Разработка технологического процесса изготовления детали «Вал»

D = (1,25...1,5) • В = 1,4 • 10 = 14 мм

Выбор фрезы уточняем по таблицам  - ГОСТ 20536-75, диаметр D = 10 мм, число зубьев z = 2, пятигранные пластинки, условное обозначение.

Материал режущей части фрезы выбираем по таблице 5 для чернового фрезерования углеродистой и легированной незакалённой стали - Т5К10, для чистового фрезерования - Т15К6.

Геометрические параметры фрезы выбираем по таблицам 6 и 7 для фрез с пластинами из твёрдого сплава (табл. 6) при обработке стали конструкционной углеродистой с σв ≤ 800 МПа и подачей для чернового фрезерования > 0,25 мм/зуб: g = -50; a = 80; j = 450; jо = 22,50; j1 = 50; l = 140; для чистового фрезерования с подачей < 0,25 мм/зуб: g = -50; a = 150; j = 600; jо = 300; j1 = 50; l = 140.

Черновое фрезерование производим по схеме - несимметричное встречное чистовое - несимметричное попутное

Предварительно принимаем проведение работ на вертикально - фрезерном станке 6Р13Ф3, паспортные данные.

Назначение глубины резания.

При назначении глубины резания в первую очередь из общего припуска выделяется та его часть, которая остаётся для проведения чистовой обработки - t2 = 1 мм. Чистовое фрезерование проводится за 1 рабочий ход i2 = 1. Отсюда припуск h1 при черновом фрезеровании составит :

h1 = 6 - 1 = 5 мм.

Для снятия этого припуска достаточно одного рабочего хода, поэтому принимаем число рабочих ходов при черновом фрезеровании i1 = 1. Тогда глубина резания t1при черновом фрезеровании составит

t1 = h1 / i1 = 5 / 1 = 5 мм.

Назначение подачи.

Подачу при черновом фрезеровании выбираем из таблиц 8 и 9. Для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава (табл. 8) с мощностью станка > 10 кВт при несимметричном встречном фрезеровании для пластинки Т5К10 подача на зуб находится в пределах Sz1 = 0,32…0,40 мм/зуб. Принимаем меньшую величину для гарантированного обеспечения условия по мощности на шпинделе Sz1 = 0,32 мм/зуб, подача на оборот составит . Sо1 = Sz1 • z =0,32 • 2 = 0,64 мм/об.

Подачу при чистовом фрезеровании выбираем по таблице 10. Для торцовых фрез с пластинами из твёрдого сплава (часть Б) с материалом, имеющим σв ≥ 700 МПа с шероховатостью обработанной поверхности Ra = 0,8 мкм с углом j1 = 50 подача на оборот фрезы находится в пределах Sо2 = 0,30…0,20 мм/об. Принимаем большую величину для повышения производительности процесса Sо2 = 0,30 мм/об. При этом подача не зуб составит

Sz2 = Sо2 / z = 0,30 / 2 = 0,15 мм/зуб

Скорость резания определяем по формуле:

 
Значения коэффициента Cv и показателей степени определяем по таблице 11. Для чернового и чистового фрезерования конструкционной углеродистой стали с σв ≥ 750 МПа с применением твёрдосплавных пластин:

Cv = 332, q = 0,2; m = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0.

Принимаем Т = 180 мин,

Общий поправочный коэффициент

Kv = Kmv • Kпv • Kиv • Kjv

Кmv находим по таблице 12 для обработки стали. Расчётная формулаКmv = Кг • (750/sв)nv. По таблице 13 находим для обработки стали углеродистой с σв > 550 МПа для материала инструмента из твёрдого сплава Кг = 1, nv = 1. Тогда Кmv1,2 = 1 • (750/765)1,0 = 0,980.

Kjv находим по таблице 2.2.4. - 2 для чернового фрезерования при j = 45о Kjv1 = 1,1; для чистового фрезерования при j = 60о Kjv2 = 1,0.

Kпv находим по таблице 14 для обработки при черновом фрезеровании - поковки Kпv1 = 0,9, при чистовом фрезеровании - без корки Kпv2 = 1.

Kиv находим  по таблице 15 для обработки стали  конструкционной фрезой с пластинками  из твёрдого сплава Т5К10 при  черновом фрезеровании Kиv1 = 0,65, с пластинками из твёрдого сплава Т15К6 при чистовом фрезеровании Kиv2 = 1.

Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен

Kv1 = 0,980 • 1,1 • 0,9 • 0,65 = 0,630.

Общий поправочный коэффициент для чернового фрезерования равен

Kv2 = 0,980 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 0,980.

Скорость резания при черновом фрезеровании равна

 
Скорость резания при чистовом фрезеровании равна

 
Расчетное число оборотов фрезы определяем для чернового и чистового фрезерования по выражению

 

Уточнение режимов резания

По паспорту станка 6Р13Ф3 уточняем возможную настройку числа оборотов фрезы и находим фактические значения для черновой обработки nф1 = 75 мин-1, для чистовой обработки nф2 = 150 мин-1, т.е. выбираем ближайшие наименьшие значения от расчётных. В результате этого изменится и фактическая скорость резания, которая составит при черновой обработке

vф1 = πDn/1000 = 3,14 • 10 • 75/1000 = 2,355 м/мин ,

а при чистовой обработке

vф2 = πDn/1000 = 3,14 • 10 • 150/1000 = 4,71 м/мин .

Для уточнения величин подач необходимо рассчитать скорость движения подачи vS по величине подачи на зуб и на оборот

vS = So • n = Sz • z • n;

vS1 = 0,32 • 12 • 75 = 48 мм/мин ;       vS2 = 0,3 • 150 = 45 мм/мин.

По паспорту станка находим возможную настройку на скорость движения подачи, выбирая ближайшие наименьшие значения, vS1 = 800 мм/мин, поскольку эта величина только на 4,17% выше расчётной и vS2 = 315 мм/мин. Исходя из принятых величин уточняем значения подач на зуб и на оборот

Soф1 = 47,5 / 200 = 0,63 мм/об;                        Szф1 = 0,63 / 2 = 0,315 мм/зуб;

Soф2 = 37,5 / 1050 = 0,25 мм/об;                   Szф2 = 0,63 / 2 = 0,125 мм/зуб;

Главная составляющая силы резания определяется по формуле

Ср = 825; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2.

Kр = Kmр • Kvр • Kgр • Kjр .

Кmр = ( sв/750 )np

Кmр = ( 750/765 )0,3 = 1,05

Kvр1 = 1  Kvр2 = 0,71

Kjр1 = 1,0.  Kjр2 = 1,0.

Кр1 = 1,05 • 1 • 1,20 • 1,0 = 1,335;        

Главная составляющая силы резания при черновом фрезеровании составит

Крутящий момент определится как

 
Мощность резания при черновом фрезеровании определится как

 

Кр2 = 1,05 • 0,80 • 1,20 • 1,0 = 1,008

Главная составляющая силы резания при чистовом фрезеровании составит

Крутящий момент определится как;

 

Мощность резания при черновом фрезеровании определится как;

 

 

 

Выбранный станок обеспечивает процесс обработки заданной детали.

Загрузка станка составляет

Nдв=

10/2,817=3,55(кВт)

Загрузка станка  составляет 3,55(кВт)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. РАСЧЕТ СИЛЫ ЗАЖИМА

 

9.1 Расчет силы зажима.

Сила зажима в пневмоцлиндре рассчитывается по форму

Pз=

Где

Pz-сила  резания при фрезерование.

R- ширина паза

d- диаметр заготовки

f - коэффициент трения между заготовкой и зажимом

Коэффициент k может быть представлен как произведение первичных коэффициентов

К = К0*К1*К2*K3*K4*К5*К6

ko — гарантированный  коэффициент запаса — рекомендуется  принимать для всех случаев равным 1,5;

k1 - коэффициент, учитывающий наличие случайных  неровностей на поверхности заготовки, вызывающих увеличение сил резания. При черновой обработке k1=1,2; при  чистовой и отделочной обработке k1=1.

k2 — коэффициент, учитывающий увеличение сил резания  при затуплении инструмента. Его  значения выбираются по таблице 1.

k3 — коэффициент, учитывающий увеличение сил резания  при прерывистом резании. При  точении с ударами и торцовом  фрезеровании он достигает значения 1,2. При обработке без ударов k3=1,0.

k4 — коэффициент, учитывающий постоянство развиваемых  сил зажима. Для ручных зажимных  устройств k4=1,3; для механических  устройств прямого действия (пневматических, гидравлических и т.п.) k4=1,0. Если  величина допуска на размер  заготовки влияет на силу закрепления, что имеет место при использовании  пневмокамер, мембранных патронов и т.п., k4=1,2.

k5 — коэффициент, учитывающий удобство расположения  рукояток в ручных зажимных  устройствах. При удобном расположении  и малом диапазоне угла её  поворота k5=1,0, при большом диапазоне (более 90°) k5=1,2.

k6 — коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся  повернуть заготовку. Если заготовка  установлена базовой плоскостью  на опоры с ограниченной поверхностью  контакта, k6=1,0. Если на планки  или другие элементы с большой  поверхностью контакта, k6=1,5.

К=1,5*1,0*1,0*1,2*1,0*1,0,1,5=2,7

 

Pz =

Расчетный  диаметр пневмоцлиндра  ориентировочно  определяется по формуле:

Где  Q – сила зажима пневоцлиндра

=38,33

Принимаем  ближайшее большое значение диаметра по ГОСТу пересчитывается  действительное значение усилия зажима на штоке и действительное значение силы  зажима заготовки  в приспособлении  стандартные  значение диаметра

Принимаем D=40

Время определяется по формуле:

Тс=

где dв – диаметр штуцера (dв=8….10мм); vв - скорость перемещения сжатого воздуха(vв=1500….2500см\с);

 

Тс=

 

 

10. СХЕМА БАЗИРОВАНИЕ 

 

 

10.1 Схема базирования 

Рисунок 13.  Схема базирования

Данная схема базирования разработана для фрезерования шпоночного паза, обеспечивается станочным приспособлением – пневматические машинные тиски. Правило шести точек обеспечивается: база 1и 2 ограничивает перемещение детали влево, база 3 и 4 ограничивает перемещение в право , база 5 ограничивает перемещение в низ, движение вверх ограничивает режущий инструмент- фреза.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Балабанов А.Н. Краткий справочник  технолога-машиностроителя. – М.: Издательство  стандартов, 1992-464с.

2. Горбацевич А. Ф. Курсовое проектирование  по технологии машиностроения. Минск, «Высшая школа», 1975г.

3. Горошкин А.К. Приспособление  для металлорежущих станков 7-е  изд. Москва «Машиностроение», 1979г.

4. Дьячков В.Б Специальные металлорежущие  станки общемашиностроительного  применения. Справочник. М.: Машиностроение. 1983.- 288 с., ил.

5. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т. 1 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1985г.

6. Косилова А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т. 2 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986г.

7. Курсовое проектирование по  технологии машиностроения. Под  общей редакцией канд. техн. наук, доц. А.Ф Горбацевича. Издание 3-е, дополн. и переработанное. Минск, «Высшая  школа», 1975г.

8. Марочник стали и сплавов/В.А  Сорокин, А.В Волосникова, С.А. Вяткин, и др,: Под общей ред. В.Г. Сорокина.- М.: Машиностроение 1989г.

9. Нефедов Н.А. Дипломное проектирование  в машиностроительных техникумах. М: «Высшая школа», 1986г.

10 Обработка металлов резанием. Справочник технолога. О -23. Изд. 3-е, подред. Г.А. Молахова, М., Машиностроение, 1974г.

11. Общемашиностроительные нормативы  режимов резания: 0-2в. Справочник: в 2-х. т.: Т 1/ А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А  Батуев и др. – М.: Машиностроение, 1991-640с.: ил.