Технология изготовления вала червячного

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

червячный деталь вал штамповка

Машиностроительная промышленность поставляет продукцию всем отраслям хозяйства и является одним из основных его звеньев. Технологический прогресс и дальнейший рост всех отраслей хозяйства в значительной степени зависит от развития машиностроения и от роста его технологической культуры.

Технологический процесс разрабатывается для изготовления нового или модернизации и совершенствования действующего технологического процесса в соответствии с достижениями науки и техники.

Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным и обеспечивать повышение производительности труда и качества изделий, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду. Технологический процесс должен соответствовать требованиям экологии и безопасности жизнедеятельности. Разработка перспективных технологических процессов должна быть основана на результатах научно-исследовательских, опытно-технологических и опытно-конструкторских работ, прогнозирование новых методов обработки изделия, анализа опыта других предприятий.

В соответствии с этими требованиями проектируемый технологический процесс должен полностью обеспечить выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий, при этом обеспечить минимальные затраты труда и издержки производства. Технологический процесс изготовления изделия должен выполняться с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства, при наименьшей затрате времени и наименьшей стоимости изделия.

Для одной и той же детали при одинаковой производственной программе может быть разработано несколько вариантов технологический процессов. В зависимости от опыта технического персонала и местных производственных условий эти варианты отличаются друг от друга маршрутом и содержанием операций, являясь при этом достаточно равноценными по технико-экономической эффективности.

Прогресс в машиностроении в относительной степени зависит от уровня техники в области механизмов предназначенных для передачи усилий и крутящих моментов, широко применяемых в различных машинах, приборах, приспособлениях. Создание зубчатых передач, отвечающих высокому научно-техническому и производственному уровню является сложной задачей, требующей совместного рассмотрения всех показателей качества проектируемой передачи.

1. Общая часть

1.1 Условия работы детали в узле

Червячная передача предназначена для преобразования вращательного движения при скрещивающихся осях зубчатых колес. Основной элемент в червячной передаче - шестерня, называется червяком, а зубчатым колесом является червячный сектор.

Червячная передача нашла применение, благодаря высокой плавности передачи вращения, бесшумности, высокому передаточному отношению, возможности самоторможения.

Основным недостатком передачи является относительно низкий КПД, относительно высокий тепловой режим работы, относительно низкая мощность передачи.

1.2 Анализ рабочего чертежа

Деталь "вал червячный" длиной 308 мм, ступенчатой формы с максимальным диаметром 70 мм, используется как быстроходная часть червячного зацепления смонтированного на захлопке вентиляционной судовой. Червяк передает крутящий момент от ручного маховика к зубчатому сектору и далее на рабочий механизм. На шейках диаметром 40 f9 устанавливаются бронзовые втулки играющие роль подшипников скольжения, этим объясняется и выбор посадки "f9" обеспечивающей гарантированный зазор для проникновения смазывающего вещества. Шлифовка шеек до Ra 1.25 выполняется для уменьшения коэффициента трения и как следствие меньшего износа трущихся между собой деталей, и соответственно увеличения срока службы втулок. Под торцы шеек дополнительно устанавливаются бронзовые шайбы подрезка которых позволяет регулировать осевой зазор 0,2-0,3 мм предназначенного для осевого люфта червячного зацепления. Не выполнение этого требования ведет к нарушению установки втулок и преждевременному их износу. На шейке с квадратным профилем со стороной 32h11 устанавливается маховик, который фиксируется от проворота гранями квадрата. От осевого смещения маховик фиксируется шайбой и гайкой М24. Канавку шириной 6 мм выполняют для выхода резьбонарезного инструмента "плашки". Чистовая токарная обработка винтовой канавки червяка до Ra 2.5 выполняется для уменьшения коэффициента трения в передаче и как следствие меньшего износа трущихся между собой деталей, и соответственно увеличения срока службы редуктора.

Для установки подшипников, ступицы маховика, предусмотрены заходные фаски 2,5х450. Для исключения травматизма острые кромки притуплены фасками 1х450.

Радиальное биение поверхности червячного венца относительно осей посадочных диаметров 40 не более 0,1 мм. Не выполнение этого требования ведет к нарушению балансировки червяка и преждевременному износу его и сопрягаемых с ним втулок.

Червяк является одной из самых ответственных деталей захлопки вентиляционной, влияющий на срок эксплуатации изделия в целом. Поэтому необходимо выдержать все допуски и отклонения формы, указанные в чертеже.

1.3 Анализ технических требований

Технологический контроль чертежа производится, исходя из требований ЕСКД и ГОСТов на разработку и оформление конструкторской документации. Технические требования указаны над штампом.

Неуказанные предельные отклонения размеров:

H14 h14 ±IT/2.

Требование показывает предельные отклонения на чертеже, у которых отсутствуют допуски. Верхнее и нижнее отклонения размеров находят по таблице.

Концы витков толщиной до 1,5 мм удалить, заостренные углы скруглить.

Требование предотвращает возможность облома острых кромок, и попадание их в зубчатое зацепление.

На диаметре 47,5 допускается наличие следов выхода инструмента при нарезке зубьев глубиной не более 0,5 мм.

1.4 Анализ конструкции детали на технологичность

Качество изготовления продукции определяется совокупностью свойств процесса ее изготовления, соответствием этого процесса и его результатов установленным требованиям. В машиностроении показатели качества изделия тесно связаны с точностью обработки деталей машин.

Технологический анализ позволяет улучшить технико-экономические показатели технологического процесса.

Проанализируем чертеж конструкции исходной детали и дадим качественную оценку ее технологичности.

Тип детали - ступенчатый вал-червяк с большими габаритами.

Материал детали Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 обычно применяется при изготовлении червяков быстроходных высоконагруженных передач. Он недорогой, широко распространенный и применяемый в машиностроении; хорошо обрабатывается резанием, что способствует сокращению времени обработки.

В качестве технологических баз используют центровочные отверстия, которые позволяют обработать почти все наружные поверхности вала на единых базах с установкой в центрах. Они совпадают с конструкторскими, что не повлечет за собой погрешности базирования. Данный червяк имеет небольшие перепады диаметров ступеней, что позволяет вести обработку одновременно несколькими резцами и говорит о технологичности.

Требования к шероховатости червяка средние - есть поверхности с высокими требованиями (поверхности Ш40 мм - места под вкладыши; рабочий профиль червяка), обработка которых усложняет техпроцесс, увеличивает номенклатуру обрабатывающего инструмента, но есть и с достаточно низкими, обработка которых не требует больших затрат времени и высокой трудоемкости.

Наружные поверхности детали имеют открытую форму, что обеспечивает обработку на проход и свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям. Неудобными в обработке могут оказаться выточки размером в 6 мм, но они необходимы для выхода резьбонарезного инструмента. В конструкции детали нет наклонного расположения обрабатываемых поверхностей (за исключением зубьев самого червяка), что удобно для обработки.

При обработке вала червячного и при контроле не требуется проектирование специального мерительного и режущего инструмента, за исключением специального резца для нарезния витков червяка, измерение и обработку можно производить стандартными инструментами

Все выше изложенное позволяет сделать вывод, что представленная деталь является среднетехнологичной.

Червяки в единичном производстве могут быть изготовлены на токарном станке. Их нарезают резцами с прямолинейными режущими кромками установленными в осевом сечении червяка.

Точность изготовления однозаходных червяков на токарном станке не вызывает значительные технологические трудности, связанные с позиционированием заготовки. В серийном производстве используют более производительные методы.

Обработка ведется на резьбофрезерных и специально-фрезерных станках дисковыми или пальцевыми фрезами.

Возможно так же точение червяков на зубофрезерных станках долбяком. В разрабатываемом проекте обработка витков червяка будет произведена при помощи вихревой головки, что так же является высокопроизводительным методом.

С точки зрения технологичности деталь имеет следующие недостатки:

1. Базирование и зажим заготовки на первой операции происходит за необработанные поверхности.

2. Червяк является однозаходным, что позволяет использование токарного станка для изготовления витков червяка. Но этот метод является малопроизводительным.

3. Наличие на чертеже поверхностей с шероховатостью 7 класса точности требует применение специализированного шлифовального станка.

4. Наличие 4-х лысок образующих в сечении квадрат, требует обработки на вертикально фрезерном станке.

5. Наличие резьбы требует предварительной проточки канавки для выхода резьбонарезного инструмента, и нарезание её посредством плашки и воротка.

Оценку технологичности проведём по количественным и качественным показателям.

1.4.1 Качественная оценка технологичности

Таблица 1 - Качественная оценка технологичности

Требования технологичности	Характеристика технологичности
Возможность обработки заготовок напроход.	Технологична
Убывают ли к концам диаметральные размеры шеек вала.	Технологична
Возможность уменьшения диаметров фланцев или буртов (коэффициента использования металла).	Технологична
Конструкция детали должна обеспечивать возможность многоместной обработки.	Технологична
Возможность обработки максимального количества размеров высокопроизводительными методами и инструментами.	Технологична
Перепад размеров должен быть минимальным.	Нетехнологична
Отсутствие глубоких отверстий малого диаметра.	Технологична
Форма конструктивных элементов детали (КЭД) - фасок, канавок и т.п. должна обеспечивать удобный подвод инструмента.	Технологична
Унификация КЭД для использования при обработке станков с программным управлением.	Технологична
Допускает ли жесткость вала высокую точность обработки	Технологична

Вывод: деталь вала имеет конструкцию, которую надо признать технологичной, т.к. удовлетворяет 90% требований при отработке конструкции на технологичность.

1.4.2 Количественная оценка технологичности

Характеризуется расчетом ряда показателей, характеризующих отдельные свойства. Для оценки технологичности конструкции могут быть использованы следующие показатели:

Коэффициент унификации

=0,44%,

где

- число унифицированных элементов детали, шт.

- общее число конструктивных элементов детали, шт.

Коэффициент точности обработки детали

%,

где

- число размеров необоснованной степени точности,

- общее число размеров подлежащие обработке.

Коэффициент шероховатости

%,

где

- число поверхностей необоснованной шероховатости,

- общее число поверхностей подлежащие обработке.

Коэффициент использования материала

71%,

где

- масса детали, кг,

- масса заготовки, кг.

Вывод по результатам анализа технологичности: количественная оценка технологичности показала, что сложность изготовления детали средняя, т.к. Кт=0,71%; коэффициент унификации входит в допустимые пределы 0,4-0,6; при выборе метода изготовления детали % - высокий показатель использования материала. Деталь относим к технологичным.

Определим жесткость детали используя отношение длины к приведенному диаметру.



Вал является жестким, так как отношение длины к диаметру , что меньше 12.

Поэтому при механической обработке детали можно назначать интенсивные режимы резания.

Таким образом, конструкция детали является технологичной.

1.5 Определение типа производства

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий современное производство подразделяется на следующие типы: единичное, серийное и массовое. От типа производства во многом зависит характер технологического процесса и его построение. Тип производства зависит от 2 факторов: заданной программы и трудоемкости изготовления изделия.

- коэффициент серийности [1, стр. 16],

где

- такт выпуска изделия,

- средняя трудоемкость по операциям. По существующему базовому техпроцессу завода мин.

[1, стр. 17],

где

- действительный годовой фонд времени оборудования,

шт., - годовая программа выпуска.

[1, стр. 17],

где

- номинальный фонд работы оборудования при двухсменном режиме, час.

% - коэффициент, учитывающий потери номинального времени на ремонт оборудования.

- рабочих дней в году.

час - продолжительность рабочей смены.

- количество рабочих смен в день.

час

При производство принимается крупносерийное.

Определим оптимальное количество детали в партии для одновременного запуска на изготовление:

, [1, стр.12],

где

- рекомендуемый запас деталей на цеховом складе (для крупных деталей 2-3 дня, для средних-4-6, для мелких- 7-10 дней);

дет.

Так как партия детали представляет их количество, которое изготавливается на рабочем месте с однократной затратой подготовительно-заключительного времени, то ее размер оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели и организацию производства.

На основании расчетов принимаем производство крупносерийным, оптимальное количество деталей в партии для запуска - 100 штук.

2. Технологическая часть

2.1 Анализ действующего техпроцесса

Анализ действующего техпроцесса должен быть проведен с точки зрения обеспечения качества продукции. При этом необходимо определить правильно ли он составлен для получения требования чертежа, выполняются ли требования техпроцесса на рабочих местах. Действующий технологический процесс на вал червячный имеет следующую последовательность и введем маршрут обработки в таблицу №2

Таблица №2

№ опер.	Наименование операции	Оборудование	Разряд
001	Заготовительная
002	Транспортирование
005	Фрезерно-центровальная	МР-71М	4
010	Токарная	16К20	4
015	Токарная	16К20	4
020	Токарная	16К20	4
025	Токарная (вихревая головка)	16К20	5
030	Токарная	16К20	5
035	Токарная	16К20	4
040	Фрезерная	6М12П	4
045	Слесарная	Верстак	3
050	Шлифовальная	3Б151П	4
055	Токарная	16К20	4
060	Слесарная	Верстак	3
065	Контрольная	Стол БТК

Анализируя действующий техпроцесс можно заключить, что для изготовление вала червячного используются универсальные станки, приспособления для выполнения фрезерных операций имеют ручной зажим, отсутствуют высокопроизводительные резьбофрезерные и специально-фрезерных станки с дисковыми или пальцевыми фрезами, а так же точение червяков на зубофрезерных станках долбяком. Отсутствуют элементы механизации и автоматизации. В техпроцессе имеется малопроизводительная токарная операция, производительность которой можно повысить за счет применения вихревой головки с четырьмя резцами устанавливаемой на токарно-винторезном станке, сконструированной для нарезания винтовой канавки методом внешнего касания с применением встречного или попутного метода резания.

В действующем техпроцессе правильно выбраны черновые промежуточные и чистовые технологические базы, соблюдены принципы единства технологических баз.

Выбранное оборудование позволяет получить требуемые чертежные размеры с их отклонениями.

Таким образом, разработанный технологический процесс коренным образом будет отличаться от действующего, так как основная малопроизводительная токарная операция нарезания витков червяка будет обрабатываться за один проход за счет применения спроектированной вихревой головки устанавливаемой на токарно-винторезном станке, тем самым улучшится качество детали и уменьшится себестоимость единицы продукта.

2.2 Выбор заготовки

На выбор метода получения заготовки оказывают влияние следующие факторы: материал детали, ее назначение и технические требования на изготовление, объем и серийность выпуска, форма поверхностей и размеры детали, программа выпуска.

Рассмотрим два варианта получения заготовки - прокат и горячую штамповку.

Метод штамповки обычно применяют в серийном и массовом производстве. В этих условиях штамп длительное время находится в эксплуатации и затраты на его изготовление окупаются. Форма и размеры штамповки максимально приближены к размерам и форме детали, что снижает расход материала на изделие, сокращает трудоемкость последующей мехобработки и расход режущего инструмента, а также повышает механические свойства изделия. Но по мере усложнения конструкции заготовки, уменьшению припусков, повышение точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастает себестоимость заготовки.

Так как материал детали сталь 40Х, то способом получения заготовки может быть горячая штамповка или прутки из проката.

2.2.1 Расчет первого варианта получения заготовки - горячей штамповки.

Определяем массу заготовки

,

где

- Объем ступеней цилиндра,

=7,85 г/см³ - плотность стали

кг

Расчет общей стоимости изготовления детали

Сдет=Сзаг+Сосн+Собр-Сотх

где

Сзаг - затраты на материал и изготовление заготовки

Сосн - затраты на оснастку на одну заготовку

Собр - затраты на механическую обработку заготовки

Сотх - стоимость отходов при механической обработке

Собр= (Мзаг-Мдет)•0,55= (5,46-3,9)•0,55= 0,858 ден. ед.

Мзаг - масса заготовки, кг

Мдет - масса детали, кг

0,55 - стоимость механической обработки 1 кг металла, ед

Сотх= (Мзаг-Мдет)•Сотх•10= (5,46-3,9)•99•10-3•10=1,54 ден.ед.

Сотх - заготовительная цена одной тонны стружки

Сотх= 99•10-3 ден.ед за 1 кг стружки

Сосн= Сосн.опт•10/n=2•103•10/5000= 4 ден.ед

Сосн.опт.= 2•103 ден.ед стоимость среднего штампа

n= 5000 шт. количество деталей в партии

Сзаг= Мзаг•Ссп•10= 5,46•410•10-3•10= 22,38 ден. ед.

Ссп - оптовая стоимость заготовки

Ссп= 410•10-3 ден.ед за 1 тонну

Сдет=22,38+4+0,858-1,54= 25,7 ден. ед.

2.2.2 Расчет второго варианта получения заготовки из проката

Для получения необходимой детали выбираем заготовку прокат, диаметром 75 мм, длиной 318 мм.

Определяем массу заготовки

подставим размеры в формулу в сантиметрах.

кг

Расчет общей стоимости изготовления детали

Сдет = Сзаг +Собр - Сотх

Собр= (Мзаг-Мдет)•0,55= (10,745-3,9)•0,55= 3,76 ден. ед.

Сотх= (Мзаг-Мдет)•Сотх•10= (10,745-3,9)•99•10-3•10=6,77 ден. ед.

Сзаг= Мзаг•Ссп•10= 10,745•410•10-3•10= 44,05 ден. ед.

Сдет=Сзаг+Собр-Сотх=44,05+3,76-6,77=41,04 ден. ед.

На основании условий работы детали, конструктивных особенностей редуктора, технических требований на изготовление нет необходимости упрощать конструкцию детали и заменять материал.

Деталь изготавливается из конструкционной низколегированной стали 40Х ГОСТ4543-71, которая обладает достаточно высокими прочностными свойствами, хорошо обрабатывается режущими инструментами, принимает закалку в широком диапазоне твердости при охлаждении в воде или масле.

Таблица №3 - Химический состав стали 40Х в %

Марка	Основные компоненты, %
стали	C	Mn	Cr	Si	N	Ni	Cu	S	P
40X	0,36-0,44	0,5-0,8	0,8-1,1	0,17-0,37	0,008	0,3	0,3	0,035	0,035

Таблица 4 - Механические свойства и условия термической обработки

Марка	Термообработка	Механические свойства
стали	нормализация	отпуск	,	,	,	,
	t, оС	среда	t, оС	среда	МПа	МПа	%	%
40Х	850-870	воздух	450-550	вода, масло	785	980	10	45

Сталь 40Х применяется для изготовления осей, вал-шестерней, коленчатых валов, оправок, реек, шпинделей, червяков, плунжеров, кулачковых муфт и других деталей повышенной прочности.

Из экономических расчетов делаем вывод, что наиболее экономически целесообразным является заготовка горячей штамповки.

Следовательно, для уменьшения расхода металла в стружку нужно выбрать метод получение заготовки - горячая штамповка.

2.3 Выбор технологических баз и размерный анализ

База - это поверхность или сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемые для базирования. В зависимости от числа идеальных опорных точек, с которыми база находится в контакте, различают установочную базу, контактирующую с тремя опорными точками, направляющую базу, контактирующую с двумя опорными точками и упорную базу, контактирующую с одной опорной точкой.

Конструкторская база - это база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Технологической базой, используемой при обработке заготовок на станках, называется поверхность, линия или точка заготовки, относительно которых ориентируются ее поверхности, обрабатываемые на данном установе.

Измерительной базой называется поверхность, линия или точка, от которых производится отсчет выполняемых размеров при обработке или измерении заготовки, а также при проверке взаимного расположения поверхностей детали или элементов изделия.

Если конфигурация заготовки не дает возможности выбрать технологическую базу, позволяющую удобно, устойчиво и надежно ориентировать и закрепить заготовку в приспособлении или на станке, то прибегают к созданию искусственных технологических баз. Характерным примером служат центровые отверстия, не требующиеся для готового вала и необходимые исключительно из технологических соображений.

Совмещение установочной, измерительной и сборочной баз при постоянстве выбранной базы в значительной степени облегчает решение сложных технологических задач, возникающих при обработке любых деталей.

