125577 (Технологический процесс изготовления вала насоса), страница 14

7.2.3 Ограничение по температуре в зоне резания:

(7.3)

7.2.4 Ограничение по прочности инструмента:

, (7.4)

где – напряжения, возникающие в процессе обработки;

– предел прочности материала инструмента

(7.5)

7.2.5 Ограничение по стойкости инструмента:

,

где С_v=420, табл.17, стр.269[кос];

x=0.15, табл.17, стр.269[12];

y=0.2, табл.17, стр.269[12];

m=0.2, табл.17, стр.269[12];

K_V=1,3.

7.2.6 Расчет целевой функции

(7.6)

7.3 Решение графическим методом

Система ограничений:

(7.7)

На графике (см. лист графической части № 05.М15.269.69.000) построим систему ограничений и целевую функцию.

Найдем оптимальную точку, т.е. ту, в которой целевая функция Z будет максимальной. Рассмотрим точки фигуры, наиболее удаленные от начала координат – точки B и C.

Определим их координаты:

т. B:

т. С:

Найдем значение целевой функции в этих точках:

Z_Bmax т. B – оптимальная.

Рассчитаем скорость резания и подачу, используя полученные данные:

Отсюда:

8. Расчет и проектирование станочного приспособления

Произведем описание конструкции и расчет магнитной плиты с постоянными магнитами для обработки детали на плоскошлифовальной операции.

8.1 Сбор исходных данных

Вид и материал заготовки – поковка, сталь 30ХМ ГОСТ 4543-71, твердость НRС 22…29.

Материал и геометрия инструмента – Электрокорунд белый, круг шлифовальный с односторонней выточкой 250х20х50 25А 20 С1 6 К5 35м/с 1 кл А ГОСТ 2424-75 .

Режимы резания (см. п. 6): глубина t=0,001 мм, подача S= 0,001 мм/об, скорость круга V = 30 м/с.

Тип приспособления - одноместное универсальное сборочное (УСП).

Металлообрабатывающий станок – плоскошлифовальный станок 3П732 (габариты стола 1250х320).

8.2 Расчет плиты с постоянными оксидно-бариевыми магнитами

Расчет будем вести по методике изложенной в [О.Я. Константинов Магнитная технологическая оснастка Ленинград, Машиностроение, 1974, 384 с.].

8.2.1 Назначим в качестве исходных данных основные параметры плиты

- ширина магнита b_м = 19 см;

- длина магнита l_м = 2 см;

- высота магнита a_м = 5 см;

- толщина полюсников силового блока (стали) a_ст = 0,7 см;

- высота адаптерной плиты a_a = 1 см;

- ширина полюса a_п = 0,7 см;

- длина полюса b_п = b_м = 19 см;

- поперечное сечение детали в см²:

(8.1)

где h – толщина детали, см, h = 20,45 см;

- рабочий зазор _р = 0,02 мм = 0,002 см;

- площадь поперечного сечения рабочего зазора:

(8.2)

- магнитная индукция в нейтральном сечении магнита:

B_мi = 3000 Гс;

- площадь поперечного сечения магнита S_м, проходящего через lм/2:

(8.3)

- полный магнитный поток:

(8.4)

8.2.2 Расчет проводимости утечки системы

Суммарная проводимость путей потока утечки, не попадающего в сталь:

, (8.5)

где

Суммарная проводимость путей потока утечки на участке адаптерной плиты:

, (8.6)

где

8.2.3 Расчет абсцисс кривой намагниченной системы

Поток утечки, не попадающей в сталь полюсников Ф_у2, в Мкс:

Ф_у2 0,1Ф_мi (8.7)

Ф_у2 0,13000 = 300 Гс;

- магнитный поток, проходящий по стали полюсников на участке a_м:

Ф_ст1 = Ф_мi - Ф_у2 (8.8)

Ф _ст13000-300 = 2700 Гс;

- сопротивление стали полюсников на участке a_м в 1/см:

(8.9)

- поток утечки на участке адаптерной плиты Ф_у1, в Мкс:

Ф_у1 0,1Ф_ст (8.10)

Ф_у1 0,12700 = 270 Гс;

- магнитный поток, проходящий по стали полюсников адаптерной плиты, Ф_ст2, в Мкс:

Ф_ст2 0,9Ф_ст1 (8.11)

Ф_ст2 0,92700 = 2430 Гс;

- магнитное сопротивление Ry1 пути потока утечки Ф_у1 в 1/см:

(8.12)

- магнитное сопротивление стали полюсников адаптерной плиты Ra в 1/см:

(8.13)

где _ст – магнитная проницаемость стали полюсников адаптерной плиты, определяется по кривым намагничивания B = f(Н), при этом

_ст = 3000

- магнитное сопротивление рабочего зазора R в 1/см

(8.14)

- магнитная проницаемость стали детали _д – определяется по кривой намагничивания детали, при этом

_д = 3000

- магнитное сопротивление стали детали в 1/см:

(8.15)

- эквивалентное сопротивление разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты (между точками 1-2) R_э в 1/см:

(8.16)

- эквивалентная проводимость разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты (между точками 1-2):

(8.17)

- магнитное сопротивление пути прохождения потока R_эо по системе (между точками 1-2), исключая путь с G_y2, в 1/см:

(8.18)

- эквивалентная проводимость пути прохождения магнитного потока 9между точками 1-2) G_эо в см:

(8.19)

- полная проводимость магнитной системы:

(8.20)

- абсцисса рассчитываемой точки кривой намагничивания H_мi в Э:

(8.21)

Э.

8.2.4 Расчет усилия притяжения детали

Полная проводимость элементарной магнитной системы в см:

(8.22)

- эквивалентная проводимость пути прохождения магнитного потока (между точками 1-2) G_эо в см:

(8.23)

;

- магнитный поток, проходящий по стали полюсников на участке а_м в Мкс:

(8.24)

- сопротивление стали полюсников на участке a_м в 1/см:

- эквивалентное сопротивление разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты R_э в 1/см:

(8.25)

;

- эквивалентная проводимость разветвленного участка цепи в зоне адаптерной плиты Gэ в см:

(8.26)

- поток утечки в зоне адаптерной плиты Ф_у1, в Мкс:

(8.27)

- полезный магнитный поток, проходящий по стали полюсников адаптерной плиты Ф_у1, в Мкс:

(8.28)

Мкс;

- магнитная индукция в рабочем зазоре B в Гс:

(8.29)

- удельная сила притяжения на полюсе:

(8.30)

- полная сила притяжения детали Q в кгс:

(8.31)

где

- удельная сила притяжения детали p_уд, отнесенная к площади опорной поверхности детали в кгс/см²:

(8.32)

8.3 Описание конструкции и принципа работы приспособления

Магнитная плита с продольным расположением постоянных магнитов предназначена для закрепления вала при обработке на плоскошлифовальном станке. Плита состоит из корпуса 1, в котором при помощи винта 5 перемещается магнитный блок. Корпус плиты закрыт верхней адаптерной крышкой 2. На боковой стене корпуса имеются два винта 16 для регулировки по ширине. Магнитный блок состоит из магнитов 9, магнитопроводящих пластин 8, разделенных магнитоизолирующим материалом 7 и защитной плитой 6. Адаптерная крышка состоит из вставок 3, отделенных от нее диамагнитным материалом и двух упоров 11 и 12. Магнитная плита работает следующим образом. Деталь устанавливают на поверхность адаптерной крышки и при помощи рукоятки 13, закрепленной на винте 5 включают силовые магниты. Магнитные блоки перемещаются до соединения с магнитосодержащими вставками 3 адаптерной крышки, и магнитный поток выходит во внешнее пространство, замыкаясь через деталь на внешнюю крышку.

9. Расчет и проектирование режущего инструмента

9.1 Обоснование необходимости проектирования

На операциях для обработки отверстий с цековками применяются последовательно сверло и зенковка. Недостатком такого метода является низкая производительность вследствие необходимости смены инструментов.

Поэтому, основная задача проектирования – создание конструкции комбинированного инструмента для обработки отверстия с цековкой с целью устранения указанного выше недостатка. Проектирование будем вести, руководствуясь [Фельдштейн, Алексеев].

9.2 Проектирование и расчет комбинированного сверла

В качестве объекта проектирования примем сверло для обработки отверстия, используемое при обработке отверстия заготовки вала на 025 токарной операции.

Инструментальные материалы.

Так как диаметр обрабатываемого отверстия больше 8 мм проектируемое сверло будет изготавливаться из 2 частей: рабочей и присоединительной. Соединение будет обеспечиваться сваркой. Материал рабочей части – быстрорежущая сталь Р6М5, присоединительной (хвостовика) – сталь 40Х.

2. Геометрические параметры комбинированного сверла.

1) Диаметр рабочей части сверла: так как цель проектирования – разработать инструмент, обрабатывающий сразу отверстие под резьбу М12 и цековку 12/18, рабочая часть представляет собой спиральное сверло, переходящее в зенковку. Диаметр спирального сверла: 11,2_-0,043; диаметр зенковки: 11,8_-0,043/17,8_-0,043.

2) Угол при вершине: 2 = 118, т.к. обрабатываемый материал относится к конструкционным сталям.

3) Угол наклона винтовой канавки:

, (10.1)

где _т – табличное значение угла наклона, винтовой канавки [Фельдштейн];

_т = 30;

d – диаметр сверла, мм; d = 11,2 мм.