Содержание

1. Назначение детали в узле

2. Определение годового объема выпуска и типа производства

3. Анализ технологичности конструкции детали

4. Выбор и обоснование способа получения заготовки и ее расчет

5. Выбор технологических баз

6. Разработка маршрута обработки заготовки

7. Расчет операционных припусков

8. Расчет режимов резания

9. Расчет контрольно-измерительного инструмента

10. Проектирование станочного приспособления

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

1. Назначение детали в узле

Корпус шарикоподшипника представляет собой стальной штамповочный стакан с опорным фланцем и внутренней расточкой под шарикоподшипник. Корпус шарикоподшипника является одной из основных корпусных деталей вертикального привода сепаратора СЛ-5.

Сепаратор СЛ-5 предназначен для центробежной очистки от механических примесей и воды топлива и минеральных масел дизельных и турбинных установок для судов и других энергетических установок.

Вертикальный привод передает вращение от эл. двигателя мощностью 15 кВт к барабану сепаратора( скорость вращения около 5000 об/мин). Вал привода установлен в двух шарикоподшипниках: верхнем - радиальном и нижнем - радиально-сферическом.

Рассматриваемый корпус шарикоподшипника является местом установки верхнего радиального шарикоподшипника, который воспринимает радиальные нагрузки, возникающие в барабане сепаратора при его вращении.

2. Определение годового объема выпуска и типа производства

N=mM (1+γδ/100) = 3Ч12000(1+6Ч3/100)=57600,

Где: m – количество одноименных деталей в машине;

М=12000 – годовой объем выпуска машин;

γ – 5…10 количество запасных частей в процентах;

δ – 2…6 процент брака и технологических потерь, включая детали используемые для настройки станка, в процентах.

N=57600 – производство крупносерийное серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально–сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.

3. Анализ технологичности конструкции детали

Каждая деталь должна изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени от правильного выбора варианта технологического процесса, и его оснащение, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства.

При оценке технологичности учитываются следующие характеристики:

конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом;

детали должны изготовляться из стандартных унифицированных заготовок или заготовок полученных рациональным способом;

размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные степень точности и шероховатость;

физико-химические и механические свойства и механические свойства материала, жесткость детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления;

показатели базовой поверхности (точность, шероховатость) детали должны обеспечивать точность установки, обработки и контроля;

конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Технологичность детали характеризуется коэффициентом использования материала.

4. Выбор и обоснование способа получения заготовки

В подъемно-транспортном машиностроении для изготовления деталей машин и механизмов используются разнообразные заготовки. Основные виды черновых заготовок следующие: прокат, литье, полученные давлением, полученные формообразованием.

Необходимость соблюдения требований чертежей, заданных припусков поверхностей, твердости и обрабатываемости определяет следующие основные требования к заготовкам:

поверхности, используемые как базовые в процессе дальнейшей обработки, должны быть гладкими, без прибылей, литейных или штамповочных уклонов, без заусенцев и линий разъема форм;

для устранения внутренних напряжений заготовки должны подвергаться термической обработке: отжигу и нормализации;

для улучшения условий обрабатываемости отливки должны быть очищены от литников, прибылей, заливов и других неровностей;

при наличии искривления заготовок из сортового проката, они подвергаются правке (на прессах, ударным способом, на правильно-калибровочных вальцах и т.п.);

при изготовлении заготовок любого вида всегда должно обеспечиваться получение заготовки минимальной массы, то есть заготовки с минимальными припусками.

Рассматривая наиболее распространенные варианты получения заготовок, я пришел к выводу, что для моего задания наиболее подходит заготовка, полученная штамповкой. Т.к. снижается расход металла при механической обработке, что ведет к понижению себестоимости.

Также я рассматривал и другой вариант получения заготовки – прокатом. Но в этом методе получения заготовок есть недостатки: большое количество металла уходит в стружку, материал расходуется нерационально

Рациональность выбора заготовки с точки зрения экономии материала определяется коэффициентом использования материала:

, [ист.2, с.23]

где Q₁ – масса детали;

Q₂ – масса заготовки.

Т.к. Кm=0,73, то можно сделать вывод, что материал расходуется рационально.

5. Выбор технологических баз

Базой называется поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей (ось, точка...) принадлежащее заготовке и используемое для базирования. Различают базы конструкторские, технологические, измерительные и т.д.

Технологической называют базу, используемую для определения положения заготовки или изделия при его изготовлении или сборке.

Выбор технологических баз является одной из сложных задач проектирования технологического процесса. От правильного выбора технологических баз в значительной мере зависят:

- Точность получения заданных размеров;

- Правильность взаимного расположения поверхностей;

- Степень сложности технологической оснастки, режущего и измерительного инструментов.

1. Для обработки торцов технологической базой является поверхность Ж145 и Ж185 закрепленной в трехкулачковом патроне.

2. При обработке поверхностей Ж185, Ж110, Ж91 и Ж77 базой является поверхность Ж145, закрепленной в трехкулачковом патроне, а при обработке поверхностей Ж145, Ж120, Ж119, Ж135 и Ж175 базой является поверхность Ж185, закрепленной в трехкулачковом патроне.

3. При обработке пазов на торце заготовку устанавливаем на призматические губки, базой является, поверхность Ж185, прижимаем двойным зажимом.

4. При прорезании пазов на поверхности Ж145 базой является поверхность Ж185 зажимаемая двойным зажимом и устанавливается на призматические губки.

5. При сверлении отверстий базовой поверхностью является Ж185 зажимаемая двойным зажимом и устанавливается на призматические губки.

6. Разработка маршрута обработки заготовки

Маршрутное описание технологического процесса это сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и режимов обработки.

Операция 001 Заготовительная:

Заготовку получаем штамповкой

Операция 005 Токарная (черновая):

Подрезать торец в размер 102 мм .

Точить торец Ж185 в размер 18мм.

Точить поверхности Ж93 мм, Ж185мм на длину 18 мм и 18мм соответственно.

Расточить поверхность Ж76мм на длину 33мм.

Операция 010 Токарная (черновая):

Подрезать торец в размер 100мм.

Точить торец Ж185 в размер 69мм.

Точить поверхность Ж147 мм на длину 69мм.

Расточить поверхность Ж119,5 на длину 67мм.

Операция 015 Токарная (чистовая):

Точить торец Ж185 в размер 20мм.

Точить поверхность Ж91 мм на длину 18 мм.

Расточить поверхность Ж77 на длину 33мм.

Снять две фаски 1Ч45⁰ на Ж91 и Ж185.

Операция 020 Токарная (чистовая):

Расточить Ж175 на длину 5мм до Ж145.

Точить паз Ж144 на длину 19мм.

Операция 025 Токарная (чистовая):

Точить поверхность Ж145 мм на длину 69 мм.

Расточить поверхность Ж119,75 на длину 67мм.

Операция 030 Токарная:

Канавочным резцом точить канавку Ж121.

Операция 035 Токарная (тонкое растачивание):

Расточить поверхность Ж120 на длину 67мм.

Операция 040 Фрезерная:

Фрезеровать пазы 6 шт. на поверхности Ж145.

Операция 045 Фрезерная (чистовая):

Фрезеровать пазы 6 шт. на поверхности Ж145.

Операция 050 Сверлильная:

Сверлить 6 отв. Ж12мм.

Операция 055 Промывка.

Операция 060 Контрольная.

7. Расчет операционных припусков

В подъемно – транспортном машиностроении используют два метода определения припусков на обработку: опытно – статистический и расчетно – аналитический.

При расчетно-аналитическом методе промежуточный припуск на каждом технологическом переходе должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующих переходах, а также исключались погрешности установки обрабатываемой заготовки, возникающие на выполняемом переходе.

Расчетно-аналитический метод.

Рассчитать поверхность Ж 120^+0,035.

Элементарная пов. детали и технологич. маршрут ее обработки.	Элементы припуска (мкм)				Допуск на изготовление δ (мкм)
	Rz	Т	ρ	e
Исходные данные: штамповка	240	250	46	-	1400
Растачивание черновое чистовое	50	50	1	200	540
	25	25	-	15	220
Тонкое растачивание	5	15	-	5	35

R_z – параметр шероховатости [ ист.2, стр.66 (табл.)]