В качестве заготовки используется штамповка. При изготовлении червяка обработка поверхностей 1,27 происходит закрепление детали за необработанную поверхность 18. Затем сверлятся центровые отверстия 2,28.

Последующая обработка поверхностей 3; 4; 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26; 27; проводится при установке заготовки в трехкулачковый патрон с поджатием в центрах 2,28. Нарезание винтовой канавки червяка производится при установке заготовки в центра 2,28. При изготовлении квадрата 11 зажим заготовки производится за поверхность 22 с упором в поверхность 2. Нарезание резьбы поверхности 5 и поверхностей 6;7;8;9;10 канавки для выхода резца производится при зажиме в центрах за поверхности 2;28.



2.4 Выбор технологического маршрута

Для разработки технологического процесса обработки детали требуется предварительно изучить ее конструкцию и функции.

Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечивать повышение производительности труда и качества детали, сокращение материальных и трудовых затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду.

Технологический процесс обработки деталей подобного типа включает в себя несколько этапов: обработка наружных поверхностей при установке на необработанные и предварительно обработанные поверхности, получение базовых поверхностей, используемых в дальнейшем на других операциях.

Намечая технологический процесс обработки детали, следует придерживаться следующих правил:

1. Обрабатывать наибольшее количество поверхностей данной детали за одну установку и т.д.

2. Использовать по возможности только стандартный режущий инструмент;

3. Не проектировать обработку на уникальных станках. Применение уникальных и дорогостоящих станков должно быть технологически и экономически оправдано;

4. С целью экономии труда и времени технологической подготовки производства использовать типовые процессы обработки.

Таблица 5 - Технологический маршрут обработки червяка

Операции	Технологические базы	Используемое оборудование
001	Заготовительная		Штамп
002	Транспортная По типовому техпроцессу
005	Фрезерная Фрезерование торцов и зацентровка	Цилиндрическая поверхность	Фрезерно-центровальный станок МР-71М
010	Токарная (черновая) Черновая обточка основных диаметров червяка 73, 51,43,мм	Цилиндрическая поверхность + центр	Токарный Станок 16К20
015	Токарная (черновая) Черновая обточка основных диаметров червяка 51,43мм Чистовая обточка до47;40,6мм Проточка фасок 0,5 х45 на 47; 2,5х45 на 73	Цилиндрическая поверхность + центр	Токарный Станок 16К20
020	Токарная (черновая) Черновая обточка червяка 71,на длину 80. Токарная (чистовая) Чистовая обточка диаметров червяка 70, 47на длину 138, 40,6 на длину 46 мм Проточка фасок 0,5 х45 на 47; 2,5х45 на 70; 1,3х45 на 40,6	Цилиндрическая поверхность + центр	Токарный Станок 16К20
025	Нарезание червяка согласно таблицы	Центровые отверстия вала	Токарный Станок 16К20 Вихревая головка
030	Точить радиусы при вершине зуба R= 1,5	Центровые отверстия вала	Токарный Станок 16К20
035	Токарная (чистовая) Чистовая обточка диаметров червяка , 40 на длину 70, 40,6 на длину 15 мм	Цилиндрическая поверхность + центр	Токарный Станок 16К20
040	Фрезерная Фрезерование 4-х лысок в размер 32 на длину 35 не нарушая 40	Цилиндрическая поверхность + центр	Вертикально- фрезерный станок 6М12П
045	Слесарная Зачистить заусенцы		Верстак слесарный
050	Шлифование основных диаметров червяка 40.	Центровые отверстия вала	Круглошлифовальный станок 3Б151П
055	Токарная (чистовая) Чистовая обточка диаметров 23,79 под резьбу; Проточка канавки шириной 6 мм до 19,5 выдерживая угол 45; R 1,6мм; R 1мм.проточка фаски 2,5х45 Нарезка резьбы М 24-6g	Центровые отверстия вала	Токарный Станок 16К20
060	Слесарная Зачистить заусенцы, прокалибровать резьбу. Удалить концы витков толщиной до 1,5мм. Пропилить 4 фаски 1х45 на торцах квадрата		Верстак слесарный
065	Контрольная	-	-

2.5 Характеристика применяемого оборудования

2.5.1 Двусторонний фрезерно-центровальный полуавтомат последовательного действия МР-71М

Станок предназначен для фрезерования торцов заготовки с последующей зацентровкой заготовок при обработке деталей цилиндрической формы из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов. Мощность приводов и высокая жесткость станков позволяют применять фрезы, изготовленные из быстрорежущей стали, а также инструмент, оснащенный пластинками из твердых и сверхтвердых синтетических материалов.

Таблица 6 - Характеристики фрезерно-центровального станка МР-71М

Диаметр обрабатываемой заготовки, мм	20-125
Длина обрабатываемой заготовки, мм	200-500
Число скоростей шпинделя	8
Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту	125-712
Наибольший ход головки фрезы, мм	225
Диаметр применяемой фрезы, мм	90-160
Пределы рабочих подач, мм/мин	20-800
Число скоростей сверлильного шпинделя	6
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	125-1125
Ход сверлильной головки, мм	60
Пределы рабочих подач, мм/мин	20-300
Продолжительность холостых ходов, мин	0,3
Мощность электродвигателя, кВт: фрезерных головок сверлильных головок	7 или 10 1,7 или 2,8
Габариты станка, мм	2640x1615x1680
Категория ремонтной сложности	6

2.5.2 Токарно-винторезный станок 16К20

Станок используется для токарной обработки различных заготовок типа валы и диски, нарезки различных резьб, дуг, конусов и внутренних и внешних криволинейных поверхностей с высокой точностью обработки.

В конструкции станков применены горизонтальные закаленные направляющие, суппорт базируется на направляющих TSF

В главном приводе применяются двухскоростные электродвигатели с частотным преобразователем

Точность подач обеспечивается за счет применения шарико-винтовых пар, приводимых в действие серводвигателями.

Допустима установка вертикальных 4-х и 6-ти позиционных резцедержателей и 6-ти позиционных горизонтальных резцедержателей.

Все механические, электрические и гидравлические системы станка объединены в одном корпусе.

Таблица 7 - Характеристики токарно-винторезного станка 16К20

Наибольший диаметр устанавливаемого изделия над станиной мм.	500
Наибольшая длина устанавливаемого изделия в центрах мм.	900
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной мм	320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом мм.	200
Наибольший ход суппортов по оси Х/по оси Z мм.	200 210/905
Максимальная скорость, мм/мин: - продольных подач - поперечных подач	5000 3000
Скорость рабочих подач, мм/мин: - продольных - поперечных	1...2000 0,5...1500
Количество ступеней регулирования частот вращения шпинделя	3
Частоты вращения шпинделя на ступени I/II/III (с эл.двигателем 1500 об/мин) об/мин	3 80/220/660
Мощность электродвигателя, кВт:	11
Габаритные размеры станка, мм:	3700 Ч2260 Ч1650
Масса станка, кг.	3 800

2.5.3 Станок вертикальный консольно-фрезерный 6М12П

Станки предназначены для выполнения разнообразных фрезерных, сверлильных и расточных работ при обработке деталей любой формы из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов.

Класс точности станка по ГОСТ 8-82, (Н,П,В,А,С)Н

Таблица 8. Технические характеристики 6М12П

Размеры рабочей поверхности станка, мм	1250
Наибольшее перемещение стола, мм: продольное поперечное вертикальное	700 240 370
Число скоростей шпинделя	8
Пределы чисел оборотов шпинделя фрезы в минуту	31.5-1600
Наибольший поворот шпиндельной головки, °	± 12
Число скоростей шпинделя	12
Частота вращения шпинделя, об/мин	50-2240
Число подач стола	12
Подача стола, мм/мин: продольная и поперечная вертикальная	25-1120 12,5-560
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт:	7.5
Габариты станка, мм	2260x1745x2000
Масса, кг	3000

2.5.4 Станок круглошлифовальный 3Б151П

Полуавтомат предназначен для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей в условиях серийного производства. Шлифование производится в неподвижных центрах

Таблица 9 - Характеристики круглошлифовального станка 3Б151П

Наибольший диаметр заготовки мм.	200
Наибольшая длина устанавливаемой заготовки мм.	700
Наибольшая длина шлифования, мм	500
Угол поворота стола, °	±6
Скорость перемещения стола, м/мин	0,02-5
Частота вращения шпинделя об/мин:	2250-16750
Наибольший размер шлифовального круга, мм:	500
Частота вращения шпинделя шлифовального круга об/мин:	1900
Мощность электродвигателя, кВт:	7,5
Габаритные размеры станка, мм:	3100 Ч2100 Ч1500
Масса станка, кг.	4200

2.6 Расчет припусков

Разность размеров заготовки и окончательно обработанной детали определяет величину припуска, т.е. слоя, который должен быть снят при механической обработке.

Припуски разделяют на общие и межоперационные. Под общим понимают припуск, снимаемый в течение всего процесса обработки данной поверхности - от размера заготовки до окончательного размера готовой детали. Межоперационным называют припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции.

В производственных условиях размеры припусков устанавливают на основании опыта, используя данные по массе и габаритам детали, а также в зависимости от необходимого квалитета точности и требуемой шероховатости поверхности. Такой метод определения припусков называют табличным в отличие от аналитического, при котором общая величина припуска определяется путем расчета его по составным элементам с использованием различных коэффициентов.

Таблица 10 - Определение припусков табличным методом

Номинальный диаметр, мм	Длина, мм	Операции	Припуск мм	Размер заготовки, мм
70	80	Точение черновое Точение чистовое	6,5 1,5	76
40k6	46 54	Точение черновое Точение чистовое Шлифование предварительное и окончательное	6 1,6 0,4	46

Аналитический способ расчета является более точным по сравнению с табличным, так как учитывает конкретные условия выполнения операций технологического процесса.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для 40 -0,025-0,087 мм червяка. В качестве заготовки используем штамповку на ГКМ из стали 40х ГОСТ 4543-71 группа точности - 2-я. Масса заготовки 5,6 кг.

1. Технологический маршрут обработки 40 -0,025-0,087 состоит из обтачивания предварительного и окончательного и шлифования предварительного и окончательного:

Операция 010 Токарная (Черновое точение)

Операция 020 Токарная (Чистовое точение)

Операция 050 Шлифование (Предварительное и Окончательное)

Для выполнения расчетов данные располагают в виде таблицы, в которой указывают операции технологического процесса.

Таблица 11 - расчетная таблица элементов припуска

Вид заготовки и технологическая операция обработки 40 -0,025-0,087	Расчетный припуск 2Zminмкм	Расчетный размер dp мм	Допуск на размер , мкм	Элементы припуска, мкм	Предельные размеры, мм	Предельные припуски, мкм
				Rz	Т			Dmin	Dmax	2Zmin	2Zmax
Заготовка		43,75	3000	150	250	1510	-	43,8	46,8	-	-
Токарная черновая	1550	40,65	620	50	50	90	-	40,7	41,32	3100	5480
Токарная чистовая	190	40,27	150	30	30	60	-	40,27	40,42	430	900
Шлифование предварительное	120	40,03	80	10	20	30	-	40,03	40,11	240	310
Шлифование окончательное	60	39,913	62	5	15		-	39,913	39,975	117	135
Итого										3887	6825

Где Rz - параметр шероховатости;

Т - глубина дефектного слоя;

- пространственное отклонение;

- погрешности установки.

Схема полей припусков и допусков на поверхность Ш40k6

2. Заготовка

Качество поверхности заготовки штамповки на ГКМ группа точности 2-я для диаметра 26-75 Rz = 150 мкм; Т = 250мкм [1, стр.42].

3. Механическая обработка

Точность и качество поверхности после механической обработки.

Черновое обтачивание-квалитет 12; Rz = 50 мкм; Т = 50 мкм;

чистовое обтачивание-квалитет10; Rz = 30 мкм; Т = 30 мкм; [1, стр. 43]

предварительное шлифование Rz = 10 мкм; Т = 20 мкм;

окончательное шлифование Rz = 5 мкм; Т = 15 мкм;

Технологические допуски на размер.

черновое обтачивание = 0,620 мм;

чистовое обтачивание = 0,150 мм.

предварительное шлифование = 0,080 мм;

окончательное шлифование = 0,062 мм.

2.6.1 Минимальные промежуточные припуски

Черновая токарная обработка

2Zmin= [1, cтр. 41]

где Rzi-1 - высота неровностей профили на предшествующем переходе;

Тi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

i-1 - суммарные пространственные отклонения на предшествующем переходе

i - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Определение величины i-1 для

i-1 = ,

где

см - погрешность заготовок по смещению мм. [2, стр.73]

к - отклонение местное (кривизна профиля сортового проката в зависимости от способа установки)

ц - отклонение расположения при центрировании.

к = k l, [1, стр. 45]

где k - удельная кривизна заготовки [1, стр. 48]

k = 0,8 мкм/мм;

l=L/2

где L - длина заготовки; L=320 мм.

l =160 мм.

к=0,8160=130 мкм.

Величина ц определяется по формуле:

ц =0,25 мкм, [1, стр. 46]

ц =0,25=1270 мкм

В результате

i-1 = мкм.

Погрешность установки при базировании в центрах определяется по эмпирической формуле i = 0,25 заг; Так как в данном случае обработка ведется в центрах, то погрешность установки в радиальном направлении равна нулю. В этом случае эта величина исключается из основной формулы для расчета минимального припуска.

Итого

2Zmin = 2(150+250+1150)=3100 мкм

Чистовая токарная обработка

Остаточная сумма погрешностей после чернового обтачивания в центрах i-1 = 90 мкм [1 стр. 55].

Итого 2Zmin = 2(50+50+90

Предварительное шлифование.

Остаточная сумма погрешностей после чистового обтачивания в центрах i-1 = 60 мкм [1 стр. 55].

Итого 2Zmin = 2(30+30+60

Окончательное шлифование.

Остаточная сумма погрешностей после предварительного шлифования в центрах i-1 = 30 мкм [1 стр.55].

Итого 2Zmin = 2(10+20+30

2.6.2 Определение максимальных промежуточных припусков

Величина максимального припуска определяется:

2Zmax = 2Zmin + i

Черновая токарная обработка:

2Zmax = 4680+4132 =5480 мкм 5,48 мм

Чистовая токарная обработка:

2Zmax = 4132 + 4042 = 900 мкм 0,9 мм

Предварительное шлифование

2Zmax = 4042+4011 =310 мкм 0,31 мм

Окончательное шлифование:

2Zmax = 4011+ 3997 = 135 мкм 0,135 мм

2.6.3 Промежуточные межоперационные размеры

Минимальные и максимальные размеры получают прибавлением к предельным размерам минимальных и максимальных припусков по операциям (переходам)

Dmin = Dmin + 2Zmin

Dmax = Dmax + 2 Zmax

Предварительное шлифование

Dmin = 39,913+ 0,12 = 40,03 мм

Dmax = 40,03+ 0,08 = 40,11 мм

Чистовое точение

Dmin = 40,03+ 0,24 = 40,27 мм

Dmax = 40,27+ 0,15 = 40,42 мм

Черновое точение

Dmin = 40,27+ 0,38 = 40,65 мм

Dmax = 40,7+ 0,62 = 41,32 мм

Заготовка

Dmin = 40,65 + 3 = 43,65 мм

Dmax = 43,8 + 3= 46,8 мм

Величину номинального припуска определяем с учетом несимметричного расположения поля допуска заготовки:

Z oном = Z omin +Н з - Н д

Н з = И ш +Ку/2 = 0,8 + 0,04/2 = 820 мкм

Z oном = 3837+820-62= 4595 мкм

d з ном = 39,913 + 4,595 = 44,508 мм

Производим проверку вышеизложенного расчёта

6825-3837=3000-62

2938=2938

Вывод: вышеизложенный расчёт выполнен верно.

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по таблице (ГОСТ 7505-55) и записываем их значение в табл. 12.

Таблица 12 - графическое представление припусков:

Поверхности	Припуск
	Расчетный, мм	Табличный, мм
70 -0.03 мм		78
47.5 h14 мм		54
40 f9 мм	44.5
308 мм		320

2.7 Разработка операций технологического процесса

Операция 001 Заготовительная

Оборудование: ГКМ

Приспособление: подкладной штамп

Режущий инструмент: штамп вырубной

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

Технологическая база - наружный диаметр

Штамповать заготовку из круга 80 мм в размер 320 мм.

Операция 005 Фрезерно-центровальная

Данная операция имеет большое значение, т.к. на ней мы подготавливаем базы для последующей обработки детали. В соответствии с условиями (крупносерийное производство) имеет смысл выбрать специальное оборудование, предназначенное конкретно для выполнения подобных операций. Исходя из данных предпосылок выбираем двусторонний фрезерно-центровальный полуавтомат последовательного действия МР-71М.

Режущий инструмент:

- торцовая насадная фреза 2214-0153 со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 24359-80 (2 штуки), технические требования по ГОСТ 24360-80;

- центровочные комбинированные сверла типа В4 2317-0122 по ГОСТ 14952-75 с цилиндрическим хвостовиком.

1. Подрезка торцев 1; 27 выдерживая размер 308-1,3

2. Центровка торцев 2; 28 выдерживая 2,5; L= 7 мм; 600.

Операция 010 Токарная (черновая)

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: патрон 250 ГОСТ 2675-80

Режущий инструмент: резец проходной упорный ГОСТ 18870-73

резец проходной отогнутый ГОСТ 18868-73

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-111-500-0,1 ГОСТ 166-89

Технологическая база - наружный диаметр и центровые отверстия

Установ А

1. Точить 73 на длине 168 мм;

2. Точить 51 на длине 88 мм;

3. Точить 43 на длине 45 мм;

Операция 015 Токарная (черновая)

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: патрон 250 ГОСТ 2675-80 центра ГОСТ8742-75

Режущий инструмент: резец проходной упорный ГОСТ 18870-73

резец проходной отогнутый ГОСТ 18868-73

Измерительный инструмент штангенциркуль ШЦ-1-125 ГОСТ 166-89

Технологическая база - наружный диаметр и центровые отверстия

Установ Б

1. Точить 51 на длине 14 мм;

2. Точить 47 на длине 15 мм;

3. Точить 43 на длине 123 мм;

4. Точить 40,6 на длине 124 мм;

5. Точить фаску 14 (0,5х45) на 47 мм;

6. Точить фаску 17 (2,5х45) на 73 мм;

Операция 020 Токарная (чистовая)

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: патрон 250 ГОСТ 2675-80 центра ГОСТ8742-75

Режущий инструмент: резец проходной упорный ГОСТ 18870-73

резец проходной отогнутый ГОСТ 18868-73

Измерительный инструмент штангенциркуль ШЦ-1-125 ГОСТ 166-89Технологическая база - наружный диаметр и центровые отверстия

Установ А

1. Точить 71 на длине 80 мм;

2. Точить 47 на длине 43 мм;

3. Точить 40,6 на длине 46 мм;

4. Точить фаску 26 (1,3х45) на 40,6 мм;

5. Точить фаску 23 (0,5х45) на 47 мм;

6. Точить фаску 20 (1,5х45) на 71 мм;

Операция 025 Токарная (винторезная)

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: Вихревая головка, Хомутик 50, центра ГОСТ8742-75

Режущий инструмент: резец специальный фасонный ОР - 1257.

Измерительный инструмент: микрометр МК 50-1; Шаблон ОМ-789

Технологическая база - центровые отверстия

Установ А

1. Нарезать червяк с параметрами Z=1 m=5 P=15,7 на длине 80 мм.

Операция 030 Токарная (чистовая)

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: центра ГОСТ8742-75

Режущий инструмент: резец 16х16Т5К10-III с цеховой заточкой

Измерительный инструмент: шаблон ОМ-789

Технологическая база - центровые отверстия

Установ А

1. Точить радиус R=1,5 при вершине витков.

