Расчет припусков на обработку диаметра D = 250h14 _(-1,15) мм.

В качестве заготовки выбираем поковку, по 17 квалитету (ГОСТ 2009 – 55) с допуском размера Td_заг=5000мкм [1, С.147, таблица 23]. Составляем технологию обработки элементарной поверхности, исходя из условия, что предшествующий и последующий переходы должны быть разделены не более чем на 2 – 3 квалитета.

Таблица1.2 Результаты расчетов припусков на обработку поверхности D = 250_-1,15 мм и предельных размеров по технологическим переходам

Маршрут обработки	Элементы припусков, мкм				Расч. прип. 2Zmin, мкм	Расч. диамет D, мм	Допуск T, мкм	Принятые размеры по переходу, мм		Полученные предельные припуски, мм
	Rz	H						Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1. Поковка 17 квалитет	1500		68	—	—	252,33	5000	258	253	—	—
2.Точение однократное 14 квалитет	125	120	3,4	240	3480	248,85	1150	250	248,85	8000	4150

В графе 1 заполняются наименования операций и переходов для каждой обрабатываемой поверхности, начиная с исходной заготовки до последней операции. Для этого нам необходимо рассчитать количество технологических переходов.

Вычисляем коэффициент ужесточения точности размера по следующей формуле(1.1):

k = Td_заг./ Td_дет., (1.1)

где Td_заг. – допуск заготовки, мкм;

Td_дет – допуск детали, мкм;

Значения допуска на получаемый размер берем с чертежа: Td_дет. =1150мкм.

Таким образом k = 1300/1150 = 1,13

Затем вычисляем количество переходов по формуле (1.2):

n = lg k/0,46 =lg 1,13/0,46 =0,15 ≈ 1. (1.2)

Находим разницу:

17-14=3.

Вид обработки принимаем в соответствии с установленными квалитетами по [1, С.8 таблице 4].

В графах 2 – 3 определяем качество поверхности заготовки в исходном состоянии и после механической обработки.

Качество поверхности для заготовок поковок 1 группы диаметром 250 мм определяем по [1, C.185, таблицa 11]:

R_z + h =1500мкм.

По [1, С.187, таблица 24] определяем качество поверхности заготовки после механической обработки:

- для однократного точения по 14 квалитету R_z = 125мкм, h = 120мкм;

В графе 4 записываем значения отклонений оси детали от прямолинейности (кривизну). Кривизну профиля Δ_к поковки определяем по [1, С.186, таблице 15]: для поковки 1 группы без правки длиной

Δ_к = 1мкм на 1мм.

При консольном закреплении общее отклонение вычисляют по формуле (1.3):

, (1.3)

где Δ_k – отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1мм.

l – длина заготовки, мм; l = 84мм

Отсюда

= 68 (мкм).

Для механической обработки суммарное отклонение расположения поверхностей в микрометрах рассчитываем по формуле (1.4):

(1.4)

где – суммарное отклонение расположения поверхностей заготовки на предшест­вующих переходах, мкм;

– коэффициент уточнения.

Значения коэффициентов уточнения для каждого технологического перехода выбираем по справочной литературе:

= 0,05 после однократного точения,(2,С. 190, таблица 29);

Таким образом,

= 68∙0,05 = 3,4 (мкм);

В графе 5 записывается погрешность установки заготовки в приспособлении ξ.Погрешность установки заготовки в приспособлении = 240 (мкм) по таблице [2, С. 42] =400 (мкм), но т.к. закрепление в пневматическом патроне, то погрешность установки можно уменьшить на 20 – 40%. Изменяем на 40%, следовательно,  = 240 (мкм).

Дальше погрешность установки определяется по формуле (1.7)

ξ _i =ξ _{i -1} ∙ k_у, (1.7)

где k_у – коэффициент уточнения.

В графе 6 рассчитываем наименьший припуск на диаметр 2z_min на всех переходах по следующей формуле (1.8)

(1.8)

где – высота неровностей профиля на предыдущем переходе, мкм;

– глубина дефектного слоя на предшествующем переходе, мкм;

– суммарные отклонения расположения поверхностей, а иногда и отклонение формы поверхности на предыдущем переходе, мкм;

ξ _i – погрешность установки на предшествующем переходе, мкм.

Тогда наименьший припуск на диаметр 2z_min на черновое точение будет равен

2z _{min однокр.точ.} =

Графа 7 заполняется снизу. Нижняя строчка берется с чертежа, то есть в нижней строчке таблицы ставится наименьший размер детали по чертежу D_{min.тонк.точ.} = 248,85 мм. Размер на предшествующей операции (переходе) получаем, прибавляя к наименьшему предельному размеру наименьший расчетный припуск на данную операцию (из графы 6).

То есть заполнение графы ведется снизу вверх по формуле (1.9):

D _{min i-1} = D _{min i} + 2z _{min i}, (1.9)

где D _{min i-1} - наименьший диаметр обрабатываемой поверхности, получаемый в результате предшествующей операции, мм;

D _{min i} - наименьший диаметр обрабатываемой поверхности, получаемый в результате данной операции, мм;

2z _{min i} - наименьший припуск на диаметр для данной операции, мм.

Таким образом

D _{min чист.точ.} = D _{min .точ.} + 2z _min.точ. = 248,85+1,15=250 (мм).

В графе 8 проставляем допуски на размеры, получаемые на каждом переходе. Допуски на операционные размеры не должны превышать экономической точности обработки на данной операции. Допуски на всех переходах составляют:

- допуск на заготовку по 17 квалитету - 5000мкм;

• допуск на однократное точение, обеспечивающее точность по 14 квалитету - 1150 мкм;

В графу 10 записываем значения D _min из графы 7, округленные в сторону увеличения до того знака, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

В графе 9 записываем значения наибольших диаметров на каждом технологическом переходе, рассчитанные по формуле (1.10)

D _{max i} = D _{min i} (из графы 10) +Td _i, (1.10)

где D _{min i} – наименьший диаметр на данном переходе, мм;

Td _i – соответствующий данному переходу допуск, мм;

Таким образом

D _{max точен.} = 248,85 + 1,15 = 250 (мм).

D _{max поковка.} = 253 + 5 = 258 (мм).

В графы 11 и 12 заносим предельные наибольшие и наименьшие припуски на обработку поверхности, равные разности между предельными размерами заготовки на предшествующем и последующем переходе (операции):

2z _{max i} = D _{max i -1} - D _{max i}; (1.11)

2z _{min i} = D _{min i-1} - D _{min i}; (1.12)

После выполнения всех расчётов необходимо проверить их правильность по формуле (1.13)

Z_{о max} - Z_{о min} = Td _з – Td _д , (1.13)

где Z_{о max} - суммарный наибольший припуск по всем переходам, мкм;

Z_{о min} - суммарный наименьший припуск по всем переходам, мкм;

Td _з - допуск на заготовку, мкм;

Td _д - допуск на деталь, мкм;

Разность составляет z_{о max} – z_{о min} = 80000– 4150 = 3850 (мкм).

Разность допуска на заготовку и допуска на деталь составляет

Td _з – Td _д = 5000 – 1150 = 3850(мкм).

Таким образом

Z_{о max} - Z_{о min} = Td _з – Td _д = 3850(мкм).

Расчёт произведен верно.

По найденным значениям предельных припусков определяем глубину резания

t = 2Zmax /2. (1.14)

Значит t _точен =8000/2 = 4000 (мкм) = 4 (мм).

Расположение припусков, допусков, размеров заготовки изобразим в виде схемы, см. рисунок 1.1

Рисунок.1.1 - Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров при обработке наружной поверхности диаметром D = 250_-1,15 мм

Для чертежа заготовки номинальный размер заготовки примем равным наибольшему рассчитанному размеру D_{исх.заг.} = 255 мм.

Расчет припусков на обработку отверстия d = 139,2H9(^+0.1) мм

В качестве заготовки выбираем поковку, по 17 квалитету (ГОСТ 2009 – 55) с допуском размера Td_заг=4000мкм [1, С.147, таблица 23]. Составляем технологию обработки элементарной поверхности, исходя из условия, что предшествующий и последующий переходы должны быть разделены не более чем на 2 – 3 квалитета.

Предельные отклонения на рассчитываемый диаметр d = 139,2^+0,1 мм соответствуют 9 квалитету. Заполним таблицу, см. таблица 2.1

Таблица 2.1-Результаты расчетов припусков на обработку поверхности d = 139,2^+0,1 мм и предельных размеров по технологическим переходам

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм.				Расчётный миним. припуск 2zmin, мкм	Расчётный максим. диаметр dmах, мм.	Допуск, мкм.	Принятые размеры, мм.		Полученные припуски, мкм.
	R z	h	Δ Σ	ξ				d min	d max	2z min	2z max
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.Поковка 17кв.	1000		40	―	―	136,184	4000	136	132	―	―
2.Черновое растачивание13кв.	100	120	2,4	240	2486	138,67	630	138,67	138,04	2670	6040
3.Чистовое растачивание10кв.	40	40	0,1	14,4	469	139,139	160	139,13	138,97	460	930
4.Тонкое растачивание 9 кв.	20	20	-	0,6	161	139,3	100	139,3	139,2	170	230
Σ										3300	7200

В графе 1 заполняются наименования операций и переходов для каждой обрабатываемой поверхности, начиная с исходной заготовки до последней операции. Для этого нам необходимо рассчитать количество технологических переходов.

Вычисляем коэффициент ужесточения точности размера по следующей формуле:

k = Td_заг./ Td_дет., (2.1)

где Td_заг. – допуск заготовки, мкм;

Td_дет – допуск детали, мкм;

Значение допуска заготовки из поковки 1 группы по 17 квалитету принимаем по сортаменту: Td_заг=4000мкм [1, С.192, таблица 32].

Значения допуска на получаемый размер берем с чертежа: Td_дет. = 100мкм.(es = +0,1 мм.,

ei = 0 мм.).

Таким образом k = 4000/100 = 40

Затем вычисляем количество переходов по формуле (2.2)

n = lg k/0,46 (2.2)

n = lg k/0,46 =lg 50/0,46 =3,48 ≈ 3

Так как допуск заготовки соответствует 17 квалитету, а допуск детали 9 квалитету, точность поверхности после механической обработки повышается на Td_заг. - Td_дет. = 17 –9 = 8 квалитетов.

1713109

Вид обработки принимаем в соответствии с установленными квалитетами по [1, С.8. таблица 4]

В графах 2 – 3 определяем качество поверхности заготовки в исходном состоянии и после механической обработки.

Качество поверхности для заготовок поковок 1 группы с отверстием диаметром 132,2 мм определяем по [1, С.185, таблица 11 ]:

R_z + h = 1000мкм,

По [1, С.187, таблица 24]: определяем качество поверхности заготовки после механической обработки

В графе 4 записываем значения отклонений оси детали от прямолинейности (кривизну). Кривизну профиля Δ_к поковки определяем по [1, С.186, таблице 15]: для поковки 1 группы без правки длиной

Δ_к = 2мкм на 1мм.

При консольном закреплении общее отклонение вычисляют по формуле (2.3):

, (2.3)

где Δ_k – отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1мм.

l – длина заготовки, мм; l = 84мм

Отсюда

= 40 (мкм).

Для механической обработки суммарное отклонение расположения поверхностей в микрометрах рассчитываем по формуле (2.5):

(2.5)

где – суммарное отклонение расположения поверхностей заготовки на предшест­вующих переходах, мкм;

– коэффициент уточнения.

Значения коэффициентов уточнения для каждого технологического перехода выбираем по справочной литературе:

= 0,06 после чернового точения,(2,С. 190, таблица 29);

= 0,04 после чистового точения,(2,С. 190, таблица 29);

= 0,03 после тонкого точения,(2,С. 190, таблица 29);

Таким образом,

= 40∙0,06 = 2,4 (мкм);

=2,4∙0,04=0,1 (мкм).

В графе 5 записывается погрешность установки заготовки в приспособлении ξ. Погрешность установки заготовки в приспособлении = 240 (мкм) по таблице [2, стр. 42] =400 (мкм), но т.к. закрепление в пневматическом патроне, то погрешность установки можно уменьшить на 20 – 40%. Изменяем на 40%, следовательно,  = 240 (мкм).

В графе 6 рассчитываем наименьший припуск на диаметр 2z_min на всех переходах по следующей формуле (2.6)

2z _{i min} = 2[(R _z + h) _i-1 + √ Δ²_{Σ i-1} + ξ _i²], (2.6)

где R _{z i-1} – высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

h _i-1 – глубина дефектного слоя на предшествующем переходе, мкм;

Δ_{Σ i-1} – суммарные отклонения расположения поверхностей, а иногда от-

клонение формы поверхности на предшествующем переходе, мкм;

ξ _i – погрешность установки на предшествующем переходе, мкм.

Тогда наименьший припуск на диаметр 2z_min на черновое точение будет равен

2z _{min черн.точ.} =

2z _{min чист.точ.} =

2z _{min предв.шлиф.} =

Графа 7 заполняется снизу. Нижняя строчка берется с чертежа, то есть в нижней строчке таблицы ставится наибольший размер детали по чертежу D_{mах.черн.раст.} = 139,3 мм. Размер на предшествующей операции (переходе) получаем, вычитая из наибольшего предельного размера наименьший расчетный припуск на данную операцию (из графы 6).

То есть заполнение графы ведется снизу вверх по формуле (2.7)

D _{mах i-1} = D _{mах i} - 2z _{min i}, (2.7)

где D _{mах i-1} - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности, получаемый в результате предшествующей операции, мм;

D _{mах i} - наибольший диаметр обрабатываемой поверхности, получаемый в результате данной операции, мм;

2z _{min i} - наименьший припуск на диаметр для данной операции, мм.

Таким образом

D _{mах .точ.} = D _{mах.тонк.} - 2z _{min.тонк.} = 139,3 – 0,1 = 139,2 (мм)

В графе 8 проставляем допуски на размеры, получаемые на каждом переходе. Допуски на операционные размеры не должны превышать экономической точности обработки на данной операции. Допуски на всех переходах составляют:

- допуск на заготовку по 17 квалитету - 4000мкм;

- допуск на черновое растачивание, обеспечивающее точность по 13 квалитету - 630 мкм;

- допуск на чистовое растачивание, обеспечивающее точность по 10 квалитету - 160 мкм;

- допуск на тонкое растачивание, обеспечивающее точность по 9 квалитету - 100 мкм;

В графу 9 записываем значения D _mах из графы 7, округленные в сторону уменьшения до того знака, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

В графе 10 записываем значения наименьших диаметров на каждом технологическом переходе, рассчитанные по формуле (2.8)

D _{min i} = D _{max i} (из графы 9) -Td _i, (2.8)

где D _{mах i} – наименьший диаметр на данном переходе, мм;

Td _i – соответствующий данному переходу допуск, мм;

Таким образом

D _{min поковка} = 136-4 = 132(мм).

В графы 11 и 12 заносим предельные наибольшие и наименьшие припуски на обработку поверхности, равные разности между предельными размерами заготовки на предшествующем и последующем переходе (операции):

2z _{max i} = D _{max i -1} - D _{max i}; (2.9)

2z _{min i} = D _{min i-1} - D _{min i}; (2.10)

Таким образом, полученные предельные припуски равны:

- для чернового растачивания

2z _{max черн.раст.} = 138,04– 132= 6040(мм) = 6040 (мкм).;

2z _{min черн.раст.} = 138,67-136 = 2,67 (мм) = 2670 (мкм). ит.д.

После выполнения всех расчётов необходимо проверить их правильность по формуле (2.11)

Z_{о max} - Z_{о min} = Td _з – Td _д , (2.11)

где Z_{о max} - суммарный наибольший припуск по всем переходам, мкм;

Z_{о min} - суммарный наименьший припуск по всем переходам, мкм;

Td _з - допуск на заготовку, мкм;

Td _д - допуск на деталь, мкм;

Разность составляет z_{о min} – z_{о max} =7200 –3300 = 3900(мкм).

Разность допуска на заготовку и допуска на деталь составляет:

Td _з – Td _д = 4000 – 100 = 3900 (мкм).

Таким образом:

Z_{о max} - Z_{о min} = Td _з – Td _д = 3900 (мкм).

Расчёт произведен верно.

Для чертежа заготовки номинальный размер заготовки примем равным наибольшему рассчитанному размеру, уточненному по ГОСТ 2009 – 55 принимаем диаметр равным

d_{исх.заг.} = 135 мм.

По найденным значениям предельных припусков определяем глубину резания в миллиметрах по формуле (2.12)

t = 2Zmin /2. (2.12)

t _{черн.точ} = 6040/2 = 3,02 (мм).

t _{чист.точ} = 930/2 = 0,465 (мм).

t _{тонк.точ.} = 230/2 = 0,115 (мм).

Расположение припусков, допусков, размеров заготовки изобразим в виде схемы, см. рисунок 2.1

Рисунок 2.1. - Схема расположения припусков, допусков и предельных размеров при обработке отверстия диаметром (мм).

3.1 Расчёт припусков на обработку длины L = 84h11(_-0.22) мм.

Точность размера детали (с чертежа)соответствует 11 квалитету.

Заполним таблицу( см. таблицу 3).

В графе 1 заполняются наименования операций и переходов для каждой обрабатываемой поверхности, начиная с исходной заготовки до последней операции. Для этого нам необходимо рассчитать количество технологических переходов.

Вычисляем коэффициент ужесточения точности размера по следующей формуле (3.1):

k = Td_заг./ Td_дет., (3.1)

где Td_заг. – допуск заготовки, мкм;

Td_дет – допуск детали, мкм;

Значения допусков берем из [1, С.192 таблицы 32]

- по 17 квалитету допуск заготовки Td_заг. = 3500мкм.;

- по 11 квалитету допуск детали Td_дет. = 220мкм.

Таким образом k = 3500/220 = 15,9

Затем вычисляем количество переходов по формуле(3.2):

n = lg k/0,46 (3.2)

n = lg 15,9/0,46=2,6

принимаем n= 2.

Вид обработки принимаем в соответствии с установленными квалитетами по [1, С.8, таблице 4]

В графах 2 – 3 определяем качество поверхности заготовки в исходном состоянии и после механической обработки.

Качество поверхности заготовок поковок 1 группы точности при обработке резцом определяем по [1, С.188, таблица 25]

• для чернового подрезания торца по 14 квалитету R _z = 100мкм, h = 100мкм.;

• для чистового подрезания торца по 11 квалитету R _z = 20мкм, h = 20мкм.;

Таблица 3.-Результаты расчетов припусков при обработке торцов детали в размер

L =84h11(_-0.22) мм и предельных размеров по технологическим переходам .

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм				Расчётный миним. припуск 2zmin, мкм	Расчетная миним. длина Lmin, мм	Допуск, мкм	Принятые размеры, мм.		Полученные припуски, мкм.
	R z	h	Δ Σ	ξ				Lmax	L min	2z max	2z min
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.Поковка 17 кв.	1000		390	-	-	87,51	3500	91,1	87,6	-
2.Черновое подрезания торца 14 кв.	100	100	23	240	3260	84,25	870	85,12	84,25	5980	3350
3.Чистовое подрезания торца 11 кв.	20	20	0,9	12	470	83,78	220	84	83,78	1120	470
Σ										7100	3820

Значения суммарного отклонений расположения поверхностей заготовки вычисляют по формуле (3.3):

, (3.3)

где – отклонение от перпендикулярности, мкм;

R –радиус обрабатываемой поверхности ; R = 130 мм;

= 3 [1, С.186, таб­лица 15];

(мкм).

Для механической обработки суммарное отклонение расположения поверхностей рассчитываем по формуле (3.4)

Δ_ΣН = Δ_ΣНi-1 · k_у, (3.4)

где Δ_ΣНi-1 - суммарное отклонение расположения поверхностей заготовки на

предшествующих переходах, мкм;

k_у – коэффициент уточнения.

Значения коэффициента уточнения для каждого технологического перехода выбираем по [1, С.190, таблица 29]:

k_{у черн.точ.} = 0,06 – после чернового точения;

k_{у чист.точ.} = 0,04 – после чистового точения;

Таким образом

Δ_{ΣНчерн.точ.} = Δ_ΣН · k_{у черн.точ.} = 390 · 0,06 = 23(мкм).

Δ_{ΣНчист.точ.} = Δ_{ΣНчерн.точ.} · k_{у чист.точ.} = 23 · 0,04 = 0,9 (мкм).

В графе 5 записывается погрешность установки заготовки в приспособлении ξ. Погрешность установки заготовки в приспособлении = 240 (мкм) по таблице [2, стр. 42] =400 (мкм), но т.к. закрепление в пневматическом патроне, то погрешность установки можно уменьшить на 20 – 40%. Изменяем на 40%, следовательно,  = 240 (мкм). Дальше погрешность установки определяется по формуле (3.5)

ξ _i =ξ _{i -1} · k_у, (3.5)

где k_у – коэффициент уточнения.

ξ _i=240 · 0,05=12 (мкм).

В графе 6 рассчитываем наименьший припуск на размер 2z_min на всех переходах по формуле (3.6)

(3.6)

где R _{z i-1} – высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

h _i-1 – глубина дефектного слоя на предшествующем переходе, мкм;

Δ_{Σ i-1} – суммарные отклонения расположения поверхностей, а иногда отклонение формы поверхности на предшествующем переходе, мкм;

ξ _i – погрешность установки на предшествующем переходе, мкм.

Тогда наименьший припуск на размер 2z_min при подрезке торца будет равен :

- на черновое точение:

2z _{min черн.точ.} = 2[1000+390+240 ] = 3260 (мкм).

- на чистовое точение:

2z _{min чист.точ.} = 2[(100+100)+23+12 ] = 470 (мкм).

Графа 7 заполняется снизу. Нижняя строчка берется с чертежа, то есть в нижней строчке таблицы ставится наименьший размер детали по чертежу L_{min.чист.точ.} = 83,78 мм. Размер на предшествующей операции (переходе) получаем, прибавляя к наименьшему предельному размеру наименьший расчетный припуск на данную операцию (из графы 6).

То есть заполнение графы ведется снизу вверх по формуле (3.7)

L _{min i-1} = L _{min i} + 2z _{min i}, (3.7)

где L _{min i-1} - наименьший размер обрабатываемой поверхности, получаемый в результате предшествующей операции, мм;

L _{min i} - наименьший размер обрабатываемой поверхности, получаемый в результате данной операции, мм;

2z _{min i} - наименьший припуск на размер для данной операции, мм.

Таким образом

L _{min поковка} = L _{min черн.точ.} + 2z _{min черн.точ.} = 83,78+0,430= 84,25 (мм).

L _{min черн.точ} = L _{min чист.точ.} + 2z _{min чист.точ.} = 84,25+3,26= 87,51 (мм).

В графе 8 проставляем допуски на размеры, получаемые на каждом переходе. Допуски на операционные размеры не должны превышать экономической точности обработки на данной операции. Допуски на всех переходах при размере поверхности 60 мм составляют:

- допуск на заготовку по 17 квалитету - 3000мкм.;

- допуск на черновое точение по 14 квалитету - 740 мкм.;

- допуск на чистовое точение по 11 квалитету - 190 мкм.;

В графу 10 записываем значения L _min из графы 7, округленные в сторону увеличения до того знака, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

В графе 9 записываем значения наибольших размеров заготовки на каждом технологическом переходе, рассчитанные по формуле (3.8)

L _{max i} = L _{min i} (из графы 10) +Td _i, (3.8)

где L _{min i} – наименьший размер на данном переходе, мм;

Td _i – соответствующий данному переходу допуск, мм;

Таким образом

L _{max поковка} = 87,6+3,5 = 91,1(мм).

L _{max черн.точ} = 84,25+0,87 =85,12 (мм).

L _{max чист.точ} = 83,78+0,22 = 84(мм).

В графах 11 и 12 заносим предельные наибольшие и наименьшие припуски на обработку поверхности, равные разности между предельными размерами заготовки на предшествующем и последующем переходе (операции):

2z _{max i} = L _{max i -1} - L _{max i} или z _{max i} = L _{max i -1} - L _{max I} (3.9)

2z _{min i} = L _{min i-1} - L _{min i} или z _{min i} = L _{min i-1} - L _{min i} (3.10)

После выполнения всех расчетов необходимо проверить их правильность по формуле (3.11):

Z_{о max} - Z_{о min} = Td _з – Td _д , (3.11)

где Z_{о max} - суммарный наибольший припуск по всем переходам, мкм;

Z_{о min} - суммарный наименьший припуск по всем переходам, мкм;

Td _з - допуск на заготовку, мкм;

Td _д - допуск на деталь, мкм;

Разность составляет z_{о max} – z_{о min} = 7100 –3820= 3280 (мкм).

Разность допуска на заготовку и допуска на деталь составляет

Td _з – Td _д = 3500 – 220 = 3280 (мкм).

Таким образом

Z_{о max} - Z_{о min} = Td _з – Td _д = 3280 (мкм).

Расчёт произведен верно.

По найденным значениям предельных припусков определяем глубину резания в миллиметрах по формуле (2.12)

t = 2Zmin /2. (3.12)

t _{черн.точ} = 5,98/2 = 2,99 (мм).

t _{чист.точ} = 1,12/2 = 0,56 (мм).

Расположение припусков, допусков, размеров заготовки изобразим в виде схемы, рисунок 3.

Рисунок 3– Схема расположения припусков, допусков, предельных отклонений размеров на обработку поверхности L=84h11.

Для чертежа заготовки номинальную длину заготовки примем равной наибольшему рассчитанному размеру, уточненному по предпочтительному ряду чисел, L = 90 мм.

4. По полученным размерам заготовки определяем коэффициент использования материала, используя формулу (4.1)

Q_Д

K_M = —— , (4.1)

Q_З

где Q_Д – масса детали (изделия), кг;

Q_З – масса заготовки, кг.

Масса детали примерно равна: Q_Д = 10,5кг.

Q_З = V_З · ρ_ст , (4.2)

где ρ_ст =7,8Н/м³ – удельный вес стали.

V=R²L, (4.3)

где R₁ – радиус заготовки = 130 (мм),

R₂ – радиус заготовки =65 (мм),

L – длина заготовки = 91,1 (мм).

Kм=10,5/28,4=0,37.

Как видно из расчета, коэффициент использования материала получился маленьким, что можно объяснить сложной конфигурацией детали.

2.1 Расчет режимов резания при черновом точении поверхности диаметром 250 мм, на длину 84мм

Расчет ведем по [2], [3].

Обработка производится на токарно-винторезном станке 16К30. Заготовка — поковка из стали 45, .

Для чернового точения наружной поверхности выбираем резец с механическим креплением сменной многогранной пластиной из твердого сплава. К достоинству резцов с СМП относят их высокую эффективность: резцы позволяют повысить стойкость в 1,5 раза и выше, производительность труда в 1,4 раза, снизить расход твердого сплава на 20%.

Проектируемый токарный проходной упорный резец с трехгранными режущими пластинами из твердого сплава для обработки наружных цилиндрических поверхностей, обтачивания ступенчатых деталей и подрезки торцов, буртиков.

Выбираем материал резца: державка - сталь 45 по ГОСТ 1050 – 74 (HRCэ 35…40); винт – сталь 40Х по ГОСТ4543 – 71 (HRCэ35…40); прихват - сталь 40Х по ГОСТ4543 – 71 (HRCэ35…40); пластина трехгранная – твердый сплав Т5К10.

Определим геометрию режущей части резца. Определяющим фактором в выборе геометрии режущей части резцов являются свойства материала обрабатываемой заготовки, вид инструментального материала и вид обработки.

Выбираем твердосплавную трехгранную пластину ГОСТ 19068-80.

Геометрические элементы лезвия рабочей части резца с трехгранной пластиной

[ 12, с.109]:

Глубина резания при черновом точении  258 составляет t=4 мм (см. расчет припусков).

Рекомендуемая подача S=0,7 -1,2 мм/об. [3; С. 364; табл. 11]

Согласно паспорту станка принимаем S=0,7мм/об.

Скорость резания при наружном продольном точении рассчитываем по формуле [3, С. 358]:

(2.1)

где С_v - постоянный коэффициент, С_v=350; [3, С.169, табл.17]

Т – стойкость инструмента, принимаем Т=60 мин;

t – глубина резания; t=4 мм

S – подача; S=0,7мм/об.

x, y, m – показатели степени:

x=0,15; y=0,35; m=0,2; [3, C.169, таблица 17]

К_v – поправочный коэффициент

К_v=К_mv K_nv K_uv·К_φv ·К_φ1v ·К_rv (2.2)

где К_mv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки:

, (2.3)

где К_r=1,0

n=1;

_B=580 Мпа;

K_nv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности; K_nv=0,8 [3, C.263, таблица 5];

K_uv - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента; K_uv =0,65 [3,C. 263, таблица 6]

К_φv - коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане; К_φv = 0,7 [3,с.271,таблица 18]

К_rv - коэффициент, учитывающий влияние радиуса при вершине резца; К_rv = 0,94 [3,C.271,таблица 18]

К_v=1,29·0,8∙0,65∙0,7·0,94 = 0,44

(м/мин)

Частота вращения шпинделя n определяется:

(2.4)

77,33(об/мин)

С учетом паспортных данных станка 16К30 принимаем: n_ст=60 об/мин

Тогда действительная скорость резания определяется:

(2.5)

(м/мин)

Расчет главной составляющей силы резания Р_Z ведется по формуле [3, С.271]:

Р_Z=10С_рt^xS^yⁿK_p, (2.6)

где С_р – постоянный коэффициент, С_р=300; [3, С.273, таблица 22]

x, y, n – показатели степени [3, С.273, таблица 22]:

x=1; y=0.75; n= -0,15;

K_p – поправочный коэффициент вычисляем по формуле [3, С.271] :

K_p=K_мpK_pK_pK_rp (2.7)

где K_мp – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала [3, С.264, таблица 9]:

K_мp= (2.8)

K_мp=

K_p – коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане, K_p=0,89 [3, С.275, таблица 23]

-коэффициент , учитывающий влияние переднего угла =10°, =1. [3, С.275, таблица 23]

- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия, =1 [3, С.275, таблица 23]

K_p=0,81∙0,89∙1 ·1=0,72

(Н).

Расчет осевой составляющей силы резания Р_х ведется по формуле [3, С.271]:

Р_х=10С_рt^xS^yⁿK_p, (2.9)

где С_р – постоянный коэффициент, С_р=339; [3, С.273, таблица 22]

x, y, n – показатели степени [3, С.273, таблица 22]:

x=1; y=0,5; n= -0,4;

K_p – поправочный коэффициент вычисляем по формуле [3, С.271] :

K_p=K_мpK_pK_pK_rp (2.10)

где K_мp – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала [3, С.264, таблица 9]:

K_мp= (2.11)

K_мp=

K_p – коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане, K_p=0,89 [3, С.275, таблица 23]

-коэффициент , учитывающий влияние переднего угла =10°, =1. [3, С.275, таблица 23]

- коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия, =1 [3, С.275, таблица 23]

K_p=0,81∙0,89∙1 ·1=0,72

Р_х=10С_рt^xS^yⁿK_p= 10 · 339 · 4¹ · 0,7^0,5 · 48,6^-0,4 · 0,72 = 1727,7Н

Мощность резания рассчитываем по формуле [3, С. 271]:

(2.12)

(кВт)

(кВт)

2,93 < 17,6

Соответственно – обработка возможна.

2.2 Расчет режима резания для сверления отверстия D=7 мм, на глубину h=20мм.

Сверление ведётся на радиально - сверлильном станке модели 2554, спиральным сверлом

Æ 7 мм из быстрорежущей стали Р6М5, выполненным по ГОСТ 10902-77, с одинарной заточкой.

Определяем глубину резания по формуле:

t=D_св./2 (2.13)

где t - глубина резания, мм;

D_св. - диаметр сверления, мм;

t=7/2=3,5 мм.

Определяем подачу:

S=0,26-0,32 мм/об [3, С. 277, таблица 25].

выбираем S=0,3 мм/об

Определяем скорость резания по формуле:

(2.14)

где V – скорость резания, м/мин;

D – диаметр сверла, мм;

S – подача, мм/об;

Т – стойкость резания, мин;

С_v – коэффициент, учитывающий влияние режимов резания на скорость резания;

q-показатель степени, характеризующий влияние диаметра сверла на скорость резания;

y_v – показатель степени, характеризующий влияние подачи на скорость резания;

m – показатель степени, характеризующий влияние стойкости инструмента на скорость резания;

K_v – коэффициент, учитывающий влияние различных факторов резания на скорость резания:

(2.15)

где K_mv – коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала на скорость резания;

(2.16)

где К_г – коэффициент, характеризующий вид обрабатываемого материала;

_в – временный предел прочности обрабатываемого материала, МПа;

n_v – показатель степени, характеризующий вид обрабатываемого материала;

K_nv - коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности обрабатываемого материала на скорость резания;

К_l - коэффициент, учитывающий влияние длины сверления на скорость резания;

К_з – коэффициент, учитывающий заточку сверла.

Т=25 мин [3, C. 279, таблица 30];

С_v=9,8 [3, C. 278, табл. 28];

q=0,40 [3, C. 278, таблица 28];

y_v=0,5 [3, C. 278, таблица 28];

m=0,2 [3, C. 278, таблица 28];

_в=580 МПа для стали 45;

К_г=1,0 [3, C. 262, таблица 2];

n_v=0,9 [3, C. 262, таблица 2];

К_l=1,0 при длине обрабатываемого отверстия 20 мм [3, C. 280, таблица 31];

К_з =1,0 при одинарной заточке сверла.

K_v=1,261,0∙1,0=1,26.

Определяем частоту вращения шпинделя, соответствующую данной скорости резания, по формуле:

(2.17)

где n-частота вращения шпинделя, об/мин;

V-скорость резания, м/мин;

D – диаметр сверла, мм;

Корректируем полученную частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка. Принимаем ближайшую меньшую частоту вращения шпинделя, равную 1000 обмин.

Определяем действительную скорость резания по формуле:

(2.18)

где V-действительная скорость резания, м/мин;

D-диаметр сверла, мм;

n-частота вращения шпинделя, об/мин;

;

Определяем крутящий момент, возникающий при обработке, по формуле:

(2.19)

где M_kp- крутящий момент, возникающий при обработке, Нм;

C_м- коэффициент, учитывающий влияние режимов резания на крутящий момент, возникающий при обработке;

D-диаметр сверла, мм;

q-показатель степени, характеризующий влияние диаметра сверла на крутящий момент, возникающий при обработке;

S-подача, мм/об;

у- показатель степени, характеризующий влияние подачи на крутящий момент, возникающий при обработке;

K_p- коэффициент, учитывающий влияние различных факторов резания на крутящий момент, возникающий при обработке;

K_p=K_mv, (2.20)

где K_m-– коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала на крутящий момент;

(2.21)

где: _в – временный предел прочности обрабатываемого материала, МПа;

n_v – показатель степени, характеризующий вид обрабатываемого материала;

C_м=0,0345 [3, С. 281, таблица 32];

q=2,0 [3, С. 281, таблица 32];

у=0,8 [3, С. 281, таблица 32];

_в=580 МПа для стали 45;

n=0,9 [1, С. 264, таблица 9]

Определяем осевую силу, возникающую при обработке, по формуле:

(2.22)

где P_oc-осевая сила, возникающая при обработке, Н,

C_p- коэффициент, учитывающий влияние режимов резания на осевую силу, возникающую при обработке;

D-диаметр сверла, мм;

q-показатель степени, характеризующий влияние диаметра сверла на осевую силу, возникающую при обработке;

S-подача, мм/об;

у- показатель степени, характеризующий влияние подачи на осевую силу, возникающую при обработке;

K_p- коэффициент, учитывающий влияние различных факторов резания на осевую силу, возникающую при обработке;

K_p=K_m,

где K_m-– коэффициент, учитывающий влияние свойств обрабатываемого материала на осевую силу, возникающую при обработке;

(2.23)

где: _в – временный предел прочности обрабатываемого материала, МПа;

n_v – показатель степени, характеризующий вид обрабатываемого материала;

C_м=68[3, С. 281, таблица 32];

q=1,0 [3, С. 281, таблица 32];

у=0,7 [3, С. 281, таблица 32];

_в=580 МПа для стали 45;

n=0,9 [1, С. 264, таблица 9]

Определяем мощность, необходимую для обработки, по формуле:

(2.24)

где N- мощность, необходимую для обработки, кВт;

M_kp- крутящий момент, возникающий при обработке, Нм;

n-частота вращения шпинделя, об/мин;

Проверяем возможность осуществления обработки на станке модели 2554 по формуле:

N_шп=N_эд, (2.25)

где N_шп – мощность на шпинделе, кВт;

N_эд – мощность электродвигателя, кВт;

 - КПД;

N_эд=5,5 кВт (по паспорту станка 2554);

=0,8 (по паспорту станка 2554);

N_шп=5,50,8= 4,4 кВт;

4,4 > 0,53

N_шп> N_рез, значит обработка возможна.

2.3 Расчет режимов резания при долблении зубьев m = 3; Z = 48 ;L=35мм

В качестве инструмента применяем долбяк дисковый прямозубый по ГОСТ 9323-79, изготовленный из стали Р6М5 диаметром 100 мм .

Величина подачи составит [4, С. 458.таблица 54] при долблении из диапазона 0,25…0,30 принимаем Sкр = 0,3 мм/дв.ход, радиальная подача равна 0,2 от круговой Sрад=0,06мм/дв.ход .

Скорость резания при черновом долблении рассчитываем по формуле [4, C. 458]:

(2.26)

где С_v – коэффициент при черновой обработке; С_v = 49

y, x, m – показатели степеней;

y = 0,5; x = 0,3; = 0,2. [2,C. 460,таблица 59].

Среднее значение стойкости: Т = 400 мин.

Коэффициент, учитывающий отклонение от скорости:

К_v = K_mv · К_zv

K_mv – учитывает влияние механических свойств для стали 45;

K_mv =1.

К_zv – коэффициент, учитывающий число зубьев нарезаемого колеса.

K_zv=1.

С учетом этого скорость резания составит:

м/мин

Число двойных ходов долбяка определим по формуле [5,C.302]:

(2.27)

дв.ход/мин

где L – длина хода долбяка; принимаем L = 40 мм.

Принимаем ближайшее меньшее по паспорту число двойных ходов Kд = 125 дв.х/мин

Тогда действительная скорость резания составит

м/мин

Мощность, затрачиваемая на долбление рассчитываем по формуле [2, C. 461]:

N = 10^-4 · C_N · S^y · m^x · z^q · K_N (кВт) (2.27)

где C_N – коэффициент, C_N = 179,

z – количество зубьев нарезаемого колеса,

K_N=1- поправочный коэффициент на мощность при зубонарезании.

x, y, q – показатели степеней;

x = 2, y = 1, q = 0,11 [2,C. 463,таблица 67]

N = 10^-4 · 179 · 0.24¹ · 3² · 48^0,11 = 0,059 кВт.

Так как мощность двигателя зубодолбежного станка равна 2,8 кВт, эффективная мощность на ползуне составит :

N_эф = 2,8 · 0,8 = 2,24 кВт,

N₁ = 0,059 N_эф = 2,24 кВт.

Следовательно, обработка возможна.