Разработка технологического процесса изготовления полумуфты привода травильного агрегата ТП-200 в условиях ЗАО "МРК"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Кафедра технологии машиностроения

Пояснительная записка

к курсовому проекту по дисциплине «Технология машиностроения»

З.ЗФ.151001.005.КП.13.ПЗ.001

На тему: Разработка технологического процесса изготовления полумуфты привода травильного агрегата ТП-200 в условиях ЗАО «МРК»

Исполнитель: Пухов С.В., студент 6 курса, спец. 151001,

Руководитель: Кургузов С.А., доцент, к.т.н.

Работа допущена к защите: "___" __________ 2012 г. _________ подпись

Работа защищена: "___" ________ 2012 г. с оценкой _________ подпись

Магнитогорск, 2013



Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Кафедра технологии машиностроения

Задание на курсовой проект

Тема:

«Разработка технологического процесса изготовления полумуфты привода травильного агрегата ТП-200 в условиях ЗАО «МРК»

Студенту: Пухову Сергею Викторовичу

Исходные данные:

Материалы практики, чертеж детали, базовый технологический процесс, конспект лекций

Срок сдачи "____" ____________ 2012г

Руководитель: _________________/__________________________________

подпись расшифровка подписи

Задание получил: ______________/__________________________________

подпись расшифровка подписи

Магнитогорск, 2013



Содержание

Введение

1. Технологический раздел

1.1 Назначение, конструкция и условия работы полумуфты

1.2 Обоснование выбора материала

1.3 Анализ типового технологического процесса

1.4 Выбор заготовки

1.5 Разработка технологического маршрута изготовления детали

1.6 Расчет межоперационных припусков, допусков и размеров заготовки

1.6.1 Расчёт припусков на обработку размера

1.6.2 Расчёт припусков на обработку размера L = 140±0,2

1.7 Расчёт режимов резания

1.7.1 Расчёт режимов резания для чернового точения ?160 мм, l=50 мм

1.7.2 Расчёт режимов резания для фрезерования пазов 40Н11+0,16

1.7.3 Расчёт режимов резания для долбёжной операции (паз 14Js9(±0,021))

1.7.4 Расчёт режимов резания для сверлильной операции (отверстие Ш8,5 мм)

1.7.5 Расчёт режимов резания для резьбонарезной операции (резьба М10)

1.8 Техническое нормирование операций

1.9 Расчет и конструирование режущего инструмента

1.9.1 Расчет и конструирование токарного проходного отогнутого резца

1.9.2 Расчет и конструирование долбёжного резца

1.9.3 Выбор, расчет и конструирование концевой фрезы диаметром 40мм

1.9.4 Расчет и конструирование спирального сверла диаметром 8,5 мм

1.10 Расчет и проектирование измерительного приспособления

1.11 Расчёт станочного приспособления

1.11.1 Расчёт приспособления на точность

1.11.2 Расчетная схема по определению силы закрепления заготовки.

1.11.3 Выбор привода приспособления, и его расчет

2. Организационный раздел

2.1 Организация технического контроля

2.2 Организация инструментального хозяйства

2.3 Организация ремонтного хозяйства

2.4 Организация транспортного хозяйства

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Ведомость курсового проекта



Введение

Машиностроение - одна из важнейших отраслей промышленности. Её основная продукция - машины различного типа и назначения, которые обслуживают все отрасли народного хозяйства. Рост промышленности и народного хозяйства, а так же темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. В настоящее время важно качественно, дешево и в заданные сроки с минимальными затратами живого и овеществлённого труда изготовить машину, применив современное высокопроизводительное оборудование, инструмент, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства. От принятой технологии производства во многом зависят долговечность и надежность работы выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации. Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин.

Теоретические разработки и практика показали, что в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства, характерного для 80% машиностроительных и приборостроительных предприятий, наиболее рациональным является организация группового производства, базирующегося на унификации его объектов, технологических процессов и оснастки, а также на создании подетально-специализированных участков и многономенклатурных групповых поточных и автоматизированных линий. Групповое производство дает возможность наиболее полно осуществлять работы по механизации и автоматизации оборудования и труда. Особенно эффективно его применение в условиях концентрации производства и создании объединений.

Сегодняшними требованиями к машиностроению являются создание высоко производительных машин и оборудования, снижение их материало- и энергоемкости, внедрение малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшение трудоемкости изготовления продукции за счет широкого внедрения различных средств автоматизации и механизации, в том числе робототехники ГАП.

Весьма актуальна проблема повышения и технологического обеспечения точности в машиностроении. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационных качеств машин и для технологии их производства. В зависимости от потребности в той или иной продукции машиностроения существуют три вида серийности производства: Единичное, Серийное, Массовое.

У каждого из трёх типов производств своя заготовительная технология, своё оснащение оборудованием и своя организация производства.

Задачи дипломного проектирования - выполнить комплекс конкретных прикладных и теоретических разработок в области машиностроительных производств. В дипломном проекте рассматриваются операции в двух альтернативных вариантах с расчетами сравнительной экономической эффективности; выполняются необходимые расчеты при проектировании станочного приспособления.

Приобретаются практические навыки решения различных технологических задач подготовки производства деталей машин и разработки технической документации. Закрепляется умение пользоваться справочной литературой, стандартами и другой литературой.



1. Технологический раздел

1.1 Назначение, конструкция и условия работы полумуфты

Полумуфта входит в механизм подачи травильного агрегата ТП-200. Является телом вращения. При эксплуатации деталь испытывает постоянные и колебательные нагрузки (удары).

1.2 Обоснование выбора материала

Полумуфта работает в условиях средних статических, динамических и циклических нагрузок, при наличии концентрации напряжений. Действие всех перечисленных факторов выдвигают требования к материалу детали:

Нормальные механические свойства (прочность, износостойкость и т.д.);

Высокая прокаливаемость.

Сопротивление износу.

Эти требования должны в то же время сочетаться с хорошей обрабатываемостью резанием.

Для заготовки выбирается углеродистая конструкционная сталь 20Х по ГОСТ 4543-71, отвечающая вышеперечисленным требованиям - обладающая нормальной прочностью; способностью работать в условиях износа при трении и ударных нагрузок. Прокаливаемость стали не велика, в связи с чем их следует применять для небольших деталей или крупных, но не требующих сквозной прокаливаемости.

В таблице 1 приведены химический состав и механические свойства стали 20Х по ГОСТ 4543-71.