Операция 035 Токарная (чистовая)

Оборудование: станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: патрон 250 ГОСТ 2675-80; центра ГОСТ8742-75

Режущий инструмент: резец проходной упорный ГОСТ 18870-73Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-125 ГОСТ 166-89

Технологическая база - наружный диаметр и центровые отверстия

Установ А

1. Точить 40 на длине 70 мм;

Операция 040 Фрезерная

Оборудование: станок фрезерный 6М12П

Приспособление: УДГ

Режущий инструмент: Фреза 31,5 Т5К10 ГОСТ 9140-78.

Измерительный инструмент: микрометр МК 50-1; штангенциркуль ШЦ-1-125 ГОСТ 166-89

Технологическая база - наружный диаметр и центр.

1. Фрезеровать 4 лыски, в размер 32-0,16 выдерживая размер 35.

Операция 045 Слесарная

Оборудование: верстак слесарный

Приспособление: тиски

Режущий инструмент: напильник; метчик ГОСТ 3266-81.

1. Зачистить заусенцы.

Операция 050 Круглошлифовальная

Оборудование: станок круглошлифовальный 3М153

Приспособление: центра ГОСТ8742-75; хомутик ГОСТ 16488-70

Режущий инструмент: шлифовальный круг ПП450х63х203 24А10-ПС27К5 26м/с ГОСТ 2424-83

Измерительный инструмент:микрометр МК 50-1

Технологическая база - наружный диаметр и центровые отверстия

Установ А

1. Шлифовать 40к6;

2. Шлифовать 40к6.

Операция 055 Токарная (чистовая)

Оборудование: станок токарно-винторезный16К20

Приспособление: Хомутик 50; Вороток55х20 центра ГОСТ8742-75

Режущий инструмент: резец проходной упорный ГОСТ 18870-73

резец проходной отогнутый ГОСТ 18868-73

резец канавочный ГОСТ 18884-73

Плашка р М-24-6g

Измерительный инструмент: Скоба М24-6g-СК, Кольцо М24-6g ПР Кольцо М24-6g НЕ; штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89

Технологическая база - наружный диаметр и центровые отверстия

Установ А

1. Точить 23,79 на длине 35 мм;

2. Точить канавку 19,5 шириной 6мм выдерживая угол 45; R=1,6; R=1;

3. Точить фаску 3 (2,5х45);

4. Нарезать резьбу М24-6g

Операция 060 Слесарная

Оборудование: верстак слесарный

Приспособление: тиски, оправка цеховая.

Режущий инструмент: напильник плоский тупоносый;

1. Притупить острые кромки

2. Удалить концы витков толщиной до 1,5мм.

3. Припилить 4 фаски 1х 45 на торцах квадрата.

Операция 065 Контрольная

Окончательный контроль по чертежу.

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ-1-150 ГОСТ 166-89;

Шаблон ОМ-789; Скоба М24-6g-СК, Кольцо М24-6g ПР Кольцо М24-6g НЕ; микрометр МК 50-1.

2.8 Расчет режимов резания

При назначении режимов резания необходимо учитывать характер обработки, тип и размер инструмента, материал его режущей части и состояние заготовки. При черновой обработке назначают по возможности максимальную глубину резания и максимально возможную подачу, исходя из жесткости системы СПИД, мощности станка и других ограничивающих факторов.

2.8.1 Аналитический метод

1. Операция 020 токарная:

Глубина резания - мм.

Ширина резания мм.

Подачу принимаем мм/об; [2, том 2, стр. 364]

Стойкость инструмента мин.

Скорость резания:

, [2, том 2, стр. 359],

;

;[2, том 2, стр. 361],

;[2, том 2, стр. 361],

;[2, том 2, стр. 367],

м/мин.

Частота оборотов шпинделя расчетное:

об/мин.

По паспорту станка принимаем об/мин

Фактическая скорость резания:

м/мин

Окружная сила резания:

; [2, том 2, стр.374],

;

; [2, том 2, стр.372],

Н

Эффективная мощность резания:

кВт,

кВт, т.е. имеем запас по мощности.

2.8.2 Операция 025 (нарезание червяка вихревой головкой)

Вихревое нарезание червяка осуществляется с помощью специальных вращающихся (вихревых) головок, которые устанавливаются на поперечных салазках токарных станков.

Нарезаемый червяк пропускается через отверстие головки и закрепляется в центрах или в патроне и центре задней бабки станка. Главным движением является вращательное движение вихревой головки с закрепленными в ней резцами.

Движение круговой подачи придается нарезаемому червяку, а продольной - вихревой головке вдоль оси вращения червяка.

Вихревое нарезание червяка по сути своей есть процесс фрезерования канавки между витками червяка.

Рис. 3. Схема вихревого нарезания червяка

1 - вихревая головка,

2 - нарезаемое изделие- червяк,

3 - резьбовой резец,

Dг = 90 мм- диаметр головки,

d =70 мм- диаметр изделия нарезаемого червяка,

Sкр - круговая подача, мм/зуб,

Sпр - продольная подача, мм/об.

Глубина резания при нарезании червяка за один проход равняется высоте профиля червяка, а при нарезании за несколько проходов - части профиля.

t= 11,2 мм

Величина продольной подачи равняется шагу червяка:

Sпрод. = 15,7 мм

Скорость резания зависит от частоты вращения вихревой головки:

Nг = 1000·V / П· Dг

Расчёт оптимальной скорости резания ведётся по формуле:

V= Сv ·Kv / Tm · Szx · Sy

V= 2330 · 0,56 / 800,5 · 0,70,5 · 2,80,5 = 105,3 м/мин.

где:

Сv = 2330

x = 0.5

y= 0.5

T = 80

m=0.5

(табл. 49 стр. 296 (2))

Kv=Kмv· Kиv· Kтv =0,8· 0,7· 1=0,56

Где

Kмv = 0,8 - Коэффициент учитывающий обрабатываемый материал

Kиv = 0,7 - Коэффициент учитывающий марку инструментального материала

Kтv =1 - Коэффициент учитывающий класс точности (табл. 50 стр. 298 (2))

H = 11,2 высота профиля нарезаемого, червяка мм;

A = 0 припуск на чистовой проход, мм;

Р = 15,7 шаг нарезаемого червяка мм;

Dг = 90 диаметр рабочей окружности головки, на которой располагаются вершины резцов головки, мм;

nг = 1035 частота вращения головки, об/мин;

Величина круговой подачи на один резец

Sz = 0,7 мм./зуб. (стр. 295(2))

Величина круговой подачи на зуб - перемещение поверхности резания за время поворота головки на один зуб, регулируется путем изменения частоты вращения обрабатываемого изделия nu. Величину ее можно определить исходя из следующих рассуждений. За время одного оборота нарезаемого изделия - червяка, резцами прорезается канавка длиной l0, в течение одной минуты прорезается канавка длинной lk в nu раз большая.

