Расчетно-пояснительная записка
к курсовому проекту по конструированию
Дисциплина: «Технология машиностроения»
Тема Курсового проекта
«Разработка технологического процесса изготовления детали „заглушка“
Содержание
Введение
1. Анализ конструкции детали и условия ее работы
2. Характеристика материала детали
3. Анализ технологичности детали
4. Определение типа производства
5. Разработка плана технологического процесса
6. Расчет размерных цепей
7. Расчет припусков и операционных размеров
8. Расчет режимов резания
9. Выбор инструментов
Список литературы
Введение
Цель курсового проектирования по технологии машиностроения – научитсяправильно применять теоретические знания, полученные в процессе учебы, использоватьсвой практический опыт работы на машиностроительных предприятиях для решенияпрофессиональных технологических и конструкторских задач.
К мероприятиям по разработке новых прогрессивных технологическихпроцессов относится и автоматизация, на ее основе проектируется высокопроизводительноетехнологическое оборудование, осуществляющее рабочие и вспомогательные процессыбез непосредственного участия человека.
В соответствии с этим решаются следующие задачи:
Расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретическихзнаний, и применение их для проектирования прогрессивных технологических процессовсборки изделий и изготовления деталей, включая проектирование средств технологическогооснащения.
Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческойинженерной работы.
Овладение методикой теоретико-экспериментальных исследований технологическихпроцессов механосборочного производства.
В данной работе разрабатывается технологический процессмеханической обработки детали типа «заглушка». Целью данной работы являетсяопределение различных характеристик, таких как скорости резания, силы резания,мощности и др. и полученным значениям характеристик выбор оборудований, накотором будет выполняться данный технологический процесс, также рассчитываетсявремя, которое необходимо для производства.
1. Анализ конструкции детали и условий ееработы
Деталь «Заглушка» устанавливается на коробке приводов двигателей,удерживая по опорной поверхности фланец подшипника. «Заглушка» изготовлена излегированной стали 38ХА-Ш ГОСТ 4543–71. В «Заглушке» имеется осевое отверстие(посадочное) с высокой точностью изготовления Ø 20 H7 и шероховатостью 0,8. Котороеполучается путем трех операций – сверления, зенкерования и двухкратное развертывание.
Размер Ø 45,4 h7 обусловлен тем, что деталь, устанавливаясь вкоробку, должна обеспечивать уплотнение, необходимое от протекания масла. Этотразмер получается путем трех операций – чернового и чистового растачивания ишлифования.
Торцевое биение посадки поверхности необходимо для плотного прилеганияк поверхности привода. 3 отверстия Ø 9 служат для закрепления крышки накорпус болтами М8.
2. Характеристика материала детали
Сталь 45 – конструкционная,углеродистая качественная
Массовая доля элементов, %
углерод C……………………………………………………… 0,42 – 0,50
кремний Si……………………………………………………… 0,17 – 0,37
марганец Mn………………………………………………………. 0,5 – 0,8
хром Cr………………………………………………………………. 0,25
сера S…………………………………………………………………. 0,04
фосфор P…………………………………………………………… 0,035
медь Cu……………………………………………………………. 0,25
никель Ni……………………………………………………………. 0,25
мышьяк As…………………………………………………………. 0,08
Твердость по Бринеллю (НB) ………………………….…… 174 – 217
Диаметр отпечатка, мм (не более) ………………………… 4,1
Термообработка:
Закалка: Первой закалки или нормализации ……………… 8400С
Второй закалки ……………………………………………… –
Охлаждение в масле ………………………………………… 150С
Отпуск ………………………………………………………… 4000С
(воде или в масле)
Предел текучести, Н/мм2 …………………………………… 785
Временное сопротивление, МПа …………………………… 690
Относительное удлинение, % ……………………………… 10
Относительное сужение, %…………………………………45
Ударная вязкость КСИ, Дж/см2 …………………………… 81
3. Анализ технологичности детали
Размеры детали соответствуют нормальному ряду чисел,
допустимые отклонения размеров соответствуют СТ. СЭВ 144 – 75.
Деталь жесткая, имеет поверхности, удовлетворяющие требованиямдостаточной точности установки. Простановка размеров технологична, т. к.их легко можно измерить на обрабатывающих и контрольных операциях.
При изготовлении детали используют нормализованные измерительные ирежущие инструменты.
