Проектирование технологических операций

Структуру операций задаем по следующему принципу:

  • 1) Количество одновременно обрабатываемых заготовок на станке (одноместные, многоместные);
  • 2) Количество работающих инструментов в наладке (одноинструментная, многоинструментная);
  • 3) Порядок выполнения переходов (последовательный, параллельный, параллельно-последовательный);

Структура операций представлена в таблице1. Основные параметры предлагаемого станка приведены в таблице 2. [15]

Одноместная, одно-инструментная, последовательная:

  • 1. Черновое и чистовое фрезерование торцовой поверхности.
  • 2. Черновое, получистовое и чистовое растачивание отверстия.
  • 3. Точить фаску. 4. Черновое фрезерование 4-х бобышек.
  • 5. Зацентровать и сверлить со снятием фаски два отверстия в
  • 1 противоположных бобышках. 6. Нарезать резьбу в 2-х отверстиях. 7. Однократное фрезерование фланца патрубка. 8. Фрезеровать ступень на фланце. 9. Зацентровать и сверлить 4-е отверстия во фланце. 10. Зацентровать и сверлить 4-е отверстия для нарезания резьбы. 11. Зенковать 4-е фаски в

отверстиях под резьбу. 12.

Нарезать крепежную резьбу в 4-х

отверстиях.

Одноместная, одно-инструментная, последовательная:

1. Фрезеровать

боковой

прилив на патрубке.

2.

Черновое

OKUMA MULTUS 200

фрезерование торца. 3.

Черновое и чистовое фрезерование

торцовой поверхности. 4. Черновое, получистовое и чистовое

точение

цилиндрической

поверхности уступа.

5.

Точить

фаску.

6. Черновое и чистовое растачивание отверстия и

точение торца. 7.

Фрезеровать 4-е паза. 8. Зацентровать и

  • 2 сверлить одно отверстие в пазу. 9. Зенковать фаску. 10. Нарезать трубную резьбу. 11. Зацентровать и сверлить два отверстия. 12. Зенковать фаски в двух отверстиях. 13. Нарезать резьбу в двух отверстиях. 14. Зацентровать и сверлить 4-е отверстия для нарезания резьбы. 15. Зенковать фаски в 4-х отверстиях. 16. Нарезать крепежную резьбу в 4-х отверстиях. 17. Зацентровать и сверлить отверстие в патрубке.
  • 18. Зенковать фаску в отверстии. 19. Нарезать трубную резьбу в отверстии.

Расчет режимов резания

Операция 005 «Токарная сверлильно-фрезерно-расточная», выполняется на многофункциональном станке мод. 800VHT, с поворотным шпинделем, с ЧПУ и с АСИ. Материал заготовки - коррозионно-стойкая нержавеющая сталь 10Х18Н9ТЛ ТУ 108.17 - 1039 - 79, твердость НВ 160.

1. Черновое и чистовое точение торцовой поверхности Размеры обрабатываемой поверхности: Ш 280 / Ш 200 мм Определим элементы режимов резания:

Черновое точение осуществляем за один проход.

Чистовое точение так же за один проход.

Глубина резания: черновая обработка - t = 1,9 мм; чистовая - t = 0,5 мм Инструмент выбираем исходя из ширины точение 40 мм. Типоразмер инструмента, марку ИРМ и геометрические параметры режущей части фрезы окончательно назначаем по таб. 104 [47, с.272], для черновой и чистовой обработки: резец с механическим креплением пятигранных твердосплавных пластин (по ГОСТ22087-76): D = 63 мм; число зубьев - z = 5: главный угол в плане - ц = 67°; вспомогательный - ц1 = 5°. Материал пластин [42, с.265]: для черновой и чистовой обработки - ВК10-ОМ.

Подачу определим по формуле:

sZ = s • К • К • К • К • К • К • К

Определяем составные элементы:

  • ? для черновой обработки - sZ1т = 0,14 мм/зуб, карта 57 [42, с.180];
  • ? для чистовой обработки - sZ2т = 0,12 мм/зуб, карта 58 [42, с.181].

