Технологический процесс

 

В принятом, техпроцессе, заготовкой является поковка, форма которой максимально приближена к форме детали, что позволяет ускорить и снизить затраты на обработку детали. Большинство операций ведется на станках с ЧПУ, что обеспечивает наиболее высокую производительность и точность обрабатываемых поверхностей. При обработке данной детали действует принцип постоянства и совмещения баз, что так же обеспечивает точность обрабатываемых поверхностей. Применяются стандартные приспособления, и используется высокопроизводительный режущий инструмент.

 

Расчет необходимого количества операций проведем по поверхности Æ  Размер заготовки Æ.

Необходимое общее уточнение рассчитываем по формуле:

 

                                                       (6.1)

 

где - допуск на изготовление заготовки, ;

- допуск на изготовление  детали, .

 

 

 

С другой стороны, уточнение определяется как произведение уточнений, полученных при обработке поверхности на всех операциях принятого техпроцесса:

 

                                              (6.2)

 

где – величина уточнения, полученного на i-ой операции;

n – количество принятых в техпроцессе операции для обработки поверхностей.

Для обработки поверхности  Æпринимаем следующий маршрут:

- черновое точение;

- чистовое точение;

- шлифование.

Рассчитаем  промежуточные значения по формулам:

 

 

 

 

 

где- допуски размеров полученных при обработке детали на первой, второй и третьей операциях,,

 

 

 

 

 

 

 

 

Полученное  значение показывает, что при приятом маршруте точность обработки поверхности Æ обеспечивается, так как , т. е. 63,163,8.

 

 

 

7 Расчет точности операции

 

 

Расчет точности выполняем на операцию 015 – токарную с ЧПУ, на которой производится точение поверхностиÆ. Допуск на обрабатываемую поверхность Т=120мкм.

Суммарную погрешность  обработки рассчитываем по формуле:

 

,                                       (7.1)

 

где - погрешность, обусловленная износом режущего инструмента, мкм;                     

- погрешность настройки станка, мкм;

=15- поле рассеяния погрешностей обработки, обусловленных действием случайных факторов, мкм;

- погрешность установки заготовки,  мкм.

Погрешность, обусловленную износом режущего инструмента, определим по формуле                   

      (7.2)

 

где - относительный износ инструмента, =5 мкм/км;

- путь резания, м

 

,     (7.3)

 

где   – диаметр обрабатываемой  поверхности,

 – расчетная длина обработки  с учетом пути врезания и  перебега                       режущего инструмента;

  –  количество деталей  в партии;

 – подача на оборот станка,

 

.

 

Погрешность, настройки станка определим по формуле   

 

_,                                   (7.4)

 

где - смещение центра группирования размеров пробных деталей относительно середины поля рассеяния размеров, мкм

 

_,                                                  (7.5)

 

где - мгновенная погрешность обработки, =10мкм;

- количество пробных деталей, =5.

 

мкм

 

- погрешность регулирования  положения режущего инструмента  на станке, =20мкм

- погрешность измерения пробных  деталей  =9 мкм.

Тогда

 

мкм.

 

При установке  детали в центрах:

e_у = 0.

 

Суммарная погрешность  обработки:

 

 

Требуемая точность обработки обеих поверхностей обеспечивается, так как

<Т; 110<120.

 

 

 

 

 

 

 

 

8  Расчет режимов резания

8.1 Расчет режимов резания аналитическим методом

 

Операция 015 – токарная с ЧПУ.

Станок модели 16К20.Т1.

Инструмент  с пластинкой из твердого сплава Т15К6.

Содержание  операции:

1. Черновое  точение поверхностей Æ52, Ø48, Æ55, Ø64и торца.

2. Чистовое  точение поверхностей Æ52, Ø48, Æ55, торца и фасок.

3. Точить 2 канавки  b=3мм;

4. Точить канавку  b=2,5мм;

5. Нарезать  резьбу М55х2-6g.

 

Расчет ведем  для чернового точения Æ55.

Глубина резания

t = 1 мм.

 

Рекомендуемая и принятая по паспорту станка подача

S_о = 1 мм/об.

 

Рассчитываем  скорость резания по формуле, [6]:

 

   (8.1)

 

где  – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

–показатель степени по стойкости Т;

 – показатель степени при глубине резания ;

- показатель степени при подаче  ;

 Т=30 мин  –значение стойкости,

 – глубина резания,

 – подача,

 – поправочный коэффициент.  Рассчитаем по формуле:

 

,                                        (8.2)

 

где – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала:

                                            (8.3)

где n=1 – показатель степени для твердого сплава,

 

=1,23,

 

=0,8 – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки, [6];

=1 – коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Тогда

 

 

Найдем скорость резания

 

м/мин.

 

Найдем по формуле частоту вращения шпинделя:

 

                                                        (8.4)

 

 

Принимаем по паспорту станка частоту вращения  мин^-1.