4. Определение типа производства
Характер технологического процесса в значительной мере зависит оттипа производства деталей (единичное, серийное, массовое). Это обусловлено тем,что в различных типах производств экономически целесообразно использованиеразличного по степени универсальности, механизации и автоматизацииоборудования, приспособлений, различного по сложности и универсальностирежущего и измерительного инструмента. В зависимости от вида производствасущественно изменяются и организационные структуры цеха: расстановкаоборудования, системы обслуживания рабочих мест, номенклатура деталей и т.д.
По таблице 1 устанавливаем предварительно тип производства взависимости от веса и количества деталей, подлежащих изготовлению в течениегода.
Таблица 1Тип производства Количество обрабатываемых деталей одного наименования и типоразмера в год Крупные (тяжелые) Средние Мелкие Единичное До 5 До 10 До 100 Серийное Свыше 5 до 1000 Свыше 10 до 5000 Свыше 1000 до 50000 Массовое Свыше 1000 Свыше 5000 Свыше 50000
Серийное производство условно подразделяется на мелкосерийное,среднесерийное и крупносерийное, в зависимости от количества деталей в серии.Ориентировочно такое деление можно произвести на основе данных таблицы 2.
Таблица 2Серийность производства Количество изделий в серии (партии) Крупных Средних Мелких Мелкосерийное 3 – 10 5 – 25 10 – 50 Среднесерийное 11 – 50 26 – 200 51 – 500 Крупносерийное Свыше 50 Свыше 200 Свыше 500
Таким образом, имея годовой выпуск продукции 300000 штук/год, нашепроизводство является массовым крупносерийным.
5. Разработка плана технологического процесса
Производственным процессом называетсясовокупность всех действующих людей и орудий производства, связанных спереработкой сырья и полуфабрикатов в заготовки, готовые детали, сборочныеединицы и готовые изделия на данном предприятии.
Технологический процесс – частьпроизводственного процесса, содержащая действия, по изменению и последующемуопределению состояния предмета производства.
Технологический процесс непосредственно связан с изменением,размеров, форм и свойств обрабатываемой детали.
Заготовка была получена методом штамповки с последующим обжимом.Исходными данными для проектирования технологического маршрута обработки детали«корпус» являлись: рабочий чертеж заготовки, рабочий чертеж детали,производственная программа и трудоемкость выпуска изделий.
При этом предлагалось придерживаться следующих рекомендаций:
· В зависимости от шероховатости, точности и специальных требованийчертежа детали назначены окончательные методы обработки.
· Назначены методы предшествующей обработки поверхностей, т.е.определены этапы: черновой, получистовой, чистовой.
· Установлены поверхности детали, подлежащие обработке на каждойоперации.
Была установлена последовательность обработки поверхностей (рис. 1),назначены исходные и установочные базы, комплектование технологическихпереходов по операциям.
Расчет операционных размеров осуществляется по методу максимумов иминимумов, назначая минимальные припуски на механическую обработку по методике предлагаемой– Н.А. Дунин «Основы проектирования технологических процессов производствадеталей машин».
000 – Заготовительная
005 – Термообработка
010 – Токарная
015 – Токарная
020 – Токарная
025 – Сверлильная
030 – Фрезерная
035 – Плоскошлифовальная
040 – Токарная
045 – Круглошлифовальная
050 – Резьбонарезная
055 – Внутришлифовальная
060 – Контрольная
6. Расчет размерных цепей
При расчете размерных цепей в качестве нормативных таблициспользуем ОСТ 1.41512–86, СТ СЭВ 145–75 (П. 2, табл. 1–13). В таблицахэтого стандарта указаны величины номинальных значений оптимальных припусков дляразличных методов обработки и различных размеров детали.
7. Расчет припусков и операционных размеров
Технологический процесс механической обработки заключается в том,что с поверхности заготовки удаляется слой или слои металла таким образом, чтов конце обработки получается готовая деталь, заданная чертежом. Слой металла,удаляемый с заготовки называется припуском. Различают операционный и общийприпуски.
Операционный припуск – это слой материала, удаляемый с заготовкипри выполнении одной технологической операции (ГОСТ1109–82). Операционныйприпуск назначают для компенсации производственных погрешностей, возникших привыполнении технологической операции. Производственные погрешностихарактеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы,поверхностными микро неровностями, глубиной дефекта поверхностного слоя, а также отклонениями взаимосвязанных поверхностей.
Общий припуск – это слой материала, удаляемый с заготовки с цельюполучения готовой детали. Его назначают для компенсации погрешностей заготовкии погрешностей, возникающих на технологических операциях.
