Вариант 7

Вариант 7

Размеры детали:

D₁= 65мм;

D₂= 55 мм;

D₃= 25 мм;

A₁= 55мм;

А₂= 45 мм.

Материал детали - чугун СЧ18.

Обработка черновая.

Припуск t=2 мм.

Рисунок 1. Эскиз детали

Решение.

1. Выбор станка.

Исходя из максимального диаметра детали D₁= 65 мм, принимаем по (3, гл.1, табл.7) станок токарно-револьверный специальный, мод. 1365.

Станки модели 1365 предназначены для токарной обработки изделий, требующих применения последовательных операций обтачивания, сверления, растачивания, зенкерования с помощью револьверного суппорта и подрезания, протачивание кольцевых канавок и отрезание с использованием поперечного суппорта.

Модификацией мод. 1365 является мод. 1П365, предназначен­ная для патронных работ с наибольшим диаметром обработки над стани­ной 500 мм.

2. Материал детали.

Чугун СЧ18.

Ферритно-перлитный чугун с пластинчатым графитом. Прочность на разрыв σ_в=180 МПа.

Серый чугун представляет собой не сплошной металл, а пористую металлическую губку - сплав железа с графитом, поры которой заполнены рыхлым неметаллическим веществом — графитом. Чугун весьма хрупок. Его относительное удлинение при разрыве очень низко. Он разбивается на куски ударом.

Чугун СЧ18 применяется: для изготовления отливок блоков цилиндров в автомобилестроении; оснований станков, салазок, столов в станкостроении; зубчатых колес, рам редукторов, муфт сцепления, паровых цилиндров и других средненагруженных деталей в химическом машиностроении; отливок деталей трубопроводной арматуры и приводных устройств к ней; отливок деталей горно-металлургического оборудования; частей литых соединительных для трубопроводов.

3. Определение шероховатости поверхностей.

Определим шероховатости поверхностей по (2, гл.2, табл.2) для черновой обработки:

• наружные поверхности вращения, обрабатываемые токарными резцами в черновую, имеют шероховатость Ra 12,5-50мкм;

• внутренние поверхности вращения, обрабатываемые черновым зенкерованием - Ra 3,2-6,3мкм;

• торцовые поверхности, обрабатываемые торцовым точением - Ra 2,5-50 мкм.

4. Назначение инструмента для обработки поверхностей.

4.1 Токарные операции.

Для токарных операций достаточно токарного проходного упорного прямого резца с углом в плане 90° (ГОСТ 18879-73), т.к. деталь имеет уступы небольших размеров.

По (3, гл.З, табл.З) для черновой обработки чугуна СЧ18 назначаем материал твердой вставки резца - сплав ВК4.

По (3, гл.З, табл.6) выбираем размеры резца:

• L= 120мм;

• h= 20мм;

• b= 16мм;

• R= 1,0мм;

• 1= 16мм.

Рисунок резца приведен на рис. 2.

Рисунок 2. Токарный проходной упорный прямой резец.

4.2 Операция зенкерования.

Для операции зенкерования примем по (3, гл.З, табл.47) зенкер, оснащенный пластинами из твердого сплава с коническим хвостовиком (ГОСТ 3231-71) с размерами:

• диаметр инструмента D=25mm;

• общая длина L= 180мм;

• длина рабочей части 1=85мм.

По (3, гл.З, табл.48) для черновой обработки чугуна СЧ18 принимаем следующие геометрические параметры зенкера (см. рис. 3):

• γ=12°;

• α=10°;

• φ= 60°;

• ω=10°;

• f=0,8 мм.

Рис. 3. Геометрические параметры зенкера.

5. Расчет режимов резания.

5.1 Операция точения поверхности 5 (диаметр 65 мм).

Расчет режимов резания по эмпирическим зависимостям проводим для одного перехода токарной операции.

Глубину резания принимаем равной припуску на обработку t= 2 мм. Продольная подача по (3, гл. 4, табл. 14) для данной глубины резания

S= 0,21 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

где T- период стойкости инструмента, мин.

Принимаем Т = 60 мин.

Значения коэффициентов определены по (3, гл. 4, табл. 17):

• C_v = 420;

• m = 0,2;

• х = 0,15;

• у = 0,2;

Коэффициент K_v:

где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

По (3, гл.4, табл. 1) для Чугуна:

Показатель степени n_v для материала инструмента - твердого сплава при обработке заготовки из чугуна берем из (3, гл.4, табл. 2):

n_v =1,25.

