Курсовая работа: Изготовление корпуса шарикоподшипника
Курсовая работа: Изготовление корпуса шарикоподшипника
Содержание
1. Назначение детали в узле
2. Определение годового объема выпуска и
типа производства
3. Анализ технологичности конструкции
детали
4. Выбор и обоснование способа получения
заготовки и ее расчет
5. Выбор технологических баз
6. Разработка маршрута обработки
заготовки
7. Расчет операционных припусков
8. Расчет режимов резания
9. Расчет контрольно-измерительного
инструмента
10.
Проектирование
станочного приспособления
Список литературы
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
1. Назначение
детали в узле
Корпус шарикоподшипника
представляет собой стальной штамповочный стакан с опорным фланцем и внутренней расточкой
под шарикоподшипник. Корпус шарикоподшипника является одной из основных
корпусных деталей вертикального привода сепаратора СЛ-5.
Сепаратор СЛ-5
предназначен для центробежной очистки от механических примесей и воды топлива и
минеральных масел дизельных и турбинных установок для судов и других
энергетических установок.
Вертикальный привод
передает вращение от эл. двигателя мощностью 15 кВт к барабану сепаратора(
скорость вращения около 5000 об/мин). Вал привода установлен в двух шарикоподшипниках:
верхнем - радиальном и нижнем - радиально-сферическом.
Рассматриваемый корпус
шарикоподшипника является местом установки верхнего радиального
шарикоподшипника, который воспринимает радиальные нагрузки, возникающие в
барабане сепаратора при его вращении.
2. Определение
годового объема выпуска и типа производства
N=mM (1+γδ/100) = 3×12000(1+6×3/100)=57600,
Где: m – количество одноименных деталей в
машине;
М=12000 – годовой объем
выпуска машин;
γ – 5…10 количество
запасных частей в процентах;
δ – 2…6 процент
брака и технологических потерь, включая детали используемые для настройки
станка, в процентах.
N=57600 – производство крупносерийное серийное
производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых
периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска,
чем в единичном типе производства. При серийном производстве используются
универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и
универсально–сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и
себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический
процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на
отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.
3. Анализ
технологичности конструкции детали
Каждая деталь должна
изготавливаться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты
можно сократить в значительной степени от правильного выбора варианта
технологического процесса, и его оснащение, механизации и автоматизации,
применения оптимальных режимов обработки и правильной подготовки производства.
При оценке
технологичности учитываются следующие характеристики:
конструкция детали должна
состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть
стандартной в целом;
детали должны
изготовляться из стандартных унифицированных заготовок или заготовок полученных
рациональным способом;
размеры и поверхности
детали должны иметь соответственно оптимальные степень точности и
шероховатость;
физико-химические и
механические свойства и механические свойства материала, жесткость детали, ее
форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления;
показатели базовой
поверхности (точность, шероховатость) детали должны обеспечивать точность
установки, обработки и контроля;
конструкция детали должна
обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических
процессов ее изготовления.
Технологичность детали
характеризуется коэффициентом использования материала.
4. Выбор и
обоснование способа получения заготовки
В подъемно-транспортном
машиностроении для изготовления деталей машин и механизмов используются
разнообразные заготовки. Основные виды черновых заготовок следующие: прокат,
литье, полученные давлением, полученные формообразованием.
Необходимость соблюдения
требований чертежей, заданных припусков поверхностей, твердости и
обрабатываемости определяет следующие основные требования к заготовкам:
поверхности, используемые
как базовые в процессе дальнейшей обработки, должны быть гладкими, без
прибылей, литейных или штамповочных уклонов, без заусенцев и линий разъема
форм;
для устранения внутренних
напряжений заготовки должны подвергаться термической обработке: отжигу и
нормализации;
для улучшения условий
обрабатываемости отливки должны быть очищены от литников, прибылей, заливов и
других неровностей;
при наличии искривления
заготовок из сортового проката, они подвергаются правке (на прессах, ударным
способом, на правильно-калибровочных вальцах и т.п.);
при изготовлении
заготовок любого вида всегда должно обеспечиваться получение заготовки
минимальной массы, то есть заготовки с минимальными припусками.
Рассматривая наиболее
распространенные варианты получения заготовок, я пришел к выводу, что для моего
задания наиболее подходит заготовка, полученная штамповкой. Т.к. снижается
расход металла при механической обработке, что ведет к понижению себестоимости.