є

Lo = 3.14 · 70 / cos 4є 46ґ = 220 мм

;

За время одной минуты все резцы сделают N срезов, число которых равно произведению числа резцов Z в головке и частоты ее вращения N=Z · nг. Доля длины канавки, приходящаяся на один срез, и есть подача на зуб Sz. Для определения ее величины остается лишь разделить длину прорезанной в течение одной минуты канавки lk на число срезов N, сделанных в течение одной минуты.

;

На основании этой зависимости следует назначить частоту вращения изделия (червяка), соответствующую выбранной и принятой величине подачи на зуб Sz.

,

Nu= 0,7 · 0.996 · 4 ·1035 / 3,14 ·70 = 13,13 об/мин

По паспорту станка примем Nu факт.= 12,5 об/мин

где: nu частота вращения шпинделя станка и нарезаемого червяка, об/мин;

Величина Sz выбирается по таблицам справочной литературы в пределах от 0,4 до 1,2 мм. на зуб в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала.

Sz = 0,7 (стр.295 (2)) выбранная величина подачи на зуб, мм/зуб;

в = 4є 46ґ - угол подъема червяка;

Z=4- число резцов в головке;

Nг =1035 - частота вращения головки, об/мин.;

du =70 - наружный диаметр нарезаемого червяка, мм.

Сила резания.

Н

Где ; [2, том 2, стр.372],

Величины остальных направляющих силы резания

Ph/Pz =1,1 Ph= 1,1 Pz=1,1 . 2406 = 2646 H

Pv/Pz =0,2 Pv= 0,2 Pz= 0,2 . 2406 = 481 H

Py/Pz =0,5 Py= 0,5 Pz= 0,5 . 2406 = 1203 H

Px/Pz =0,3tg w Px= 0,3tg 4,75 Pz= 0,3 . 2406 = 60 H

Pyz = v Py2 · Py2 = v12032 · 24062 = 2689 H

Крутящий момент

М кр.= 10 · См · Dq · Py ·Kp

М кр.= 10 ·0,046 ·701,5 ·15,71,1 · 0,85= 20830,95 (Н· мм)

Где

P=15,7- шаг витка

См = 0,0460

y = 1,5

q = 1,1

(табл.51 стр.298 (2))

Kp = Kмp = 0,85 - Коэффициент учитывающий обрабатываемый материал (табл.50 стр.298 (2))

Мощность.

При вихревом нарезании витков червяка за один проход вращающейся головки с Z резцами мощность резания определим по формуле

N = 0,028 · S1,2· Sz 0,6· Z0,5 · V0,8/ D0,7

N = 0,028 · 2,81,2· 0,70,6 · 40,5 · 105,30,8 / 700,7 = 3,29 кВт

кВт, т.е. имеем запас по мощности.

Основное технологическое время определяется по формуле

Вихревое нарезание червяка обеспечивает высокое качество его и высокую производительность за счет малого числа проходов.

2.8.3 Для остальных операций режимы резания определяем по машиностроительным нормативам

Операция 005 Фрезерно-центровальная

1. Фрезеровать торцы

l=18 мм.

t=1,5мм.

S=0,25мм/зуб.

U=249 м/мин

n=990 об/мин.

Sm=1040 мм/мин

2. Засверлить центровые отверстия

l=8.9 мм.

S= 0,04 мм/об

U= 32 м/мин [8, стр. 268]

n=800 об/мин

Операция 010 токарная. Установ А. Переход 1. Точить 43

Глубина резания -

Подача

[4, стр. 29, карта Т-4],

где

- коэффициент, зависящий от размера обработки.

- коэффициент обрабатываемости материала.

- коэффициент характеризующий материал режущей части.

.

Число оборотов шпинделя расчетное:

По паспорту станка принимаем

Фактическая скорость резания:

Сила резания:

[4, стр. 35, карта Т-4],

[4, стр. 36]

Мощность резания:

Мощность привода станка 16К20

Операция 010 токарная. Установ А. Переход 2. Точить 51

Глубина резания -

Подача

[4, стр.29, карта Т-4],

где

- коэффициент, зависящий от размера обработки.

- коэффициент обрабатываемости материала.

- коэффициент характеризующий материал режущей части.

.

Число оборотов шпинделя расчетное:

По паспорту станка принимаем

Фактическая скорость резания:

Сила резания:

[4, стр. 35, карта Т-4],

[4, стр. 36]

Мощность резания:

Мощность привода станка 16К20

Операция 010 токарная. Установ А. Переход 3. Точить 73

Глубина резания -

Подача

[4, стр. 29, карта Т-4],

где

- коэффициент, зависящий от размера обработки.

- коэффициент обрабатываемости материала.

- коэффициент характеризующий материал режущей части.

.

Число оборотов шпинделя расчетное:

По паспорту станка принимаем

Фактическая скорость резания:



Сила резания:

[4, стр. 35, карта Т-4],

[4, стр. 36]

Мощность резания:

Мощность привода станка 16К20

Операция 015 токарная. Установ Б. Переход 1. Точить 43

Глубина резания -

Подача

[4, стр. 29, карта Т-4],

где

- коэффициент, зависящий от размера обработки.

- коэффициент обрабатываемости материала.

- коэффициент характеризующий материал режущей части.

.

Число оборотов шпинделя расчетное:

По паспорту станка принимаем

Фактическая скорость резания:

Сила резания:

[4, стр. 35, карта Т-4],

[4, стр. 36]

Мощность резания:



Мощность привода станка 16К20

Операция 015 токарная. Установ Б. Переход 2. Точить 51

Глубина резания -

Подача

[4, стр. 29, карта Т-4],

где

- коэффициент, зависящий от размера обработки.

- коэффициент обрабатываемости материала.

- коэффициент характеризующий материал режущей части.

.

Число оборотов шпинделя расчетное:

По паспорту станка принимаем

Фактическая скорость резания:



Сила резания:

[4, стр.35, карта Т-4],

[4, стр.36]

Мощность резания:

Мощность привода станка 16К20

Операция 015 токарная. Установ Б. Переход 1. Точить 40,6

Глубина резания -

Подача

[4, стр.29, карта Т-4],

где

- коэффициент, зависящий от размера обработки.

- коэффициент обрабатываемости материала.

- коэффициент характеризующий материал режущей части.

.

Число оборотов шпинделя расчетное:

По паспорту станка принимаем

Фактическая скорость резания:

Сила резания:

[4, стр.35, карта Т-4],

[4, стр.36]

Мощность резания:



Мощность привода станка 16К20

Операция 015 токарная. Установ Б. Переход 2. Точить 47

Глубина резания -

Подача

[4, стр.29, карта Т-4],

где

- коэффициент, зависящий от размера обработки.

- коэффициент обрабатываемости материала.

- коэффициент характеризующий материал режущей части.

.

Число оборотов шпинделя расчетное:

По паспорту станка принимаем

Фактическая скорость резания: