Расчет припусков на обработку резанием

Т – значение периода стойкости резца,  Т = 60 мин;                   (12)

Кv – общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания:

Kv = Kмv . Knv . Kuv,

где Kмv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, Kмv = Kг (750 / σВ)nv ;

Kг=1;

nv = 1; 

σВ = 610 МПа;

Kмv = =                             

     Кnv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

Кnv = 0,8; 

Кuv – коэффициент, учитывающий состояние инструмента; Кuv = 1;

        Кv = 1,23∙0,8∙1= 0,98.

                   

Сила резания:

Рz = 10Ср∙tx∙Sy∙Vn∙Кр;      (12)

где  n – частота вращения детали, 1/мин,

n = 1000∙V / (π∙D) = 1000∙228,4 / (3,14∙29) = 2508 1/мин. 

Принимаем n = 2000 1/мин.

Тогда V = π∙d∙n / 1000 = 3,14∙2000∙29 / 1000 = 182,1 м/мин

Определим силы резания

Ср = 300

х = 1

у = 0,75 

n = -0,15

Кр = Кмр∙Кφр∙Кγр∙Кχр∙ Кrр;                                                              

Kмр =

Кφр = 0,89 – при главном угле в плане φ=900;

Кγр = 1,0 – при переднем угле γ = 100; 

Кχр = 1,0 – при угле наклона главного лезвия χ = -50;

Кrр = 0,87  - при радиусе при вершине r = 0,5 мм. 

Кр = Кмр∙Кφр∙Кγр∙Кχр∙Кrр = 0,86∙1∙1∙1∙0,87 = 0,75

Рz = 10Ср∙tx∙Sy∙ Vn ∙Кр = 10∙300∙21∙0,20.75∙182,1-0,15∙0,75 = 618 Н

Pу = 10Ср∙tx∙Sy∙Vn ∙Кр = 10∙243∙20,9∙0,20.6∙182,1-0,3∙0,75 = 270 Н    

Рх = 10Ср∙tx∙Sy∙Vn ∙Кр = 10∙339∙21∙0,20.5∙182,1-0,4∙0,75 = 268 Н       

Мощность резания, кВт:

N = Pz∙V / 1020∙60 = 618∙182,1 /1020∙60 = 1,8 кВт  < Nст = 7,5 кВт

 

Сверлить  отверстие  ø6мм  на глубину 48 мм (операция 025).

Инструмент– сверло спиральное   ГОСТ10902-77,  (D = 6,8 мм), материал инструмента – Р6М5.

Cv = 7,0

g = 0,40

у = 0,70 

m = 0,20

Охлаждение есть.

Подача S = 0,15 мм/об

T = 25 мин. – период стойкости 

Kv = KмvKuvKlv

где  Кмv – коэффициент на обрабатываемый материал,

       Kмv =КГ (750 / σВ)nv =1 · (750 / 610)1 = 1,23;

       Кuv – коэффициент на инструментальный материал,

       Кuv = 1,0; (по табл.6)                 

       Klv – коэффициент, учитывающий глубину сверления,

       Кlv = 0,85 (l = 4D)  

КV = 1,23∙1,0∙0,85 = 1,04;

n= 1000·V/(π·D)= 1000·31,1/ (3,14·6,8) = 1457 1/мин. 

Принимаем n = 1250 1/мин.

Скорость резания   V = π·d·n / 1000 = 3,14·6,8·1250/ 1000 = 26,7 м/мин

Крутящий момент и осевая сила  рассчитывается по формулам:

Мкр = 10См∙Sy∙Dq∙Кр

Ро

См = 0,0345          Ср = 68

q = 2,0                     q = 1,0 

у = 0,8                          у = 0,7

 

Кр =  Kмр =

Мкр = 10См∙Sy∙Dg∙Кр = 10∙0,0345∙6,82,0∙0,150,8∙0,85 = 2,98 Н·м

Ро = 10Ср∙Sy∙Dg∙Кр = 10∙68∙6,81,0 ∙0,150,7∙0,85 = 1042 Н

Мощность резания

Nе = Мкр∙n / 9750 = 2,98∙1250 / 9750 = 0,38 кВт.(9)

Черновая обработка. Фрезеровать последовательно поверхности 2,4,5 на проход.