Таблица 1. Химический состав и механические свойства стали 20Х

Сталь 20Х
Обозначениеэлементов	C	Si	Mn	Cr	Mo	Ni	V
Содержание %	0,17-0,23	0,17-0,37	0,5-0,8	0,7-1,0	? 0,15	? 0,3	? ,05
, МПа	460
, МПа	357
Сталь 20Х
Обозначение элементов	W	S	P	Cu	Ti	N
Содержание %	? 0,2	? 0,035	? 0,035	? 0,3	? 0,03	? 0,008
, МПа	460
, МПа	357

1.3 Определение типа производства

Тип производства играет очень важную роль при построении технологического процесса, определяет характеристики используемого оборудования, приспособлений, инструмента, квалификацию рабочих и многие другие параметры производства изделий. По типам производства машиностроительное производство подразделяется на три большие группы (см. таблицу 2).

Таблица 2. Зависимость типа производства от объёма годового выпуска и массы детали

Тип производства	Количество обрабатываемых деталей одного наименования и типоразмера в год, шт.
	крупные, тяжелые детали большой трудоемкости массой свыше 30 кг.	детали средних размеров и трудоёмкости массой 830 кг.	небольшие, легкие, малотрудоёмкие детали массой до 8 кг.
Единичное	менее 5	менее 10	менее 100
Мелкосерийное	5100	10200	100500
Среднесерийное	100300	200500	5005000
Крупносерийное	3001000	5005000	500050000
Массовое	более 1000	более 5000	более 50000

По таблице 2 определяется тип производства. Учитывая то, что количество изготавливаемых полумуфт равно 4 и масса одного изделия составляет 8,8 кг, принимаем единичный тип производства. Он характеризуется использованием универсального оборудования, которое оснащается универсальной и специальной оснасткой в зависимости от производственных возможностей. В качестве формы организации производства выступает форма, называемая по видам оборудования. Она свойственна единичному производству, но для отдельных операций применима и в серийном производстве.

Базовый вид заготовки штамповка, что экономически не выгодно для данного типа производства. Поэтому принимаю заготовку - прокат.

1.4 Анализ типового технологического процесса

Общая последовательность обработки в типовом технологическом процессе составлена правильно. Сначала обрабатываются технологические базы, затем ведется обработка основных и вспомогательных поверхностей.

После операций механической обработки следует контроль.

Технологические базы выбраны правильно, соблюдаются принципы совмещения и постоянства баз.

Режимы резания, указанные в типовом технологическом процессе, соответствуют рекомендуемым в справочной литературе.

Достаточно рационально используются станочные установочно-зажимные приспособления.

Недостатком типового технологического процесса является использование станков с ручным управлением. Предлагается заменить часть оборудования с ручным управлением на станке с ЧПУ.



1.5 Выбор заготовки

В качестве заготовки: сортовой прокат из стали 20Х по ГОСТ 2590-71 обычной точности.

1.6 Разработка технологического маршрута изготовления детали

В первую очередь обрабатываются те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке. В данном случае базовыми поверхностями являются посадочная поверхность крышки, торцовые поверхности.

Затем обрабатывают те поверхности, с которых снимается наибольший слой металла. Данными поверхностями являются наружная поверхность крышки.

После этого обрабатываются поверхности, с которых снимается наименьший слой металла. Сюда относится долбление шпоночного паза, фрезерование паза.

Технологический процесс изготовления крышки состоит из следующих операций:

005. Заготовительная.

010. Токарно-винторезная.

020. Долбежная.

030. Вертикально-фрезерная.

040. Вертикально-сверлильная.

050. Контрольная.



1.7 Расчет межоперационных припусков, допусков и размеров заготовки

1.7.1 Расчёт припусков на обработку размера

1. Определяем число переходов, необходимых для обработки поверхности Ш160-0,4. Все результаты заносим в таблицу 3.

Вычислим коэффициент ужесточения точности размера по формуле

,

где = 3,4 мм - допуск заготовки [1, С. 169, таблица. 62];

= 0,4 мм - допуск (взят с чертежа) детали.

= 8,5.

Число переходов подсчитаем по формуле:

.

Таблица 3. Результаты расчёта припусков на обработку наружной поверхности полумуфты Ш160-0,4

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	Расчёт- ный припуск , мкм	Расчёт- ный диаметр , мм	Допуск, мкм	Принятые (округлённые) размеры по переходам, мм	Получен- ные предельные припуски, мкм
Прокат 17 квал.	200	300	15,2	-	-	161,015	3400	164,5	161,1	-	-
Точение черновое 14 квал.	125	120	0,912	57,24	1119	159,896	1000	160,9	159,9	3600	1200
Точение получист. 12 квал.	63	60	0,046	2,86	296	159,6	400	160	159,6	900	300
Итого:	4500	1500

Устанавливаем по таблице 32 [1, С. 192,], что = 3,4 мм соответствует 17 квалитету, а = 0,4 мм - 12 квалитету. Таким образом, точность при обработке увеличивается на пять квалитетов, что достигается за 2 перехода по закону прогрессивного убывания: 5 = 3 + 2. Точность промежуточных размеров заготовки в процессе механической обработки будет соответствовать: резец деталь расчёт

после 1 перехода - 14-му квалитету;

после 2 перехода - 12-му квалитету.

Виды обработки принимаем в соответствии с установленными квалитетами [1, C. 8 таблица 4]: точение черновое (14 квалитет), точение получистовое (12 квалитет). Вся указанная обработка выполняется с установкой заготовки в трёхкулачковом патроне. Заносим маршрут обработки в графу 1 (табл. 1). Данные для заполнения граф 2, 3 для заготовки из сортового проката взяты из таблицы 1 [1, с. 180], для механической обработки - из таблицы 5 [1, с. 181]. Данные графы 8 для заготовки взяты из справочника [1, C. 169, таблица. 62], для обработки резанием - из таблицы 4 (с. 8), причём последняя цифра этой графы берётся с чертежа.

Расчёт отклонений расположения поверхностей ( из графы 4) для заготовки из сортового проката при обработки в трёхкулачковом патроне определяют по формуле:

, (с. 177)

где - удельная кривизна, мкм на 1 мм длины, определяется по [1, с. 180, таблица 4], = 1 мкм. Тогда

= 15,2 мкм.

Величину остаточных пространственных отклонений определяют по уравнению

,

где - коэффициент уточнения (табл. 29, с. 190).

= 15,2 · 0,06 = 0,912 мкм, = 0,912 · 0,05 = 0,0456 мкм.

Расчётные величины заносим в графу 4.

Устанавливаем погрешность установки заготовки [1, С.42, таблица 13]

,

= 954 мкм.

= 954 • 0,06 = 57,24 мкм; = 57,24 • 0,05 = 2,862 мкм.

Расчёт минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода проводим по уравнению

:

- для чернового точения

= 2(200 + 300 + 59,22) = 1119 мкм;

- для получистового точения

= 2(125 + 120 + 3) = 296 мкм;

Расчётные значения припусков заносим в графу 6.

Расчёт наименьших расчётных размеров по технологическим переходам производим по формуле:

.

Графу 7 заполняем снизу ( = 159,6 мм, берём с чертежа).

