Разработка технологии обработки детали

Схема базирования:

Рис.6.

020. Токарная.

-Подрезать торец Ø38,66g14, выдерживая размер L8;

-точить начисто поверхность Ø38,66g14 до Ø36,86g10;

-точить тонко поверхность Ø36,86g10 до Ø35,66g6;

-точить канавку шириной- 4мм, выдерживая размер L9 и L10;

-точить наружную фаску 1×45º на поверхности Ø35,66g6 , выдерживая размер L11;

-точить внутреннюю фаску 1×45º  в отверстии Ø20H8, выдерживая размер L12;

-нарезать резьбу М36×1,5 g6 на поверхности Ø35,66g6.

Станок: токарный станок с ЧПУ 200НТ.

Оборудование: проходной упорный резец с пластиной из твердого сплава Т15К6 и Т30К4(φ=90º), отрезной  резец Р6М5, токарный проходной отогнутый резец из твердого сплава Т15К6(φ=45º), токарный резьбовой резец из твердого сплава Т15К6 для внутренней метрической резьбы (шаг1,5). Штангенциркуль Гост166-89, проходное кольцо.

Схема базирования:

Рис.7.

025. Очистка детали.

030. Контрольная.

Технические характеристики токарного станка с ЧПУ 200НТ

Наибольший диаметр над суппортом не менее ,мм.	250gfc
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	500/850
Диапазон частот вращения шпинделя, мин-1.	5...4000
Число ступеней частот вращения шпинделя	Регулирование бесступенчатое
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Нм, (кгсм), не менее	200(20)
Наибольшее усилие:
продольной подачи, Н (кгс)	5000
поперечной подачи, Н (кгс)	4000
Пределы подач:
продольных, мм/мин	0,01-12000
поперечных, мм/мин	0,01-9000
Число ступеней рабочих подач	Регулирование бесступенчатое
Мощность двигателя, кВт.	12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Моделирование  размерных связей.

Произведем размерный анализ на основе теории графов. Для этого начертим совмещенную схему обработки, основываясь на схемы базирования (п.4), и построим граф – дерево (Чертеж 2).

Z5=Z5′=Z10=1мм

Z15=Z15′=0,5мм

Составим систему уравнений.

1. 30-L8=0
2. 1-L11=0
3. 15-L10=0
4. 4-L9=0
5. 12-L6=0
6. 1-L7=0
7. 9-L5=0
8. Z5-A+L1=0
9. Z5′+Б-A+L1-L2=0
10. Z10+L3-L1=0
11. Z15-L3+L8=0
12. Z15′+L2-L3+L8-L10=0

Составим систему неравенств допусков.

1. aT(30) ≥ L8
2. aT(1) ≥ L11
3. aT(15) ≥ L10
4. aT(4) ≥ L9
5. aT(12) ≥ L6
6. aT(1) ≥ L7
7. aT(9) ≥ L5
8. ω Z5= A+L1
9. ω Z5′= Б-A+L1-L2
10. ω Z10= L3-L1
11. ω Z15= L3+L8
12. ω Z15′= L2-L3+L8-L10
1. 0,25≥0,25
2. 0,1≥0,1
3. 0,18≥0,18
4. 0,12≥0,12
5. 0,18≥0,18
6. 0,1≥0,1
7. 0,15≥0,15
8. 1,4+1,15=2,55
9. 1,2+1,4+1,15+0,97=4,72
10. 1,15+1,15=2,3
11. 1,15+0,25=1,4
12. 0,97+1,15+0,25+0,18=2,55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.Расчет режимов резания на одну операцию.

015. Токарная.

-Подрезать торец  Ø63 , выдерживая размер L3

Инструмент - проходной упорный резец φ90º

Марка инструментального материала - Т15К6

Глубина резания t=1 мм

Подача s= 0,6мм/об

Скорость резания:  м/мин

- коэффициент зависящий от марки материала [5](таб.17)

Т=15 мин.

(x= 0,15;y=0,35; m= 0,2)- степенные показатели [5](таб.17)

 

-коэффициент учитывающий влияние материала

- коэффициент состояния  поверхности

- коэффициент материала  инструмента

 

 

Тангенциальная составляющая силы резания Pz:

 

 

-постоянный коэффициент, зависящий от обрабатываемого  материала [5](табл.22)

=-0,15)-степенные показатели в формуле силы резания, зависящие от условий работы при точении [5](табл.22)

Kp - коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

n=0, 75 [5] (таб.9)

-коэффициент, учитывающий  влияние качества, обрабатываемого материала [5](таб.9)

- коэффициент, учитывающий  влияние главного угла  [5](таб.23)

- коэффициент, учитывающий  влияние переднего угла  [5](таб.23)

- коэффициент, учитывающий  влияние угла наклона главной  режущей кромки [5](таб.23)

Кrp=0,93- коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца

Радиальная составляющая силы резания Py:

 

 

 

=-0,3

0,86·0,5·1·1·0.82= 0,3526

 

 

 

 

Кrp=0,82

Осевая составляющая силы резания Px:

 

 

 

=-0,4

0,86·1,17·1·1·1= 1,0062

 

 

 

 

             Кrp=1

Полученный режим резания проверим по прочность механизма подачи станка с помощью условия: Рx cт.>Px , где Рx cт- наибольшее усилие продольной подачи станка.

5000>301,4- условие выполняется.

Выбранный режим резания проверим по мощности c помощью условия: Nст.>Nрез., где   Nст.- мощность на шпинделе станка

Nрез.- мощность резания

Мощность на шпинделе станка: Nст. = N·η·E=12·0,75·1,25=11,25

N- мощность станка

η- кпд станка

Е- коэффициент перегрузки

 

11,25>2,4 - условие выполняется.

Определим машинное время:

l1=t·ctgφ= 1·ctg45=1

l2= 1-3 мм

i=1

l- длина обрабатываемой поверхности

l1- величина врезания

l2- величина пробега

-черновое точение  поверхности Ø63 до Ø61,2n14.

Табличный метод расчета.

Марка инструментального материала- Т15К6

Глубина резания t= 1,8мм

Подача s= 0,6мм/об

Скорость резания: м/мин

- [5](таб.17)

Т=15 мин.

(x= 0,15;y=0,35; m= 0,2)- [5](таб.17)

 

 

 

 

 

 

Тангенциальная составляющая силы резания Pz:

 

 

- [5](табл.22)

=-0,15)- [5](табл.22)

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

n=0,75 [5](таб.9)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

Кrp=0,93- [5](таб.23)

Радиальная составляющая силы резания Py:

 

 

            -[5](табл.22)

(=-0,3)- [5](табл.22)

  0, 86·0,5·1·1·0.82= 0,3526

 

  -

  -

 -

Кrp=0,82-

Осевая составляющая силы резания Px:

 

 

           -[5](табл.22)

            (=-0,4) -[5](табл.22)

 0,86·1,17·1·1·1= 1,0062

              -

  -[5](табл.23)

  -[5](табл.23)

  -[5](табл.23)

  Кrp=1-[5](табл.23)

Полученный режим резания проверим по прочность механизма подачи станка с помощью условия: Рx cт.>Px , где Рx cт- наибольшее усилие продольной подачи станка.

5000>543,7- условие выполняется.

Выбранный режим резания проверим по мощности c помощью условия: Nст.>Nрез., где   Nст.- мощность на шпинделе станка

Nрез.- мощность резания

Мощность на шпинделе станка: Nст.= N·η·E=12·0,75·1,25=11,25

N- мощность станка

η- кпд станка

Е- коэффициент перегрузки

 

11,25>4,14- условие выполняется.

Определим машинное время:

l1=t·ctgφ= 1,8·ctg45=1,8

l2= 1-3 мм

i=1

Аналитический метод расчета.

Марка инструментального материала- Т15К6

Глубина резания t= 1,8мм

Подача по величине шероховатости обработанной поверхности: S1=0,6 мм/об [5](таб.11)

Подача по прочности механизма подачи станка :

Известно что: Pxстанка=0,25·Pz

Подставив в выражение:  
Найдем S2:

 

 постоянный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала [5](табл.22);

)- [5] (табл.22)

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

n=0,75 [5](таб.9)

-коэффициент, учитывающий  влияние качества, обрабатываемого материала [5](таб.9);

- коэффициент, учитывающий  влияние главного угла  [5](таб.23)

- коэффициент, учитывающий  влияние переднего угла  [5](таб.23)

- коэффициент, учитывающий  влияние угла наклона главной  режущей кромки [5](таб.23)

Кrp=0,93- коэффициент, учитывающий

- наибольшее усилие продольной  подачи станка

Подача по прочности пластины твердого сплава:

S3= S3T·K1·K2=6,1·0,85·0,4=2,074 мм/об

S3T=6, 1- табличное значение подачи [5](таб.23)

K1=0, 85- поправочный коэффициент, зависящий от механических свойств обрабатываемого материала [5] (таб.23)

K2= 0, 4 - поправочный коэффициент, зависящий от величины главного угла в плане [5] (таб.23)

Подача по жесткости детали с учетом способа крепления:

 

 

при черновой обработке f=0,2-0,4 мм - допустимая стрела прогиба детали;

E=214000 МПа – модуль упругости материала детали;

 -[5](табл.22)

)- [5](табл.22)

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

n=0,75 [5](таб.9)

- [5](таб.9)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

Кrp=0,93- [5](таб.23)

L=17,2мм

Подача по прочности державки резца:

 

[σB]= 200МПа допускаемое напряжение державки резца

Н=25 мм – высота державки резца

В=16 мм- толщина державки резца

l=1, 5·Н= 37,5 мм – вылет резца

 [5](табл.22)

)- [5](табл.22)

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

n=0, 75 [5](таб.9)

- [5](таб.9)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

Кrp=0,93- [5](таб.23)

Подача по жесткости державки резца:

 

f= 0,1мм - стрела прогиба резца

 [5](табл.22)

) [5](табл.22)

l=1,5·Н= 37,5 мм – вылет резца

E=214000 МПа – модуль упругости материала детали;

Из шести подач выбираем самую малую. S0=0,6 мм/об .

 

Период стойкости инструмента.

Экономический период стойкости: 

Для обеспечения максимальной производительности труда на данном рабочем месте обработку необходимо вести на . При определении периода стойкости , соответствующего скорости , пренебрегают затратами на эксплуатацию инструмента за период его стойкости, т. е. Принимают  =0.

тогда,

 

   – время на смену затупившегося инструмента и его подналадку за период стойкости, мин

m-показатель степени стойкости  в формуле скорости при обработке  резцами [5](табл.17)

Определение скорости резания или частоты вращения  из условия полного использования режущих свойств инструмента.

Скорость резания:

- [5](таб.17)

Т=15 мин

(x= 0,15;y=0,35; m= 0,2)- [5](таб.17)

 

 

 

 

S0=0,6 мм/об

Частота вращения шпинделя соответствующая этому критерию:

= 63мм - обрабатываемый диаметр

 

При изменении скорости резания стойкость инструмента изменится. Чтобы стойкость сохранялась неизменной, произведем перерасчет подачи:

мм/об

Определение скорости резания или частоты вращения из условия полного использования мощности станка.

Мощность резания:

 

 

 

- [5](табл.22);

=-0,15)- [5](табл.22)

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

n=0, 75 [5](таб.9)

- [5](таб.9)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

- [5](таб.23)

Кrp=0,93-[5](таб.23)

Мощность электродвигателя:    

 

Проверяем условие по мощности резания :

Nрез=5, 7 кВт.< Nстанка=12 кВт.

Условие выполняется, значит, дальнейшая обработка возможна.

=0,7 - КПД станка.

Nдв=5,7 кВт

 [5](табл.22)

) [5](табл.22)

S0=0,6 мм/об

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

Можно определить частоту вращения шпинделя  :

мм/об

мм/об

Scm>Sодн    В этом случае ограничение происходит по мощности станка.

-чистовое точение  поверхности Ø61,2n14 до Ø60,3n10

Марка инструментального материала - Т15К6

Глубина резания t= 0,9мм

Подача: s= s·Ks= 0,51·0,45=0,23 мм/об

Скорость резания: м/мин

 

Т=15 мин.- стойкость инструмента

x= 0,15; y=0,2; m= 0,2

 

 

 

 

Тангенциальная составляющая силы резания Pz:

 

 

 

=-0,15

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

 

 

 

Кrp=0,93

Радиальная составляющая силы резания Py:

 

 

 

=-0,3

0,86·0,5·1·1·0,82= 0,3526

 

 

 

 

Кrp=0,82

Осевая составляющая силы резания Px:

 

 

 

= -0,4

0, 86·1, 17·1·1·1= 1, 0062

 

 

 

 

Кrp=1

Рx cт.>Px

5000>147,4- условие выполняеться.

Выбранный режим резания проверим по мощности c помощью условия: Nст.>Nрез

Nст.= N·η·E=12·0,75·1,25=11,25

 

Условие выполняется.

Определим машинное время:

l1=t·ctgφ= 0,9·1=0,9мм

l2= 1-3 мм

i=1

-тонкое точение  поверхности Ø60,3n10 до Ø60n7

Марка инструментального материала – Т30К4

Глубина резания t= 0,3мм

Подача: s= s·Ks= 0,49·0,45=0,22 мм/об

Скорость резания: м/мин

 

Т=15 мин.- стойкость инструмента

x= 0,15; y=0,2; m= 0,2

 

 

 

 

Тангенциальная составляющая силы резания Pz:

 

 

 

=-0,15

0,86·0,89·1·1·0,93= 0,71

 

 

 

 

Кrp=0,93

Радиальная составляющая силы резания Py:

 

 

 

=-0,3

0,86·0,5·1·1·0,82= 0,3526

 

 

 

 

Кrp=0,82

Осевая составляющая силы резания Px:

 

 

 

=-0,4

0,86·1,17·1·1·1= 1,0062

 

 

 

 

Кrp=1

Рx cт.>Px

5000>43,3- условие выполняется.

Выбранный режим резания проверим по мощности c помощью условия: Nст.>Nрез

Nст.= N·η·E=12·0,75·1,25=11,25

 

Условие выполняется.

Определим машинное время:

l1=t·ctgφ=0,3·ctg45= 0,3

l2= 1-3 мм

i=1

- зацентровка  торца Ø60n7

Инструмент- комбинированное центровочное сверло

d=4, D=10, L=10, l=4,8.

Глубина резания: ;

Подача: s=0,08мм/об

Скорость: v=15м/мин