Расчет размеров по каждому переходу

Расчет минимальных размеров для каждого перехода.

Определяем, начиная с конечного, т.е. с чертежного размера детали. Для последнего перехода он равняется минимальному размеру детали.

Для остальных переходов он определяется последовательным сложением расчётного размера и минимального припуска на предшествующем переходе:

- после получистового растачивания - d _р = 24,021 мм

- после чернового растачивания - d _р = 24,021 - 2 · 0,121 = 23,779 мм

- для заготовки - d _р = 23,779 - 2 · 0,329 = 23,121 мм.

Расчет предельных размеров для каждого перехода

Максимальный предельный размер для каждого перехода равен расчётному:

d_max = d_p

Минимальный предельный размер на каждом переходе определяется путём вычитания из максимального размера значение допуска на обработку на этом же переходе:

- после получистового растачивания –

- после чернового растачивания –

- для заготовки –

 

Определение предельных значений припусков

z_пр.max - определяются как разность наименьших предельных размеров предыдущего и текущего переходов.

z_пр.min - определяются как разность их наибольших предельных размеров.

- после чистового растачивания:

- после чернового точения:

где индексы заг – относится к заготовке, чер.р – черновому растачиванию, чис.р – получистовому растачиванию.

Проверим правильность расчёта припусков:

5,867 - 0,900 = 5,0 - 0,033

4,967 = 4,967

Следовательно, припуски рассчитаны правильно.

Расчет номинального размера внутреннего отверстия заготовки

Номинальный припуск при несимметричном расположении поля допуска заготовки:

Номинальный диаметр заданного размера заготовки:

По таблице 12 принимаем размер отверстия трубы, округляя его до ближайшего меньшего целого значения, которое предусмотрено сортаментом по ГОСТ:

 

 

Таблица 12 – Сортамент труб стальных горячекатанных (ГОСТ 8732-78)

 

Расчет режимов резания

Токарная операция (015 токарная, переход 4, Ø24)

 

Назначение глубины резания

Для обработки стали выбираем глубину резания t = 0,2…0,5 мм.

Выбор подачи

Значение подачи s необходимо выбирать по таблице 13.

s = 0,11-0,14 мм/об

Таблица 13 – Подачи при получистовой обработке стали (точение и строгание)

 

Определение стойкости резцов

Значение стойкости резцов Т необходимо выбирать по таблице 14.

Т = 30-50 мин

 

 

Таблица 14 – Средние значения стойкости резцов

Вычисление скорости резания

Скорость резания находят по формуле

где T – стойкость, мин, Т = 30 мин;

m – показатель относительной стойкости, m = 0,125;

t – глубина резания, мм, t = 0,2 мм;

s – подача, мм/об, s = 0,11 мм/об;

HB – твердость по Бринеллю, кГ/мм², HB = 611 кГ/мм²;

C₁ – коэффициент, С₁ = 96,2;

x, y – показатели степени, x = 0,25, y = 0,33;

n – показатель степени, n = 1,75;

Реальные условия могут не соответствовать стандартным условиям, поэтому коэффициент С₁ необходимо умножить на поправочные коэффициенты.

где К₁ – коэффициент, учитывающий влияние поперечных размеров резца;

К₂ – коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане φ, К₂ = 1;

К₃ – коэффициент, учитывающий влияние вспомогательного угла в плане φ₁, К₃ = 1;

К₄ – коэффициент, учитывающий влияние радиуса r при вершине резца, К₄ = 1;

К₅ – коэффициент, учитывающий влияние материала режущей части инструмента, К₅ = 1;

К₆ – коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала, К₆ = 1;

К₇ – коэффициент, учитывающий влияние способа изготовления металла, К₇ = 1;

К₈ – коэффициент, учитывающий состояние поверхности обрабатываемого металла, К₈ = 1;

К₉ – коэффициент, учитывающий влияние формы передней грани резца, К₉ = 1;

Таким образом, скорость резания будет равна

Вычисление силы резания

Для расчета составляющих силы резания используют эмпирические формулы, которые позволяют вычислить составляющие Р_х, P_y, P_z в кГ:

где С₄, С₅, С₆ – коэффициенты, равные

С₄ = 3,57, С₅ = 0,0027, С₆ = 0,021;

t – глубина резания, мм, t = 0,2 мм;

s – подача, мм/об, s = 0,11 мм/об;

HB – твердость по Бринеллю, кГ/мм², HB = 611 кГ/мм²;

x₁, x₂, x₃, y₁, y₂, y₃ – показатели степени, равные

x₁ = 1, y₁ = 0,75, x₂ = 0,9, y₂ = 0,75, x₃ = 1,2, y₃ = 0,65;

n₁, n₂, n₃ – показатель степени, n₁ = 0,75, n₂ = 2, n₃ = 1,5;

Расчет мощности резания

Мощность эффективная, потребная на резание, вычисляется по формуле:

где P_z – тангенциальная составляющая силы резания, кГ;

v – скорость резания, м/мин;

N_э – эффективная мощность резания, кВт.

Мощность на приводе станка N_м, определяется по формуле:

где η – КПД станка, η = 0,75.

Определение основного технологического времени

Основное технологическое время T₀ (мин) на токарную обработку определяется по формуле:

где L – длина прохода резца или детали в направлении подачи s, мм;

n – число оборотов (или двойных ходов) в минуту, об/мин;

t – глубина резания, мм;

Δ – припуск на обработку, мм, Δ = 0,001 мм.

Длина L на токарных и расточных станках определяется по формуле:

где l – длина обрабатываемой части детали, l = 35 мм;

l₁ – величина врезания, мм;

l₂ – величина подхода и выхода резца (перебег резца), мм, l₂ =3 мм.

где t – глубина резания, мм;

φ – главный угол в плане, град.

Тогда длина заготовки будет равна

Число оборотов n шпинделя станка в минуту зависит от скорости резания, диаметра заготовки и определяется по формуле:

где v – скорость резания, м/мин;

D – диаметр заготовки, мм, D = 20 мм.

Тогда основное технологическое время будет равно

 

6. Разработка проектного варианта технологического процесса