Назначим поправочные коэффициенты, карта 60 [42]:

  • ? при твердости НВ = 170 - К = 1,2;
  • ? материал пластины ВК10-ОМ - К = 0,8;
  • ? отношение фактической ширины к нормативной К = 1,1;
  • ? главный угол в плане ц = 67° - К = 1,0;
  • ? способ крепления пластины механический - К = 1,0
  • ? критерий износа - КSh3 = 1,0
  • ? группа обрабатываемого материала - К = 1,0, карта 66

Подача для черновой обработки (3.5):

sZ1 = 0,14 • 1,2 • 0,8 • 1,1 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 0,15 мм/зуб.

Подача для чистовой обработки (13):

sZ2 = 0,12 • 1,2 • 0,8 • 1,1 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 0,13 мм/зуб.

Нормативный период стойкости резеца [42, с.283]: Тн = 60 мин. Скорость и мощность резания определяем с учетом коэффициентов:

v= vт • К • Кvп • К • К • К • К • К • К • К

N = Nт • К • КNп • К • К

Определяем составные элементы, карта 65 [42, с.189]:

  • ? для черновой обработки vт = 289 м/мин; Nт = 11,3 кВт,
  • ? для чистовой обработки - vт = 313 м/мин.

Назначим поправочные коэффициенты:

  • ? при твердости НВ = 170 - К = 1,20; К = 0,85;
  • ? поверхность без корки - Кvп = КNп = 1,0;
  • ? материал пластины ВК10-ОМ - К = 1,1;
  • ? способ крепления пластины - К = 1,0;
  • ? главный угол в плане ц = 67° - К = К = 1,0;
  • ? отношение ширины точение - К = К = 1,0;
  • ? период стойкости - К = 1,0;
  • ? наличие охлаждения - К =1,0;
  • ? группа обрабатываемости - К = 1,0, карта 66 [42, с.195].

Скорость и мощность резания для черновой обработки (14):

v1 = 289 • 1,2 • 1,0 • 1,1 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 380 м/мин. N1 = 11,3 • 0,85 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 9,6 кВт, N1<Nэ

Скорость резания для чистовой обработки (14):

v2 = 313 • 1,2 • 1,0 • 1,1 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 413 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

  • ? черновая - n1 = (1000 ? 380) / (р ? 63) = 1920 мин -1;
  • ? чистовая - n2 = (1000 ? 413) / (р ? 63) = 2090 мин -1;

Расчетные значения минутной подачи:

  • ? черновая - sм1 = sZ1 • z • n1 = 0,15 • 5 • 1920 = 1440 мм/мин;
  • ? чистовая - sм2 = sZ2 • z • n2 = 0,13 • 5 • 2090 = 1360 мм/мин;

Так как данный станок имеет бесступенчатое регулирование, принимаем расчетные значения: скорости резания и оборотов шпинделя.

Минутную подачу проверим по частоте вращения стола (см. табл.13), исходя из и диаметра окружности 240 мм, по которой движется резца:

n = sм / (D ? р) = 1440 / (р ? 240) = 2 мин -1

Следовательно, принимаем расчетные значения минутной подачи, которые обеспечиваются техническими параметрами станка.

2. Черновое, получистовое и чистовое растачивание отверстия - Ш24(+0,072)

Режущий инструмент - Блок расточной однорезцовый (обозначение 2192-4007), установленный на расточной оправке Ш38мм, L = 155мм (6300-4011-05) с коническим хвостовиком по ГОСТ 25827-93, тип 3. Для чистового растачивания - блок расточной с микрометрической вставкой (обозначение 2192-4020).

Материал пластин [42, с.263]: для черновой и получистовой обработки - ВК8, форма - квадратная; чистовой обработки - ВК6-ОМ, форма - трехгранная [42, с.266], крепление - L-образным рычагом.

Для черновой и получистовой обработки: главный угол в плане - ц = 75°; вспомогательный - ц1 = 15°; задний угол б = 6°; передний угол г = 10°; ширина фаски режущей кромки - f = 0,6 мм; ширина скругления режущей кромки - с = 0,05 мм; радиус вершины резца - rв = 1,2 мм.

Для чистовой обработки: ц = 90°; ц1 = 30°; б = 8°; г = 15°; f = 0,4 мм; с = 0,04 мм; rв = 1,6 мм.

