Определяю промежуточные размеры и припуски при обработке отверстия Ø140 Н9 и длиной 40мм.
Составляю технологический маршрут для обработки поверхности.
Операция 010 сверление, рассверливание и черновое растачивание.
Операция 030 получистовое растачивание и чистовое растачивание.
ОПЕРАЦИЯ 010 При сверлении в заготовке отверстия Ø20 мм. сверлом возможно отклонение от формы и размеров Тдi=0.33 мм.((1) стр.205 табл.4.41,(2) стр.27 табл.13).
Минимальный припуск на обработку будет равен:
Zmin свер.=Д свер.
Zmin свер.=20 мм.
Максимальный припуск на сверление можно опредилить по формуле:
Zmax свер.=Дсвер.+Тдi
ГдеДсвер.- диаметр сверла
Тдi- допуск на припуск при сверлении
Zmax свер.=20+0.33=20.33мм.
После сверления рассверливаем отверстие сверлом Ø30мм. Возможное отклонение Тдi=0.39 мм. .((1) стр.205 табл.4.41,(2) стр.27 табл.13).
Минимальный припуск на рассверливание равен:
Zmin рассвер.= Драссвер.+ Zmax свер.
ГдеДрассвер.- диаметр сверла
Zmax свер. – максимальный припуск на предыдущей операции
Zmin рассвер.=30-20.33=9.67мм.
Определим максимальный припуск на рассверливание по формуле:
Zmax рассвер.= Драссвер.+ Тдi
ГдеДрассвер.- диаметр сверла
Тдi- допуск на припуск
Zmax рассвер.=30+0.39=30.39мм.
Расточка отверстия Ø30-80мм, допуск на припуск Тдi=0.54мм. .((1) стр.205 табл.4.41,(2) стр.27 табл.13).
Определим минимальный припуск на черновое растачивание:
Zmin раст черн. = Драст. - Zmax рассвер.
Где Драст- номинальный размер на данной операции
Zmax рассвер. – максимальный припуск на предыдущей операции
Zminраст черн. = 80-30.39=49.61 мм.
Определим максимальный припуск на растачивание:
Zmaxраст черн. = Драст.+ Тдi
ГдеДраст.- номинальный диаметр обработки
Тдi – допуск на припуск
Zmax раст черн. =80+0.54=80.54 мм.
ОПЕРАЦИЯ 030 При установке детали в трехкулачковом патроне возможно смещение заготовки от оси вращения Тдi = 200 мкм.((1)стр.411 табл. 15.1)
Расточим заготовку Ø80-136.
Минимальный припуск на обработку равен:
Zmin раст получист. = Драст.- Zmaxi-1+ Тдi
ГдеДраст.- номинальный диаметр обработки
Zmaxi-1.- максимальный припуск на предыдущей операции
Тдi- биение при установке.
Zmin раст получист. =136-80.54+0.2=55.66мм.
Максимальный припуск на получистовое растачивание определяется по формуле:
Zmax раст получист. = Драст.+ Тдi+ Тдi1
Где Тдi1 – допуск на растачивание равен 0.63мм. ((1) стр.205 табл.4.41,(2) стр.27 табл.13).
Zmax раст получист. =136+0.2+0.63=136.83мм.
Оконьчательная чистовая расточка должна обеспечить размер 170(+010) Н9.
Минимальный припуск на чистовое растачивание определится по формуле:
Zmin раст чист. = Драст.- Zmax раст получист.+Тдi
Где Драст.- номинальный диаметр чистовой обработки
Zmax раст получист – максимальный припуск на предыдущей операции
Тдi– допуск на чистовое растачивание равен 40 мкм ((1) стр.205 табл.4.41,(2) стр.27 табл.13).
Zmin раст чист. =140-136.83+0.04=3.21мм.
Рассчитаем максимальный припуск на чистовое растачивание. Для 9 квалитета (Н9) значение допуска соответствует +100 мкм, тогда припуск равен:
Zmax раст чист= Дчист.+0.1
Zmax раст чист=140.1
Общий припуск равен сумме межоперационных припусков:
Zmax общ.=140.1мм.
Zmin общ.=140мм.
1.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА МЕТАЛЛА
Сталь 5ХНМ р=7.8 гр/см2
Заготовка Ø190 длина равна 110 мм.
V=ΠR2L
V=3.14*952*110=3117.235см3
V1(+)=3.14*852*63=14292496 см3
V2(+)=3.14*(952-852)*47=265.644 см3
V1(-)=(3.14*122*32)*4=57.87648 см3
V2(-)=3.14*172*62=56.26252 см3
V3(-)=3.14*(702-672)*40=51.6216 см3
V4(-)=3.14*82*38=7.63648 см3
V5(-)=3.14*42*62=3.11488 см3
Vдет=(V1(+)+V2(+))-(V1(-)+V2(-)+V3(-)+V4(-)+V5(-))=1694.8936-176.51196=1518.38164 см3
Pдет=Vдет*р
Рдет= 1518.38164*7.8=11843.4гр.=11.8434кг
Рзаг=3117.235*7.8=24314.433гр=24.314433кг
КИМ=Рдеет /Рзаг*100%
КИМ=11.8434 /24.314433*100% ≈50%
1.9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ, МОЩНОСТИ, ОСНОВНОГО И ВСПОМАГАТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
Операция 010 токарная.
УСТАНОВ А переход 1.
Торцевать заготовку Ø190мм.
1.1 Расчет глубины резания. t=2мм (припуск по тех.процессу).
1.2 Резец проходной отогнутый с твердосплавной пластинкой Т15К6 ГОСТ 18877-73(Т=120 мин.,φ=45˚, φ΄= 45˚).
1.3 Выбор подачи. S=0.35-0.7мм/об. ((1) стр.117 табл.3.23)
Выбираем S=0.35
1.4 Выбор скорости резания Vтаб.=199м/мин ((1) стр.124табл.3.32)
1.5 Выбор поправочных коэффициентов на скорость резания К1=0.75; К2=0.87;К3=0.81;К4=0.65. К=(0.75*0.87*0.81*0.65)/4=0.77.
1.6 Расчет оптимальной скорости резания с учетом поправочных коэффициентов Vопт=Vтаб.*К=0.77*199=153.23м/мин≈150м/мин.
1.7 Рассчитываем частоту вращения шпинделя
N=1000*Vопт /Д*П= 1000*150/190*3.14=251об/мин.
1.8 Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка, и выбираем Nф=250об/мин.
1.9 Рассчитываем фактическую скорость резания
Vф=(П*Д*Nф)/1000=3.14*190*250/1000=149м/мин
1.10 Рассчитываем силу резания (Кст.=150)
Pz=K*t*s=150*2*0.35=90кгс
1.11 Рассчитываем мощности резания
Nрез=Рz*Vф/60*102=3.6кВт
1.12 Рассчитываем мощность на валу шпинделя станка
Nшп= η *Nэл=0.75*22=16.5кВт
Гдеη- КПД станка
Nэл- мощность на валу электродвигателя
1.13 рассчитываем количество проходов. Nрез<Nшп, 3.6кВт<16.5- резание за один проход возможно. Так как обработку производим начисто то i=2.
1.14 Рассчитываем длину рабочего хода резца
Lрез=L1+L2=95+0=95
Где L1-длина обрабатываемой поверхности
L2-величина перебега равная 0((1)стр 420 табл.17.1)
1.15 Рассчитываем основное время на обработку
Тосн=Lрез/s*Nф=0.6мин.
Твсп=1/3Тосн=0.2
ОПЕРАЦИЯ 020
xУСТАНОВ В переход1.
Сверлить отверстие диаметром 16мм. на глубину15мм.
1.1 Определим длину рабочего хода инструмента ℓр.x=ℓп+ℓр,
где: ℓр- длина сверления; ℓп- величина перебега равная 2мм. ((2)стр.403 табл.16).
ℓр.x=15+2=17
1.2 Инструмент- сверло спиральное с твердосплавной пластинкой Т15К6 ГОСТ 22735- 77.
1.3 Определим стойкость инструмента Тр=Тм*λ,
где: Тм- стойкость в минутах основного времени станка равное 30мм. ((2) стр.404 табл. 17); λ-коэффициент времени резания,
λ= ℓр/ ℓр.x=0.9,так как λ>0.7, то Тр=Тм=30мин.
1.4 Определим подачу сверления Sтаб.=0.05мм/об.((2)стр.409. табл.26)
1.5 Определяем скорость резания Vрез=40м/мин.((2)стр.409. табл.26)
1.6 Определяем частоту вращения шпинделя и минутную подачу:
n= 1000* Vрез/π*Д=1000*30/3.14*16=2546об/мин,
принимаю 2000об/мин.
Sмин= Sтаб.* n = 127.3мм/мин
1.7 Опредилим основное время на обработку:
То= ℓр.x/ Sмин=17/127.3=0.13мин.
1.11 РАСЧЕТ СТАНОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
Станочными приспособлениями называются дополнительные устройства к металлорежущим станкам, позволяющие наиболее экономично в заданных производственных условиях обеспечить заложенные в конструкции детали требования к точности размеров, формы и взаимного положения обрабатываемых поверхностей детали.
На проектируемом участке применяется приспособление тисы станочные с пневмозажимом.
Определим силы резания при сверлении заготовки 5ХНМ(σ =900Н/мм2) сверлом диаметром 23мм.
Подача
s=0.27мм/об.
α=90˚
Q=Рz*(sin(α/2)*Д1/n*ƒД)*К,
где: Рz- сила резания 980Н,
α- угол призмы губок ,
ƒ – коэффициент трения равен 0.25((3)стр.84.см. по тексту),
Д1- диаметр сверления равен 23мм.,
Д-диаметр зажимаемой поверхности равен 184мм.,
К- коэффициент запаса равен К=К1+К2+К3+К4=1.5
К1-коэффициент учитывающий качество поверхности заготовки равен 1,
К2- коэффициент учитывающий затупление инструмента равен 1,
К3- коэффициент учитывающий увеличение сил резания при прерывном характере работы равен 1
К4- коэффициент учитывающий постоянство сил зажима,
(все коэффициенты берем в (3) стр.84 см. по тексту.)
n- число зубьев инструмента.
Подставив значения в формулу находим Q:
Q=980*1*23/2*0.25*184=245Н
По справочнику выбираем пневмоцилиндр по ГОСТ15608-81((2)стр.167 ,табл.10):
Дцилиндра- 100мм.,
Дштока-25мм.,
Сила на штоке 2.49кН,
Давление сети 0.39МПА,
Анализируя данные считаем, что пневмоцилиндр выбран правильно.
1.12 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И РАСЧЕТ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ
Измерительные средства, применяемые для промежуточного контроля заготовки и окончательного контроля детали (изделия), в зависимости от типа производства могут быть как стандартными, так и специальными.
Измерительные инструменты применяются для определения размеров, формы и взаимного расположения отдельных поверхностей деталей как в процессе их изготовления, так и после окончательной обработки.
По конструкции и принципу действия универсальные измерительные инструменты и приборы разделяются на меры длины, штангенинструмента, микрометрические инструменты и приборы.
Для обработки детали "втулка переходная" на проектируемом механическом участке понадобятся следующие виды измерительных средств: штангенциркуль ШЦ - II ГОСТ 166 -80 и штангенциркуль ШЦ - I ГОСТ 2675– 80, калибр-скоба ГОСТ 18362-71.
При массовом производстве основными средствами контроля размеров являются предельные калибры и шаблоны.
Калибрами называют бесшкальные измерительные инструменты, предназначенные для контроля размеров, формы и расположения поверхностей детали. Калибры не определяют числового значения измеряемой величины, а только устанавливают годность или негодность детали. В промышленности определяют предельные калибры, то есть калибры, имеющие наибольший и наименьший предельные размеры. В соответствии с этими размерами калибры имеют две измерительные поверхности проходной и непроходной частей.
На калибрах нанесены размер, квалитет, а также допустимые отклонения. Они должны обязательно совпадать с размером, квалитетом и отклонениями измеряемой детали.
К достоинствам предельных калибров относятся долговечность, а также простота и достаточно высокая производительность контроля.
В качестве проектируемого измерительного инструмента выбираю калибр-скобу для измерения вала Æ170 с полем допуска h6. По ГОСТ 25347-82 нахожу предельные отклонения: они равны: es=+0мкм, ei= - 19мкм.