дипломный проект (1208656), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ60В результате произведённой наплавки вала его диаметр увеличивается на2 мм, т.е. стал 34 мм. 2 мм – припуск на токарную обработку.Так как размеры вала не значительны, то выбираем станок 1М61.Таблица 2.7 – Параметры токарного станка 1М61Наибольший диаметр обрабатываемой детали320Расстояние между центрами1000Число степеней частоты вращения шпинделяЧастота вращения шпинделя, 1/мм2412,5 - 1600Число ступеней подачи суппорта24Подача суппорта, мм/об:Продольная0,08 – 1,90Поперечная0,04 – 0,95Мощность главного электродвигателя4,0КПД0,75Наибольшая сила подачи, Н1470Припуск на обработку составляет 2 мм, исходя из этого, назначаем глубину резания за два прохода: черновую обработку - 1,5 мм, чистовую – 0,5 мм.В качестве режущего инструмента используем правый проходной упорный резец с углом в плане = 900 .Рисунок 2.1.
Резец проходной упорный правыйЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ61Определим скорость резания. Скорость резания VР м/мин, зависит от конкретных условий обработки. На её величину оказывают существенное влияние следующие факторы: стойкость инструмента, физико-механические свойства обрабатываемого материала, подача и глубина резания, геометрические параметрырежущего инструмента, наличие смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), температура в зоне контакта инструмента и детали, допустимый износ инструментаи др.При наружном продольном точении скорость резания определяется по эмпирической формуле:р =∙ , ∙ ∙ (2.1.2.1)где: – коэффициент, учитывающий условия резания ( = 350);T – период стойкости инструмента, мин (можно принимать в пределах90 –120 мин, принимаем T=100 мин);S – подача, мм/об (при черновом наружном точении S=0,3 – 0,5 мм/об,принимаем S=0,3 мм/об); – корректирующий коэффициент;m, x, y – показатели степени (значение берем , m, x, y из табл.7)m=0,20, x=0,15, y=0,35;t – глубина резания, мм.Корректирующий коэффициент определяется по следующей формуле: = ∙ П ∙ И ∙ (2.1.2.2)где: – коэффициент, учитывающий влияние материала загатовки;П – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки(П = 1);И – коэффициент, учитывающий материал режущей кромки резца(И = 1,05);ЛистИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ62 – коэффициент, учитывающий главный угол в плане резца ( = 1);Коэффициент рассчитывается:750 =()В(2.1.2.3)где: В – предел прочности материала заготовки, МПа (В =850 Мпа); – показатель степени при обработке ( =1 табл.8 [2]).750 1=() = 0,88,850Коэффициенты П , И , принимаются по таблице 8, 9, 10, приложения[2]. = 0,88 ∙ 1 ∙ 1,05 ∙ 1 = 0,924,р =1000,2350∙ 0,924 = 188 м/мин,∙ 1,50,15 ∙ 0,30,35Для проверки возможности реализации р на выбранном станке определимрасчётную частоту вращения шпинделя nр, 1/мин:р =р ∙ 1000, ∙ 0(2.1.2.4)где, 0 – диаметр заготовки до обработки, (0 = 34 мм)р =188 ∙ 1000= 1425 об/мин,3,14 ∙ 42Принимаем ст = 1400 об/мин.По принятому значению ст определяем фактическую скорость резанияф , м/мин:ф = ∙ 0 ∙ ст,1000(2.1.2.5)ЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ63ф =3,14 ∙ 34 ∙ 1400= 185 м/мин;1000Определим силу резания.
Сила резания P, H, раскладывается на составляющие силы по осям координат станка (тангенциальную Pz, радиальную Pу, и осевую Px). При наружном продольном и поперечном точении эти составляющиерассчитываются по формуле:,, = 10 ∙ ∙ ∙ ф ∙ р(2.1.2.6)Постоянная р и показатели степени x, y, n, для каждой из составляющейсилу резания берём из таблицы 12 приложения [2]. = 300;x=1;y=0,75;n=-0,15;Поправочный коэффициент Kр представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих условия резания:р = мр ∙ р ∙ р ∙ р(2.1.2.7)где: мр – коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала (мр = 1,1)р , р , р – коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров инструмента на силы резания, (р = 0,89, р = 1,1, р = 0,98,табл.13, 14 приложения [2]).р = 1,1 ∙ 0,89 ∙ 1,1 ∙ 0,98 = 1,055Главный составляющей силы резания является Pz по которой рассчитывается мощность, необходимая для снятия стружки.
Поэтому расчётным путём достаточно определить только Pz,,, = 10 ∙ 300 ∙ 1,51 ∙ 0,30,75 ∙ 185−0,15 ∙ 1,055 = 874НЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ64а остальные составляющие можно установить по формулам: = (0,3 − 0,4)(2.1.2.8) = (0,4 − 0,5)(2.1.2.9) = 0,4 ∙ 874 = 349,6 Н; = 0,5 ∙ 874 = 437 Н.Определим мощность резания.В начале рассчитаем эффективную мощность резания:Э = ∙ ф,1020 ∙ 60Э =(2.1.2.10)874 ∙ 185= 2,64 кВт.61200Затем определим потребную мощность на шпинделе станка: = Э /ст ,(2.1.2.11)где, ст – КПД станка (ст = 0,75), =2,64= 3,52 кВт.0,75Для вывода об эффективности рассчитанных режимов для принятогостанка устанавливается коэффициент его использования по мощности:ИС = /ст ,(2.1.2.12)где, ст – мощность главного электродвигателя (по паспорту), кВт.ИС =3,52= 0,884ЛистИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ65Величина коэффициента не должна превышать единицы. Наиболее рациональное значение ИС = 0,85 − 0,9. Условие расчёта выполняется.При чистовой обработке подачу оставляем прежней, а обороты шпинделяувеличиваем до 1800 об/мин.Основное технологическое время – время в минутах, затрачиваемое непосредственно для снятия заданного припуска. Оно определяется по формуле:0 =∙ ,ст ∙ ст(2.1.2.13)где, – расчётная длина обработки, мм; – количество проходов;ст – число оборотов шпинделя станка в мин;ст – подача за один оборот шпинделя в мм/об. = + 1 + 2(2.1.2.14)где, – чертёжный размер обрабатываемой поверхности, мм ( = 40 мм);1 , 2 – величина перебега резца, мм (1 мм);0 =60∙ 2 = 0,28 мин.
(17сек)1400 ∙ 0,3б) Фрезерная обработкаФрезерование является высокопроизводительным методом формообразования поверхностей деталей многолезвийным режущим инструментом – фрезой. Для этого метода характерно непрерывное главное вращательное движениеинструмента и поступательное движение заготовки. Тип применяемой фрезыопределяется конфигурацией обрабатываемой поверхности. Её диаметр для сокращения основного технологического времени выбирается по возможностиЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ66наименьшей величины с учётом схемы резания, формы и размеров обрабатываемой заготовки. После токарной обработки вала необходимо нарезать на нёмшлицы. Шлицы на валу имеют треугольный профиль.
Для нарезки зубьев используем дисковую прорезную фрезу.Определим режимы резания при шлицев дисковой фрезой.Глубина фрезерования t и ширина фрезерования B – величины, связанныес размером снимаемого слоя. Параметр t измеряется в направлении, перпендикулярном оси фрезы. Ширина фрезерования измеряется перпендикулярно глубине.Принимаем вертикальный фрезерный станок 6М12ПБ.Таблица 2.8 – Параметры фрезерного станка 6М12ПБРабочая поверхность стола, ммЧисло ступеней частоты вращения шпинделяЧастота вращения шпинделя, 1/минЧисло ступеней подач320 х 12501850 - 250018Подача стола, мм/мин:Продольная40 - 2000Поперечная27 - 1330Допустимая сила подачи, кГс1600Мощность главного электродвигателя, кВт10,0КПД0,75Подача.