159,6 + 0,296 = 159,896 мм

159,896 + 1,119 = 161,015 мм

Наименьшие предельные размеры (округлённые) заносим в графу 10. Округляем (в сторону увеличения) до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Затем определяем наибольшие предельные размеры по переходам по формуле:

.

159,6 + 0,4 = 160 мм

159,9 + 1,0 = 160,9 мм

161,1 + 3,4 = 164,5 мм

Результаты расчётов вносим в графу 9.

Расчёт фактических максимальных припусков по переходам проводим по формуле:

.

164,5 - 160,9 = 3,6 мм;

160,9 - 160 = 0,9 мм.

Результаты заносим в графу 11.

Расчёт фактических минимальных припусков по переходам проводим по формуле:

.

161,1 - 159,9 = 1,2 мм;

159,9 - 159,6 = 0,3 мм.

Результаты расчётов заносим в графу 12.

Расчёт общих припусков проводим по формулам:

- наибольшего припуска 4500 мкм;

- наименьшего припуска 1500 мкм.

Проверку правильности расчётов проводим по формуле:

;

4500 - 1500 = 3400 - 400 = 3000 мкм.

Определим чертёжный размер заготовки для поверхности 3 ориентируясь на максимальный диаметр заготовки (см. графу 9) и корректируя эту цифру по нормальному ряду чисел:

= мм.

По сортаменту ГОСТ 2590-80 выбираем стандартный диаметр

= мм.

Шероховатость заготовки .

Устанавливаем глубину резания для каждого перехода, пользуясь формулой:

.

- для чернового точения = 1,8 мм;

- для получистового точения = 0,45 мм.

Рисунок 1. Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров при обработке поверхности Ш160-0,4 мм

В данном пункте рассчитан припуск на обработку поверхности диаметром 160 мм и установлен диаметр заготовки = мм.

1.7.2 Расчёт припусков на обработку размера L = 140±0,2

Определяем число переходов, необходимых для обработки торца шестерни сдвоенной. Все результаты заносим в таблицу 4.

По справочнику [1, С. 180, таблица 3] принимаем отрезку приводной ножовкой по 14 квалитету. По таблице допусков [1, С. 192, таблица 32] определяем допуск по 12 квалитету на размер = 140 мм; = 400 мкм.

Найдём коэффициент ужесточения точности размера:

= 2,5

Допуск заготовки находим из справочника (стр. 192, табл. 32) = 1,0 мм. Допуск детали = 0,4 мм (по чертежу).

Число переходов посчитаем по формуле:

Устанавливаем по таблице 32 (стр. 192), что = 1,0 мм соответствует 14 квалитету, а = 0,4 мм - 12 квалитету.

Таблица 4. Результаты расчётов припусков на обработку торцов вала L = 140 ±0,2.

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск , мкм	Расчётная длина , мм	Допуск, мкм	Принятые (округлённые) размеры по переходам, мм	Полученные предельные припуски, мкм
Прокат 14 квал.	200	80	-	-	143,708	1000	145	144	-	-
Подрезка торца 12 квал.	50	50	4	954	3908	139,8	400	140,2	139,8	4800	4200
Итого:	4800	4200

Распределяем разность в 2 квалитета по 1 переходу по закону прогрессивного убывания. Точность промежуточных размеров заготовки в процессе механической обработки будет соответствовать 12 квалитету.

Виды обработки принимаем в соответствии с установленными квалитетами по [1, стр.8, табл. 4]: подрезка торца (12 квалитет). Вся указанная обработка выполняется с установкой заготовки в трехкулачковом патроне.

Данные для заполнения граф 2 и 3 для заготовки из сортового проката берём из таблицы 3 [1, С. 180], для механической обработки - из таблицы 5 [1, стр. 181].

Расчет отклонений расположения поверхности ДУ для заготовки из сортового проката при обработке торцов определяют по формуле:

где - общее отклонение от неперпендикулярности;

D - диаметр обрабатываемого торца.

= 0,5 • 160 = 80 мкм,

Величину остаточных пространственных отклонений определяют по уравнению:

где К - коэффициент уточнения [1, С.190, таблица. 29].

= 80 • 0,05 = 4 мкм

Расчетные величины Д? заносим в графу 4 таблицы 1.

Погрешность установки заготовки в трёхкулачковом патроне, таблица 13 (стр. 42)

= 954 мкм.

= 954 • 0,06 = 57,24 мкм

Расчет минимальных припусков на линейные размеры для каждого перехода находим по формуле:

Для чернового точения

= 2 = 3908 мкм;

Расчетные значения припусков вносим в графу 6.

Расчет наименьших расчетных размеров по технологическим переходам производим по формуле:

Графу 7 заполняем снизу(= 139,8 мм, берем с чертежа).

139,8 + 3,908 = 143,708 мм

Наименьшие предельные размеры округляем с той точностью, с какой дан допуск на размер, и заносим в графу 10.

Затем определяем наибольшие предельные размеры по переходам по формуле:

139,8 + 0,4 = 140,2 мм

144 + 1,0 = 145 мм.

Результаты расчетов вносим в графу 9.

Расчет фактических максимальных припусков по переходам проводим по формуле:

145 - 140,2 = 4,8 мм

Результаты расчетов вносим в графу 11.

Расчет фактических минимальных припусков по переходам проводим по формуле:

144 - 139,8 = 4,2 мм

Результаты расчетов вносим в графу 12.

Проверку правильности расчетов проводим по формуле:

4800 - 4200 = 1000 - 400

600 = 600

Определим чертежный размер заготовки для длины L ориентируясь на максимальную длину заготовки: мм

Устанавливаем глубину резания

,

= 2400 мкм = 2,4 мм

Рисунок 2. Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров при обработке торцов полумуфты длиной 140±0,2 мм

В данном пункте рассчитан припуск на обработку торцов заготовки и установлена длина заготовки равная 145 мм

1.7 Расчёт режимов резания

1.7.1 Расчёт режимов резания для чернового точения ?160 мм, l = 50 мм

Обработка ведётся на токарно-винторезном станке модели 16К20, мощность электродвигателя N = 10 кВт, коэффициент полезного действия з = 0,75.

Материал заготовки - сталь 20Х.

Инструмент: резец токарный проходной отогнутый ц = 45, ГОСТ 3882-74.

Глубина резания t = 1,8 мм на сторону.

Рекомендуемая подача S = 0,8 - 1,3 мм/об (2, Стр. 266, табл.11).

По паспорту принимаем S = 1,2 мм/об.

Скорость резания при наружном продольном точении рассчитываем по формуле

,

где - постоянный коэффициент, = 340

- стойкость инструмента, принимаем = 60 мин;

- глубина резания, = 1,8 мм;

- подача, = 1,2 мм/об;

- показатели степени, = 0,15; = 0,45; = 0,2;

- поправочный коэффициент

,

где - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (стр. 261, табл. 1)

,

где = 1 [1, С. 262, таблица 2];

= 1 [1, С. 262, таблица 2];

= 460 МПа

= 1,25

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (стр. 263, табл. 5), = 0,9 (для проката);

- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента - Т5К10 (стр. 263, табл. 6), = 0,65;

= 0,585.