Также я рассматривал и
другой вариант получения заготовки – прокатом. Но в этом методе получения заготовок
есть недостатки: большое количество металла уходит в стружку, материал
расходуется нерационально
Рациональность выбора
заготовки с точки зрения экономии материала определяется коэффициентом
использования материала:
 , [ист.2, с.23]
где Q1 – масса детали;
Q2 – масса заготовки.
Т.к. Кm=0,73, то можно сделать вывод, что
материал расходуется рационально.
5. Выбор
технологических баз
Базой называется поверхность
или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей (ось, точка...)
принадлежащее заготовке и используемое для базирования. Различают базы
конструкторские, технологические, измерительные и т.д.
Технологической называют
базу, используемую для определения положения заготовки или изделия при его
изготовлении или сборке.
Выбор технологических баз
является одной из сложных задач проектирования технологического процесса. От
правильного выбора технологических баз в значительной мере зависят:
- Точность получения
заданных размеров;
- Правильность взаимного
расположения поверхностей;
- Степень сложности
технологической оснастки, режущего и измерительного инструментов.
1. Для обработки торцов
технологической базой является поверхность Æ145 и Æ185 закрепленной в трехкулачковом патроне.
2. При обработке
поверхностей Æ185, Æ110, Æ91 и Æ77 базой является поверхность Æ145, закрепленной в трехкулачковом
патроне, а при обработке поверхностей Æ145, Æ120, Æ119, Æ135 и Æ175 базой является поверхность Æ185, закрепленной в трехкулачковом
патроне.
3. При обработке пазов на
торце заготовку устанавливаем на призматические губки, базой является,
поверхность Æ185,
прижимаем двойным зажимом.
4. При прорезании пазов
на поверхности Æ145 базой является поверхность Æ185 зажимаемая двойным зажимом и устанавливается на
призматические губки.
5. При сверлении
отверстий базовой поверхностью является Æ185 зажимаемая двойным зажимом и устанавливается на
призматические губки.
6. Разработка
маршрута обработки заготовки
Маршрутное описание технологического
процесса это сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в
последовательности их выполнения без указания переходов и режимов обработки.
Операция 001
Заготовительная:
Заготовку получаем штамповкой
Операция 005 Токарная
(черновая):
Подрезать торец в размер
102 мм .
Точить торец Æ185 в размер 18мм.
Точить поверхности Æ93 мм, Æ185мм на длину 18 мм и 18мм
соответственно.
Расточить поверхность Æ76мм на длину 33мм.
Операция 010 Токарная
(черновая):
Подрезать торец в размер
100мм.
Точить торец Æ185 в размер 69мм.
Точить поверхность Æ147 мм на длину 69мм.
Расточить поверхность Æ119,5 на длину 67мм.
Операция 015 Токарная (чистовая):
Точить торец Æ185 в размер 20мм.
Точить поверхность Æ91 мм на длину 18 мм.
Расточить поверхность Æ77 на длину 33мм.
Снять две фаски 1×450
на Æ91 и Æ185.
Операция 020 Токарная
(чистовая):
Расточить Æ175 на длину 5мм до Æ145.
Точить паз Æ144 на длину 19мм.
Операция 025 Токарная
(чистовая):
Точить поверхность Æ145 мм на длину 69 мм.
Расточить поверхность Æ119,75 на длину 67мм.
Операция 030 Токарная:
Канавочным резцом точить
канавку Æ121.
Операция 035 Токарная (тонкое
растачивание):
Расточить поверхность Æ120 на длину 67мм.
Операция 040 Фрезерная:
Фрезеровать пазы 6 шт.
на поверхности Æ145.
Операция 045 Фрезерная
(чистовая):
Фрезеровать пазы 6 шт.
на поверхности Æ145.
Операция 050 Сверлильная:
Сверлить 6 отв. Æ12мм.
Операция 055 Промывка.
Операция 060 Контрольная.
7. Расчет
операционных припусков
В подъемно – транспортном
машиностроении используют два метода определения припусков на обработку: опытно
– статистический и расчетно – аналитический.
При
расчетно-аналитическом методе промежуточный припуск на каждом технологическом
переходе должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности
обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующих
переходах, а также исключались погрешности установки обрабатываемой заготовки,
возникающие на выполняемом переходе.
Расчетно-аналитический
метод.
Рассчитать поверхность Æ 120+0,035.
|
Элементарная
пов.
детали
и технологич. маршрут ее
обработки.
|
Элементы
припуска (мкм) |
Допуск
на изготовление
δ
(мкм)
|
|
Rz
|
Т |
ρ |
e |
|
Исходные
данные:
штамповка
|
240 |
250 |
46 |
- |
1400 |
|
Растачивание
черновое
чистовое
|
50 |
50 |
1 |
200 |
540 |
| 25 |
25 |
- |
15 |
220 |
| Тонкое
растачивание |
5 |
15 |
- |
5 |
35 |
Rz – параметр шероховатости [ ист.2,
стр.66 (табл.)]
Т– параметр изменения
физико – механических свойств поверхностного слоя от температуры резания [ист.2,
стр.66 (табл.)]
ρ - погрешность
формы заготовки. [ ист.1, стр.186 (табл.16), ист.2, стр.61]
e - погрешность закрепления [ист.2
стр.30(табл.12-14), стр.134]
ρз =
Δк
ּℓ = 0,75 ּ61= 46 мкм , [ист. 1, стр.177]
где Dк – кривизна профиля сортового проката (мкм на 1 мм);
ℓ - длина
заготовки ρ= ρз×ку,
где: ку –
коэффициент уточнения
для черновой ку=0,06
для чистовой ку=0,04
для шлифовальной ку=0,04
Определение максимальных
и минимальных припусков:
Тонкое растачивание:
1. 2Z3min =  ּ(RZ2
+ h2 +ρ22+ε32)
= 2ּ(25 + 25 + 5) = 110 мкм
принимаем 2Z3min = 110 мкм
2Z3max = 2Z3min + δ2 – δ3 = 110 + 220 – 35 =
295 мкм [ист. 2, стр.64]
принимаем 2Z3max = 300 мкм
чистовая обработка:
2. 2Z2min = 2ּ(RZ1 + h1 +  ) = 2ּ(50
+50 +  ) = 230 мкм
принимаем 2Z3min=230 мкм
2Z2max = 2Z2min + δ1 - δ2 = 230 + 540 – 220
= 550 мкм
черновая обработка:
2Z1min = 2ּ(RZ0 + h0 +  ) = 2ּ(240 + 250 +  ) = 1390 мкм
принимаем 2Z1min = 1390 мкм
2Z1max = 2Z1min + δ0 – δ1 =1390 + 1400 – 540
= 2250 мкм.
Минимальные и
максимальные размеры:
Тонкое растачивание:
d3min = 120 (мм)
d3max = 120,035 (мм)
чистовая обработка:
d2min = d3min - 2Z3min = 120 - 0,11 = 119,89 (мм) [ист. 2,
стр.64]
d2max = d3max - 2Z3max = 120,035- 0,295 = 119,74 (мм) [ист.
2, стр.64]
черновая обработка:
d1min = d2min -2Z2min = 119,89 - 0,23 = 119,66 (мм)
d1max = d2max - 2Z2max =119,74 - 0,55 = 119,19 (мм)
заготовка:
d0min = 119,66 - 1,39 = 118,27 (мм)
d0max = 119,19- 2,25 = 116,94 (мм).
|
Расчетный
минимальный припуск 2Zmin (мкм)
|
Предельные
значения припусков (мкм) |
Предельные
значения (мм) |
|
2Zmin
|
2Zmax
|
dmin
|
dmax
|
| Исходные
данные:штамповка |
- |
- |
118,27 |
116,94 |
|
Растачивание
черновое
чистовое
|
1390 |
2250 |
119,66 |
119,19 |
| 230 |
550 |
119,89 |
119,74 |
| Тонкое
растачивание |
110 |
295 |
120 |
120,035 |
На все остальные
поверхности получаем припуски опытно – статистическим методом.
8. Расчет
режимов резания
Режим резания является
одним из главных факторов технологического процесса механической обработки,
определяющий нормы времени на операцию. В связи с этим необходимо в полной мере
использовать режущие свойства инструмента и производственные возможности
оборудования.
При назначении и расчете
элементов режимов резания следует учитывать следующие факторы: материал и
состояние заготовки; тип и размеры инструмента, материал его режущей части, тип
и состояние оборудования.
Элементы режима резания,
как правило, устанавливаются в следующем порядке:
назначается глубина
резания t;
назначается подача
режущего инструмента s;
рассчитывается скорость
резания v;
рассчитывается сила
резания Pz или крутящий момент на шпинделе станка Мкр;
определяется мощность,
расходуемая на резание N;
выбирается металлорежущее
оборудование.
Глубина резания t при
черновой обработке назначается такой, чтобы был снят весь припуск за один
проход или большая его часть.
Подача s при черновой
обработке выбирается максимально возможной, исходя из жесткости и прочности
системы СПИД, прочности твердосплавной режущей пластины и других ограничивающих
факторов. При чистовом точении подача назначается в зависимости от требуемой
степени точности и шероховатости обрабатываемой поверхности.
Скорость резания v рассчитывается по эмпирическим
формулам установленным для каждого вида обработки.
Сила резания
раскладывается на составляющую тангенциальную Pz, радиальную Рy
и осевую Рx силы резания. Главной составляющей силой, определяющей
расходуемую на резание мощность и крутящий момент на шпинделе станка, является
сила Рz которая рассчитывается по эмпирической зависимости.
Операция 005 Токарная(черновая):
Используем подрезной
резец из твердосплавных пластин Т15К6.
(Ø95): t
= 2 мм
s = 0,6 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,60,45
tx = 20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=3,38 м/с
 об/мин
принимаем nф=630 об/мин, тогда
 м/мин=3,2 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ21ּ0,60,75ּ194- 0,15ּ0,97= 1328 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Используем подрезной
резец из твердосплавных пластин Т15К6.
(Ø185):
t = 2 мм
s = 0,8 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,80,45
tx = 20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=3,38 м/с
 об/мин
принимаем nф=315 об/мин, тогда
 м/мин=3,05 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ21ּ0,80,75ּ183- 0,15ּ0,97= 1340 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Резец проходной упорный,
твердосплавные пластины Т15К6
(Ø93): t =1 мм
s = 0,6 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,60,45
tx = 10,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=3,37 м/с
 об/мин
принимаем nф=630 об/мин, тогда
 м/мин=3,07 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ11ּ0,60,75ּ184- 0,15ּ0,97= 907,5 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Резец расточной для
обработки сквозных отверстий, твердосплавные пластины Т15К6
(Ø77): t =1 мм
s = 0,2 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,20,45
tx = 50,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=3,75 м/с
 об/мин
принимаем nф=930 об/мин, тогда
 м/мин=3,75 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ11ּ0,20,75ּ225- 0,15ּ0,97= 880 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Операция 010 токарная
(черновая):
Используем подрезной
резец из твердосплавных пластин Т15К6.
(Ø150):
t = 2 мм
s = 0,8 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,80,45
tx = 20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=3,38 м/с
 об/мин
принимаем nф=400 об/мин, тогда
 м/мин=3,14 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ21ּ0,80,75ּ188,4- 0,15ּ0,97= 1334 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Используем подрезной
резец из твердосплавных пластин Т15К6.
(Ø95): t
= 2 мм
s = 0,6 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,60,45
tx = 20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=3,38 м/с
 об/мин
принимаем nф=630 об/мин, тогда
 м/мин=3,2 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ21ּ0,60,75ּ194- 0,15ּ0,97= 1328 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Используем подрезной
резец из твердосплавных пластин Т15К6.
(Ø185):
t = 2 мм
s = 0,8 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,80,45
tx = 20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=3,38 м/с
 об/мин
принимаем nф=315 об/мин, тогда
 м/мин=3,05 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ21ּ0,80,75ּ183- 0,15ּ0,97= 1340 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Резец проходной упорный,
твердосплавные пластины Т15К6
(Ø147): t =1,5 мм
s = 0,8 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,80,45
tx = 1,50,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=3,5 м/с
 об/мин
принимаем nф=400 об/мин, тогда
 м/мин=3,08 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ1,51ּ0,80,75ּ184,6- 0,15ּ0,97= 1360 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Резец расточной для
обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6
(Ø119,75): t =1,375 мм
s = 0,2 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,20,45
tx = 1,3750,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=3,57 м/с
 об/мин
принимаем nф=550 об/мин, тогда
 м/мин=3,45 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ1,3751ּ0,20,75ּ206,8- 0,15ּ0,97= 538 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Операция 015 токарная
(чистовая):
Используем подрезной
резец из твердосплавных пластин Т15К6.
(Ø185):
t = 2 мм
s = 0,8 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,80,45
tx = 20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=3,38 м/с
 об/мин
принимаем nф=315 об/мин, тогда
 м/мин=3,05 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ21ּ0,80,75ּ183- 0,15ּ0,97= 1340 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Резец проходной упорный,
твердосплавные пластины Т15К6
(Ø91): t =1 мм
s = 0,1 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 420
Sу = 0,10,2
tx = 10,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=5,8м/с
 об/мин
принимаем nф=1160 об/мин, тогда
 м/мин=5,5 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp =
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ11ּ0,10,75ּ331- 0,15ּ0,97= 217 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Резец расточной для
обработки сквозных отверстий, твердосплавные пластины Т15К6
(Ø77): t =0,5 мм
s = 0,07 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 420
Sу = 0,070,2
tx = 0,50,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=6,9 м/с
 об/мин
принимаем nф=1700 об/мин, тогда
 м/мин=6,85 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ0,51ּ0,070,75ּ411- 0,15ּ0,97= 80 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Фаска 1,5×45° на ступени Ø185
(Ø185): t = 1 мм
s = 0,13 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,130,45
tx = 10,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=7,45м/с
 об/мин
принимаем nф=760 об/мин, тогда
 м/мин=7,35 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ11ּ0,130,75ּ441- 0,15ּ0,97= 253 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Операция 020
Токарная(чистовая):
Резец канавочный,
пластины Т15К6
t =5 мм
s = 0,4 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические коэффициенты:
[ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,40,45
tx = 50,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=3,5 м/с
 об/мин
принимаем nф=400 об/мин, тогда
 м/мин=3 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ51ּ0,40,75ּ182- 0,15ּ0,97= 432 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Используем подрезной
резец из твердосплавных пластин Т15К6.
(Ø140):
t = 2 мм
s = 0,8 мм/об
i = 3
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,80,45
tx = 20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента.
Kv – общий поправочный коэффициент. [ист.3,
стр.282]
кv = kμvּknvּkuv = 1,19
kμv = kг = 1ּ
knv = 1, kuv = 1
 м/мин=3,38 м/с
 об/мин
принимаем nф=400 об/мин, тогда
 м/мин=2,9 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = kμрּkцрּ kypּkλрּkгр = 0,89ּ1,1ּ1= 0,97
kφр = 0,89 ; kγp = 1,1; kλр
= 1, krp=1
 = 10ּ300ּ21ּ0,80,75ּ176- 0,15ּ0,97= 1424 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П.
Резец расточной для
обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6
(Ø144): t =0,5 мм
s = 0,07 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 420
Sу = 0,070,2
tx = 0,50,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=6,9 м/с
 об/мин
принимаем nф=830 об/мин, тогда
 м/мин=6,25 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ0,51ּ0,070,75ּ375- 0,15ּ0,97= 82 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Операция 025 токарная
(чистовая):
Резец проходной упорный
твердосплавные пластины Т15К6
(Ø145): t =1 мм
s = 0,1 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 420
Sу = 0,10,2
tx = 10,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=5,8 м/с
 об/мин
принимаем nф=760 об/мин, тогда
 м/мин=5,8 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,1
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ11ּ0,10,75ּ346- 0,15ּ0,97= 215 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем токарно-винторезный
станок 16Л20П
Резец расточной для
обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6
(Ø120): t =0,125 мм
s = 0,06 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 420
Sу = 0,060,2
tx = 0,1250,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=8,8 м/с
 об/мин
принимаем nф=1330 об/мин, тогда
 м/мин=8,3 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ0,1251ּ0,060,75ּ500- 0,15ּ0,97= 33 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Операция 030 токарная:
канавка Ø119:
Резец канавочный,
пластины Т15К6
t =0,5 мм
s = 0,5 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 340
Sу = 0,50,45
tx = 0,50,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=4,5 м/с
 об/мин
принимаем nф=640 об/мин, тогда
 м/мин=4 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ0,51ּ0,50,75ּ240- 0,15ּ0,97= 380 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Резец проходной отогнутый
(450):
(Ø120): t =2,5 мм
s = 0,14 мм/об
i = 3
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 420
Sу = 0,140,45
tx = 2,50,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=7,75 м/с
 об/мин
принимаем nф=1020 об/мин, тогда
 м/мин=6,4 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ2,51ּ0,140,75ּ384- 0,15ּ0,97= 682(н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П
Операция 035
токарная(тонкое растачивание):
Резец расточной для
обработки глухих отверстий, твердосплавные пластины Т15К6
(Ø120): t =0,2 мм
s = 0,06 мм/об
i = 1
V = [ист.3, с.265]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.269]
 = 420
Sу = 0,060,2
tx = 0,20,15
Tm = 600,2 - стойкость
инструмента
Kv =1,19
 м/мин=8,2 м/с
 об/мин
принимаем nф=1220 об/мин, тогда
 м/мин=7,7 м/с
силовые параметры:
 , [ист.3, с.271]
Где эмпирические
коэффициенты: [ист.3, с.273]
Сp = 300
x = 1,0
y = 0,75
n = - 0,15
kp = 0,97
 = 10ּ300ּ0,21ּ0,060,75ּ460- 0,15ּ0,97= 42 (н)
мощность:
N =  (кВт) [ист.3, с.271]
Выбираем
токарно-винторезный станок 16Л20П.