Т– параметр изменения физико – механических свойств поверхностного слоя от температуры резания [ист.2, стр.66 (табл.)]

ρ - погрешность формы заготовки. [ ист.1, стр.186 (табл.16), ист.2, стр.61]

e - погрешность закрепления [ист.2 стр.30(табл.12-14), стр.134]

ρ_з = Δ_к ּℓ = 0,75 ּ61= 46 мкм , [ист. 1, стр.177]

где D_к – кривизна профиля сортового проката (мкм на 1 мм);

ℓ - длина заготовки ρ₌ ρ_зЧк_у,

где: к_у – коэффициент уточнения

для черновой к_у=0,06

для чистовой к_у=0,04

для шлифовальной к_у=0,04

Определение максимальных и минимальных припусков:

Тонкое растачивание:

1. 2Z_3min = ּ(R_Z2 + h₂ +ρ₂²+ε₃²) = 2ּ(25 + 25 + 5) = 110 мкм

принимаем 2Z_3min = 110 мкм

2Z_3max = 2Z_3min + δ₂ – δ₃ = 110 + 220 – 35 = 295 мкм [ист. 2, стр.64]

принимаем 2Z_3max = 300 мкм

чистовая обработка:

2. 2Z_2min = 2ּ(R_Z1 + h₁ + ) = 2ּ(50 +50 + ) = 230 мкм

принимаем 2Z_3min=230 мкм

2Z_2max = 2Z_2min + δ₁ - δ₂ = 230 + 540 – 220 = 550 мкм

черновая обработка:

2Z_1min = 2ּ(R_Z0 + h₀ + ) = 2ּ(240 + 250 + ) = 1390 мкм

принимаем 2Z_1min = 1390 мкм

2Z_1max = 2Z_1min + δ₀ – δ₁ =1390 + 1400 – 540 = 2250 мкм.

Минимальные и максимальные размеры:

Тонкое растачивание:

d_3min = 120 (мм)

d_3max = 120,035 (мм)

чистовая обработка:

d_2min = d_3min - 2Z_3min = 120 - 0,11 = 119,89 (мм) [ист. 2, стр.64]

d_2max = d_3max - 2Z_3max = 120,035- 0,295 = 119,74 (мм) [ист. 2, стр.64]

черновая обработка:

d_1min = d_2min -2Z_2min = 119,89 - 0,23 = 119,66 (мм)

d_1max = d_2max - 2Z_2max =119,74 - 0,55 = 119,19 (мм)

заготовка:

d_0min = 119,66 - 1,39 = 118,27 (мм)

d_0max = 119,19- 2,25 = 116,94 (мм).

Расчетный минимальный припуск 2Zmin (мкм)	Предельные значения припусков (мкм)		Предельные значения (мм)
	2Zmin	2Zmax	dmin	dmax
Исходные данные:штамповка	-	-	118,27	116,94
Растачивание черновое чистовое	1390	2250	119,66	119,19
	230	550	119,89	119,74
Тонкое растачивание	110	295	120	120,035

На все остальные поверхности получаем припуски опытно – статистическим методом.

8. Расчет режимов резания

Режим резания является одним из главных факторов технологического процесса механической обработки, определяющий нормы времени на операцию. В связи с этим необходимо в полной мере использовать режущие свойства инструмента и производственные возможности оборудования.

При назначении и расчете элементов режимов резания следует учитывать следующие факторы: материал и состояние заготовки; тип и размеры инструмента, материал его режущей части, тип и состояние оборудования.

Элементы режима резания, как правило, устанавливаются в следующем порядке:

назначается глубина резания t;

назначается подача режущего инструмента s;

рассчитывается скорость резания v;

рассчитывается сила резания Pz или крутящий момент на шпинделе станка М_кр;

определяется мощность, расходуемая на резание N;

выбирается металлорежущее оборудование.

Глубина резания t при черновой обработке назначается такой, чтобы был снят весь припуск за один проход или большая его часть.