Назначим поправочные коэффициенты, карта 11 [42, с.52-55]: материал пластины ВК8 - К = 1,1; состояние поверхности КSп = 1,0; при твердости НВ = 170 - К = 1,15; диаметр детали КSD = 1,0; главный угол в плане ц = 45° - К = 1,4; вылет резца - КSl = 1,0

Подача для черновой обработки (16):

sО1 = 0,65 • 1,1 • 1,0 • 1,15 • 1,0 • 1,4 • 1,0 = 1,15 мм/об.

Подача для чистовой обработки (16):

sО2 = 0,53 • 1,1 • 1,0 • 1,15 • 1,0 • 1,4 • 1,0 = 0,94 мм/об.

Таблица 3

Параметры режимов резания для расточки отверстия

Стадия обработки

Параметры режима резания

чернова

получист

чистова

я

овая

я

Глубина резания t, мм.

1,5

0,5

0,25

Табличная подача sОт, мм/об. карта 9, 12 /24, с.50, 56/

0,65

0,53

0,28

Принятая подача sО, мм/об.

1,15

0,94

0,16

Табличная скорость резания vт, м/мин.

карта 21, /24, с.75/

93

101

395

Скорректированная скорость резания v, м/мин

84

91

241

Фактическая частота вращения шпинделя nф, мин -1

134

145

374

Фактическая скорость резания vф, м/мин

84

91

235

Табличная мощность резания Nт, кВт.

карта 21, /24, с.75/

9,1

8,0

-

Фактическая мощность резания N, кВт

6,6

5,8

-

Скорость подачи vS, мм/мин

154

136

60

Подача определяется по формуле:

sО = sОт • К • КSп • К • КSD • К • КSl

Назначим поправочные коэффициенты, карта 11 [42, с.52-55]: материал пластины ВК8 - К = 1,1; состояние поверхности КSп = 1,0; при твердости НВ = 170 - К = 1,15; диаметр детали КSD = 1,0; главный угол в плане ц = 45°

- К = 1,4; вылет резца - КSl = 1,0

Подача для черновой обработки (16):

sО1 = 0,65 • 1,1 • 1,0 • 1,15 • 1,0 • 1,4 • 1,0 = 1,15 мм/об.

Подача для чистовой обработки (16):

sО2 = 0,53 • 1,1 • 1,0 • 1,15 • 1,0 • 1,4 • 1,0 = 0,94 мм/об.

Принятое значение подачи для черновой обработки проверим по осевой Рх и радиальной Ру составляющим силы резания, допустимым прочностью механизма подач. Табличные значения [42, с.98]: РХт = 1020 Н; РУт = 430 Н.

Поправочные коэффициенты, карта 33 [42, с.99-100]:

  • ? мех. свойства обрабатываемого материала - КРМх = КРМу = 0,9;
  • ? главный угол в плане ц = 45° - КРцх = 0,70; КРцу = 2,0;
  • ? переднего угла - КРгх = КРгу = 0,9;
  • ? Угла наклона реж. кромки - КРлх = КРлх = 1,0

Определим значения составляющих сил резания:

Рх = РХт • КРМх • КРцх • КРгх • КРлх = 1020 • 0,9 • 0,7 •0,9 • 1,0 = 580 Н

Ру = РУт • КРМу • КРцу • КРгу • КРлу = 430 • 0,9 • 2,0 • 0,9 • 1,0 = 670 Н.

Рассчитанные значения составляющих силы резания, меньше допустимых механизмом подач станка, следовательно, принимаем расчетную подачу для черновой обработки. Табличные и принятые значения подач, заносим в таблицу3. [17]

Назначим поправочные коэффициенты для чистовой подачи, карта 14 [42, с.58-59]:

К = 1,15; КSl = 1,0; КSr = 1,39; К = 1,0; КSD = 1,0.

Подача для чистовой обработки (16):

sО3 = 0,28 • 1,15 • 1,0 • 1,39 • 1,0 • 1,0 = 0,45 мм/об.

Проверка выбранной подачи по обеспечению шероховатости:

при rв = 1,6 мм - sОт3 = 0,19 мм/об, карта 25 [42, с.87].