При фрезеровании различаются подача на один зуб фрезы ,мм/зуб; подача на один оборот 0 = · , мм/об, и минутная подача м = ,мм/мин, где n – частота вращения фрезы, 1/мин; z – число зубьев фрезы. Причерновом фрезеровании исходный величиной подачи является подача назуб.м = 0 /. Из таблицы 24 приложения [2] принимаем минутную подачу мЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ67равную 45 мм/мин, отсюда 0 = 0,045 · 12 = 0,54 мм/об, = 0,54/12 =0,045 мм/зуб.Так как нарезка шлицев будет проводится за один проход (глубины впадины 2 мм), то принимаем подачу при чистовом фрезеровании 0 = 0,54 мм/об.Скорость резания, м/мин, определяется по формуле:р = ∙ ∙ ∙ 0 ∙ ∙ ∙ (2.1.2.15)где, – общий поправочный коэффициент;T – период стойкости фрезы, мин, (T=60 мин);B – ширина фрезы, (B=6 мм);Z – число зубьев фрезы (z=12);D – диаметр фрезы (D=63 мм).Значения CV и показателей степени принимаем по таблице 26,27 приложения [2],CV=53;Q=0,25;m=0,2;x=0,3;y=0,2;u=0,1;p=0,1.Общий поправочный коэффициент на скорость резания: = ∙ ∙ И(2.1.2.16)где, – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал;[2]);[2]).
– коэффициент, учитывающий состояние поверхности, ( = 1, табл.9И – коэффициент, учитывающий материал инструмента, (И =1,05, табл.9ЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ68Коэффициент рассчитываем по формуле:750 =()В(2.1.2.17)где, В – предел прочности материала, МПа, (В = 850МПа);750 1=() = 0,88850 = 0,88 ∙ 1 ∙ 1,05 = 0,92р =53 ∙ 630,25600,2 ∙ 20,3 ∙ 0,540,2 ∙ 60,1 ∙ 120,1∙ 0,92 = 38,9 м/мин.После расчёта скорости резания определяется частота вращения шпинделя,1/мин:р =1000 ∙ р,∙(2.1.2.18)где, D – диаметр фрезы, мм.р =1000 ∙ 38,9= 199 об/мин,3,14 ∙ 63Значения р корректируется по паспортным данным выбранного станка и принимаем ближайшую меньшую ступень ст = 160 об/мин, в дальнейших расчетах используется только ст .После корректировки частоты вращения шпинделя, определяется фактическая скорость резания:ф =ф = ∙ ∙ ст1000(2.1.2.19)3,14 ∙ 63 ∙ 160= 31,65 ≈ 32 м/мин1000В дальнейших расчётах используется только ф .ЛистИзм.
Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ69Сила резания. Главная составляющая силы резания при фрезерованииокружная сила, Н:10 ∙ ∙ ∙ 0 ∙ ∙ =∙ мр ∙ ст(2.1.2.20)где, мр – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материаламр = 1,09, табл. 13 [2] =68,2; и показатели степени принимаем по таблице 30 [2]. – глубина резания ( = 2 мм)x=0,86;y=0,72;u=1,0;q=0,86;w=010 ∙ 68,2 ∙ 20,86 ∙ 0,540,72 ∙ 4 ∙ 12 =∙ 1,098 = 1187 Н = 121кГс.630,86 ∙ 800После расчёта устанавливается возможность её реализации на выбранном станке. Для этого определяется сила , которая сравнивается по паспортустанка с допустимой силой подачи доп. = (1,1 − 1,2) , = 1,2 ∙ 121 =145,2 кГс.
Необходимо, чтобы ≤ доп, условия выполняется.Мощность резания, кВт. Вначале рассчитываем эффективную мощностьрезания:Э = ∙ ст1,36 ∙ 75 ∙ 60Э =(2.1.2.21)1187 ∙ 32= 6,2 кВт.1,36 ∙ 75 ∙ 60ЛистИзм. Лист№ докум.Подпись ДатаДП 23.05.01 00 00 02 ПЗ70за тем определяем потребную мощность на шпинделе станка:П = Э /,(2.1.2.22)где, – КПД станка.П =6,2= 8,3 кВт.0,75Для выводов об эффективности рассчитанных режимов устанавливаетсякоэффициент использования станка по мощности:ИС = П /СТ ,(2.1.2.23)где, СТ – мощность главного электродвигателя станка, кВт.ИС = 8,3/10 = 0,83.Значение ИС не должно превышать единицу, это условие выполнено.Основное технологическое время, мин, определяется по формуле:0 =∙ ,М(2.1.2.24)где, – расчётная длина обрабатываемой поверхности, мм;М – минутная подача, мм/мин; – число проходов = + 1 + 2 ,где, – чертёжная длина обрабатываемой поверхности, мм;1 – величина врезания, мм;2 – величина перебега, мм, (2 = 2 − 5 мм)1 = √( − ) = √2(63 − 2) = 11мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
