Марка сплава

Химический состав в %

Основные компоненты

Примеси не более

Si

Mg

Mn

Al

Cr

Ni

Cu

Ti

Zn

АК9ч (Ал4) ГОСТ 1583-89

8-10,5

0,2-0,35

0,2-0,5

остальное

0,6

0,1

0,1

0,6

0,2

Марка сплава

Временное сопротивление разрыву, МПа

Относительное удлинение, %

Твердость по НВ

Операция

Т_шт (ш.к.)

S

P

η_з.ф.

П_о

01 Токарно-винторезная

3

0,068

1

0,068

11,03

02 Вертикально-сверлильная

3

0,068

1

0,068

11,03

03 Вертикально-фрезерная

2,5

0,057

1

0,057

13,16

04 Радиально-сверлильная

2,7

0,061

1

0,061

12,29

05 Радиально-сверлильная

3

0,068

1

0,068

11,03

06 Вертикально-фрезерная

0,7

0,015

1

0,015

50

07 Слесарная

2,5

0,057

1

0,057

13,16

08 Испытания

0,78

0,018

1

0,018

41,66

09 Промывка

0,5

0,011

1

0,011

68,18

∑Р=9

∑По=231,5

№ оп

Содержание операций

Наименование и модель станка

Технологические базы

01

Точить наружную поверхность и торцы венца и ступицы; точить канавку и фаску

Токарно-винторезный 1К62

Наружная поверхность венца, внешняя поверхность - 3

02

II позиция: Сверлить последовательно 4 отверстия Ø 9мм напроход; III позиция: сверлить 2 отверстия Ø 6,65мм напроход, снять фаски в 2-х отверстиях; IV позиция: нарезать резьбу в 2-х отверстиях напроход

Вертикально-сверлильный 2Н150

Наружные поверхности –2,3

03

Фрезеровать плоскость

Вертикально-фрезерный 6Р12

Наружная поверхность – 2

04

Сверлить 2 отверстия Ø 11,9мм; зенковать фаску в 2-х отверстиях; нарезать резьбу в 2-х отверстиях

Вертикально -сверлильный 2Н135

Наружные поверхности –2,3

05

Сверлить отверстие в бобышке напроход; Развернуть отверстие на конус под резьбу; Зенкеровать фаску в отверстии под резьбу; Нарезать резьбу.

Радиально-сверлильный 2А53

Наружные поверхности –2,3

06

Проверить обработкой торец фланца, выдерживая размер 88мм

Вертикально-фрезерный 6Р12

Наружные поверхности –2,3

07

Запилить острые кромки и заусенцы

Верстак слесарный 9897-834

08

Испытать деталь на герметичность под давлением 3 кПа

Установка для испытания 9693-778

Ручные работы в существующем технологическом процессе большей частью обусловлены погрузкой и разгрузкой заготовки в станки. К ручным операциям можно также отнести слесарную обработку: снятие заусениц, острых кромок и т. д.

Цель окончательного контроля итоговая проверка соответствия полученных размеров заданным на чертеже. Кроме того, после отдельных операций обработки также производятся проверки полученных в ходе выполнения этих операций размеров, с тем, чтобы вовремя выявить брак и найти его причины. Основными причинами брака являются износ и поломка режущего инструмента, неправильная настройка станка, неточная настройка инструмента. Количество и вероятность появления бракованных деталей минимальны: общее их число не превышает 5% от всего объема партии.

6 Разработка технологического процесса

В процессе анализа существующего технологического процесса были введены изменения:

На операции 01 при точении целесообразнее использовать вместо токарно-винторезного станка 1К62 токарный гидрокопировальный станок мод. 1722.

На операциях 02 и 04 при обработке отверстий целесообразно заменить вертикально-сверлильный станок 2Н150 на агрегатно-сверлильный станок ЛС-214, тем самым облегчается труд рабочего, а именно - переустановка инструмента.

На операции 04 для обработки отверстий 1(Ø11,9) целесообразно использовать комбинированный инструмент , включающий в себя сверло Ø12 и зенковку. Это нововведение было сделано с целью обработки детали более точно.

7 Расчет припусков на обработку

Расчет припусков при обработке наружной цилиндрической поверхности.

Таблица 7.1 – Расчётная карта для определения припусков и допусков при обработке наружной цилиндрической поверхности Ø159,9 мм.

Заготовка – алюминиевая отливка. Для заготовки назначаем класс точности 9т, что соответствует мелкосерийному типу производства (число отливок в год от 1000 до 10000 штук), тип литья – литьё в кокиль, наибольший габаритный размер 174 мм [4, стр. 68, табл. 3.3].

Общий припуск на механическую обработку плоскости Zобщ = 3,03 мм.

Устанавливаем точность выполнения промежуточных размеров, т.е. определяем достигаемый квалитет точности на каждой операции .

Устанавливаем шероховатость и толщину дефектного слоя.

Высота микронеровностей для заготовки Rz =200 [3, стр. 192, табл. 21].

Толщина дефектного слоя для заготовки T = 100 мкм [3, стр. 192, табл. 21].

Высота микронеровностей при чистовом точении Rz = 20 [3, стр. 194, табл. 23].

Толщина дефектного слоя при чистовом точении Т = 20 мкм [3, стр. 194, табл. 23].

Определяем суммарное значение пространственных отклонений.

Назначаем пространственные отклонения при базировании тел вращения в самоцентрирующихся патронах по наружному диаметру с прижимом к торцевой поверхности:

для чистового точения:

Погрешность установки заготовки при выполнении рассматриваемого перехода :

по [4, с. 36, табл. 2,29];

Минимальный промежуточный припуск по [1, c. 21]:

для чистового точения

(7.2),

Допуски на промежуточные размеры.

Предельные отклонения заготовки по чертежу es₀=2200 мкм, ei₀=2200 мкм.

Так как операция на обработку поверхности единственная, то отклонения операционного размера на этой операции равны предельным отклонениям детали: esD₁=esD_д=0 мкм., eiD₁=eiD_д=400 мкм.

Номинальные промежуточные допуски по:

(7.3)

Общий припуск на обработку по [1, c. 22]:

Номинальные промежуточные размеры:

Рис 7.1 Схема полей припусков и допусков при обработке наружной цилиндрической поверхности.

Расчет припусков при обработке внутренней цилиндрической поверхности.

Таблица 7.2 – Расчётная карта для определения припусков и допусков при обработке внутренней цилиндрической поверхности Ø6,65 мм.

Заготовка – алюминиевая отливка. Для заготовки назначаем класс точности 9т, что соответствует мелкосерийному типу производства (числоотливок в год от 1000 до 10000 штук), тип литья – литьё в кокиль, наибольший габаритный размер 174 мм [4, стр. 68, табл. 3.3].

Устанавливаем точность выполнения промежуточных размеров, т.е. достигаемый квалитет точности на каждой операции([1], т. 4, с.8)

Устанавливаем шероховатость и толщину дефектного слоя.

Высота микронеровностей для заготовки Rz =200 [3, стр. 192, табл. 21].

Толщина дефектного слоя для заготовки T = 100 мкм [3, стр. 192, табл. 21].

Высота микронеровностей при сверлении Rz = 30 [3, стр. 195, табл. 24].

Толщина дефектного слоя при сверлении Т = 50 мкм [3, стр. 195, табл. 24].

Высота микронеровностей при нарезании резьбы Rz = 5 [3, стр. 195, табл. 24].

Толщина дефектного слоя нарезании резьбы Т = 0 мкм [3, стр. 195, табл. 24].

Суммарное значение пространственных отклонений:

[3, с. 196, табл. 25];

для сверления: Δ₁= Δ₀·К_у=25·0.06=1,5 мкм

для развертывания: Δ₂= Δ₁·К_у=1,5·0.002=0,003≈0 мкм

Погрешность установки заготовки при выполнении рассматриваемого перехода :

по [4, с. 37, табл. 2.3].

Минимальный промежуточный припуски 2 по [1, c. 21]:

По таблицам допусков в соответствии с номинальным минимальным размером и достигаемым на каждом переходе квалитетом точности находим допуски на промежуточные размеры. Допуски берутся по системе отверстия. [3, с. 19, табл. 9].

EI₁=100мкм, EI₂=0мкм

7.2.7 Номинальные промежуточные припуски:

(7.5),

Промежуточные номинальные размеры:

Общий припуск на обработку по [1, c. 22]:

.

Рис. 7.2 Схема полей припусков и допусков при обработке Отверстия диаметром D_черт

8 Расчет режимов резания и технических норм времени

Операция № 01 – Токарно-копировальная.

Операция выполняется на токарном гидрокопировальном станке мод. 1722. Инструмент –резец проходной Т15К6 ГОСТ 18880-73, канавочный резец Т15К6 ГОСТ 18874-73.

