Разработка технологического процесса изготовления детали «Шток» изделия 527

 

Таблица 3. Маршрут обработки  детали.

Номер, наименование и краткое  содержание операции	Эскиз детали и схема ее установки
Операция 010. Токарная. Подрезать торец 10, сверлить центровое отверстие, точить поверхности 7,6,5
Операция 015. Токарная. Подрезать торец 10, сверлить центровое отверстие, точить поверхности 7,6,5 с другой стороны
Операция 020. Фрезерная. Сверлить отверстие 15. Фрезеровать  паз 9. Обрабатывать вторую сторону  с поворотом заготовки.
Операция 030. Токарная. Резать заготовку.
Операция 035. Токарная. Подрезать торец 14, сверлить центровое отверстие.
Операция 040. Токарная. Обработать поверхности 13,12,11,1,2,3,4
Операция 060. Шлифовальная. Шлифовать поверхности 11,1,3
Операция 095. Шлифовальная. Шлифовать поверхность 1.
Операция 100. Токарная. Полировать поверхности 11,1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Расчет режимов резания.

1. Общий припуск.

 

Данная деталь обрабатывается в три этапа: черновое точение, чистовое и шлифование. Материал детали сталь 07Х16Н6.

2. Глубина резания.

t_шлиф=0,2 мм

t_{чист.точ.}=0,5 мм

t_{черн. точ}=0,8 мм

3. Черновое точение.

t_{черн. точ}=0,8 мм

Определяем длину обработки  L

L=y+l+Δ,

где y- врезание y=t×ctgφ=0,8×ctg45⁰=0,8 мм

l- длина обрабатываемой поверхности (33,5 мм)

Δ- длина перебега (1,2 мм)

L=0,8+33,5+1,2=35,5 мм

а) Подача S₀=0,6 мм/об (рекомендации справочника «Режимы резания материалов», стр. 23), D=11 мм.

б) Определяем скорость резания.

V=V_табл×К₁×К₂×К₃=37×0,95×1,3×0,85=38,8 мм/мин

V_табл=37м/мин (при t до 1 и S₀=0,66мм/об) стр. 29

К₁- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала 0,95 (стр. 32)

К₂- коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава Р6К5= 1,3

К₃- коэффициент, зависящий от вида обработки 0,85 (стр. 34)

в) Определяем число оборотов шпинделя.

 

г) Определяем силу резания  P_z

P_z=P_z(табл)×К₁×К₂=135×1×1=135 кг

P_z(табл)=135 (при t до 1 и S₀=0,6мм/об) стр. 35

К₁- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала 1,0 (стр. 36),

К₂- коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении твердосплавным инструментом 1,0 (при V=38,8 м/мин и γ=10⁰ стр. 36)

д) Мощность затрачиваемая  при резании 

 квт

е) Определяем машинное время.

 где

i-число проходов =1

 

4. Чистовое точение.

Глубина резания t_{чист.точ.}=0,5 мм

L - длина обработки(35,5 мм)

а) Подача S₀=0,6 мм/об

б) Определяем скорость резания.

V=V_табл×К₁×К₂×К₃=37×0,95×1,3×0,8=36,5 мм/мин (стр.29)

в) Определяем число оборотов шпинделя.

 

г) Определяем силу резания  P_z

P_z=P_z(табл)×К₁×К₂=70×1×1=70 кг

P_z(табл)=70 (при t=0,5 и S₀=0,6мм/об) стр. 35

д) Мощность затрачиваемая  при резании 

 квт

е) Определяем машинное время.

 мин

5. Шлифование.

Длина обрабатываемой поверхности  l=28,5 мм

Глубина резания t_.=0,2 мм

Д_круга=300мм.

а) Скорость вращения круга.

 

где n_кр- станочное число оборотов круга=2000

б) При V_кр=31,4 м/с и HRC 50 скорость вращения обрабатываемой детали V_дет=30 м/мин (стр. 173).

Выбираем шлифовальный круг Э540С2-СТ15К (стр. 172)

в) Частота вращения детали

 

г) Выбор минутной подачи (стр. 173)

В- ширина шлифования=20 мм

Диаметр шлифуемой шейки=8мм

S_м=S_м(табл)×К₁×К₂×К₃=1,5×0,8×0,75×0,8=0,72 мм/мин

S_м(табл)=1,5 мм/мин (стр. 174) (ручной цикл)

К₁- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала 0,8

 К₂- коэффициент, зависящий от припуска и точности 0,75

К₃- коэффициент, зависящий от диаметра круга 0,8

д) Определение времени  выхаживания, т.е. обрабатывания без  изменения глубины резания ( не перемещая  круг в вертикальном направлении)

t_вых.=0,11 мин (стр. 175)

г) Величина слоя при выхаживании

а_вых=0,03 мм (стр. 176)

ж) Расчет машинного времени (ручной цикл).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Проектирование цангового патрона .

12.1 Конструктивная схема  прототипа (рисунок 3).

 

 

Рисунок 3. Конструктивная схема приспособления

Цанговый зажимной патрон состоит из цанги (поз.1), корпуса (поз.2), шток ( поз.3), поршня (поз.4), цилиндра (поз.5).

Цанговый патрон крепится на торец шпинделя станка (поз.7) винтами. На боковой стороне коробки скоростей  станка (поз. 6), установлен пневмоцилиндр  для затяжки цанги. При выкачивании  воздуха из цилиндра происходит перемещение  поршня 4, который в свою очередь  воздействует на шток 3. Шток 3 соединен с цангой 1 посредством резьбы на торце. Цанга 1 перемещаясь затягивает заготовку 8, из за наличия конусной поверхности на корпусе патрона 2. Заготовка 8 устанавливается в  цангу 1 до касания своей торцевой поверхностью буртика лепестков  цанги.

Данные цанговые патроны  применяются для закрепления  заготовок с нефиксированной  длинной вылета обрабатываемой поверхности. Конструктивной особенностью детали «шток» является наличие буртика толщиной 1,7 мм. При установке такой заготовки  в патрон, величину осевого вылета можно регулировать непосредственно  упором в торец буртика (см. рисунок 4).

2. Исходные данные.

Размеры и материал обрабатываемой детали:

-диаметр обработки – Д _обр. = 8,1 мм;

-диаметр вала для закрепления  в цанге – Д_в. = 6.1 мм;

- материал детали – сталь  ЭП 288-Ш; 

 Инструмент:

 резец проходной – Т15К6;

обработка с применением СОЖ.

 Режимы обработки: 

 глубина резания – t = 1,5 мм;

 продольная подача – S = 0,2 мм/об;

 скорость резания – V = 60 м/мин; 

Для определения окружной составляющей силы резания при токарной обработке  по справочнику «Режимы резания» определяем дополнительные исходные данные:

Ср = 204 – постоянный коэффициент для токарной обработки;

X = 1 – показатель степени для глубины резания;

У = 0,75 – показатель степени для продольной подачи;

m=0,20- – показатель степени для скорости резания.

 Параметры прототипа-аналога разжимной цанговой оправки:

 рабочий диаметр цанги Д_ц = 6 мм;

 диаметральный зазор между  цанговой оправкой деталью до закрепления S = 0,5 мм;

 количество лепестков разжимной  цанговой оправки Z = 6;

 толщина деформируемой части  лепестка цанги h = 4 мм;

– половина угла сектора лепестка цанги – α₁ = 30°;

– угол конуса лепестка цанги – α = 20°;

– диаметр  лепестков цанги d_ц = 20 мм.

 

– длина вылета лепестка цанги l= 21 мм.

 

Дополнительные исходные данные для расчета силы закрепления  и требуемой исходной силы от привода.

Е = 2,1·10⁶ кг/см² – модуль упругости лепестка цанги;

ƒ_тр1 = 0,15 – коэффициент трения на рабочей поверхности цанги;

ƒ_тр2 = 0,1 – коэффициент трения на конической поверхности цанги;

К₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса при определении требуемой силы закрепления детали на цанговой оправке для всех случаев обработки;

K₁ = 1,15 – коэффициент, учитывающий вид обработки;

К₂ = 1,2 – коэффициент, учитывающий изменение величины припуска на черновых операциях;

К_З = 1,0 – коэффициент, учитывающий прерывистость резания;

К₄ = 1,2 – коэффициент, учитывающий наличие в конструкции приспособлений упругих элементов.

 

1. Эскиз обработки детали в зажимном цанговом патроне (рисунок 2).

 

На проектируемом зажимном цанговом патроне, устанавливаемом  на шпинделе токарного станка выполняется  токарная обработка по наружному  диаметру и подрезка торца буртика  детали «шток».  Наибольший момент резания, возникает при обработке наружного  диаметра  (Д_обр=8,1 мм).

 

 

 

Рисунок 4. Эскиз обработки детали в зажимном цанговом патроне

2. Определяем окружную составляющую силы резания.

 

 

3. Схема базирования и закрепления заготовки в зажимной цанговой оправке показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Схема базирования и закрепления заготовки в зажимной цанговой оправке.

*_б1=0, так как конструкторская база совпадает с технологической (поверхность штока, по которой происходит закрепление в цанговом патроне и базирование по цилиндру ответной детали с фиксацией радиального перемещения шпонкой), *_б2=0, так как конструкторская база совпадает с технологической (поверхность штока, по которой происходит фиксирование в цанговом патроне упором в буртик и  базирование ответной детали с фиксацией осевого положения).

В качестве установочной явной  технологической базы выбираем обработанный торец наибольшего диаметра штока (3 степени свободы т.1, 2,3).

Для закрепления в оправке  используем наружную, предварительно обработанную, поверхность штока- двойная  опорная технологическая база (2 степени свободы т. 4,5).

Шестая степень свободы  – вращение заготовки- реализуется  за счет сил трения заготовки в  контакте с кулачками цанги (1 степень  свободы т. 6).