С учетом поправочных коэффициентов, карта 26 [24, с.88]: К = 0,85; К = 1,0; К = 1,0; К = 1,0. Подача для обеспечения заданной шероховатости составит (16):

sО3 = 0,19 • 0,85 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 0,16 мм/об.

Окончательно принимаем меньшее значение подачи для чистовой обработки.

Выбор скорости резания

Назначим поправочные коэффициенты для черновой, получистовой и чистовой обработки, карта 21 и 23 [42, с.82-84]: К = 0,75; КVc = 0,5; КVo =

1,0; КVj = 1,1; К = 1,30; КVц1,2 = 1,4, КVц3 = 0,95; К = 1,20; К = 1,0.

Значение скорости резания определяется по формуле:

v = vт • К • КVc • КVo • КVj • К • К • К

Скорость резания для черновой обработки (17):

v = 93 • 0,75 • 0,5 • 1,0 • 1,1 • 1,3 • 1,4 • 1,2 • 1,0 = 84 м/мин;

Скорость резания для получистовой обработки (17):

v = 101 • 0,75 • 0,5 • 1,0 • 1,1 • 1,3 • 1,4 • 1,2 • 1,0 = 91 м/мин;

Скорость резания для чистовой обработки (17):

v = 395 • 0,75 • 0,5 • 1,0 • 1,1 • 1,3 • 0,95 • 1,2 • 1,0 = 241 м/мин;

Частота вращения стола определяется по формуле:

n = (1000 • v) / (р ? D)

Исходя из того что все приводы станка имеют бесступенчатое регулирование, то все расчетные значения принимаем как фактические, следовательно фактическая скорость резания будет иметь такие же значения, что и расчетная. Определяем частоту вращения шпинделя и вносим в таблицу 20, внеся корректировку по частоте вращения для чистовой обработки. [22]

Проверка выбранных режимов по мощности привода.

Для черновой и получистовой обработки - мощность резания по карте 21 [42, с.75], корректируем коэффициентом К = 0,8 [42, с.85] и определяем по выражению: N = Nт • К • ( vф / vт ) .

Для черновой обработки: N = 9,1 • 0,8 • (84/93) = 6,6 кВт.

Для получистовой обработки: N = 8,0 • 0,8 • (91/101) = 5,8 кВт.

Режимы резания обеспечиваются мощностью станка. Значения мощности необходимой для резания приведены в таблице 4

Значения режимов резания для остальных переходов операции 005, в последовательности приведенной в таблице 13 /см. с.59/, приведены в таблице 4. [25]

Таблица 4

Параметры режимов резания для технологических переходов операции 005

Технологические переходы

Параметры режима

t,

sОт,

sО,

vт,

vф,

nф,

Nт,

N,

vS,

резания

мм.

мм/об.

мм/об.

м/мин

м/мин

мин -1

кВт.

кВт

мм/мин

1

точить фаску *

1,5

0,22

0,31

167

150

240

-

-

74

2

сверлить сквозные

8,0

0,39

0,38

19,4

21

420

1,64

1,66

160

отверстия

3

резать резьбу

1,0

-

1,814

12,0

12,0

212

0,78

0,78

384,6

4

сверлить сквозные

7,5

0,39

0,38

19,4

21

445

1,64

1,66

169

отверстия.

5

сверлить глухие

6,9

0,39

0,38

19,4

21

480

1,64

1,66

182

отверстия.

6

зенковка

1,5

0,27

0,28

10,0

11

160

6,41

6,47

45

7

резать резьбу

1,1

-

2,0

12,0

12,0

238

0,78

0,78

476

3. Переход 3. Точить фаску 5Ч45°.

Диаметр сечения резца - 40 мм, вылет резца - 100 мм.

Материал пластины - ВК8, форма пластины - квадратная.

? = 45°; ц1 = 45°; б = 6°; г = 10°; f = 0,6 мм; с = 0,05 мм; rв = 1,2 мм.

Табличная подача для фаски по карте 27 [42, с.89].

Формула: sО = sОт • К • КSп • К • КSD • К • КSl

Поправочные коэффициенты, карта 29 [42, с.91-92]

К = 1,15; К = 1,0; К = 1,1; К = 1,0; КSd = 1,1; К = 1,0

Подача для точения фаски :

sОф = 0,22 • 1,15 • 1,0 • 1,1 • 1,0 • 1,1 • 1,0 = 0,31 мм/об (3.12)

Выбор скорости резания. Поправочные коэффициенты, карта 21 и 23

[42, с.82-84]: КVи = 0,75; КVc = 0,5; КVo = 1,0; КVj = 1,1; КVм = 1,30; КVц = 1,4;

КVт = 1,20; КVж = 1,0.

Значение скорости резания определяется по формуле:

v = vт • КVи

КVc • КVo • КVj • КVм

v = 167 • 0,75 • 0,5 • 1,0 • 1,1 • 1,3 • 1,4 • 1,2 • 1,0 = 150 м/мин;

Расчетные значения сводим в таблицу 4.

4. Сверление отверстий. Расчет ведем для всех переходов, так как размер режущего инструмента близок по значениям.

Режущий инструмент - Сверла спиральные из быстрорежущей стали с коническим хвостовиком для станков с ЧПУ (ОСТ 2 И20-2-80) - Ш16, Ш15 и Ш13,8 мм. Форма заточки - нормальная. Материал - Р6М5 [47, с.183-185].

Табличные подача, скорость резания, мощности и осевой силы резания принимаем по картам. 46 [42, с.128]: Рт = 6124 Н.

Подачу корректируем по формуле: sО = sОт • К где коэффициент К = 0,99, по карте 53 [42, с.142/.

Скорость корректируем с учетом поправочных коэффициентов, карта 53 [42, с.142-150] (приведены в пункте 5) (24):

v = 19,4 • 0,99 • 1,0 • 1,0 • 1,1 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 21 м/мин;

Проводим корректировку мощности и осевой силы: Р = 6124 / 0,99 = 6186 Н.

Значения сводим в таблицу 4.

  • 5. Переход 6 и 12. Нарезание резьбы. Режущий инструмент [42, с. 310]:
    • ? Комплект из чернового и чистового метчиков машинных для нарезания трубной резьбы 1/2 дюйма (ГОСТ 3266-81). р = 1,814 мм.
    • ? Комплект из чернового и чистового метчиков машинных для нарезания метрической резьбы М16-7Н (ГОСТ 3266-81). р = 2,0 мм.

Табличные скорость vт, мощность Nт, осевую силу Рт, крутящий момент Мкр.т и момент разрушения Мр.т, принимаем по карте 50 [42, с.135]:

для дюймовой резьбы и для метрической принимаем одинаковые значения: vт

= 12,0 м/мин; Рт = 55 Н; Nт = 0,78кВт; Мкр.т = 2,8 Н•м; Мр.т = 20,4 Н•м.

Скорость корректируем по формуле:

v = vт • К • К = 12,0 • 0,99 • 1,0 = 12,0 м/мин.

Поправочные коэффициенты, карта 53 /24, с.142-150/:

К = К = КРм = КМм = 0,99; К = 1,0.

6. Переход 11. Зенковка отверстий.

Режущий инструмент - Зенковка (ОСТ 2 И20-5-80) - Ш22мм. Материал - Р6М5 /25, с.183-185/.

Табличные значения: подача sОт, скорость vт, мощность Nт, осевую силу Рт, принимаем по карте 51 [42, с.138] и вносим в таблицу 20. Рт = 869 Н;

Подачу корректируем по формуле: sО = sОт • К где коэффициент К = 0,99, по карте 53 [42, с.142]

Скорость корректируем с учетом поправочных коэффициентов, карта 53 [42, с.142-150] (приведены в пункте 5) (14):

v = 10,0 • 0,99 • 1,0 • 1,0 • 1,1 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 11 м/мин;

Поправочные коэффициенты, карта 53 [42, с.142-150]:

К = К = КРм = КМм = 0,99.

Сборка гидропескоструйного перфоратора

Сборка перфоратора начинается с корпуса, в корпус закручивают 12 насадок, в которые предварительно вентили твердосплавную вставку.

После этого, корпус соединяют с электродвигателем с помощью замковой резьбе и далее вкручивают в НКТ.

Схема сборки ГПП перфоратора

Рисунок 16 Схема сборки ГПП перфоратора

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   Загрузить   След >