диплом (Модернизация рабочего органа одноковшового экскаватора), страница 8

Характеристики стали 25Х13Н2НаименованиеЗначение Ед.изм.Код группы материалов03.05.00Код группы материалов03Коэффициент KVMet0.5Коэ ФФициект ХМal0.1Плотность7680кг/мЗСодержание кремния (Si)0-0.5%Содержание марганца (Мп)0.8-1.2%Содержание меди (Си)0-0.3%Содержание никеля (Ni)1.5-2%Содержание серы (S)0.15-0.25%Содержание титана (Ti)0-0.2%Содержание углерода (С)0.2 - 0.3%Содержание Фосфора (Р)0.08-0.15%Содержание хрома (Сг)12-14%Температура ковки800-1150град. СЦветСерыйЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ63Детали, подверженные высоким контактным напряжениям, с3.предъявляемыми высокими требованиями к поверхностной прочности итвердости, а также к износостойкости:- кулачок- втулка- осьДля этих деталей оптимальным является применение стали 30ХГСН2Асо следующими характеристиками:Таблица 2.3.

Характеристики стали 30ХГСН2АНаименованиеЗначениеЕд.измПримечаниеГруппа свариваемости[Л]Код группы материалов01.03.11Коэффициент KShi0.7Коэффициент KVMet0.85Коэффициент XMal0.1Модуль сдвига77000МПазакалка + отпускМодуль упругости нормаль-135000МПа20 град. С45%закалка 900 гр.С.

(масло)ныйОтносительное сужение+ отпуск 250 гр,С. (вода).Относительное удлинение9закалка 900 гр.С. (масло)%после разрыва+ отпуск 250 гр,С. (вода).Плотность7800кг/мЗПредел прочности1620МПазакалка 900 гр.С. (масло)+ отпуск 250 гр,С. (вода).Предел текучести1375МПазакалка 900 гр.С. (масло)+ отпуск 250 гр,С. (вода).Свариваемостьограни-ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ64ченноСклонность к отпускнойсклоннахрупкостиСодержание кремния (Si)0.9-1.2%Содержание марганца (Мп)1-1.3%Содержание меди (Си)0-0.3%Содержание никеля (Ni)1.4-1.8%Содержание серы (S)0 - 0.025%Содержание углерода (С)0.27 - 0.34 %Содержание Фосфора (Р)0 - 0.025%Содержание хрома (Сг)0.9-1.2%Твердость по Бринеллю255НВТемпература ковки850-1220град. СотжигТемпературный коэффициент 0.0000106 1/град. С 20-100 град.Слинейного расширенияТеплопроводность28.5Вт/м*гра 20 град. СдС.Теплопроводность29.4Вт/м*гра 100 град.СдС.Теплопроводность30.6Вт/м*гра 200 град.С.дС.Удельная теплоемкость503Дж/кг*гр 100 град.СадС.Удельная теплоемкость545Дж/кг*гр 200 град.С.адС.Удельная теплоемкость587Дж/кг*гр 300 град.С.адС.Флокеночувствительностьчувстви-ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ65тельнаЦветСветло серыйЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ663.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ3.1.Описание конструкции и назначение детали.Производство единичное.Пластина закрепительная представляет собой деталь простого профиля.Профиль ее получаем в результате термохимической резки металла.163-2А125-2(166*±0,25)(260*±0,25)(212*±0,25)А2,58*А-А14 отв.16Н12112,52,52Размеры в скобках обеспечить после сборки.Рисунок 3.1Нумерации поверхностей изготавливаемой детали.Поверхности 1 является основной рабочей поверхностью. ПоверхностьЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ672 образует составную поверхность крепления, изготавливаемой детали.Маршрутизация технологического процесса изготовления.3.2.Последовательность изготовления детали:1.резка проката – газокислородная;2.фрезерование поверхностей 1;3.сверление отверстия 2 до диаметра 32 мм;5.2.1 Расчет режимов обработки.Расчет режимов фрезерования.Исходные данные для расчета: станок – 6Н81Г; глубина резания – 0,1 мм; диаметр фрезы – 25 мм (торцевая фреза); материал режущей кромки – Р18.Расчет начинается с определения знаменателя геометрической прогрессии:для ступеней подач  z 1S max,S min(3.1)гдеS max =980 мм/мин, S min =35 мм/мин - максимальная и минимальная подачи у выбранного станка, мм/об;z =16 – количество подач;для ступеней частот вращения z1in max,n min( 3.2)ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ68Где:n max =1800 мин-1, n min =65 мин-1 - максимальная и минимальная частотавращения шпинделя станка, об/мин;zi =16- количество ступеней частоты вращения.  161Значенияем980 1,248 ,35 , 11  161980 1,24835корректируем по стандартным значениям и принима- = 1 =1,26.Ступени подач и частот вращения определяются следующими равенст-вами:S1  S min ;n1  n min ;S 2  S1   ;n2  n1   1 ;S 3  S1   2 ;n3  n1   12 ;S 4  S1   3 ;n 4  n1   13 ;……………………………………………………Sn  S max  S1   n 1;n 4  n max  n1   1n1 .Ступени подач равны:S1 =35 мм/мин; S 2 =35·1,26=44,1 мм/мин; S 3 =35·1,262=55,6 мм/мин; S 4 =70,013 мм/мин; S 5 =88,2 мм/мин; S 6 =111,15 мм/мин; S 7 =140,1 мм/мин; S 8=176,5 мм/мин; S 9 =222,35 мм/мин; S10 =280,16 мм/мин;… S15 =889,72мм/мин; S16 =1121,1 мм/мин.ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ69Частота вращения шпинделя:n1 =65 мин-1; n2 =81,9 мин-1; n3 =103,2 мин-1; n4 =130 мин-1; n5 =163,8мин-1; n6 =206,43 мин-1; n7 =260,1 мин-1; n8 =327,7 мин-1;…..

n15 =1652,3 мин-1;n16 =2081,9 мин-1.Для расчетов принимаем S=889,72 мм/мин и n15 =1652,3 мин-1Поверхность 1.Расчетную скорость резания V p , м/мин, определяют по эмпирическойформулеVp Cv D qv K vTm xvtySz vBnvzwv;(3.3)Где:C v =64,7 – коэффициент, учитывающий условия резания;K v  поправочный коэффициент;D =25 мм  диаметр фрезы, мм;T =120 мин – период стойкости инструмента;t=0,1 мм – глубина резания;B =16 мм  ширина фрезерования, мм;z =8  количество зубьев фрезы.ЗначенияCv , qv , xv , yv , Иv ,Wv , m - взяты из справочной литературы.qv =0,25; m =0,2; xv =0,1; yv =0,2; Wv =0.Общий поправочный коэффициент определяется по формуле:K v  K мv K Иv K nv(3.4)ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ70Где:K мv - коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;K И v - коэффициент, учитывающий материал инструмента, 0,8;K nv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности, 1.K мvГде: 750   В nV( 3.5) В = 250 МПа – предел прочности материала заготовки при рас-тяжении;nV =-0,9 – показатель степени.K мv 750  250 0.9 0.37K v  0,37  1  0.8  0.29664.7  250.25  0.296Vp  23,44 м / мин120 0.2  0.10.1  0.067 0.2 16 0.15  80Расчетная частота вращения шпинделя:np np 1000 V p( 3.6) D1000  23,44 298,6 мин1  25ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ71Полученное значение расчетной частоты вращения шпинделя сравнивают с имеющимися паспортными данными на станке и принимают ближайшее меньшее nст  n p .

Принимаемn p =260,1 мин-1.Фактическая скорость, м/мин,Vф Vф  D nст(3.7)1000  25  260,11000 20,42 м / минСила резания, кгс,Pz  C p txpySz p BИpzDqpKp.( 3.8)Где:C p =82,5 – коэффициент, учитывающий условия резания;Значения коэффициента K p  K мp для стали и чугуна приведены всправочнойлитературе(смотрисписоклитературы),изначенияC p , x p , y p ,И p ,q p .Pz  82,5  0,11,1  0,067 0,8 160,95  8  251,1  0,76  23,3НДля определения возможности осуществления на выбранном станкепринятых режимов резания необходимо сравнить силы подачи с силой, допускаемой механизмом подачи станка Px  ( 0,3  0,4 )Pz =9,32 Н.Необходимо, чтобы Px доп  Px .1500>>9,32 Н.ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ72Эффективная мощность на шпинделе станка, кВт,Nэ Nэ Pz V p( 3.9)1020  6023,3  23,44 0,009кВт1020  60Потребная мощность на шпинделе станка:Nпот  Nэ / ст( 3.10)Где:ст  КПД станка.N пот  0,009 / 0,8  0,011кВтКоэффициент использования станка по мощностиKN пот100 %Nст( 3.11)Где:N ст  мощность главного электродвигателя.K0, 011100 %  0, 24%4,5Основное технологическое (машинное) время, мин,To LSмстi( 3.12)ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ73Где:L  расчетная длина обрабатываемой поверхности, мм,L  l  l1  l2( 3.13)Где:l =250действительная длина обрабатываемой поверхности, мм;l1 =25  величина врезания, мм;l 2 =2-4  величина перебега (выхода) инструмента, мм;Sмст =235,87  минутная подача по паспорту станка, мм/мин;i =1 количество проходов.To 250  25  3 1  1,18 мин.235,875.2.2 Сверление отверстия.Отверстие 2.

(смотри рисунок 5.1, 4 отверстия диаметром 32 мм.).Исходные данные для расчета: станок – 2Н125; глубина резания – t  D / 2 =16 мм;Значения всех коэффициентов и показателей степени принимаем по рекомендациям справочной литературы.Определим знаменатели геометрической прогрессии( 5.2).1 по формуле1 =1,41.Определим частоты вращения:Частота вращения шпинделя:ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ74n1 =45 мин-1; n2 =63,45 мин-1; n3 =89,46 мин-1; n4 =126,14 мин-1; n5=177,86 мин-1; n6 =250,79 мин-1; n7 =353,61 мин-1; n8 =498,59 мин-1; n9 =703,02мин-1; n10 =991,25 мин -1.

n11 =1397,67 мин -1; n12 =2000 мин -1.Расчетная скорость резания, м/мин:Cv D qv K vVp T m S yv(3.14)Поправочный коэффициент определяется по формуле:K v  K v K Mv K nv(3.15)Где:K v  коэффициент, учитывающий глубину отверстия в зависимости отдиаметра сверла .Значения Cv ,qv , xv , y v , m даны в справочной литературе.K v  0,37  0,9  1  0,3339,8 120, 4  0,333Vp  6,72 м / мин500, 2  0,360,5Расчетную частоту вращения шпинделя n p , определяем по формуле(3.6)np 1000  6,72 178,34 мин 1  12ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ75Полученное значение частоты вращения шпинделя сравниваем с имеющимися паспортными данными на станке и принимаем ближайшее меньшееnст  n p , принимаемn p =177,86 мин-1.Фактическая скорость резанияVф Vф  D nст(3.17)1000  32  177,861000 17,871м / минОсевая сила (силу подачи):Po  10  C p D p SzypK нp(3.18)M кр  10  C м D qм S y м K м p(3.19)Крутящий момент:Поправочный коэффициент K мp  K нp ; значения K м p приведены всправочной литературе.

Значения C p ,Cм ,q м , y p , y м , z p при сверлениисмотри справочную литературу.Po  10  68 121  0,360,7  0,68  2714НЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ76M кр  10  0,034  122  0,360,8  0,68  14,7 Н  мРасчетная сила подачи не превышает паспортной силы станка Pодоп Po .Мощность резания:Nэ Nэ M кр nст(3.20)975014,7 177,86 0,27кВт9750Потребная мощность резания:Nпот  Nэ / ст(3.21)где ст  КПД станка.N пот  0,27 / 0,8  0,34кВтКоэффициент использования станка по мощности:K0,34100 %  15%2,2Основное технологическое (машинное) время,T0 L,nст Sст(3.22)Где:ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ77L  расчетная длина обрабатываемой поверхности, мм;nст  частота вращения инструмента, об./мин;Sст  подача, мм/об.Длина обрабатываемой поверхностиL  l  l1  l2(3.23)Где:l  действительная длина обрабатываемой поверхности, мм;l1  величина врезания, мм;l 2  выход (перебег) инструмента, мм.Можно принятьl1  l2 =0,35D, тогдаT0 l1  l2 = 11,2 мм8  11,2 0,299 мин177,86  0,36При таких же режимах будут просверливаться все 4 отверстия диаметром 32 мм.Указанные размеры в скобках обеспечить после сборки, отверстия сверлим после сварочных работ.ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ784.