= 73,98 м/мин

Частота вращения шпинделя определяется

= 147 об/мин.

Корректируем по паспортным данным станка, принимаем = 125 об/мин. Тогда действительная скорость резания

= 80,384 м/мин.

Расчёт главной составляющей силы резания ведётся по формуле

где - постоянный коэффициент, = 300 (стр. 273,табл. 22);

- показатели степени, = 1; = 0,75; = -0,15;

- поправочный коэффициент (стр. 271)

где - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала (стали) [1, С. 264, таблица 9];

= 0,85.

- коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане [1, С. 275, таблица 23]; = 1 ();

- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия, = 1();

- коэффициент, учитывающий влияние переднего угла, = 1,1 ().

= 0,85 • 1 • 1,1 • 1 = 0,94

= 10 • 300 • 1,2651 • 1,20,75 • 80,4-0,15 • 0,94 = 2211,45 Н.

Мощность резания рассчитаем по формуле

= 2,18 кВт

= 10 • 0,75 = 7,5 кВт

, (2,18 < 7,5), следовательно обработка возможна.

1.7.2 Расчёт режимов резания для фрезерования пазов 40Н11+0,16

Обработка ведётся на вертикально-фрезерном станке 6Н12ПБ, мощность главного электродвигателя N = 10 кВт, коэффициент полезного действия з = 0,75.

Материал заготовки - сталь 20Х ( = 460 МПа).

Инструмент: фреза концевая цельная Ш40 (Р6М5) ц = 90?, ГОСТ 17026-71.

Глубина резания t = 8 мм (2, Стр. 284, табл.35).

Рекомендуемая подача S = 0,08 - 0,05 (2, Стр. 284, табл.35).

Принимаем S = 0,08 мм/зуб.

Скорость резания при фрезеровании

где = 46,7 ([2], С. 287, таблица 39)

= 40 мм

= 120 ([2], С. 290, таблица 40)

= 40 мм

= 6

= 1,73

= 0,85; = 1,45 ([2], С. 262, таблица 2)

= 1, ([2], С. 263, таблица 5)

= 1, ([2], С. 263, таблица 6)

= 63,25 мм/мин

Частота вращения шпинделя определяется

= 504 об/мин.

Корректируем по паспортным данным станка, принимаем = 500 об/мин. Тогда действительная скорость резания

= 62,8 мм/мин.

Расчёт главной составляющей силы резания ведётся по формуле

где - постоянный коэффициент, = 68,2 ([2], С 291,таблица 41);

- показатели степени, = 0,86; = 0,72; u = 1,0; q = 0,86; w = 0

- поправочный коэффициент (стр. 271)

где n = 0,3 - показатель степени [1, С. 264, таблица 9];

= 5723 Н.

Мощность резания рассчитаем по формуле

= 5,87 кВт

= 10 • 0,75 = 7,5 кВт

1.7.3 Расчёт режимов резания для долбёжной операции (паз 14Js9(±0,021))

Обработка ведётся на долбёжном станке модели 7403, мощность электродвигателя N = 11 кВт, коэффициент полезного действия з = 0,75.

Материал заготовки - сталь 20Х.

Инструмент: резец долбёжный ц = 90, ГОСТ 10046-72.

Глубина резания принимаем равной ширине паза t = 14 мм.

Рекомендуемая подача S = 0,28 - 0,36 мм/дв. ход (2, Стр. 271, табл.19).

По паспорту принимаем S = 0,36 мм/дв. ход.

Скорость резания при долблении

,

где - постоянный коэффициент, = 23,7

- стойкость инструмента, принимаем = 60 мин;

- глубина резания, = 14 мм;

- подача, = 0,36 мм/об;

- показатели степени, = - ; = 0,66; = 0,25;

- поправочный коэффициент

,

где - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (стр. 261, табл. 1)

,

где = 0,85 [2, С. 262, таблица 2];

= 1,75 [2, С. 262, таблица 2];

= 2

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (2, С 263, таблица 5), = 1 (для проката);

- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента - Р6М5 (2, С 263, таблица 6), = 1;

= 2.

= 0,6 - коэффициент, учитывающий ударную нагрузку (2, С 276)

= 16,71 м/мин

Частота двойных ходов определяется

= 38 дв. ход./мин.

Расчёт главной составляющей силы резания ведётся по формуле

где - постоянный коэффициент, = 247 (стр. 273,табл. 22);

- показатели степени, = 1; = 1; = 0;

- поправочный коэффициент (стр. 271)

где - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала (стали) [2, С. 264, таблица 9];

= 0,84.

- коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане [1, С. 275, таблица 23]; = 1,08 ();

- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия, = 1();

- коэффициент, учитывающий влияние переднего угла, = 1,0 ().

= 0,84 • 1,08 • 1 • 1 = 0,9072

= 10 • 247 • 141 • 0,361 • 16,710 • 0,91 = 11328,4 Н.

= 0,7 = 0,7 • 11328,4 = 7930 Н

Мощность резания рассчитаем по формуле

= 3,108 кВт

= 10 • 0,75 = 7,5 кВт

(3,108 < 7,5), следовательно обработка возможна.

1.7.4 Расчёт режимов резания для сверлильной операции (отверстие Ш8,5 мм)

Обработка ведётся на сверлильном станке модели 2Н135, мощность электродвигателя N = 4,0 кВт, коэффициент полезного действия з = 0,85.

Материал заготовки - сталь 20Х.

Инструмент: сверло ц = 60, ГОСТ 10046-72.

Глубина резания: = 4,25 мм.

Рекомендуемая подача S = 0,12 - 0,15 мм/об (2, С 277, таблица 25).

По паспорту принимаем S = 0,15 мм/об

Скорость резания при сверлении

,

где - постоянный коэффициент, = 7 (2, С 278, таблица 28)

- стойкость инструмента, = 25 мин; (2, С 279, таблица 30)

- глубина резания, = 4,25 мм;

- подача, = 0,15 мм/об;

- показатели степени, = 0,4 ; = 0,7; = 0,25

- поправочный коэффициент

,

где - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (стр. 261, табл. 1)

, где = 0,85 [2, С. 262, таблица 2];

= 0,9 [2, С. 262, таблица 2];

= 1,32

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки (2, С 263, таблица 5), = 1 (без корки);

- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента - Р6М5 (2, С 263, таблица 6), = 1;

= 1,32.