Тогда

По (3, гл.4, табл. 5) для заготовки без корки К_ПV = 1.

По (3, гл.4, табл. 6) для инструмента из сплава ВК4 К_ИV = 1,1.

Тогда

Скорость резания:

Расчётное число оборотов шпинделя:

Принимаем фактическое число оборотов, с учетом типа станка n_ф = 1500об/мин.

Фактическая скорость резания:

Определяем главную составляющую силы резания по формуле:

Принимаем значения коэффициентов по (3, гл.4, табл.22).:

• С_р = 92;

• n = 0;

• х = 1,0;

• у = 0,75

Коэффициент К_р:

Коэффициенты, входящие в формулу, учитывают фактические условия резания определим по (3, гл.4, табл. 9, 10, 23):

• = 0,94;

• = 1,1;

• = 1,0;

• = 0,93.

Тогда определим главную составляющую силы резания по формуле :

Мощность резания:

Мощность привода главного движения:

Мощность электродвигателя станка 1356 - 13 кВт, она достаточна для выполнения операции точения.

5.2 Операции зенкерования поверхности 4 (диаметр 25 мм).

Глубина резания: t= 2 мм.

Подача по (3, гл.4, табл. 26) 1-1,2 мм/об как для стали, но с учётом имеющихся подач на станке принимаем S= 1 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле:

Период стойкости инструмента принимаем по (3, гл.4, табл. 30) Т=40мин. Значения коэффициентов определены по (3, гл. 4, табл. 29):

• С_V = 16,3;

• q = 0,3;

• m = 0,3;

• у = 0,5;

• х=0,2;

Коэффициент К_V:

где K_lV - коэффициент, учитывающий глубину зенкерования;

K_ПV - поправочный коэффициент.

Коэффициенты K_MV ,К_Иу определены выше.

По (3, гл.4, табл. 31) принимаем K_lV = 1,0.

По (3, гл.4, табл. 5) принимаем К_ПV=1,0.

Скорость резания:

Расчётное число оборотов шпинделя:

Принимаем фактическое число оборотов, с учетом типа станка Пф = 250 об/мин.

Фактическая скорость резания:

Определяем крутящий момент по формуле:

Значения коэффициентов определены по (3, гл.4, табл. 32):

• С_м = 0,085;

• q = - ;

• х=0,75;

• у = 0,8;

Коэффициент К_Р = К_МР= 1 (3, гл.4, табл. 10).

Определяем осевую силу по формуле:

Значения коэффициентов определены по (3, гл.4, табл. 32):

• С_р =23,5;

• х=1,2;

• у = 0,4;

Допускаемая осевая сила по паспорту станка 5880 Н, поэтому расчётная осевая сила допустима.

Мощность резания:

Мощность привода главного движения:

Мощность электродвигателя станка 13 кВт, она достаточна для выполнения данного перехода.

6. Расчет машинного времени.

Основное время определяем по формуле:

где L - расчётная длина обработки, мм;

n - частота вращения шпинделя, об/мин.;

S - подача, мм/об (мм/мин.).

Расчётная длина обработки:

где 1 - размер детали на данном переходе, мм;

1_В - величина врезания инструмента, мм;

1сх - величина схода инструмента, мм;

1пд - величина подвода инструмента, мм.

Принимаем: 1_Сх = l_ПД = 1 мм. Принимаем i=l.

Величина врезания инструмента:

где t - глубина резания, мм;

- угол в плане,⁰.

В случае использования токарного проходного упорного отогнутого резца с углом в плане 90° 1_в=0.

Тогда окончательная формула для определения машинного времени:

Машинное время для токарного обтачивания:

Поверхность 1,2,5:

Машинное время для зенкерования:

Поверхность 4:

Общее машинное время:

Т_м=0,16 + 0,228 = 0,388 мин.

Вспомогательное время определим по формуле:

Т_В=0,25Т_М = 0,25*0,388=0,097мин.

Штучное время:

Т_шт = Т_м + Т_В = 0,388 + 0,097 = 0,485 мин.

Литература.

1. Г.А. Нестеренко МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА. Учебное пособие, Омск ,2008

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. T.l/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1986, 656 с, ил.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова.— 4-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1986, 496 с, ил.

4. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов. —5-е издание, стереотипное.