Дипломная работа: Технологический процесс изготовления вала насоса
Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в
окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в радиальном
направлении, а также полученные размеры заготовки проставляем на чертеже
заготовки.
Размерный анализ показал, что
выбранные по плану изготовления схемы базирования, способы простановки размеров
и оборудование выбрано правильно и предлагаемый технологический процесс
обеспечивает выполнение заданных чертежом детали размеров и технических
требований. Более того, проверка замыкающих звеньев, показала, что они имеют
значительный запас точности, это позволит при внедрении технологического
процесса в производство несколько расширить допуски на некоторых операциях и
тем обеспечить снижение трудоемкости изготовления детали.
6. Проектирование технологических операций
Задача раздела – рассчитать такие режимы резания на операции
технологического процесса, которые обеспечили бы заданный выпуск деталей
требуемого качества с минимальными затратами.
6.1 Выбор режимов резания
Расчет режимов резания выполним табличным способом [баранчиков] для
операций 05,10,15,20,35,50,55 для операций 25 и 30– по эмпирическим
зависимостям [Кос 2].
Общие исходные данные для всех операций ТП:
Деталь – вал;
Материал – сталь 30ХМА ГОСТ 4541-71 ;
Заготовка – поковка ;
Операция 005 Фрезерно-центровальная
переход 1 (фрезерование торцов 1 и 17):
1)
глубина резания: t = 1 мм; t = 3,5 мм.
2)
подача на оборот:
Sо= SZT ×КSо, (6.1)
где SZT - табличная подача на зуб; по табл.
111 [бар] с учетом исходных данных определяем табличное значение подачи SZT= 0,14 мм/зуб.
КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:
КSZ = КzR ×Кzф×КSи, ×КSzc (6.2)
где КzR -
коэффициент, учитывающий шероховатость обработанной поверхности, по табл. 114
[бар] принимаем КzR = 0,25;
Кzф – коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой
поверхности, по табл. 114 [бар] принимаем Кzф = 1,0;
КSи- коэффициент, учитывающий материал фрезы, по табл. 114 [бар] принимаем КSи=1,0;
КSzc - коэффициент, учитывающий шифр схемы фрезерования, по табл.
114 [бар] принимаем КSzc =1,0;
SZ= 0,14×0,25×1,0×1,0 = 0,035 мм/об.
3) cкорость резания определяем по
формуле:
V = Vт×Kv, (6.3)
где Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 117
[бар] принимаем в зависимости от диаметра фрезы и глубины резания: Vт = 130 м/мин;
KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания,
учитывающий фактические условия резания:
Kv = KVм×KVи×KVф×KVВ×KVп×KVо, (6.4)
где КVм – коэффициент обрабатываемости
материала, по табл. 1 [бар] принимаем КVм =0,67;
КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 118 [бар] принимаем КVи = 1,0;
KVВ–
коэффициент, учитывающий ширину фрезерования, по табл. 129 [бар] принимаем KVВ = 1,2;
KVф–
коэффициент, учитывающий конфигурацию поверхности, по табл. 118 [бар] принимаем
KVф =1,0;
KVп–
коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 118
[бар] принимаем КVп = 0,8;
KVо–
коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0.
V =
130× 0,67×1,0×1,2× 1,0×0,8= 83,6 м/мин;
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6. 5):
n =
1000V/pd, (6.5)
n5 = 1000×83,6/3,14×100= 266 об/мин.
Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех
поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является:
nф = 300 об/ми.
Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения
шпинделя по формуле (6.6):
Vф = π·d·n/1000, м/мин; (6.6)
Vф = 3,14·100·300/1000 = 94.2 м/мин.
