Проектирование корпуса конического одноступенчатого редуктора

СОДЕРЖАНИЕ Введение Глава 1. Технологическая часть

1.1 Анализ исходных данных

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

1.3 Определение типа производства

1.4 Выбор метода получения заготовки и технико-экономическое обоснование выбранного варианта

1.5 Выбор баз и установление маршрута технологической обработки двух поверхностей

1.6 Выбор оборудования

1.7 Описание технологического маршрута обработки

1.8 Расчет припусков на обработку

1.9 Расчет режимов резания

1.10 Нормирование операций механической обработки детали Глава 2. Конструкторская часть

2.1 Разработка конструкции приспособления

2.2 Описание принципа работы и устройства приспособления

2.3 Теоретическая схема базирования и определение погрешностей

2.4 Силовой расчет привода приспособления

2.5 Расчет специального режущего инструмента Заключение Библиографический список Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В данном проекте будут рассмотрены вопросы которые необходимо решить при разработке технологии производства деталей, такие как назначение и технологичность конструкции детали, определение типа производства, выбор метода получения заготовок, разработка маршрутной технологии изготовления детали, выбор современного оборудования для определенного типа производства, расчет припусков на заготовку по технологическим переходам, выбор и расчет режимов резания на конкретную операцию с определением норм времени, конструирование и расчет приспособления и режущего инструмента для конкретной операции.

Расчет уточненных припусков повышает коэффициент использования материала, расчет режимов резания оптимизирует и сокращает время на выполнение операции так как расчет выполняется с использованием максимальных скоростей и подач, расчет и конструирование специального режущего инструмента позволяет при его использовании достигать требуемой точности и качества поверхности за меньшее время, а так же позволяет совмещать различные виды обработки, конструирование и применение специальных станочных приспособлений позволяет надежно и точно устанавливать заготовку без дополнительных операций (разметка и выверка) систематизируя погрешности установки, все это позволяет достичь требуемого качества продукции. Качество продукции (включая новизну, технический уровень, отсутствие дефектов при исполнении, надежность в эксплуатации) является одним из важнейших средств конкурентной борьбы, завоевания и удержания позиций на рынке. Поэтому предприятия уделяют особое внимание обеспечению высокого качества продукции, устанавливая контроль на всех стадиях производственного процесса, начиная с контроля качества используемых сырья и материалов и заканчивая гарантийным сроком после установки оборудования на предприятии заказчика.

Глава 1. Технологическая часть

1.1 Анализ исходных данных Деталь — корпус конического одноступенчатого редуктора, заготовка получаемая литьем из серого чугуна СЧ 25 ГОСТ 1412–85, материал обладает хорошими литейными свойствами, что позволяет получать отливки сложной конфигурации, поверхности подвергаемые механической обработке получаются высокого качества за счет пластичности материала и отсутствия следов надлома. Корпус в комплекте с крышкой образуют замкнутую полость, в которую через штуцер заливается машинное масло ИГ-18, следовательно соединения должны быть герметичны, утечек масла не допускается. Технические требования чертежа указывают: наибольшую точность обработки требуют отверстия O82Н7, O80Н7, O10Н7 и линейный размер 160h9. Имеются ограничения по точности формы и взаимного расположения поверхностей детали. Проанализируем последовательно эти требования с точки зрения их обоснованности и соответствия служебного назначения детали. Точность размера отверстия O82Н7 мм обусловлена характером сопряжения корпуса с валом-шестерней и корпусом подшипников (рывки, заедания и люфт не допускаются). Точность отверстия O80Н7 мм обусловлена сопряжением первичного вала с корпусом редуктора и характером работы вала с конической шестерней в корпусе редуктора, вращение которого должны быть плавными без рывков. Точность отверстия O10Н7 мм обусловлена характером сопряжения корпуса с крышкой редуктора т.к. необходимо обеспечение: равномерных пятен контакта зубчатой пары соответственно степени точности 8-В, полной герметичности редуктора, вибрации и шумности в пределах нормы. Точность линейного размера 160h9 так же обусловлена характером работы зубчатой передачи (исключение перекосов в зацеплении зубчатых колес) и равномерного прилегания плоскостей разъема редуктора. Допуск отклонения от параллельности поверхностей, А и Б в пределах 0,05 мм, обусловлен герметичностью соединений корпуса с крышкой, а так же условиями и техническими требованиями работы зубчатой пары. Заданная шероховатость Ra-1,6 мкм поверхности отверстия O82Н7 и O80Н7 соответствует требованиям предъявляемым к точности обработки и характером сопряжения, шероховатость Ra-3,2 мкм поверхностей, А и Б размер 160h9 соответствует требованию предъявляемым к точности и обусловлены необходимостью в герметичности соединений. Обработка отверстий O82Н7, O80Н7 мм выполняется в сборе с крышкой редуктора, отверстия O80Н7 мм обрабатываются с одной стороны на проход для обеспечения соосности отверстий и исключения перекоса вала с подшипниками.

Рис. 1.1, 1.2 Корпус конического одноступенчатого редуктора

1.2 Анализ технологичности конструкции детали Отливка довольно проста по конфигурации, но корпус имеет большие внутренние отверстия, что требует применения стержневой формовки для образования внутренних полостей. Деталь имеет точные отверстия под подшипники, параметры точности которых обеспечиваются применением в качестве отделочной обработки тонкого растачивания. Параметры по неперпендикулярности торцов к осям отверстий обеспечиваются обработкой плоскостей с одного установа. Обработка крепежных отверстий возможна с использованием многошпиндельных сверлильных головок, а это увеличивает производительность обработки детали. Обработка наружных поверхностей не вызывает затруднений (обработка на проход), форма внутренних поверхностей и отверстий простой формы, отверстия под крепежные изделия выполнены по форме режущего инструмента. В конструкции детали имеются достаточные по размерам технологические базы обеспечивающие надежное базировании и имеющие достаточно высокую жесткость: А, Б. В целом геометрическая конфигурация детали и отдельные ее элементы — технологичны т.к. множество поверхностей не подвергается механической обработке, а образуется при получении заготовки тем самым уменьшая расход материала в стружку, возможна обработка элементов детали высоко производительными инструментами (высоко скоростное фрезерование, фрезерование на проход, сверление без дополнительной обработки, высоко скоростное растачивание) и следовательно менее затратными по времени.

1.3 Определение типа производства Производство товарной продукции относится к основному производству. В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции различают три типа производства: единичное, серийное и массовое (ГОСТ 14.004−83).

Основным критерием при определении производства является — коэффициент закрепления операций К_зо, который определяется по формуле:

(1.1)

где общее число операций, выполняемых в течение месяца;

число рабочих мест.

Однако на первом этапе трудно определить число рабочих мест и число операций в течение месяца, поэтому тип производства определяем по массе деталей и количеству изготавливаемых изделий. При массе деталей до 200 кг и объеме выпуска от 1000 до 5000 тип производства мелкосерийный.

Для мелкосерийного производства характерно:

ограниченная номенклатура изделий при большом объеме выпуска;

специализация рабочих мест;

применение специального оборудования и автоматических линий;

расположение оборудования по технологическому циклу;

использование специального и нормализованного инструмента;

регулярность и высокая стабильность выпуска;

1.4 Выбор метода получения заготовки и технико-экономическое обоснование выбранного варианта Оптимальный метод получения заготовки выбирают рассматривая ряд факторов: материал детали, технические требования предъявляемые к ней, объем и серийность выпуска, форму поверхностей и размеры детали. Метод получения заготовки обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость ее производства, считается оптимальным и обоснованным.

Максимально приблизить геометрическую форму и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали — одна из главных задач в заготовительном производстве. Выбирая метод и способ получения заготовки, можно снизить затраты на ее изготовление и сократить трудоемкость механической обработки, в случаях когда это экономически выгодно.

Метод получения заготовки определяем, анализируя ряд факторов: материал детали, технические требования на ее изготовление, объем и серийность выпуска, форму поверхностей и размеры деталей.

Вид заготовки и способ ее изготовления определяем по следующими показателями:

— материал;

— конструктивная форма;

— серийность производства;

— масса заготовки.

Материал — серый чугун СЧ25 ГОСТ 1412–85, определяем код — 2;

конструктивная форма: основные признаки детали — в соответствии с чертежом, определяем код — 9;

серийность производства: вид заготовок — отливка, масса детали — 16 кг, программа выпуска — 5000шт, определяем код — 2;

массу заготовки: определяем для детали 16 кг, соответствующий код — 5.

Выбираем возможные виды и способы получения заготовок для данной детали, учитывая определенные выше коды четырех основных показателей детали:

код материала — 2;

код серийности — 2;

код конструктивной формы — 9;

код массы — 5.

По определенным ранее кодам выбираем возможные способы изготовления заготовок, рекомендуемые коды видов: 1, 4, 5, 6.

Расшифровываем коды видов получения заготовок:

1— литье в песчано-глинистые формы ;

4— литье в кокиль;

5— литье в оболочковые формы ;

6 — литье по выплавляемым моделям .

Предпочтение следует отдавать тому методу, который обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Если сопоставляемые варианты по технологической себестоимости оказываются равноценными, то предпочтительным следует считать вариант заготовки с более высоким коэффициентом использования материала [12,c.67 ].

Общие исходные данные:

материал детали по ГОСТ 1412–85 СЧ25;

масса детали Gд = 16 кг;

производство мелкосерийное.

Вариант 1. Расчет себестоимости производства заготовки корпуса — литьем в песчано-глинистые формы:

определяем массу заготовки Gз, кг:

(1.2)

где Кв.т.= 0,7 коэффициент весовой точности;

22,86 кг.

С = 51 500 руб/т, базовая стоимость одной тонны заготовок;

определяем себестоимость заготовки Сзаг, руб:

(1.3)

где Km.o.=3300руб/т, коэффициент доплаты за термическую обработку и отчистку заготовок;

Кm =1,165 коэффициент учитывающий точностные характеристики заготовок;

Кс = 1,1 коэффициент учитывающий серийность выпуска заготовок;

Sоmх = 1000 руб/т стоимость одной тонны отходов (стружки).

руб.

Вариант 2. Расчет себестоимости производства заготовки корпуса — литьем в оболочковые формы:

определяем массу заготовки Gзаг, кг:

где Кв.т.= 0,9 коэффициент весовой точности.

17,78 кг.

С = 70 000 руб/т базовая стоимость одной тонны заготовок.

определяем себестоимость заготовки Сзаг., руб:

Sотх = 1000 руб/т стоимость одной тонны отходов (стружки);

Кm =1,165 коэффициент учитывающий точностные характеристики заготовок;

Кс = 1,1 коэффициент учитывающий серийность выпуска заготовок.

руб.

Сравниваем себестоимость производства заготовок получаемых литьем в песчано-глинистые формы и литьем в оболочковые формы, выбираем первый вариант, т.к. его себестоимость ниже. Заготовку для корпуса конического редуктора изготавливаем методом литья в песчано-глинистые формы.

1.5 Выбор баз и установление маршрута технологической обработки двух поверхностей Выбор технологических баз в значительной степени определяет: точность линейных размеров; относительное положение поверхностей, получаемых в процессе обработки; выбор режущего и измерительного инструментов; станочных приспособлений; производительность обработки.

В основе выбора технологических баз лежат следующие общие принципы:

при обработке заготовок, необработанные поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции;

при обработке заготовки корпуса (рис. 1.1, 1.2) в качестве технологической установочной базы для первой операции используем поверхность «Б» так как она имеет наибольшую площадь;

в качестве установочной базы для последующей обработки используем поверхность «А» так как она является технологической и конструкторской базой, при обработке детали достигается наибольшая точность.

Для обработки отверстия O82H7мм с заданными параметрами точности и шероховатости в заготовке из чугуна, рекомендуем следующий примерный маршрут обработки: для получения заданных параметров рекомендуется применение тонкого растачивания;

сверление отверстия не требуется, так как оно отливается в исходной заготовке, поэтому в качестве первого перехода целесообразно выбрать предварительное растачивание;

после предварительного растачивания необходимо выбрать чистовое растачивание для устранения всех погрешностей предшествующей обработки и уменьшения глубины резанья;

после чистового растачивания необходимо выбрать тонкое растачивание для получения заданного квалитета точности и класса шероховатости;

выполнение всех переходов на одном станке и за одну операцию (установ) позволяет обеспечить принцип концентрации операций и последовательную обработку отверстия с одного установа.

Таким образом, для заданных условий маршрут обработки отверстия состоит из четырех переходов:

предварительное растачивание по 12-му квалитету точности;

черновое растачивание по 10-му квалитету точности;

чистовое растачивание по 8-му квалитету точности;

тонкое растачивание по 7-му квалитету точности.

Обработку отверстия по всем переходам выполняем в сборе с крышкой редуктора, для совпадения оси отверстия и получения заданных параметров точности и шероховатости.

Для обработки размера 160h9мм с заданными параметрами точности и шероховатости в заготовке из чугуна, рекомендуем следующий примерный маршрут обработки:

предварительное фрезерование по 12-му квалитету точности;

черновое фрезерование по 10-му квалитету точности;

чистовое фрезерование по 9-му квалитету точности.

1.6 Выбор оборудования Для выбора требуемого класса точности металлорежущих станков, необходимых для обработки деталей с заданной точностью и шероховатостью, определяется на основании расчетов и анализа. Первый параметр R рассчитывают по данным рабочего чертежа по наиболее точному размеру и качеству поверхности. По значению соотношений шероховатости и допуска на размер определяют значение параметра R, который сравнивается с ближайшим табличным значением для соответствующего класса точности станка. В такой же последовательности определяется параметр F. Значение допуска формы и расположения поверхностей берутся из рабочего чертежа детали, подлежащей обработке на данном станке. Расчетное значение параметра сравнивается с ближайшим табличным значением соответствующего класса точности станка. Из двух рассчитанных параметров определяют класс точности станка, выбирают наилучший, если расчетное значение попадает в два смежных класса. После этого определяют значение радиального биения шпинделя по функции А, откуда параметр геометрической точности станка, в частности радиальное биение шпинделя, рассчитывается по зависимости Тс= А*Тд = 0,36*Тд. Для современных металлорежущих станков радиальное биение, составляет ряд чисел 10, 6, 4, 2, 1 мкм. Соответственно для отечественных станков классов точности Н, П, В, А, С. Задачи выбора оборудования решаются исходя из производственных условий выполнения проектируемого технологического процесса, в любом случае технологическое оборудование должно быть подобрано с учетом обеспечения всех заданных техническими условиями требований к детали и достижения высоких экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Наиболее точный размер по чертежу корпуса является O80Н7, O10Н7 мм, 160h9мм, с допусками: Тд = 30мкм, Тд = 15мкм и Тд = 100мкм. По гносеологической функции рассчитываем параметр геометрической точности для токарного станка Тс, мкм:

Тс = А*Тд, (1.4)

Тс = 0,36* 15 = 5,4мкм.

Из технических характеристик технологического оборудования следует, что радиальное биение шпинделя в пределах 5,4мкм обеспечивает МРС высокой точности В — 4мкм. Шероховатость поверхности по чертежу детали O80Н7мм составляет Ra=1,6 мкм. Используя гносеологическую функцию, рассчитываем параметр шероховатости R:

R = Ra/Тд, (1.5)

R = 1,6/30 = 0,0533.

Класс точности станка выбран Н — 0,0533 .

Допуск параллельности размера 160h9мм установлен 0,05 мм.

По параметрической функции рассчитываем параметр отклонения формы и взаимного расположения поверхностей F:

F = Тф/Тд, (1.6)

F = 50/100 = 0,5.

Выбираем металлорежущий станок класса точности П — 0,390 т.к. Н — 0,625. Используем данный метод определения класса точности металлорежущих станков, для осуществления операций технологического процесса, аналитически обосновываем принятое решение по выбору данного технологического оборудования [ 10, c.38−39]:

технические характеристики обрабатывающего центра ИР800ВМФ4 многоцелевого (сверлильно — фрезерно — токарно — расточной) станка высокой точности с магазином инструментов и комбинированной системой ЧПУ:

Таблица 1.1 Технические характеристики обрабатывающего центра ИР800ВМФ4

1.7 Описание технологического маршрута обработки

Описываем технологический маршрут обработки корпуса в табл. 1.2, размеры и сопутствующая информация взяты с чертежа детали.

Таблица 1.2 — Маршрут обработки корпуса.

1.8 Расчет припусков на обработку

Рассчитываем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для отверстия O82Н7^+0,035 корпуса редуктора, показанного на.

Исходные данные для расчета [ 12, c.121] и [ 9, c.175]:

корпус редуктора изготавливаем из чугуна СЧ25;

заготовка — литая, масса 22,86 кг.

Все рассчитанные параметры заносим в табл.1.3.

На основе рабочего чертежа детали, с учетом точности и шероховатости поверхности устанавливаем последовательность обработки отверстия O82Н7. Выбираем маршрут [ 12, c.229] и заносим в графу 1 табл.1.3.

— отливка Rz =40 мкм, h= 260 мкм;

— обдирочное растачивание Rz =25 мкм, h =25 мкм;

— черновое растачивание Rz =20 мкм, h =20 мкм;

— чистовое растачивание Rz =10 мкм, h= 10 мкм;

— тонкое растачивание Rz =5 мкм, h= 5 мкм.

Данные по высоте микронеровностей Rz и глубину дефектного слоя h для отливки и по переходам заносим в 2 и 3 графы табл.1.3.

Данные графы 8 для заготовки и механической обработки возьмем из таблицы допусков, определяемые по квалитетам [ 12, c.228].

Определяем величину пространственных отклонений заготовки и на каждый технологический переход, мкм [ 9, c.330]:

суммарное значение пространственного отклонения заготовки:

(1.7)

где Д_Укор суммарное отклонение оси отверстия отливки по короблению;

Д_М.О.Р. 800мкм отклонение от межосевого расстояния отверстий детали;

Д_Р.Т.Б. 500мкм отклонение расположения отверстия относительно технологических баз;

Д_УП. отклонение перекоса оси отверстия;

Д_С.М. 250мкм отклонение смещения стержня в отливке.

Д_Укор =2* Д_к * l_к, (1.8)

где, Д_к = 0,9 отклонение оси отверстия отливки по короблению для корпусных деталей мкм/мм;

l_к — 9 мм, размер от оси отверстия для которого определяется кривизна, до оси симметрии детали:

Д_Укор = 2*0,9*9 = 16,2мкм.

Д_УП. = Д_П * l_о, (1.9)

где, Д_П 2,5мкм/мм перекос оси отверстия;

l_о 135 мм длина отверстия:

Д_УП. = 2,5 * 135 = 337,5мкм.

мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после обдирочного растачивания отверстия заготовки, мкм:

(1.10)

мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после чернового растачивания:

(1.11)

мкм.

Рассчитанные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл.1.3.

Определяем величину погрешности установки, мкм:

Погрешность установки заготовки на предварительно обработанную, полученную литьем в песчаноглинистые формы, поверхность в приспособлении с постоянными опорами составляет: 130мкм при обдирочном растачивании:

мкм.

Остаточная погрешность установки при черновом растачивании, мкм:

(1.12)

мкм.

Расчетные величины погрешности установки заносим в графу 5 табл.1.3. На основании записанных в таблицу 1.3 данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, по основной формуле:

(1.13)

минимальный припуск под обдирочное растачивание, мкм:

мкм.

минимальный припуск под черновое растачивание, мкм:

мкм.

минимальный припуск под чистовое растачивание, мкм:

мкм.

минимальный припуск под тонкое растачивание, мкм:

мкм.

Рассчитанные значения припусков заносим в графу 6 табл.1.3.

Определяем расчетные наибольшие предельные размеры по технологическим переходам начиная с чертежного размера:

для чистового растачивания, мм:

мм.

для чернового растачивания, мм:

мм.

для обдирочного растачивания, мм:

мм.

для заготовки, мм:

мм.

Рассчитанные размеры заносим в графу 7 табл.1.3, округленные наибольшие предельные размеры в графу 10 табл.1.3.

Вычисляем наименьшие предельные размеры по переходам, мм:

dmin1 = 82,035 — 0,035 = 82,000 мм.

dmin2 = 82,00 — 0,10 = 81,90 мм.

dmin3 = 81,90 — 0,50 = 81,40 мм.

dmin4 = 81,7 — 1,00= 80,7 мм.

dmin5 = 79,0 — 2,2= 76,8 мм.

Результаты расчетов заносим в графу 9 табл.1.3.

Рассчитываем фактические максимальные и минимальные припуски по переходам, мкм:

минимальные припуски, мкм:

2Zmin.тон.= 82,035 — 82,00 = 35мкм;

2Zmin.чист.= 82,00 — 81,90 = 100мкм;

2Zmin.черн.= 81,90 — 81,7 = 200 мкм;

2Zmin.обдир.= 81,7 — 79,0 = 2700 мкм.

максимальные припуски, мкм:

2Zmax.тон.= 82,000 — 81,9 = 100 мкм;

2Zmax.чист.= 81,9 — 81,40 = 500 мкм;

2Zmax.черн.=81,40 — 80,7 = 700 мкм;

2Zmax.обдир.=80,7 — 76,8 = 3900 мкм.

Результаты расчетов заносим в графу 11 и 12 табл.1.3.

Определяем общие припуски, мкм:

общий наибольший припуск, мкм:

2Zo max = 100 + 500 + 700 + 3900 = 5200мкм.

общий наименьший припуск, мкм:

2Zo min = 35 + 100 + 200 + 2700 = 3035 мкм.

Производим проверку правильности расчетов:

Zmax.тон. — Zmin.тон. =100 — 35 = 65мкм, д_чист — д_тон =100 — 35 =65мкм;

Zmax.чист. — Zmin.чист. =500 — 100 = 400мкм, д_предв — д_чист =500 — 100 =400мкм;

Zmax.предв. — Zmin.предв. = 700 — 200 = 500мкм, д_обдир — д_предв =1000 — 500 =500мкм;

Zmax.обдир. — Zmin.обдир. = 3900 — 2700 = 1200мкм, д_заг — д_обдир =2200 — 1000 =1200мкм.

Таблица 1.3 — Результаты расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

Рассчитываем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для размера 160h9_-0,1 корпуса редуктора, показанного на (рис. 1.1,1.2). Все рассчитанные параметры заносим в табл.1.4.

На основе рабочего чертежа детали, с учетом точности и шероховатости поверхности устанавливаем последовательность обработки размера 160h9. Выбираем маршрут [12, c.229] и заносим в графу 1 табл.1.4.

— отливка Rz =40 мкм, h= 260 мкм;

— обдирочное фрезерование Rz =25 мкм, h =25 мкм;

— черновое фрезерование Rz =20 мкм, h =20 мкм;

— чистовое фрезерование Rz =10 мкм, h= 10 мкм;

Данные по высоте микронеровностей Rz и глубину дефектного слоя h для отливки и по переходам заносим в 2 и 3 графы табл.1.4.

Данные графы 8 для заготовки и механической обработки возьмем из таблицы допусков, определяемые по квалитетам [ 12, c.228].

Определяем величину пространственных отклонений заготовки и на каждый технологический переход, мкм [ 9, c.330]:

суммарное значение пространственного отклонения заготовки:

(1.14)

где Д_Укор суммарное отклонение отливки по короблению;

Д_УО.П. отклонение от параллельности плоскости;

Д_С.М. 250мкм отклонение смещения форм отливке.

Д_Укор =2* Д_к * l_к, (1.15)

где, Д_к = 0,9 мкм/мм отклонение по короблению для корпусных деталей;

l_к -430мм габаритная длина детали:

Д_Укор = 2*0,9*430 = 774мкм.

Д_УО.П. = Д_О.П. * l_о, (1.16)

где, Д_О.П. -2,8мкм/мм отклонение от параллельности плоскости;

l_о -430мм габаритная длина детали:

Д_УО.П. = 2,5 * 430 = 1075мкм.

мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после обдирочного фрезерования заготовки, мкм:

мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после чернового растачивания:

мкм.

Рассчитанные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 табл.1.4.

На основании записанных в таблицу 1.4 данных производим расчет минимальных значений межоперационных припусков, по основной формуле:

(1.17)

минимальный припуск под обдирочное фрезерование, мкм:

мкм.

минимальный припуск под черновое фрезерование, мкм:

мкм.

минимальный припуск под чистовое фрезерование, мкм:

мкм.

Рассчитанные значения припусков заносим в графу 6 табл.1.4.

Определяем расчетные наименьшие предельные размеры по технологическим переходам начиная с чертежного размера:

для чернового фрезерования, мм:

мм.

для обдирочного фрезерования, мм:

мм.

для заготовки, мм:

мм.

Рассчитанные размеры заносим в графу 7 табл.1.4, округленные наименьшие предельные размеры в графу 9 табл.1.4.

Вычисляем наибольшие предельные размеры по переходам, мм:

dmax1 = 159,9 + 0,1 = 160,0 мм.

dmax2 = 159,9 + 0,4 = 160,3 мм.

dmax3 = 160,0 + 1,0 = 161,0 мм.

dmax4 = 161,7 + 2,5 = 164,2 мм.

Результаты расчетов заносим в графу 10 табл.1.4.

Рассчитываем фактические максимальные и минимальные припуски по переходам, мкм: минимальные припуски, мкм:

Zmin.чист.= 159,9 — 159,9 = 0мкм;

Zmin.черн.= 160,0 — 159,9 = 100 мкм;

Zmin.обдир.= 161,7 — 160,0 = 1700 мкм.

максимальные припуски, мкм:

Zmax.чист.= 160,3 — 160,0 = 300 мкм;

Zmax.черн.=161,0 — 160,3 = 700 мкм;

Zmax.обдир.=164,2 — 161,0 = 3200 мкм.

Результаты расчетов заносим в графу 11 и 12 табл.1.4.

Определяем общие припуски, мкм: общий наибольший припуск, мкм:

Zo max = 300 + 700 + 3200 = 4200мкм.

редуктор конический механизм режущий общий наименьший припуск, мкм:

Zo min = 0 + 100 + 1700 = 1800 мкм.

Производим проверку правильности расчетов:

Zmax.чист. — Zmin.чист. =300 — 0 = 300мкм, д_предв — д_чист =400 — 100 =300мкм;

Zmax.предв. — Zmin.предв. = 700 — 100 = 600мкм, д_обдир — д_предв =1000 — 400 =600мкм;

Zmax.обдир. — Zmin.обдир. = 3200 — 1700 = 1500мкм, д_заг — д_обдир =2500 — 1000 =1500мкм.

Таблица 1.4 — Результаты расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам.

На остальные обрабатываемые поверхности детали (рис. 1.1), припуски и допуски принимаем по таблице [ 1, c.6−13], (ГОСТ 7505 — 74) и записываем их значения в табл.1.5.

Таблица 1.5 — Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности корпуса.

1.9 Расчет режимов резания Расчет режимов резания для операции 035, операция фрезерносверлильно-расточная с ЧПУ выполняется на станке ИР800ПМФ4, производится обработка детали корпуса редуктора: Фрезерно — сверлильно — расточная: фрезеровать предварительно бобышки подшипников диам. 120 на проход, фрезеровать чисто бобышки подшипников 120 на проход, фрезеровать предварительно бобышку подшипника диам. 125 на проход, фрезеровать чисто бобышку подшипника 125 на проход, сверлить 12 отв.св.9 в размер 20, сверлить 6 отв.св.6 в размер 16, сверлить 4 отв.св.4 в размер 6, сверлить 2 отв.св.6 на проход, сверлить 4 отв.св.6 в размер 16, растачивание предварительное отв.80 на проход, растачивание черновое отв.80 на проход, растачивание чистовое отв.80 на проход, растачивание тонкое отв.80 на проход, растачивание предварительное отв.82 на проход, растачивание черновое отв.82 на проход, растачивание чистовое отв.82 на проход, растачивание тонкое отв.82 на проход, нарезать резьбу в 12 отв. М12 в размер 18, нарезать резьбу в 6 отв. М8 в размер 14, нарезать резьбу в 4 отв. М6 в размер 5, нарезать резьбу в 4 отв. М8 в размер 14, сверлить отв.св.14 на проход, нарезать резьбу в отв. М16 на проход.

Первый переход, фрезеровать предварительно бобышки подшипников диам. 120 мм на проход [ 10, c.358] .

Выбираем торцевую фрезу диаметром D = 100 мм, с режущей частью из твердого сплава ВК6.

Назначаем режимы резания, глубина фрезерования t = 4,0 мм, ширина фрезерования В= 120 мм. Подача при фрезеровании S_z=0,14мм/зуб.

Назначаем период стойкости торцевой фрезы диаметром 100 мм при обработке серого чугуна, Т = 180мин. Z — число зубьев фрезы 8.

Скорость резания допускаемая режущими свойствами фрезы, м/мин:

(1.18)

где, Сv — 445коэффициент; q, y, m, x, u, p -0,2; 0,35; 0,32; 0,15; 0,2; 0 показатели степеней; Кv — поправочный коэффициент на скорость резания:

(1.19)

Кмv — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания:

(1.20)

n_v — 1,25 показатель степени :

.

Киv -1,0 коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; Кпv — 0,85 коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;

;

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

(1.21)

мин^-1.

Крутящий момент на шпинделе, Нм:

(1.22)

Н*м.

Определяем силу резания (окружная сила), Н:

(1.23)

где, Ср — 54,5 коэффициент; q, y, x, n, w -1,0; 0,74; 0,9; 1,0; 0 показатели степеней; Кмр — поправочный коэффициент:

(1.24)

Н.

Механизм подачи станка ИР80ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (5610 Н< 10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,14 мм/зуб допустима.

Определяем силу по которой рассчитывают оправку на изгиб, Н:

(1.25)

где Рy = 40%, от силы резания Рz, Н;

Н.

Мощность затрачиваемая на резание (эффективная), кВт:

(1.26)

кВт.

Проверка мощности привода станка Nрез

Nшп=Nд*з, (1.27)

где Nшп — мощность развиваемая станком, кВт; Nд — 14кВт мощность электродвигателя привода главного движения станка; з — 0,9 коэффициент уточнения.

Nшп = 14*0,9 = 12,6кВт.

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 9,625<12,6 — следовательно обработка поверхности, при рассчитанных режимах резания возможна.

Для загрузки станка по развиваемой мощности и для сокращения времени необходимого на обработку поверхности, используем высоко производительные методы обработки:

в качестве материла режущей части фрезы используем минералокерамику, что позволит увеличить скорость резания и сократит время обработки V = 150м/мин:

частота вращения шпинделя, соответствующая скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Из характеристик станка видно, что данное число оборотов возможно n_c = 3000об/мин.

Мощность эффективная, кВт:

кВт.

Мощность эффективная не превышает мощности развиваемой приводом станка, следовательно обработка возможна.

Второй переход, фрезеровать чисто бобышки подшипников диам. 120 мм на проход Выбираем торцевую фрезу диаметром D = 100 мм, с режущей частью из твердого сплава ВК6.

Назначаем режимы резания, глубина фрезерования t = 2,3 мм, ширина фрезерования В= 120 мм. Подача при фрезеровании S_z=0,2мм/зуб.

Назначаем период стойкости торцевой фрезы диаметром 100 мм при обработке серого чугуна, Т = 180мин. Z — число зубьев фрезы 8.

Скорость резания допускаемая режущими свойствами фрезы, м/мин:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент на шпинделе, Нм:

Н*м.

Определяем силу резания (окружная сила), Н:

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (4440 Н< 10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,2 мм/зуб допустима.

Определяем силу по которой рассчитывают оправку на изгиб, Н:

Н.

Мощность затрачиваемая на резание (эффективная), кВт:

кВт.

Проверка мощности привода станка Nрез

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 7,25<12,6 — следовательно обработка поверхности, при рассчитанных режимах резания возможна.

Для загрузки станка по развиваемой мощности и для сокращения времени необходимого на обработку поверхности, используем высоко производительные методы обработки:

в качестве материла режущей части фрезы используем минералокерамику, что позволит увеличить скорость резания и сократит время обработки V = 170м/мин:

частота вращения шпинделя, соответствующая скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Из характеристик станка видно, что данное число оборотов возможно n_c = 3000об/мин.

Мощность эффективная, кВт:

кВт.

Мощность эффективная не превышает мощности развиваемой приводом станка, следовательно обработка возможна.

Третий переход. фрезеровать предварительно бобышку подшипника диам. 125 мм на проход [ 10, c.358] .

Выбираем торцевую фрезу диаметром D = 100 мм, с режущей частью из твердого сплава ВК6.

Назначаем режимы резания, глубина фрезерования t = 4,0 мм, ширина фрезерования В= 125 мм. Подача при фрезеровании S_z=0,14мм/зуб.

Назначаем период стойкости торцевой фрезы диаметром 100 мм при обработке серого чугуна, Т = 180мин. Z — число зубьев фрезы 8.

Скорость резания допускаемая режущими свойствами фрезы, м/мин:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент на шпинделе, Нм:

Н*м.

Определяем силу резания (окружная сила), Н:

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (5847 Н< 10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,14 мм/зуб допустима.

Определяем силу по которой рассчитывают оправку на изгиб, Н:

Н.

Мощность затрачиваемая на резание (эффективная), кВт:

кВт.

Проверка мощности привода станка Nрез

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 10,03<12,6 — следовательно обработка поверхности, при рассчитанных режимах резания возможна.

Для загрузки станка по развиваемой мощности и для сокращения времени необходимого на обработку поверхности, используем высоко производительные методы обработки:

в качестве материла режущей части фрезы используем минералокерамику, что позволит увеличить скорость резания и сократит время обработки V = 130м/мин:

частота вращения шпинделя, соответствующая скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Из характеристик станка видно, что данное число оборотов возможно n_c = 3000об/мин.

Мощность эффективная, кВт:

кВт.

Мощность эффективная не превышает мощности развиваемой приводом станка, следовательно обработка возможна.

Четвертый переход, фрезеровать чисто бобышки подшипников диам. 125 мм на проход Выбираем торцевую фрезу диаметром D = 100 мм, с режущей частью из твердого сплава ВК6.

Назначаем режимы резания, глубина фрезерования t = 2,3 мм, ширина фрезерования В= 125 мм. Подача при фрезеровании S_z=0,2мм/зуб.

Назначаем период стойкости торцевой фрезы диаметром 100 мм при обработке серого чугуна, Т = 180мин. Z — число зубьев фрезы 8.

Скорость резания допускаемая режущими свойствами фрезы, м/мин:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент на шпинделе, Нм:

Н*м.

Определяем силу резания (окружная сила), Н:

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (4626 Н< 10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,2 мм/зуб допустима.

Определяем силу по которой рассчитывают оправку на изгиб, Н:

Н.

Мощность затрачиваемая на резание (эффективная), кВт:

кВт.

Проверка мощности привода станка Nрез

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 7,55<12,6 — следовательно обработка поверхности, при рассчитанных режимах резания возможна.

Для загрузки станка по развиваемой мощности и для сокращения времени необходимого на обработку поверхности, используем высоко производительные методы обработки:

в качестве материла режущей части фрезы используем минералокерамику, что позволит увеличить скорость резания и сократит время обработки V = 170м/мин: частота вращения шпинделя, соответствующая скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Из характеристик станка видно, что данное число оборотов возможно n_c = 3000об/мин. Мощность эффективная, кВт:

кВт.

Мощность эффективная не превышает мощности развиваемой приводом станка, следовательно обработка возможна.

Пятый переход. сверлить 12 отв.св.O9 в размер 20 мм [ 10, c.358].

Выбираем сверло диаметром 9 мм, из быстрорежущей стали Р6М5.

Назначаем режим резания, подача при сверлении чугуна НВ>170, диаметр сверла 8 — 10 мм, S = 0,24 — 0,31 мм/об.

Назначаем период стойкости сверла, диаметр D = 9 мм при обработке серого чугуна сверлом из быстрорежущей стали, Т = 35мин.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла, м/мин:

(1.28)

где, Сv — 14,7 коэффициент;

q, y, m, — 0,25; 0,55; 0,125 показатели степеней ;

Кv — поправочный коэффициент на скорость резания:

(1.29)

Кмv — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания:

(1.30)

n_v — 1,3 показатель степени :

.

Киv — 1,0 коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания ;

Кlv — 1,0 коэффициент поправочный на скорость резания при сверлении, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия:

;

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении, Нм:

(1.31)

где, См -0,021 коэффициент;

q, y — 2,0 ;0,8 показатели степеней .

Н*м.

Определяем осевую силу, Н:

(1.32)

где, Ср — 42,7 коэффициент ;

q, y — 1,0 и 0,8 показатели степеней ;

Кр — поправочный коэффициент:

(1.33)

.

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (1447Н<10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,24 мм/об допустима.

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

(1.34)

кВт.

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 0,6<12,6 — следовательно обработка отверстия, при рассчитанных режимах резания возможна.

Шестой переход. сверлить 6 отв.св.O6 в размер 16 мм [ 10, c.358].

Выбираем сверло диаметром 6 мм, из быстрорежущей стали Р6М5.

Назначаем режим резания, подача при сверлении чугуна НВ>170, диаметр сверла 4 — 8 мм, S = 0,12 — 0,21 мм/об.

Назначаем период стойкости сверла, диаметр D = 6 мм при обработке серого чугуна сверлом из быстрорежущей стали, Т = 30мин.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла, м/мин:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении, Нм:

Н*м.

Определяем осевую силу, Н:

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (700Н<10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,16 мм/об допустима.

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

кВт.

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 0,32<12,6 — следовательно обработка отверстия, при рассчитанных режимах резания возможна.

Седьмой переход. сверлить 4 отв.св.O4 в размер 6 мм [ 10, c.358].

Выбираем сверло диаметром 4 мм, из быстрорежущей стали Р6М5.

Назначаем режим резания, подача при сверлении чугуна НВ>170, диаметр сверла 2 — 4 мм, S = 0,09 — 0,12 мм/об.

Назначаем период стойкости сверла, диаметр D = 4 мм при обработке серого чугуна сверлом из быстрорежущей стали, Т = 20мин.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла, м/мин:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении, Нм:

Н*м.

Определяем осевую силу, Н:

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (294Н<10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,09 мм/об допустима.

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

кВт.

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 0,2<12,6 — следовательно обработка отверстия, при рассчитанных режимах резания возможна.

Восьмой переход. сверлить 2 отв.св.O6 на проход [ 10, c.358].

Выбираем сверло диаметром 6 мм, из быстрорежущей стали Р6М5.

Назначаем режим резания, подача при сверлении чугуна НВ>170, диаметр сверла 4 — 8 мм, S = 0,12 — 0,21 мм/об.

Назначаем период стойкости сверла, диаметр D = 6 мм при обработке серого чугуна сверлом из быстрорежущей стали, Т = 30мин.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла, м/мин:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении, Нм:

Н*м.

Определяем осевую силу, Н:

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (700Н<10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,16 мм/об допустима.

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

кВт.

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 0,32<12,6 — следовательно обработка отверстия, при рассчитанных режимах резания возможна. Девятый переход. сверлить 4 отв.св.O6 в размер 16 мм [ 10, c.358]. Выбираем сверло диаметром 6 мм, из быстрорежущей стали Р6М5. Назначаем режим резания, подача при сверлении чугуна НВ>170, диаметр сверла 4 — 8 мм, S = 0,12 — 0,21 мм/об.

Назначаем период стойкости сверла, диаметр D = 6 мм при обработке серого чугуна сверлом из быстрорежущей стали, Т = 30мин.

Скорость резания, допускаемая режущими свойствами сверла, м/мин:

м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания, об/мин:

мин^-1.

Крутящий момент от сил сопротивления резанию при сверлении, Нм:

Н*м.

Определяем осевую силу, Н:

Н.

Механизм подачи станка ИР800ПМФ4 допускает осевую силу подачи Рmax (Z) = 10 000Н, т. е. Ро < Рmax, (700Н<10 000Н), следовательно назначенная подача S = 0,16 мм/об допустима.

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

кВт.

Мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 0,32<12,6 — следовательно обработка отверстия, при рассчитанных режимах резания возможна.

Десятый переход. растачивание предварительное отв. O80мм на проход [ 10, c.358].

Выбираем расточную оправку O80мм и вылетом 260 мм для обработки сквозных отверстий, с режущей частью из композитного материала на основе нитрида бора марки 05.

Назначаем режимы резания, глубина резания t = 3,5 мм, при параметре шероховатости Ra6,3мкм. Подачу при растачивании выбираем S = 0,2мм/об.

Назначаем период стойкости лезвия резца Т = 90мин.

Скорость резания при растачивании, м/мин:

(1.35)

где, Сv — 240 коэффициент;

х, y, m, — 0,2; 0,4; 0,28 показатели степеней;

Кv — поправочный коэффициент на скорость резанья:

(1.36)

Кмv — коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания:

(1.37)

n_v -1,25 показатель степени ;

.

Киv — 1,0 коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

Кпv — 0,85 коэффициент поправочный на скорость резания при растачивании, учитывающий состояние поверхности заготовки;

м/мин.

Определяем силу резания при растачивании, Н:

(1.38)

где, Ср — 123 коэффициент;

х, y, п — 1,0; 0,85; 0 показатели степеней ;

Кр — поправочный коэффициент:

(1.39)

где Кмр — коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала:

.

— коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющую силы резания при обработке чугуна:

Н.

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

кВт.

Проверка мощности привода станка Nрез<12,6 — следовательно, растачивание отверстия при рассчитанных режимах резания возможно.

Для загрузки станка по развиваемой мощности и для сокращения времени необходимого на обработку поверхности, используем высоко производительные методы обработки:

в качестве материла режущей части расточной оправки используем минералокерамику на основе нитрида бора марки 05, что позволит увеличить скорость резания и сократит время обработки V = 300 — 1000м/мин: — 600м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая скорости резания, об/мин:

об/мин.

Мощность эффективная, кВт:

кВт.

Мощность эффективная не превышает мощности развиваемой приводом станка, следовательно обработка возможна.

Одиннадцатый переход. растачивание черновое отв. O80мм на проход Выбираем расточную оправку O80мм и вылетом 260 мм для обработки сквозных отверстий, с режущей частью из композитного материала на основе нитрида бора марки 05.

Назначаем режимы резания, глубина резания t = 2,0 мм. Подачу при растачивании выбираем S = 0,15мм/об.

Назначаем период стойкости лезвия резца Т = 90мин.

Скорость резания при растачивании, м/мин:

м/мин.

Определяем силу резания при растачивании, Н:

Н.

Мощность затрачиваемая на резание, кВт:

кВт.

Проверка мощности привода станка Nрез

мощность затраченная на резание меньше мощности развиваемой станком 0,7<12,6 — следовательно, растачивание отверстия при рассчитанных режимах резания возможно.

Для загрузки станка по развиваемой мощности и для сокращения времени необходимого на обработку поверхности, используем высоко производительные методы обработки:

в качестве материла режущей части расточной оправки используем минералокерамику на основе нитрида бора марки 05, что позволит увеличить скорость резания и сократит время обработки V = 300 — 1000м/мин: — 750м/мин.

Частота вращения шпинделя, соответствующая скорости резания, об/мин:

об/мин.

Мощность эффективная, кВт:

кВт.

Мощность эффективная не превышает мощности развиваемой приводом станка, следовательно обработка возможна.

Двенадцатый переход. растачивание чистовое отв. O80мм на проход Выбираем расточную оправку O80мм и вылетом 260 мм для обработки сквозных отверстий, с режущей частью из композитного материала на основе нитрида бора марки 05.