Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

міністерство науки і освіти україни

Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського

«Харківський авіаційний інститут»

Факультет авіаційних двигунів

Кафедра теоретичної механіки, машинознавства та роботомеханічних систем

Курсовий проект

«Технологічні основи роботизованого виробництва»

на тему «Розробка групового маршрутно - операційного технологічного процесу виготовлення деталі»

Виконав: студент 4 курсу групи № 249

напряму підготовки 6.050501 «Прикладна механіка»

Пісний М.М.

Прийняв: доцент Руденко Н. В.

Харків - 2016

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ»

Кафедра теоретической механики, машиноведения и роботомеханических систем

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект

по дисциплине «Технологические основы роботизированного производства»

Тема: «Разработка группового маршрутно-операционного технологического процесса механической обработки детали»

1. Описать чертеж детали.

2. Дать характеристику материала детали (химический состав, физико-механические свойства).

3. Формирование группы деталей и конструирование комплексной детали (КД).

4. Дать оценку технологичности КД с расчетом показателей технологичности по точности, шероховатости.

5. Дать оценку степени подготовленности КД к роботизированному производству.

6. Выбрать и обосновать метод получения заготовки.

7. Определить необходимое число технологических переходов для элементарных поверхностей детали по требованиям точности и шероховатости.

8. Рассчитать припуски на обработку, операционные размеры и допуски на диаметральные поверхности детали расчетно-аналитическим методом.

9. Рассчитать припуски на обработку торцов и линейные операционные размеры детали.

10. Выбрать оборудования.

11. Выбрать режущий инструмент для каждого перехода.

12. Рассчитать режимы резания:

- при обработке наружной поверхности (цилиндрических и торцевых);

- при сверлении отверстий;

- при расточке поверхности;

- при фрезеровании.

13. Разработать расчетно-технологическую карту и карту кодирования информации на операции:

- при обработке наружной поверхности;

- при сверлении отверстий;

- при расточке поверхности;

- при фрезеровании.

14. Выполнить чертеж заготовки.

15. Оформить комплект технологической документации.

16. Оформить пояснительную записку с выводами по работе и защитить курсовой проект.

Руководитель - доцент Руденко Н.В.

Задание принял к исполнению _______________________ «____» ________ 2016 г.

деталь конструирование товарный станок

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Описание чертежа детали

2. Характеристика материала детали

3. Формирование группы деталей и конструирование комплексной детали (кд)

4. Оценка её технологичности с расчетом показателей технологичности по точности, шероховатости

5. Оценка степени подготовленности кд к роботизированному производству

6. Метод получения заготовки

7. Необходимое число технологических переходов для элементарных поверхностей детали по требованиям точности и шероховатости

8. Расчет припусков на обработку, операционные размеры и допуски на диаметральные поверхности детали расчетно-аналитическим методом

9. Расчет припусков на обработку торцов и линейные операционные размеры детали

10. Выбор оборудования

10.1 Токарный станок с ЧПУ RAIS T250 CNC Fanuc 0i-Mate TB

10.2 Сверлильно-фрезерный центр Victor Vcenter-55

10.3 Зубофрезерный станок HERA 350

10.4 Круглошлифовальный станок ЧПУ R-grind 1640

11. Выбор режущего инструмента

11.1 Токарная обработка

11.2 Фрезерная обработка

11.3 Сверление

12. Рассчет режимов резания

12.1 Токарная обработка

12.1.1 Токарная черновая обработка

12.1.2 Токарная чистовая обработка

12.2 Фрезерная обработка

12.3 Сверление

Вывод

Список используемой литературы

Приложение 1

Приложение 2. Комплект технологической документации

ВВЕДЕНИЕ

Механическая обработка - обработка изделий из стали и других материалов с помощью механического воздействия с применением резца, сверла, фрезы и другого режущего инструмента. Сам процесс обработки осуществляется на металлорежущих станках, в установленном порядке согласно технологическому процессу.

На предприятиях серийного производства применяются групповые технологические процессы (ГТП). ГТП - это технологический процесс изготовления группы деталей с различными конструктивными, но общими технологическими признаками. В этом случае технологический процесс разрабатывается на комплексную деталь.

Комплексная деталь (КД) объединяет мелкие партии деталей, каждую из которых нерационально обрабатывать на поточных линиях. Но после их объединения в комплексную деталь возможна организация переменно-поточных линий, позволяющих обрабатывать детали мелкими партиями, применяя режимы обработки для поверхностей фактической детали, соответствующим аналогичным поверхностям комплексной детали.

В данной работе будет проектироваться групповой маршрутно-операционный технологический процесс механической обработки детали типа «вал-шестерня».

1. ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ

Комплексная деталь «вал-шестерня» предназначена для передачи вращательного момента на другой вал.

Вал-шестерня состоит из 8 ступеней.

Первая - 40h9, длина 50 мм, Ra = 1,6 мкм. Имеет открытый шпоночный паз b = 10H12, Ra = 3,2 мкм (длина 28 мм, глубина 4,36 мм, радиус закругления равен 5 мм) - для передачи вращательного момента.

Вторая 50k6, длина 30 мм, Ra = 1,25 мкм - точная поверхность для посадки подшипника. На данной поверхности находится канавка под стопорное кольцо для подшипника.

Третья ступень имеет 60, длину 10, Ra = 6,3 мкм. Эта ступень разделяет шестерню и подшипник.

Четвертая - 84, длина 40 мм имеет зубья (модуль m = 3, число зубьев

z = 26, степень точности 7?С по ГОСТ 13755-81).

Пятая часть имеет 60, длину 10, Ra = 6,3 мкм. Эта ступень разделяет шестерню и подшипник.

Шестая 50k6, длина 70 мм, Ra = 1,25 мкм - точная поверхность для подшипника. На данной поверхности находится канавка под стопорное кольцо для подшипника.

Седьмая - 50, длина 170 мм, Ra = 1,6 мкм. На поверхности находятся шлицы прямобочные D-8x32x38h7x6h9 длиной 100мм.

Восьмая - 30, длина 20 мм, Ra = 6,3 мкм. На правом торце имеется

осевое отверстие 16Н12 глубиной 30 мм.

Предусмотрены фаски 1,6Ч45° (для облегчения сборки), скругления R2 и 1,5 (для снятия концентрации напряжения), канавки под выход инструмента.

На свободные поверхности допуски назначены в пределах Н12/h12, а шероховатость таких поверхностей Ra=6,3.

К детали выдвигают следующие технические требования по точности взаимного расположения поверхностей:

? допуск радиального биения 50k6, относительно оси не более 0,02 мм;

? допуск радиального биения 30h6, относительно оси не более 0,012 мм;

? допуск биения торца 50k6/60H12, /60H12/50k6 относительно оси не более 0,02 мм.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛА ДЕТАЛИ

Для изготовления детали используют сталь 40Х [5] - это конструкционная легированная сталь хромистая.

Таблица 2.1 - Химический состав в % материала 40Х

С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8-1,1	до 0,3

Твердость 217 НВ.

Эквивалентами 40Х являются стали: 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР. Основными аналогами в некоторых других странах являются:

? Германия - 41Cr4 (DIN17204);

? США - 5140 (SAEJ404,AISI);

? Япония - SCr4 (JISG4104);

? Китай - ML40Cr (GB5067-85, 8162-87, 11251-89).

Поставляется сталь 40Х в основном: сортовым прокатом, в том числе фасонным (ГОСТ2590-88, ГОСТ2591-88, ГОСТ2879-88, ГОСТ10702-88); трубами (ГОСТ8731-87, ГОСТ8733-87, ГОСТ13663-86); поковкой (деталь получаемая методом ковки ГОСТ8479-70); листами толстыми (ГОСТ1577-93; калиброванным прутком (ГОСТ7417-75, ГОСТ8559-75, ГОСТ8560-78, ГОСТ1050-73), полосой (ГОСТ103-76, ГОСТ1577-93, ГОСТ82-70).

По свариваемости сталь 40Х относится к 4 группе, это означает, что её довольно трудно сварить и после сваривания существует большая вероятность образования трещин на сварном шве. Сваривается тремя видами сварки: ручной дуговой сваркой (РДС), электрошлаковой сваркой (ЭШС) и контактно точечной сваркой (КТС). Сваривают эту марку стали обязательно с предварительной термообработкой, подогревом в процессе сварки, а при КТС с еще и обязательной последующей термообработкой. При сваривании стали 40Х ручной дуговой сваркой используется тип электрода Э85, тип сварного шва значения не имеет.

Данная марка стали флокеночувствительна то есть в процессе изготовления стальных поковок и проката, при переходе стали из жидкого состояния в твердое выделяется водород из-за чего могут возникать полости и трещины (флокены). Чтобы предотвратить образование флокенов нужно вакуумировать сталь дабы снизить процент содержания водорода в сплаве.

Температура ковки данной марки стали - начала 1250С, конца 800С. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.

Сталь 40Х склонна к отпускной хрупкости, при отпуске в определенном диапазоне температур у стали понижается вязкость, а также сопротивляемость хрупкому разрушению. Данная сталь закаливается при температуре 860С, затем охлаждается в масле. Отпуск же осуществляется при температуре 500С, охлаждающей средой при отпуске могут являться как масленая среда так и водная.

Область применения этой стали довольно разнообразна хоть и сводится в большинстве своем к созданию из неё деталей вращения таких как: валы, оси, плунжеры, вал-шестерни, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, рейки, шпиндели, зубчатые венцы, оправки, полуоси, втулки и многих других деталей повышенной прочности, подвергающихся улучшению термооброботкой. В частности данная марка стали часто применяется для изготовления нерабочих элементов составного режущего инструмента (элементы не подвергающиеся непосредственному контакту с обрабатываемой поверхностью детали): резцов с пластинами из быстрорежущей стали и с пластинами из твердого сплава (из этой стали изготавливается державка), зенкеров с пластинами из твердого сплава (корпус), разверток насадных (корпус), метчиков сварных (хвостовик). В основном сталь 40Х используется при производстве деталей машиностроения, и в некоторых случая при производстве крепежа применяемого на открытом воздухе в случаях строительства автомобильных и железнодорожных мостов в местностях с северным климатом.

Из вышесказанного можно вывести несколько полезных свойств которые играют роль в выборе данного материала:

? высокая механическая прочность;

? устойчивость к резким перепадам температур;

? пониженная чувствительность к коррозии; что позволяет использовать изделия из этой стали на открытом воздухе и в некоторых агрессивных средах;

? эстетические, декоративные качества.

3. ФОРМИРОВАНИЕ ГРУППЫ ДЕТАЛЕЙ И КОНСТРУИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ДЕТАЛИ (КД)

Существует значительное многообразие деталей, отличающихся размерами, формой, качественно-технологическими характеристиками. Для того чтобы создать общие признаки проектирования технологических процессов и технологического оснащения, было предложено разделение всего многообразия деталей по конструктивно-технологическому принципу, т.е. разделить их на группы, подгруппы. При изготовлении деталей небольшими партиями возникают большие потери времени, связанные с переналадкой станков при переходе от изготовления одной детали к другой. В этих условиях целесообразно использовать групповой метод обработки. В основе метода лежит технологическая классификация заготовок, позволяющая сформировать группы изделий с последующей разработкой технологии их групповой обработки без переналадки или с минимальной переналадкой оборудования. Основным признаком при объединении заготовок в группы является общность обрабатываемых поверхностей или их сочетаний.

Групповой технологический процесс механической обработки разрабатывается на так называемую комплексную деталь, характеризующуюся тем, что в ее конструкции содержатся все элементы, встречающиеся у деталей данной группы. В качестве комплексной детали может быть принята одна из деталей группы, если она удовлетворяет указанному требованию, или условная, не входящая в группу деталь.

В данной работе была сформирована группа деталей, которая состоит из четырёх деталей, типы: А, Б, В, Г (чертеж 2), а также сконструирована комплексная деталь (чертёж 1). На чертежах представлено цифровое обозначение обрабатываемых поверхностей. Наличие или отсутствие конкретной обрабатываемой поверхности, отображено в таблице соответствия (чертёж 2).

4. ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ДЕТАЛИ С РАСЧЕТОМ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ ПО ТОЧНОСТИ, ШЕРОХОВАТОСТИ

Оценка технологичности детали по точности выполняется с учетом среднего квалитета точности (формула 4.1) и коэффициента точности обработки (формула 4.2). При этом коэффициент точности обработки должен быть не меньше 0,8 [3].

(4.1)

где - квалитет поверхностей комплексной детали;

- количество поверхностей комплексной детали;

(4.2)

Анализ технологичности детали по шероховатости выполняется с учетом средней шероховатости (формула 4.3) и коэффициента шероховатости поверхностей (формула 4.4). При этом коэффициент шероховатости должен быть не менее 0,8, а шероховатости - не превышать 0,32 [3].

(4.3)

где - значение шероховатостей поверхностей комплексной детали

(4.4)



Таблица 4.1 - Таблица квалитетов и шероховатостей комплексной детали

№ пов.	Размер	Квалитет	Шер-ть	№ пов.	Размер	Квалитет	Шер-ть
1	380	12	6,3	9	Ш 60	12	6,3
26	380	12	6,3	10	90	12	6,3
2	1,6х45?	12	6,3	11	2х45?	12	6,3
3	Ш40	9	1,6	12	Ш84	12	6,3
4	50	12	1,6	13	2х45?	12	6,3
5	1,6х45?	12	6,3	14	250	12	6,3
6	Ш50	6	1,25	15	Ш 60	12	6,3
7	80	8	1,6	16	1,6х45?	12	6,3
8	1,6х45?	12	6,3	17	240	8	1,6
№ пов.	Размер	Квалитет	Шер-ть	№ пов.	Размер	Квалитет	Шер-ть
18	Ш50	6	1,25	24	Ш30	9	6,3
19	1,6х45?	12	6,3	25	1,6х45?	12	6,3
20	170	12	6,3	27	28	12	3,2
21	Ш38	7	1,6	28	Ш 78	7	1,6
22	1,6х45?	12	6,3	29	120	12	6,3
23	20	11	6,3	30	Ш 16	12	6,3
?	?	?	?	31	30	12	6,3

УА_і = 335;

УБ_і = 153,9;

Деталь технологична, так как коэффициент точности обработки 0,9 > 0,8.

