Разработка технологического процесса изготовления детали Основа излучателя (стр. 4 из 6)
Так как обработка ведется в центрах, принимаем r ц = 0,25 х d 44 ,
где d 44 – допуск на диаметр заготовки.
r ц =0,25 х 700 = 175 мкм
Таким образом
=264 мкм.После чернового обтачивания
r ЧЕР=0.06 х r ко=0.06 х 264=15,84 мкм.
После чистового обтачивания
r ЧИС=0.04 х r ЧЕР=0.04 х 15,84=0,64 мкм
Данные по качеству поверхности и точности после соответствующей обработки возьмем из таб. 5 (стр. 181) [3] и таб. 3.31 [7]. Расчет сведем в таблицу
Таблица 21. Таблица расчета припусков.
| Наименование операции | Rz | TМкм | Квалитет | Допускмкм | rмкм | 2Ziminмкм |
| Токарная черновая | 63 | 60 | 12 | 250 | 15,84 | 278 |
| Токарная чистовая | 8 | 12 | 7 | 25 | 0,64 |
Отсюда определяем минимальный и максимальный диаметры для черновой обработки
DЧ min = DЧИС + 2Zi =31,9+0,278=32,2 мм
DЧ max= DЧИС min+dЧИС= 32,2+0,25=32,5 мм
DЧ=32,5-0.3
Для остальных размеров величины припусков возьмем из справочных данных таб. 3.68 и 3.73 [4].
Таблица 22. Расчет межоперационных размеров поверхности 42.
| Наименование операции | 2Ziminмкм | Допускмкм | Dminмм | D maxмм | DЧмм |
| Заготовительная | 700 | 43,5 | 44,2 | 44 +0,2 -0,5 | |
| Токарная черновая | 1500 | 100 | 41,9 | 42,0 |
Таблица 23. Расчет межоперационных размеров поверхности 35.
| Наименование операции | 2Ziminмкм | Допускмкм | Dminмм | D maxмм | DЧмм |
| Токарная черновая | 1500 | 300 | 35,6 | 35,3 | 35,6-0,3 |
| Токарная чистовая | 300 | 25 | 35,0 | 34,975 |
Таблица 24. Расчет межоперационных размеров размера 152.
| Наименование операции | 2Ziminмкм | ДопускМкм | Dminмм | D maxмм | DЧмм |
| Заготовительная | 1000 | 153,7 | 154,7 | 154 +0,7 -0,3 | |
| Токарная черновая | 800 | 100 | 152,0 | 152,1 |
Таблица 25. Расчет межоперационных размеров размера М34
| Наименование операции | 2Ziminмкм | ДопускМкм | Dminмм | DЧmaxмм | DЧмм |
| Токарная чистовая | 170 | 33,75 | 33,92 |
Таблица 26. Расчет межоперационных размеров размера М30.
| Наименование операции | 2Ziminмкм | ДопускМкм | Dminмм | DЧmaxмм | DЧмм |
| Токарная черновая | 170 | 29,75 | 29,92 |
Таблица 27. Расчет межоперационных размеров размера М16.
| Наименование операции | 2Ziminмкм | ДопускМкм | Dminмм | D maxмм | DЧмм |
| Токарная черновая | 200 | 14,3 | 14,5 |
Рассчитанные величины межоперационных размеров проставляем на операционных зскизах.
4.4 Определение рациональных режимов резания и норм времени
Важным элементом настройки металлорежущих станков является установление рациональных режимов резания. В обычных условиях обработки режимы резания назначают исходя из задачи достижения высоко производительности при малых затратах на режущий инструмент. В случаях точной обработки заготовок, кроме требования высокой производительности и экономичности обработки выдвигается задача обеспечения требуемой точности.
При назначении элементов режимов резания учитывается характер обработки, тип и размеры инструмента, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
В данной пояснительной записке проведем аналитический расчет режимов резания на токарную чистовую операцию (5). На две остальные (токарная чистовая (7) и сверлильная (11)) режимы определим из справочной литературы.
Аналитический расчет проводится по следующим формулам
Скорость резания (для точения)
(5.4.1)Cvr – коэффициент, зависящий от условий работы и физико-механических свойств материала.
Т – стойкость инструмента, т.е. время нормальной работы (здесь берется значение 120мин.) [3]
t – глубина резания (обычно равняется величине припуска)
s – подача – выбирается из справочных данных максимально возможной, при которой обеспечивается заданная шероховатость обрабатываемой поверхности.
Kmv – коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала.
Kuv - коэффициент, зависящий от инструментального материала.
Kпv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности на скорость резания.
Сила резания Pz
(5.4.2)Коэффициенты Ki учитывают фактические условия резания (зависят от геометрии резца)
Эффективная мощность резания
(5.4.3)Потребная мощность двигателя станка
(5.4.4)h - КПД станка (0.7-0.8)
Перед началом расчета укажем материал режущих инструментов для всех операций (Таблица 3.120 [4]) Стр 117
Таблица 28. Материал режущего инструмента.
| Наименование операции | Материал режущего инструмента |
| Токарная чистовая (обтачивание) | Т15К6 |
| Сверлильная | Т5К10 |
Выберем геометрию резца на рассчитываемой операции (Таб.19,20,23 стр. 189-192) – в зависимости от условий работы.
Таблица 29. Геометрические параметры режущего инструмента.
| Наименование параметра | Значение |
| Задний угол a, град. | 15 |
| Передний угол g, град. | -15 |
| Главный угол в плане j, град. | 60 |
| Вспомогательный угол в плане j, град. | 10 |
| Угол наклона главной режущей кромки l, град. | 0 |
| Радиус при вершине резца r, мм . | 1 |
| Площадь закрепления в державке | 16х25 |
Теперь перейдем непосредственно к расчету режимов резания на токарную чистовую операцию.
Из справочных данных (Таб. 1,2,5, 6,9, 14,17,22, 23 стр 264-275 [3]) , рассчитанных припусков выбираем необходимые значения и по ним рассчитываем параметры режимов резания (по формулам (5.4.1) - (5.4.4).
Таблица 30. Расчет скорости резания.
| Обрабатываемая поверхность | Припуск t, мм | Подача s, мм/об | Kmv | Kuv | Kпv | Cv | x | y | m | Скорость резания Vмм/мин. |
| Æ31,9 | 0, 3 | 0,2 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 420 | 0,15 | 0,20 | 0,20 | 134 |
Таблица 31. Расчет силы резания и потребной мощности станка (КПД станка 0.8).
| Обрабатываемая поверхность | Kmp | Kjp | Kgp | Klp | Krp | Cp | x | y | n | PzН | NэффКВт | NстКВт |
| Æ31,9 | 0,86 | 0,94 | 1,25 | 1 | 0,93 | 200 | 1 | 0,75 | 0 | 16,9 | 0,37 | 0,46 |
Как видно из таблицы, потребная мощность на операцию не превышает максимальной мощности станка (10 кВт).
Частота вращения детали
(5.4.5)Выбранный станок 16К20 имеет следующие параметры:
Максимальная частота вращения шпинделя nmax=1600 об/мин
Минимальная частота вращения шпинделя nmin=12.5 об/мин.
Число ступеней частоты вращения шпинделя Zст=24.
Диапазон регулирования составит в этом случае
j =nmax/ nmin=1600/12.5=128
По таблице 3.30 [7] находим ближайшее меньшее стандартное значение 101,72, что соответствует j =1,26
Расчетный диапазон регулирования для расчетной частоты вращения шпинделя nРАСЧ.
(5.4.6)Стандартная частота вращения шпинделя станка
(5.4.7)Таблица 32. Расчет стандартной частоты вращения шпинделя.
| Обрабатываемая поверхность | nРАСЧ | j П расч | j П таб | j | nСТ |
| Æ31.9 | 1337 | 101,72 | 101,72 | 1,26 | 1271 |
По паспортным данным на станок 16К20 частота вращения шпинделя на предпоследней ступени – 1250 об/мин. [14 стр.163]
Для станка 16К20
Количество ступеней подачи станка Zст.р=22
Максимальная подача sMIN=2,8 мм/об.
Минимальная подача sMAX=0,05 мм/об.
Расчетный диапазон регулирования подач станка
(5.4.8)Подача станка
(5.4.9)Таб.33. Расчет стандартной величины подачи.
| Обрабатываемая поверхность | sРАСЧ | j Прасч | j Птаб | j | SСТ |
| Æ31,9 | 0,2 | 4 | 4 | 1,26 | 0,2 |
По паспортным данным на станок 16К20 подача на один оборот шпинделя на девятой ступени – 0,2 мм/мин . [14 стр.163]
Определим правильность выбранных режимов резания путем проверки на жесткость.
Под действием силы резания – деталь прогибается. Вычислим прогиб детали. Деталь в станке имеет закрепление в центрах. Максимально возможный прогиб можно получить , если рассмотреть как консольное закрепление относительно большего расстояния до одного из центров , в нашем случае – это плавающий центр.
Формула для определения прогиба в этом случае имеет вид:
(5.4.10)Здесь Py –сила резания в поперечном направлении, которая вызывает прогиб детали.
a– расстояние от плавающего центра до точки приложения силы.
b– расстояние от центра до точки приложения силы.
l- длина детали.
Е – модуль упругости при растяжении для стали.
J – момент инерции детали относительно оси, перпендикулярной оси детали и направлению приложения силы. ( Находится как сумма произведений элементарных площадок на квадрат расстояния до соответствующей оси).