Копировальный суппорт, инструмент –резец проходной Т15К6 ГОСТ 18880-73:

1.Скорость резания V, м/мин [1.с.276]:

1.1Глубина резания:

точение торца ступицы:

снятие фаски:

точение наружного диаметра:

точение торца венца:

- поправочный коэффициент [1.с.260], , [1.с263.т.4], [1.с.263.т6], [1.с263.т.5], T=40 мин – период стойкости инструмента, S=0,2 мм/об - подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.270.т.4]: Cv=485 x=0,12 m=0,28 y=0,25.

1.2.Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]

Выбираем по паспорту станка n=1250 об/мин

1.3 Следовательно действительная скорость резанья V_дейс., м/мин равна:

;

1.4 Осевая сила резания Pz, Н [1. с.270]:

где Cр=40; x=1; y=0,75; n=0 - по [1. c.274 т.22]

- по [. c.274]

[1.c265, т10] [1,с275,т23]

Следовательно:

1.5 Мощность резания Ne, кВт [1.с.280]

N_ст = 10 кВт > N_е = 3,3 кВт

Поперечный суппорт, инструмент канавочный резец Т15К6 ГОСТ 18874-73

1.Скорость резания V, м/мин [1.с.276]:

1.1Глубина резания

-

поправочный коэффициент [1.с.260], , [1.с263.т.4], [1.с.263.т6], [1.с263.т.5], T=40 мин – период стойкости инструмента , t=5,6мм, S=0,2 мм/об - подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.270.т.4]: Cv=485 x=0,12 m=0,28 y=0,25.

1.2.Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]

Выбираем по паспорту n=1250 об/мин

1.3 Следовательно действительная скорость резанья V_дейс., м/мин равна:

1.4 Осевая сила резания Pz, Н [1. с.270]:

,

где Cр=40; x=1; y=0,75; n=0 - по [1. c.274 т.22]

- по [. c.274]

[1.c265, т10] [1,с275,т23]

Следовательно:

1.5 Мощность резания Ne, кВт [1.с.280]

N_ст = 10 кВт > N_е = 6 кВт

N_общ=3,3+6=9,3<10 кВт

2. Штучное время.

Т_шт = Т_о+ Т_в + Т_обс + Т_отд ,

где

Т_о – основное машинное время, мин [6. с.83]:

Копировальный суппорт:

Точение торца ступицы

Т_о = L_рх/nS, [7.c105]

L_рх =L+y =7,5+3=10,5 мм,

y =3 мм [7.c.303]; L=7,5 мм

Тогда

Т_о = L_рх/nS =7,5/1250x0.32=0,02 мин

Точение фаски

Т_о = L_рх/nS, [7.c105]

L_рх =L+y =1+1=2 мм,

y =1 мм [7.c.303]; L=1 мм

Тогда

Т_о = L_рх/nS =2/1250x0.15=0,01 мин

Точение наружного диаметра

Т_о = (L_рх/nS)х2, [7.c105]

L_рх =L+y =11,5+3=14,5мм,

y =3мм [7.c.303]; L=11,5 мм

Тогда

Т_о = (L_рх/nS)х2 =(14,5/(1250x0.32))=0,08 мин

Точение торца венца

Т_о = L_рх/nS, [7.c105]

L_рх =L+y =8+3=11 мм,

y =3 мм [7.c.303]; L=8 мм

Тогда

Т_о = L_рх/nS =11/1250x0.32=0,03 мин

Поперечный суппорт:

Точение канавки

Т_о = (L_рх/nS)х2, [7.c105]

L_рх =L+y =3,55+5,6=9,15 мм,

y =5,6 мм [7.c.303]; L=3,55 мм

Тогда

Т_о = (L_рх/nS) =9,15/1250x0.2=0,08 мин

мин

Т_в - вспомогательное время, время на установку и снятие деталей,

Т_в = 50% Т_о = 0,5·0,14 = 0,07 мин [1. с.42].

Т_оп = Т_о + Т_в = 0,14+0,07 = 0,21 мин, где Т_оп – оперативное время [1. с.42].

Т_обс – обслуживаемое время, Т_обс = 5% Т_оп = 0,05 ·0,21 = 0,01 мин [1. с.42].

Т_отд - время перерывов на отдых и личные надобности,

Т_отд = 6% Т_оп = 0,06·0,21 = 0,01мин [1. с.42].

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_обс + Т_отд = 0,14+0,07+0,01+0,01=0,23 мин.

Операция 02 – Агрегатно-сверлильная.

Операция производится на агрегатно-сверлильном станке модели ЛС-214. Инструмент - Сверло Ø9, ГОСТ 12121-77(4 шт.); сверло-зенковка: Ø6,7/ 12 ГОСТ 4010-77(2 шт.); Метчик М8х1,5(2 шт.).

I позиция. Сверлить четыре отверстия напроход.

Инструмент Сверло Ø9, ГОСТ 12121-77(4 шт.)

1.1 Глубина резания t = 0.5 D = 0.5

1.2 Подача: по [1.с.278.т.28].

1.3 Скорость резания: по [2, том 2, с.276],

где D=9 – диаметр инструмента,

- поправочный коэффициент [1.с.176], , [1.с263.т.4], [1.с.263.т6], [1.с280.т.31], T=20 мин – период стойкости инструмента , S=0,4 мм/об - подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.278.т.28]: Cv=36,3 q=0,25 m=0,125 y=0,55.

1.4 Частота вращения режущего инструмента: по [2, том 2, с. 280],

.

Действительное значение частоты вращения:

.

1.5 Действительное значение скорости:

.

1.6 Крутящий момент:

(8.20) по [2, том 2, с. 277],

где ; ; по [1. c.281 т.32]; - коэффициент учитывающий фактические условия обработки (в данном случае зависит только от материала, поэтому [2, том 2, с. 280]),

по [2, том 2, с. 264, табл. 9],

где по [2, том 2, с. 264, табл. 9];

;

1.7 Осевая сила:

(8.21) по [2, том 2, с. 277],

где ; ; по [2, том 2, с. 281, табл. 32]; ;

.

1.8 Мощность резания:

(8.22) по [2, том 2, с. 280],

.

Мощность резания:

N_ст > N_е = 1,2 кВт

II позиция. Сверлить два отверстия напроход со снятием фаски.

Инструмент сверло-зенковка: Ø6,7/ 10 ГОСТ 4010-77(2 шт.).

1.1 Скорость резания V, м/мин [4. с.276]:

1.1.1 Сверление

,

где D=6,7 мм – диаметр инструмента,

- поправочный коэффициент [4. с.276], nv=1,3; HB=190 ; [4.с262.т.1-2].

[4. с.263 т.6], [4. с280 т.31], T=25 мин [4. с280 т.30]– период стойкости инструмента , S=0,1 мм/об [4. с277 т.25] - подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [4.с.278.т.28]: Cv=14,7; q=0,25; m=0,125; y=0,55.

м/мин.

1.1.2 Зенкование

, где

t = 0,5(D-d) = 0.5(10-6,7) = 1,6 мм – глубина резания;

D=10 мм, S=0,7 мм/об [4. с277 т.26], Т=30 мин [4. с280 т.30], Cv=16,3; q=0,3; m=0,3; y=0,5; х=0,2 [1.с.279.т.29].

м/мин

1.2 Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]

1.2.1 Сверление

об/мин

1.2.2 Зенкование

об/мин

Выбираем лимитирующую частоту вращения об/мин, корректируем ее по паспорту станка об/мин.

1.3. Следовательно, действительная скорость резанья V_дейс., м/мин равна:

1.3.1 Сверление

м/мин.

1.3.2 Зенкование

м/мин.

1.4. Выбираем лимитирующую подачу S=0,1 мм/об

1.5. Осевая сила резания Pо, Н [4. с.277]:

1.5.1 Сверление

P₀=10·C_p·D^q·S^y·K_p ;

где Cр=42,7; q=1; y=0,8; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

P₀=10·C_p·D^q·S^y·K_p =10·42,7·6,7¹·0,1^0,8·1,0=725,64 H;

1.5.2 Зенкование

P₀=10·C_p·t^х·S^y·K_p ;

где Cр=23,5; х=1,2; y=0,4; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

P₀=10·C_p·t^х·S^y·K_p =10·23,5·1,6^1,2·0,1^0,4·1,0=208,02 H;

1.6.Крутящий момент Мкр, Н·м [4.с.277]:

1.6.1 Сверление

M_кр=10·C_m·D^q·S^y·K_p ;

где Cм=0,021; q=2; y=0,8; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

M_кр=10·C_m·D^q·S^y·K_p =10·0,021·6,7²·0.1^0,8·1,0=4,4 Н·м

1.6.2 Зенкование

M_кр=10·C_m·D^q· t^х·S^y·K_p ;

где Cм=0,085; q=0,85; x=0,75; y=0,8; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

M_кр=10·C_m·D^q· t^x·S^y·K_p =10·0,085·10^0,85·1,6^0,75·0.1^0,8·1,0=2,17 Н·м

1.7. Мощность резания Ne, кВт [4. с.280]

1.7.1 Сверление

кВт

1.7.2 Зенкование

кВт

кВт

Мощность необходимая для резания кВт

III позиция. Нарезать резьбу в двух отверстиях напроход.

Инструмент метчик М8х1,5(2 шт.).

1. Скорость резания:

- общий поправочный коэффициент [4. с.297].

и - коэффициенты, учитывающие обрабатываемый и инструментальный материалы.

- коэффициент, учитывающий точность нарезаемой резьбы.

= 0,5; = 1; = 1 [4.с298.т.50].

T=70 мин [4. с296 т.49]– период стойкости инструмента, S=1,5 мм/об - подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.296.т.49]: Cv=83; q=0; m=0, 33; y=0.

м/мин.

1.2.Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]

об/мин

Корректируем по паспорту станка частоту:

n_дейс. = 355 об/мин

1.3. Следовательно действительная скорость резанья V_{действ.,} м/мин равна:

м/мин.

1.4. Крутящий момент:

M_кр=10·C_m·D^q·Р^y·K_p ; [4. c.297], где

Р = 1,5 – шаг резьбы;

Cм=0,013; q=1,4; y=1,5; - по [4. c.298 т.51];

- поправочный коэффициент по [4. c.298 т.50]

Следовательно:

M_кр=10·C_m·D^q·Р^y·K_p =10·0,013·8^1,4·1,5^1,5·1,5=4,6 Н·м

1.5. Мощность:

кВт

Мощность необходимая для резания кВт

2. Штучное время.

Т_шт = Т_о+ Т_в + Т_обс + Т_отд , где

Т_о – основное машинное время, мин [6. с.83]:

I позиция:

Сверление четырёх отверстий

Т_о = L_рх/nS, [7.c105]

L_рх =L+y =12+4,5=16,5мм,

y =4,5мм [7.c.303]; L=12 мм

Тогда

Т_о = L_рх/nS =16,5/(1500x0,4)=0,03 мин

II позиция.

Сверление двух отверстий напроход со снятием фаски

Т_о = L_рх/nS, [7.c105]

L_рх =L+y =12+3,4=15,4 мм,

y =3,4 мм [7.c.303]; L=12 мм

Тогда

Т_о = L_рх/nS =15,4/(355x0,18)=0,31 мин

III позиция

Нарезание резьбы в двух отверстиях напроход

Т_о = 2L_рх/nS, [7.c105]

L_рх =L+y =12+4=16 мм,

y =4 мм [7.c.303]; L=12 мм

Тогда

Т_о = 2L_рх/nS =32/(355x1,5)=0,08 мин

мин

Т_в - вспомогательное время, время на установку и снятие деталей,

Т_в = 50% Т_о = 0,5·0,42 = 0,21 мин [1. с.42].

Т_оп = Т_о + Т_в = 0,42+0,21 = 0,63 мин, где Т_оп – оперативное время [1. с.42].

Т_обс – обслуживаемое время, Т_обс = 5% Т_оп = 0,05 ·0,63 = 0,03 мин [1. с.42].

Т_отд - время перерывов на отдых и личные надобности,

Т_отд = 6% Т_оп = 0,06·0,63 = 0,04мин [1. с.42].

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_обс + Т_отд = 0,42+0,21+0,03+0,04=0,7 мин.

Операция № 03 – вертикально фрезерная

На вертикально-фрезерном станке 6Р12 обрабатывают плоскость, глубина срезаемого слоя t =3 мм, ширина обрабатывающей поверхности В = 105 мм. Для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала, выбираем торцовую насадную фрезу диаметром D=250 мм со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ВК8 по ГОСТ 9473-80. Число зубьев фрезы z = 24 шт.

Инструмент фреза торцовая

1.1 Выбираем по [4. c.283 т.34] S_z =0.1 мм – подача на зуб для чернового фрезерования.

1.2Скорость резания V, м/мин [4. c.282]:

,

где Cv=445; q=0.2; x=0.15; y=0.35; u=0.2; p=0; m=0.32 - по [4. c.287 т.39]

Т = 240 мин – период стойкости по [4. c.290 т.40]

Kv = Kмv · Kпv · Kиv – общий поправочный коэффициент [4. с. 282]

[4. с.261 т.1], где n_v = 1,25 по [4. с.262];

НВ = 200.

Кпv =0,8; Киv = 0,83 по [4. с263 т.5 и т.6],

Кv=0,94 · 0,8 · 0,83= 0,62.

1.3. Частота вращения фрезы n, об/мин:

об/мин

Корректируем по паспорту станка частоту:

n_дейс. = 125 об/мин [2. с.190 т.4.36].

1.4. Следовательно действительная скорость резанья V_{действ.,} м/мин равна:

м/мин.

1.5. Минутная подача (поперечная) Sм, мм/мин [4. с. 282]:

Sм =Sz · z · n_дейс. = 0,1 · 24 · 125 = 300 мм/мин

Корректируем по паспорту станка: Sм = 300 мм/мин.

1.6. Определяем окружную силу резания Pz, Н [4. с.282]:

,

где Cр=54,5; q=1; x=0,9; y=0,74; u=1.0; w=0 - по [4. c.291 т.41]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

1.7. Мощность резания N_рез, кВт [4. c.290]:

кВт

1.8. Проверяем достаточность мощности двигателя у станка:

, т. е. обработка возможна.

2. Штучное время.

Т_шт = Т_о+ Т_в + Т_обс + Т_отд , где

Т_о – основное машинное время, мин:

Т_о = L_рх/S_м, [1. c.46] где,

L_рх – длина рабочего хода.

L_рх =L + y =105 + 68 = 173 мм, где

L – длина обрабатываемой поверхности;

y – величина врезания и перебега инструмента, y = 20мм по [6. с.194].

Т_в - вспомогательное время, время на установку и снятие деталей,

Т_в = 50% Т_о = 0,5·0,6 = 0,3мин [1. с.42].

Т_оп = Т_о + Т_в = 0,6+0,3 = 0,9 мин, где Т_оп – оперативное время [1. с.42].

Т_обс – обслуживаемое время, Т_обс = 5% Т_оп = 0,05 ·0,9 = 0,05 мин [1. с.42].

Т_отд - время перерывов на отдых и личные надобности,

Т_отд = 6% Т_оп = 0,06·0,9 = 0,05 мин [1. с.42].

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_обс + Т_отд = 0,6+0,3+0,05+0,05=1 мин.

9 Расчет металлорежущего инструмента

Сверло-зенковка.

Обработка производится на вертикально-сверлильном станке модели 2Н150.

Заготовка крепится в приспособлении. Материал рабочей части сверла и зенковки – Р6М5 по ГОСТ 19265-73, материал хвостовика – сталь 45. Делать сверло-зенкер целиком из инструментального материала невыгодно, поэтому для уменьшения себестоимости инструмента хвостовая часть изготавливается из более дешевой конструкционной стали. Выбор материала режущей части обусловлен видом обрабатываемого материала и необходимой точностью обрабатываемой поверхностью.

Расчет:

1. Определение наружного диаметра сверла D.

Для сверления отверстия диаметром d = 6,7 мм принимаем диаметр сверла равным D = 6,7 мм ГОСТ 10903-77 [4. c.148 т.42].

Для снятия фаски с = 1,6×45º принимаем диаметр зенковки равным D = 10 мм ГОСТ 12489-71 [4. c.153 т.47].

2. Определяем режим резания.

Сверление

,

где D=6,7 мм – диаметр инструмента,

-

поправочный коэффициент [4. с.276], nv=1,3; HB=190 ; [4.с262.т.1-2].

[4. с.263 т.6], [4. с280 т.31], T=25 мин [4. с280 т.30]– период стойкости инструмента , S=0,1 мм/об [4. с277 т.25] - подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [4.с.278.т.28]: Cv=14,7; q=0,25; m=0,125; y=0,55.

м/мин.

Зенкование

, где

t = 0,5(D-d) = 0.5(10-6,7) = 1,6 мм – глубина резания;

D=10 мм, S=0,7 мм/об [4. с277 т.26], Т=30 мин [4. с280 т.30], Cv=16,3; q=0,3; m=0,3; y=0,5; х=0,2 [1.с.279.т.29].

м/мин

Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]

Сверление

об/мин

Зенкование

об/мин

Выбираем лимитирующую частоту вращения об/мин, корректируем ее по паспорту станка об/мин.

Следовательно, действительная скорость резанья V_дейс., м/мин равна:

Сверление

м/мин.

Зенкование

м/мин.

