Разработка маршрутного технологического процесса на деталь «полуось»

     

     

     2.5.6 Расчет припусков 

     Разработка  технологических  процессов изготовления различных деталей  машин предусматривает  расчет припусков  и межпереходных  размеров для выполняемых  технологических  переходов. Правильный расчет припусков  и межпереходных  размеров является одним из центральных факторов, определяющих гарантированное достижение требуемой точности изготавливаемой детали на основе последовательного уточнения заготовки на каждой из проходимых технологических систем.

     Припуски  разделяют на общие  и межоперационные. Под общим понимают припуск, снимаемый в течение всего процесса обработки данной поверхности – от размера заготовки до окончательного размера готовой детали. Межоперационным называют припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции. Припуск должен иметь размеры, обеспечивающие выполнение необходимой для данной детали механической обработки при удовлетворении установленных требований к шероховатости и качеству поверхности металла и точности размеров деталей при наименьшем расходе материала и наименьшей себестоимости детали.

       Величина назначаемого припуска зависит от размера поврежденного поверхностного слоя (обезуглероживание для штамповок), неизбежных технологических погрешностей, возникающих при обработке заготовки, и погрешности установки.

     Дефектным слоем считается  слой металла, у которого структура, химический состав и механические свойства отличаются от аналогичных параметров основного материала.

     Отклонения  геометрической формы  и расположения поверхностей – овальность, огранка, изогнутость, параллельность, перпендикулярность поверхностей и другие должны находится в пределах поля допуска на размер, который ограничивает предельные погрешности геометрической формы.

     В данной курсовой работе я произвела расчет припусков на механическую обработку для наружной цилиндрической поверхности Ø40h10_-0,1 расчетно-аналитическим методом. Так обработка производится в центрах, то базой является ось детали, следовательно погрешность установки ε=0. Тогда припуск на диаметр определяется по формуле: 

     

     При выполнении шлифования после термообработки в формулу расчета  припуска не включают величину поверхностного слоя h, так как он имеет положительное значение и должен быть сохранен. Тогда припуск на диаметр определяется по формуле:

       

       
 
 

     Все данные по расчетам припусков заношу в таблицу 9.

     Таблица 9.

     Суммарное отклонение определяется по формуле:

     

     Величины  составляющих отклонений принимаются согласно справочным таблицам для каждого вида обработки и типа закрепления заготовки.

     Параметры Rz и h также принимаются по справочной литературе.

     2Z_min=2(160+80+60)=600 мкм – для чернового точения.

     2Z_min=2(50+50+20)=240 мкм – для чистового точения.

     2Z_min=2(25+25+16)=82 мкм – для чернового шлифования.

     2Z_min=2(3+5+8)=32 мкм – для чистового шлифования.

     Производим  расчет по остальным  графам таблицы.

     Определим общий номинальный  припуск:

      мкм;

     Номинальный диаметр вала заготовки:

     D_заг=D_ном+2z_общ=40+3,75=43,75 мм.

     Следовательно на чертеже заготовка будет диаметр 43,75_-0,5^+1,1. 
 

     

     

     2.5.7 Расчет режимов  резания 

     Токарная  обработка..

     Необходимо  установить режим  обработки, рассчитать силы резания и  необходимую мощность станка для выполнения черновой токарной операции на поверхности Ø43,75. Операция выполняется на токарно-винторезном станке 1А616.

     Глубина резания при черновой обработке равна  t=2,4.

     Подачу  примем S=0.4 мм/об по справочным таблицам (соответствует одной из ступеней по паспортным данным станка). 

      При токарной обработке  скорость резания  рассчитывается по формуле:

      

мм/мин.

      где C_v-коэффициент скорости резания и x_v, y_v, m - показатели степеней принимем по справочным таблицам равными C_v=290, x_v=0,15, y_v=0,35 и m=0,2; K_v- коэффициент, учитывающий конкретные условия резания:

      K_v=K_Mv·K_nv·K_иv·K_φv·K_rv

      K_Mv- коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала

      

      K_nv-коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки K_nv=0.8 (для штамповки).

      K_иv- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала, K_иv=1.

      K_φv и K_rv- коэффициенты, учитывающие параметры резца K_φv=1 и K_rv=1 (для φ=45⁰ и r=0.5).

      С учетом всех значений величина

      

.

      T_M- стойкость инструмента в многостаночной наладке.

      

      где Т-стойкость до затупления в одноинструментальной наладке, Т=60 мин, а  K_TM- коэффициент многостаночности K_TM=1

      

      Тогда скорость резания  при черновом точении  будет равна:

      

м/мин,

       а частота вращения шпинделя

       

об/мин^-1

     Примем  по паспорту станка ближайшую меньшую  частоту вращения n=2000 мин^-1, при этом действительная скорость резания.

     Тогда действительная скорость резания будет равна:

       

      Силу  резания принято  раскладывать на составляющие силы, направленные по осям координат  станка (тангенциальную P_z, радиальную P_y, осевую P_x).

      

      Тангенциальная  составляющая сил  резания P_z (Н) при точении определяется по формуле:

      P_z =

,

      где С_pz - коэффициент сил резания и показатели степени по справочным таблицам: С_pz = 300,   x_p = 1, y_p = 0,75 и n_p = -0,15; K_p - поправочный коэффициент.

      k_p=k_мр*k_φp*k_γp*k_λp*k_rp=0,44*1*1,1*1*1=0,484. 

      P_z =

Н.

      По  той же формуле, но с другими значениями коэффициента C_p и показателей степеней рассчитаем радиальную составляющую P_y силы резания.

      K_р=0,44*1*1,4*1,25*1=0,77 

      P_у =

Н.

      По  той же формуле, но с другими значениями коэффициента C_p и показателей степеней рассчитаем осевую составляющую P_х силы резания.

      K_р=0,44*1*1,4*0,85*1=0,52 

      P_х =

Н.

      Эффективная мощность при точении  определяется по формуле:

      N_e =

= =3,4 кВт.

      Мощность главного привода станка 1А616 - N = 4,5 кВт; с учетом потерь (к.п.д. передач h»0,89) получается 4 кВт, следовательно, с технологической стороны станок мод. 1А616 (4,5 кВт) соответствует требованиям рационального выполнения токарной операции.

      Шлифовальная  операция.

      Необходимо установить режим обработки, рассчитать силы резания и необходимую мощность станка для выполнения однократной шлифовальной операции на поверхности Ø43,75. Обработка производится на круглошлифовальном станке 3У10В.

      Скорость  вращения шлифовального  круга и скорость вращения заготовки определяется по справочным таблицам: