Обтачивание цилиндрического валика. 
Методы обработки изделий из стали

Контрольная работа № 1.

Задание 1.

Обточить цилиндрический валик при заданных условиях. При этом необходимо:

· выбрать модель станка, по паспорту определить все параметры расчета.

· выбрать материал режущей части резца, обеспечивающей наибольшую производительность. Определить основные размеры резца и пластинки, форму передней грани, геометрические параметры режущей части, форму передней грани, геометрические параметры режущей части, критерии износа и период стойкости, оптимальные для заданных условий. Если целесообразно для заданных условий, следует применить СОЖ, соответственно выбрав ее.

· произвести аналитический расчет наивыгоднейшего режима резания в потребной мощности при точении в заданных условиях с учетом наибольшего использования возможностей станка и режущих способностей резца при обеспечении заданной шероховатости обработанной поверхности.

· произвести анализ полученного режима путем определения коэффициента использования станка по мощности и инструмента по скорости резания.

· определить основное технологическое время, требуемое на операцию.

Исходные данные:.

диаметр заготовки:

диаметр после обработки:

длина обработки:

шероховатость обработанной поверхности:

материал валика: Сталь марка: 18ХГТ предел прочности:

твердость:

способ крепления на станке: патрон число оборотов станка:

Для обтачивания цилиндрического валика выбираем токарный многошпиндельный горизонтальный прутковый автомат 1Б290−4К.

Станок 1Б290−4К предназначен для обработки деталей из прутка и штучных заготовок в условиях серийного и крупносерийного производства.

На станках могут выполняться такие виды обработки, как обтачивание, растачивание, протачивание канавок (внешних и внутренних), сверление, зенкерование, нарезание резьб плашками, метчиками, самораскрывающимися резьбонарезными головками и устройствами.

У станка 1Е165револьверная головка с вертикальной осью вращения с шестью гнездами, в которых устанавливаются стойки и втулки для крепления вспомогательных и режущих инструментов. Этот станок снабжен поперечным суппортом, что расширяет его технологические возможности.

Передний держатель станка — четырехпозиционный.

Рис. 1 — Параметры токарного многошпиндельного горизонтального пруткового автомата 1Б290−4К При точении поверхности валика используем резец по ГОСТ 18 868–73, при этом пластинки необходимо выполнить из твердосплавного материала ВК8.

Ширина державки:

Высота державки:

Длина резца:

Ширина режущей кромки:

Стойкость резца.

Диаметр обрабатываемой детали:

Число оборотов станка:

Подача резца:

Глубина резания:

Скорость резания:

где.

т.к. стойкость резца.

т.к. вылет резца равен.

т.к. главный угол в плане.

Тогда скорость резания будет равен:

Округляем до ближайшего минимального значения скорости для выбранного станка:

Сила резания:

где — коэффициент на обрабатываемый материал;

Сила резания:

Эффективная мощность резания:

Мощность станка на приводе:

где — КПД станка.

Тогда получим:

Коэффициент использования станка по мощности:

Коэффициент использования инструмента по скорости резания:

Общая длина хода резца:

где — величина врезания резца;

— величина перебега резца.

Расчет времени:

Задание 2.

Обработать отверстие диаметром, полученным после штамповки, до диаметра на длину. Сопоставить эффективность обработки при различных процессах резания: рассверливание, зенкерование.

При решении задачи следует проанализировать предложенные для заданных условий методы обработки и сопоставить эффективность их применения. Для этого необходимо:

· выбрать материал режущей части инструмента, обеспечивающий наибольшую производительность, геометрические параметры режущей части, критерии износа, оптимальный период стойкости для заданных условий; дать эскизы режущей части инструмента со всеми размерами геометрических параметров;

· показать схемы резания предложенных методов обработки с назначением элементов срезаемого слоя;

· назначить оптимальный режим резания с помощь нормативных таблиц;

· определить основное технологическое время.

· сопоставить эффективность применения указанных размеров.

Исходные данные:.

диаметр отверстия до обработки: d₁=14мм.

диаметр отверстия после обработки: d₂=14,8 мм длина отверстия: l=30мм.

шероховатость поверхности после обработки: Rz=28.

материал: Сталь марка: 35.

предел прочности:

твердость:

Модель станка — вертикально-сверлильный 2Н125А.

Для рассверливания выбираем сверло спиральное с коническим хвостовиком 035−2301−1029 (по ОСТ 2И20−2-80).

Материал режущей части сверла при обработке данного материала должен быть Т15К6.

Диаметр режущей части:

Общая длина:

Длина режущей части:

Угол наклона режущей кромки:

Стойкость сверла:

При рассверливании:

глубина резания:

Подача Скорость сверления где — стойкость режущего инструмента.

— подача.

Тогда скорость сверления получится:

Тогда частота вращения шпинделя будет равна:

По паспорту станка .

Тогда.

Крутящий момент можно вычислить по формуле:

где — номинальный диаметр отверстия,.

— коэффициент;

— поправочный коэффициент;

Тогда Эффективная мощность резания:

Расчетная длина пути сверла равна:

где — величина врезания резца;

— величина перебега резца.

Тогда основное технологическое время будет равно:

Для зенкерования выбираем зенкер цельный с коническим хвостовиком (ГОСТ 12 509−75) (рис. 2).

Диаметр режущей части:

Общая длина:

Длина режущей части:

Рис. 2.

Задний угол на задней поверхности лезвия 10, на калибрующей части 8.

Передний угол = 25.

Угол наклона винтовой канавки = 25.

Главный угол в плане = 60.

Обратную конусность по длине рабочей части принимаем равной 0,04 мм.

Стойкость зенкера:

При зенкеровании:

глубина зенкерования:

Подача Скорость зенкерования где — стойкость режущего инструмента.

— подача.

Тогда скорость зенкерования получится:

Тогда частота вращения шпинделя будет равна:

По паспорту станка .

Тогда.

Крутящий момент можно вычислить по формуле:

где — номинальный диаметр отверстия,.

— коэффициент;

— поправочный коэффициент;

Тогда Эффективная мощность резания:

Расчетная длина пути сверла равна:

где — величина врезания резца;

— величина перебега резца.

Тогда основное технологическое время будет равно:

Вывод: таким образом данное отверстие выгоднее обрабатывать зенкерованием, т.к. при одинаковой необходимой мощности время обработки немного меньше.

Задание 3.

Квалитет вала — h9.

квалитет отверстия — H7.

диаметр вала:

диаметр отверстия:

длина валика:

материал: сталь 45.

В качестве заготовки предлагается пруток, сортамент выбирается по каталогам из справочников. Исходя из габаритов детали и параметров поверхности — рассчитывают минимальный и максимальный припуск. По стандартной методике припуск разбивают на операционные припуски, строят соответствующую схему с указанием допусков и припусков, определяют геометрические параметры инструментов.

Заготовка из стали 45 ГОСТ 1050–88 получена штамповкой на молотах.

1. Рассчитываем массы детали и заготовки (?=7825 кг/м³) масса готовой детали:

масса заготовки:

2. Технологический маршрут обработки поверхности O24h9 состоит из четырех операций: чернового и чистового обтачивания и чернового шлифования. Все операции производятся в центрах.

4. Технологический маршрут обработки заносим в таблицу. Так же записываем значения элементов припуска, соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу.

5. Так как обработка ведется в центрах, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значение для рассматриваемого размера. В этом случае величина исключается из основной формулы для расчета минимального припуска, и соответствующую графу можно не включать в расчетную таблицу 1.

6. Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле.

· смещение осей поковок:

· кривизна заготовок (коробление):

· смещение оси заготовки в результате погрешности зацентровки:

для штампованных изделий.

.

7. Остаточное пространственное отклонение:

после предварительного обтачивания:

;

после чистового обтачивания:

;

после предварительного шлифования:

;

8. Рассчитаем минимальные значения припусков Минимальный припуск:

под предварительное обтачивание.

;

под чистовое обтачивание.

;

под предварительное шлифование.

;

9. Последовательно определяем расчетные размеры для каждого предшествующего перехода путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода, и заносим данные в таблицу:

10. Записываем в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе «Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода, округляя расчетные размеры увеличением их значением. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

11. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру:

12. Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и — как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

13. Общие припуски и рассчитываем так же, как и в предыдущем примере, суммируя промежуточные припуски и записывая их значения внизу соответствующих граф.

14. Аналогично проверяется правильность произведенных расчетов и строится схема графического расположения полей припусков и допусков, учитывая в данном случае, что построение производится на наружную, а не на внутреннюю поверхность.

Таблица 1.

Для точения внешней поверхности выбираем токарный проходной прямой резец с пластинами из быстрорежущей стали по ГОСТ 18 869–73:

, ,, , .

Для сверления внутреннего отверстия выбираем сверло спиральное с коническим хвостовиком по ГОСТ 10 903–77:

, .

Для шлифования выбираем шлифовальный круг на керамической связке, ,.

шлифовальный материал: 1А зернистость: 50.

Задание 4.

Квалитет — h9.

квалитет паза — Н7.

материал: сталь 45.

В качестве заготовки предлагается прокат в виде плиты, сортамент выбирается по каталогам из справочников. Исходя из габаритов детали и параметров поверхности — рассчитывают минимальный и максимальный припуск. По стандартной методике припуск разбивают на операционные припуски, строят соответствующую схему с указанием допусков и припусков, определяют геометрические параметры инструментов. Для обработки паза требуется подобрать характеристики, представить эскизы инструмента. Для фрезерной обработки назначить режимы резания, подобрать по справочной литературе оборудование, пронормировать обработку и оформить операционную технологическую карту.

масса готовой детали:

масса заготовки:

В качестве заготовки выбираем стальной горячекатаный лист толщиной 16 мм, шириной 200 мм и длиной 45 мм.

Для обработки шпоночного паза выбираем цилиндрическую фрезу по ГОСТ 9140–78;, .

Глубина фрезерования .

Число проходов:

Подача .

Скорость фрезерования:

где — диаметр отверстия;

— частота вращения фрезы.

Тогда скорость резания будет равна:

Частота вращения фрезы:

Принимаем.

Окружная сила :

где.

, , , — показатели степени зависимости силы от глубины резания, от подачи, от ширины фрезерования, от диаметра фрезы, от частоты вращения .

— поправочный коэффициент на окружную силу и зависимости от типа фрезы и материала режущей части.

— поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала.

Тогда окружная сила будет равна:

Крутящий момент на шпинделе:

Мощность резания (эффективная):

Для фрезерования паза выбираем вертикально-фрезерный консольный станок 6Т104 (рис. 3):

Рис. 3.

Расчетная длина пути фрезы равна:

Тогда основное технологическое время будет равно: