3.6 Расчёт необходимого количества операций
Расчет необходимого количества операций проведем для поверхности диаметром 25IT6( ) по методике, изложенной в [8].
Допуск заготовки согласно ГОСТ 7505-89 составляет 1 мм, т.е.
=
1000 мкм.
Допуск детали
=
0,015 мм = 15 мкм.
Необходимую величину уточнения определим по формуле:
,
(9)
Подставляя все данные в формулу (9) получим:
.
С другой стороны, уточнение определяется как произведение уточнений, полученных при обработке поверхности на всех операциях(переходах) принятого техпроцесса по формуле:
,
(10)
где
-
величина уточнения, полученного на i-ой
операции (переходе);
n – количество принятых в техпроцессе операций (переходов).
Для обработки данной поверхности в маршрутном технологическом процессе предусмотрены следующие операции:
1.Черновое точение
2.Чистовое точение
3.Предварительное шлифование
4. Окончательное шлифование.
Промежуточные значения рассчитываются по формулам:
(11)
где
-
допуски размеров, полученные при
обработке детали на первой, второй и
т.д. операциях.
1) Черновое точение
210
мкм;
2) Чистовое точение
84
мкм;
3) Предварительное шлифование
21
мкм;
4) Чистовое шлифование
15
мкм.
;
;
;
Так как все данные известны, определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки:
4,761×2,5×4×1,4=66,66
Полученное
значение
показывает, что при принятом маршруте
точность обработки поверхности диаметром
25IT6
обеспечивается, т.к.
,
т.е.
66,66 = 66,66.
3.7 Расчет припусков на обработку
3.7.1
Расчёт припусков на обработку поверхности
диаметром
25IT6
Расчёт проводим по методике, изложенной в [3].
Заготовка вала получена штамповкой на ГКМ. Маршрут обработки включает следующие операции (переходы):
1.Черновое точение
2.Чистовое точение
3. Предварительное шлифование
4. Окончательное шлифование
На всех операциях обработка рассчитываемой поверхности ведется в центрах, из чего следует, что погрешность установки детали в радиальном направлении равна нулю, т.е. =0 мм.
Погрешность заготовки определяем по формуле
,
(12)
где
–
погрешность заготовки по смещению, мм;
–
погрешность
заготовки по короблению, мм;
-
погрешность зацентровки, мм.
Согласно ГОСТ 7505-89 = 0,3 мм.
,
где
–
удельная кривизна заготовки, мкм/мм;
l – расстояние от торца до середины заготовки, мм.
Согласно [3] К = 0,8 мкм/мм.
= 0,8×96,5 = 0,0772 мм
Погрешность зацентровки определяем по формуле:
,
(13)
где
-
допуск на размер поковки,
1мм.
=
0,559 мм,
Подставляя все данные в формулу (12) получаем:
=0,635
мм
Величина остаточных пространственных отклонений:
после чернового точения
=0,06×635=38,1
мкм
2) после чистового точения
=0,04×635=25,4
мкм;
3) после предварительного шлифования
=0,02×635=12,7
мкм.
Выписываем
параметры шероховатости
и глубины дефектного слоя Т для всех
операций:
1) заготовка
=150 мкм; Т=250 мкм;
2) точение черновое
=50 мкм; Т=50 мкм;
3) точение чистовое
=30 мкм; Т=30 мкм;
4) шлифование предварительное
=10 мкм; Т=20 мкм;
5) шлифование окончательное
=5 мкм; Т=15 мкм.
Производим расчёт минимальных значений припусков предварительно заполнив расчётную таблицу 6 по формуле:
,
(14)
где
-
высота неровностей, полученных на
предыдущей операции, мкм;
-
глубина дефектного слоя, полученного
на предыдущей операции, мкм;
-
пространственное отклонение, полученное
на предыдущей операции, мкм.
Минимальные припуски:
1) под черновое точение
=2×
(150+250+635)=2×1035 мкм;
2) под чистовое точение
=2×
(50+50+38,1)=2×138,1 мкм;
3) под предварительное шлифование
=2×
(30+30+25,4)=2×85,4мкм;
4) под чистовое шлифование
=2×
(10+20+12,7)=2×42,2 мкм.
Определяем
расчетный размер
путем последовательного прибавления
расчетного минимального припуска
каждого технологического перехода,
начиная с минимального размера:
=25,002
мм;
=25,002
+0,0854=25,0874мм;
=
25,0874+0,1780= 25,2582мм;
=25,2582+0,2762=25,5344
мм;
=25,5344+2,07=27,6044
мм.
В
графу
записываем
расчётные размеры. Графу «допуск»
заполняем в соответствии с достигнутой
точностью при обработке деталей на
данной операции.
Наибольшие
предельные размеры
определяем
прибавлением допуска к наименьшему
предельному размеру:
=25,002+0,015=25,017
мм;
=25,0874+0,021=25,1084
мм;
=25,2582+0,084=25,3422
мм;
=25,5344+0,21=25,7444
мм;
=27,6044+1=28,6044
мм.
Предельные
значения припусков
определяем
как разность наибольших предельных
размеров и
-
как разность наименьших предельных
размеров предыдущего и выполняемого
переходов:
=25,1084-25,017=0,0914
мм;
=25,3422-25,1084=0,2338
мм;
=25,7444-25,3422=0,4022мм;
=28,6044-25,7444=2,86мм;
=25,0874-25,002=0,0854
мм;
=25,2582
-25,0874 =0,1708мм;
=25,5344-25,2584=0,276
мм;
=27,6044
-25,5344 =2,07 мм;
Общие припуски Z0max и Z0min рассчитываем, суммируя их промежуточные значения и записывая их внизу соответствующих граф:
=85,4+170,8+276+2070=2602,2
мкм;
=91,4+233,8+402,2+2860=3527,4
мкм.
Таблица 6-Расчёт припусков на обработку поверхности диаметром 25IT6
Технологические переходы обработки поверхности Ø25IT6
|
Элементы припуска, мкм |
Расчетный припуск, мкм |
Расчётный размер dp, мм |
Допуск , мкм
|
Предельный размер, мм |
Предельные значения припусков, мкм |
|||||||||
Rz |
T |
|
D min |
D max |
2Z |
2Z |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|||||
Заготовка |
150 |
250 |
635 |
|
27,604 |
1000 |
27,604 |
28,604 |
|
|
|||||
Обтачива-ние черновое |
50 |
50 |
38,1 |
2×1035 |
25,534 |
210 |
25,5344 |
25,744 |
2070 |
2860 |
|||||
Обтачива-ние чистовое |
30 |
30 |
25,4 |
2×138,1 |
25,2582 |
84 |
25,258 |
25,342 |
276 |
402,2 |
|||||
Шлифова-ние предварительное |
10 |
20 |
12,7 |
2×85,4 |
25,087 |
21 |
25,087 |
25,108 |
170,8 |
233,8 |
|||||
Шлифова-ние окончательне |
5 |
15 |
|
2×42,7 |
25,002 |
15 |
25,002 |
25,017 |
85,4 |
91,4 |
|||||
Итого |
|
|
|
|
|
|
|
|
2602 |
3527 |
|||||
Производим проверку правильности расчётов по формуле:
, (15)
91,4-85,4 = 21-15 6=6
233,8-170,8=84-21 63=63
402,2-276=210-84 126=126
2860-2070=1000-210 790=790
Проверка показывает, что расчёты припусков выполнены правильно.
Строим схему графического расположения припусков и допусков поверхности диаметром 25IT6 (рисунок 11).
Рисунок 11 – Графическое расположение припусков и допусков поверхности диаметром 25IT6
3.7.2 Расчёт припусков на обработку поверхности 106,5 IT15
Заготовка вала получена штамповкой на ГКМ. Маршрут обработки включает фрезерную операцию.
Расчёт минимальных значений припусков производим по формуле:
,
(16)
где - высота неровностей, полученных на предыдущей операции;
- глубина дефектного слоя, полученного на предыдущей операции;
- пространственное отклонение, полученное на предыдущей операции;
I
- погрешность
установки детали в радиальном направлении,
I=1мм.
мкм
,
3.8 Расчёт режимов резания
3.8.1 Расчёт режимов резания аналитическим методом
Операция 015- токарная с ЧПУ. Черновое точение поверхностей диаметром 25,6мм, диаметром 24,5мм и подрезка торца. Станок модели 16К20Ф3. Резец проходной с пластинкой из твёрдого сплава Т15К6.
Расчёт режимов резания проводим по методике, изложенной в [7].
Глубина резания t=1,75 мм;
Подача
=0,4мм/об.
Скорость резания рассчитываем по формуле:
(17)
где
-
постоянный коэффициент;
-
стойкость инструмента, мин;
-поправочный
коэффициент;
,
,
–
показатели степеней.
Из [7] принимаем: =350; =50 мин; =0,2; =0,15; =0,35.
Поправочный коэффициент рассчитываем по формуле:
=
, (18)
где
-
коэффициент, учитывающий влияние
материала заготовки;
-
коэффициент, учитывающий состояние
поверхности;
-
коэффициент, учитывающий материал
заготовки.
=
, (19)
где Kг – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.
=
=0,84×1×1=0,84
Подставив все данные в формулу (17) получим:
.
Частоту вращения шпинделя при обработке рассчитываем по формуле:
, (20)
где – скорость резания, м/мин;
–
диаметр поверхности, мм.
Поверхность диаметром 24,5:
мин
Принимаем по паспорту станка
=1600мин-1
Действительная скорость резания:
м/мин.
Поверхность диаметром 25,6
мин
Принимаем по паспорту станка
=1600мин-1
Действительная скорость резания:
м/мин.
Силу
резания
,кН рассчитываем по формуле:
, (21)
где
–
постоянный коэффициент;
–
поправочный коэффициент;
,
,
–
показатели степеней.
Из [7] принимаем: =300; =1; =0,75; =-0,15.
Поправочный коэффициент рассчитываем по формуле из [7]:
,
(22)
, (23)
,
=1,148×1,0×1,1×1,0×1,0=1,2626,
Подставив все данные в формулу (21) получим:
Н
Мощность резания рассчитываем по формуле:
(24)
где – сила резания, Н;
– скорость резания, м/мин.
Подставив все данные в формулу (24) получим:
кВт.
Мощность электродвигателя главного привода станка, Ncm = 10кВт, К.П.Д. привода станка ŋ=0,85, тогда
кВт
Так как Np<Nn, привод станка обеспечивает обработку при заданных режимах.
Операция 020- вертикально-сверлильная. Сверление отверстия диаметром 6,7. Станок модели 2Н118. Инструмент - сверло из быстрорежущей стали Р6М5.
Глубина сверления t=3,35 мм;
Подача S=0,17 мм/мин.
Скорость резания рассчитываем по формуле:
(25)
где
- постоянный коэффициент;
- стойкость инструмента, мин;
-поправочный коэффициент;
-
показатели степеней.
Из [7] принимаем: =7,0; =25 мин; =0,2; =0,7; q=0,4.
Поправочный коэффициент рассчитываем по формуле из [7]:
=
,
(26)
где - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала заготовки;
-
коэффициент, учитывающий состояние
поверхности;
- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.
(27)
Из [7] принимаем:
=0,85
;
=1;
=1;
nv=0,9.
,
Подставляя все данные в формулу (26) получим:
=
Затем, подставив все данные в формулу (25) получим:
.
Частоту вращения шпинделя при обработке рассчитываем по формуле :
(28)
где – скорость резания, м/мин;
– диаметр поверхности, мм.
Отверстие диаметром 6,7 мм:
мин
,
Принимаем по паспорту станка =1000мин-1
Действительная скорость резания:
м/мин.
Осевую силу резания
,
Н рассчитываем по формуле:
,
(29)
где – постоянный коэффициент;
– поправочный коэффициент;
,q – показатели степеней.
Из [7] принимаем: =68; =0,7; q=1;
Поправочный коэффициент рассчитываем по формуле:
Подставляя все данные в формулу (29) получим:
Н
Крутящий момент Н×м на шпинделе рассчитываем по формуле:
,
(30)
где
–
постоянный коэффициент;
– поправочный коэффициент;
, – показатели степеней.
Из [7] принимаем: =0,0345; =0,8; q=2,0;
Подставив все данные в формулу (30) получим:
Н×м.
Мощность резания рассчитываем по формуле:
(31)
где
–
крутящий момент, н*М;
– частота вращения, мин-1.
кВт.
Мощность
двигателя главного привода станка
=1,5
кВт, К.П.Д. привода станка
=0,8,
тогда:
,
(32)
=1,5×0,8=1,2
кВт.
,
т.е. 0,403<1,2
Таким образом, привод станка обеспечивает обработку при заданных режимах.