Деталь технологична, так как коэффициент шероховатости поверхностей 0,2 < 0,32.



5. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ КД К РОБОТИЗИРОВАННОМУ ПРОИЗВОДСТВУ

Для анализа и определения объективных количественных показателей деталей для автоматизированного производства характерные свойства разделяют на сеть ступеней.

I - регламентирует дифференциацию деталей по признаку ориентации их в пространстве (1, так как наблюдается асимметрия наружной конфигурации).

II - характеризует свойство сцепляемости деталей при автоматической ориентационной загрузке, при транспортировке (0 - несцепляемые).

III - определяет свойство формы деталей при в продольном сечении деталей (1 - стержневая, так как L / D = 380 / 84 = 4,52, что > 1).

IV - определяет свойство формы деталей при в поперечном сечении деталей (2 - круглая прямая).

V - определяет свойства симметрии деталей (1 - одна ось вращения и одна плоскость симметрии).

VI - характеризует наружную форму деталей, наличие и тип или отсутствие центрального отверстия (5 - центральное отверстие присутствует, гладкое).

VII - дополнительные признаки элементов детали, влияющие на сложность автоматизации технологического процесса (3 - паз на образующей, глухой).

В соответствии с анализом получаем кодовый номер: 1012153. Сумма цифр кодового номера образует сумму баллов b_У = 12.

Категория сложности детали при автоматизации её обработки вторая (k = 2) - автоматизация средней сложности. Для данной категории требуется отработка системы ориентации и загрузки детали в рабочие органы. Целесообразна экспериментальная проверка.



6. МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Существует два метода получения заготовки: литьё и обработка давлением.

В соответствии с ГОСТ 977-88 «Отливки стальные», сталь 40Х не предусмотрена для получения отливок. По этому, исходя из свойств материала 40Х и видов его поставки, выбираем заготовку поковка (деталь получаемая методом ковки ГОСТ8479-70).

Для назначения припусков на заготовку [4] определяем класс точности, группу стали, степень сложности.

Предварительно рассчитаем ориентировочную массу поковки М_п.р, кг:

М_п.р. = М_д • К_р,(5.1)

где М_п.р - масса детали, кг;

К_р - расчетный коэффициент.

Для вала с прямой осью К_р = 1,3 [4], тогда

М_п.р = 5,1• 1,3 = 6,63.

Устанавливаем класс точности поковки. Так как поковку получают на штамповочных молотах, то выбираем Т4.

В зависимости от материала детали, устанавливают группу материала. Для стали 40Х (химический состав приведен в табл. 2.1) выбираем М2 сталь с массовой долей углерода 0,35 - 0,65% или суммарной массовой долей легирующих элементов 2,0 - 5,0%.

Устанавливают степень сложности поковки. При определении размеров геометрической фигуры (цилиндр), описывающей поковку, допускается выходить по увеличению в 1,05 раза габаритных линейных размеров детали.



М_фиг=V_фиг • с • 10^-3,(5.2)

где с ? плотность стали, г/см³; с =7,8•10^-3 г/см³;

V_фиг ? объем фигуры, в которую вписывается поковка, см³:

(5.3)

где D_фиг ? диаметр фигуры, см, считаем поформуле 5.4;

L_фиг ? длина фигуры, см, считаем поформуле 5.5

D_фиг=D_дет•1,05,(5.4)

L_фиг=L_дет•1,05,(5.5)

D_фиг=8,4•1,05=8,82

L_фиг=38•1,05=39,9

М_фиг=• 7,82•10^-3 = 19,05

Т.к. отношение массы поковки к массе описанной фигуры составляет 0,35, что входит в диапазон «0,32 до 0,63 включ.», выбираем степень сложности поковки С2.

На основании массы поковки, группы стали, степени сложности поковки и ее класса точности определяется исходный индекс для дальнейшего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений. Для детали «вал-шестерня» исходный индекс 11. Определяем конфигурацию поверхности разъема штампа - поверхность разъема штампа плоская.

Назначаем припуски и допуски на поковку (табл. 5.1).

Таблица 5.1 - Допуски на поковку

Размер поверхности, мм	Допуск, мм
До 40	-0,5+1,1
40…100	-0,7+1,3
100…160	-0,8+1,4
160…250	-0,9+1,6
250…400	-1+1,8

Допустимая величина смещения по поверхности разъема штампа - 1,2 мм.

Радиусы закругления - R = 4 мм.

Штамповочные уклоны 7°.

7. НЕОБХОДИМОЕ ЧИСЛО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛИ ПО ТРЕБОВАНИЯМ ТОЧНОСТИ И ШЕРОХОВАТОСТИ

Количество переходов отдельной поверхности для достижения заданной точности размера и шероховатости определяют по следующим зависимостям:

а) из условия обеспечения заданной точности размера

(7.1)

где - допуск размера заготовки;

- допуск размера готовой детали.

б) число переходов, необходимое для достижения заданной шероховатости поверхности

(7.2)

где - шероховатость поверхности исходной заготовки;

- шероховатость поверхности готовой детали.

Результаты разработки технологического маршрута для детали «вал-шестерня» приводятся в табл. 7.1.

Таблица 7.1 - Количество переходов для достижения заданной точности размеров и шероховатости