переход 2 (сверление центровых отверстий 48 и 49):
1)
глубина резания: t = 2 мм;
2)
подача на оборот:
Подачу на оборот расчитываем по формуле (6.7): . Sо=SОт×КSо, (6.7)
где SОт - табличная подача на оборот, SОT= 0,07 мм/об;
КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:
КSо = КSl× KSж×КSи×KSd× KSм, (6.8)
КSl- коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл. 65
[бар] принимаем КSl=1,0;
КSЖ- коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл. 65 [бар] принимаем КSЖ=1,0;
КSи - коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 65 [бар] принимаем КSи = 1,0;
КSd - коэффициент, учитывающий тип
отверстия, по табл. 65 [бар] принимаем КSd = 0.5;
КSм – коэффициент, учитывающий группу обрабатываемого
материала и группу подач, по табл. 65 [бар] принимаем КSм = 1,0;
Sо= 0,07×1,0×1,0×1,0×0,5 ×1,0= 0,035 мм/об.
Скорость резания определяем по формуле (6.9):
V = Vт×Kv, (6.9)
где Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 66
[бар] принимаем в зависимости от диаметра сверла и подачи: Vт = 46 м/мин,
KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания,
учитывающий фактические условия резания, определяем по формуле (6.10):
Kv = KVм×KVи×KVm×KVж×KVп×KVо ×KVφ, (6.10)
КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 67
[бар] принимаем КVм = 0,67;
КVи– коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, по
табл. 67 [бар] принимаем КVи = 0,91;
KVm– коэффициент, учитывающий фактическую стойкость инструмента,
по табл. 67 [бар] принимаем КVm = 1,0;
KVd– коэффициент, учитывающий обрабатываемого отверстия, по
табл. 67 [бар] принимаем KVd = 0,9;
KVl– коэффициент, учитывающий длину сверления, по табл. 67 [бар]
принимаем КVl = 1.0;
KVо–
коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0.
V1 = 46× 0,67×0,91×1,0 0,9×1,0×1,0= 25,24 м/мин;
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):
n1 = 1000×25,24/3,14×4= 2009,5 об/мин;
Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех
поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 2000 об/мин.
Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения
шпинделя по формуле (6.3.):
Vф = 3,14·4·2000/1000 = 25,12 м/мин.
Операция 010 Токарная
Установ А (наружное точение торцов 46 и 50, шеек 11 и 131)
1) глубина резания: tА1 = tА3 = 3 мм; tА2 = 1,95 мм; tА4 = 1,75 мм.
2) подача на оборот по формуле (6.7):
SОT1= SОT2= SОT3= SОT4=0,38 мм/об;
КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:
КSо = КSп×КSи×KSф×KSз×KSж×KSм, (6.11)
где КSп - коэффициент, учитывающий состояние
обрабатываемой поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1 = 0,8; КSп2-4 = 1,0;
КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;
KSф–
коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар]
принимаем КSф = 1,0;
KSз–
коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к.
термическая обработка происходит после 010 операции;
KSж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар]
принимаем КSж1-2=0,62; КSж3-4=0,45;
KSм–
коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар]
принимаем КSм = 1,07;
Sо1= 0,38×0,8×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,303 мм/об.
Sо2= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,378 мм/об.
Sо3,4= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,45×1,07 = 0,274 мм/об.
3) скорость резания определяем по формуле:
V = Vт×Kv, (6.12)
где Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 36
[бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,3 = 182 м/мин, Vт2,4 = 192 м/мин (установ Б);
KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания,
учитывающий фактические условия резания:
Kv = KVм×KVи×KVm×KVж×KVп×KVо ×KVφ, (6.13)
где КVм – коэффициент обрабатываемости
материала, по табл. 37 [бар] принимаем КVм = 0,67;
КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;
KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар]
принимаем КVm = 1,0;
KVж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар]
принимаем КVж1,2 =0,61; КVж3,4 =0,45
KVп–
коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35
[бар] принимаем КVп1 = 0,85; КVп2-4 = 1,0;
KVо–
коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;
KVφ– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37
[бар] принимаем KVφ=0,81.
V1 = 182× 0,67×1,0×1,0×0,61×0,85×1,0×0,81= 51,21 м/мин;
V2 = 192 0,67× 1,0×1,0×0,61×1,0×1,0×0,81 = 63,56 м/мин,
V3 = 182 0,67× 1,0×1,0×0,45×1,0×1,0×0,81 = 44,45 м/мин,
V4 = 192 0,67× 1,0×1,0×0,45×1,0×1,0×0,81 = 46,89 м/мин,
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):
n1 = 1000×51,21/3,14×92,2= 176,89 об/мин;
n2 = 1000×63,56 /3,14×92,2 = 219,54 об/мин;
n2 = 1000×44,45 /3,14×92,2 = 153,54 об/мин;
n2 = 1000×46,89 /3,14×92,2 = 161,96 об/мин.
Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех
поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 200 об/мин.
Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения
шпинделя по формуле (6.3):
Vф = 3,14·92,2·200/1000 = 57,9 м/мин;
Установ Б (наружное точение 4 и 6, торцов 3 и 5), переходы 1,2,3
1)
глубина резания:
tБ1 = 1,865 мм; tБ2 = 1,88 мм; tБ3 = 0,735 мм.
2) подача на оборот по формуле (6.7):
SОT1= SОT2= SОT3 =0,46 мм/об;
КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:
КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой
поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1-3 = 0,8;
КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;
KSф–
коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар]
принимаем КSф = 1,0;
KSз–
коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к.
термическая обработка происходит после 010 операции;
KSж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар]
принимаем КSж1-2=0,83; КSж3=0,62;
KSм–
коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар]
принимаем КSм = 1,07;
Sо1= 0,46×0,8×1,5×1,0××0,83×1,07 = 0,49 мм/об.
Sо2= 0,46×0,8×1,5×1,0××0,83×1,07 = 0,49 мм/об.
Sо3= 0,46×0,8×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,37 мм/об.
2)
скорость резания:
Vт – табличное значение скорости
резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,2 = 190 м/мин, Vт3 =202 м/мин.
КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37
[бар] принимаем КVм = 0,67;
КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;
KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар]
принимаем КVm = 1,0;
KVж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар]
принимаем КVж1,2 =0,82; КVж3=0,61
KVп–
коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35
[бар] принимаем КVп1-3 = 0,85;
KVо–
коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;
KVφ– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37
[бар] принимаем KVφ=0,81.
V1 = 190× 0,67×1,0×1,0×0,82×0,85×1,0×0,81= 71,87 м/мин;
V2 = 202 0,67× 1,0×1,0×0,82×0,85×1,0×0,81 = 76,41 м/мин,
V3 = 202 0,67× 1,0×1,0×0,61×0,85×1,0×0,81 = 56,84 м/мин,
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):
n1 = 1000×71,87/3,14×41,2= 555,54 об/мин;
n2 = 1000×76,41/3,14×41,2 = 590,64 об/мин;
n3 = 1000×56,84/3,14×41,2 = 439,37об/мин;
Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех
поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 550 об/мин.
Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения
шпинделя по формуле (6.3):
Vф = 3,14·41,2·550/1000 = 71,15 м/мин.
Операция 015 Токарная
Установ А (наружное точение торцов 46 и 50, шеек 11 и 131)
1) глубина резания: t1 = 0,5 мм; t2 = 0,6 мм.
2) подача на оборот по формуле (6.7):
SОT1= SОT2 =0,38 мм/об;
КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой
поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1,2 = 1,0;
КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;
KSф–
коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар]
принимаем КSф = 1,0;
KSз–
коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к.
термическая обработка происходит после 015 операции;
KSж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар]
принимаем КSж1=0,62; КSж2=0,45;
KSм–
коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар]
принимаем КSм = 1,07;
Sо1= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,378 мм/об.
Sо2= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,45×1,07 = 0,274 мм/об.
3) скорость резания определяем по формуле (6.12):
Vт – табличное значение скорости
резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,2 = 239 м/мин,
КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37
[бар] принимаем КVм = 0,67;
КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;
KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар]
принимаем КVm = 1,0;
KVж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар]
принимаем КVж1 =0,61; КVж2 =0,45
KVп–
коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35
[бар] принимаем КVп1,2= 1,0;
KVо–
коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;
KVφ– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37
[бар] принимаем KVφ=0,81.