Припуск измеряется по нормали к обрабатываемой поверхности иотсчитывается на размер. Поэтому при обработке цилиндрической поверхностиприпуск отсчитывают на диаметр, при обработке плоскости или торца – на линейныйразмер.
От припуска необходимо отличать напуск. Напуск – это увеличениеприпуска в целях упрощения конфигурации заготовки из-за невозможности илинерентабельности ее изготовления с контуром, соответствующим контуру детали.
Удаление припуска сопровождается выполнением операционныхразмеров. Так как операционные размеры имеют номинальное, минимальное имаксимальное значения, то различают номинальный припуск, минимальный припуск,максимальный припуск.
Технологический процесс механической обработки заключается в том,что с поверхности заготовки удаляется слой или слои металла таким образом, чтов конце обработки получается готовая деталь, заданная чертежом. Слой металла,удаляемый с заготовки называется припуском. Различают операционный и общийприпуски.
Операционный припуск – это слой материала, удаляемый с заготовкипри выполнении одной технологической операции (ГОСТ1109–82). Операционныйприпуск назначают для компенсации производственных погрешностей, возникших привыполнении технологической операции. Производственные погрешностихарактеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы,поверхностными микро неровностями, глубиной дефекта поверхностного слоя, а также отклонениями взаимосвязанных поверхностей.
Общий припуск – это слой материала, удаляемый с заготовки с цельюполучения готовой детали. Его назначают для компенсации погрешностей заготовкии погрешностей, возникающих на технологических операциях.
Припуск измеряется по нормали к обрабатываемой поверхности иотсчитывается на размер. Поэтому при обработке цилиндрической поверхностиприпуск отсчитывают на диаметр, при обработке плоскости или торца – на линейныйразмер.
От припуска необходимо отличать напуск. Напуск – это увеличениеприпуска в целях упрощения конфигурации заготовки из-за невозможности илинерентабельности ее изготовления с контуром, соответствующим контуру детали.
Удаление припуска сопровождается выполнением операционныхразмеров. Так как операционные размеры имеют номинальное, минимальное имаксимальное значения, то различают номинальный припуск, минимальный припуск,максимальный припуск.
8. Расчет режимов резания
Расчет режимов резания производим по эмпирическим формулам сучетом поправочных коэффициентов для четырех – пяти разнохарактерных переходовили операций.
1. Расчет режимов резания натокарную операцию
Эффективное использование резцов возможно в условиях повышеннойжесткости, точности и быстроходности станков.
Для повышения жесткости системы СПИД необходимо закреплятьзаготовку в патронах, при длинных заготовках – в патронах с поджимом центромзадней бабки, сокращать вылет резца из резцедержателя.
Деталь «крышка» обрабатывается на токарно – револьверном станке сЧПУ 1П426 в 3х кулачковом патроне с использованием проходного резца (на корпускоторого механически крепиться твердосплавная пластинка из ВК8).
Некоторые технические характеристики станка 1П426
Станок используется для обработки штучных заготовок или деталей изкалиброванного прутка. На станке возможно проводить следующие виды токарнойобработки: обточка, расточка, подрезка, расточка и расточка канавок, сверление,зенкерование, развертывание, фасонное точение, обработка резьб метчиками,плашками и резцами.
Наименование параметров Ед. изм.
Величины Класс точности П Наибольший диаметр изделия мм 500 Диаметр прутка мм 65 Длина обрабатываемой детали мм 200 Пределы частоты вращения шпинделя об/мин 15…2500 Мощность главного привода кВт 30 Габариты станка мм – длина 4150 – ширина 2600 – высота 2920 Вес станка 8650
Скорость резания (в зависимости от стойкости инструмента)определяется по формуле (cтр.312 [1]):
/>
где /> – коэффициентразмеров резца;
/> g – площадь поперечного сечения резца, мм/>.
/>
/>
/> — коэф – т угла в плане />;
/> (n = 0,3 – при обточке резцами из твердыхсплавов группы ТК; n = 0,45 – группы ВК и n = 0,6 – при обработке резцами из быстрорежущих сталей).
/>
/>-коэф – т влияния угла;
/> — для резцов из быстрорежущих сталей;
/> — для твердосплавных резцов.
/>
/>-коэф – т влияния радиуса при вершине резца;
/> (n = 0,1 – при грубой обработки стали; n = 0,2 при получистовой обработки сталии n = 0,08 –при получистовой обработки чугуна).
/>
/>-коэф – т влияния инструментального материала;
/> = 1 – для быстрорежущих сталей и твердых сплавов марок Т15К6 иВК8;
/> = 0,73 – для твердых сплавов марки Т5К10;
/> = 0,85 – для твердых сплавов марки Т14К8 при грубой обработки.
/>-коэф – т влияния марки обрабатываемого материала;
Обрабатываемый материал 15Х16Н2АМ – Ш. Твердосплавнаяпластина ВК8 применяется в черновом и получистовом точении коррозионно –стойких, высокопрочных и жаропрочных трудно обрабатываемых сталей и сплавов, втом числе и сплав титана. Поэтому /> = 1.
/>-коэф – т влияния вида материала заготовки;
/> = 1,1 – для холоднокатаного; /> = 1,0 – для горячекатаного и
нормализованного и /> =0,9 – для отожженного металла.
/>-коэф – т влияния обрабатываемой поверхности;
/> = 1,0 – для стали и стального литья с окалиной; /> = 0,9 – для чугунас отбеленным слоем.
/>-коэф – т влияния формы передней поверхности.
/> = 1,0 – плоская; /> =1,05 – радиусная; /> = 1,2 –плоская поверхность с отрицательным (-5/>)передним углом.
Коэффициент /> ипоказатели степени /> и /> приведены в таблице
(8.20 [1]) и равны: /> = 285; /> = 0,18; /> = 0,45 – в условияхобработки с охлаждением (5% эмульсия).
Т = 60 мин. – средняя стойкость резцов.
m –показатель степени.
m = 0,1 /> 0,25 – для резцов избыстрорежущих сталей и оснащенных твердым сплавом (обработка сталей и чугунов);
m = 0,3 /> 0,33 – обработка алюминияи его сплавов.
Принимаем m = 0.175.
n –показатель степени.
n = 1 – приобработке углеродистых сталей твердостью
n = 1,5 –при обработке легированных сталей, чугунов;
n = 1,75 –при обработке сталей твердостью >130HB.
НВ = 200 – твердость заготовки.
Для расчета скорости резания необходимо задать ориентировочноезначение подачи (мм/об) по таблице (8.18 [1]) для трудно обрабатываемыхматериалов.
S = (0,5 –1,2) мм/об. Принимаем: S = 0,6 мм/об.
Тогда: /> м/мин.
Определяем частоту вращения шпинделя:
/> об/мин.
Принимаем значение частоты вращения по станку: /> = 125 об/мин.
Необходимо скорректировать значения скорости резания V под />.
/>м/мин.
При получистовом и чистовом точении подача рассчитывается поформуле (стр. 315 [1]).
/>
где /> – коэф – т,зависящий от обрабатываемого материала;
/> — параметр шероховатости обработанной поверхности, мкм;
x, y, z и u – показатели степени.Значения />, x, y, z и u приведены в таблице (8.20 [1]):
/> =0,008; x = 0,3; y = 1,4; z = 0,35; u = 0,7.Тогда: /> мм/об.
Принимаем значение подачи по станку: /> =0,6 мм/об.
Силу резания при точении рассчитываем по формуле (стр. 315[1]):
/>
Значения коэффициента /> ипоказателей степени />, />, приведены в таблице (8.26[1]) и равны: /> = 300; /> = 0,87; /> = 0,8.
Показатель /> приобработке сталей с НВ /> 170 равен 0,35,сталей с
НВ > 180 – 0,75 – при обработке чугуна – 0,55.
/> =1 при обработке сталей; 0,2 – при обработке алюминия и силумина.
/>.
/>
/> (/> = -8/>); /> (/> = 1,8/>);
/>– коэф – т учитывает влияние износа резца при обработки стали.
При /> = 0,5 /> =0,93
/> /> = 2 /> =1.
Тогда: />
Эффективная мощность резания Nэ (кВт) рассчитывается по формуле
(стр. 319 [1]):
Nэ/> кВт.
Данный станок можно эксплуатировать на данных режимах резания, таккак Nэ
Расчет норм времени
Время выполнения операции оценивается штучным временем, котороерассчитывается по формуле:
Тшт = То + Твс + Тоб + Тот.
где То – основное время, мин;
Твс – вспомогательное время, мин;
Тоб – время технического обслуживания станка, мин;
Тот – время на отдых и личные надобности, мин.
Основное время рассчитывается по формуле:
/>
где Lpx – длина рабочего хода, мм;
i – числорабочих ходов, мм;
Sm – минутнаяподача инструмента, мм/мин.
Lpx = 62 мм; i = 1; Sm = /> мм/мин.
/> мин.
Вспомогательное время в данном переходе включает составляющие:
Твс = Тус + Тупр.
Где Тус – время на установку, закрепление и снятие заготовки (Тус= 0,6 мин);
Тупр – время на управление станком (Тупр = 0,16 мин).
Твс = 0,6 + 0,16 = 0,76 мин.
Время на техническое и организационное обслуживание:
Тоб + Тот = 0,06 (То + Твс) = 0,06 (0,83 + 0,76) = 0,1 мин.
Штучное время операции:
Тшт = 0,83 + 0,76 + 0,1 = 1,6 мин.
2. Расчет режимов резания на сверлильнуюоперацию
Деталь «крышка» обрабатывается на радиально – сверлильном станке2А554 с использованием кондуктора, сверла диметром 9 мм из Р18.Сверление с шероховатостью Ra 2,5мкм.
Некоторые технические характеристики станка 2А554.
Радиально – сверлильный станок 2А554 предназначен для сверления всплошном материале, рассверливания, зенкерования, развертывания, подрезкиторцов, нарезания резьбы метчиками и другие подобные операции. Применениеприспособлений и специального инструмента значительно повышает производительностьстанка и расширяет круг возможных операций, позволяет производить на немвыточку внутренних канавок, вырезку круглых пластин из листа и т.д.Диаметр сверления в стали, мм 50 Диаметр сверления в чугуне, мм 63 Крутящий момент шпинделя, нм 710 Осевое усилие на шпинделе, н 20000 Мощность главного двигателя, кВт 5.5 Осевое перемещение шпинделя, мм 400 Перемещение головки по рукаву, мм 1225 Перемещение рукава по колонне, мм 750 Вращение рукава вокруг колонны, грд 360 Частота вращения шпинделя, об/мин 18–2000 К-во частот вращения шпинделя 24 Подачи шпинделя на оборот, мм/об 0,045–5,0 К-во подач шпинделя 24 Конус шпинделя МК5 Длина, мм 2665 Ширина, мм 1030 Высота, мм 3430 Вес, кг 4700
Скорость резания находится для спиральных сверл и сверл,оснащенных пластинами твердого сплава по формуле (стр. 385 [1]):
/>
где /> – коэф – т,учитывающий влияние материала инструмента;
(/> = 1 – длябыстрорежущих сверл; /> = 0,65 – длястали марки 9ХС).
/> — коэф – т влиянияглубины сверления.L/d 3 4 5 6 8 10
/> 0,9 0,8 0,7 0,65 0,56 0,5
Принимаем /> = 0,9.
Знак «+» применяется для n/> приобработке малоуглеродистых сталей, твердостью 155НВ и других металлов.
Коэффициент СV ипоказатели степени g, x, y и n/> определяютсяпо таблице (10.14 [1]): СV =3,06; g = 0,65; x =0,3; y = 0,7; n/> =0,3.
Тm = 20 мин. – стойкость сверла.
Глубина резания: />мм.
Для расчета скорости резания необходимо задать ориентировочноезначение подачи (мм/об) по таблице (10.12 [1]):
S = 0,13 мм/об.
/>м/мин.
Частота вращения определяется по формуле:
/>об/мин.
Принимаем значение частоты вращения по станку: /> = 350 об/мин.
Необходимо скорректировать значения скорости резания V под />.
/>м/мин.
Ориентировочносилы резания при сверлении можно рассчитать по формуле (стр. 388 [1]):
/>
Значение коэффициента С1 определяем по таблице (10.14 [1]): С1 =1,5.
Значение показателей степени y и n/> определяем по таблице (10.15 [1]):
y = 0,7; n/>= 0,3.
/> Н.
Крутящий момент при сверлении определяется по формуле:
/>
Значение коэффициента С3 определяем по таблице (10.14 [1]): С3 =0,8.
Значение показателя степени g берем из таблице (10.16 [1]): g = 0,65.
/> />.
Эффективная мощность сверления Nэ (кВт) определяется по формуле:
/> кВт.
Данный станок можно эксплуатировать при данных режимах резания,так как Nэ
Расчет норм времени
Тшт = То + Твс + Тоб + Тот.
/>мин.
Твс = Тус + Тупр = 0,2 + 0,1 = 0,3 мин.
Тус = 0,2 мин. Тупр = 0,1 мин.
Тоб + Тот = 0,06 (То + Твс) = 0,06 (0,3 + 0,3) = 0,04 мин.
Тшт = 0,3 + 0,3 + 0,04 = 0,64 мин.
3. Расчет режимов резания на шлифовальнуюоперацию
Шлифование обеспечивает получение высокой чистоты обработаннойповерхности и высокой точности размеров обрабатываемых деталей. Шлифованиевыполняется абразивными инструментами. Абразивный инструмент представляет собойтвердое тело, состоящее из зерен абразивного (шлифовального) материала,скрепленных между собой связкой. Значительную часть объема абразивногоинструмента занимают воздушные поры. Абразивные инструменты в подавляющембольшинстве используются в виде шлифовальных кругов разнообразной формы.
Круглое шлифование осуществляется методом продольной подачи надлину 25 мм. С припуском 1,6 мм на диаметр (0,8 на сторону) сшероховатостью Ra2,5 мкм., на оправке зажатой в центрах кругло шлифовального станкаBUB – 40.
Внутришлифовальный станок модели 3К227А
Станок 3К227А является внутришлифовальным станком, можно шлифоватьзакалённую и легированную сталь чугун, ковкий чугун, литую сталь, цветные металлы.Внутришлифовальный станок с автоматическим циклом внутреннего шлифования.
С помощью внутришлифовального шпинделя можно шлифоватьцилиндрические и конические, простые и ступенчатые, отверстия, а также короткиенаружные диаметры и узкие торцевые поверхности
Внутришлифовальный станок с автоматическим циклом внутреннегошлифования устройством с ручным управлением глубина шлифования – 315,500,700
С помощью торцешлифовального устройства и соответствующихпринадлежностей моно шлифовать простые торцевые поверхности, низкие торцевыеповерхности и две расположенные друг за другом торцевые поверхности одновременно.
После автоматического шлифования отверстия, начинаетсяавтоматически шлифование торцевой поверхности. С помощью автоматическоготорцешлифовального устройства.
Технические данные:
Занимаемое пространство
Длина
Ширина при открытом Распределительном шкафу
Высота
3500 мм
2400 мм
2000 мм
Необходимая для привода мощность:
Двигатель внутришлифовального устройства 7,5 кВт Двигатель механизма перемещения изделия 0,9/1,5 кВт Двигатель торцешлифовального устройства 4 кВт Число оборотов шпинделя изделия 40/50/63/80 об/мм
Подача при внутреннем шлифования
– непрерывная
– повторно кратковременная
0,1–1 мм/об
1,0–25 мк/дв. ход
Подача при внутреннем шлифования
– непрерывная 0,1–1 мм/об
– повторно кратковременная 1,0–25 мк/дв. ход
Скорость перемещения стола 0,1–8 м/мин
Ускоренный ход 10 м/мин
Устоновленная мощность токоприём-
Ников 16 кВт
Путь перемещения внутришлифоваль-
Ного устройства на столе 520 мм
Max расстояниемежду бабкой изд.
И шлиф. Бабкой 1250 мм
Max глубинашлифования 315 мм
Диаметр шлифования в защит.
Приспособлен. для изделия
Внутреннее шлифование 40–400 мм
Наружное шлифов. Max 400 мм
Max диаметризделия в защитн.
приспособ. Для изделия. 500 мм
Max/расстояние между бабкой
изделия и торцешлифовальным
кругом 500 мм
Шлифовальный круг: Круг ПП450х80х203 24А 25…40П СМ1-СМ2 К1кл ГОСТ2424–84.
ПП – круг прямого профиля размерами: 450х80х203.
Область применения: круглое наружное шлифование изделий D 150 мм.; бесцентровое шлифование деталей при D/> 600 мм.; плоское шлифование периферией круга; заточкаинструментов; резьбо -, шлице -, зубошлифовании.
24А – абразивный материал – электрокорунд белый;
40П – зернистость;
СМ1 – СМ2 – твердость;
К1 – керамическая связка;
1 кл. – класс неуравновешенности;
Режимы шлифования можно определить для наружного шлифования спродольной подачей по таблице (14.25 [1]):
Припуск (глубина резания за один проход) – 0,05 мм.
/>= 10 м/мин.– продольная подача.
/>= 178 об/мин. – частотавращения круга.
Определяем работу единичного зерна, а в частности подачуприходящуюся на одно зерно по формуле:
/>
где /> – поперечныйразмер абразивных зерен, мм.
40П – зернистость шлифовального материала, что соответствуетразмеру абразивных зерен: /> = 0,4 мм.
С – содержание абразивных зерен, %.Номер структуры 1 –3 3 – 4 5 – 6 7 – 8 9 – 12 13 – 16 Содержание абразивных зерен 60 – 56 56 – 54 52 – 50 48 – 46 44 – 38 34 – 30
Тем самым: C = 48%.
/> мм/зерно.
Расчет норм времени
Тшт = То + Твс + Тоб + Тот.
Основное время при шлифовании методом продольной подачиопределяется по формуле:
/>
где /> – длинаобрабатываемой поверхности; /> = 25 мм.
/> — ширина шлифовальногокруга; /> = 63 мм.
/> — продольная подача; /> = 10 м/мин.
/> – частотавращения изделия; /> = 1000 об/мин.
h – припуск на обработку; h =0,8 мм.
t – глубина резания; t =0,05 мм.
/> – коэффициентточности; /> = 1,2.
/> – длинавылета круга от детали; /> = 10 мм.
/> мин.
Твс = Тус + Тупр = 1,2 + 0,2 = 1,4 мин.
Тус = 1,2 мин. Тупр = 0,2 мин.
Тоб + Тот = 0,06 (То + Твс) = 0,06 (0,38 + 1,4) = 0,1 мин.
Тшт = 0,38 + 1,4 + 0,1 = 1,88 мин.
4. Расчет режимов резания на фрезернуюоперацию
Фрезерование является одним из наиболее распространенных ивысокопроизводительных способов механической обработки резанием. Обработкапроизводится многолезвийным инструментом.
Деталь «крышка» обрабатывается на вертикально – фрезерном станке сЧПУ 6М13СН2 в приспособлении концевой фрезой из быстрорежущей стали Р12Ф2К8М3.Производим черновую обработку с шириной обрабатываемой поверхности заготовки,равной диаметру фрезы 16 мм. с шероховатостью Rа12,5 мкм. и припуском 6 мм.
Назначаем подачу.
Подача при черновом фрезеровании концевыми фрезами избыстрорежущей стали выбираем по (табл. 34 [2 т. 2]) в зависимости от:мощности станка или фрезерной головки, жесткости системы заготовка –приспособление, типа фрезы и материала обрабатываемой заготовки.
Получаем: />= /> Принимаем: />= 0,16 мм/зуб.
Определяем скорость резания по формуле:
/>
Значение коэффициента /> ипоказатели степени g, x, y, u, p, m определим по (табл. 39 [2 т. 2]):
/> = 35,4; g = 0,45; x = 0,3 y = 0,4; u = 0,1; p = 0,1; m = 0,33.Значение периода стойкости определим по (табл. 40 [2 т. 2]):Т = 120 мин.
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающийфактические условия резания определяются, как:
/>
где /> – коэф – т,учитывающий качество обрабатываемого материала (определяется по (табл. 1–4 [2 т. 2]));
/> — коэф – т, учитывающий состояние поверхности заготовки(определяется по (табл. 5 [2 т. 2]));
/> – коэф– т, учитывающий материал инструмента (определяется по (табл. 6 [2 т. 2])).
/> =0,85; /> = 0,8; /> = 0,3.
Получаем: /> = />.
Глубина резания: t= 6 мм.
Подача: S = 0,16 мм/зуб.
Число зубьев: Z = 6.
Диаметр фрезы: D = 16 мм.
Ширина фрезерования: В = 16 мм.
/> м/мин.
Определяем частоту вращения инструмента.
/> об/мин.
Выбираем частоту вращения по станку: /> =80 об/мин.
Корректируем скорость:
/>м/мин.
Определяем силу резания.
Главная составляющая силы резания при фрезеровании – окружнаясила.
/>
Значение коэффициента />ипоказатели степени x, y, n, g, wопределяются по (табл. 41 [2 т. 2]):
/> =82; x = 0,75; y =0,6; n = 0,55; g =0,86; w = 0.
Поправочный коэффициент на качество материала /> для стали и чугунаопределяется по (табл. 9 [2 т. 2]).
/> n= 0,55. />
Тогда: /> Н.
Определим эффективную мощность резания /> (кВт).
/> кВт.
Данный станок можно эксплуатировать на данных режимах резания, таккак /> , 0,16
Расчет норм времени
Тшт = То + Твс + Тоб+ Тот.
Основное время при фрезеровании определяется по формуле:
/>
где L – длина врезания;
/> – минутнаяподача. /> м/мин.
Тогда: /> мин.
Твс = Тус + Тупр = 5 + 1,5 = 6,5 мин.
Тус = 5 мин. Тупр = 1,5 мин.
Тоб + Тот = 0,06 (То + Твс) = 0,06 (6,25 + 6,5) = 0,77 мин.
Тшт = 6,25 + 6,5 + 0,77 = 13,52 мин.
9. Выбор инструментов
Для обработки наружной цилиндрической и торцовой поверхностей используетсятокарный проходной упорный резец ГОСТ 18879 – 73.
h = 20 мм – высота резца;
L = 120 мм – длина резца;
b = 16 мм – ширина резца;
l = 16 мм – длина режущей кромки;
R = 1 мм – радиус закругления режущей кромки;
Материал режущей кромки Т15К6.
Для обработки внутренних поверхностей используется токарныйрасточной резец ГОСТ 18883 – 73.
Материал режущей кромки Т15К6.
h = 16 мм – высота резца;
b = 16 мм – ширина резца;
L = 120 мм – длина резца;
l = 8 мм – длина режущей кромки;
Для подрезания фаски используется токарный проходной отогнутыйрезец ГОСТ 18868 – 73.
H = 16 мм – высота резца;
B = 10 мм – ширина резца;
L = 100 мм – длина резца;
m = 8 мм – расстояние от режущей кромки до державки;
a = 8 мм – длина режущей кромки;
r = 0,5 мм – радиус закругления режущей кромки;
Материал режущей кромки Т5К10.
При сверлении поверхности используем:
Спиральные сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовикомГОСТ 10902–77:
d=9-диаметрсверла;
L=125 мм– длина сверла;
l=81 мм– длина режущей части;
Материал: P9K5.
Спиральные сверла из быстрорежущей стали с коническим хвостовикомГОСТ 10903–77:
d=11,7 – диаметрсверла;
L=175 мм– длина сверла;
l=94 мм– длина режущей части;
Материал: P9K5.
При развертывании черновом и чистовом:
Развертки цельные машинные с коническим хвостовиком ГОСТ 1672–80:
d=11,9 мми d =12 мм– диаметры разверток.
L=175 мм– длина сверла;
l=94 мм– длина режущей части;
Материал: P9K5.
При фрезеровании поверхности используем концевую фрезу с цилиндрическимхвостовиком ГОСТ 17025 – 71.
L = 104 мм – длина фрезы;
D = 22 мм – диаметр фрезы;
z = 5 мм – число зубьев фрезы;
Материал: Т15К10.
Для наружного шлифования используется абразивный круг ГОСТ 2424 – 75.
D = 600 мм – диаметр круга;
d = 80 мм – внутренний диаметр круга;
B = 305 мм– ширина круга;
Зернистость 40;
Твердость СМ1;
Шлифовальный материал 24А.
Список литературы
1. Анурьев В.И. «Справочник конструктора машиностроения» В 3-хт. Т. 2. – М.: Машиностроение. 1982. – 560 с.
2. «Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов»,Справочник /Под общей ред. В.И. Баранчикова., М.: Машиностроение, 1990 г.
3. «Справочник технолога–машиностроителя». /Под ред. А.Г. Косиловойи Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроения, 1985 г. Т. 1, Т. 2.
4. «Абразивная и алмазная обработка материалов». Справочник/ Под Ред.А.Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1977 г.
5. Справочник металлиста./ Под ред. С.А. Чернавского и В.Ф. Рещикова.М.: Машиностроение, 1976 г. Т. 1, Т. 2.
6. «Машиностроительные стали». Справочник./ Под ред. В.Н. Журавлеваи О.И. Николаевой. М.: Машиностроение, 1968 г.
7. «Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки»/Под Общей ред. П.Г. Петрухи. М.: Машиностроение 1974 г.
8. «Обработка металлов резанием». Справочник технолога./ Под ред. Г.А. Монахова.М.: Машиностроение, 1974 г.
9. А.А. Панов и др. «Обработка металлов резанием». М.:Машиностроение, 1988 г.
10. «Технология машиностроения». / Под общей ред. А.М. Дальского.М.: Издательства МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001 г., Т. 1, Т. 2.
11. «Приспособление для металлорежущих станков» Справочник. М.:
Машиностроение. 1979 г.