2.1.5. Разработка технологических процессов механической обработки деталей

При разработке технологических операций выдерживаем ряд рекомендаций, т.е. разделяем операции на черновые и чистовые, аналогично делим и переходы.

Последовательность выполнения переходов должна обеспечивать получение требуемого качества поверхности по точности и по шероховатости, что может быть обеспечено назначением оптимальных режимов резания.

На схемах обработки, которые предложены в дипломном проекте, показываем:

- зажимные элементы приспособлений;

- контуры детали на чертежах заготовок;

- выделенные красным цветом обработанные поверхности;

-параметры точности и шероховатости обработанных поверхностей и линейных размеров этой поверхности;

-режущий инструмент в конце пути обработки на этой операции или переходе;

- таблицы с указанием принятых режимов резания.

Согласно разработанным технологическим маршрутам изготовления деталей, припускам на механическую обработку, разрабатываем технологические процессы механической обработки, для чего рассчитываем и назначаем режимы резания и нормируем операции.

2.1.5.1. Расчет и установление режимов обработки.

Режимы резания определяем расчетно-аналитическим и табличными методами. Расчетно-аналитическим методом определяем режимы резания на токарную операцию с ЧПУ, по обработке детали шток.

Операция включает в себя последовательное выполнение следующих переходов:

1. Точить Ø30 до Ø27 мм, выдерживая размер L=139 мм.

2. Точить Ø27 до Ø25 мм, выдерживая размер L=19 мм.

3. Точить Ø27 до Ø26 мм, выдерживая размер L=120 мм.

4. Точить канавку В=4 мм, выдерживая размер Ø21,8 мм.

5. Переустановить деталь

6. Точить Ø41 до Ø39 мм, выдерживая размер L=60 мм.

Указанные переходы выполняются по контуру упорным резцом с механическим креплением пластины из твердого сплава Т5К10.

Глубину резания назначаем исходя из припусков на механическую обработку.

В дальнейших расчетах учитываем, что материал заготовки – сталь 40Х, твердость 180 НВ.

Глубина резания:

- для поверхности Ø30 мм, t=1,5 мм, из таблицы 2.14;

- для поверхности Ø41 мм, t=1,0 мм, из таблицы 2.14.

По нормативам [4] устанавливаем подачу для всех переходов предварительного точения:

S=0,6-0,8 мм/об;

Принимаем: S=0,8 мм/об.

Рассчитываем скорость резания по формуле:

,

где Т – стойкость инструмента, Т=60мин;

x, y, m – показатели степени из таблицы 17 [3],

x=0,15, y=0,35, m=0,2.

,

где - коэффициент, учитывающий влияние конкретных условий обработки;

- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхностного слоя заготовки, =0,8;

- коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента, =0,65.

Тогда:

,

где =1,0, =0,9;

;

,

тогда:

- для поверхности Ø30 мм:

V= ;

- для поверхности Ø41 мм:

V= ;

Найдем частоту вращения шпинделя для каждого перехода:

- для поверхности Ø30 мм:

,

По паспорту станка указано, что переключение бесступенчатое, поэтому округлим частоту вращения шпинделя до целого числа, примем n=1310 мин .

- для поверхности Ø41 мм:

.

По паспорту станка указано, что переключение бесступенчатое, поэтому округлим частоту вращения шпинделя до целого числа, примем n=1015 мин .

Определим фактическую скорость резания, после округления частоты вращения шпинделя до паспортных значений:

- для поверхности Ø30 мм:

Vф=3,14*30*1310/1000=123,40 м/мин;

- для поверхности Ø41 мм:

Vф=3,14*41*1015/1000=130,67 м/мин.

Проведём проверку режимов резания по мощности станка.

Для этого определяем мощность, требуемую для точения по формуле:

;

где - сила резания при точении;

V – скорость резания.

Найдем силу резания по формуле:

,

где - произведение коэффициентов, зависящих от геометрии резца и качества обработанного материала.

;

;

где n – коэффициент, зависящий от материала обрабатываемой заготовки, n=0,75;

;

- коэффициент, зависящий от угла в плане, =0,89;

- коэффициент, зависящий от переднего угла, =1,1;

- коэффициент, зависящий от радиуса при вращении, =1,0;

- коэффициент, зависящий от наклона режущей кромки, =1,0.

;

- согласно таблице 22 [3] имеют следующие значения:

;

- для поверхности Ø30 мм:

- для поверхности Ø41 мм:

.

Тогда мощность резания равна:

- для поверхности Ø30 мм:

- для поверхности Ø41 мм:

Найдем мощность станка с учетом КПД:

,

где η – кпд станка, 0,85;

- мощность электродвигателя главного привода станка, =10 кВт;

тогда:

=10*0,85=8,5 кВт.

Из расчетов видно, что мощность станка превышает мощность резания, следовательно, выбранные режимы резания применимы.

На остальные операции технологического процесса обработки заданных деталей режимы резания определяем табличным методом, и результаты выносим в таблицы 2.16 и 2.17.