№ пов-ти	Раз-мер	Квалитет/допуск	Rz	Кол-во переходов	Переходы: квалитет/допуск/шер-ть	Методы обработки
		Дет.	Заг.	Дет.	Заг.	nт	ni	nпр	1	2	3	4
1,26	380	12/570	14/1550	25	80	0,15	1,26	1	12/570/25	-	-	-	Фрезерование торцев
3	Ш40	9/62	14/620	10	80	0,42	2,26	3	12/300/50	11/190/25	8/62/10	-	Обтачивание черновое Обтачивание чистовое Обтачивание тонкое
4	50	12/250	14/620	25	80	0,15	1,26	1	12/250/25	-	-	-	Подрезание торца черновое
6,18	Ш50	6/16	14/620	5	80	0,80	3,01	4	12/250/50	11/160/25	8/39/10	6/16/5	Обтачивание черновое Обтачивание чистовое Обтачивание тонкое Шлифование чистовое
7	80	8/46	14/740	25	80	0,85	2,62	3	12/350/50	10/140/12,8	8/46/8	-	Подрезание торца черновое Подрезание торца чистовое Точение тонкое
9,15	Ш60	12/300	14/740	25	80	0,85	1,26	1	12/300/25	-	-	-	Обтачивание черновое
10	90	12/350	14/870	25	80	0,86	1,26	1	12/350/25	-	-	-	Подрезание торца черновое
14	250	12/460	14/1150	25	80	0,87	1,26	1	12/460/25	-	-	-	Подрезание торца черновое
17	240	8/72	14/1150	8	80	0,53	2,26	3	12/400/25	10/185/12,8	8/72/8	-	Подрезание торца черновое Подрезание торца чистовое Точение тонкое
20	170	12/400	14/1150	25	80	1	1,26	1	12/400/25	-	-	-	Подрезание торца черновое
21	Ш38	7/25	14/620	5	80	0,63	3,0	3	12/250/50	11/160/25	7/160/5	-	Обтачивание черновое Обтачивание чистовое Обтачивание тонкое
23	20	11/130	14/520	25	80	0,82	1,26	2	12/210/50	11/130/25	-	-	Подрезание торца черновое Подрезание торца чистовое
24	Ш30	9/52	14/520	10	80	0,26	2,43	3	12/210/50	11/130/25	9/52/10	-	Обтачивание черновое Обтачивание чистовое Обтачивание тонкое
30	Ш16	12/180	14/430	25	80	0,82	1,26	1	12/180/25	-	-	-	Сверление спиральным сверлом

Размещено на http://www.allbest.ru/

8. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ, ОПЕРАЦИОННЫЕ РАЗМЕРЫ И ДОПУСКИ НА ДИАМЕТРАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ РАСЧЕТНО-АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Расчет припусков на обработку поверхностей вращения выполняется по формуле [1]:

(8.1)

где - шероховатость на предыдущем этапе обработки;

- значение глубины дефектного слоя на предыдущем этапе обработки;

- суммарное значение пространственных отклонений на предыдущем этапе обработки;

- погрешность установки на данном этапе обработки.

Значения , , приведены в таблице 8.1, а определяется как:

(8.2)

где ? коробление поковок, (табличная величина);

? отклонение от соосности, (табличная величина);

- отклонение центрирования (табличная величина).

Определим :

(8.3)

где - коэффициент уточнения формы, (табличная величина).

Номинальное значение припуска определяем по формуле [1]:

2Z_номi = 2Z_{min pi} + T_i-1,(8.4)

где T_i-1 - допуск на предыдущей ступени обработки (табл. 8.1).

Для внутренних поверхностей расчетный размер на последней ступени обработки равен размеру готовой детали. Это же значение будет принимать и наибольший предельный размер на данной операции: D_max = D_р.i..

Расчетные размеры, D_р.i на предыдущих ступенях обработки (операциях) определяются как сумма наибольшего предельного размера D_max (равного округленному значению расчетного значения) и соответствующего ему расчетного припуска (2Z_ном) на данной ступени обработки:

D_pi-1 =D_maxi + 2Z_номi.(8.5)

Округлив полученное значение, определим величину наибольшего предельного размера на этой ступени обработки.

Максимальный предельный размер заготовки определяется суммированием расчетного размера и положительной части допуска заготовки.

Минимальные предельные значения на всех этапах обработки детали определяются как разность максимального предельного значения и соответствующего допуска:

D_min.i = D_maxi ? T_i,(8.6)

где T_i - допуск.

Имея предельные значения D_min и D_max, можно найти значения максимального и минимального припусков по следующим зависимостям:



2Z_maxi = D_maxi-1 ? D_min.i,(8.7)

где D_maxi-1 и D_min.i-1 ? соответственно максимальный и минимальный предельные размеры на предыдущей ступени обработки;

2Z_min.i = D_min.i-1 ? D_maxi,(8.8)

где D_maxi и D_min.i ? соответственно минимальный и минимальный удельные размеры на рассматриваемой ступени обработки.

Технологический операционный размер на каждой ступени обработки записывается как максимальный размер с допуском «в тело» (для валов). Технологический размер заготовки записывается как номинальный размер заготовки с соответствующим допуском.

Для внутренних размеров расчетный размер на последней ступени обработки равен размеру готовой детали. Это же значение будет принимать и наименьший предельный размер на данной операции: D_min = D_p.

Определяем D_р.i:

D_pi-1 = D_{min i}-2Z_номi.(8.9)

Округлив полученное значение, определим величину наименьшего предельного размера на этой ступени обработки.

Минимальный предельный размер заготовки определяется суммированием расчетного размера и отрецательной части допуска заготовки.

Максимальные предельные значения:

D_max.i = D_mini + T_i.(8.10)



Имея предельные значения D_min и D_max, можно найти значения максимального и минимального припусков по следующим зависимостям:

2Z_maxi = D_maxi ? D_min.i-1,(8.11)

2Z_min.i = D_min.1 ? D_maxi-1.(8.12)

Результаты расчетов заносим в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 - Припуски на обработку, операционные размеры и допуски на диаметральные размеры детали

№ опера-ции	Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	2Zmin, мм	T, мм	2Zном, мм	Dр, мм	Принимаем размер, мм	Принимаем припуски, мм	Параметры поверхности
		Rz	h	Д	?					Dmах	Dmin	2Zmах	2Zmin	Технический размер	Rz, мкм
Ш40h9
000	Штамповка	80	150	1324	0	-	+1,3; -0,7	-	45,462	46,76	44,76	-	-	45,46-0,7+1,3	80
035	Обтачивание черновое	50	50	79	0	3,108	0,3	4,408	41,055	41,05	40,75	6,01	3,71	41,05-0,3	50
040	Обтачивание чистовое	25	25	53	0	0,359	0,19	0,659	40,396	40,40	40,21	0,85	0,36	40,40-0,19	25
045	Обтачивание тонкое	10	20	40	0	0,206	0,074	0,396	40	40	39,93	0,47	0,21	40-0,074	10
Ш50k6
000	Штамповка	80	150	1324	0	-	+1,3; -0,7	-	55,56	56,86	54,86	-	-	55,56-0,7+1,3	80
025/035	Обтачивание черновое	50	50	79	0	3,108	0,25	4,408	51,151	51,15	50,90	5,96	3,71	50,90+0,25	50
030/040	Обтачивание чистовое	25	25	53	0	0,359	0,16	0,609	50,542	50,54	50,38	0,77	0,36	50,38+0,16	25
050/045	Обтачивание тонкое	10	20	40	0	0,206	0,039	0,366	50,176	50,18	50,14	0,40	0,21	50,14+0,039	10
075	Шлифование чистовое	5	15	26	0	0,119	0,016	0,158	50	50,018	50,002	0,17	0,12	50,00+0,002+0,018	5
Ш38h7
000	Штамповка	80	150	1324	0	-	+1,1; -0,5	-	43,38	44,48	42,88	-	-	43,38-0,5+1,1	80
025	Обтачивание черновое	50	50	79	0	3,108	0,25	4,408	38,975	38,97	38,72	5,96	3,71	38,72-0,25	50
030	Обтачивание чистовое	25	25	53	0	0,359	0,16	0,609	38,366	38,37	38,21	0,77	0,36	38,21-0,16	25
050	Обтачивание тонкое	10	20	40	0	0,206	0,025	0,366	38,000	38,00	37,98	0,39	0,21	38-0,025	10
Ш30h9
000	Штамповка	80	150	1324	0	-	+1,1; -0,5	-	35,312	36,41	34,81	-	-	35,31-0,5+1,1	80
025	Обтачивание черновое	50	50	79	0	3,108	0,21	4,408	30,905	30,90	30,69	5,92	3,71	30,90-0,21	50
030	Обтачивание чистовое	25	25	53	0	0,359	0,13	0,569	30,336	30,34	30,21	0,70	0,36	30,34-0,13	25
050	Обтачивание тонкое	10	20	40	0	0,206	0,052	0,336	30	30	29,95	0,39	0,21	30-0,052	10

9. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ ТОРЦОВ И ЛИНЕЙНЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ РАЗМЕРЫ ДЕТАЛИ

Расчет припусков на обработку поверхностей [1]:

(9.1)

где - шероховатость на предыдущем этапе обработки;

- значение глубины дефектного слоя на предыдущем этапе обработки;

? суммарное значение пространственных отклонений на предыдущем этапе обработки;

- погрешность установки на данном этапе обработки.

Значения , , приведены в таблице 9.1. Определить значения и можно с помощью формул 8.2, 8.3 соответственно.

Полученные результаты расчетов заносим в таблицу 9.1.

Расчет операционных размеров при обработке торцов требует выявления и решения размерных цепей. Первым его этапом является построение размерной схемы технологического процесса, основой для составления которого служит план обработки (чертеж 3).

Размерную схему технологического процесса строят в соответствии со следующими правилами: на эскиз в виде контура готовой детали наносят изображение промежуточных припусков. Над деталью указывают конструкторские размеры Аj с допусками, т.е. на эскиз детали наносят все размеры (только линейные) и размеры заготовки. Все размеры, обрабатывающиеся на каждом из технологических переходов, нумеруют слева направо. Промежуточные припуски обозначают Ze, где е - номер промежуточной или окончательной поверхности. Между выносными линиями каждой из поверхностей проводят размерные линии и указывают операционные размеры Sк, к - номер размера по плану обработки. Размерные линии следует заканчивать стрелкой у обработанной поверхности и точкой у исходной базы. Операционные размеры следует наносить на схему в порядке выполнения операций и переходов снизу-вверх от заготовки до готовой детали. Размер заготовки также включается в размерную схему. Замыкающими звеньями размерных цепей могут быть как конструкционные размеры, так и припуски. Выявление и расчёты размерных цепей выполняют, начиная с последней операции по схеме сверху вниз. Необходимо, чтобы в каждой последующей цепи был только один операционный размер Sк.

Размерная схема приведена на чертеже 4.

Расчеты линейных размеров приведены в таблице 9.2.

Таблица 9.1 ? Припуски на обработку торцов

№ операции	Маршрут обработки	Элементы припуска	Zmin, мм	Обозначение	Т, мм
		Rz, мкм	h, мкм	Д, мкм	?, мкм
380h12
000	Штамповка	80	150	1692	0	-	-	+1,8 -1,0
010	Фрезерование торцев	25	25	102	0	1,922	Z1,2; Z22,23	-0,57
50H12
000	Штамповка	80	150	1060	0	-	-	+1,3 -0,7
035	Подрезание торца черновое	25	50	99	0	1,884	Z3,4	0,25
80H8
000	Штамповка	80	150	1324	0	-	-	+1,3 -0,7
035	Подрезание торца черновое	50	50	70	0	1,554	Z5,6	0,35
040	Подрезание торца чистовое	12,8	12,8	53	0	0,179	Z6,7	0,14
045	Точение тонкое	10	10	40	0	0,107	Z7,8	0,046
90H12
000	Штамповка	80	150	1661	0	-	-	+1,3 -0,7
035	Подрезание торца черновое	25	25	100	0	1,891	Z9,10	0,35
240H8
000	Штамповка	80	150	1324	0	-	-	+1,6 -0,9
025	Подрезание торца черновое	50	50	79	0	1,554	Z15,16	0,4
030	Подрезание торца чистовое	12,8	12,8	53	0	0,179	Z14,15	0,185
050	Точение тонкое	10	10	40	0	0,079	Z13,14	0,072
170Н12
000	Штамповка	80	150	1672	0	-	-	+1,2 -2,4
025	Подрезание торца черновое	25	25	100	0	1,902	Z17,18	0,4
20H11
000	Штамповка	80	150	1324	0	-	-	+1,3 -0,5
025	Подрезание торца черновое	50	50	79	0	1,554	Z20,21	0,21
030	Подрезание торца чистовое	25	25	53	0	0,179	Z19,20	0,13
250H12
000	Штамповка	80	150	1672	0	-	-	+1,6 -0,9
025	Подрезание торца черновое	25	25	100	0	1,902	Z11,12	0,46

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 9.2 - Расчет линейных размеров при механической обработке детали

Замыкающий размер	Исходное уравнение	Искомый размер, мм	Допуск мм	Принятый размер, мм	Принятый припуск, мм
А3=80+0,046	А3=S14	S14=80	0,046	80+0,046	-
А6=240+0,072	А6=S13	S13=240	0,072	240+0,072	-
Z7,8=0,107	Z7,8=S14 min -S12 max	S12 max =S14 min -Z7,8=80-0,107=79,893	0,046	79,85+0,046	80+0,046-79,85+0,046=0,15+0,046-0,046
А2=90+0,35	А2=S11	S11=90	0,35	90+0,35	-
Z6,7=0,179	Z6,7=S12 min -S10 max	S10 max =S12 min -Z6,7=79,85-0,179=79,671	0,14	79,53+0,14	79,85+0,046-79,53+0,14=0,35+0,046-0,14
А4=50+0,25	А4=S9	S9=50	0,25	50+0,25	-
Z13,14=0,079	Z13,14=S13 min -S8 max	S8 max =S13 min -Z13,14=240-0,079=239,921	0,072	239,85+0,072	240+0,072-239,85+0,072=0,15+0,072-0,072
А8=20+0,13	А8=S7	S7=20	0,13	20+0,13	-
А5=240+0,072	А5=S6	S6=250	0,072	250+0,072	-
Z14,15=0,179	Z14,15=S8 min -S5 max	S5 max =S8 min -Z14,15=239,85-0,179=239,671	0,185	239,48+0,185	239,85+0,072-239,48+0,185=0,37+0,072-0,185
А7=170+0,4	А7=S4	S4=170	0,4	170+0,4	-
Z19,20=0,179	Z19,20=S7 min -S3 max	S3 max =S7 min -Z19,20=20-0,179=19,821	0,13	19,69+0,13	20+0,13-19,69+0,13=0,31+0,13-0,13
A1=380-0,57	А1=S2	S2=380	-0,57	380-0,57	-
Z1,2=1,922	Z1,2=S1 min -S2 max	S1 min =S2 max +Z1,2=380+1,922=381,922	-0,57	382,49-0,57	382,49-0,57-380-0,57=2,49+0,57-0,57
Z20,21=1,554	Z20,21=S3 min +Z22,23-A8заг max.	A8заг. max =S3 min +Z22,23-Z20,21=19,69+1,922-1,554=20,058	+1,3 -0,5	18,75+1,3-0,5	19,69+0,13+1,922-18,75+1,3-0,5=2,862+1,3-0,6
Z17,18=1,902	Z17,18=S4 min +Z22,23-A7заг. max	A7заг. max =S4 min +Z22,23-Z17,18=170+1,922-1,902=170,02	+1,2 -2,4	168,82+1,2-2,4	170+0,4+1,922-168,82+1,2-2,4= 3,102+2,8-1,2
Z15,16=1,554	Z15,16=S5 min +Z22,23-A6заг. max	A6заг. max =S5 min +Z22,23-Z15,16=239,48+1,922-1,554=239,848	+1,6 -0,9	238,24+1,6-0,9	239,48+0,185+1,922-238,24+1,6-0,9=3,162+1,1-1,6
Z11,12=1,902	Z11,12=Z22,23+S6 min -A5заг. max	A5заг. max =Z22,23+S6 min -Z11,12=1,922+250-1,902=250,02	+1,6 -0,9	248,42+1,6-0,9	1,922+250+0,072-248,42+1,6-0,9= 3,503+1,0-1,6
Z3,4=1,884	Z3,4=Z1,2+S9 min -A4заг. max	A4заг. max =Z1,2+S9 min -Z3,4=1,922+50-1,884=50,038	+1,6 -0,9	48,43+1,6-0,9	1,922+50+0,25-48,43+1,6-0,9=3,492+1,03-1,6
Z5,6=1,554	Z5,6=Z1,2+S10 min -A3заг. max	A3заг. max =Z1,2+S10 min -Z5,6=1,922+79,53-1,554=79,898	+1,3 -0,7	78,59+1,3-0,5	1,922+79,53+0,14-78,59+1,3-0,5= 2,862+0,64-1,3
Z9,10=1,891	Z9,10=Z1,2+S11 min -A2заг. max	A2заг. max =Z1,2+S11 min -Z9,10=1,922+90-1,891=90,031	+1,3 -0,7	88,73+1,3-0,5	1,922+90+0,35-88,73+1,3-0,5=3,192+0,85-1,3
Z22,23=1,922	Z22,23=A1заг. min -S1 max	A1заг. min =S1 max +Z22,23=382,49+1,922=384,412	+1,8 -1,0	385,42+1,8-1,0	385,42+1,8-1,0-382,49-0,57=2,93+2,4-1,0

10 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

10.1 Токарный станок с ЧПУ RAIS T250 CNC Fanuc 0i-Mate TB

Токарный станок с ЧПУ RAIS Т250 CNC Fanuc 0i-Mate TB с наклонной станиной предназначен для выполнения черновой, чистовой токарной обработки, выполнения операций тонкого и финишного точения, сверловки, расточки, чистовой обработки отверстий, нарезания резьбы, выполнения фрезерных операций. На станке при использовании соответствующего металлорежущего инструмента возможна обработка как конструкций из алюминия и других низколегированных сплавах, так и высокопрочных материалов высокой твёрдости, прошедших термическую обработку.

Рисунок 10.1.1 ? Технические характеристики станка ЧПУ RAIS T250 CNC Fanuc 0i-Mate TB



10.2 Сверлильно-фрезерный центр Victor Vcenter-55

Таблица 10.2.1 - Технические характеристики центра Victor Vcenter-55

Технические характеристики	Vcenter-55
Перемещение	По оси Х, мм	550
	По оси Y, мм	460
	По оси Z, мм	460
Расстояние	От центра шпинделя до стойки, мм	544,5
	От торца шпинделя до поверхности стола, мм	150 - 610
Стол	Размеры рабочей поверхности стола, мм	800 х 460
	Размеры т-образных пазов, мм	4 х 18 х 100
	Максимальная нагрузка на стол, кг	300
Шпиндель	Конус шпинделя	ВТ-40
	Мощность двигателя шпинделя, непрерывная/в теч. 30 мин, кВт	5,5/7,5
	Частота вращения шпинделя, об/мин	8000
Подача	Быстрая подача в осях X, Y, Z (м/мин)	30/30/24
	Мощность двигателя подачи в осях X, Y, Z (кВт)	1,8/1,8/3,0
	Скорость подачи при резке, м/мин	7,5 (доп. 10)
	Шарико-винтовая пара в осях X/Y, диам х шаг, мм	40 х 16
	Шарико-винтовая пара в оси Z, диам х шаг, мм	40 х 12
Магазин инструментов	Максимальная длина инструмента, мм	250
	Максимальный вес инструмента, кг	7
	Количество инструментов в магазине	24 (круговой)
	Максимальный диаметр инструмента (без смежных инструментов), мм	76 (125)
	Время смены инструмента, сек	2,5
	Инструментальный штревель, град.	90 (доп. 45)
	Метод выбора инструмента	свободный
Характеристики обрабатывающего центра	Потребляемая мощность, кВА	23
	Минимальное/максимальное давление воздуха, Кг/см2	5,5/6,5
	Ёмкость бака системы охлаждения, л	225
	Стандартная система управления	Fanuc 0i-M
	Требуемая площадь для обрабатывающего центра, мм	1955 х 2350
	Максимальная высота обрабатывающего центра, мм	2601
	Вес нетто, кг	4000



10.3 Зубофрезерный станок HERA 350

Зубофрезерование является самой распространенной, но трудоемкой операцией для обеспечения высокого качества изготовления зубчатых колес, ее следует производить на жестких с мощным электродвигателем высокопроизводительных станках на повышенных режимах резания с применением многозаходных червячных фрез.

В зависимости от расположения оси обрабатываемой детали зубофрезерные станки разделяют на станки с вертикальной и горизонтальной компоновкой. В станках с вертикальной компоновкой стол с заготовкой неподвижен, по горизонтальным направляющим перемещается левая стойка с червячной фрезой. Станки с неподвижным столом удобны и надежны для автоматизации и встраивания в автоматические линии. Обеспечивается высокая жесткость системы: стол, магазин, заготовка и постоянный уровень расположения заготовки при загрузке и разгрузке.

Рисунок 10.3.2 Технические характеристики станка HERA 350



10.4 Круглошлифовальный станок с ЧПУ R-grind 1640

Круглошлифовальный станок модели R-grind 1640 предназначен для обработки наружных, торцевых поверхностей высокоточных деталей различной формы посредством шлифования.

Рисунок 10.4.3 - Технические характеристики круглошлифовального станка с ЧПУ R-grind 1640



11. ВЫБОР РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА

Режущий инструмент для токарной, фрезерной и сверлильной обработки будет выбираться из общего инструментального каталога фирмы Walter [6].

11.1 Токарная обработка

При выборе токарной пластины вначале определяют обрабатываемый материал. Сталь 40Х [5] относится к группе обрабатываемости Р7 [6]. Далее определяют форму пластины - пластины без задних углов односторонние. Геометрия пластины в зависимости от глубины резания и подачи: для чернового точения - NRF, для чистового - NF3. Также выбрана пластина для обработки канавок под стопорные кольца и обработки канавок с продольным точением.

На инструментальный материал, выбранный для точения (WPP 05, WPP 01), нанесено CVD покрытие со следующей структурой:

Токарные державки для пластин без задних углов для наружной обработки будут иметь следующий вид крепление: при черновой обработке - рычагом, при чистовой - прижимом повышенной жесткости, канавочные пластины крепятся винтом.



Таблица 11.1.1 - Режущий инструмент и его параметры для токарной обработки

Пластина	Державка
Токарная черновая обработка
Обозначение: CNMM120416 - NRF	Параметры, мм: d = 12,7 l = 12,9 s = 4,76 r =1,6 Материал: WPP 05	Обозначение: PCLNL2525H12	Параметры, мм: h = h1 = 25 b = 25 f = 32 l1 = 170 l4 = 26 г = -6° лs = -6°
? сечение по главной режущей кромке ? сечение по радиусу при вершине
Пластина	Державка
Токарная чистовая обработка
Обозначение: DNMG110404?NF3	Параметры, мм: d = 9,525 l = 11,6 s = 4,76 r =0,4 Материал: WPP 01	Обозначение: DDJNL2525K11	Параметры, мм: h = h1 = 25 b = 25 f = 32 l1 = 150 l4 = 30 г = -6° лs = -7°
? сечение по главной режущей кромке ? сечение по радиусу при вершине
Обозначение: GX09?1S2.25N	Параметры, мм: l = 9 s = 2,25 r =0,1 IToL = ± 0,05 Материал: WTA33	Обозначение: G1011.1616L?2T15GX16	Параметры, мм: s = 2 Tмакс = 15 h = h1 = 16 b = 16 f1 = 15,2 l1 = 135,5 l4 = 35,5 s1 = 1,6
Обозначение: GX09?1E20N020?UF4	Параметры, мм: l = 9 s = 2 r =0,2 IToL = ± 0,15 Материал: WSN33

11.2 Фрезерная обработка

Для фрезерной обработки паза выбираем концевую фрезу из твердого сплава, хвостовик по DIN 6535HA.

Таблица 11.2.2 - Режущий инструмент и его параметры для фрезерной обработки

Фрезерование паза
Обозначение: H3021317?10	Параметры, мм: Dc (h10) = 10 Lc = 22 l1 = 72	l4 = 32 d1 (h6) = 10 z = 4 шт

11.3 Сверление

Для обработки отверстий вначале определяют вид обрабатываемого материала. Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 относится к группе обрабатываемости Р7. Далее выбирается инструментальный материал и вид охлаждения - инструменты из твердого сплава K30F с покрытием TFL с внутренним подводом СОЖ. Инструмент выбираю исходя из глубины сверления, условий обработки и для соответствующей группы обрабатываемости.



Таблица 11.3.3 - Режущий инструмент и его параметры для сверления

Рисунок 1 - Сверло спиральное цельное твердосплавное, хвостовик по DIN 6535HA	Параметры, мм: Dc (m7) = 16 d1 (h6) = 16 Lc = 45 l1 = 115 l2 = 65 l5 = 48
Обозначение: A3285TFL?16
Рисунок 3 - Зенковка коническая 90°, HSS -TiN, цилиндрический хвостовик	Параметры, мм: Dc (z9) = 23 d1 = 10 d3 = 3,8 l1 = 67
Обозначение: Е6819TIN?23



12. РАССЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

12.1 Токарная обработка

12.1.1 Токарная черновая обработка

Данному виду обработки подлежат следующие поверхности:

- линейные - 3, 6, 21, 24;

- диаметральные - 4, 7, 10, 14, 17, 20, 23.

На первом этапе необходимо найти глубину резания (мм), которая определяется по формуле 12.1 для линейных поверхностей и по формуле 12.2 - для диаметральных поверхностей.

(12.1)

где соответствует принятому минимальному припуску .

(12.2)

где - минимальное значение припуска.

Далее назначается подача , мм/об, [2]:

(12.3)

где - радиус при вершине резца, мм. Для чернового инструмента принимаем [6].

Тогда подача равна

мм/об.

Скорость резания V (м/мин) определяется по каталогу [6] в соответствии с выбранным инструментом.

Сила резания , Н [2]:

(12.4)

где - постоянная ( [2];

x, y, n - показатели степени, учитывающие конкретные условия обработки (x = 1, y = 0,75, n = ? 0,15) [2];

- поправочный коэффициент:

(12.5)

где - составляющие поправочного коэффициента, которые учитывают фактические условия резания ();

(12.6)

где n - показатель степени [2] (n = 0,75),

Мощность резания , кВт, [2]:

(12.7)

Частота оборотов , об/мин, [2]:

(12.8)

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Рассчитанные режимы резания приведены в таблице 12.1.1

Таблица 12.1.1 - Режимы резания для чернового точения

№ пов-ти	Размер	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	, Н	n, об/мин	N, кВт
3	Ш40h9	1,86	0,8	290	2406,19	2310	11,4
6, 18	Ш50k6	1,86	0,8	290	2406,19	1850	11,4
21	Ш38h7	1,86	0,8	290	2406,19	2430	11,4
24	Ш30h9	1,86	0,8	290	2406,19	3080	11,4
4	50Н12	1,892	0,8	290	2026,13	1850	9,6
7	80Н8	1,562	0,8	290	2026,13	1540	9,6
10	90Н12	1,892	0,8	290	2454,18	1100	11,6
14	250H12	2,003	0,8	290	2898,16	1100	12,3
17	240Н8	1,562	0,8	290	2026,13	1540	9,6
20	170Н12	1,902	0,8	290	2467,15	1850	11,7
23	20H11	2,262	0,8	290	2934,12	2430	13,9

Максимальная мощность резания (кВт), которая выбирается из рассчитанных режимов, должна быть меньше либо равняться мощности станка (кВт) (с учетом КПД станка ), на котором происходит токарная обработка, т. е. должно выполняться неравенство

(12.9)

что даёт право сделать вывод, что выбранный ранее станок подходит для токарной обработки при заданных режимах резания.

12.1.2 Токарная чистовая обработка

Данному виду обработки подлежат следующие поверхности:

- линейные - 4, 16, 7, 9, 13, 19;

- диаметральные - 3, 6, 17, 8, 14;

- фаски - 2, 5, 10, 12, 15, 18, 23;

- канавки для выхода шлифовального круга (2 шт.);

- канавки для выхода фрезерного инструмента (2 шт.);

- канавки для стопорных колец (2 шт.)

На первом этапе необходимо найти глубину резания (мм), которая определяется по формуле 12.10 для линейных поверхностей и по формуле 12.11 - для диаметральных поверхностей, а для канавок для выхода шлифовального круга назначается исходя из рабочего чертежа детали.

(12.10)

где соответствует принятому минимальному припуску .

(12.11)

где - диаметральный размер предыдущего перехода, мм;

- диаметральный размер настоящего перехода, мм.

Далее назначается подача , мм/об:

(12.12)

где - радиус при вершине резца, мм. Для чистового инструмента принимаем [6];

- минимальная шероховатость поверхности в данной операции, мкм.

Тогда подача равна

Скорость резания V (м/мин) определяется по каталогу [6] в соответствии с выбранным инструментом.

Сила резания , Н [2]:

(12.13)

где - постоянная ( [2];

x, y, n - показатели степени, учитывающие конкретные условия обработки (x = 1, y = 0,75, n = - 0,15) [2];

- поправочный коэффициент:

(12.14)

где - составляющие поправочного коэффициента, которые учитывают фактические условия резания ();

(12.15)

где n - показатель степени [2] (n = 0,75),

Мощность резания , кВт, [2]:

(12.16)

Частота оборотов , об/мин, [2]:

(12.17)

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Рассчитанные режимы резания приведены в таблице 12.1.2

Таблица 12.1.2 - Режимы резания для чистового точения

№ пов-ти	Размер	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	Pz, Н	n, об/мин	N, кВт
3	Ш40h9	0,315	0,2	440	149,2	3500	1,1
6	Ш50k6	0,255	0,2	440	119,4	2800	0,9
21	Ш38h7	0,315	0,2	440	117,1	3700	0,8
24	Ш30h9	0,315	0,2	440	128,5	4670	0,9
7	80Н8	0,255	0,2	440	96,4	2340	0,7
17	240Н8	0,16	0,2	440	84,9	2340	0,6
23	20H11	0,17	0,2	440	82,6	3700	0,6
Канавки	А, Б	0,5	0,2	440	229,5	2800	1,7
Канавка	В	0,25	0,2	440	114,8	4670	0,8
Канавки для ст. к.	1,5	0,2	440	688,6	2800	5,0

Максимальная мощность резания (кВт), которая выбирается из рассчитанных режимов, должна быть меньше либо равняться мощности станка (кВт) (с учетом КПД станка ), на котором происходит токарная обработка, т. е. должно выполняться неравенство

(12.18)

что даёт право сделать вывод, что выбранный ранее станок подходит для токарной обработки при заданных режимах резания.

12.2 Фрезерная обработка

Данному виду обработки подлежат следующие поверхности:

- шпоночный паз (10Н9 глубиной 7) - 27.

Глубина резания (мм) пов. 27 будет равняться глубине паза. При этом обработка пройдет за 3 прохода.

Величина подачи (мм/зуб) и скорость резания (окружная скорость фрезы) V (м/мин) определяются по инструментальному каталогу [6].

Окружная сила резания , Н [1]

(12.19)

где - число зубьев фрезы [6];

- частота вращения фрезы, об/мин, определяется по формуле [2]:

(12.20)

- постоянная ( [2];

x, y, n, q, w - показатели степени (x = 0,85, y = 0,75, n = 1, q = 0,73, w = - 0,13) [2];

- поправочный коэффициент [2]:

(12.21)

где n - показатель степени [2] (n = 0,3),

Крутящий момент на шпинделе , Н•м [2]:

(12.22)

Эффективная мощность резания , кВт [2]:

(12.23)

Рассчитанные режимы резания приведены в таблице 12.2.3.

Таблица 12.2.3 - Режимы резания для фрезерования

№ пов-ти	Размер	t, мм	, мм/зуб	V, м/мин	, Н	n, об/мин	, Н•м	Ne, кВт
27	10Н9	1,5	0,11	200	826,81	6300	41,34	2,7

Максимальная мощность фрезерования (кВт), которая выбирается из рассчитанных режимов, должна быть меньше либо равняться мощности станка (кВт) (с учетом КПД станка ), на котором происходит данная обработка, т. е. должно выполняться неравенство

(12.24)

что даёт право сделать вывод, что выбранный ранее станок подходит для фрезерной обработки при заданных режимах резания.

12.3 Сверление

Данному виду обработки подлежат следующие поверхности:

- Ш16 с фаской 1Ч45° - 30 и 31 соответственно.

Обработка поверхностей будет проходить за 2 перехода [1]: сверление спиральным сверлом до Ш16, зенкование фаски.

Для каждого перехода рассчитывается глубина резания , мм. Для сверления расчет ведется по формуле (12.25) [2], для зенкования - по формуле (12.26).

(12.25)



где - диаметр после сверления;

(12.26)

где - длина фаски, мм;

- угол фаски, который может принимать любое другое значение, заданное на чертеже.

Величина подачи S (мм/об) и скорость резания V (м/мин) определяются по инструментальному каталогу [6].

Крутящий момент (Н•м) и осевую силу (Н) определяют по формулам [2]:

- при сверлении

(12.27)

(12.28)

- при зенковании

(12.29)

(12.30)

где - диаметр инструмента, мм [6];

и - коэффициенты [2];

q, x, y - показатели степени [2];

- поправочный коэффициент [2]:

(12.31)

где n - показатель степени [2] (n = 0,75),

Таблица 12.3.4 - Значение коэффициентов и показатели степеней

Тип обработки			q	x	y
Сверление	68	0,0345	1/2	-/-	0,7/0,8
Зенкование	67	0,09	-/1	1,2/0,9	0,65/0,8

Частота вращения , об/мин, [2]:

(12.32)

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Мощность резания , кВт, [2]:

(12.33)

Рассчитанные режимы резания приведены в таблице 12.3.5.

Таблица 12.3.5 - Режимы резания для обработки отверстий

Тип обработки	t, мм	S, мм/об	V, м/мин	, Н	, Н•м	n, об/мин	N, кВт
Сверление	8	0,35	60	6376,76	46,61	1200	5,7
Зенкование	0,71	0,3	26	247	5,53	460	0,26

Максимальная мощность при обработке отверстий (кВт), которая выбирается из рассчитанных режимов, должна быть меньше либо равняться мощности станка (кВт) (с учетом КПД станка ), на котором происходит данная обработка, т. е. должно выполняться неравенство