Операция 040 фрезерная:
Фреза концевая с
коническим хвостиком Р6М5
(Ø145): D=40
t = 3мм q =
0,45 Т = 120 мин
Sz = 0,2 мм x = 0,5 u=0,1
Z = 5 y = 0,5
i = 2 p = 0,1
Cv = 46,7 m = 0,33
V =  м/мин=0,75 м/с
n = 
принимаем n =315 об/мин
Vф =  м/мин =0,67 м/с
сила резания:
 Н
Ср = 12,5
x = 0,85
y = 0,75
q = 0,73
w = -0,13
n = 1
крутящий момент:
 (Нּм)
мощность:
Nℓ =  кВт
Выбираем станок
вертикально-фрезерный консольный 6Р10.
Операция 045 фрезерная(чистовая):
Фреза концевая с
коническим хвостиком Р6М5
(Ø145): D=40
t = 1,5мм q =
0,45 Т = 120 мин
Sz
= 0,2 мм x = 0,5 u=0,1
Z = 5 y = 0,5
i = 2 p = 0,1
Cv = 46,7 m = 0,33
V =  м/мин=1,07 м/с
n = 
принимаем n =480 об/мин
Vф =  м/мин =1 м/с
сила резания:
 Н
Ср = 12,5
x = 0,85
y = 0,75
q = 0,73
w = -0,13
n = 1
крутящий момент:
 (Нּм)
мощность:
Nℓ =  кВт
Выбираем станок
вертикально-фрезерный консольный 6Р10.
Операция 050 сверлильная:
Сверло спиральное Æ12 P6M8
t=6 q=0,4
s=0,28 y=0,5
Cv=9,8 m=0,2
T=20
Скорость резания:
V= м/мин =0,55 м/с
Крутящий момент:
Cm=0,0345, q=2, y=0,8
Mкр= Hm
Сила резания:
Cp=68, q=1, y=0,7
P0= H
Мощность резания:
n= об/мин
Ne= кВт
Выбираем станок
вертикально-сверлильный 2Н125.
9. Расчет
контрольно-измерительного инструмента
1. Расчет исполнительных размеров
калибров-скоб для Æ91h11(-0,22).
Δв=28
мкм, ув1=0 мкм, Нк1=15 мкм, Нр=4 мкм
1) Определим наибольший
предельный размер вала:
Dmax=DH=91 мм.
2) Определим наименьший
предельный размер вала:
Dmin=DH-Δд=91-0,22=90,78 мм.
3) Определим наибольший
размер непроходного калибра-скобы:
HEc =Dmin-Нк1/2=90,78-0,015/2=90,7725
мм.
4) Определим наименьший
размер проходного калибра-скобы:
ПРс=Dmax-Δв1-Нк/2=91-0,028-0,004/2=90,97
мм.
5) Определим предельный
размер изношенного калибра-скобы:
ПРи.с.=Dmax+ув=91+0=91 мм.
6) Определим наибольший
размер контркалибра К-ПРс:
К-ПРс=Dmax-Δв1+Нр=91-0,028+0,015/2=90,047
мм.
7) Определим наибольший
размер контркалибра К-НЕс:
К-НЕс=Dmin+Нр/2=90,78+0,004/2=90,782
мм.
8) Определим наибольший
размер контркалибра К-Ис:
К-Ис=Dmax+ув1+Нр=91+0+0,004/2=91,002
мм.
