Файл: Курсовая работа Проектирование технологического процесса механической обработки детали.docx
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 241
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Получение исходной информации
2. Подготовка исходных данных для проектирования
2.1 Конструкторский контроль чертежа детали
2.2 Оценка технологичности конструкции изделия
2.3 Определение типа производства
2.5 Нумерация обрабатываемых поверхностей
2.7 Предварительная разработка технологического маршрута
Чистовая обработка поверхности шпинделя на станке 16К20
Рассчитаем режим резания при чистовой обточке шпинделя на станке 16К20.
Исходные данные: род и размер заготовки после черновой обработки, сталь 18ХГТ; D=30 мм; D =27,5 мм; l=222 мм; условия выполнения операции - заготовка устанавливается в самоцентрирующийся патрон без поджатия центром задней бабки.
| № оп. | Наименование операции | Операционный размер | ||
| Обозначение | Формулы расчета | Размер | ||
| Заг | Заготовка торцованная, закрепленная в патроне шейкой заготовки, после черновой обработки внешней поверхности шпинделя | | D =28 мм | Ø27,5-0,0013 |
| 1,2 | Токарная (чистовая) | D1, мм | D1= D-0,5 мм | Ø27,5-0,0013 |
| | | | | |
Выбор режущего инструмента
Для чистового обтачивания вал-втулки из стали 18ХГТ принимаем токарный проходной резец прямой правый с пластиной из твердого сплава Т5К10 [2] или [3] =45; 1=10; с=4 мм (толщина пластинки); ВхН=25х25 (сечение державки); Ip=1,5*Н (вылет резца).
Назначение режимов резания.
Расчет режимов резания выполним в традиционной последовательности с использованием данных работы [7].
Глубина резания. При чистовой обработке припуск срезаем за один проход, тогда
Назначаем подачу. Для державки резца сечением 25х25 мм, диаметра обработки до 100 мм и глубины резания до 5 мм;
| Подача, допускаемая прочностью механизма подачи станка, мм/об, | |
 | |
| V - скорость резания, м/мин | 70 м/мин |
| При предварительных расчетах можно принять значение скорости в диапазоне от 70 до 100 м/мин для инструмента, оснащенного твердым сплавом, что примерно соответствует нижнему пределу диапазона скоростей при работе такими инструментами. | |
| Рдоп1- наибольшая осевая сила, допускаемая прочностью механизма подач станка, Н; | |
| СРх- коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и условия резания в формуле осевой силы резания. | |
| Глубина резания, мм | t= | 0,25 | мм |
| Подача, мм\об, | S= | 2,08 | мм/об |
| Скорость резания, м/мин. | V= | 70 | м/мин |
| Толщиной пластинки твердого сплава | с= | 4 | мм |
| Определяем значения постоянной и показателей степени [2], | |||||||
| Cpz= | 300 | х= | 1,0 | y= | 0,75 | n= | -0,15 |
| Cpx= | 339 | х= | 1,0 | y= | 0,75 | n= | -0,4 |
| Cpy= | 243 | х= | 0,9 | y= | 0,6 | n= | -0,3 |
| Поправочные коэффициенты, учитывающие геометрию резца [2], Кrp- учитывается только для резцов из быстрорежущей стали |
| φ=450; kφp= | 1,00 |
| γ=100; kγp= | 1,00 |
| kλp= | 1,00 |
| R=0,5 krp= | 0,87 |
| Определяем значения поправочных коэффициентов | ||
  | Kpx= | 0,82 |
| | | |
| | Kμрz= | 1,06 |
  | Kμрx= | 1,18 |
| | Kμрy= | 1,13 |
| Силы резания при точении | | |
| Pz(x,y)=10CptxSyVnKp | | |
| Pz= | 1130,3 | H |
| Pх= | 441,6 | H |
| Py= | 464,8 | H |
 | | |
| Pdopz= | 7200 | H |
| Pdop1= | 2880 | H |
| | | |
| S1=(Pdop1/Pя)(1/Ypя) | 2,55 | мм/об |
Следовательно, подача, допускаемая силой резания при точении (из условий обеспечения работы для твердого сплава со скоростью не ниже 90 м/мин) S=2,55 мм/об.
Выбираем из стандартного ряда подач SФчист.=2,42 мм/об.
| Определение величины скорости резания | |||
| Ориентировочное значение тангенциальной составляющей силы резания Pz, Н, определяется для глубины резания на предварительном переходе, фактического значения подачи и ориентировочного значения скорости резания, принятого для расчетов | |||
 | Pz= | 1266 | H |
| | Sф= | 2,42 | мм/об |
| Величина потребного для резания крутящего момента, развиваемого на обрабатываемом диаметре, Нм, | |||
 | Мкр= | 48,1 | Нм |
| | Мкрфакт.= | 42,0 | Нм |
| По найденному значению крутящего момента из паспортных данных станка (табл. 5 приложения) выбирается частота вращения шпинделя nст, соответствующая ближайшему большему допускаемому крутящему моменту на шпинделе станка. | |||
| | nст= | 1600,0 | об./мин |
| Частота вращения шпинделя | Наибольший допускаемый крутящий момент на шпинделе, Нм | Эффективная мощность на шпинделе, кВт | |
| по приводу | по слабому звену | ||
| 1600,0 | 42,0 | 6,9 | 6,9 |
В соответствии с найденным значением частоты вращения шпинделя определяется максимальное значение скорости резания Vст, допускаемой прочностью механизма главного движения станка, м/мин:
| | V  ст= | 382 | м/мин |
| Определяется максимальная величина скорости резания Vи, допускаемой режущими свойствами инструмента, м/мин: | |||
 | Vи= | 171 | м/мин |
| где Т -стойкость инструмента, выбирается любое значение из рекомендуемых справочными данными; | |||
| | Т= | 70,0 | мин |
| СV -постоянный коэффициент, характеризующий материал заготовки и условия ее обработки; | |||
| | СV= | 244 | |
| KV - общий поправочный коэффициент, учитывающий все другие конкретные условия обработки по сравнению с теми, для которых приводится в справочнике значение СV. Общий поправочный коэффициент KV представляет собой произведение отдельных частных коэффициентов, каждый из которых отражает влияние определенного фактора на скорость резания. Количество и значения частных коэффициентов определяются полнотой используемого справочника. | |||
| | KV= | 1 | |
| m- показатель относительной стойкости; | m= | 0,92 | |
| Xv, Yv- коэффициенты влияния глубины резания и подачи на скорость резания. | |||
| | Xv= | 0,23 | |
| | Yv= | 0,3 | |
| Из двух скоростей резания Vст и Vи выбирают наименьшее значение скорости Vmin, удовлетворяющее обоим ограничениям. Если наименьшей окажется скорость резания Vи, то находят соответствующую ей частоту вращения шпинделя станка на обрабатываемом диаметре: | |||
| | Vст= | 382 | м/мин |
| | Vи= | 171 | м/мин |
| | V  min= | 171 | м/мин |
| | n= | 716,3 | об./мин |
| и по паспортным данным станка выбирают новое фактическое значение nст. Пересчитывают новое значение фактической скорости резания Vф по формуле, аналогичной (13), при подстановке в нее фактического значения nст. | |||
 | nст.= | 630,0 | об./мин |
| | Vф= | 150,4 | м/мин |
| | | | |
| Частота вращения шпинделя | Наибольший допускаемый крутящий момент на шпинделе, Нм | Эффективная мощность на шпинделе, кВт | |
| по приводу | по слабому звену | ||
| 630,0 | 119 | 7,7 | 7,7 |
| | | | |
| | Рz= | 1129 | |
| Фактическая мощность, затрачиваемая на резание, кВт: | |||
| | N  рез.ф.= | 2,77 | кВт |
 Коэффициенты использования инструмента по скорости резания: | |||
| | ηv= | 0,88 | |
| Коэффициенты использования станка по мощности: | |||
| | η  N= | 0,39 | |
| где N эфф. пр - эффективная мощность шпинделя по приводу, выбирается из паспортных данных станка или определяется по формуле: | |||
| Nэфф.пр. = Nпр.эд .*ηпр. | Nэфф.пр. = | 7,1 | кВт |
| где Nпр.эд. - мощность двигателя привода главного движения, кВт; | Nпр.эд.= | 10 | кВт |
| ηпр.-коэффициент полезного действия привода главного движения, обычно ηпр.= 0,62 - 0,8, в зависимости от числа зубчатых пар, участвующих в передаче движения. | ηпр.= | 0,71 | |
| Если расчеты покажут, что коэффициент использования станка по мощности имеет значение большее 1, т. е. мощности станка недостаточно для выполнения операции, следует уменьшить выбранные значения Vф или Sф, при этом уменьшение Vф является более выгодным, так как машинное время будет такое же, как и при уменьшении Sф, но период стойкости инструмента значительно возрастет. Можно также уменьшить глубину резания на каждом из переходов, увеличив их число. После проведенных изменений расчеты следует провести заново. | |||
| Машинное время Т м , мин, на операцию: | |||
 | Tм= | 0,1 | мин |
| где L –длина прохода резца: L = l + y + ∆ (l – длина обрабатываемой поверхности (в нашем случае - длина шейки заготовки), мм; | |||
| | L= | 161,8 | мм |
| y - величина врезания резца, y =t*ctgφ, мм ( для резца со значением главного угла в плане φ= 900 врезание отсутствует); | y= | 0,3 | мм |
| ∆- величина перебега резца, ∆= 1-3 мм; | ∆= | 1,5 | мм |
| i –число проходов резца. | i= | 1 | |
Таблица
Режим резания заготовки и геометрические параметры резца
| Материал Заготовки и вид обработки | Режим резания | Машинное время Т м , мин, на операцию | Геометрические параметры резца проходного прямого правого с пластиной из твердого сплава Т5К10 | |||||||||||||||||||||||
| t, мм | S, мм | V, м/мин | | | | | r, мм | Финишные диаметры | ||||||||||||||||||
| Сталь 18ХГТ Черновая обработка наружной поверхности детали | 4,5 | 0,61 | 70 | 0,5 | 45 | 8 | 10 | 5 | 0,5 |
| ||||||||||||||||
| Сталь 18ХГТ Чистовая обработка наружной поверхности детали | 0,5 | 2,42 | 150,4 | 0,1 | 45 | 8 | 10 | 5 | 0,5 |
| ||||||||||||||||