Обтачивание цилиндрического валика.
Методы обработки изделий из стали
На станках могут выполняться такие виды обработки, как обтачивание, растачивание, протачивание канавок (внешних и внутренних), сверление, зенкерование, нарезание резьб плашками, метчиками, самораскрывающимися резьбонарезными головками и устройствами. Аналогично проверяется правильность произведенных расчетов и строится схема графического расположения полей припусков и допусков, учитывая в данном… Читать ещё >
Обтачивание цилиндрического валика. Методы обработки изделий из стали (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Контрольная работа № 1.
Задание 1.
Обточить цилиндрический валик при заданных условиях. При этом необходимо:
· выбрать модель станка, по паспорту определить все параметры расчета.
· выбрать материал режущей части резца, обеспечивающей наибольшую производительность. Определить основные размеры резца и пластинки, форму передней грани, геометрические параметры режущей части, форму передней грани, геометрические параметры режущей части, критерии износа и период стойкости, оптимальные для заданных условий. Если целесообразно для заданных условий, следует применить СОЖ, соответственно выбрав ее.
· произвести аналитический расчет наивыгоднейшего режима резания в потребной мощности при точении в заданных условиях с учетом наибольшего использования возможностей станка и режущих способностей резца при обеспечении заданной шероховатости обработанной поверхности.
· произвести анализ полученного режима путем определения коэффициента использования станка по мощности и инструмента по скорости резания.
· определить основное технологическое время, требуемое на операцию.
Исходные данные:.
диаметр заготовки:
диаметр после обработки:
длина обработки:
шероховатость обработанной поверхности:
материал валика: Сталь марка: 18ХГТ предел прочности:
твердость:
способ крепления на станке: патрон число оборотов станка:
Для обтачивания цилиндрического валика выбираем токарный многошпиндельный горизонтальный прутковый автомат 1Б290−4К.
Станок 1Б290−4К предназначен для обработки деталей из прутка и штучных заготовок в условиях серийного и крупносерийного производства.
На станках могут выполняться такие виды обработки, как обтачивание, растачивание, протачивание канавок (внешних и внутренних), сверление, зенкерование, нарезание резьб плашками, метчиками, самораскрывающимися резьбонарезными головками и устройствами.
У станка 1Е165револьверная головка с вертикальной осью вращения с шестью гнездами, в которых устанавливаются стойки и втулки для крепления вспомогательных и режущих инструментов. Этот станок снабжен поперечным суппортом, что расширяет его технологические возможности.
Передний держатель станка — четырехпозиционный.
Рис. 1 — Параметры токарного многошпиндельного горизонтального пруткового автомата 1Б290−4К При точении поверхности валика используем резец по ГОСТ 18 868–73, при этом пластинки необходимо выполнить из твердосплавного материала ВК8.
Ширина державки:
Высота державки:
Длина резца:
Ширина режущей кромки:
Стойкость резца.
Диаметр обрабатываемой детали:
Число оборотов станка:
Подача резца:
Глубина резания:
Скорость резания:
где.
т.к. стойкость резца.
т.к. вылет резца равен.
т.к. главный угол в плане.
Тогда скорость резания будет равен:
Округляем до ближайшего минимального значения скорости для выбранного станка:
Сила резания:
где — коэффициент на обрабатываемый материал;
Сила резания:
Эффективная мощность резания:
Мощность станка на приводе:
где — КПД станка.
Тогда получим:
Коэффициент использования станка по мощности:
Коэффициент использования инструмента по скорости резания:
Общая длина хода резца:
где — величина врезания резца;
— величина перебега резца.
Расчет времени:
Задание 2.
Обработать отверстие диаметром, полученным после штамповки, до диаметра на длину. Сопоставить эффективность обработки при различных процессах резания: рассверливание, зенкерование.