Найдем действительную скорость резания:

 

      (8.5)

 

 

 

Рассчитаем  силу резания[7]:

 

,     (8.6)

 

где – постоянный коэффициент, зависящий от физико-механических свойств материала;

 – показатель степени при глубине резания ;

- показатель степени при подаче  ;

- показатель степени при  скорости резания;

 – поправочный коэффициент,  учитывающий фактические условия  резания:

 

,        (8.7)

 

где – поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на силу резания

 

,     (8.8)

 

где n=0,75 – показатель степени для твердого сплава,

 

=0,86,

 

=0,94 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла на силу резания;

=1 – поправочный  коэффициент, учитывающий влияние переднего угла в плане на силу резания;

=1 – поправочный  коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия на силу резания;

=1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца.

Тогда

,

 

 

 

Определим мощность резания по формуле:

 

(8.9)

 

 

 

Мощность  двигателя главного привода станка:

 

кВт

N<N_ст

 

Таким образом, привод станка обеспечивает обработку  при заданных режимах.

Определяем  минутную подачу

,                                              (8.10)

мм/мин

 

Определяем  основное время

,                                             (8.11)

 

где L – длина резания, мм;

- количество рабочих ходов.

 

Определяем  длину резания

,         (8.12)

 

где l – длина рабочего хода инструмента, мм;

  y – величина врезания, мм.

 

,           (8.13)

 

где у_подв – величина подвода инструмента;

у_врез - величина врезания инструмента;

у_п - величина пробега инструмента.

мм,

мм,

 мин.

 

 мин.

 

Основное  время:

1) При обработке Æ48 ( =1)

 

2) При обработке Æ52 ( =1)

 

 

 

3) При обработке Æ64 ( =1)

 

 

Основное  время на черновую обработку:

 

     (8.14)

 

 

Операция  № 025 Вертикально-сверлильная с ЧПУ.

Станок  модели 2Р135Ф2-1

1. Сверлить  отв. Ø14l=53
2. Зенкеровать отв.
3. Зенковать фаску

2. Нарезать резьбу М16

Определяем  величину припуска

 

,                                                 (8.15)

 

где D – диаметр сверла, мм.

 

 мм

 

Подачу  принимаем S=0,3 мм/об.

Определяем  скорость резания

,                                    (8.16)

 

где – поправочный коэффициент;

       m=0,2 – показатель степени по стойкости Т;

q=0,4 – показатель степени при диаметре D;

y =0,5– показатели степени при подачеS;

       Т =45 мин – период стойкости;

K_v – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

 

= ,                                 (8.17)

 

где К_mv– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

К_lv=0,85 – коэффициент, учитывающий глубину сверления;

К_uv=1 – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

 

                                   (8.18)

 

где К_г=1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- предел прочности материала,  МПа;

n_v=0,9 – показатель степени.

 

,

,

Определяем  частоту вращения шпинделя  

 

,

 

мин^-1.

 

Принимаем n=500 мин^-1.

Определяем  действительное значение скорости резания

 

 

Определяем  крутящий момент

 

,                               (8.19)

 

где – поправочный коэффициент;

       q=2 – показатель степени при диаметреD;

y = 0,8 – показатель степени при подаче S;

K_p – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания.

,

,

Н·м.

 

Определяем  мощность резания

 

,                                                (8.20)

 кВт

 

Определяем  мощность электродвигателя станка

 

N_дв =

,

 

где h_ст – коэффициент полезного действия станка;

К_п – коэффициент перегрузки.

 

N_дв =

кВт,

Получившаяся  мощность меньше мощности главного привода  станка равной 3,7 кВт.

Определяем  минутную подачу

 

,

мм/мин

 

Определяем  основное время

,

где L – длина резания, мм;

     i – число отверстий.

Определяем  длину резания

 

,

где l – длина отверстия, мм;

      y – величина врезания, мм.

 

, (8.21)

мм.

мм,

 мин.

 

 

 

8.2 Расчет режимов резания по нормативам

 

Операция 015 – токарная с ЧПУ.

Станок модели 16К20.Т1.

Инструмент  с пластинкой из твердого сплава Т15К6.

Содержание  операции:

1. Черновое  точение поверхностей Æ52, Ø48, Æ55, Ø64и торца.

2. Чистовое  точение поверхностей Æ52, Ø48, Æ55,  торца и фасок.

3. Точить 2 канавки  b=3мм;

4. Точить канавку  b=2,5мм;

5. Нарезать  резьбу М55х2-6g.

 

Расчет ведем  для чистового точения Æ55

Глубина резания

t = 0,6мм.

Рекомендуемая и принятая по паспорту станка подача

S_о = 0,3мм/об.

 

Рассчитываем  скорость резания по формуле,[7]:

 

(8.22)

 

где – табличное значение скорости, м/мин;

К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, К₁=0,7;

К₂ – коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, К₂=1;

К₃ – коэффициент, зависящий от вида обработки, К₃=1.

 

м/мин.

 

Рассчитываем  частоту вращения шпинделя

 

                                      (8.23)

 

 

 

Принимаем по паспорту станка частоту вращения  мин^-1.

Найдем действительную скорость резания:

 

 

 

Определяем  минутную подачу по формуле 8.10

 

мм/мин

 

Определяем  основное время по формуле 8.11

 

 мин.

 

Основное  время:

1) При обработке Æ55 ( =1)