Технологический процесс детали вал-шестерня

6. Радиус вершины лезвия  r = 0,5, так как резец с пластиной из твердого сплава, с корпусом сечением 25×25 мм [4, стр. 190].

 

Расчет элементов режима резания.

Определяем длину рабочего хода суппорта:

1) продольное движение  суппорта:

L_р.х = l + l₁ + l₂ мм    [1, стр. 263]

 

где l₁ – величина врезания, [5, стр. 620];

      l₂ – величина перебега,

а) для l = 28 мм: l₁ = 2 мм, l₂ = 0 мм, так как осуществляем обтачивание до торца.

б) для l = 60 мм: l₁ = 2 мм, l₂ = 2

L_{р.х(прод)} = 30+62 = 92 мм.

2) поперечное движение суппорта:

L_р.х = l₁ + l₂

l₁=

,мм – снятие фаски;

l₂= ,мм;

L_{р.х(поп)} = 1,41 + 4,75=6,16, мм;

L_р.х= L_{р.х(прод)} + L_{р.х(поп)}=92+6,16=98,16,мм.

 

Глубина резания равна припуску на сторону t = 0,3 мм.

Назначаем подачу. Для обработки  заготовки с глубиной резания  до 0,8 мм из конструкционной стали, при  D_с от 320 до 630 (наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной для токарных станков) рекомендуется подача s_0н = 0,3 мм/об [11, стр. 128].

Станок 16К20Ф3: бесступенчатое регулирование подач, следовательно принимаем s_пр = 0,3 по паспортным данным станка [1, стр. 229].

Назначаем период стойкости резца  T = 60 мин [4,стр. 415], допустимый износ резца из твердого сплава по задней поверхности для чистовой обработки h_з = 0,4…0,6 мм [8, стр. 370].

Определяем скорость главного движения резания, допускаемую резцом. Для  σ_в = 610 МПа, t до 1,4 мм, s₀ до 0,38 и φ =93° при наружном продольном точении рекомендуется V_табл = 186 м/мин [8, стр.47]. Для заданных условий обработки поправочные коэффициенты не учитываем так как они равны единице, следовательно V_и= V_табл = 186 м/мин.

 

 

Станок 16К20Ф3: n_max = 1600 об/мин; n_min = 35 об/мин; m = 12; n = 735 об/мин.

 

    [1, стр. 97]

 

В графе таблицы соответствующей  φ = 1,41, находим ближайшее меньшее  значение φ^х = 16 [7, стр. 7].

Тогда

 

n_пр = 35 × 16 = 560 об/мин.

 

 

N_рез = 2,4 квт, так как t до 2 мм, s = 0,3 и V до 150 м/мин [8, стр. 48].

Мощность электродвигателя N_дв = 10 квт.

Мощность на шпинделе по приводу (для  n = 280 об/ мин) N_ст = 7 – 8,5 квт, так как ориентировочно принимаем η_ст = 0,7 – 0,85 для станков с вращательным главным движением [7, стр. 8].

N_рез = 2,4 квт < N_ст = 7 – 8,5 квт.

 

Следовательно установленный режим  резания по мощности осуществим.

 

Расчет основного времени.

L_р.х = 98,16 мм;

n_пр = 560 об/мин; 

s_{0 н} = 0,3 мм/об.

 

8.2.4. Токарно-чистовая обработка второй переход

 

Рисунок 14- Схема обработки

 

Токарную обработку осуществляем на токарно-винторезном станке 16К20Ф3.

Инструмент: контурный левый  резец с углом φ = 93˚ (ТУ 2-035-892-82) с размером В×Н×L 25×25×150 мм. Материал режущей части резцов твердый сплав (ГОСТ 24256-80) [4, стр 166].

Определяем длину рабочего хода суппорта:

 

L_{р.х(прод)} = 84,1+50 = 134,1 мм.

L_{р.х(поп)} =

, мм;

L_р.х = 134,1+4,75 = 138,85 мм;

 

L_р.х = 138,85 мм;

n_пр = 784 об/мин;       

s_{0 н} = 0,3 мм/об.

 

8.3 Расчет режимов резания при зубофрезеровании

В данном случае осуществляется фрезерование зубьев зубчатого колеса фрезой из быстрорежущей стали (ГОСТ 9324-80Е).

Рисунок 15- Схема обработки

Диаметр фрезы D=80 мм; диаметр посадочного отверстия d_m0 = 27 мм, число зубьев z = 12;ширина фрезы В =10 мм [2, стр. 528].

 

Геометрические элементы.

1. Передний угол γ = 0 [2, стр. 527].

2. Главный задний угол α = 20˚, так как m = 3 [2, стр. 539].

Определяем величину рабочих ходов  перемещения инструмента L_р.х.:

 

L_р.х. = l + l₁ , мм

 

Величина перебег l₁ = 1…5 мм, принимаем l₁ = 3 мм.

 

L_р.х. = 60 + 3 = 63 мм

 

Определяем группу станка. Станок 5А312 относится к группе 3 [12, стр. 219].

Определяем подачу. Для модуля m₀ = 3 мм, станка третьей группы и при обработке стали 45 величина подачи составляет S_{0. таб} = 0,4 мм/об. [12, стр. 219].

При заданных условиях обработки поправочные  коэффициенты равны единицы, поэтому величина подачи будет равна:

 

S₀ = S_{0. таб} = 0,4 мм/об.

 

Определяем период стойкости и износ инструмента.

Т = 240 мм, так как обрабатывается сталь 45 и модуль равен 3 мм [12, стр. 222];

h_з = 0,9 мм, так как обрабатывается сталь 45 и модуль равен 3 мм [12, стр. 222].

Определяем скорость резания. Для  модуля m₀ = 3 мм и подачи  S₀ = 0,4 мм/об величина V_таб. = 33,5 м/мин [12, стр. 219].

При заданных условиях обработки  поправочные коэффициенты равны  единицы, поэтому величина скорости резания будет равна:

 

V₀ = V_таб = 33,5 мм/об

 

Определяем частоту вращения фрезы.

 

 

Станок 5А312: n_max = 415 об/мин; n_min = 94 об/мин; n = 355 об/мин.

 

    [1, стр. 97]

 

Так как φ = 1,14, то принимаем φ = 1,12 [1,стр. 98].

 

 

В графе таблицы соответствующей φ = 1,41, находим ближайшее меньшее значение φ^х = 4 [7, стр. 7].

Тогда

n_пр = 94 × 4 = 376 об/мин.

 

Определяем мощность. N_рез = 1,8 квт, так как m₀ = 3 мм, S₀ = 0,4 мм/об, так как поправочные коэффициенты равны нулю [8, стр. 48].

Мощность электродвигателя N_дв = 7,5 квт.

Мощность на шпинделе по приводу (для  n = 376 об/ мин) N_ст = 5,25 – 6,375 кВт, так как ориентировочно принимаем η_ст = 0,7 – 0,85 для станков с вращательным главным движением [7, стр. 8].

 

N_рез = 1,8 квт < N_ст = 5,25 – 6,375 кВт.

 

Следовательно установленный режим  резания по мощности осуществим.

Расчет основного времени.

 

   [1, стр. 273]

 

где z = 50 – число зубьев зубчатого колеса;

       k = 1 – число проходов.

 

8.4 Расчет режимов резания при шпоночно-фрезерной операции

В данном случае осуществляется фрезерование шпоночного паза шпоночной фрезой из быстрорежущей стали (ГОСТ 6396-78).

Рисунок 17- Схема фрезерования

Так как ширина паза b = 12 мм, то диаметр фрезы также равен D = 12 мм, число зубьев z = 2 [4, стр. 242]. Длина паза равна l = 75 мм, расстояние от оси детали

h = 13,5 мм [рисунок 17].

 

Геометрические элементы.

1. Передний угол γ = 5˚, так  как σ_в = 610 МПа [11, стр. 336].

2. Главный задний угол α = 12˚, так как обработка осуществляется шпоночной фрезой [11, стр. 336].

Определяем величину рабочих ходов  перемещения инструмента L_р.х.:

 

L_р.х. = l -2l₁, мм

 

При фрезеровании паза шпоночной фрезой величина врезания равна:

 

   [10, стр. 242]

L_р.х. = 75 - 2×6 = 63 мм

При фрезеровании пазов  шпоночной фрезой глубиной резания  считается ширина паза т.е. t = b = 12 мм, а глубина паза при фрезеровании его за один рабочий ход принимается за ширину фрезерования В т.е В = h = 7 мм [10, стр. 240].

Назначаем подачу на зуб  фрезы. Для фрезерования стали фрезой D = 12 мм, В = 7 мм S_z = 0,05 мм/зуб [11, стр. 336].

Назначаем период стойкости  фрезы. Для шпоночной фрезы диаметром  D = 12 мм, из быстрорежущей стали рекомендуется период стойкости Т = 60 мин

[11, стр. 339]. Допустимый износ зубьев фрезы по задней поверхности h_з = 0,25 мм. [11, стр. 339].