При решении задачи следует проанализировать предложенные для заданных условий методы обработки и сопоставить эффективность их применения. Для этого необходимо:
· выбрать материал режущей части инструмента, обеспечивающий наибольшую производительность, геометрические параметры режущей части, критерии износа, оптимальный период стойкости для заданных условий; дать эскизы режущей части инструмента со всеми размерами геометрических параметров;
· показать схемы резания предложенных методов обработки с назначением элементов срезаемого слоя;
· назначить оптимальный режим резания с помощь нормативных таблиц;
· определить основное технологическое время.
· сопоставить эффективность применения указанных размеров.
Исходные данные:.
диаметр отверстия до обработки: d1=14мм.
диаметр отверстия после обработки: d2=14,8 мм длина отверстия: l=30мм.
шероховатость поверхности после обработки: Rz=28.
материал: Сталь марка: 35.
предел прочности:
твердость:
Модель станка — вертикально-сверлильный 2Н125А.
Для рассверливания выбираем сверло спиральное с коническим хвостовиком 035−2301−1029 (по ОСТ 2И20−2-80).
Материал режущей части сверла при обработке данного материала должен быть Т15К6.
Диаметр режущей части:
Общая длина:
Длина режущей части:
Угол наклона режущей кромки:
Стойкость сверла:
При рассверливании:
глубина резания:
Подача Скорость сверления где — стойкость режущего инструмента.
— подача.
Тогда скорость сверления получится:
Тогда частота вращения шпинделя будет равна:
По паспорту станка .
Тогда.
Крутящий момент можно вычислить по формуле:
где — номинальный диаметр отверстия,.
— коэффициент;
— поправочный коэффициент;
Тогда Эффективная мощность резания:
Расчетная длина пути сверла равна:
где — величина врезания резца;
— величина перебега резца.
Тогда основное технологическое время будет равно:
Для зенкерования выбираем зенкер цельный с коническим хвостовиком (ГОСТ 12 509−75) (рис. 2).
Диаметр режущей части:
Общая длина:
Длина режущей части:
Рис. 2.
Задний угол на задней поверхности лезвия 10, на калибрующей части 8.
Передний угол = 25.
Угол наклона винтовой канавки = 25.
Главный угол в плане = 60.
Обратную конусность по длине рабочей части принимаем равной 0,04 мм.
Стойкость зенкера:
При зенкеровании:
глубина зенкерования:
Подача Скорость зенкерования где — стойкость режущего инструмента.
— подача.
Тогда скорость зенкерования получится:
Тогда частота вращения шпинделя будет равна:
По паспорту станка .
Тогда.
Крутящий момент можно вычислить по формуле:
где — номинальный диаметр отверстия,.
— коэффициент;
— поправочный коэффициент;
Тогда Эффективная мощность резания:
Расчетная длина пути сверла равна:
где — величина врезания резца;
— величина перебега резца.
Тогда основное технологическое время будет равно:
Вывод: таким образом данное отверстие выгоднее обрабатывать зенкерованием, т.к. при одинаковой необходимой мощности время обработки немного меньше.
Задание 3.
Квалитет вала — h9.
квалитет отверстия — H7.
диаметр вала:
диаметр отверстия:
длина валика:
материал: сталь 45.
В качестве заготовки предлагается пруток, сортамент выбирается по каталогам из справочников. Исходя из габаритов детали и параметров поверхности — рассчитывают минимальный и максимальный припуск. По стандартной методике припуск разбивают на операционные припуски, строят соответствующую схему с указанием допусков и припусков, определяют геометрические параметры инструментов.
Заготовка из стали 45 ГОСТ 1050–88 получена штамповкой на молотах.
1. Рассчитываем массы детали и заготовки (?=7825 кг/м3) масса готовой детали:
масса заготовки:
2. Технологический маршрут обработки поверхности O24h9 состоит из четырех операций: чернового и чистового обтачивания и чернового шлифования. Все операции производятся в центрах.
4. Технологический маршрут обработки заносим в таблицу. Так же записываем значения элементов припуска, соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу.
5. Так как обработка ведется в центрах, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значение для рассматриваемого размера. В этом случае величина исключается из основной формулы для расчета минимального припуска, и соответствующую графу можно не включать в расчетную таблицу 1.
6. Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле.
· смещение осей поковок:
· кривизна заготовок (коробление):
· смещение оси заготовки в результате погрешности зацентровки:
для штампованных изделий.
.
7. Остаточное пространственное отклонение:
после предварительного обтачивания:
;
после чистового обтачивания:
;
после предварительного шлифования:
;
8. Рассчитаем минимальные значения припусков Минимальный припуск:
под предварительное обтачивание.
;
под чистовое обтачивание.
;
под предварительное шлифование.
;
9. Последовательно определяем расчетные размеры для каждого предшествующего перехода путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода, и заносим данные в таблицу:
10. Записываем в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе «Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода, округляя расчетные размеры увеличением их значением. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
11. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру:
12. Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и — как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:
13. Общие припуски и рассчитываем так же, как и в предыдущем примере, суммируя промежуточные припуски и записывая их значения внизу соответствующих граф.
14. Аналогично проверяется правильность произведенных расчетов и строится схема графического расположения полей припусков и допусков, учитывая в данном случае, что построение производится на наружную, а не на внутреннюю поверхность.
Таблица 1.
технологические переходы обработки поверхности. | элементы припуска. | расчетный припуск, мкм. | расчетный размер, мм. | Допуск, мкм. | предельный размер, мм. | предельные значения припусков, мкм. | |||||
мкм. | мкм | мкм. | |||||||||
заготовка. | ; | 23,565. | 1,700. | 25,2. | 23,5. | ; | ; | ||||
обтачивание предварительное. | 116,94. | 18,667. | 18,84. | 18,66. | |||||||
обтачивание чистовое. | 77,96. | 433,88. | 18,233. | 18,3. | 18,23. | ||||||
шлифование. | 38,98. | 275,92. | 17,957. | 17,957. | |||||||
Для точения внешней поверхности выбираем токарный проходной прямой резец с пластинами из быстрорежущей стали по ГОСТ 18 869–73:
, ,, , .
Для сверления внутреннего отверстия выбираем сверло спиральное с коническим хвостовиком по ГОСТ 10 903–77:
, .
Для шлифования выбираем шлифовальный круг на керамической связке, ,.
шлифовальный материал: 1А зернистость: 50.
Задание 4.
Квалитет — h9.
квалитет паза — Н7.
материал: сталь 45.
В качестве заготовки предлагается прокат в виде плиты, сортамент выбирается по каталогам из справочников. Исходя из габаритов детали и параметров поверхности — рассчитывают минимальный и максимальный припуск. По стандартной методике припуск разбивают на операционные припуски, строят соответствующую схему с указанием допусков и припусков, определяют геометрические параметры инструментов. Для обработки паза требуется подобрать характеристики, представить эскизы инструмента. Для фрезерной обработки назначить режимы резания, подобрать по справочной литературе оборудование, пронормировать обработку и оформить операционную технологическую карту.
масса готовой детали:
масса заготовки:
В качестве заготовки выбираем стальной горячекатаный лист толщиной 16 мм, шириной 200 мм и длиной 45 мм.
Для обработки шпоночного паза выбираем цилиндрическую фрезу по ГОСТ 9140–78;, .
Глубина фрезерования .
Число проходов:
Подача .
Скорость фрезерования:
где — диаметр отверстия;
— частота вращения фрезы.
Тогда скорость резания будет равна:
Частота вращения фрезы:
Принимаем.
Окружная сила :
где.
, , , — показатели степени зависимости силы от глубины резания, от подачи, от ширины фрезерования, от диаметра фрезы, от частоты вращения .
— поправочный коэффициент на окружную силу и зависимости от типа фрезы и материала режущей части.
— поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала.
Тогда окружная сила будет равна:
Крутящий момент на шпинделе:
Мощность резания (эффективная):
Для фрезерования паза выбираем вертикально-фрезерный консольный станок 6Т104 (рис. 3):
Рис. 3.
Расчетная длина пути фрезы равна:
Тогда основное технологическое время будет равно: