Технологический процесс изготовления детали "Вал"

радиальная - 0,22 - 2,25

Мощность  электродвигателя привода главного движения, кВт - 12,5

Габаритные  размеры:

длина - 2670 мм ;ширина - 1810 мм;высота - 2250 мм;Масса, кг - 6800

Режущий инструмент:Червячная фреза Ø100мм по ГОСТ 9324-80

Материал  инструмента - Р6М5 ГОСТ 19265-73

Оснастка:

Центр поводковый зубчатый по ГОСТ 18257-72*;Центр упорный по ГОСТ 13214-79

Измерительный инструмент: Шаблон

040 Термическая

 

050 Зубошлифовальная:

Шлифовать окончательно зубья

Оборудование:

Зубошлифовальный  станок 5А841:

Диаметр обрабатываемого зубчатого колеса - 30 - 320 мм

Модуль  обрабатываемого зубчатого колеса - 1,5 - 8 мм

Наибольшая  длина шлифуемого зуба прямозубого  колеса - 150 мм

Наибольший  угол наклона шлифуемого зубчатого  колеса, º - ±45º

Число зубьев обрабатываемого зубчатого  колеса - 10 - 200

Шлифовальный  круг - конический

Наибольшие  размеры шлифовального круга - 350×32 мм

Частота вращения шлифовального круга, об/мин - 1920

Подача  обката, мм/мин - 6 - 800

Радиальная  подача шпиндельной бабки за один ход суппорта - 0,01 - 2,49

Мощность  электродвигателя привода главного движения, кВт - 1,5

Габаритные  размеры:

длина - 2850 мм ;ширина - 2315 мм;высота - 2085 мм;

Масса, кг - 8000

Режущий инструмент:

Шлифовальный  круг фасонный Ø300 25А 40-Н СМ 6 К А 35 м/с

Оснастка:

Центр поводковый зубчатый по ГОСТ 18257-72*

Центр упорный по ГОСТ 13214-79

Измерительный инструмент:Шаблон

 

 

055 Круглошлифовальная:

  Установить и закрепить деталь

Шлифовать окончательно d16 на всю длину

 Оборудование:

Круглошлифовальный  станок 3М151:

Наибольшие размеры  устанавливаемой заготовки:

диаметр - 200 мм

длина - 700 мм

Рекомендуемый диаметр  наружного шлифования - 60 мм

Наибольшая длина  наружного шлифования - 700 мм

Высота центров  над столом - 125 мм

Наибольшее продольное перемещение стола - 705 мм

Угол поворота стола, º: по часовой стрелке – 3;против часовой стрелки - 10

Скорость автоматического  перемещения стола, м/мин - 0,05 - 5

Частота вращения шпинделя заготовки, об/мин - 50 - 500

Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки - 4

Наибольшие размеры  шлифовального круга:

наружный диаметр - 600 мм

высота - 100 мм

Перемещение шлифовальной бабки: наибольшее - 185 мм ;на одно деление лимба - 0,005 мм

за  один оборот толчковой рукоятки - 0,001 мм;Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин - 1590

Скорость  врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин - 0,1 - 4

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт – 10

 

Габаритные размеры:

длина - 4605 мм ;ширина - 2450 мм;высота - 2170 мм

Масса, кг - 5600

Режущий инструмент:

Шлифовальный  круг ПП 250х40x76 25А 40-Н СМ 6 К А 35 м/с по ГОСТ 2424-83

Оснастка:

Центр поводковый зубчатый по ГОСТ 18257-72*

Центр упорный по ГОСТ 13214-79

Измерительный инструмент:

Калибр  скоба Ø16h7-0,01 по ГОСТ 2216-84

060 Моечная

065 Контрольная

2.2.3. Расчет и  назначение операционных припусков  на механическую обработку.

От величины припусков на обработку детали зависит себестоимость ее изготовления. Повышенный припуск увеличивает расход материала, затраты труда и другие производственные расходы. При занижении величины припуска увеличивается вероятность получения бракованной детали. Поэтому очень важным является назначение общих и межоперационных припусков

Существует  два метода определения припусков  аналитический и статический  Первый является более точным методом.

Аналитический метод определения припусков  базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки

Аналитическим методом расчитаем припуски на обработку  поверхностей  Ø16h7

 

1 Исходная заготовка  штамповка на кривошипном горячештамповочном  прессе ,· масса заготовки   0,69 кг, группа точности Т4

Схема заготовки

 

Технологический маршрут обработки поверхности d16h7состоит из чернового, чистового точения термообработки и шлифования.

Заготовка обрабатывается в самоцентрующемся трехкулачковом патроне. Расчет ведется по [1]. Данные занесены в табл 2.2.

 

Расчет  припусков и предельных  размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ø16h7

Табл.2.2.

Технологический переход	Элементы  припуска				Расчетный припуск2Zmin,мкм	Расчетный min размер,Dmin,мм	Допуск  на изготовление Т,мм	Предельные размеры,мм		Предельные  припуски,мм
	Rz	h	ΔΣ	ε				Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Исходная  заготовка	150	250	1030	-	-	19,462	1200	20,662	19,462
Черновое  точение	50	50	62	130	2х2876	16,586	270	16,856	16,586	3806	2876
Чистовое  точение	20	30	41	8	2х326	16,242	70	16,312	16,242	0,544	0,326
Термообработка			8	-
Шлифование				80	2х260	15,892	0.018	16,000	15,892	0,312	0,86

 

Σ2Zmax	Σ2Zmin
4,642	3,462

 

Пространственное  отклонение [1 т31.с68]  ΔΣ₃=(ρ_см ²+ ρ_Экс ²) ^½=(0,25 ²+1,0 ²) ^1/2=1,03 мм

ρ_см –погрешность из-за смещения  одних участков поверхности относительно других за счет несовпадения полуматриц.        ρ_см=0,25 мм [1 т34.с73]

ρ_Экс=погрешность заготовки из-за эксцентриситета. ρ_Экс =1 мм[1 т33.с73]

Черновое  точение обеспечивает точность IT13( Т_Д=270 мкм)

Чистовое  точение обеспечивает точность IT10( Т_Д=70 мкм)

Точность  исходной заготовки  ТД=1200 мкм

  Значения Rz u h для заготовки [1 т29 с66]

Параметры, достигаемые после механической обработки наружных поверхностей Rz u h  из [1 т29.с67] заносим в таблицу 2.2

Для расчета ΔΣ для чистового и чернового точения воспользуемся формулой:

ΔΣ=Ки х ΔΣз , где Ки-коэффициент уточнения формы

Для чернового точения : ΔΣчерн= Ки х ΔΣз=0,06 х1030=62 мкм               Ки=0,06

Для чистового точения : ΔΣчист= Ки х ΔΣз=0,04 х1030=41мкм              Ки=0,04

Так как перед шлифование производится термообработка , то найдем пространственное отклонение ΔΣ для термообработки

ΔΣ=0,5 х ΔК х l =0,5 х 16 =8 мкм

Суммарная погрешность после ТО :       ΔΣmin=( 8 ²+ 41 ²) ^½=41,77=42 мкм

Погрешность установки ε выбираем из [1 т37.с79]

 ε=130 мкм

Для расчета ε на чистовую операцию воспользуемся формулой:

                      Δ ε _чист= Ки х Δ ε _черн= 130 х0,06=8 мкм , где

Ки=0,06 коэффициент уточнения формы

                       ε_шлиф=80 мкм [1 т38с80]

На основании  занесенных в таблицу данных произведем расчет минимальных значений межоперационных  припусков по формуле 

2Zmin= 2(Rz_i-1 +T_i-1 + ΔΣ_i-1 )

2Zminчерн= 2(150 +250 + 1038 )=2 x1438

2Zminчист= 2(50 +50 + 63 )=2x163

2Zminшлиф= 2(20 +30 + 80 )=2 x 130

Определим параметры Dmax, Dmin, 2Zmax, 2Zmin и занесем их в таблицу 2.2

Постоим схему графического расположения припусков  и допусков на обработку Ø 16 h 7(-0,018)

 

Определяем  общие припуски     2ZΣmax= 3,806+0,544+0,312=4,642 мм

     2ZΣmin= 2,876+0, 326+0,26=3,462 мм

Проверка :2ZΣmin+Тисх=2ZΣmax+Тшлиф

3,462+1,2=4,642+0,018

4,662=4,662

 

2.2.4.Расчет и  назначение режимов резания и  техническое нормирование операций.

Согласно  технологическому процессу обработки детали «Вал» и заданию, выбираем 2  поверхности для расчета режимов резания и технического нормирования..

1. Ø 16h7_(-0,018) обработка происходит за три перехода.

Черновое  точение – операция 010 Токарно-револьверная, переход 3

Чистовое  точение –операция 010 Токарно-револьверная , переход 4.

Шлифование – круглошлифовальная  055

2.Фрезерная  . Обработка происходит на операции 025.

 

2.2.4.1. Расчет режимов резания и техническое  нормирование обработки поверхности

Ø16h7_(-0,018) .

Производится  расчет режимов резания для 3 перехода 10 токарно-револьверной операции..

Для расчетов используем справочник [3]

На  данном переходе выполняется черновое точение цилиндрической поверхности  диаметром 20 мм, на длине 20  мм.

Исходные  данные для расчета:

диаметр обработки - d = 20 мм;

глубина резания - t = 1,6 мм;

по  справочным данным выбирается подача - s = 0,5 мм/об.