9) Построим схему
расположения полей допусков калибров для вала диаметром Æ91h11 (-0,22)
2. Расчет исполнительных размер
калибров-пробок для измерения Æ77Н11(+0,19):
Δ0=25
мкм, Нк=13 мкм, ув=0 мкм.
1) Определим наибольший
предельный размер контролируемого отверстия:
Dmax=Dн+Δд=77+0,19=77,19 мм.
2) Определить наименьший
предельный размер контролируемого отверстия:
Dmin=Dн=77=77 мм.
3) Определим наибольший
размер проходного нового калибра-пробки:
ПРп=Dmin+Δ0+Нк/2=77+0,025+0,013/2=77,0315
мм.
4) Определим наибольший
размер непроходного калибра-пробки:
НЕп=Dmax+Нк=77,19+0,013/2=77,228
мм.
5) Определим предельный
размер изношенного калибра-пробки:
ПРи=Dmin-ув=77-0=77 мм.
6) Строим схему
расположения полей допусков калибров для отверстия Æ77Н11(+0,19).
10. Проектирование
станочного приспособления
Для выполнения этого пункта
курсового проекта я выбрал такой тип приспособления, как трехкулачковый патрон
с клиновым центрирующим механизмом (токарная операция), который приводится в
действие от вращающегося пневмоцилиндра.
Из приспособлений для токарных
станков наиболее широко применяются трехкулачковые патроны. Конструкция
трехкулачкового патрона состоит из корпуса, в котором перемещаются три кулачка с
рифленой поверхностью которых сопрягаются сменные кулачки. Для крепления
накладных кулачков после их перестановки в процессе наладки патрона служат
винты и сухари.
Скользящая в отверстии
корпуса патрона муфта имеет для связи с кулачками три паза с углом наклона 15° и приводится в движение от штока
привода. В рабочем положении муфта удерживается штифтом , который одновременно
служит упором, ограничивающим поворот муфты при смене кулачков. Втулка
предохраняет патрон от проникновения в него грязи и стружки. Одновременно ее
конусное отверстие используется для установки направляющих втулок, упоров и
т.п.
К достоинствам клинового
патрона следует отнести:
1) компактность и
жесткость, так как механизм патрона состоит всего из четырех подвижных частей
(скользящей муфты и кулачков);
2) износоустойчивость,
так как соединение муфты с кулачками происходит по плоскостям с равномерно
распределенным давлением, а возможность быстрого съема кулачков способствует
хорошей их чистке и смазке.
Пневмоцилиндр состоит из
двух основных частей: муфты и цилиндра . Для присоединения тяги патрона имеется
резьбовое отверстие на выступающем конце штока. Воздухоподводящая муфта
присоединяется к цилиндру болтами с помощью фланца. Сжатый воздух подается
через ниппель, центровое отверстие в стержне и отверстие в штоке в штоковую
полость цилиндра. Под действием давления воздуха (0,5-0,6 МПа) поршень
перемещается влево, создавая на штоке тянущую силу. При переключении крана
управления сжатый воздух через ниппель, радиальные отверстия и скосы в стержне
подается в поршневую (нештоковую) полость цилиндра, поршень перемещается вправо,
создавая на штоке толкающую силу.
Соединение патрона со
штоком пневмоцилиндра осуществляется тягой.
Расчет приспособления
Операция – токарная
черновая
Dо.п.=91 мм – диаметр обрабатываемой
поверхности
Dз=93 мм – диаметр заготовки
Lз=18 мм – длина заготовки
Pz=217 Н – сила резания
Определим коэффициент
запаса для самоцентрирующегося трехкулачкового патрона с пневматическим
приводом зажима:
Кзап=КоК1К2К3К4К5К6=1,5×1×1,2×1×1×1×1=1,8
[ист. 2 стр.107]
Ко=1,5 –
постоянный коэффициент запаса;
К1=1 –
коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;
К2=1,2 -
коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении режущего
инструмента;
К3=1 -
коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при обработке прерывистых
поверхностей на детали;
К4=1 -
коэффициент, учитывающий постоянство силы зажима, развиваемой приводом
приспособления;
К5=1 -
коэффициент, учитывающий удобное расположение рукоятки для ручных зажимных
устройств;
К6=1 -
коэффициент, учитывающий при наличии моментов, стремящихся повернуть
обрабатываемую деталь вокруг ее оси.
