диплом. Тема Проектирование участка механического цеха для изготовления детали Цапфа поворотная в серийном производстве при 2х сменной работе

• Название: Тема Проектирование участка механического цеха для изготовления детали Цапфа поворотная в серийном производстве при 2х сменной работе
• Анкор: диплом
• Дата: 29.05.2022
• Размер: 0.64 Mb.
• Имя файла: Karpov_diplom (1).docx
• Тип: Документы; #555385
• страница: 3 из 10

Расчет припусков на шлифование

Припуск определяем по формуле:



Шероховатость на предшествующей операции чистовое точение

Rz = 25мкм (ТМ 1, стр.173, табл.12)

Дефектный слой после термообработки



Пространственные отклонения для заготовки при обработке в центрах:
<sub>(ТМ 1, стр.170,табл.6)

Общая кривизна для валов:</sub>




мкм/мм (ТМ 1, стр.167,табл.2)

Удельная кривизна поковок типа вал Δк = 2,5мкм/мм (ТМ 1, стр.170,табл.6, для штамповок 2 и 3 классов точности, производство массовое)

Наибольшая длина заготовки: l = 141мм

Погрешность зацентровки поковки определяется по формуле:

<sub>(ТМ 1, стр.171,табл.6)

Допуск на диаметр базовой поверхности , т.е. на Ø60e7.</sub>




S = =2,7 – (- 1,3)= 2,7+1,3=4,0мм (ГОСТ 7505 -89, табл.8, стр.18номинальный диаметр до 100мм)




Остаточная кривизна после выполнения чистового точения:

(ТМ 1, стр.181,табл.22)

Ку=0,04 – коэффициент уточнения для штамповки после чистового

точения

Погрешность установки при обработке в центрах



, т.к. установочная и измерительная база совпадают

- закрепление заготовки происходит в четырехкулачковом самоцентрирующемся патроне.

Минимальный размер детали:

60+ (-0,090)=59,91мм

Минимальный размер после чистового точения:

59,91+2Z min=59,91+0,225=60,060мм

Допуск по 8му квалитету на размер Ø60,060мм

IT8=0 - (-46) = 46мкм =0,046мм (ТМ2, табд.6, стр.479)

Размер на наладке: Ø мм
Расчет припуска на чистовое точение

Припуск определяем по формуле:



Шероховатость после черновой обработки на предшествующем переходе (после черновой обработки):

Rz = 30 мкм (ТМ 1, стр.173,табл.12)

Т = 30мкм черновая обработка наружных поверхностей

Пространственные отклонения для заготовки при обработке в четырехкулачковом патроне:

см. расчет припусков на шлифование.



Остаточная кривизна после выполнения чернового точения:

(ТМ 1, стр.181,табл.22)

Ку=0,06 – коэффициент уточнения для штамповки после чернового

точения

Погрешность установки при обработке четырехкулачковом патроне



, т.к. установочная и измерительная база совпадают

, т.к. обработка в центрах

Припуск на получистовое точение:



2Z min = 2(30+30+ ) = 216мкм=0,216мм

Минимальный размер после чистового точения: Ø мм

Минимальный размер после получистового точения:

60+2Z min=60+0,216=60,216мм

Допуск по 10 квалитету на размер Ø60,216 мм

IT12= 120мкм =0,120мм (ТМ2, таб.6, стр.479)

Размер на наладке: Ø мм

Расчет припуска на получистовое точение

Припуск определяем по формуле:



Шероховатость на предшествующем переходе (заготовке-штамповке):

Rz = 50 мкм (ТМ 1, стр.169,табл.5, масса поковки от 4-25кг)

Т = 50мкм

Пространственные отклонения для заготовки при обработке в четырехкулачковом патроне:

см. расчет припусков на шлифование.



Остаточная кривизна после выполнения чернового точения:

(ТМ 1, стр.181,табл.22)

Ку=0,06 – коэффициент уточнения для штамповки после чернового точения
Погрешность установки при в четырехкулачковом патроне



, т.к. установочная и измерительная база совпадают

, т.к. обработка ведется в четырехкулачковом пневматическом патроне

Припуск на заготовку:

2Z min = 2(50+50+ ) = 404,7мкм=0,404мм

Минимальный размер после получистового точения:

Ø мм

Минимальный размер заготовки:

60,21+2Z min=60,21+0,40=60,61мм=61мм

Допуск на размер заготовки Ø60 мм по ГОСТ 7505-89

IT= (ГОСТ7505-89, табл.8, стр.18)

Исходный индекс 11, номинальный Ø до 100мм

Размер на чертеже заготовки по 12 квалитету: Ø мм
Расчет припуска на черновое точение

Припуск определяем по формуле:



Шероховатость на предшествующем переходе (заготовке-штамповке):

Rz = 240 мкм (ТМ 1, стр.169,табл.5, масса поковки от 4-25кг)

Т = 250мкм

Пространственные отклонения для заготовки при обработке в четырехкулачковом патроне:

см. расчет припусков на шлифование.



_{Общая кривизна для валов:}

Погрешность установки при в четырехкулачковом патроне



, т.к. установочная и измерительная база совпадают

, т.к. обработка ведется в четырехкулачковом пневматическом патроне

Припуск на заготовку:



2Z min = 2(240+250+ ) = 3609,7мкм=3,609 мм

Минимальный размер после чернового точения: Ø мм

Минимальный размер заготовки:

61 +2Z min=6 1+ 3,609=64,31мм=65мм

Допуск на размер заготовки Ø65мм по ГОСТ 7505-89

IT= (ГОСТ7505-89, табл.8, стр.18)

Исходный индекс 17, номинальный Ø до 100мм

Размер на чертеже заготовки: Ø65^+4,0 мм.

2.3. Проектирование технологических операций

2.3.1.Расчет режимов резания и определения основного времени на операцию

005Токарная операция

Цель: Подрезать торец заготовки в размер 139,5 ^+0,63 мм

Рассверлить отверстие в размер Ø 30 _-0,21 мм

Точить конус под углом а = 30⁰

Точить наружные цилиндрические поверхности Ø200 ^+0,46 мм, Ø95f7, точить фаски 2 х 45⁰ мм.

Станок: Многоцелевой токарный патронно - центравой с ЧПУ модели 200HTP.

Краткая техническая характеристика станка:

Возможность оснащения различными токарными патронами

Возможность оснащения различными револьверными головками с приводным инструментом
Наибольший диаметр обработки над станиной - 500 мм

Наибольшая длина точения - 500 - 850 мм

Наибольший диаметр точения (валы) - 200 мм

Наибольший диаметр точения (диски) - 300 мм
Шпиндель

Размер патрона - 210 мм

Конус шпинделя ISOA2-6

Скорость шпинделя - 5-4000 об/мин

Мощность главного двигателя - 12 кВт

Наибольший крутящий момент - 200 Нм
Перемещения и подача

Перемещение по осям X, (Z) 250 / 520 - (250 / 870) мм

Быстрое перемещение по осям X и (Z) - 20, (25) м/мин

Рабочая подача на осях X и (Z) - 0,01-9000, (0,01-12000) мм/мин

Крутящий момент серводвигателя X и Z - 11, (11) Нм

Точность позиционирования по осям X и Z - 0,01 м/мин

Повторяемость позиционирования по осям X и Z - 0,008 м/мин
Задняя бабка

Диаметр пиноли - 85 мм

Перемещение пиноли - 125 мм

Конус пиноли шпинделя - МТ5

Максимальное перемещение задней бабки - 4900 мм

Характеристика револьверной головки

Количество позиций - 8

Время смены инструмента - 0,5 с

Точность позиционирования - ±4"

Повторяемость позиционирования - ±1,6"
Габаритные размеры

Длина - 2800 - 3730 мм

Ширина - 1850 1850 мм

Высота - 1800 1800 мм

Вес нетто - 4500 5500 кг
<3>Перемещение по осям

Ось X - поперечное перемещение суппорта

Ось Z - продольное перемещение суппорта

Оптовая цена: 900.000

Приспособление: патрон с жесткими центрирующими элементами и тремя прихватами для зажима вдоль оси.
Расчет режимов резания

Переход 1 : Подрезать торец в размер 139,5 мм.

Подрезка осуществляется подрезным резцом 40х20х10 мм с напайными пластинами из твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 10043 - 62, с длины 141 мм до 139,5 мм.

Материал заготовки: Сталь 30ХГСА ГОСТ4543-71.

Оборудование: Токарный станок с ЧПУ марки 16К20.

Глубина резания:

t=141 - 139,5 = 1,5 мм

Длина хода: l = D_т / 2 = 60 / 2 = 30 мм

Врезание, перебег и подвод:

Расчетная длина:

L=l+l₁+l₂= 30+2+1 = 33мм

Подача: =0,6мм/об (Л-1 стр.23)

Стойкость: Т=50 мин (ТМ-2 стр.435 т.29)

Скорость резания: V_т=125м/мин (Л-1 стр.29 - 30)

Поправочные коэффициенты:

(Л-1 стр. 33 -34)

в) на отношение диаметров d_д / d₃

d_д / d₃=30/30= 0 мм (0...0,4мм) К₃=1,4 (Л-1 стр. 34)

V=V_T*K₁* K₂* K₃=125*0,5*1,25*1,4=109,4 м/мин

Число оборотов:



Корректируем по паспорту и принимаем

n=200 об/мин S=0,6 мм/об

Фактическая скорость резания



Осевая сила

Р_от=200кг (Л-1 стр.35)

Поправочный коэффициент

К₁=0,95 К₂=1,2 (Л-1 стр36)

Фактическая осевая сила

Р_о=Р_от* К₁* К₂=200*0,95*1,2=132кг

где К₁ = 0,95 (обрабатываемый материал): К₂ = 1,2 (скорость резания) -

поправочные коэффициенты

Мощность резания определяем по формуле

N_рез = P_z * U_ф / 102 * 60 = 123 * 88,5 / 102 * 60 = 1,9 кВт

КПД рассчитывается по формуле: ŋ = N_рез / N_э.д. = 1,9 / 10 = 0,2.

Основное время

Т₀₁= =0,4мин.

Примечание: так как подрезка осуществляется последовательно, то данное решение можно представить в виде расчетов режима резания на подрезку обеих торцов
Переход 2: Рассверлить отверстие в размер Ø 30 _-0,21 мм. Рассверливание производится сверло спиральное из быстрорежущей стали Р18 с прямыми канавками d = 30h7 мм длиной l = 175 мм, и длиной режущей части l_p = 140 мм. по ГОСТ 4010 - 64^*.

Материал заготовки: Сталь 30ХГСА ГОСТ4543-71.

Оборудование: Токарный станок с ЧПУ марки 16К20.

Глубина резания:

t=

Длина хода: l = 139,5мм

Врезание, перебег: l₁ = 1 мм; l₂ = 2 мм.

Расчетная длина:

L=l+l₁+l₂= 139,5+1+2 = 142,5 мм

Подача: =0,04мм/об (Л-1 стр.111)

Стойкость: Т=39 мин (ТМ-2 стр.435 т.29)

Скорость резания: V_т=49м/мин (Л-7 стр.115)

Поправочные коэффициенты:

(Л-7 стр. 116)

в) на отношение длины к диаметру:

l/d=142,5/30=4,75 К₃=1,0 (Л-7 стр. 117)

V=V_T*K₁* K₂* K₃=26*0,45*1,25*1,0=24,75м/мин

Число оборотов:



Корректируем по паспорту и принимаем

n=250 об/мин S=0,0375 мм/об

Фактическая скорость резания



Осевая сила

Р_от=970кг (Л-1 стр.124)

Поправочный коэффициент

К_р=1,25 (Л-1 стр.126)

Фактическая осевая сила

Р_о=Р_от*К_р=970*1,25=1212,5кг

Крутящий момент определяем по формуле

Мощность резания определяем по формуле



Поправочные коэффициент

N_т = 2,2 кг (Л-1 стр.127)

К_N=1,25 (Л-1 стр. 128)

Основное время

Т₀₂= =15,2мин
Переход 3: Расточить конус под углом а = 30⁰.

Растачивание производится на длину l = 38 мм, причем за три прохода, с Ø75 мм до Ø 30 мм т.к в начале растачивания припуск будет максимальным.

Отверстие растачивается расточным резцом 25х14х8 мм с напайными пластинами из твердого сплава Т14К8 по ГОСТ6743-71

Глубина резания:

t=D_д - D_з / 2 = ( 75- 30) / 2 = 22,5 мм

длина хода

l = 38 мм

Врезание, перебег: l₁ = 1 мм; l₂ = 1 мм

Расчетная длина:

L=l+l₁+l₂= 38+1+1 = 40 мм

Подача: =0,6мм/об (Л-1 стр.23)

Стойкость: Т=60 мин (ТМ-2 стр.435 т.29)

Скорость резания: V_т=60м/мин (Л-1 стр.29 - 30)

Поправочные коэффициенты:

(Л-1 стр. 33 -34)

в) d_д< 75 мм; d_д >75 мм

d_д = 30 мм. К₃=1,5 (Л-1 стр. 34)

V=V_T*K₁* K₂* K₃=60*0,5*1,25*1,5=55,8 м/мин
Число оборотов:



Корректируем по паспорту и принимаем

n=585 об/мин S=0,6 мм/об

Фактическая скорость резания



Осевая сила

Р_от=200кг (Л-1 стр.35)

Поправочный коэффициент

К₁=0,95 К₂=1,2 (Л-1 стр36)

Фактическая сила резания

Р_о=Р_от* К₁* К₂=200*0,95*1,2=132кг

где К₁ = 0,95 (обрабатываемый материал): К₂ = 1,2 (скорость резания) -

поправочные коэффициенты

Мощность резания определяем по формуле

N_рез = P_z * U_ф / 102 * 60 = 132 * 55 / 102 * 60 = 1,2 кВт

КПД рассчитывается по формуле: ŋ = N_рез / N_э.д. = 1,2 / 10 = 0,12.

Основное время

Глубина резания слишком велика чтобы расточить конус за 1 прлход, поэтому рассрочивание конуса предусмотрено за 3 раза, соответственно машинное время увеличиться в х3 раза.

3Т₀₃= =3 * 0,4мин. = 1,2 мин.