Скорость  резания определяется по формуле[3]:

 

                           V =        Cv*Kv ,                                             T ^m* t^x * s^y

где Cv = 420 - постоянный коэффициент, [3];

x = 0,15 - показатель степени при глубине  резания, [3]

y = 0,35- показатель степени при подаче, [3];

m = 0,2 - показатель степени при стойкости  инструмента, [3];

T = 90 мин. - период стойкости резца  из твердого сплава, [3];

Kv - поправочный  коэффициент, учитывающий условия  резания, определяется по формуле:

Kv = Kmv*Kпv*Kиv*Kтv*Kuv*Krv ,   

где Kmv = 1 - коэффициент, учитывающий влияние  материала детали, [3];

Kпv = 1 - коэффициент, учитывающий состояние  поверхности, [3];

Kиv = 1,15 - коэффициент, учитывающий материал  инструмента, [3];

Kтv = 1 - коэффициент, учитывающий стойкость  инструмента, [3];

Kuv = 0,7 - коэффициент, учитывающий угол  в плане резца, [3];

Krv = 1 - коэффициент, учитывающий радиус  при вершине резца, [3];

Kv = 1*1*1,15*1*0,7*1 = 0,81 .

По  формуле [3] вычисляем скорость резания:

V =       420*0,81                    = 142,31 м/мин.

             90^0,2 * 2 ^0,15* 0,5^0,2

Число оборотов рассчитывается по формуле:

n = 1000*V ,                             п*D

где D = 20 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

        n= 1000 * 142,31 = 2265,01 об/мин.

         3,14 *20

Принимается число оборотов шпинделя n = 2000 об/мин.

 

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

Vф  = п*D*n ,                               1000

Vф  = 3,14 * 20 * 2000 = 125,66 м/мин.

                  1000

Сила  резания Pz рассчитывается по формуле:

                              _{x      y    n}

Pz = 10 * Cp * t * s * Vф * Kp ,   

где Cp = 300 - постоянный коэффициент, [3];x = 1 - показатель степени при глубине резания, [3];y = 0,75 - показатель степени при подаче, [3];n = -0,15 - показатель степени при скорости резания, [3];Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания, определяется по формуле:

Kp = Kmp*Kup*Kуp*Kлp*Krp,   

где Kmp = 1 - коэффициент, учитывающий влияние  материала детали на силовые зависимости, [3];Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие  влияние параметров режущей части  инструмента на силу резания, Kup = 1; Kуp = 1; Kлp = 1; Krp = 1, [3];

Kp = 1*1*1*1*1 = 1 .

По  формуле вычисляем силу резания:

                             _{1        0,75        -0,15}

Pz = 10 * 300 * 2 * 0,5 * 125,66 * 1 = 1727,81 Н.

Мощность  резания определяется по формуле:

N = Pz*Vф ,                          1020*60

N = 1727,81 * 125,66 = 3,54 кВт.

            1020*60

 

Основное время  перехода рассчитываем по формуле:

To =  L                                               n*s    

  где s = 0,5 мм/об - рабочая подача инструмента;

           n = 2000 об/мин - частота вращения  шпинделя;

           L - длина пути обработки, мм, определяется  по формуле:

L = l + l1 + l2  ,    (9)

где l = 20 мм - длина пути резания;

          l1 = 3 мм - врезание; l2 = 0 мм - перебег.

Тогда     L = 20 + 3 + 0 = 23 мм.

По  формуле вычисляем основное технологическое  время  на 3  переходе 10 токарной операции:

To =   23        = 0,023 мин.

     2000 * 0,5         

Производится  расчет режимов резания для 4 перехода 10 токарно-револьверной операции.

Для расчетов используем справочник [3]

На  данном переходе выполняется чистовое  точение цилиндрической поверхности  диаметром 16,4мм, на длине 16 мм.

Исходные  данные для расчета:

диаметр обработки - d = 16,4 мм;глубина резания - t = 0,2 мм;

по  справочным данным выбирается подача - s = 0,5 мм/об.

Скорость  резания определяется по формуле[3]:

V =        Cv*Kv ,                                               T ^m* t ^x * s ^y

 

 

где Cv = 300 - постоянный коэффициент, [3];x = 0,15 - показатель степени  при глубине резания, [3]y = 0,35- показатель степени при подаче, [3];m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента, [3];T = 90 мин. - период стойкости резца из твердого сплава, [3];

Kv - поправочный  коэффициент, учитывающий условия  резания, определяется по формуле:

Kv = Kmv*Kпv*Kиv*Kтv*Kuv*Krv ,   где Kmv = 1 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали, [3];Kпv = 1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности, [3];Kиv = 1,15 - коэффициент, учитывающий материал инструмента, [3];Kтv = 1 - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, [3];Kuv = 0,7 - коэффициент, учитывающий угол в плане резца, [3];Krv = 1 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца, [3];

Kv = 1*1*1,15*1*0,7*1 = 0,81 .

По  формуле [3] вычисляем скорость резания:

V =       300*0,81            = 144,48м/мин.

        90^0,2 * 0,2 ^0,15* 0,5^0,2

Число оборотов рассчитывается по формуле:

n = 1000*V ,                                 п*D

где D = 20 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;