Подача s при черновой обработке выбирается максимально возможной, исходя из жесткости и прочности системы СПИД, прочности твердосплавной режущей пластины и других ограничивающих факторов. При чистовом точении подача назначается в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности.

Скорость резания v рассчитывается по эмпирическим формулам установленным для каждого вида обработки.

Сила резания раскладывается на составляющую тангенциальную P_z, радиальную Р_y и осевую Р_x силы резания. Главной составляющей силой, определяющей расходуемую на резание мощность и крутящий момент на шпинделе станка, является сила Р_z которая рассчитывается по эмпирической зависимости.

Операция 005 Токарная(черновая):

Используем подрезной резец из твердосплавных пластин Т15К6.

(Ш95): t = 2 мм

s = 0,6 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,6^0,45

t^x = 2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=3,38 м/с

об/мин

принимаем n_ф=630 об/мин, тогда

м/мин=3,2 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ2¹ּ0,6^0,75ּ194^{- 0,15}ּ0,97= 1328 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Используем подрезной резец из твердосплавных пластин Т15К6.

(Ш185): t = 2 мм

s = 0,8 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,8^0,45

t^x = 2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=3,38 м/с

об/мин

принимаем n_ф=315 об/мин, тогда

м/мин=3,05 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ2¹ּ0,8^0,75ּ183^{- 0,15}ּ0,97= 1340 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец проходной упорный, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш93): t =1 мм

s = 0,6 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,6^0,45

t^x = 1^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=3,37 м/с

об/мин

принимаем n_ф=630 об/мин, тогда

м/мин=3,07 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ1¹ּ0,6^0,75ּ184^{- 0,15}ּ0,97= 907,5 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец расточной для обработки сквозных отверстий, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш77): t =1 мм

s = 0,2 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,2^0,45

t^x = 5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=3,75 м/с

об/мин

принимаем n_ф=930 об/мин, тогда

м/мин=3,75 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ1¹ּ0,2^0,75ּ225^{- 0,15}ּ0,97= 880 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Операция 010 токарная (черновая):

Используем подрезной резец из твердосплавных пластин Т15К6.

(Ш150): t = 2 мм

s = 0,8 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,8^0,45

t^x = 2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=3,38 м/с

об/мин

принимаем n_ф=400 об/мин, тогда

м/мин=3,14 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ2¹ּ0,8^0,75ּ188,4^{- 0,15}ּ0,97= 1334 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Используем подрезной резец из твердосплавных пластин Т15К6.

(Ш95): t = 2 мм

s = 0,6 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,6^0,45

t^x = 2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=3,38 м/с

об/мин

принимаем n_ф=630 об/мин, тогда

м/мин=3,2 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ2¹ּ0,6^0,75ּ194^{- 0,15}ּ0,97= 1328 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Используем подрезной резец из твердосплавных пластин Т15К6.

(Ш185): t = 2 мм

s = 0,8 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,8^0,45

t^x = 2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=3,38 м/с

об/мин

принимаем n_ф=315 об/мин, тогда

м/мин=3,05 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ2¹ּ0,8^0,75ּ183^{- 0,15}ּ0,97= 1340 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец проходной упорный, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш147): t =1,5 мм

s = 0,8 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,8^0,45

t^x = 1,5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=3,5 м/с

об/мин

принимаем n_ф=400 об/мин, тогда

м/мин=3,08 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ1,5¹ּ0,8^0,75ּ184,6^{- 0,15}ּ0,97= 1360 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец расточной для обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш119,75): t =1,375 мм

s = 0,2 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,2^0,45

t^x = 1,375^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=3,57 м/с

об/мин

принимаем n_ф=550 об/мин, тогда

м/мин=3,45 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ1,375¹ּ0,2^0,75ּ206,8^{- 0,15}ּ0,97= 538 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Операция 015 токарная (чистовая):

Используем подрезной резец из твердосплавных пластин Т15К6.

(Ш185): t = 2 мм

s = 0,8 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,8^0,45

t^x = 2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=3,38 м/с

об/мин

принимаем n_ф=315 об/мин, тогда

м/мин=3,05 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ2¹ּ0,8^0,75ּ183^{- 0,15}ּ0,97= 1340 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец проходной упорный, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш91): t =1 мм

s = 0,1 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 420

S^у = 0,1^0,2

t^x = 1^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=5,8м/с

об/мин

принимаем n_ф=1160 об/мин, тогда

м/мин=5,5 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p =

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ1¹ּ0,1^0,75ּ331^{- 0,15}ּ0,97= 217 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец расточной для обработки сквозных отверстий, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш77): t =0,5 мм

s = 0,07 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 420

S^у = 0,07^0,2

t^x = 0,5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=6,9 м/с

об/мин

принимаем n_ф=1700 об/мин, тогда

м/мин=6,85 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ0,5¹ּ0,07^0,75ּ411^{- 0,15}ּ0,97= 80 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Фаска 1,5Ч45° на ступени Ш185

(Ш185): t = 1 мм

s = 0,13 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,13^0,45

t^x = 1^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=7,45м/с

об/мин

принимаем n_ф=760 об/мин, тогда

м/мин=7,35 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ1¹ּ0,13^0,75ּ441^{- 0,15}ּ0,97= 253 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Операция 020 Токарная(чистовая):

Резец канавочный, пластины Т15К6

t =5 мм

s = 0,4 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,4^0,45

t^x = 5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=3,5 м/с

об/мин

принимаем n_ф=400 об/мин, тогда

м/мин=3 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ5¹ּ0,4^0,75ּ182^{- 0,15}ּ0,97= 432 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Используем подрезной резец из твердосплавных пластин Т15К6.

(Ш140): t = 2 мм

s = 0,8 мм/об

i = 3

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,8^0,45

t^x = 2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента.

K_v – общий поправочный коэффициент. [ист.3, стр.282]

к_v = k_μvּk_nvּk_uv = 1,19

k_μv = k_г= 1ּ

k_nv = 1, k_uv = 1

м/мин=3,38 м/с

об/мин

принимаем n_ф=400 об/мин, тогда

м/мин=2,9 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = k_μрּk_црּ k_ypּk_λрּk_гр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97

k_φр = 0,89 ; k_γp = 1,1; k_λр = 1, k_rp=1

= 10ּ300ּ2¹ּ0,8^0,75ּ176^{- 0,15}ּ0,97= 1424 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец расточной для обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш144): t =0,5 мм

s = 0,07 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 420

S^у = 0,07^0,2

t^x = 0,5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=6,9 м/с

об/мин

принимаем n_ф=830 об/мин, тогда

м/мин=6,25 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ0,5¹ּ0,07^0,75ּ375^{- 0,15}ּ0,97= 82 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Операция 025 токарная (чистовая):

Резец проходной упорный твердосплавные пластины Т15К6

(Ш145): t =1 мм

s = 0,1 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 420

S^у = 0,1^0,2

t^x = 1^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=5,8 м/с

об/мин

принимаем n_ф=760 об/мин, тогда

м/мин=5,8 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,1

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ1¹ּ0,1^0,75ּ346^{- 0,15}ּ0,97= 215 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П

Резец расточной для обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш120): t =0,125 мм

s = 0,06 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 420

S^у = 0,06^0,2

t^x = 0,125^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=8,8 м/с

об/мин

принимаем n_ф=1330 об/мин, тогда

м/мин=8,3 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ0,125¹ּ0,06^0,75ּ500^{- 0,15}ּ0,97= 33 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Операция 030 токарная:

канавка Ш119:

Резец канавочный, пластины Т15К6

t =0,5 мм

s = 0,5 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 340

S^у = 0,5^0,45

t^x = 0,5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=4,5 м/с

об/мин

принимаем n_ф=640 об/мин, тогда

м/мин=4 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ0,5¹ּ0,5^0,75ּ240^{- 0,15}ּ0,97= 380 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Резец проходной отогнутый (45⁰):

(Ш120): t =2,5 мм

s = 0,14 мм/об

i = 3

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 420

S^у = 0,14^0,45

t^x = 2,5^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=7,75 м/с

об/мин

принимаем n_ф=1020 об/мин, тогда

м/мин=6,4 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ2,5¹ּ0,14^0,75ּ384^{- 0,15}ּ0,97= 682(н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П

Операция 035 токарная(тонкое растачивание):

Резец расточной для обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6

(Ш120): t =0,2 мм

s = 0,06 мм/об

i = 1

V = [ист.3, с.265]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.269]

= 420

S^у = 0,06^0,2

t^x = 0,2^0,15

T^m = 60^0,2 - стойкость инструмента

K_v =1,19

м/мин=8,2 м/с

об/мин

принимаем n_ф=1220 об/мин, тогда

м/мин=7,7 м/с

силовые параметры:

, [ист.3, с.271]

Где эмпирические коэффициенты: [ист.3, с.273]

С_p = 300

x = 1,0

y = 0,75

n = - 0,15

k_p = 0,97

= 10ּ300ּ0,2¹ּ0,06^0,75ּ460^{- 0,15}ּ0,97= 42 (н)

мощность:

N = (кВт) [ист.3, с.271]

Выбираем токарно-винторезный станок 16Л20П.

Операция 040 фрезерная:

Фреза концевая с коническим хвостиком Р6М5

(Ш145): D=40

t = 3мм q = 0,45 Т = 120 мин

S_z = 0,2 мм x = 0,5 u=0,1

Z = 5 y = 0,5

i = 2 p = 0,1

C_v = 46,7 m = 0,33

V = м/мин=0,75 м/с

n =

принимаем n =315 об/мин

V_ф = м/мин =0,67 м/с

сила резания:

Н

С_р = 12,5

x = 0,85

y = 0,75

q = 0,73

w = -0,13

n = 1

крутящий момент:

(Нּм)

мощность:

N_ℓ = кВт

Выбираем станок вертикально-фрезерный консольный 6Р10.

Операция 045 фрезерная(чистовая):

Фреза концевая с коническим хвостиком Р6М5

(Ш145): D=40

t = 1,5мм q = 0,45 Т = 120 мин

S_z = 0,2 мм x = 0,5 u=0,1

Z = 5 y = 0,5

i = 2 p = 0,1

C_v = 46,7 m = 0,33

V = м/мин=1,07 м/с

n =

принимаем n =480 об/мин

V_ф = м/мин =1 м/с

сила резания:

Н

С_р = 12,5

x = 0,85

y = 0,75

q = 0,73

w = -0,13

n = 1

крутящий момент:

(Нּм)

мощность:

N_ℓ = кВт

Выбираем станок вертикально-фрезерный консольный 6Р10.

Операция 050 сверлильная:

Сверло спиральное Ж12 P6M8

t=6 q=0,4

s=0,28 y=0,5

C_v=9,8 m=0,2

T=20

Скорость резания:

V=м/мин =0,55 м/с

Крутящий момент:

C_m=0,0345, q=2, y=0,8

M_кр= Hm

Сила резания:

C_p=68, q=1, y=0,7

P₀= H

Мощность резания:

n=об/мин

N_e=кВт

Выбираем станок вертикально-сверлильный 2Н125.

9. Расчет контрольно-измерительного инструмента

1. Расчет исполнительных размеров калибров-скоб для Ж91h11(_-0,22).

Δ_в=28 мкм, у_в1=0 мкм, Н_к1=15 мкм, Н_р=4 мкм

1) Определим наибольший предельный размер вала:

D_max=D_H=91 мм.

2) Определим наименьший предельный размер вала:

D_min=D_H-Δ_д=91-0,22=90,78 мм.

3) Определим наибольший размер непроходного калибра-скобы:

HE_c =D_min-Н_к1/2=90,78-0,015/2=90,7725 мм.

4) Определим наименьший размер проходного калибра-скобы:

ПР_с=D_max-Δ_в1-Н_к/2=91-0,028-0,004/2=90,97 мм.

5) Определим предельный размер изношенного калибра-скобы:

ПР_и.с.=D_max+у_в=91+0=91 мм.

6) Определим наибольший размер контркалибра К-ПР_с:

К-ПР_с=D_max-Δ_в1+Н_р=91-0,028+0,015/2=90,047 мм.

7) Определим наибольший размер контркалибра К-НЕ_с:

К-НЕ_с=D_min+Н_р/2=90,78+0,004/2=90,782 мм.

8) Определим наибольший размер контркалибра К-И_с:

К-И_с=D_max+у_в1+Н_р=91+0+0,004/2=91,002 мм.

9) Построим схему расположения полей допусков калибров для вала диаметром Ж91h11 (_-0,22)

2. Расчет исполнительных размер калибров-пробок для измерения Ж77Н11(^+0,19):

Δ₀=25 мкм, Н_к=13 мкм, у_в=0 мкм.

1) Определим наибольший предельный размер контролируемого отверстия:

D_max=D_н+Δ_д=77+0,19=77,19 мм.

2) Определить наименьший предельный размер контролируемого отверстия:

D_min=D_н=77=77 мм.

3) Определим наибольший размер проходного нового калибра-пробки:

ПР_п=D_min+Δ₀+Н_к/2=77+0,025+0,013/2=77,0315 мм.

4) Определим наибольший размер непроходного калибра-пробки:

НЕ_п=D_max+Н_к=77,19+0,013/2=77,228 мм.

5) Определим предельный размер изношенного калибра-пробки:

ПР_и=D_min-у_в=77-0=77 мм.

6) Строим схему расположения полей допусков калибров для отверстия Ж77Н11(^+0,19).

10. Проектирование станочного приспособления

Для выполнения этого пункта курсового проекта я выбрал такой тип приспособления, как трехкулачковый патрон с клиновым центрирующим механизмом (токарная операция), который приводится в действие от вращающегося пневмоцилиндра.

Из приспособлений для токарных станков наиболее широко применяются трехкулачковые патроны. Конструкция трехкулачкового патрона состоит из корпуса, в котором перемещаются три кулачка с рифленой поверхностью которых сопрягаются сменные кулачки. Для крепления накладных кулачков после их перестановки в процессе наладки патрона служат винты и сухари.

Скользящая в отверстии корпуса патрона муфта имеет для связи с кулачками три паза с углом наклона 15° и приводится в движение от штока привода. В рабочем положении муфта удерживается штифтом , который одновременно служит упором, ограничивающим поворот муфты при смене кулачков. Втулка предохраняет патрон от проникновения в него грязи и стружки. Одновременно ее конусное отверстие используется для установки направляющих втулок, упоров и т.п.

К достоинствам клинового патрона следует отнести:

1) компактность и жесткость, так как механизм патрона состоит всего из четырех подвижных частей (скользящей муфты и кулачков);

2) износоустойчивость, так как соединение муфты с кулачками происходит по плоскостям с равномерно распределенным давлением, а возможность быстрого съема кулачков способствует хорошей их чистке и смазке.

Пневмоцилиндр состоит из двух основных частей: муфты и цилиндра . Для присоединения тяги патрона имеется резьбовое отверстие на выступающем конце штока. Воздухоподводящая муфта присоединяется к цилиндру болтами с помощью фланца. Сжатый воздух подается через ниппель, центровое отверстие в стержне и отверстие в штоке в штоковую полость цилиндра. Под действием давления воздуха (0,5-0,6 МПа) поршень перемещается влево, создавая на штоке тянущую силу. При переключении крана управления сжатый воздух через ниппель, радиальные отверстия и скосы в стержне подается в поршневую (нештоковую) полость цилиндра, поршень перемещается вправо, создавая на штоке толкающую силу.

Соединение патрона со штоком пневмоцилиндра осуществляется тягой.

Расчет приспособления

Операция – токарная черновая

D_о.п.=91 мм – диаметр обрабатываемой поверхности

D_з=93 мм – диаметр заготовки

L_з=18 мм – длина заготовки

P_z=217 Н – сила резания

Определим коэффициент запаса для самоцентрирующегося трехкулачкового патрона с пневматическим приводом зажима:

К_зап=К_оК₁К₂К₃К₄К₅К₆=1,5Ч1Ч1,2Ч1Ч1Ч1Ч1=1,8 [ист. 2 стр.107]

К_о=1,5 – постоянный коэффициент запаса;

К₁=1 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

К₂=1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего инструмента;

К₃=1 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых поверхностей на детали;

К₄=1 - коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой приводом приспособления;

К₅=1 - коэффициент, учитывающий удобное расположение рукоятки для ручных зажимных устройств;

К₆=1 - коэффициент, учитывающий при наличии моментов, стремящихся повернуть обрабатываемую деталь вокруг ее оси.

Определим силу зажима детали одним кулачком патрона:

W_к=P_z Н

n_к=3 – число кулачков в патроне;

f_Т.П.=0,8 – коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков;

3. Определим силу на штоке привода трехкулачкового патрона:

Q_шт.=W_kn_kk_тр Н

K_тр=1,05 - коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в патроне;

а_к=40 мм – вылет кулачка от середины его опоры в пазу патрона до центра приложения силы на одном кулачке;

h_к=65 мм – длина направляющей части кулачка;

f_к=0,1 – коэффициент трения кулачка.

4. Определим действительную силу зажима детали :

Q_ш.д.= Н

η=0,85 – коэффициент полезного действия;

D_ц=200 мм – диаметр цилиндра;

Р=0,39 Мн/м – давление сжатого воздуха.

Список литературы

1. Справочник технолога-машиностроителя. т.1 под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М. : Машиностроение, 1985 г.

2. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» Добрыднев И.С. – М.: Машиностроение, 1985 г.

3. Справочник технолога-машиностроителя. т.2 под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М. : Машиностроение, 1985 г.

4. Справочник инструментальщика. Под ред. И.А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987 г.

5. Приспособления для металлорежущих станков. М.А.Ансеров – М.: Машиностроение, 1984 г.

Приложение 1

Технические характеристики станков

Станок токарно-винторезный 16Л20П

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:

Над станиной 400

Над суппортом 210

Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя 34 наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1500

Шаг нарезаемой резьбы:

Метрической 0,25- 0,56

Дюймовой, число ниток на дюйм 56-0,25

Модульной, модуль 0,5-112

Питчевой, питч 112-0,5

Частота вращения шпинделя, об/мин 16-1600

Число скоростей шпинделя 21/18

Наибольшее перемещение суппорта:

Продольное 1440

Поперечное 240

Подача суппорта, мм/об (мм/мин):

Продольная 0,05-2,8

Поперечная 0,025-1,4

Число ступеней подач -

Скорости быстрого перемещения суппорта, мм/мин:

Продольного 4000

Поперечного 2000

Мощность электродвигателя главного привода, кВт 6,3

Габаритные размеры (без ЧПУ):

Длина 2920

Ширина 1035

Высота 1450

Масса, кг 2050

Станок Вертикально-фрезерный консольный 6Р10

Размеры рабочей поверхности стола 160х630

Наибольшее перемещение стола:

Продольное 500

Поперечное 160

Вертикальное 300

Перемещение гильзы со шпинделем 60

Наибольший угол поворота шпиндельной головки, ° ±45

Внутренний конус шпинделя (конусность 7:24) -

Число скоростей шпинделя 12

Частота вращения шпинделя, об/мин 50-2240

Число подач стола 12

Подача стола, мм/мин:

Продольная и поперечная 25-1120

Вертикальная 12,5-560

Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин:

Продольного и поперечного 2300

Вертикального 1120

Мощность электродвигателя привода главного

движения, кВт 3

Габаритные размеры:

Длина 1445

Ширина 1875

Высота 1750

Масса (без выносного оборудования), кг 1300

Вертикально-сверлильный станок 2Н125

Наибольший условный диаметр сверления в стали 25

Рабочая поверхность стола 400x450

Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола 700

Вылет шпинделя 250

Наибольший ход шпинделя 200

Наибольшее вертикальное перемещение: сверлильной (револьверной) головки 170, стола 270

Конус Морзе отверстия шпинделя 3

Число скоростей шпинделя 12

Частота вращения шпинделя, об/мин 45-2000

Число подач шпинделя (револьверной головки) 9

Подача шпинделя (револьверной головки), мм/об 0,1-0,6

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт 2,2

Габаритные размеры:

длина 915

ширина 785

высота 2350

Масса, кг 880