Дипломная работа: Определение показателей технологичности детали АД

9. Расчет частоты вращения сверла.

Расчет производим по формуле :

.

Согласуем частоту вращения с характеристиками станка:

nст=1588 об/мин.

Определим действительную скорость резания:

.

10. Расчет осевой силы резания.

Рассчитаем осевую силу резания по формуле [6, c.276]:

P,

где k= k=  [6, c.264, т.9],

C = 68; q = 1; y = 0,7 [6, с.281, т.32].

PН.

11. Расчет крутящего момента.

Определим крутящий момент по формуле [6, с.277]:

М.

На возникающие при сверлении осевую силу и суммарный крутящий момент сопротивления резанию оказывают влияние следующие основные факторы: обрабатываемый материал, геометрические параметры сверла, смазывающе-охлаждающие жидкости, износ сверла, глубина сверления, скорость резания, подача.

С= 0,0345, q = 2, y = 0,8 [6, c.281, т.32],

М Нм.

12. Расчет мощности привода станка.

Мощность электродвигателя, необходимая для резания, определяется с учётом КПД станка (0,7…0,8).

Рассчитаем мощность привода станка по формуле:

N = ,

где, N =  - мощность, затрачиваемая на резание (эффективная мощность).

N=  кВт,

N =  кВт,

,

1,869< 4,5 – условие выполняется,

M< M,

Нм,

3,6 < 32,2 – условие выполняется.

13. Расчет основного машинного времени.

,

где lПОДВ =2мм – длина подвода;

lОБР =8мм –длина обработки;

lПЕРЕБ =2мм – длина перебега.

.

Переход 010 – Подрезать торец 37

1. Выбор инструмента.

Для подрезки торца выбираем токарный подрезной отогнутый резец с пластинами из твёрдого сплава по ГОСТ18880-73 (2, стр.121, т.8), материал резца – Т15К6. Эскиз резца представлен на рисунке 2.8.

Рисунок2.8

H=16; B=12; L=100; m=5; a=12; r=1

2. Определение глубины резания.

При черновом точении глубина резания принимается равной припуску на обработку. t=z=0,5мм.

3. Определение подачи.

S=0,4 (мм/об) (2, стр.266, т.11).

4. Определение скорости резания.

Скорость резания при точении рассчитывают по формуле:

;

Где Т=60 мин, Сv=47, x=0,15, y=0,35, m=0,20;

;

где , (2. стр.261, т.1);

, (2. стр.263, т.6);

, (2. стр.263, т.5);

;

Таким образом скорость резания будет равна:

м/мин.

5. Определение расчетной частоты вращения шпинделя.

Расчетная частота вращения определяется по формуле:

об/мин.

nприн = 632,3 об/мин

6. Определение силы резания.

При точении составляющие силы резания рассчитывают по формуле:

;

где Cp=200, x=1, y=0,75, n=0 – при расчете тангенциальной составляющей Pz;

Cp=125, x=0,9, y=0,75, n=0 – при расчете радиальной составляющей Py;

Cp=67, x=1,2, y=0,65, n=0 – при расчете осевой составляющей Рх (2, стр.273, т.22);

;

kmp= (2, стр.264, т.9).

kjp=1,08 – при расчете тангенциальной составляющей Pz;

kjp=1,3 – при расчете радиальной составляющей Py;

kjp=0,78 – при расчете осевой составляющей Рх (2, стр.275, т.23);

kgp=1,25 – при расчете тангенциальной составляющей Pz;

kgp =2 – при расчете радиальной составляющей Py;

kgp =2 – при расчете осевой составляющей Рх (2, стр.275, т.23);

klp=1,0 – при расчете тангенциальной составляющей Pz;

klp =1,7 – при расчете радиальной составляющей Py;

klp =0,65 – при расчете осевой составляющей Рх (2, стр.275, т.23);

Таким образом поправочный коэффициент будет равен:

 – при расчете тангенциальной составляющей Pz;

 – при расчете радиальной составляющей Py;

 – при расчете осевой составляющей Рх;

Составляющие силы резания будут равны:

(Н);

(Н);

(Н).

7. Определение мощность резания.

При точении мощность резания рассчитывают по формуле:

(кВт).

8. Произведем расчет выбранных элементов режима резания:

,

1,2 > 1,14 – условие выполняется.

9. Расчет основного времени точения

Расчет основного времени точения производим по формуле:

где S-подача исходя из характеристик станка, -длины обработки, подвода, врезания и перебега

.

015 – Точить поверхность 38

1. Выбор и обоснование режущего инструмента.

Выбираем токарный проходной отогнутый резец с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18868-73 [6, с.119, т.4]. Материал резца - твердый сплав Т15К6.

Рисунок 2.9

Эскиз резца приведен на рисунке Основные параметры резца:

H = 16 мм; B = 10 мм; L = 100 мм; m = 8 мм; R = 0,5 мм; a=8 мм;

3. Определение величины подачи инструмента.

Назначим подачу [6, с.266, т.11] S = 0,5 мм/об. Т.к. станок имеет бесступенчатое регулирование подач, то принимаем выбранное значение подачи  мм/об

4. Выбор периода стойкости инструмента.

Выберем период стойкости инструмента, учитывая, что ведется черновая обработка Т = 60 мин.

5. Определение общего поправочного коэффициента Kv.

Определим общий поправочный коэффициент:

,

где - коэффициент обрабатываемости стали,

;

,  [6, с.262, т.2],

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания [6, с.263, т.6], =1,0;

 - коэффициент, учитывающий влияние состояние поверхности заготовки на скорость резания [6, с.263, т.5], =0,9;

- коэффициенты, учитывающие влияние параметров резца на скорость резания [6, с.271, т.18],

.

6. Расчет скорости резания.

Определим скорость резания по формуле [12,с.265]:

,

где ; x=0,15;y = 0,35; m = 0,20 [12,с.269, т.18],t-глубина резания, S-подача,

м/мин

7. Расчет частоты вращения заготовки и действительной скорости резания.

nприн = 1588 об/мин

Фактическая скорость резания будет равна:

(м/мин).

8. Расчет силы резания

Расчет силы резания осуществим по формуле [6, с.271]:

,

где ; x = 1,0; y = 0,75; n = -0,15 [6, с.273, т.22],

t = 1 мм – глубина резания,

,

где  - коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости [6, с.264, т.9],

- коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силы резания [6, с.275, т.23],

;

9. Определим крутящий момент

Определим крутящий момент по формуле [6, с.271]:

.

10. Расчет мощности привода станка

Расчет мощности привода станка производим по формуле:

,

где  - механический КПД станка,

 - эффективная мощность станка,

,

,

11. Произведем расчет выбранных элементов режима резания:

,

1,2 > 1,01 – условие выполняется.

12. Расчет основного времени точения

Расчет основного времени точения производим по формуле:

где S-подача исходя из характеристик станка, -длины обработки, подвода, врезания и перебега

.

2.12.3 Шлифовальная операция

Рисунок 2.10

1. Установим характеристики инструмента. Инструмент при шлифовании различных конструкционных и инструментальных материалов выбираем по справочным материалам.

Зернистость абразива равна 40 мкм, группа – микрошлифопорошки;

Структура инструмента No 6;

Объемное содержание шлифовального материала равно 50%;

Область применения: круглое наружное, бесцентровое, плоское периферией круга, шлифование металлов с высоким сопротивлением разрыву;

Материал – электрокорунд белый 24А, использующийся для обработки сталей;

CМ2 – зернистость абразива.

Круг выбираем типа ПП 250x127x15 24А 40 CМ2 6К1;

Точность круга А;

Максимальная скорость круга 35 м/с

Класс балансировки 1

Рисунок 2.11

2. Окружную скорость заготовки можно определить как:

(м/мин);

3. Частоту вращения заготовки определяем по формуле:

(об/мин);

4. Окружную скорость абразивного круга принимаем: Vк=30(м/с);

5. Продольную подачу вычисляем в долях высоты круга:

Sпрод=кв*H,

где кв=0,4…0,7, выбираем кв=0,4, тогда Sпрод=0,4*15=6(мм/об.заг).

6. Минутную продольную подачу вычисляем по формуле:

Sм= Sпрод*nз=6*145,5=873 (мм/мин)

7. Определяем длину рабочих ходов стола, она равна длине шлифуемой поверхности Lрх=9,8 мм.

8. Определяем число одинарных и двойных ходов стола в минуту:

(од.х/мин) и (дв.х/мин)

9. Рассчитываем поперечную подачу (глубину шлифования) на один ход стола:

(мм/ход);

10. Вычисляем основное время обработки в соответствии с полным циклом

Рисунок 2.12

11. Определяем эффективную мощность шлифования.

(кВт);

12. По посчитанной эффективной мощности выбираем круглошлифовальный станок модели 3А110В.

Технические данные станка.

Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки:

диаметр 140

длина 200

Рекомендуемый диаметр шлифования:

наружного 3-30

внутреннего 5-25

Наибольшая длина шлифования:

наружного 180

внутреннего 50

Высота центров над столом 115

Наибольшее продольное перемещение стола 250

Угол поворота стола:

по часовой стрелке 5

против часовой стрелке 6

Скорость автоматического перемещения стола, м/мин 0,03-2,2

Частота вращения шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием 100-1000

Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки 4; 3

Наибольшие размеры шлифовального круга:

наружный диаметр 250

высота 25

Перемещение шлифовальной бабки:

наибольшее 60

на одно деление лимба 0,0025

за один оборот толчковой рукоятки 0,001

Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин

наружном 2680;3900

внутреннем 40000

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 2,2

Габаритные размеры (с приставным оборудованием):

длина 1880

ширина 2025

высота 2000

Масса (с приставным оборудованием), кг 2000

13. Согласно с паспортными данными станка принимаем:

Скорость заготовки V3=15(м/мин), тогда частота вращения заготовки:

(об/мин);

Частоту вращения круга принимаем: nприн=40000(об/мин), после чего вычисляем действительную окружную скорость круга:

(м/с).

14. Проверяем посчитанную эффективную мощность на достаточность мощности станка:

;

Условие выполняется.

Проверяем энергетические режимы шлифования на условие бесприжоговости:

(кВт),

 - условие бесприжоговости выполняется.

2.12.4 Фрезерование

Расчет режимов резания произведем для операции № 120 Фрезерная.

Рисунок 2.13

1.  Выбор режущего инструмента.

Для обработки поверхности выбираем фрезу дисковую пазовую по ГОСТ 3755-78 [12, с.181. т.82]. Материал – Р6М5

Эскиз фрезы приведен на рисунке 2.14

Рисунок 2.14

Параметры инструмента: D = 50 мм, b = 8 мм, d = 16 мм, z = 14.

2. Назначение глубины резания.

Глубина резания t определяет продолжительность контакта зуба с заготовкой, ее измеряют в направлении, перпендикулярном направлению оси фрезы [13, с.282]. В данном случае глубина резания равна t = 3,8 мм.

3. Определим величину подачи на один зуб фрезы по формуле

[12, с.282]:  

4. Вычислим подачу на один оборот фрезы:

.

5. Назначим период стойкости инструмента [12, с.290, т.40]:

T = 120 мин.

6. Определим скорость резания по формуле [12, с.282]:

,

где = 68,5, q = 0,25, x = 0,3, y = 0,2, u = 0,1, p = 0,1, m = 0,2 [12, с.286,т.39],

Определим общий поправочный коэффициент:

,

- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания [xx, с.263, т.6], =1,0;

 - коэффициент, учитывающий влияние состояние поверхности заготовки на скорость резания [12, с.263, т.5], =0,8.

,

,  [13, с.262, т.2],

,

.

7. Произведем расчет окружной силы резания по формуле [12, с.282]:

,

где [12, с.264, т.9],

= 68,2, x = 0,86, y = 0,72, u = 1,0, q = 0,86, w = 0 [12, с.291, т.41],

.

8. Определим крутящий момент на шпинделе станка:

.

9. Расчет мощности привода станка производим по формуле:

,

где  - механический КПД станка,

 - эффективная мощность станка,

,

,

10. Выбор оборудования.

Для данной операции выбираем горизонтально-фрезерный универсальный консольный станок 6Т804Г. При выборе станка принималось во внимание мощность необходимая при резании и габариты рабочей зоны станка, а также величины ходов рабочего стола.

Технические характеристики станка [12, с.54, т.40]

Размеры рабочей поверхности стола, мм 200800

Наибольшие перемещение стола, мм:

 продольное 400

 поперечное 160

 вертикальное 320

Расстояние от оси шпинделя до поверхности стола, мм 30-350

Внутренний конус шпинделя по ГОСТ 15975-82 40

Число скоростей шпинделя 12

Частота вращения шпинделя, об/мин 63…2800

Число рабочих подач стола 12

Подача стола, мм/мин:

 продольная 11,2-500

 поперечная ручная

 вертикальная ручная

Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин:

 продольная 3800

 поперечная 3800

 вертикальная 3800

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 2,2

Габаритные размеры:

 длина, мм 1315

 ширина, мм                                                                                   1205

 высота, мм         1350

Масса, кг 800

11. Согласование частоты вращения фрезы и подачи с техническими характеристиками станка.

Строим ряд чисел оборотов станка:

,

.

Значения чисел вращения оборотов станка сводим в таблицу:

Таблица 2.11

Принимаем .

Определим минутную подачу по формуле [12, с.282]:

.

Аналогично строим ряд подач:

,

,

Полученные значения продольных подач станка сводим в таблицу 26

Таблица 2.12

Принимаем .

Тогда фактическая подача на зуб фрезы :

.

12. Вычислим действительную скорость резания:

.

2.12.5 Шлицедолбление

Рисунок 2.15

1. Выбор оборудования

Для данной операции выбираем зубодолбежный станок 5122Б [11, c.41, т.26]. При выборе станка принимаем во внимание длину хода долбяка.

Технологические характеристики (размеры в мм):

Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки 200;

Наибольшая ширина нарезаемого зубчатого венца 30;

Число двойных ходов долбяка в минуту 200-1200;

Наибольший модуль нарезаемого зубчатого колеса                           4,5 ;

Круговая подача, мм/дв. Ход                                                       0,051-0,55;

Радиальная подача, мм/дв. ход      0,003-0,286;

Мощность электродвигателя главного привода, кВт         3,7;

Габаритные размеры(дшв)                                    261015101965;

Масса, кг                                          4500;

2. Выбор инструмента.

В качестве инструмента принимаем дисковый прямозубый долбяк - класс точности А. Материал долбяка Р6М5. Геометрические параметры m = 1,25, z = 14, L = 40.

рисунок 2.16

3. Определение круговой подачи.

Круговая подача назначается согласно модулю колеса по [ 12, с. 678, т.16]:                         S = 0,2 мм/дв. ход

В зависимости от материала обрабатываемой детали значение подачи необходимо умножить на поправочный коэффициент Кs = 0,9 [ 12, с. 679, т.18]:

Sкр = S= 0,2 = 0,18 мм/дв.ход

Согласуем подачу со станком и принимаем Sкр.ст=0,18 мм/дв.ход

4. Определение радиальной подачи.

Радиальную подачу принимают равными мм/дв.ход.

Согласуем подачу со станком и принимаем Sр.ст=0,036 мм/дв.ход

5. Определение скорости резания.

Скорость резания определяют по [ 12, с. 678, т.17]:

V = 30 м/мин

В зависимости от обрабатываемого материала значение скорости необходимо умножить на поправочный коэффициент Кv = 0,9 [ 12, с. 679, т.18]:

м/мин.

6. Определение числа двойных ходов.

Число двойных ходов долбяка в минуту:

,

где L – длина хода долбяка, состоящая из ширины нарезаемого зубчатого венца и перебегов в обе стороны от венца [ 12, с. 678, т.19]: мм.

Тогда

дв.ход/мин.

Согласуем со станком и принимаем =1000дв.ход/мин.

7. Определение действительной скорости резания.

16,6 м/мин.

8. Определение основного времени.

,

где z – число нарезаемых зубьев, z = 14,

nдв.ход – число двойных ходов долбяка, nдв.ход = 1000 дв.ход/мин,

Sкр – круговая подача, Sкр = 0,18 мм/дв.ход,

Sр – радиальная подача, Sр = 0,036 мм/дв.ход,

h – высота зуба, h = 1,8

m – делительный окружной модуль, m= 1,25

Тогда

0,92мин