемый по формуле:

Kp=K pK pK pK pKrp, где (34)

по таблице 9[6].

K p для главного угла в плане =45 принимаем по табл. 23[6]:

K p(Pz)=1,0;

K p(Py)=1,0;

K p(Px)=1,0.

K p для переднего угла =10 принимаем по табл. 23[6]:

K p (Pz)=1,0;

K p (Py)=1,0;

K p (Px)=1,0.

Kp для угла наклона главного лезвия =0 принимаем по табл. 23[6]:

Kp (Pz)=1,0;

Kp (Py)=1,0;

Kp (Px)=1,0.

Krp - коэффициент для твердого сплава не учитывается.

Исходя из принятых значений получаем:

Kpz=0,89111=0,89;

Kpy=0,89111=0,89;

Kpx=0,89111=0,89.

Получаем силы резания:

Считаем мощность резания:

(35)

Мощность привода выбранного станка (22 кВт) превышает мощность резания, значит он подходит для обработки данной детали на этом переходе.

Черновое растачивание 118,8 и 78,8 мм.

Обработка ведется двумя инструментами одновременно. Расчет будем вести по наибольшему диаметру.

t=1,75 мм.

Величину подачи определяем из таблицы 12 [6] s=1мм/об.

Скорость резания определим из формулы:

, где

Коэффициент Cv=340; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,45 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=100 мин - стойкость инструмента при многоинструментальной обработке [18]:

Число оборотов шпинделя станка:

По паспорту станка принимаем n=400 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Определим усилия резания.

Сила резания находится по формуле:

, где

Сp - коэффициент, x, y, n - показатели степени для трех координат, принимаем по таблице 22 [6].

Pz: Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

Py: Cp=243; x=0,9; y=0,6; n=-0,3

Pz: Cp=339; x=1; y=0,5; n=-0,4

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, рассчитываемый по формуле:

Kp=K pK pK pK pKrp, где

по таблице 9[6].

K p для главного угла в плане =90 принимаем по табл. 23[6]:

K p(Pz)=0,89;

K p(Py)=0,5;

K p(Px)=1,17.

K p для переднего угла =10 принимаем по табл. 23[6]:

K p (Pz)=1,0;

K p (Py)=1,0;

K p (Px)=1,0.

Kp для угла наклона главного лезвия =5 принимаем по табл. 23[6]: Kp (Pz)=1,0;

Kp (Py)=1,25;

Kp (Px)=0,85.

Krp для радиуса при вершине r=2 мм принимаем по табл. 23[6]:

Krp (Pz)=1,0;

Krp (Py)=1,0;

Krp (Px)=1,0.

Исходя из принятых значений получаем:

Kpz=0,890,89111=0,79;

Kpy=0,890,511,251=0,56;

Kpx=0,891,1710,851=0,89.

Получаем силы резания:

Считаем мощность резания:

Мощность привода выбранного станка (22 кВт) превышает мощность резания, значит он подходит для обработки данной детали.

Чистовое растачивание 119,8 мм и 79,8мм.

t=0,5мм.

По табл. 14 [6] выбираем подачу s=0,33Ks=0,330,45=0,15 мм/об, так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с в=650 Мпа.

Рассчитываем скорость резания по формуле:

, где

Коэффициент Cv=420; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,2 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=100мин - стойкость инструмента при многоинструментальной обработке.

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Растачивание внутренней канавки 120,25.

t=2,5мм;

По табл. 14 [6] выбираем подачу s=0,33Ks=0,330,45=0,15 мм/об, так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с в=650 Мпа.

Рассчитываем скорость резания по формуле:

, где

Коэффициент Cv=420; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,2 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6].

Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке.

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=630 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Операция №10.

Черновое точение 142 мм.

1 переход.

t=4 мм.

Подачу определяем из таблицы 11 6 s=1 мм/об.

Скорость резания определим из формулы:

, где

Коэффициент Cv=340; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,45 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке; Kv - поправочный коэффициент для стали рассчитываемый по формуле:

, где

Кг=1 - коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости при в=650 Мпа для конструкционной легированной стали 40ХЛ, выбранный по табл. 2 [6].

Частоту вращения шпинделя станка определим по формуле:

, где

D - диаметр обработки;

V - скорость резания;

По паспорту станка принимаем n=315 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Определим усилия резания.

