Выбор измерительного инструмента.

Для межоперационного и окончательного контроля линейных размеров выберем штангенциркуль ШЦ-I-250-0,05 ГОСТ166-89.

 

 

Расчет режимов резания.

Токарная операция

Исходные данные:

Диаметр заготовки D = 32,4 мм;

Материал: СЧ 25;

Глубина резанья мм.

Для получистовой и чистовой обработки на скоростных режимах твердосплавным инструментом максимально допустимую подачу подсчитаем по формуле:

,

где r – радиус скругления вершины резца, мм;

R_z – высота неровностей по ГОСТ 2789-73, мм

Принимаем r = 0,4;

R_z = 6,3

Тогда:

Принимаем S_ф = 0,05 мм/об (ближайшая меньшая подача из числа подач осуществимых на данном станке).

Расчётная скорость резания при точении v _р, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле

 

,

где С_v – коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;

K_v – поправочный коэффициент на измененные условия, равный произведению ряда коэффициентов, учитывающих влияние различных факторов на скорость резания:

 

,

 

где K _{м v} – коэффициент, учитывающий механических свойств обрабатываемого материала;

K _{п v} – коэффициент, учитывающий качество (состояния поверхности) заготовки;

 

 

K _{и v} – коэффициент, учитывающий материал режущей части инструмента;

К _{φ v} – коэффициент, учитывающий главный угол в плане;

К _{ф v} – коэффициент, учитывающий формы передней грани инструмента;

Т – расчётная стойкость инструмента (принимается из раздела 6);

X_v, Y_v – показатели степени влияния t и S на v_р.

Для начала рассчитаем поправочный коэффициент:

Для стали:

Принимаем K_nv = 0,8;

K_uv = 1,0;

K_фv = 1,05;

K_φv = 0,81.

Тогда:

Из литературы по имеющимся данным выбираем значения:

С _v = 420;

x _v = 0,15;

Y _v = 0,2;

m = 0,2.

Получаем:

По расчетной скорости резания подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин:

,

где D ₀ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Принимается фактическая величина n _ф, ближайшая меньшая из паспортных данных станка.

Принимаем n _ф = 1600 об/мин.

Корректировка скорости резания:

Найденные режимы резания могут быть приняты только в том случае, если развиваемый при этом крутящий момент на шпинделе М _шп будет больше момента, создаваемого силами резания или равен ему, т. е.

М _шп³ М _рез.

Тангенциальную силу Р_z, создающую крутящий момент М _рез, определяем по формуле

,

где С_pz – коэффициент, зависящий от материала заготовки и условий обработки;

Х_pz, У_pz, n_pz, – показатели степени влияния режимов резания на силу Р_z;

К_p – поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов:

Значения коэффициентов и показателей выбираем из литературы по уже имеющимся данным:

 

Сpz = 300·g = 300·9,8 = 2940; Хpz = 1,0; Уpz = 0,75; npz = -0,15;

Kφp = 0,89; Kγp = 1,1; Krp = 0,87; Kλp = 1,0.

Рассчитаем K_p:

Рассчитаем силу резания:

Крутящий момент,Н∙м, потребный на резание,

 

.

Крутящий момент на шпинделе подсчитывается по мощности приводного электродвигателя.

 

 

где N_эд – мощность приводного электродвигателя, кВт;

η – КПД станка.

Определяем коэффициент использования мощности станка по формуле

где N_пот – потребная мощность на шпинделе,

где N_э – эффективная мощность на резание, кВт,

Тогда:

А коэффициент использования мощности станка:

Фактическая стойкость инструмента:

Основное технологическое время, непосредственно затраченное на процесс резания:

где L – расчетная длина обработки;

I – число проходов;

N_ф – частота вращения шпинделя, об/мин;

S_ф – подача, мм/об.

Расчетную длину обработки находим по формуле:

где l – длина обработки;

l₁ – длина врезания;

 

l₂ – длина перебега инструмента.

За длину обработки l принимается путь, пройденный вершиной инструмента в процессе резания и измеренный в направлении подачи. Величина врезания l₁, при точении вычисляется из соотношения:

где t – глубина резания;

ϕ – главный угол резца в плане.

Величина перебега l₂ принимается равной 2-5 мм.

Шлифовальная операция.

Глубина резания при наружном черновом шлифовании: t = 0,015…0,05 мм/ход, а при чистовом t = 0,005…0,015 мм/ход. Принимаем t = 0,015 мм/ход.

Продольная подача при шлифовании S – это перемещение обрабатываемой детали (или круга) за один оборот детали. Подачу принимают в долях ширины B шлифовального круга: при черновой обработке – (0,3…0,8)B, при чистовой обработке – (0,2…0,4)B. Принимаем подачу S = 0,2·80 = 16мм.

Скорость шлифовального круга ν_к, м/с, определяем по формуле:

где D_к – диаметр круга, мм (принимается из паспорта станка);

n_к – частота вращения шпинделя (принимается из паспорта станка.)

Допускаемая скорость шлифовального круга при скоростном шлифовании ν_{к доп} = 50 м/с.

Скорость вращения детали задается в зависимости от вида шлифования: наружное круглое ν_д = 15…55 м/мин; внутреннее ν_д = 20…40 м/мин. Принимаем скорость вращения детали ν_д = 25 м/мин.

Расчетное значение частоты вращения обрабатываемой детали, об/мин:

где ν_д – среднее значение скорости вращения детали, м/мин;

D_д – диаметр обрабатываемой детали, мм.

Так как изменение частоты вращения детали на станке 3М151 происходит бесступенчато, то n_ф.д = n_рд,, а следовательно ν_ф.д = ν_д, = 40 м/мин.

Скорость перемещения станка, м/мин:

Тангенциальная сила резания, Н:

C_р = 2,2·9,8 = 21,56;

U_р = 0,7;

X_р = 0,7;

Y_р = 0,5.

Тогда Н.

Эффективная мощность на вращение обрабатываемой детали, кВт:

Эффективная мощность на вращение шлифовального круга, кВт:

Потребная мощность на вращение шлифовального круга, кВт:

где η – КПД станка.

Коэффициент использования станка по мощности:

где N_ст – мощность главного электродвигателя.

 

Основное технологическое (машинное) время, мин:

Где L – длина продольного хода детали или круга, мм;

h – припуск на сторону, мм;

K – коэффициент, учитывающий добавочное число проходов без поперечной подачи (на выхаживание). Для грубого шлифования K = 1,2…1,4; для чистового – K = 1,25…1,7.

Длина продольного хода детали или круга, мм:

где l – длина шлифования, мм.

Тогда

 

Список литературы.

1. Гусев А.А. Технология машиностроения, – М.: Машиностроение, 1986. – 460 с.

2. Клепиков В.В. Технология машиностроения - М: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004. – 860 с.

3. Филонов И.П. Проектирование технологических процессов в машиностроении - Минск: УП «Технопринт», - 2003. – 910 с.

4. Лебедев Л.В. Технология машиностроения, - М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 528 с.

5. Добрынев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения». – М.: Машиностроение, 1985. – 184с.

6. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога машиностроителя. – М.: Машиностроение, 1986. – 496с.

7. Терешко Ю.Д. Материаловедение и технология материалов: учебное пособие. – Гомель: БелГУТ, 2004. – 131с.

8. Железняков А.А. Конструирование поковок, штампуемых на молотах, прессах и горизонтально-ковочных машинах: учебно-методическое пособие по курсоваому проектированию. – Гомель: БелГУТ, 2006. – 44с.

9. Цырлин М.И. Основные требования к оформлению пояснительных записок курсовых и дипломных проектов (работ): учебно-методическое пособие. – Гомель: БелГУТ, 2007. – 31с.