= 0,7 - коэффициент, учитывающий длину сверления (2, С 280, таблица 31)

= 0,75 - коэффициент одинарной заточки сверла

= 20,85 м/мин

Частота оборотов шпинделя определяется

= 781 об/мин.

По паспорту принимаем 710 об/мин, тогда действительная скорость резания будет

= 18,96 мм/мин

Расчёт крутящего момента и осевой силы ведётся по формулам

;

где - постоянный коэффициент, = 0,0345 (стр. 281,табл. 32);

- показатели степени, = 0,8; = 2;

- постоянный коэффициент, = 68 (стр. 281,табл. 32);

- показатели степени, = 0,7; = 1;

- поправочный коэффициент (стр. 271)

, где - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала (стали) [2, С. 264, таблица 9];

= 0,69.

Подставляем значения в формулы

= 3,79 Нм;

= 1057 Н.

Осевая сила при сверлении сверлом с неподточенной перемычкой возрастает в 1,33 раза 1057 • 1,33 = 1406 Н

Мощность резания рассчитаем по формуле

= 0,39 кВт

= 4 • 0,85 = 3,4 кВт

, (0,39 < 3,4), следовательно обработка возможна.

1.7.5 Расчёт режимов резания для резьбонарезной операции (резьба М10)

Обработка ведётся на сверлильном станке модели 2Н135, мощность электродвигателя N = 4,0 кВт, коэффициент полезного действия з = 0,85.

Материал заготовки - сталь 20Х.

Инструмент: метчик машинный М10, ГОСТ 3266-81.

Подача равна шагу резьбы S = 2,5 мм/об.

Скорость резания при нарезании резьбы

,

где - постоянный коэффициент, = 64,8 (2, С 296, таблица 49)

- стойкость инструмента, = 90 мин; (2, С 296, таблица 49)

- подача равна шагу резьбы, = 2,5 мм/об;

- показатели степени, = 1,2 ; = 0,5; = 0,9

- поправочный коэффициент

,

где - коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (2, С 298, таблица 50), = 0,9

- коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала - Р6М5 (2, С 298, таблица 50), = 1;

- коэффициент, учитывающий класс точности резьбы (2, С 298, таблица 50), = 1;

= 0,9.

= 10,19 м/мин

Частота оборотов шпинделя определяется

= 325 об/мин.

По паспорту принимаем 250 об/мин, тогда действительная скорость резания будет

= 7,85 мм/мин

Расчёт крутящего момента и тангенциальной составляющей силы резания ведётся по формулам

;

где - постоянный коэффициент, = 0,027 (2, С 298,таблица 50);

Р - шаг резьбы, Р = 2,5 мм;

i - число рабочих ходов, для нарезания метчиком i = 1

- показатели степени, = 1,5; = 1,4;

- постоянный коэффициент, - отсутствует (2, С 298,таблица 32);

- показатели степени, = 0,7; = 1;

- поправочный коэффициент (стр. 271)

, где - поправочный коэффициент на крутящий момент = 1,0 [2, С. 298, таблица 50];

Подставляем значения в формулы

= 316,23 Н

= 5,13 Нм;

Мощность резания рассчитаем по формуле

= 1,315 кВт

= 4,0 • 0,85 = 3,4 кВт

, (1,315 < 3,4), следовательно обработка возможна.

В подразделе рассчитаны режимы резания для пяти операций. При расчётах учтены все геометрические особенности инструментов.

1.8 Техническое нормирование операций

Техническая норма времени - время, устанавливаемое на выполнение данной операции при определенных организационно-технических условиях и наиболее эффективном использовании всех средств производства с учетом производственного опыта.

Норма штучного времени - норма времени на изготовление одной детали.

tшт = to + tв + tтех + tорг + tпер

где to - основное время выполнения операции;

tв - вспомогательное время выполнения операции, не перекрываемое основным временем;

tтех - время обслуживания рабочего места, отнесенное к одной штуке;

tорг - время на организацию рабочего места;

tпер - время, учитывающее регламентированные перерывы на отдых и естественные надобности рабочего, но не обеденное.

Норму времени также можно рассчитать по формуле:

где - процент потерь времени от tо, учитывающий все остальные составляющие tшт. ( = 6-10%).

Основное время to рассчитывается по следующим формулам:

- для токарных работ:

где L - расчетная длина рабочего хода инструмента, мм;

i - число проходов;

n - частота вращения шпинделя, об/мин;

s - подача на оборот шпинделя, мм/об.

- для фрезерных работ:

, мин

где L - длина прохода, мм;

i - число проходов;

z - число зубьев ;

n - частота вращения шпинделя;

s - подача на зуб.

- для сверлильных работ:

- для долбления шпоночного паза:

где - число двойных ходов в минуту;

- подача на двойной ход долбяка;

- для нарезания резьбы:

где Р - шаг резьбы, Р = 2,5 мм.

Рассчитаем норму времени на пять операций.

- на черновое точение наружной поверхности:

- длина рабочего хода резца

= 45 мм - длина обработки;

= 1,8 мм;

= 3,5 мм - перебег резца ([3], стр. 204, приложение 1, лист 1)

- число проходов, = 2.

= 0,67 мин.

Вспомогательное время на установку заготовки массой 24,3 кг и снятие её со станка, а также на обработку в трёхкулачковом патроне без выверки ([3], С 32, карта 2)составляет 0,95 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом ([3], С 68, карта 18), в один проход, равно 0, 16 мин.

Итого вспомогательное время составляет

= 0,95 + 0,16 = 1,11 мин

= 1,9 мин

- На фрезерование:

- длина рабочего хода резца

= 160 мм - длина обработки;

= 0 мм;

= 18 мм - перебег фрезы ([3], стр. 207, приложение 1, лист 3)

- число проходов, = 6.

= 26,7 мин.

Вспомогательное время на установку заготовки массой 24,3 кг и снятие её со станка, а также на обработку в трёхкулачковом патроне без выверки ([3], С 32, карта 2)составляет 1,02 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом ([3], С 108, карта 31), в один проход, равно 0, 3 мин.

Итого вспомогательное время составляет

= 1,02 + 0,3 = 1,32 мин

= 28,02 • 1,06 = 29,7 мин

- На сверление:

- длина рабочего хода резца

= 21,2 мм - длина обработки;

= 2,45 мм;

= 2,5 мм - перебег резца ([3], стр. 206, приложение 1, лист 2)

- число проходов, = 1.

= 0,17 мин.

Вспомогательное время на установку заготовки массой 24,3 кг и снятие её со станка, а также на обработку ([3], С 45, карта 10)составляет 0,16 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом ([3], С 68, карта 18), в один проход, равно 0, 23 мин.

Итого вспомогательное время составляет

= 0,16 + 0,23 = 0,39 мин

= 0,4 • 1,06 = 0,424 мин

- на долбление паза:

- длина рабочего хода резца

= 140 мм - длина обработки;

= 14 мм;

= 50 мм - перебег резца ([3], стр. 204, приложение 1, лист 1)

- число проходов, = 1.

