Расчет параметров заготовки

1. Выбор заготовки и обоснование метода ее получения

В данном случае заготовка будет получена из проката гарячекатанного Круга Ш18 Сталь 45 ГОСТ 2598–88 длиной 77 мм.

В цеха серийного производства поставляется прокат длинной 6 м, после чего круг транспортируется к ножовочному станку мод. 8Б72, слесарь размечает длину 78 мм, устанавливает и закрепляет круг, отрезает по разметке, затем зачищает ее.

По миллиметру припуска с каждой стороны необходимо для избежание влияния перекоса (торцевого биения) после отрезки.

Однако при крупносерийном производстве для экономии материальных затрат, при большой программе выпуска, заготовка будет получена штамповкой на КГШП (кривошипный гарячештамповочный пресс), но в нашем случае преимущественно использовать стандартный прокат, для того что бы не терять время и не нести затраты на разработку дорогостоящей оснастки, а также на приобретение и эксплуатацию кривошипного гарячештамповочного пресса.

Затраты металла для одной штуки определим по формуле:

0,1538−0,1=0,0538 кг (1)

Коэффициент использования материала:

(2)

Таким образом, при изготовлении детали из Круга Ш18 Сталь 45 ГОСТ 2598–88 задействуется 65% металла, а остальные 35% уходит в стружку, но такой расход это необходимость при производстве небольших партий.

2. Определение маршрута обработки

Определим последовательность технологических операций, установов и переходов, и занесем их в таблицу.

Таблица 1

Составляем эскиз обрабатываемой детали «Винт», с указанием всех обрабатываемы поверхностей и поверхностей которые являются базовыми в процессе обработки детали:

Рис. 1 Эскиз детали с указанием поверхностей обработки При выборе чистовых баз необходимо пользоваться принципом постоянства, совмещение и единства технологических баз. Нужно учитывать, что обеспечит точность пространственного расположения поверхностей, взаимосвязанных техническими условиями, сложнее, чем точность отделочных размеров.

Черновую технологическую базу выбирают согласно следующих правил:

— в комплект черновых технологических баз включают поверхность прутка Ш18 и торцы 3 и 2, остающиеся после обработки детали в черновом виде;

— необходимо обеспечить правильное относительное положение черновых и чистовых поверхностей;

— необходимо получить равномерную структуру поверхностного слоя у обработанных поверхностей.

Чистовыми и черновыми базами являются наружные поверхности детали.

заготовка резание припуск

3. Выбор оборудования и обоснование

Выбор оборудования должен быть обоснован следующими показателями:

— тип производства;

— сравнительны анализом существующих методов обработки элементарных поверхностей;

— стремлением повысить производительность труда путём использования метода концентрации операций, одновременной обработки нескольких деталей;

— конструктивными особенностями детали, которые определяют метод обработки и необходимость использования определённого оборудования.

На первой операции использован станок ножовочный 8Б72..

Рис. 2. Станок ножовочный 8Б72

Станок ножовочный предназначен для отрезки круглого и профильного материала из стали, чугуна и цветных металлов машинным ножовочным полотном для металла. Резка производится в плоскости перпендикулярной к оси заготовки. Станок применяется в условиях индивидуального и серийного производства.

Технические характеристики:

Класс точности Н по ГОСТ 8–71

Наибольший размер устанавливаемой заготовки при резке под углом 90о мм

круглой 250

квадратной 250

Наибольший размер устанавливаемой заготовки при резке под углом 45о мм

круглой 140

квадратной 140

Наибольшая длина разрезаемого материала по упору мм 350

Расстояние от основании станка до опорной поверхности заготовки мм 450

Размеры применяемого ножовочного полотна мм

длина /межцентровое расстояние/ 450

ширина 40

толщине 2

диаметр отверстий 8

Наибольшая ширина пропила мм 3,8

Число двойных ходов ремы в минуту 85, 120

Длина хода пильной рамы мм 140

Габаритные размеры станка мм

длина 1610

ширина 700

высота 900

Масса станка кг 645

На второй операции использован станок Фрезерно-центровальный станок МР-71. [2]

Технические характеристики:

? обрабатываемой заготовки, мм: 25…125

Длина обрабатываемой заготовки, мм: 200…500

Число скоростей шпинделя: 6

Частота вращения шпинделя, об/мин: 125…712

Мощность всех электродвигателей, кВт: 13

Приспособления: станочные, винтовые, самоцентрирующие рычажные тиски ГОСТ 21 167–75. Режущий инструмент: торцевые фрезы по ГОСТ 22 087;76 с материалом режущей части ВК: Т5К10. Для получения центровых отверстий применяют центровочные сверла ГОСТ 14 952–75 и материал режущей части сверл Р6М5. Средства измерения: штангенциркуль, металлическая линейка для измерения центровых отверстий — калибр — пробка.

Рис. 3. Фрезерно-центровальный станок МР-71.

На третьей операции применен станок Токарно-револьверный 1М365. [2]

Рис. 4. Токарно-револьверный станок 1М365

Предназначен для обработки стальных и чугунных заготовок, закрепленных в патроне. На базе станка 1П365

Технические характеристики

Длина, мм 3430

Ширина, мм1500

Высота, мм1739

Класс точности станка по ГОСТ 8–82, (Н, П, В, А, С) H

Мощность двигателя главного движения, кВт15

Масса станка, кг 4285

Тип УЧПУ и емкость инструментального магазина Частота вращения шпинделя min/max, об/мин 34/1500

Диаметр детали над станиной, мм 500

Диаметр прутка наибольший, мм 65

Длина обрабатываемой детали, мм 1000

Для четвертой операции выбран вертикально-фрезерный станок мод. 6Т12. [2].

Рис. 5. Вертикально-фрезерный станок 6Т12

Станки предназначены для выполнения разнообразных фрезерных работ цилиндрическими, торцевыми, концевыми, фасонными и другими фрезами. Применяются для обработки горизонтальных и вертикальных плоскостей, пазов, рамок, углов, зубчатых колес, спиралей, моделей штампов, пресс-форм и других деталей из стали, чугуна, цветных металлов, их сплавов и других материалов.

Станок оснащен столом, поворачивающимся вокруг вертикальной оси на угол ±45°, что обеспечивает возможность нарезания косозубых зубчатых колес, червяков и других деталей, имеющих обрабатываемую поверхность в виде спирали.

Конструктивные преимущества вертикально-фрезерных станков

· механизированное крепление инструмента в шпинделе;

· механизм пропорционального замедления подачи;

· устройство периодического регулирования величины зазора в винтовой паре продольной подачи;

· предохранительная муфта защиты привода подач от перегрузок;

· торможение шпинделя при остановке электромагнитной муфтой.

Технологические преимущества Вертикально-фрезерных станков

· разнообразные автоматические циклы работы станка;

· широкий диапазон частот вращения шпинделя и подач стола;

· большая мощность приводов;

· высокая жесткость;

· надежность и долговечность.

Технологические возможности станков могут быть расширены за счет применения накладной фрезерной, делительной и долбежной головок, круглого поворотного стола.

Таб.2. Технические данные и характеристики 6Т12

4. Выбор инструмента

Для подрезки торцев на фрезерно-центровальной операции, а также для фрезерования квадрата в р-р 10_-0.5мм выбираем торцевую насадную фрезу ГОСТ 9573–80 с пластинами из твердого сплава Т5К6.

Таб.3. Размеры торцевой насадной фрезы

Рис. 6. Фреза насадная торцевая с пластинами из твердого сплава Т5К6

Для обработки наружных цилиндрических поверхностей (кроме резьбы и фаски) выбираем резец контурный правый. Материал режущей части пластина из твердого сплава Т15 К6. (1, стр154).

Форма этого резца обеспечивает возможность непрерывной обработки всех необходимых наружных поверхностей детали, включая скругление R12 мм.

Главный угол в плане =93⁰, позволят максимально увеличить жесткость обработки и недопустить затирание по передней поверхности резца, тем самым увеличивая стойкость инструмента и производительность обработки. Пластина из твердого сплава установлена в выемку корпуса резца и крепится специальным прижимом, что позволяет производить переустановку, а также замену пластины, не повреждая корпус резца.

Таб. 4. Углы в плане

Рис. 7. Резец проходной контурный правый Для нарезания резьбы М16−6g выбираем резьбовой резец с механическим креплением пластины R166.0G-125 из твердого сплава GC1525 способом S (Рисунок 8).

Таб. 5. Параметры резьбового резца

Рис. 8 Резьбовой резец Для нарезания фаски 1×45⁰ выбираем проходной отогнутый правый резец ГОСТ 18 868–73 с пластинами из твердого сплава Т5К6.

Рис. 9. Проходной отогнутый правый резец.

5. Выбор приспособлений

На фрезерно-центровальной операции обработка ведется в приспособлении с призматической поверхностью и прижимом сверху.

Токарная обработка ведется в самоцентрирующем трехкулачковом патроне, а после переустановки, поджимается задним центром.

Фрезерная обработка производится в поворотном приспособлении, поворот которого напрямую связан с поворотом делительной головки, таким образом осуществляется фрезерование четырех плоскостей.

6. Определение припуском на обработку

Припуски на механическую обработку определим табличным методом используя справочную литературу [3]

Таблица 6. Припуски на механическую обработку

7. Расчет режимов резания

Определим режимы резания для поверхности 6 (резьбовая поверхность М16−6g), операция 015 токарно-револьверная расчетно-аналитическим методом.

Режимы резания при черновом однопроходном точении (переход 8), определим аналитическим методом в следующей последовательности:

Определяем эффективную мощность станка, т. е. мощность, затрачиваемую на процесс резания:

(4.стр. 220)

где — тангенциальная составляющая усилия резания в Н, определяемая по соответствующим формулам из теории резания;

(4.стр. 223)

Где:

t-глубина резания, мм; t=0.6 мм

S-подача мм/об; S=0,2

Значение коэффициентов:

Cp=300; X=1; y=0,75; n=0

Kp-поправочный коэффициент, учитывающий фактические условия резания,

Kp=0,93

V - скорость резания в м/мин; определяется сначала по формулам, приведенным в литературе, а затем вычисляется , и после корректировки по графику частот или паспортным данным станка, окончательно рассчитывается фактическая скорость резания.

Расчетная скорость определим из формулы (2 стр. 243):

где: Сv=389; T=40 мин; m=0,28; x=0,12; y=0,5; Kv=2,43;

Тогда:

Расчетная частота вращения шпинделя определяется по формуле:

Принимаем n_Ф.ст. =600 об/мин Количество проходов i=1

Тогда фактическая скорость:

Сила резания будет равна:

Подставим все данные в формулу получим:

По справочнику мощность двигателя главного движения станка 1М365 равна 15 кВт., что превышает необходимую мощность резания на данном переходе, таким образом данный станок выбран правильно.

Машинное время

Tм = (L/(n*S))*i = (32/(600*0.2))*1 = 0,26 (мин)

L =(Lвр+Lпер+Lр.х.)= (2+0+30) = 32 (мм)

Режимы резания при чистовом однопроходном точении (переход 9)

Расчетная скорость определим из формулы:

где: Сv=307; T=40 мин; m=0,28; x=0,12; y=0,5; Kv=2,43;

Тогда:

Расчетная частота вращения шпинделя определяется по формуле:

Принимаем n_Ф.ст. =1000 об/мин Количество проходов i=0,4/0,4=1

Тогда фактическая скорость:

Сила резания будет равна:

Подставим все данные в формулу получим:

Данная мощность удовлетворяет условию .

Машинное время

Tм = (L/(n*S))*i = (32/(1000*0.05))*1 = 0,64 (мин)

L =(Lвр+Lпер+Lр.х.)= (2+0+30) = 32 (мм)

Режимы резания при нарезании резьбы М16-6g (переход 11)

Подача инструмента на оборот заготовки будет равна шагу резьбы S=2 мм/об, а глубина резания t=0,4 мм Расчетная скорость определим из формулы:

где: Сv=312; T=80 мин; m=0,23; x=0,14; y=0,4; Kv=2,44;

Тогда:

Расчетная частота вращения шпинделя определяется по формуле:

Принимаем n_Ф.ст. =600 об/мин Количество проходов i=0,4/0,4=1

Тогда фактическая скорость:

Сила резания будет равна:

Подставим все данные в формулу получим:

Данная мощность удовлетворяет условию .

Машинное время

Tм = (L/(n*S))*i = (64/(600*2))*1 = 0,053 (мин)

L =(Lвр+Lпер+Lр.х.)= (2+0+62) = 64 (мм) Результаты расчетов по остальным переходам сводим в таблицу 7.

Таблица 7. Сводная таблица режимов резания

Выводы по работе

В данной работе был разработан маршрут серийного изготовления детали «Винт АУМ 2.100.007».

Выбрана заготовка из круга ?18 Сталь45. Определен маршрут обработки с указанием оборудования и применяемых приспособлений. Определены припуски на механическую обработку. Для каждого перехода рассчитаны режимы резания и машинное время. Определен и обоснован выбор инструмента.

Результатом является карта технологических эскизов изготовления детали.

1. Бондаренко Ю. А. и др. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ. — Старый Оскол; ТНТ, 2009;292 с.

2. Колтунов И. И. Станки с программным управлением в автомобилестроении. — М.: МАМИ, 1981.

3. Колтунов И. И. Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ. — М.: МАМИ, 1987.

4. Колтунов И. И., Максимов Ю. В. Программирование для станков с ЧПУ. — М.: МАМИ, 1988.

5. Колтунов И. И. и др. Му по выполнению лр по курсу «Программное управление станками». — М.: МАМИ, 1990.

6. Справочник технолога машиностроителя под редакцией А. Г Косиловой и Р. К. Мещерякова, Москва «машиностроение» 1986.

7. Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя 1,2-й том.

8. Справочник инструментальщика, И. А. Ординарцев, Г. В. Филиппов, А. Н. Шевченко и др.; Под общ. ред. И. А. Ординарцева. — Л.: Машиностроение. Ленинград. отд-ние, 1987 — 846 с.: ил.

9. Режимы резания металлов. Справочник., Под ред. Барановского.Ю.В.

Издательство «Машиностроение»., М.:1972.с408.