Сила резания находится по формуле:

, где

Сp - коэффициент, x, y, n - показатели степени для трех координат, принимаем по таблице 22[6].

Pz: Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

Py: Cp=243; x=0,9; y=0,6; n=-0,3

Pz: Cp=339; x=1; y=0,5; n=-0,4

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, рассчитываемый по формуле:

Kp=K pK pK pK pKrp, где

по таблице 9[6].

K p для главного угла в плане =90 принимаем по табл. 23[6]:

K p(Pz)=0,89;

K p(Py)=0,5;

K p(Px)=1,17.

K p для переднего угла =10 принимаем по табл. 23[6]:

K p (Pz)=1,0;

K p (Py)=1,0;

K p (Px)=1,0.

Kp для угла наклона главного лезвия =5 принимаем по табл. 23[6]:

Kp (Pz)=1,0;

Kp (Py)=1,25;

Kp (Px)=0,85.

Krp для радиуса при вершине r=2 мм принимаем по табл. 23[6]:

Krp (Pz)=1,0;

Krp (Py)=1,0;

Krp (Px)=1,0.

Исходя из принятых значений получаем:

Kpz=0,890,89111=0,79;

Kpy=0,890,511,251=0,56;

Kpx=0,891,1710,851=0,89.

Получаем силы резания:

Считаем мощность резания:

Мощность привода выбранного станка (22 кВт) превышает мощность резания, значит он подходит для обработки данной детали.

Для второго перехода

t=3,2 мм; s=1 мм/об; V=140 м/мин; n=315 об/мин.

Чистовое точение 130,78 мм.

t=0,26 мм.

По табл. 14 [6] выбираем подачу s=0,55Ks=0,550,45=0,25мм/об, так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с в=650 Мпа.

Рассчитываем скорость резания по формуле:

, где

Коэффициент Cv=420; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,2 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке;

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Черновое растачивание 118,8 мм.

t=1,75 мм.

Величину подачи определяем из таблицы 12 [6] s=0,8 мм/об.

Скорость резания определим из формулы:

, где

Коэффициент Cv=340; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,45 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке:

Число оборотов шпинделя станка:

По паспорту станка принимаем n=500 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Определим усилия резания.

Сила резания находится по формуле:

, где

Сp - коэффициент, x, y, n - показатели степени для трех координат, принимаем по таблице 22 [6].

Pz: Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

Py: Cp=243; x=0,9; y=0,6; n=-0,3

Pz: Cp=339; x=1; y=0,5; n=-0,4

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, рассчитываемый по формуле:

Kp=K pK pK pK pKrp, где

по таблице 9[6].

K p для главного угла в плане =90 принимаем по табл. 23[6]:

K p(Pz)=0,89;

K p(Py)=0,5;

K p(Px)=1,17.

K p для переднего угла =10 принимаем по табл. 23[6]:

K p (Pz)=1,0;

K p (Py)=1,0;

K p (Px)=1,0.

Kp для угла наклона главного лезвия =5 принимаем по табл. 23[6]:

Kp (Pz)=1,0;

Kp (Py)=1,25;

Kp (Px)=0,85.

Krp для радиуса при вершине r=2 мм принимаем по табл. 23[6]:

Krp (Pz)=1,0;

Krp (Py)=1,0;

Krp (Px)=1,0.

Исходя из принятых значений получаем:

Kpz=0,890,89111=0,79;

Kpy=0,890,511,251=0,56;

Kpx=0,891,1710,851=0,89.

Получаем силы резания:

Считаем мощность резания:

Мощность привода выбранного станка (22кВт) превышает мощность резания, значит он подходит для обработки данной детали

Чистовое растачивание 119,8 мм.

t=0,5 мм.

По табл. 14 [6] выбираем подачу s=0,33Ks=0,330,45=0,15 мм/об, так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с в=650 Мпа.

Рассчитываем скорость резания по формуле:

, где

Коэффициент Cv=420; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,2 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке;

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

.

Сверление отверстий 10 по торцу детали комбинированными сверлами (2 сверла).

Глубина резания t=0,5D=0,510=5 мм.

Подачу определяем, исходя из необходимости получения шероховатости Ra=12,5 мкм, по таблице 25 [6] s=0,15 мм/об.