= 14,9 мин.

Вспомогательное время на установку заготовки массой 24,3 кг и снятие её со станка, а также на обработку ([3], С 32, карта 2)составляет 0,95 мин.

Вспомогательное время, связанное с переходом ([3], С 68, карта 18), в один проход, равно 0, 16 мин.

Итого вспомогательное время составляет

= 0,95 + 0,16 = 1,11 мин

= 16,97 мин

- На нарезание резьбы:

- длина рабочего хода метчика,

= 21,2 мм - длина обработки;

у = 2,5 • ;

= 2,5 мм - перебег метчика ([3], стр. 206, приложение 1, лист 2)

- число проходов, = 1.

= 0,17 мин.

Вспомогательное время на установку заготовки опускаем, т.к. после операции сверления деталь остаётся на станке.

Вспомогательное время, связанное с переходом ([3], С 68, карта 18), в один проход, равно 0, 23 мин.

Итого вспомогательное время составляет

= 0,23 мин

= 0,4 • 1,06 = 0,424 мин

В подразделе технического нормирования времени рассчитаны нормы времени на четыре станочные операции. Таким образом общее время на выполнение детали равно 71,6 мин.

1.9 Расчет и конструирование режущего инструмента

1.9.1 Расчет и конструирование токарного проходного отогнутого резца

Проектируемый токарный проходной отогнутый резец с пластиной из твердого сплава предназначен для продольного обтачивания и одновременного (в конце прохода) подрезания торцовых поверхностей уступов. При развороте резца в резцедержателе на некоторый угол такие резцы можно использовать и для торцевого обтачивания. Наибольшее применение проходные упорные резцы находят при обработке нежестких, а также ступенчатых заготовок.

Данный резец применяется в единичном и мелкосерийном производствах.

Обрабатываемая заготовка из стали 20Х обрабатывается на станке модели 16К20. Сталь 45 имеет следующие механические характеристики: в = 460 МПа, НВ = 131.

Выбор базовой конструкции резца. Для обработки данной заготовки выбираем токарный проходной отогнутый резец с напайной пластиной из твердого сплава.

По ГОСТ 18880-73 выбираем конструкцию токарного проходного упорного отогнутого резца с главным углом в плане 45, оснащенного напайной пластиной из твердого сплава, материал корпуса резца - сталь 50 с в = 650 МПа и допустимым напряжением на изгиб и.д .= 200 МПа.

Выбор инструментального материала. При выборе инструментального материала необходимо учесть материал заготовки, вид обработки и условия резания. Твердые сплавы обеспечивают обработку труднообрабатываемых материалов со скоростями, превышающими скорости обработки быстрорежущими сталями в несколько раз. Это обеспечивает значительное повышение производительности обработки. Все твердые сплавы делятся на три группы: ВК, ТК и ТТК. Сплавы группы ВК используются, как правило, при обработке чугунов, сплавы группы ТК - при обработке сталей, сплавы группы ТТК - при обработке цветных сплавов. Для данного случая наиболее целесообразным является использование сплавов группы ТК. Они обладают, по сравнению с твердыми сплавами группы ВК, большими твердостью, тепло и износостойкостью, меньшей прочностью и повышенной хрупкостью. Эти недостатки можно свести к минимуму путем подбора соответствующей марки твердого сплава группы ТК.

Учитывая все вышеперечисленное, выбираем пластину из двухкарбидного сплава Т5К10 по ГОСТ 25393-90 следующего химического состава:

кобальт Co - 10%;

карбида титана TiC - 5%;

карбида вольфрама WC - 85%.

Физико-механические свойства сплава Т5К10:

= 12,3 гсм3 (/2/, с. 46 табл. 6);

tкр = 850-900С.

Vрез. = 1,5 - 5,0 м/с.

Выбор геометрических параметров режущей части. По справочной литературе выбираем следующие геометрические параметры [7]: ц = 45 0; ц1=45 0; л = 0 0; г = 10 0; r =1 мм.

Расчет режимов резания (см. раздел 1.7).

Расчет основных размеров резца.

Рассчитаем размеры сечения державки резца (bh):

, м

где - допустимое напряжение на изгиб, для стали 50 = 200 МПа;

Рz - тангенциальная составляющая силы резания, Рz = 2211,45 Н (раздел 1.7.1) ;

l - вылет резца, l = 25 мм;

b - ширина державки, мм;

= 8,65 мм

Из стандартных значений выбираем b=16мм;

Высота державки резца рассчитывается как:

,мм

мм.

Принимаем h=25мм.

Имеем следующее сечение державки bh=1625 мм.

Расчет крепежно-присоединительной части состоит из расчета на прочность и жесткость.

Расчет на прочность. Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:

, Н

где - допустимое напряжение на изгиб, для стали 50 =200 МПа;

l - вылет резца, l=25 мм

b - ширина державки резца, b=16мм;

h - высота державки резца, h=25мм;

= 13333 Н

Расчет на жесткость. Максимальная нагрузка допускаемая жесткостью резца:

, H

где f - жесткость державки резца, для предварительного точения f=0,110-3 м;

l - вылет резца, l=25 мм;

I - осевой момент инерции, см4;

Е - модуль упругости первого рода, для стали 50 Е=2105 МПа.

Осевой момент инерции определяется по формуле:

см4

где I - осевой момент инерции, см4;

b - ширина державки резца, b=16мм;

h - высота державки резца, h=25мм;

= 2,08 • 102 м4;

= 79872 Н

Сравнивая силу резания и максимальные значения нагрузок допустимые его прочностью и жесткостью, приходим к выводу, что обработка этим резцом возможна.

Конструктивные размеры резца берем по ГОСТ 18879-73; общая длина резца L = 140мм; расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия n = 7мм; радиус кривизны вершины лезвия резца rв = 1,0мм; пластина из твердого сплава, l = 16мм.

Сокращенное обозначение выбранного резца следующее: резец 2103-0057 ГОСТ 18879-73, с пластиной Т5К10.



1.9.2 Расчет и конструирование долбёжного резца

Проектируемый долбёжный резец с пластиной из быстрорежущей стали предназначен для долбления пазов в отверстиях.

Данный резец применяется в единичном и мелкосерийном производствах.

Обрабатываемая заготовка из стали 20Х обрабатывается на станке модели 7403. Сталь 45 имеет следующие механические характеристики: в = 460 МПа, НВ = 131.

Выбор базовой конструкции резца. Для обработки данной заготовки выбираем долбёжный резец резец с напайной пластиной из быстрорежущей стали.

По ГОСТ 10046-72 выбираем конструкцию долбёжного резца с главным углом в плане 90, оснащенного напайной пластиной из быстрорежущей стали (ГОСТ 2379-77), материал корпуса резца - сталь 50 с в = 650 МПа и допустимым напряжением на изгиб и.д .= 200 МПа.

Выбор инструментального материала. Выбираем пластину из быстрорежущей стали Р6М5 по ГОСТ 2379-72.

Выбор геометрических параметров режущей части. По справочной литературе выбираем следующие геометрические параметры [7]: ц = 89?; ц1=0?; л = 0?; г = 10?; б = 10?; б1 = 5?.

Расчет режимов резания (см. раздел 1.7.3).

Расчет основных размеров резца.

Рассчитаем размеры сечения державки резца (bh):

, м

где - допустимое напряжение на изгиб, для стали 50 = 200 МПа;

Рz - тангенциальная составляющая силы резания, Рz = 2211,45 Н (раздел 1.7.1) ;

l - расстояние до опасного сечения, l = 150 мм;

b - ширина державки, мм;

= 19,9 мм

Из стандартных значений выбираем b = 20 мм;

Высота державки резца рассчитывается как:

,мм

мм.

Принимаем h = 32мм.

Имеем следующее сечение державки bh=2032 мм.

Расчет крепежно-присоединительной части состоит из расчета на прочность и жесткость.

Расчет на прочность. Максимальная нагрузка, допускаемая прочностью резца:

, Н

где - допустимое напряжение на изгиб, для стали 50 =200 МПа;

l - расстояние до опасного сечения, l = 150 мм;

b - ширина державки резца, b = 20мм;

h - высота державки резца, h = 22мм;

= 4551,1 Н

Расчет на жесткость. Максимальная нагрузка допускаемая жесткостью резца:

, H

где f - жесткость державки резца, для предварительного точения f=0,110-3 м;

l - расстояние до опасного сечения, l = 0,15 м;

I - осевой момент инерции, см4;

Е - модуль упругости первого рода, для стали 50 Е=2105 МПа.

Осевой момент инерции определяется по формуле:

см4

где I - осевой момент инерции, см4;

b - ширина державки резца, b = 13 мм;

a - ширина рабочей части резца, а = 7,5 мм

h - высота рабочей части резца, h = 32 мм;

= 1,88 м4;

= 33422 Н

Сравнивая силу резания и максимальные значения нагрузок допустимые его прочностью и жесткостью, приходим к выводу, что обработка этим резцом возможна.

Конструктивные размеры резца берем по ГОСТ 10046-72; общая длина резца L = 240мм; расстояние от вершины резца до боковой поверхности в направлении лезвия n = 4 мм; пластина 5306 - Р6М6 ГОСТ 2379-77.

1.9.3 Выбор, расчет и конструирование концевой фрезы диаметром 40мм

Обработка паза 40(+0,16) мм ведется на вертикально-фрезерном станке модели 6Р81. В качестве инструмента выбрана концевая фреза с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали Р6М5.

а) Принимаем фрезу 2223-0019 ГОСТ 17026-71

- диаметр фрезы D = 40 мм;

- длина фрезы L = 188 мм;

- длина рабочей части фрезы l = 63 мм;

- диаметр шейки D = 39,5 мм;

- число зубьев Z = 6.

Передний угол: б=10о,

Вспомогательный задний угол: б=12о,

Вспомогательный передний угол: г=5о,

Задний угол при вершине: бв=10о.

б) Расчет фрезы на кручение.

Данный расчет применяется для опасного сечения. Опасным сечением является сечение шейки фрезы между рабочей частью и ее хвостовиком диаметром d=39,5мм.

Расчет сводится к определению критического крутящего момента опасного сечения, в котором должно выполняться условие Мкрит > Мкр:

Мкрит = Wo ? ф, Нм,

где Wо - полярный момент инерции, мм3 (9, С 201, таблица 2);

Wо = 0,2 ? d3 = 0,2 ? 39,53 = 12325,975 мм3.

ф- касательное напряжение, Н/мм2, для сталей ф=180 Н/мм2;

Критический крутящий момент для опасного сечения:

Мкрит = 12325,975 ? 180 = 2218675,5 Нмм ? 2219 Нм;

где D - диметр режущей части фрезы;

Pz - тангенциальная составляющая силы резания, ее значение было рассчитано ранее (см. раздел 1.2.3.2.) и составляет Pz= 3815 H.

= 76300 Н•мм = 76,3 Нм

2219 Нм > 76,3 Нм

Мкрит>Мкр - условие выполняется.

в) Расчет фрезы на изгиб.

В этом расчете необходимо выполнение условия:

,

, МПа,

где [уизг]-допустимое напряжение на изгиб, МПа; [уизг]=450 МПа;

l - длина режущей части фрезы l=63 мм;

= 19,5 МПа

Т.к. [уизг]>уизг-то условие прочности выполняется.

450 МПа > 19,5 МПа

г) Расчет фрезы на срез.

[фср] = 75 МПа.

, МПа,

= 6,11 МПа.

[фср] > фср, условие прочности выполняется: 75МПа > 6,11МПа.

Таким образом, расчеты показали возможность использования концевой фрезы ш40 мм для фрезерования паза.



1.9.4 Расчет и конструирование спирального сверла диаметром 8,5 мм

Расчет спирального сверла сводится, как правило, к выбору соответствующего по своим параметрам инструмента данному виду обработки. Проектируемое спиральное сверло с цилиндрический хвостовиком используется для сверления отверстия Ш 8,5 мм. Сверление происходит на вертикально-сверлильном станке модели 2Н125.

Определяем геометрические параметры рабочей части сверла. Форму заточки Н (нормальная). Угол наклона винтовой канавки = 24, углы между режущими кромками: 2 = 118. Задний угол = 10. Угол наклона поперечной кромки = 55. Передний угол г = 10?

Выбор инструментального материала. В качестве материала режущей части выбираем быстрорежущую сталь Р6М5, учитывая, что обрабатываемым материалом является сталь 20Х. Инструмент, изготовленный из такой стали, выдерживает в процессе резания нагрев до температуры 600 С, не теряя при этом режущих свойств. После термической обработки инструмент из быстрорежущей стали имеет твердость HRCэ 62-67 и даже до 67 единиц и может работать при скоростях резания в 2-3 раза превышающих скорости, допускаемые при работе инструментом, изготовленным из инструментальной или углеродистой сталей.

Твердость быстрорежущей стали Р6М5 HRCэ 62-63 ед., плотность = 8,45 гсм3, прочность на изгиб и = 2600-3000 МПа, теплостойкость Т=630С.

Шаг винтовой канавки - 48,2 мм (ГОСТ 4010-77)

Толщина сердцевины dc сверла выбирается в зависимости от диаметра сверла. Принимается толщина сердцевины у переднего конца сверла, равной 0,15D.

dc = 0,15D, мм

dс = 0,15Ч8,5 = 1,275 мм.