S=0,7мм/об; t=4мм. (36)

(37)

где Cv=290; y=0,35; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

(38)

Частота вращения шпинделя:

; принимаем n=800,9об/мин  (39)

Уточненное значение V:

 ……………………..(40)

Технологическая норма времени:

 ……………………………………….(41)

Фрезеровать паз 10 мм .

 S=0,08мм/об (при ширине резца b=10 мм); t=3мм.

……………….(42)

где Cv=290; y=0,2; x=0,15; m=0,20, T=50мин.

 …………………………. (43)

Частота вращения шпинделя:

…………………….…………………..(44); принимаем n=252,18об/мин

Уточненное значение V:

……………………….(45)

Технологическая норма времени:

……………...……………………….(46

 

. Исходя из условий обработки  выбираем шлифовальный круг –  
 
24А16-25С1К. 
 
2. По паспортным данным станка выбираем размеры шлифовального круга 
 
; ; . 
 
3. Определяем частоту вращения шлифовального круга 
 
 
 
. 
 
4. По паспортным данным станка корректируем значение в меньшую сторону . 
 
5. По справочным данным находим скорость вращения заготовки 
 
. 
 
6. Рассчитываем частоту вращения заготовки 
 
, 
 
. 
 
7. По справочным таблицам определяем глубину шлифования 
 
. 
 
8. По справочным таблицам определяем продольную подачу  
 
. 
 
9. Определяем скорость продольного хода стола 
 
, 
 
. 
 
10. Определяем мощность резания 
 
, 
 
, , , , , 
 
. 
 
11. Проверяем достаточна ли мощность станка для проведения данной операции 
 
, , ; 
 
. 
 
12. Определяем время обработки 
 
, 
 
.

Выбор режимов резания на остальные операции  производим табличным способом. Результаты сводим в таблицу  11.                

                                                                                                     

 

 

   Таблица  11

№ операции	№ установки	№ перехода	Режимы резания
			t	S	n	V
			мм	мм/мин	мин -1	м/мин
005	1	1	2,5	500	315	123,6
		2	2,5	200	1000	15,7
		1	2	400	2000	100,4
		2	2	400	2000	128,1
		3	0,6	250	2500	197,1
010	2	4	0,6	250	2500	223
		5	4,5	250	2500	153
015	3	6	1,8	250	2500	208,8
		7	1,3	250	2500	208,8
020	4	1	2	400	2000	131,9
		2	0,6	250	2500	197,1
		3	3	250	2500	153

 

2.Конструкторский раздел

Применение станочных приспособлений расширяет технологические возможности металлорежущего оборудования, повышает производительность и точность обработки заготовок, облегчает условия труда рабочих и повышает культуру производства на предприятии. С помощью станочных приспособлений при механической обработке деталей решаются следующие основные типовые задачи: базирование и закрепление заготовок, координирование инструмента, изменение положения заготовки относительно оборудования.

 3.1 Описание конструкции приспособления для сверления отверстия

Приспособление состоит из корпуса, на котором установлены все элементы базировния, кулачки, зажимы, опоры,. Опорой является передняя часть приспособления, деталь зажимается кулачками или зажимами.

3.2 Точностной и силовой  расчет приспособления

Деталь устанавливают цилиндрической поверхностью на плоскость. Применяемый зажим, действующий нормально к поверхности заготовки, должны создать силу зажима W1 , препятствующие перемещению обрабатываемой заготовки под действием горизонтальной составляющей Рн силы резания.

 

Рис.9 Схема к расчёту сил зажима заготовки.

 

Определим силу зажима, создаваемую винтовым прихватом, резьба гайки М10, а длина плеч a=30 мм., b=60 мм.

Определяем усилие, создаваемое гайкой:

Где Р- усилие приложенное к гаечному ключу или рукоятке, Н, (Р=100…150Н);

 L-длина ключа или рукоятки, мм, (L=(12…15)D);

  -средний радиус резьбы, мм;

  -угол подъёма резьбы (у стандартных метрических резьб с крупным шагом =2º30'-3º30')

  -угол трения в резьбовом соединении (для метрических резьб =6º34')

 К - коэффициент, зависящий от  формы и площади соприкосновений  зажимного элемента с зажимаемой поверхностью.

Применяем для наших условий: Р=100 Н; L=12´10=120 мм.;

=4,55 мм.; =3º15'; =6º34'.

 

Определяем силу зажима W, действующую от прихвата на зажимаемую заготовку. Составляем уравнение моментов, согласно схеме сил, действующих на заготовку:

-Рзажa+Wb=0

W= (Рзажa)/b=(14959,5´30)/60=7479,75 Н

Сила резания Рz=2772,435 Н

Прочное закрепление заготовки обеспечивается при условии, если

2fW≥K Рн

Или 2fW≥0,6 Рz

2´0,3´7479,75≥0,6´2772,435

4487,85≥1663,46.

Условие прочности выполняется.

Точностной расчет.

Суммарную погрешность обработки найдем по формуле:

Епр = 1.73 ( (H + 1.73 ( (и + 1.73 ( (д + ( Eб2 + Ед2 + Ест2))

где (и - погрешность, связанная с размерным износом инструмента

(и = 0,02мм

(д - погрешность, связанная  с температурной и упругой  деформацией СПИД

(д = 0,015мм

(Н - погрешность, связанная  с настройкой инструмента

(Н = 0,1бт = 0,1 ( 0,3 = 0,03мм

Еб =0, т.к. используется станок 2Н118А

Ез = 0, т.к. сила зажима направлена перпендикулярно установочным элементам.

Eст - погрешность станка  нормальной точности

Ест = 0,05мм,

Епр= 1,73 ( 0,02 + 1,73 ( 0,015 + 1,73 ( 0,03 + 0.05 =0,163 мм

Сравним полученную погрешность с заданным допуском

Епр= 0,163 < 0,3 =бт4

Вывод: получаемая погрешность не выходит за границы допуска.

 

 

.  Расчёт погрешности  установки детали в приспособлении

 

Схема базирования – в призме. Стержень является главной базирующей поверхностью (три точки). Стержень зажимается с торцев. На столе приспособление ориентируется направляющими шпонками.

При обработке должно быть обеспечено получение центровочного отверстия. 

Определим влияние параметров точности приспособления на точность  заготовки. На размер 20,4 с припуском 0,4 мм на диаметр  точность приспособления имеет существенное влияние.

Суммарная величина всех погрешностей обработки

(12)

где: ωМ – мгновенное рассеяние;

       ωУВ - погрешность, связанная с уводом инструмента;

       ωУСТ - погрешность установки заготовки;

       ΔСИСТ - алгебрагическая сумма всех систематических погрешностей.

Погрешность установки заготовки:

,(12)

 где ωб – погрешность базирования;

       ωз – погрешность закрепления;

       ωпр – погрешность неточности самого приспособления.

Погрешность настройки станка:

,(12)

 где ωРЕГ – погрешность регулирования;

       ωИЗМ – погрешность измерения при настройке станка;

       ωСМЕЩ – погрешность смещения.

Погрешность приспособления:

,(12)

 где ωИЗГ.ПР. – погрешность изготовления приспособления;

       ωИЗМ – погрешность, связанная с износом приспособления;

       ωУСТ.ПР. – погрешность установки приспособления на станке.

Определим погрешность станка. По табл.1 (12) определяем, что на длине хода до 400 мм допуск составляет 0,02 мм. Тогда на длине 28 мм