7787-1 (Технология конструкционных материалов), страница 2

Технологические свойства.

Температура ковки, ⁰С: начала —1250, конца — 780. Заготовки сечением до 100мм охлаждаются на воздухе. 101-300 — в мульде.

Свариваемость: трудносвариваемая. Способы сваривания: РДС, необходимы подогрев и последующая термообработка. Обрабатываемость резанием — в горячекатном состоянии при НВ 163-168,_В=610МПа, К_{vтв.спл.}=1.20, К_{v б.ст.}=0.95

Флокеночувствительность: есть.

Склонность к отпускной хрупкости: есть.

Прокаливаемость (ГОСТ 4543-71)

Размеры заготовки.

Разработка маршрутной технологии.

При разработке маршрутной технологии руководствуются следующими принципами:

1. В первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке.

2. Затем обрабатывают поверхности с наибольшим припуском.

3. Далее выполняют обработку поверхностей снятия металла, которая в наименьшей степени влияет на жёсткость детали.

4. К началу техпроцесса необходимо относить те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за скрытых дефектов (трещины, раковины и т.д.).

Технологический процесс.

1. Исходное сырьё для получения заготовки: Сталь45Х.

2. Метод получения заготовки: штамповка.

3. Оборудование: горизонтально-ковочная машина, фрезерный станок, сверлильный станок, протяжной станок, токарный станок.

4. Операции механической обработки:

005 — заготовительные

010 — протягивание

015 — расточка

020 — сверление

025 — резьбонарезание

030 — фрезерование

Заготовительная операция описана выше (см. выбор заготовки).

Протягивание:

Операция 010.

Производится на горизонтально-протяжном станке, протяжкой для внутреннего протягивания, выполненной из быстрорежущей стали Р9К15 II типа.

Рис.2 Протягивание.

1. Снять деталь.

2. Установить протяжку.

3. Установить деталь и протяжку.

4. Протянуть отверстие 3.

Растачивание:

Операция 015. Производится на токарно-винторезном станке 1А616 прямоугольным расточным резцом 610мм, закреплённым в радиальном суппорте планшайбы , ГОСТ 10046-72.

1.Снять и установить деталь.

2.Подобрать резец.

3.Пройти заготовку с одной стороны до диаметра 49мм (начерно) на 28мм.

4.Развернуть заготовку другой стороной.

5. Пройти заготовку с этой стороны до диаметра 59мм (начерно) на 20мм.

6.Развернуть заготовку другой стороной.

7.Пройти заготовку с этой стороны до диаметра 50мм (начисто) на 28мм.

8.Развернуть заготовку другой стороной.

9 . Пройти заготовку с этой стороны до диаметра 60мм (начисто) на 20мм.

Сверление:

Операция 020. Производится на настольно-сверлильном станке 2Н106П, сверлом диаметром 4.8 мм, ГОСТ 4010-64.

1. Снять и установить деталь.

2. Подобрать сверло.

3. Сверлить отверстие диаметром 5мм на глубину 20мм.

4. Повторить операцию для остальных отверстий.

Резбонарезание:

Операция 025. Производится на настольно-сверлильном станке 2Н106П, гайконарезной головкой.

1. Снять и установить деталь.

2. Установить головку.

3. Нарезать резьбу 51 начисто на глубину 15мм.

4. Повторить операцию для остальных отверстий.

Фрезерование:

Операция 030. Производится на вертикально-консольном фрезерном станке 6Н104, наборной торцовой фрезой с зубьями из быстрорежущей стали Р18.

1. Снять и установить деталь

2. Подобрать фрезу диаметром 110 мм.

3. Точить поверхности 1, 2 и 3 начерно.

Рис.5 Фрезерование. Заготовка для простоты показана условно.

4. Повторить операцию для противоположной поверхности с фрезой диаметром 120мм.

5. Фрезеровать поверхности 1, 2 и 3 начисто.

Расчёт режимов резания и основного технологического времени.

1. Расчитываем режим резания и основное технологическое время операции 010 - протягивания.

Режим резания.

Параметр шероховатости R = 2.5 мкм. Твёрдость Стали 45Х 220 HB. Берём протяжку шлицевую из быстрорежущей стали Р18. Подача зубьев на стороны S₀ = 0.07 мм/зуб. Шаг зубьев t₀=12мм. Число зубьев в секции z_c = 2. Общая длина протяжки 870мм. Передний угол = 20, задний угол на черновых зубьях = 3, на чистовых зубьях = 2, на колибрующих зубьях = 11.

Сталь 45Х относится к первой группе обрабатываемости. Сила резания:

P = q₀l_pK_p , где q₀ — сила резания, кгс на 1мм, а l_p = суммарная длина режущих кромок зубьев, одновременно участвующих в работе, мм;

К_p — общий поправочный коэффициент на силу резания, учитывающий изменённые условия работы.

Для S₀ = 0.7 мм и = 20, q ₀ = 14.19 кгс/мм.

К_pм = 1, К_p0 = 1, К_рр=1, К_pn = 1.

l_p=Dz_p/z_c, где D = 30 мм — наибольший диаметр зубьев протяжки, z_p — число зубьев, одновременно участвующих в работе, z_c — число зубьев в секции.

z_{p =} l/t₀ + 1, где l — длина протягиваемой области, t₀ — шаг черновых зубьев;

z_p = 65/12 +1 = 6.42

l_p= Dz_p/z_c = 3.14·30·6.42/2 = 302.4 мм

Сила резанья:

P= q ₀l_pК_pм К_p0 К_pp К_pn = 14.19·302.4·1·1·1·1=4291 нгс

В единицах СИ P = 65361 H

Скорость гланого движения для шпинделя протяжек первой группы обрабатываемости крупносерийного производства V = 6 м/мин. Поправочный коэффициент на скорость K_Vu=1 (так как Р18).

Определяем скорость гланого движения резания, допустимую мощность электродвигателя станка (станок 7Б 510, N_д= 17 кВт).

V_доп= 65·102N_д/p , где =0.85

V_доп= 65·102·17·0.85/4291= 22.3 м/мин

Таким образом, V V_доп (6 22.3). Следовательно принимаем скорость главного движения резания V = 6 м/мин.

Основное время:

, где L_px — длина рабочего хода протяжки: L_px = l_n+ l + l_доп =870-265+65+50 = =720мм;

K₁ — коэффициент, учитывающий обратный ускоренный ход,

К₁= 1 + V / V_ох = 1+6/20 = 1.3;

i – число рабочих ходов (одна заготовка i=1);

q — число одновременно обрабатываемых заготовок, q=1.

Таким образом T₀ = 720·1.3·1/(1000·6·1) = 0.16 мин

2. Расчитываем режимы резания и основное технологическое время операции 015 - растачивания.

На токарно-винторезном станке 16Б16П растачивают отверстие диаметром d=30мм до диаметра D=60мм, длиной 20мм. Параметр шероховатости выбранной поверхности R_a= 1.6мкм. Материал заготовки сталь 45Х, _в=67 кгс/мм². Заготовка штампованная с предварительно обработанной поверхностью.

Выбираем резец и устанавливаем его геометрические размеры: = 0; =5, f=0.25 мм, r=1мм.

Глубина резания t=D-d/2=60-30/2=15мм

Подача для R_A= 1.6мкм при обработке стали твердосплавным резцом , если принять ориентировочно V>100 м/мин рекомендуется S₀=0.2..0.25 мм/об. Корректируем подачу по данным станка S₀=0.25мм/об.

Определяем скорость главного движения резания.

Для _в=67 кгс/мм², t до 15мм , подаче в 0.25мм и =0 скорость резания V_табл=218м/мин.

Коэффициенты равны единице.

V_и=218м/мин

Частота вращения шпинделя.

n=1000V_и /D = 1000218/3.1460=1157 мин^-1 .

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка:

действительная частота: n_д=1250 мин^-1.

Действительная скорость главного движения резания:

V_д=Dn_д /1000 = 3.14601250/1000=235 м/мин 5 м/с

Основное технологическое время.

T₀=Li/nS₀

i=1; длина раб.хода резца L=20мм; n=1250мин^-1; S₀=0.25мм/об

T₀=201/(12500.25) = 0.05 мин.

Поворачиваем деталь другой стороной и обрабатываем с диаметра 30мм до диаметра 50 мм на 28мм.

t=50-30/2=10мм

V_д=Dn_д /1000 = 3.14501600/1000=251.2 м/мин 4.18 м/с

Основное технологическое время.

T₀=Li/nS₀

i=1; длина раб.хода резца L=28мм; n=1600мин^-1; S₀=0.25мм/об

T₀=281/(16000.25) = 0.07 мин.

Выбираем резец 3мм и устанавливаем его геометрические размеры: = 0; =10, f=0.25 мм, r=1мм.

t=D-d/2=55-50/2=2.5мм

Для _в=67 кгс/мм², t до 2.5мм , подаче в 0.25мм и =0 скорость резания V_табл=133м/мин.

Коэффициенты равны единице.

V_и=133м/мин

Частота вращения шпинделя.

n=1000V_и /D = 1000133/3.1455=770 мин^-1 .

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка:

действительная частота: n_д=800 мин^-1.

Действительная скорость главного движения резания:

V_д=Dn_д /1000 = 3.1455800/1000=138м/мин 2.3 м/с

Основное технологическое время.

T₀=Li/nS₀

i=1; длина раб.хода резца L=3мм; n=800мин^-1; S₀=0.25мм/об

T₀=31/(8000.25) = 0.015 мин.

Итого общее технологическое время растачивания:

T₀=0.07+0.05+0.015=0.135 мин

3. Расчитываем режим резания и основное технологическое время для операции 020 — сверления.

Глубина сверления — 20мм. Выбираем сверло диаметром 4.8мм с рабочей частью из стали Р18. Углы сверла: 2 = 118, 2₀ = 70, = 40…60; при стандартной заточке = 55, = 11. Принимаем =24..32°. Возьмём =25°.

При сверления стали с _В 80 кгс/мм² свёрлами диаметров от 2 до 6 мм подача

S₀=0.08 – 0.18 мм/об. Принимаем средние значения диапазона S₀=0.13 мм/об.

Основное время:

T₀=L /(nS₀).

При двойной заточке сверла врезание y = 0.4D = 0.4·4.8 = 1.92мм. Перебег сверла =0.5…2 мм, принимаем =1мм. Тогда L=10+1.92+1=12.92мм; n — частота вращения шпинделя, n = 400 мин^-1.

T₀ = 12.92 /(400·0.13) = 0.25 мин.