Разработка технологических операций обработки детали

Технологический процесс обработки вал разрабатываем согласно чертежу детали и вида производства. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально – сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

На основании маршрута обработки детали и выбранных средств технологического оснащения составляем технологические операции. Записываем в таблицу 4.

Таблица 4

№ операции	Наименование операции. Краткое содержание.	Наименование оборудования	Технологическая база
	Отрезная.	Отрезной круглопильный автомат 8А631
	Фрезерно-центровальная. 1)Фрезеровать торец 1,3 – начисто 2)Сверлить отв. 2,4 ( 3,15).	Фрезерно-центроваль-ный полуавтомат 2Г942.04	ТБ – поверхность 5.
	Токарная. 1)Проточить поверхность 5 – начисто. 2)проточить поверхность 6 – начерно. 3)Подрезать торец 7 – начерно. Переустановить. 4)Прочитать поверхность 8 и 9 – начисто.	Токарно-винторезный станок 16Б16Т1	ТБ – торец 1, центра.     ТБ – торец 3, центра.
	Токарная 1)Прочитать поверхность 6 – начерно. 2)Подрезать торец 7 – начерно. 3)Проточить фаску 10 – начисто. 4)Прочитать фаску 11 – начисто. 5)Прорезать канавку 12 – начисто.	Токарно-винторезный станок 16Б16Т1	ТБ – торец 1, центра.
	Токарная 1)Сверлить отв. 13 – начерно. 2)Расточить отв. 13 и сферу 14 – начерно 3)Проточить фаску 15 – начисто.		ТБ– пов-ть 6, торец 3
	Вертикально-фрезерная Фрезеровать пазы 16 и 17 – начерно.	Вертикально-фрезерный станок 6520Ф3	ТБ– пов-ть 6, торец 3
	Вертикально-сверлильная 1)сверлить отв. 19 – начерно. 2)Зенкеровать отв. 19 – нечерно.	Вертикально-сверлильный станок 2Н118	ТБ – пов-ть 6, паз 16 и торец 7.
	Вертикально-сверлильная Сверлить отв. 18 – начисто.	Вертикально-сверлильный станок 2Н118	ТБ – пов-ть 6, паз 16 и торец 3.

Технологические расчеты

Расчет припусков

При проектировании технологических процессов механической обработки заготовок необходимо установить оптимальные припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемой поверхности, и экономию материальных ресурсов.

1)Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку наружной поверхности «валика заднего» 32h14 (-0,62). Исходные данные и результаты расчетов заносим в таблицу 5.

Таблица 5

Значения шероховатости Rz и h берем из [2], стр.63-64, табл.4.3, 4.5.

Расчет суммарного отклонения:

= ; , стр. 67, табл. 4.7.

- смещение оси заготовки в горизонтальной плоскости.

Для данной детали = ∆k l = 0,5 67 = 34 мкм

Погрешность зацентровки не оказывает влияние на наружный диаметр. = 0 , стр.72

= = 34 мкм;

= = 0,06 34 = 2 мкм;

коэффициент уточнения формы для чернового точении = 0,06 , стр.72.

Погрешность установки ξ принимаем равной 0, поскольку она учтена настройкой станка.

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой

= 2( + + ) , стр. 62, табл. 4.2.

Минимальный припуск при черновом точении:

= 2(150 + 250 + ) = 2 434 .

Графа «расчетный размер » заполняется, начиная с конечного (чертежного) размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

= 32,0 – 0,620 = 31,380 мм;

= 31,380 + 2 0,434 = 32,248 мм.

В графу «Допуск» записываем значения допусков Т на заготовку, на чертежный размер детали и на промежуточные размеры в соответствии с квалитетами, получаемыми на технологических переходах.

Записываем значения допусков на каждый технологический переход и заготовку.

Рассчитываем максимальные размеры:

= 32.248 + 1.1 = 33.348 мм;

= 31,380 + 0,620 = 32,000 мм.

Определяем предельные значения припусков:

= - ;

= 32,248 – 31,380 = 0,868 мм

= - ;

= 33,348-32,000 = 1,348 мм

Рассчитаем общие припуски: и

= 0.868 мм = 1,348 мм

Производим проверку правильности расчетов:

- = 1,348 – 0,868 = 0,48 мм = - = 1,1 – 0,62 = 0,48 мм – Верно

Схема графического расположения припусков и допусков на обработку наружной поверхности вала Ø32h14(_0.62) приведена на рисунке 2.

Рис.2. Схема графического расположения припусков и допусков на обработку наружной поверхности вала Ø32h14(_0.62).

2) Опытно – статистический метод расчета припусков. Припуски на остальные обрабатываемые поверхности детали определяем на основании чертежа вала и размеров заготовки, а так же по методике [5]. Припуск на шлифование поверхностей после закалки 0,25 мм на сторону [5], стр. 187. Результаты заносим в таблицу 6.

Таблица 6

Поверхность	Размер, мм.	Припуск, мм
		2,0
	Ø3,15	-
		2,0
	Ø3,15	-
	Ø32	0,5
	Ø16	8,2+0,25 шлиф
		0,3 шлиф
	Ø25	4,0
	фаска 30	-
10, 11	фаска 1х45	-
	Ø15	-
13, 14	Ø16	0,25 шлиф
	фаска 30	-
16, 17		0,25 шлиф
	Ø8	-
	Ø6,15	0,25 шлиф

Расчет режимов резания

Режимы резания оказывают влияние на точность и качество обработанной поверхности, производительность и себестоимость обработки.

1). Рассчитаем режимы резания для черновой токарной обработки наружной цилиндрической поверхности Ø32h14(_0.62).

Определим глубину резания t (мм).

Максимальная величина глубины резания t = 1,3 мм [5], стр. 185, табл.27.

Фактическая глубина резания:

t = = = 0,5 мм.

Принимаем подачу: S = 0,4 мм / об ( от 0,4 до 0,5 мм / об ) [9], стр. 266.

Рассчитаем скорость резания ( м/ мин):

= [9], стр. 265;

= 350 – коэффициент, учитывающий условия резания;

х = 0,15; у = 0,35; m = 0,20 – показатели степени; [9], стр. 2269, табл.17.

Т = 100 мин ( от 90 до 120 мин) – период стойкости резца;

– корректирующий коэффициент.

= ;

– коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий материал режущей части резца;

- коэффициент, учитывающий величину радиуса при вершине резца = 1,0.

= = 0,8 = 0,8,

- предел прочности для стали 40ХГНМ, = 750 МПа ;

nv = 1; = 0,8 [9], стр. 262, табл. 2.

= 0,9 [9], стр. 263, табл. 5.

= 0,65 [9], стр. 263, табл. 6.

= 0,8 0,9 0,65 = 0,47

= 0.47 = 100,0 м/мин

Для проверки возможности реализации Vp на выбранном станке определяется расчетная частота вращения шпинделя :

=

= 33 мм, - диаметр заготовки до обработки;

= = 966,0 об/мин

По стандартному ряду чисел вращения шпинделя принимаем = 800 об/мин.

По принятому значению определяется фактическая скорость резания:

= = = 82,9 м /мин .

Определяем силу резания Р (Н), Определяем Рz

=10 ; [9], стр. 273,

= 300; х = 1,0; у = 0,75; n = - 0,15 [9], стр. 273, табл.22,

- поправочный коэффициент;

= ;

= = = 1,0.

Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания:

= 1,0; = 1,0; = 1,0; [9], стр. 275, табл.23.

= 1,0 1,0 1,0 1,0 = 1,0

= 10 300 = 388,9 Н

Рассчитаем эффективную мощность резания:

= = = 0,53 кВт

Потребная мощность: = ; кВт = 0,75

= = 0,75 кВт.

Коэффициент использования по мощности: K = ,

где: мощность станка 16Б16Т1 = 7,1 кВт

K = = 0.1.

Вывод: расчетная мощность меньше мощности станка, значит режимы резания подобраны верно.

2). Рассчитаем режимы резания на вертикально-сверлильную операцию (операция 040), на сверление отверстия Ø8,0 мм.

Глубина резания: t = = = 4,0 мм; длина сверления L = 4,5 мм.

Подача: S = 0,20 – 0,25 мм / об [6], стр. 277, табл. 25. Принимаем из стандартного ряда подачу S = 0,2 мм / об.

Скорость резания:

V = ;[6]стр. 276,

= 7,0; q = 0.4; у=0,7; m =0,2 [6], стр.278, табл.28.

Т = 25 мм [6], стр.279, табл.30.

= = 0,8 = 0,8;

– предел прочности для стали 40ХГНМ, = 750 МПа;

nv = 0,9 ( для сверл из стали Р6М5); Кт = 0,8 [9], стр. 262, табл.2.

Кuv = 1; = 1.

Общий поправочный коэффициент:

= = 0,8 1 1 = 0,8.

V = = 15,1 м / мин.

Для проверки возможности реализации Vp на выбранным станке определяется расчетная частота вращения шпинделя :

n = = = 601,1 об / мин.

По паспорту принимаем n = 500 об / мин.

Фактическая скорость резания:

Vф = 12,6 м / мин.

Рассчитаем крутящий момент:

= = 6,1 Нм

См = 0,0345; q = 2,0; у = 0,8 [6], стр. 281, табл.32.

= = = 1,0.

Рассчитываем мощность резания:

= = = 0,31 кВт

Потребная мощность резания:

= = = 0,36 кВт

где: - КПД станка = 0,85

Коэффициент использования по мощности: = = 0,24 кВт

Мощность станка Nст = 1,5 кВт.

3)Табличный метод расчетов режимов резания. Режимы резания рассчитываем по методике [10] и записываем в таблицу 7.

Таблица 7