Операция 025 вертикально-сверлильная

8.2.1. Рассверливание отверстия до выхода в полость, выдерживая размеры: 31 ; Ø23

8.2.1.1. Расчет режимов резания:

 

1) Исходные данные:

· Заготовка – отливка;

· Материал заготовки – алюминиевый сплав АК7М2Мг;

· Предел прочности материала заготовки – σ_в = 300 Мпа;

· Твердость материала заготовки – HB 85;

· Глубина сквозного отверстия – l = 20 мм;

· Общий припуск на обработку –

· Глубина резания –

· Характер обработки – рассверливание отверстия.

· Модель станка –агрегатный сверлильный;

 

2) Параметры режущего инструмента:

Сверло спиральное по ГОСТ 10903-77:

Материал рабочей части – быстрорежущая сталь Р6М5;

Геометрические параметры:

D = 23 мм;

L = 253 мм;

l = 155мм;

 

3) Выбираем величину подачи:

Выбираем максимально допустимую по прочности сверла подачу.

S = 0,89 мм/об; [5, стр. 277, табл. 25]

 

4) Рассчитываем скорость резания:

С _v – постоянная, значение берется из справочника;

D – диаметр сверла;

q, у,m,x – показатели степени для конкретных условий обработки;

Т – средний период стойкости, мин;

S – подача, мм/об;

K_v – суммарный поправочный коэффициент, учитывает фактические условия резания, данные берутся из таблиц.

С _v = 34,7; q = 0,25; y = 0,4; m = 0,125; x=0,1[5, стр. 278]

Т = 75 мин; [5, стр.280]

K_v = K_mv · K_uv · K_lu; [5, стр. 276]

K_mv – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

K_uv – поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента;

K_lv – поправочный коэффициент, учитывающий глубину сверления

K_uv= 1,0; [2, стр.263];

K_lv = 1,0; [2,стр. 280];

K_v = 0,8·1·1 = 0,8;

5) Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

По паспорту стана выбираем n _п = 500 об/мин;

6) Рассчитываем фактическую скорость резания:

7) Определяем осевую составляющую силы резания по формуле:

С_р – постоянная, значение берется из справочника;

q, у – показатели степени для конкретных условий обработки для каждой из составляющих силы резания;

S – подача, мм/об;

C_p = 9,8; q_p = 1,0; y_p = 0,7; [5, стр. 281]

K_p – поправочный коэффициент на осевую составляющую силы резания

K_p =1; [5, стр. 280]

8) Рассчитываем крутящий момент:

С _m – постоянная, значение берется из справочника;

q, y, x– показатели степени для конкретных условий обработки для каждой из составляющих крутящего момента;

S – подача, мм/об;

D – диаметр сверла, мм;

K_p – поправочный коэффициент на осевую составляющую силы резания.

C_m = 0,005, q = 2,0; y = 0,8; x=0,8 [5, стр. 281]

K_p = 1; [5, стр. 265, табл. 10]

9) Рассчитываем мощность резания:

10) Рассчитываем эффективную мощность резания:

Мощность привода шпинделя станка N _ст = 2,2 кВт è станок пригоден для использования на этой операции.

8.2.1.2. Расчет нормы времени:

1) Определяем длину рабочего хода:

l ₁= 5 мм– величина врезания и перебега режущего инструмента;

2) Находим основное время:

 

8.2.2. Зенкеровать отверстие под резьбу К3/4”

8.2.2.1. Расчет режимов резания:

1) Исходные данные:

· Заготовка – отливка;

· Материал заготовки – алюминиевый сплав АК7М2Мг;

· Предел прочности материала заготовки – σ_в = 300 Мпа;

· Твердость материала заготовки – HB 85;

· Глубина зенкерования – l = 20 мм;

· Глубина резания –

· Модель станка – агрегатный сверлильный многошпиндельный;

2) Параметры режущего инструмента:

Зенкер конический ГОСТ 16858-71.

Материал рабочей части – быстрорежущая сталь Р6М5;

Геометрические параметры:

D _зен = 24 мм;

3) Выбираем величину подачи:

S = 1 мм/об; [5, стр. 277, табл. 25]

4) Рассчитываем скорость резания:

С _v – постоянная, значение берется из справочника;

x, q, у, m – показатели степени для конкретных условий обработки;

Т – средний период стойкости, мин;

S – подача, мм/об;

K_v – суммарный поправочный коэффициент, учитывает фактические условия резания, данные берутся из таблиц.

С _v = 27,9; q = 0,2; y = 0,4; m = 0,125; x=0,1[5, стр. 278]

Т = 40 мин; [5, стр.280]

K_v = K_mv · K_uv · K_lu; [5, стр. 276]

K_mv – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

K_uv – поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента;

K_lv – поправочный коэффициент, учитывающий глубину сверления

K_uv= 1,0; (2, стр.263);

K_lv = 1,0; (2,стр. 280);

K_v = 0,8·1·1 = 0,8;

5) Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

По паспорту стана выбираем n _п = 400 об/мин;

6) Рассчитываем фактическую скорость резания:

7) Определяем осевую составляющую силы резания по формуле:

С_р – постоянная, значение берется из справочника;

y, x – показатели степени для конкретных условий обработки для каждой из составляющих силы резания;

S – подача, мм/об;

C_p = 38; x = 1,0; y_p = 0,4; [5, стр. 281]

K_p – поправочный коэффициент на осевую составляющую силы резания

K_p =1; [5, стр. 280]

 

8) Рассчитываем крутящий момент:

С _m – постоянная, значение берется из справочника;

q, у, x – показатели степени для конкретных условий обработки для каждой из составляющих крутящего момента;

S – подача, мм/об;

D – диаметр отверстия, мм;

K_p – поправочный коэффициент на осевую составляющую силы резания.

C_m = 0,17; q = 0,85; x= 0,8;y=0,7 [5, стр. 281]

K_p = 1; [5, стр. 265, табл. 10]

9) Рассчитываем мощность резания:

10) Рассчитываем эффективную мощность резания:

Мощность привода шпинделя станка N _ст = 2,2 кВт è станок агрегатный сверлильный модели пригоден для использования на этой операции.

 

 

8.2.2.2. Расчет нормы времени:

1) Определяем длину рабочего хода:

l ₁= 5 мм– величина врезания и перебега режущего инструмента;

2) Находим основное время:

 

8.2.3. Зенковать фаску, выдерживая размер 1,6×45°.

8.2.3.1. Расчет режимов резания:

1) Исходные данные:

· Заготовка – отливка;

· Материал заготовки – алюминиевый сплав АК7М2Мг;

· Предел прочности материала заготовки – σ_в = 300 Мпа;

· Твердость материала заготовки – HB 85;

· Длина зенкования – l = 1,6 мм;

· Модель станка – агрегатный сверлильный;

 

2) Параметры режущего инструмента:

Зенковка коническая по ГОСТ 14953-80: обозначение 2353-0136

Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5.

Геометрические параметры:

D =31,5 мм;

L = 124 мм;

l = 32 мм;

конус морзе – 2;

3) Выбираем величину подачи:

S = 0,76 мм/об; [5, стр. 277, табл. 25]

4) Рассчитываем скорость резания:

С _v – постоянная, значение берется из справочника;

x, q, у, m – показатели степени для конкретных условий обработки;

Т – средний период стойкости, мин;

S – подача, мм/об;

K_v – суммарный поправочный коэффициент, учитывает фактические условия резания, данные берутся из таблиц.

С _v = 27,9; q = 0,2; y = 0,4; m = 0,125; x=0,1[5, стр. 278]

Т = 40 мин; [5, стр.280]

K_v = K_mv · K_uv · K_lu; [5, стр. 276]

K_mv – поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;

K_uv – поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента;

K_lv – поправочный коэффициент, учитывающий глубину сверления

K_uv= 1,0; (2, стр.263);

K_lv = 1,0; (2,стр. 280);

K_v = 0,8·1·1 = 0,8;

5) Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

По паспорту стана выбираем n _п = 315 об/мин;

6) Рассчитываем фактическую скорость резания:

7) Определяем осевую составляющую силы резания по формуле:

С_р – постоянная, значение берется из справочника;

y, x – показатели степени для конкретных условий обработки для каждой из составляющих силы резания;

S – подача, мм/об;

C_p = 38; x = 1,0; y_p = 0,4; [5, стр. 281]

K_p – поправочный коэффициент на осевую составляющую силы резания

K_p =1; [5, стр. 280]

 

8) Рассчитываем крутящий момент:

С _m – постоянная, значение берется из справочника;

q, у, x – показатели степени для конкретных условий обработки для каждой из составляющих крутящего момента;

S – подача, мм/об;

D – диаметр отверстия, мм;

K_p – поправочный коэффициент на осевую составляющую силы резания.

C_m = 0,17; q = 0,85; x= 0,8;y=0,7 [5, стр. 281]

K_p = 1; [5, стр. 265, табл. 10]

9) Рассчитываем мощность резания:

10) Рассчитываем эффективную мощность резания:

Мощность привода шпинделя станка N _ст = 2,2 кВт è станок агрегатный сверлильный модели пригоден для использования на этой операции.

8.2.3.2. Расчет нормы времени:

1) Находим основное время:

 

8.2.4. Нарезание резьбы, выдерживая размер К3/4'' ГОСТ 6111-52.

8.2.4.1. Расчет режимов резания:

1) Исходные данные:

· Заготовка – отливка;

· Материал заготовки – алюминиевый сплав АК7М2Мг;

· Предел прочности материала заготовки – σ_в = 300 Мпа;

· Твердость материала заготовки – HB 85;

· Длина резьбы – l = 20 мм;

· Модель станка – агрегатный сверлильный многошпиндельный;

 

2) Параметры режущего инструмента:

Метчик К3/4'' по ГОСТ 6227-80: Обозначение 2680-0009

Материал режущей части – быстрорежущая сталь Р6М5.

Геометрические параметры:

Число шагов = 14;

P = 1,814 мм – шаг резьбы;

L = 95 мм;

l = 32 мм – длина режущей части;

l ₁ = 21 мм – длина хвостовика;

3) Параметры нарезаемой резьбы:

d = 26,568 мм – наружный диаметр в основной плоскости;

d ₁ = 23,666 мм – внутренний диаметр резьбы в основной плоскости;

d _ср = 25,117мм – средний диаметр;

4) Определяем высот профиля резьбы:

5) Определяем глубину резания:

t = h = 1,451 мм; [1, стр. 44]

6) Определяем величину подачи:

Величина подачи при нарезании резьбы равна шагу резьбы.

S = P = 1,814мм/об; [1, стр. 44]

7) Рассчитываем скорость резания:

Коэффициент C_v и показатели степеней находим из таблиц [5, стр. 296, табл. 49]:

C_v = 64,8;

q = 1,2;

m = 0,9;

y = 0,5;

T = 90 мин – стойкость инструмента;

K_v = K_mv · K_uv · K_τu – общий поправочный коэффициент; [5, стр. 297]

K_mv = 1; [5, стр. 298, табл. 50]

K_uv = 1; [5, стр. 298, табл. 50]

K_τu = 0,8; [5, стр. 298, табл. 50]

K_v = 1·1·0,8 = 0,8;

8) Рассчитываем частот вращения шпинделя:

По паспорту стана выбираем n _п = 400 об/мин;

9) Рассчитываем фактическую скорость резания:

10) Рассчитываем крутящий момент:

Коэффициент C_m и показатели степеней находим из таблиц [5, стр. 298, табл. 51]:

C_m = 0,013;

q = 1,4;

y = 1,5;

K_p = 1 – поправочный коэффициент; [5, стр. 198, табл. 50]

11) Рассчитываем мощность резания:

12) Рассчитываем эффективную мощность резания:

Мощность привода шпинделя станка N _ст = 2,2 кВт è станок агрегатный сверлильный модели пригоден для использования на этой операции.

8.2.4.2. Расчет нормы времени:

1) Определяем длину рабочего хода:

l ₁= 1,814 мм– величина врезания и перебега режущего инструмента;

2) Находим основное время:

n1 = 455 об/мин – частота обратного вращения шпинделя;

 

8.2.5. Расчет штучного времени для всей операции:

1) Находим суммарное основное время:

2) Находим вспомогательное время:

Вспомогательное время составляет 50% от основного времени. [1, стр. 42]

T _в = 0,18·0.5 = 0,09 мин;

3) Вычисляем оперативное время:

T _оп = T ₀ + T _в; [1, стр. 42]

T _оп = 0,18 + 0,09 = 0,27 мин;

4) Находим время обслуживания рабочего места:

Время обслуживания рабочего места составляет 5% от оперативного времени.

T _обс. = 0, 27·0,05 = 0,0135 мин;

5) Находим время перерывов на отдых:

Время перерывов на отдых составляет 5% от оперативного времени.

T _отд. = 0,27·0,05 = 0,0135 мин;

6) Вычисляем норму штучного времени:

T _ш = T _оп + T _обс. + T _отд.; [1, стр. 42]

T _ш = 0, 27 + 0,0135 + 0,0135 = 0,297 мин;

Расчет приспособления

Рассчитать и спроектировать приспособление для фрезерования торцевой поверхности на карусельно-фрезерном станке модели 621 (операция 002- карусельно-фрезерная).

9.1.Силовой расчет:

9.1.1.Скорость резания V, м/мин:

Глубина резания t=1 мм;

V=

V=72,56м/мин;

9.1.2.Частота вращения шпинделя n, об/мин:

n= =231,5 об/мин; n_ф=250 об/мин;

Действительная скорость резания V_д=78,5 м/мин;

9.1.3.Осевая сила резания P_z, Н:  P_z=911,4Н.

9.1.4.Расчет пневматического зажимного механизма ведем по [7,стр.410]:

К_з Р_z=Q

К_з=К₀*К₁*К₂*К₃*К₄*К₅*К₆, где

K ₀ = 1,5 – гарантированный коэффициент запаса; [7, стр. 382]

K ₁ = 1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки; [7, стр. 382]

K ₂ = 1– коэффициент, учитывающий увеличение сил резания вследствие затупления инструмента; [7, стр. 382, табл. 2]

K ₃ = 1 – коэффициент, учитывающий увеличения сил резания при прерывистом резании; [7, стр. 383]

К ₄ = 1 – коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом; [7, стр. 383]

K ₅ = 1– коэффициент, характеризующий эргономику немеханизированного ЗМ; [7, стр. 383]

К₆ = 1 – коэффициент, учитывающийся только при наличии моментов стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью; [7, стр. 383]

l=30 мм; l₁=30 мм; η=0,85…0,95 (КПД рычажного механизма); i=1,7 (передаточное отношение при угле скоса клина 20^°)

Q= = =4077,3 Н

Схема зажимного механизма:

 

 

9.1.5. Выбираем пневмопривод, т.к. он имеет следующие преимущества перед гидроприводом:

· Отсутствует специальный источник давления, т.к. линии сжатого воздуха имеются на большинстве заводов;

· Нет возвратных трубопроводов, т.к. отработанный воздух выпускают в окружающую среду;

· Простые аппаратура и арматура;

Определяем диаметр пневмопривода по [7,стр.432]:

D=1.13 =90,9 мм

 где р=0,63- избыточное давление сжатого воздуха, Мпа.

Принимаем стандартное значение D=100 мм. Выбираем встроенный пневмоцилиндр обозначение: 7020-0237 исполение 2 ГОСТ 15608-81.

9.2.Расчет приспособления на точность:

Для обеспечения необходимой точности обрабатываемой детали должно соблюдаться условие:

Погрешность установки заготовки на выполняемой операции или переходе определяется по формуле:

ε _з = 0,05 мм – погрешность закрепления; [9, стр. 145, табл. 3.24]

ε _пр = 0,05 мм – погрешность положения заготовки, которая является следствием неточности изготовления приспособления и износа его базирующих элементов; [9, стр. 133]

Погрешность базирования равна допуску на размер базирующего отверстия:

ε _б = 0,058 мм;

δ = 300 мкм – допуск на размер детали, обрабатываемый в приспособлении;

Условие выполняется, следовательно, приспособление обеспечивает заданную точность получаемого размера.

Выявление и расчет размерной цепи приспособления:

1) При соединении корпуса и крышки винтами обеспечивается гарантированный зазор за счет несоосности отверстий под винт в крышке и корпусе. Замыкающим звеном цепи В _Δ назначаем межосевое расстояние отверстий в крышке. Тогда составляющими звеньями цепи будут межосевое расстояние отверстий в корпусе В ₁ = 60 мм, а также величины зазоров между осями отверстий в корпусе (В ₄; В ₅) и осями отверстий в крышке (В ₂; В ₃).

Рис. 9.2 – эскиз крепления крышки к корпусу приспособления.

 

2) Уравнение размерной цепи:

 

Рис. 9.3 Схема размерной цепи.

 

3) Величину допуска звена B ₁ выбираем по табл. 5 с. 24 в зависимости от номинального размера для одиннадцатого квалитета точности. Принимаем δ_{В 1}=0,190 мм.

Звенья В ₂, В ₃ являются зазорами в соединении вал-отверстие,поэтому допуски на эти звенья устанавливаем с учетом вида посадки этого соединения. Назначаем посадку с гарантированным зазором H 9/ f 9 и выбираем по таблицам предельные отклонения.

Н 9: EI = 0 мкм; ES = +30 мкм.

f 9: ei = -10 мкм; es = -40 мкм.

Схема полей допусков представлена на рисунке 4:

Рис. 9.4 - схема полей допусков соединения вал-отверстие.

Из схемы видно, что размеры звеньев будут равны В ₂ = В ₃ = .

Поля допусков рассчитываем по формуле:

Звенья В ₄, В ₅ являются зазорами резьбовогосоединения, поэтому допуски на эти звенья устанавливаем с учетом вида посадки этого соединения. Назначаем посадку с гарантированным зазором 6 Н /6 g. По табл. 8,9 с. 27-28 выбираем предельные отклонения наружной и внутренней резьб в зависимости от диаметра и шага резьбы.

6 Н: ES = +150 мкм.

6 g: ei = -260 мкм; es = -26 мкм.

Схема полей допусков этого соединения представлена на рисунке 5:

Рис. 9.5 – схема полей допусков резьбового соединения.

 

Из схемы видно, что размеры звеньев будут равны В ₄ = В ₅ = .

Поля допусков рассчитываем по формуле:

             

4) Находим поле допуска замыкающего звена методом неполной взаимозаменяемости. Примем, что значение процента риска Р = 0,27%, следовательно коэффициент риска t _{В Δ} = 3. Закон распределения размеров близок к закону нормального распределения.

Таким образом, размер межосевого расстояния отверстий в крышке равен:

B _Δ = 60±0,25 мм.