Определяем скорость главного движения резания, допускаемую режущими свойствами фрезы. Для фрезы с  нормальным зубом, D = 12 мм, шириной фрезерования 7 мм и S_z = 0,05 мм/зуб V_табл = 34 м/мин [11, стр. 338]. Для заданных условий обработки поправочные коэффициенты равны единице, следовательно:

 

V_табл = V_и = 34 м/мин

 

 

Станок 692М: n_max = 3750 об/мин; n_min = 375 об/мин; m = 12; n = 902 об/мин.

 

    [1, стр. 97]

 

Так как φ = 1,23, то принимаем φ = 1,26 [1,стр. 98].

 

 

В графе таблицы соответствующей  φ = 1,26, находим ближайшее меньшее  значение φ^х = 2 [7, стр. 7].

Тогда

 

n_пр = 375 × 2 = 750 об/мин.

 

Определяем скорость движения подачи S_м:

 

S_м = S_z×z×n_пр = 0,05×2×750 = 78 мм/мин [10, стр. 241]

 

Определяем мощность затрачиваемую  на резание. Для S_z = 0,05 мм/зуб, ширины паза до 16 мм, глубине паза до 10 мм и S_м до 118 мм/мин N_табл = 1 кВт.

[8, стр. 295].

Для заданных условий обработки  поправочный коэффициент на мощность К_N = 1, тогда N_рез = N_табл = 1 кВт.

Мощность электродвигателя N_дв = 1,6 квт.

N_ст = 1,6 × (0,7 – 0,85) = 1,12 – 1,36 квт, так как ориентировочно принимаем η_ст = 0,7 – 0,85 для станков с вращательным главным движением [7, стр. 8].

 

N_рез = 1 квт < N_ст = 1,12 – 1,36 квт.

 

Следовательно установленный режим  резания по мощности осуществим.

 

Расчет основного времени.

 

   [1, стр. 271]

 

 

 

8.5 Расчет режимов резания при токарно-резьбонарезной операции

Рисунок 18- Схема обработки

Инструмент: 1) контурный правый резец с углом φ = 93˚ (ТУ 2-035-892-82) с размером В×Н×L 25×25×150 мм. Материал режущей части резца твердый сплав (ГОСТ 24256-80) [17, стр 166];

                       2) резец токарный для обработки  наружных зарезьбовых канавок  (по ОСТ 2И10-7-84); В×Н×L 20×20×125 мм; заготовки режущих пластин по ГОСТ 25416-82; [17, стр 175];

                       3) резец токарный резьбовой с  механическим креплением твердосплавных  пластин для нарезания наружной  резьбы (по ОСТ 2И10-9-84), заготовки режущих пластин по ГОСТ 25416-82 [17, стр 179];

                      4) резец токарный канавочный, материал режущей части резца твердый сплав (ГОСТ 24256-80).

Расчет элементов режима резания.

Определяем длину рабочего хода суппорта:

1) продольное движение суппорта:

L_р.х = l + l₁ + l₂ мм    [1, стр. 263]

где l₁ – величина врезания, [5, стр. 620];

      l₂ – величина перебега,

а) для l = 28 (черновая) мм: l₁ = 2 мм, l₂ = 0 мм, так как осуществляем обтачивание до торца.

б) для l = 28 (чистовая) мм: l₁ = 2 мм, l₂ = 0 мм, так как осуществляем обтачивание до торца.

                             

L_{р.х(прод)} = 28+28 = 56 мм.

2) поперечное движение суппорта:

L_р.х = l₁ + l₂

              1) чистовой резец: l₁= ,мм – снятие фаски;

l₂=

,мм;

              2) канавочный резец: l₃= l + l₁; l₁=3 мм;

l =

,мм

l₃= 1,1 + 3=4,1,мм

              3) канавочный резец l₄= l + l₁, l₁=7 мм;

l =

,мм

l₄= 7+1=8,мм;

L_{р.х(поп)} = 1,41 + 2,4+4,1+2×8=23,91, мм;

L_р.х= L_{р.х(прод)} + L_{р.х(поп)}=56+23,91=79,91,мм.

 

Расчет основного времени.

L_р.х = 79,91 мм;

n_пр = 560 об/мин; 

s_{0 н} = 0,3 мм/об.

 

Резьбонарезание: нарезание резьбы с шагом 1,5 мм на заготовке из конструкционной стали делаем за два прохода, s_пр = 1,5 мм, n = 784 об/мин [11, стр. 145].

Расчет основного времени.

 

L_р.х = l + l₁ + l₂ мм    [1, стр. 263]

 

где l₁ – величина врезания, l₁ =2 мм [5, стр. 620];

      l₂ – величина перебега, l₂=0;