Определим силу зажима
детали одним кулачком патрона:
Wк=Pz Н
nк=3 – число кулачков в патроне;
fТ.П.=0,8 – коэффициент трения на рабочих поверхностях кулачков;
3. Определим силу на
штоке привода трехкулачкового патрона:
Qшт.=Wknkkтр Н
Kтр=1,05 - коэффициент, учитывающий дополнительные силы трения в
патроне;
ак=40 мм –
вылет кулачка от середины его опоры в пазу патрона до центра приложения силы на
одном кулачке;
hк=65 мм – длина направляющей части кулачка;
fк=0,1 – коэффициент трения кулачка.
4. Определим
действительную силу зажима детали :
Qш.д.=  Н
η=0,85 –
коэффициент полезного действия;
Dц=200 мм – диаметр цилиндра;
Р=0,39 Мн/м – давление
сжатого воздуха.
Список
литературы
1. Справочник технолога-машиностроителя.
т.1 под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М. : Машиностроение, 1985 г.
2. Курсовое проектирование по предмету
«Технология машиностроения» Добрыднев И.С. – М.: Машиностроение, 1985 г.
3. Справочник технолога-машиностроителя.
т.2 под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М. : Машиностроение, 1985 г.
4. Справочник инструментальщика. Под
ред. И.А. Ординарцева. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987 г.
5. Приспособления для металлорежущих
станков. М.А.Ансеров – М.: Машиностроение, 1984 г.
Приложение
1
Технические
характеристики станков
Станок токарно-винторезный
16Л20П
Наибольший диаметр
обрабатываемой заготовки:
Над станиной 400
Над суппортом 210
Наибольший диаметр
прутка, проходящего через отверстие шпинделя 34 наибольшая длина обрабатываемой
заготовки 1500
Шаг нарезаемой резьбы:
Метрической 0,25- 0,56
Дюймовой, число ниток на
дюйм 56-0,25
Модульной, модуль 0,5-112
Питчевой, питч 112-0,5
Частота вращения
шпинделя, об/мин 16-1600
Число скоростей шпинделя 21/18
Наибольшее перемещение
суппорта:
Продольное 1440
Поперечное 240
Подача суппорта, мм/об
(мм/мин):
Продольная 0,05-2,8
Поперечная 0,025-1,4
Число ступеней подач -
Скорости быстрого
перемещения суппорта, мм/мин:
Продольного 4000
Поперечного 2000
Мощность электродвигателя
главного привода, кВт 6,3
Габаритные размеры (без
ЧПУ):
Длина 2920
Ширина 1035
Высота 1450
Масса, кг 2050
Станок Вертикально-фрезерный
консольный 6Р10
Размеры рабочей
поверхности стола 160х630
Наибольшее перемещение
стола:
Продольное 500
Поперечное 160
Вертикальное 300
Перемещение гильзы со
шпинделем 60
Наибольший угол поворота
шпиндельной головки, ° ±45
Внутренний конус шпинделя
(конусность 7:24) -
Число скоростей шпинделя 12
Частота вращения
шпинделя, об/мин 50-2240
Число подач стола 12
Подача стола, мм/мин:
Продольная и поперечная 25-1120
Вертикальная 12,5-560
Скорость быстрого
перемещения стола, мм/мин:
Продольного и поперечного
2300
Вертикального 1120
Мощность электродвигателя
привода главного
движения, кВт 3
Габаритные размеры:
Длина 1445
Ширина 1875
Высота 1750
Масса (без выносного
оборудования), кг 1300
Вертикально-сверлильный
станок 2Н125
Наибольший условный
диаметр сверления в стали 25
Рабочая поверхность стола
400x450
Наибольшее расстояние от
торца шпинделя до рабочей поверхности стола 700
Вылет шпинделя 250
Наибольший ход шпинделя 200
Наибольшее вертикальное
перемещение: сверлильной (револьверной) головки 170, стола 270
Конус Морзе отверстия
шпинделя 3
Число скоростей шпинделя 12
Частота вращения
шпинделя, об/мин 45-2000
Число подач шпинделя
(револьверной головки) 9
Подача шпинделя
(револьверной головки), мм/об 0,1-0,6
Мощность электродвигателя
привода главного движения, кВт 2,2
Габаритные размеры:
длина 915
ширина 785
высота 2350
Масса, кг 880
|
