2.5 Назначение маршрута обработки детали

Сравниваются два варианта маршрута обработки заготовки. Первый будет выполнен на станках с ручным управлением, второй на станке с числовым программным управлением (ЧПУ). Оборудование, применяемое для двух вариантов, приведено в таблице 4.

Таблица 4 - Оборудование, применяемое при обработке заготовки

Первый вариант (ручное управление)		Второй вариант (с ЧПУ)
Операция	Оборудование (станок)	Операция	Оборудование (станок)
005 Токарно- винторезная (черновая обработка)	16К20	005 Токарно- винторезная (черновое точение)	16К20Ф3
010 Токарно- винторезная (чистовая обработка)	16К20
015 Вертикально- сверлильная	2Н118	010 Вертикально- сверлильная	2Н118Ф2

Характеристики принятого оборудования, приведены в таблице 5.

Таблица 5 – Характеристика оборудования

Показатели	Единица измерения	16К20	16К20Ф3	2Н118	2Н118Ф2
Площадь станка	м2	2,975	5,746	0,513	2,03
Мощность станка	кВт	10	11	1,7	1,5
Балансовая стоимость	руб.	234000	1232800	28840	300000
Стоимость приспособлений	руб.	5000	5000	5000	5000
Стоимость управляющей программы	руб.	-	400	-	400

Таким образом, при выполнении основной операции механической обработки выгоднее использовать станок с ручным управлением (смотри приложение В).

2.6 Расчёт припуска на одну поверхность

Припуск - это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных условий детали и заданных свойств её обрабатываемой поверхности.

Таблица 6 – Расчёт припуска

Технологические процессы обработки поверхности Ф	Элементы припуска				Расч. прип. 2Zmin ,мкм	Расч. разм. dр мм	Допуск  , мкм	Придельный размер		Придельные значения припусков
	RZ	T	заг					dmin	dmax
Заготовка: отливка 14 квалитет	200	300	40	-	-	41,440	620	41,440	42,060	-	-
1) Черновое точение 12 квалитет	100	-	2,5	70	1161	40,279	250	40,279	40,529	1161	1531
2) Получистовое точение 10 квалитет	50	-	2	3,5	237	40,042	100	40,042	40,142	237	387
3) Чистовое точение 9 квалитет	30	-	-	-	104	39,938	62	39,938	40	104	142

Шероховатости R_Z и Т выбираются по таблице 6.

Пространственное отклонение определяется как:

=_К=_Кd , (73)

где _К =1 мкм - удельная кривизна заготовки на 1 мм;

d=40 мм - диаметр поверхности.

=140=40 мкм.

Расчётный припуск определяется по формуле:

(74)

Расчётный размер d_р определяется по формуле:

d_р =d+припуск (75)

Допуски на технологические процессы выбираются по таблице.

Наименьший придельный размер d_min определяется по формуле:

d_min= d_{р .} (76)

Наибольший придельный размер определяется по формуле:

d_max= d_min+. (77)

Минимальное значение припусков равны разности наибольших придельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальное значение - соответствует разности наименьших придельных размеров:

Общий номинальный припуск равен:

, (78)

где Н_з = 310 мкм - нижнее отклонение размера заготовки, мкм; по ГОСТ 7505-74 Н;

Н_д = 620 мкм - отклонение размера детали;

=1502+310-620=1192 мкм.

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505-74.

2.7 Расчет режимов резания

Элементы режима резания определяем для чернового точения.

Глубина резания при черновом точении равна

t_черн=0,75Z_0ном=0,75·596=447 мкм.

Подача при черновом наружном точении резцами с пластинами из твердого сплава определяем по справочнику. При диаметре заготовки 40 мм, размере державки резца 16 25 мм и глубине резания t=447 мкм подача равна S=0,6 мм/об.

Скорость резания при наружном поперечном точении рассчитывают по эмпирической формуле

, (79)

где С_v, x, y, m - коэффициент и показатели степеней.

Для наружного точения проходными резцами и подаче S=0,6 мм/об; С_v=243, х=0,15, y=0,4, m=0,2;

Т - стойкость резца, мин; принимаем Т=60 мин;

К_v - коэффициент;

К_v=К_мvК_пvК_иv, (80)

где К_мv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания; для чугуна.

К_мv = , (81)

n_v =1,25 - показатель степени; при обработке резцами из быстрорежущей стали;

НВ - твёрдость материала, МПа; для чугуна СЧ15 НВ 163-229 МПа => НВ=196 МПа;

К_мv= =0,96;

К_пv = 0,82 - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки; для литья в кокель;

К_иv =0,83 - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента; для инструментального материала Т15К6;

К_v=0,96·0,82·0,83=0,653;

95,66 мм/мин;

Частота вращения шпинделя определяется по формуле

; (82)

761 об/мин.

На основании возможных частот вращения шпинделя станка 16К20 фактическая скорость вращения принимается n_ф=750 об/мин.

Тогда фактическая скорость резания будет равна:

об/мин.

При наружном поперечном точении тангенциальную составляющую силы резания Р_z, (Н), рассчитывают по формуле

Р_z=10С_рt^xS^yVⁿK_р, (83)

где С_р, х, y, n - коэффициент и показатели степени; для обрабатываемой детали из чугуна: С_р=92, х=1, y=0,75, n=0;

К_р - поправочный коэффициент;

К_р=К_мрК_рК_рК_рК_rр, (84)

где К_мр - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости; для чугуна СЧ15 с НВ=196 МПа;

К_мр= , (85)

К_мр= 1,01;

К_р, К_р, К_р, К_rр - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на составляющую силы резания.

При главном угле в плане  =90⁰ К_р=0,89; при переднем угле =10⁰ К_р=1; К_rр= К_р =1;

К_р=1,01·0,89·1·1·1=0,8989;

Р_z=10·92·06¹·0,6^0,75·95,66⁰·0,8989=338,27 Н.

Мощность резания N, кВт, определяется по формуле

, (86)

где Р_z =338,27 Н - тангенциальная составляющая силы резания, Н;

V_ф =94,25 мм/мин - скорость резания, м/мин;

=0,52 кВт.

Эффективная мощность лезвия N_эф=0,85 N=0,85·0,52=0,442 кВт.