V1 = 239× 0,67×1,0×1,0×0,61×1,0×1,0×0,81= 79,12 м/мин;
V2 = 239× 0,67×1,0×1,0×0,45×1,0×1,0×0,81= 58,36 м/мин;
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):
n1 = 1000×79,12/3,14×88,5= 273,29 об/мин;
n2 = 1000×58,36 /3,14×88,5 = 201,58 об/мин;
Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех
поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 315 об/мин.
Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения
шпинделя по формуле (6.3):
Vф = 3,14·88,5·315/1000 = 91,19 м/мин;
Установ Б (наружное точение 4 и 6, торцов 3 и 5), переходы 1,2,3
1)
глубина резания:
t1 = 0,76 мм; t2 = 0,725 мм; t3 = 0,55 мм.
2) подача на оборот по формуле (6.7):
SОT1= SОT2= SОT3 =0,46 мм/об;
КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой
поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1-3 = 1,0;
КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;
KSф–
коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар]
принимаем КSф = 1,0;
KSз–
коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к.
термическая обработка происходит после 015 операции;
KSж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар]
принимаем КSж1-2=0,83; КSж3=0,62;
KSм–
коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар]
принимаем КSм = 1,07;
Sо1= 0,46×1,0×1,5×1,0××0,83×1,07 = 0,61 мм/об.
Sо2= 0,46×1,0×1,5×1,0××0,83×1,07 = 0,61 мм/об.
Sо3= 0,46×1,0×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,46 мм/об.
2)
скорость резания:
Vт – табличное значение скорости
резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,2 = 202 м/мин, Vт3 =223 м/мин.
КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37
[бар] принимаем КVм = 0,67;
КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;
KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар]
принимаем КVm = 1,0;
KVж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар]
принимаем КVж1,2 =0,82; КVж3=0,61
KVп–
коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35
[бар] принимаем КVп1-3 = 1,0;
KVо–
коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;
KVφ– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37
[бар] принимаем KVφ=0,81.
V1 = 202× 0,67×1,0×1,0×0,82×1,0×1,0×0,81= 89,89 м/мин;
V2 = 202 0,67× 1,0×1,0×0,82×1,0×1,0×0,81 = 89,89 м/мин,
V3 = 223 0,67× 1,0×1,0×0,61×1,0×1,0×0,81 = 121,02 м/мин,
Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):
n1 = 1000×89,89/3,14×40,92= 699,59 об/мин;
n2 = 1000×89,89/3,14×40,92 = 699,59 об/мин;
n3 = 1000×121,02/3,14×40,92 = 941,87 об/мин;
Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех
поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 1000 об/мин.
Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения
шпинделя по формуле (6.3):
Vф = 3,14·40,92·1000/1000 = 128,48
м/мин.
Операция 020 Токарная с ЧПУ
Установ А (наружное точение торцов 46,12, 9 и 50, шеек 11,10 и 13)
1) глубина резания: t1 = 0,13 мм; t2 = 0,09 мм, t3 = 0,05 мм; t4 = 2,5 мм.
2) подача на оборот по формуле (6.7):
SОT1= SОT2 = SОT3= SОT4 =0,38 мм/об;
КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой
поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1,2 = 1,0;
КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по
табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;
KSф–
коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар]
принимаем КSф = 1,0;
KSз–
коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к.
термическая обработка происходит после 020 операции;
KSж–
коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар]
принимаем КSж1=0,45; КSж2-4=0,62;
KSм–
коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар]
принимаем КSм = 1,07;
Sо1= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,45×1,07 = 0,274 мм/об.
Sо2= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,378 мм/об.
Sо3= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,378 мм/об.
Sо4= 0,38×1,0×1,5×1,0××0,62×1,07 = 0,378 мм/об.
3) скорость резания определяем по формуле (6.12):
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16
|