Скорость резания при сверлении определяем по формуле:

, где (36)

Коэффициент Cv=7,0; показатели степени m=0,2; q=0,4; y=0,7 для материала сверла по табл. 28 [6]. Т=25 мин по табл. 30 [6].

Kv - поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяется по формуле:

Kv=K vKи vKl v, где (37)

Коэффициент на обрабатываемый материал:

, где

Кг=1,0; nv=1,0.

Коэффициент на инструментальный материал Киv=1,0 по табл. 6 [6].

Коэффициент, учитывающий глубину сверления Kl v=1,0 по табл. 31 [6]. Исходя из полученных данных:

Частоту вращения инструментальных головок определим по формуле:

По паспорту станка принимаем n=1250 об/мин.

Крутящий момент определим по формуле:

, где (38)

См=0,0345; q=2,0; y=0,8 по табл. 32 [6].

Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки определяется выражением:

, где (39)

n=0,75 по таблице 9 [6]. Тогда получаем:

Осевую силу при сверлении определяем по формуле:

, где (40)

Ср=68; q=1,0; y=0,7 по табл. 32 [6]. Тогда получаем:

Мощность резания при сверлении определяется по формуле:

(41)

Мощность приводного вала инструмента станка (3,5 кВт) превышает расчетную, следовательно, рассчитанные режимы резания при сверлении можно осуществить на данном станке.

Сверление отверстия 12 по диаметру детали.

Глубина резания t=0,5D=0,512=6 мм.

Подачу определяем, исходя из необходимости получения шероховатости Ra=12,5 мкм, по таблице 25 [6] s=0,28 мм/об.

Скорость резания при сверлении определяем по формуле:

, где

Коэффициент Cv=7,0; показатели степени m=0,2; q=0,4; y=0,7 для материала сверла по табл. 28 [6]. Т=25 мин по табл. 30 [6].

Kv - поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяется по формуле:

Kv=K vKи vKl v, где

Коэффициент на обрабатываемый материал:

, где

Кг=1,0; nv=1,0.

Коэффициент на инструментальный материал Киv=1,0 по табл. 6 [6].

Коэффициент, учитывающий глубину сверления Klv=1,0 по табл. 31 [6]. Исходя из полученных данных:

Частоту вращения инструментальной головки определим по формуле:

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Крутящий момент определим по формуле:

, где

См=0,0345; q=2,0; y=0,8 по табл. 32 [6].

Коэффициент, учитывающий фактические условия обработки определяется выражением

, где

n=0,75 по таблице 9 [6]. Тогда получаем:

Осевую силу при сверлении определяем по формуле:

, где

Ср=68; q=1,0; y=0,7 по табл. 32 [6]. Тогда получаем:

Мощность резания при сверлении определяется по формуле:

Мощность приводного вала инструмента станка (3,5 кВт) превышает расчетную, следовательно, рассчитанные режимы резания при сверлении можно осуществить на данном станке.

Операция №15.

Тонкое растачивание 120Н7(+0,035).

t=0,1мм; Ra=2,5 мкм.

Отделочная токарная обработка имеет ряд особенностей, отличающих ее от чернового и межоперационного точения, поэтому рекомендуемые режимы резания при тонком точении определяем из справочника [19].

Подачу определяем по табл. 51 [19] s=0,08мм/об.

Стойкость инструмента Т=90мин по табл. 18 [19]

V=600 м/мин по табл. 51 [19].

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=1600 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

.

Тонкое растачивание 80Н8(+0,046).

t=0,1мм; Ra=1,25 мкм.

Подачу определяем по табл. 51 [19] s=0,04мм/об.

Стойкость инструмента Т=90мин по табл. 18 [19]

V=600 м/мин по табл. 51 [19].

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=2500 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

.

Операция №20.

Тонкое точение 130k6().

t=0,11мм; Ra=3,2 мкм.

Подачу определяем по табл. 51 [19] s=0,1мм/об.

Стойкость инструмента Т=70мин по табл. 18 [19]

V=500 м/мин по табл. 51 [19].

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=1250 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

.

Режимы резания для первого варианта рассчитаны. Во втором варианте на 5 операции вместо оправки используются стандартные резцы.

(2вариант)

Операция №5.

Режимы резания при точении торца остаются теми же. Изменяются только режимы резания при растачивании.

Черновое растачивание 118,8 мм.

t=1,75 мм.

Величину подачи определяем из таблицы 12 [6] s=1мм/об.

Скорость резания определим из формулы:

, где

Коэффициент Cv=340; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,45 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке:

Число оборотов шпинделя станка:

По паспорту станка принимаем n=400 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Определим усилия резания.

Сила резания находится по формуле:

, где

Сp - коэффициент, x, y, n - показатели степени для трех координат, принимаем по таблице 22 [6].

Pz: Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

Py: Cp=243; x=0,9; y=0,6; n=-0,3

Pz: Cp=339; x=1; y=0,5; n=-0,4

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, рассчитываемый по формуле:

Kp=K pK pK pK pKrp, где

по таблице 9[6].

K p для главного угла в плане =90 принимаем по табл. 23[6]:

K p(Pz)=0,89;

K p(Py)=0,5;

K p(Px)=1,17.

K p для переднего угла =10 принимаем по табл. 23[6]:

K p (Pz)=1,0;

K p (Py)=1,0;

K p (Px)=1,0.

Kp для угла наклона главного лезвия =5 принимаем по табл. 23[6]:

Kp (Pz)=1,0;

Kp (Py)=1,25;

Kp (Px)=0,85.

Krp для радиуса при вершине r=2 мм принимаем по табл. 23[6]:

Krp (Pz)=1,0;

Krp (Py)=1,0;

Krp (Px)=1,0.

Исходя из принятых значений получаем:

Kpz=0,890,89111=0,79;

Kpy=0,890,511,251=0,56;

Kpx=0,891,1710,851=0,89.

Получаем силы резания:

Считаем мощность резания:

Мощность привода выбранного станка (22кВт) превышает мощность резания, значит он подходит для обработки данной детали

Чистовое растачивание 119,8 мм.

t=0,5 мм.

По табл. 14 [6] выбираем подачу s=0,33Ks=0,330,45=0,15 мм/об, так как обрабатываемая сталь 40ХЛ с в=650 Мпа.

Рассчитываем скорость резания по формуле:

, где

Коэффициент Cv=420; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,2 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке;

Определим частоту вращения шпинделя:

По паспорту станка принимаем n=800 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Черновое растачивание 78,8 мм.

t=1,75 мм.

Величину подачи определяем из таблицы 12 [6] s=1мм/об.

Скорость резания определим из формулы:

, где

Коэффициент Cv=340; показатели степени m=0,2; x=0,15; y=0,45 для материала режущей части резца твердого сплава Т15К6 по табл. 17[6]. Т=45 мин - стойкость инструмента при одноинструментальной обработке:

Число оборотов шпинделя станка:

По паспорту станка принимаем n=630 об/мин.

Тогда скорость резания примет значение:

Определим усилия резания.

Сила резания находится по формуле:

, где

Сp - коэффициент, x, y, n - показатели степени для трех координат, принимаем по таблице 22 [6].

Pz: Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

Py: Cp=243; x=0,9; y=0,6; n=-0,3

Pz: Cp=339; x=1; y=0,5; n=-0,4

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания, рассчитываемый по формуле:

Kp=K pK pK pK pKrp, где

по таблице 9[6].

K p для главного угла в плане =90 принимаем по табл. 23[6]:

K p(Pz)=0,89;

K p(Py)=0,5;

K p(Px)=1,17.

K p для переднего угла =10 принимаем по табл. 23[6]:

K p (Pz)=1,0;

K p (Py)=1,0;

K p (Px)=1,0.

Kp для угла наклона главного лезвия =5 принимаем по табл. 23[6]:

Kp (Pz)=1,0;

Kp (Py)=1,25;

Kp (Px)=0,85.

Krp для радиуса при вершине r=2 мм принимаем по табл. 23[6]:

Krp (Pz)=1,0;

Krp (Py)=1,0;

Krp (Px)=1,0.

Исходя из принятых значений получаем:

Kpz=0,890,89111=0,79;

Kpy=0,890,511,251=0,56;

Kpx=0,891,1710,851=0,89.

Получаем силы резания:

Считаем мощность резания:

Мощность привода выбранного станка (22кВт) превышает мощность резания, значит он подходит для обработки данной детали