Утолщение сердцевины 1,4 - 1,8 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимается 1,4 мм.

Обратная конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части должна составлять 0,05 - 0,12 мм. Принимается 0,05 мм.

Ширину ленточки fo и высоту затылка по спинке К выбираем в соответствии с диаметром сверла.

fo = 0,85 мм (ГОСТ 4010-77), К = 0,3 мм (ГОСТ 4010-77)

В = 0,58D, мм

B = 0,58 · 8,5 = 4,93 мм.

Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяются аналитическим методом.

Большой радиус профиля фрезы [9, С.193]:

где = 0,52 мм;

= 0,997 мм;

- толщина сердцевины сверла, = 1,28 мм (ГОСТ 4010-77)

, следовательно = 1

= 4,41 мм

Меньший радиус профиля:

где = 0,015щ0,75 = 0,015 ? 290,75 = 0,19 мм;

= 1,615 мм

Ширина профиля:

В = Ro + Rк, мм;

B = 4,41 + 1,615 = 6,025 мм.

Устанавливаются основные технические требования и допуски на размеры сверла по ГОСТ 4010-77. Предельные отклонения диаметра сверла D = 8,5h9(-0,036)мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14 квалитету с симметричным расположением предельных отклонений (IT14/2) по ГОСТ 25347-82.

Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,05мм. Углы 2=1182, угол наклона винтовой канавки = 29-1. Твердость рабочей части сверла HRCэ 63-66.

В данном подразделе рассчитаны три режущих инструмента (резец проходной отогнутый, фреза концевая и сверло спиральное). При расчёте учтены все геометрические параметры инструментов.

1.10 Расчет и проектирование измерительного приспособления

Для контроля отверстия диаметром Ш50 мм с полем допуска Н7+0,025 и шпоночного паза 14Js9(±0,021) рассчитаем калибр-пробку шпоночную.

Определяем наибольшие и наименьшие предельные размеры отверстия Dmax = 50,025мм, Dmin = 50,00 мм.

По ГОСТ 24853-81 находим допуск и предельные отклонения калибров для 7 квалитета в интервале 50…80 мм: Н = 4 мкм, Z = 3,5 мкм, у = 3 мкм. По этим данным строим расположение полей допусков для калибра-пробки (см. рис. 3).

Наибольший размер проходной нового калибра-пробки ПР:

ПРmax = Dmin + Z + =50,000 + 0,0035 + = 50,0075мм.

Размер калибра П, проставляемый на чертеже, при допуске на изготовление Н = 4 мкм равен 50,0075-0,004 мм.

Предельный размер изношенной проходной калибра-пробки при допуске на износ у = 3 мкм:

ПРизн = Dmin - у = 50,000 - 0,003 = 49,997 мм.

Рисунок 3. Схема расположения полей допусков калибра

Определяем наибольшие и наименьшие предельные размеры шпонки-калибра Вmax = 14,021 мм, Вmin = 13,979 мм.

По ГОСТ 24853-81 находим допуск и предельные отклонения калибров для 9 квалитета в интервале 10…18 мм: Н = 3 мкм, Z = 8 мкм, у = 0 мкм. По этим данным строим расположение полей допусков для калибра-пробки (см. рис. 4).

Наибольший размер новой шпонки:

ПРmax = Вmin + Z + =13,979 + 0,008 + = 13,9885 мм.

Размер шпонки-калибра, проставляемый на чертеже, при допуске на изготовление Н = 3 мкм равен 13,9885-0,003 мм.

Предельный размер изношенной шпонки-калибра при допуске на износ у = 0 мкм:

ПРизн = Dmin - у = 13,9885 - 0,000 = 13,9885 мм.

Рисунок 4. Схема расположения полей допуска шпонки-калибра

1.11 Расчёт станочного приспособления

Расчет приспособления выполняем для операции долбления (1.7.3)

В качестве приспособления берём винтовой зажим с передвижными прихватами (рис. 5)

Рисунок 5. Прихваты передвижные

Заготовку устанавливаем на опорные планки (рисунок 7).

Рисунок 6. Схема базирования полумуфты

Рисунок 7. Опорные планки (ГОСТ 4743-68)

1.11.1 Расчёт приспособления на точность

Суммарную погрешность изготовления по любому размеру или форме детали при выполнении любой технологической операции механической обработки можно представить в виде

,

где - суммарная погрешность по выполняемому операционному размеру, возникающая на данной технологической операции;

- погрешность, свойственная методу обработки на рассматриваемой операции (погрешность обработки);

- погрешность настройки технологической системы на выполняемый размер (погрешность настройки);

- погрешность, связанная с фактическим положением заготовки в приспособлении (погрешность приспособления);

- другие погрешности, обусловленные факторами, независящими от метода обработки, способа настройки и конструкции приспособления.

Точность выполняемого на технологической операции размера (или формы) будет обеспечена если выполняется условие

,

где - суммарная погрешность по выполняемому операционному размеру (форме), возникающая на данной технологической операции;

- допуск на выполняемый операционный размер.

Определяем погрешность обработки, принимаем по ([6], С 65, таблица 2.7) = 92 мкм.

Погрешность настройки для лезвийных инструментов принимаем по ([6], стр.68, табл.2.8) = 20 мкм.

Погрешность положения заготовки в приспособлении (погрешность приспособления) определяем

где - погрешность, возникающая из-за несовмещения измерительной и технологической базы при установке заготовки в приспособление;

- погрешность, возникающая в результате закрепления заготовки при ее установке в приспособление;

- погрешность, обусловленная износом базирующих элементов приспособления;

- погрешность, связанная с неточностью изготовления деталей приспособления и его сборки;

- погрешность, вызванная смещением режущего инструмента в процессе обработки;

- погрешность, возникающая при установке приспособления на стол станка, шпиндель или планшайбую.

- коэффициент уменьшения погрешности, в расчетах рекомендуется принимать = 0,8 - 0,85.

Погрешность несовмещения баз = ТL = 0,02 мм = 20 мкм ([6], С 71, таблица 2.10)

Погрешность закрепления принимаем по ([6], стр.75, табл.2.11) = 90 мкм (окончательная обработка).

Погрешность износа не учитываем, т.к. износ не оказывает влияние на выполняемый размер.

Определяем погрешность изготовления приспособления.

где - наибольшее отклонение параллельности основных поверхностей согласно ГОСТ 4743-68, принимаем = 0,013 мм.

Подставляем значения в формулу:

= 0,013 мм = 13 мкм.

Погрешность от смещения инструмента , данная погрешность учитывается только при наличии в приспособлении направляющих элементов для инструмента в виде кондукторных втулок. На точность формы и размеров отверстий она не влияет и из расчетной формулы исключается.

Погрешность установки приспособления на станке , принимаем по ГОСТ 21168-75 согласно ([6], стр.86, табл.2.15), на опорные планки , = 13 мкм.