Выбираем лимитирующую подачу S=0,1 мм/об

Осевая сила резания Pо, Н [4. с.277]:

Сверление

P₀=10·C_p·D^q·S^y·K_p ;

где Cр=42,7; q=1; y=0,8; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

P₀=10·C_p·D^q·S^y·K_p =10·42,7·6,7¹·0,1^0,8·1,0=725,64 H;

Зенкование

P₀=10·C_p·t^х·S^y·K_p ;

где Cр=23,5; х=1,2; y=0,4; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

P₀=10·C_p·t^х·S^y·K_p =10·23,5·1,6^1,2·0,1^0,4·1,0=208,02 H;

Крутящий момент Мкр, Н·м [4.с.277]:

Сверление

M_кр=10·C_m·D^q·S^y·K_p ;

где Cм=0,021; q=2; y=0,8; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

M_кр=10·C_m·D^q·S^y·K_p =10·0,021·6,7²·0.1^0,8·1,0=4,4 Н·м

Зенкование

M_кр=10·C_m·D^q· t^х·S^y·K_p ;

где Cм=0,085; q=0,85; x=0,75; y=0,8; - по [4. c.281 т.32]

- по [4. c.264 т.9].

Следовательно:

M_кр=10·C_m·D^q· t^x·S^y·K_p =10·0,085·10^0,85·1,6^0,75·0.1^0,8·1,0=2,17 Н·м

1. Определяем номер конуса хвостовика.

dср= ;

Следовательно по ГОСТ 2557-82 выбираем ближайший больший конус, т.е. конус Морзе № 0 со следующими основными конструктивными размерами: D₁=9,045 мм, d₂=6,1, l₄=59,5 мм.

4. Определяем длину сверла-зенковки.

Общую длину сверла-зенковки L, длину рабочей части сверла l₁, длину рабочей части зенковки l₂, длину хвостовика l_х, длину шейки l_ш принимаем по ГОСТ 10903 – 77, ГОСТ 12489-71 и в соответствии с длиной обрабатываемой поверхности.

L = l₁ + l₂ + l_х + l_ш = 30 + 16 + 59,5 + 3 = 108,5 мм.

5. Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла.

Форму заточки принимаем ДП (двойная с подточкой перемычки) [4. c.151 т.43]. Угол наклона винтовой канавки ω = 30°. Углы между режущими кромками: 2φ = 118°; 2φ_о = 70°, b = 2 мм. Задний угол α = 16°. Угол наклона поперечной кромки ψ = 55°. Размеры подточенной части перемычки: a = 1 мм, l = 2 мм [4. c.151 т.44]. Шаг винтовой канавки:

H = π × D/tg ω = 3,14 × 6,7/tg30° = 36,44 мм.

Рис. 5 Форма и размеры заточки вершины сверла

Толщину сердцевины сверла выбираем в зависимости от диаметра сверла. Для сверла диаметром D = 6,7 мм толщину сердцевины у переднего конца принимаем:

d_с = 0,14 × D = 0,14 × 6,7 = 0,94 мм [5. c.123].

Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4 – 1,8 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм.

Обратную конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части для сверла диаметром D = 6,7 мм принимаем равной 0,09 мм [5. c.124].

Ширина ленточки f₀ и высота затылка по спине К выбирается по [5. c.124 т.59]. В соответствии с диаметром сверла f₀ = 1 мм, К = 0,4 мм.

Ширина пера B = 0,58 × D = 0,58 × 6,7 = 3,9 мм [5. c.124].

Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяем упрощенным аналитическим методом.

Больший радиус профиля:

, [5. c.124],

где

;

;

при отношении толщины сердцевины d_с к диаметру сверла D, равном 0,14, C_r = 1;

,

где D_ф – диаметр фрезы.

При D_ф = 6,7 × ÖD, C_ф = 1.

Следовательно, R₀ = 0,5 × 1 × 1 × 6,7 = 3,35 мм.

Меньший радиус профиля R_к = C_к × D, где

C_к = 0,015 × ω^0,75 = 0,015 × 30^0,75 = 0,192.

Следовательно, R_к = 0,192 × 6,7 = 1,29 мм.

Ширина профиля B = R₀ + R_к = 3,35 + 1,29 = 4,64 мм.

Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла (по ГОСТ 885 – 77*).

Предельные отклонения диаметров сверла D = 6,7h9_(-0,036) мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14-му квалитету с симметричным расположением предельных отклонений по ГОСТ 25347 – 82. Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15 мм. Углы 2φ = 118° ± 2°; 2φ₀ = 70°^+5°. Угол наклона винтовой канавки ω = 30°_-2°.

Предельные отклонения размеров подточки перемычки режущей части сверла +0,5 мм. Твёрдость рабочей части сверла 63 – 66 HRC_э, у лапки хвостовика сверла 32 – 46,5 HRC_э.

6. Определяем геометрические и конструктивные параметры режущей части зенковки по [4. c.151 т.43].

Диаметр зенковки D = 10 мм

Задний угол на главной режущей кромке

Передний угол

Угол при вершине

Число зубьев 6.

Заключение

Курсовой проект по технологии машиностроения является самостоятельной и индивидуальной работой студента, ставящей перед ним задачу углубления и систематизации теоретических знаний по курсу «технология машиностроения» путем разработки технологического процесса изготовления детали –задней крышки водомасляного радиатора в цехе.

В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора в цехе 12-ти цилиндровых двигателей Ярославского моторного завода. Были рассчитаны припуски на обработку данной детали, режимы резания и норм времени, а так же рассчитан и спроектирован металлорежущий инструмент.

Данный технологический процесс адаптирован для производства конкретной детали – передней крышки водомасляного радиатора из алюминиевого сплава Ал4. Эта адаптация позволяет повысить производительность производства, за счет использования оптимальных режимов резания, универсального инструмента, приспособлений для обработки нескольких изделий.

Анализ заводского технологического процесса изготовления детали показал, что в нем используется не самый оптимальный по эффективности процесс обработки. Это может быть связано с невозможностью изменения технологии процесса обработки, отсутствием необходимой технической базы, недостатком средств для переорганизации производства, и рядом другими причинами. Возможные улучшения технологии производства были предложены в данном курсовом проекте.

В результате выполнения работы была организована работа с технологической документацией, с технической литературой, ГОСТами и по сбору материала на реальном производстве.

Список использованной литературы

1. Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении: учеб. пособ. для машиностроит. пед. вузов. /Я.М. Радкевич, В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе; под ред. Тимирязев.-М.:Высш.школа, 2004.-272 с. .

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – 4-е изд. – Минск: Вышэйшая школа, 2007.-256 с.

3. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении: Справочник технолога.-М.: Машиностроение, 1976.-288с.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М. Машиностроение, 1986. 496 с.

5. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту., М., «Машиностроение», 1977. 288с.

6. Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Массовое производство.-М.: Машиностроение, 1974. Введ. 01.01.74.

7. Режимы резания металлов. Справочник. /Под ред. Ю.В. Барановского – М., «Машиностроение», 1972. – 410с.

8. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть 1 – Нормативы времени. – М., Экономика. 1990. 208с.

9. Проектирование и расчет метало режущего инструмента: Метод. Указания и задании /Сост. М.И. Иродов. – Яросл. политехн. ин-т. – Ярославль. 1993. – 40с.

10. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Методическое указание для студентов специальности и направления «Профессиональное обучение» / Сост. С.И. Моднов. – Яросл. гос. тех. ун-т. Ярославль.1998. – 32с.

Анурьев В.И.Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 1. - 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 920 с.

Приложение

Технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора

КОМПЛЕКТ ДОКУМЕНТОВ

на технологический процесс обработки резанием

Зав. кафедры ________Шевчук В. Ф.

Нормконтролер ________Моднов С.И

Руководитель ________Моднов С. И.

Разработал студент гр. МО-49 _________Назаров А.А.

ТЛ

Ф.11-58108

Дубл.

Взам.

Подл.

5 1

Разраб.

Назаров

ЯГТУ

ЯГТУ 050500.62-014 КП

Пров.

Моднов

Крышка водомасляного радиатора передняя

А

Н. Контр.

Моднов

М01

Алюминиевый сплав АК9ч (Ал4) ГОСТ 1583-89

НВ>70

М02

Код

ЕВ

МД

ЕН

Н.расх.

КИМ

Код загот.

Профиль и размеры

КД

МЗ

кг 1,75

отливка

1

А

Цех

Уч.

РМ.

Опер.

Код, наименование операции

Обозначение документа

Б

Код, наименование оборудования

СМ

Проф.

Р

УТ

КР

КОИД

ЕН

ОП

Кшт.

Тп.з.

Тшт.

03

ИОТ №26

Б 04

Тележка

О 05

Транспортирование заготовок с места складирования на операцию 01

06

07

А 08

142 83 01 Токарно-копировальная ИОТ №2

09

10

А 11

142 83 02 Агрегатно-сверлильная ИОТ №8

12

13

14

А 15

142 83 03 Вертикально-фрезерная ИОТ №4

16

МК