Проектирование технологического процесса по изготовлению шлицевого вала

Рисунок 3 - Исходная схема для расчета припусков и промежуточных размеров

 

1. Определение припуска на шлифование.

Установка заготовки осуществляется в центрах.

1. Определение минимального припуска :

Минимальный симметричный припуск  при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения на выполняемый  переход:

; 

где: , таблица №7 [13];

, таблица №7 [13];

, [13];

, [13].

.

2. Определение наименьшего диаметра заготовки [13]:
1. Наименьший диаметр по чертежу: ;
2. Допуск

; 

3. Определение наибольшего диаметра заготовки  [13]:

 

 

 

 

Согласно таблице 7 [13] чистовое точение обеспечивает . По справочникам допусков и посадок находим ;

. 

4. Определяем  по формуле 10 [13]:

; 

5. Определение операционного размера после чистового точения:

мм.

2. Определение припуска на чистовое точение.

Установка заготовки при  обработке производится на плавающий  передний центр и задний вращающийся.

1. Определение минимального припуска :

Минимальный симметричный припуск  при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения на выполняемый  переход:

; 

где , таблица №7 [13];

, таблица №7 [13];

, [13];

По таблице 5 [13], ;

, 

где , здесь общая длина вала;

расстояние от сечения, для которого определяется кривизна, до середины вала;

удельная кривизна.

;

, здесь по таблице 24 [13] .

.

.

;

Погрешность установки на диаметральный размер равна 0

,

.

2. Определение наименьшего диаметра заготовки :
1. Наименьший диаметр после чистового точения: ;
2. Допуск - 11 квалитет точности

;

3. Определение наибольшего диаметра заготовки :

Согласно таблице 7 [13] черновое точение обеспечивает . По справочникам допусков и посадок находим ;

.

4. Определяем (по формуле 2.15):

.

5. Определение операционного размера после чернового точения:

.

3. Определение припуска на черновое точение.

Установка заготовки при  обработке производится на жесткий  передний центр и задний вращающийся.

 

1. Определение минимального припуска :

Минимальный симметричный припуск  при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения на выполняемый  переход:

; 

, табл. 27 [13];

, табл. 27 [13];

;

.

.

2. Определение наименьшего диаметра заготовки :
1. Наименьший диаметр после чернового точения: ;
2. Допуск - 12 квалитет точности

  ;

3. Определение наибольшего диаметра заготовки :

Допуск обработки на предшествующей операции (штамповка) по таблице 24 [13]: ;

.

4. Определяем :

.

5. Определение размера заготовки:

.

Полученные данные сводим в таблицу 8.

Таблица 8 - Расчёт припусков и предельных размеров

Технологические переходы обработки  поверхности	Элементы припуска, мкм.			Расчётный припуск , мкм.	Расчётный размер dp, мм.	Допуск δ, мкм	Предель ные размеры, мм.		Предель ные значения припусков, мкм.
		T
Заготовка	160	200	2160			1600
Черновое точене	60	60	15			210	28,46	30,06	1740	3550
Чистовое точение	30	30	-			130	26,51	26,73	288	628
Шлифование	10	10	-			5	26,11	26,24	120	255

 

 

Другие операционные размеры  и допуски определены опытно-статическим  методом для всех операций и переходов. Результат работы занесён в карты  технологического процесса.

2.6.1 Базирование

Номер операции	Наименование операции	Содержание операции	Тип станка	Базовые поверхности
050	Токарно-винторезная	42,17,16	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	1
055	Токарно-винторезная	42,17,16	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	15
060	Токарно-винторезная	15,11,7,    - 19,22,24	Станок токарно-винторезный С1Е61ПМ	1
065	Токарно-винторезная	15,21	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	15
070	Токарно-винторезная	13,15,12,  -  19,20,22	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	1
075	Токарно-винторезная	13,15, 33, - 22,32,11,20	Станок токарно-винторезный 1К62	1
080	Токарно-винторезная	15,18	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	7
085	Токарно-винторезная	15,13, 4,7,2,	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	15
090	Токарно-винторезная	4,6,5,29	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	1
095	Токарно-винторезная	21,23,9,8	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	15
100	Круглошлифовальная	7,12,	Станок круглошлифовальный 3У12АФII	1
105	Круглошлифовальная	12, 23	Станок круглошлифовальный 3У12АФII	15
110	Токарно-винторезная	1,6,23	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	центра
115	Вертикально-сверлильная	16,14,18	Станок вертикально-сверлильный 2Н112	1
130	Зубофрезерная	23	5310	11

Номер операции	Наименование операции	Содержание операции	Тип станка	Базовые поверхности
005	Токарно-винторезная	15,11,7,    - 19,22,24,21	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	1
010	Токарно-винторезная	13,15,12,  -  19,20,22	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	15
015	Токарно-винторезная	13,15, 33, - 22,32,11,20,18	Токарно-винторезный станок ТПК 125 А1	1
020	Токарно-винторезная	15,13, 4,7,2,	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	15
025	Токарно-винторезная	4,6,5,29	Токарно-винторезный станок ТПК 125 А1	1
030	Токарно-винторезная	21,23,9,8	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	центра
035	Круглошлифовальная	1,6,23,7,12,15	Станок круглошлифовальный 3У12АФII	1
040	Круглошлифовальная		Станок  круглошлифовальный 3У12АФII	15
045	Токарно-винторезная	4 канавки после шлифования	Станок токарно-винторезный  С1Е61ПМ	центра
045	Вертикально-сверлильная	16,14,18	Станок вертикально-сверлильный 2Н112	1
050	Зубофрезерная	23	5310	11

 

 

2.7 Расчет режимов резания на одну из операций по аналитическим зависимостям

 

Для операции 015 Токарная с ЧПУ расчет режимов резания выполняется расчетно-аналитическим методом по эмпирическим формулам.

Станок: Токарный с ЧПУ ТПК 125А1

Точение поверхности, выдерживая размер Ø25h6.

Исходные данные:

1. Инструменты –резец 2018-0005 ГОСТ 13297-86.

2. Заготовка из материала  - сталь 40Х ГОСТ 4543-71, полученная из сортового проката.

3. Масса заготовки –  3,8 кг.

4. Контрольное измерение  детали производится – скоба 25h6

Режимы резания для  первого перехода – подрезания торца:

     а) Глубина  резания: t = 0,15 мм;

     б) Подача S = 0,05 мм/об;

     в) Скорость  резания

где С_V, x, y, m – коэффициент и показатели степеней в формуле скорости резания при точении;

Т – период стойкости, мм;

К_V – общий поправочный коэффициент на скорость резания;

К_V = K_MV × K_ПV × K_ИV

где K_MV – коэффициент на обрабатываемый материал,

K_MV = 1 [5], (с.263);

K_ПV – коэффициент на инструментальный материал, K_ПV = 0,9 [5], (с.263);

K_ИV – коэффициент, учитывающий материал инструмента, K_ИV = 1 по [5], (с. 263).

К_V = 1 0,9 1 = 0,9;

Т = 120 мин. [5], (с.267). С_V =328; х = 0,12; y = 0,25; m = 0,28 [5], (с.270).

м/мин,

тогда частота вращения шпинделя станка равна

об/мин,

Производим корректировку  частоты по паспорту станка:

п = 2500 об/мин.

Рассчитаем скорректированную  скорость резания:

м/мин;

     г) Cила резания:

Определяем тангенциальную составляющую силы резания:

где постоянная С_Р и показатели степени x, y, n для конкретных условий обработки для каждой из составляющих силы резания.

С_Р = 40; x = 1; y = 0,75; n= 0 [5], (с.274).

K_p =K_mp×K_φp×K_γp×K_λp×K_rp =0,68×0,89×1×1×0,93=0,562;

K_Mр =

K_φp=0,89; K_γp=1; K_λp=1; K_rp = 0,93 [5], (с.275);

Н.

     д) Мощность резания:

кВт.

 

2.8 Расчёт ожидаемой точности выполнения размеров на технологической операции

 

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки детали «Вал» проведён анализ точности выполнения размеров на выполняемых операциях и путем сопоставления рассчитанной точности  с заданной точностью сделан вывод о возможности ее обеспечения в принятых условиях.

Величина ожидаемой погрешности  обработки по диаметральным и  продольным размерам определена по методике, изложенной в [12].

В курсовом проекте представлен  расчет на одну из наиболее точных операций технологического процесса  «Токарно-винторезная».

Материал заготовки сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

 

Название инструм.	Вид инстр.	Материал режущей части	Стойкость, мин	С О Ж	Режимы резания					Мето ды настройки на размер
					V	S			t
Резец ОМ2141-0203 Резец ОМ2141-0203	спец. спец.	T15K6 T15K6	90 90	Эмул.	1000 1450		0,2 0,07	1,5 0,15		по лимбу