Автоматизация шлифовального процесса путем разработки автоматической системы управления регулируемым натягом (стр. 3 из 18)

1.7 Определение припусков и размеров заготовки

Для одной из основных поверхностей заготовки, имеющей наивысшие требования по точности изготовления, припуски и промежуточные размеры определяются расчетно-аналитическим методом. На остальные поверхности заготовки припуски и допуски назначаются по ГОСТ 7505-89.

Расчет припуска производится в направлении от обработанной поверхности к исходной заготовке.

Для определения припусков и промежуточных размеров детали воспользуемся следующими формулами:

Минимальный припуск на обтачивание цилиндрических поверхностей (двухсторонний припуск):

. (1.5)

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей (двухсторонний припуск):

, (1,6)

где

R_z – высота микро неровностей поверхностей, оставшихся при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

Т – глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

r₀ – изменение отклонения расположения, возникшее на предшествующем технологическом переходе, мкм;

e_у – величина погрешностей установки при выполняемом технологическом переходе, мкм.

Для заготовок из проката выбирается для Æ150

мм качество поверхности детали R_z=25 мкм, T=150 мкм.

Определение минимального припуска при чистовом точении Æ150мм.

R_{z i-1}=6.3 мкм.

T_i-1=60 мкм.

r_i-1=85 мкм.

E=0

Z_{i min}=416 мкм.

Определение минимального припуска при черновом точении Æ150мм.

R_{z i-1}=200 мкм.

T_i-1=300 мкм.

r_i-1=1600 мкм.

E=0

Z_{i min}=4200 мкм.

Определение минимального припуска на линейный размер L=28+0.1 мм.

Для однократного шлифования.

R_{z i-1}=32 мкм.

T_i-1=30 мкм.

r_i-1=5 мкм.

E=0

Z_{i min}=67 мкм.

Определение припуска при чистовом точении.

R_{z i-1}=50 мкм.

T_i-1=50 мкм.

r_i-1=100 мкм.

E=0

Z_{i min}=400 мкм.

Определение припуска при черновом точении.

R_{z i-1}=125 мкм.

T_i-1=75 мкм.

r_i-1=1000 мкм.

E=0

Z_{i min}=2400 мкм.

Для деталей из проката величина пространственной погрешности (кривизна пруткового материала) определяется по формуле:

, (1.7)

где

D- кривизна профиля проката, мкм на мм.

l- длина заготовки в мм.

,

Минимальный припуск на обработку рассчитываем по формуле:

, (1.8)

, (1.9)

Минимальные (максимальные) промежуточные размеры определяют методом прибавления (для валов) или вычитания (для отверстий) минимальных (максимальных) значений промежуточных припусков:

D_{min i-1}=D_{min i}+2Z_{min i}, D_{max i-1}=D_{max i}+2Z_{max i},

где

D_{min i-1} и D_{max i-1} – предельные размеры по предшествующим операциям, мм.

D_{min i} и D_{max i} – предельные размеры по выполняемым операциям, мм. 2Z_{min i} и 2Z_{max i} – предельные припуски по выполняемым операциям, мм.

Таблица.1.6.

маршрут обработки	Элементы припуска				Расчетный припуск (мкм)	Размер после перехода (мм)	Допуски на промежуточный размер (мм)	Принятые размеры по переходам		Предельные размеры припусков
	Rzi-1	Ti-1	ri-1	ei-1
								max	min	max	min
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	2
ПрокатТочение:черновоечистовое	20063	30060	160085	--	4200416	154.4150.2149.8	40.40.25	158150.6149.8	154150.2149.6	7.40.74	3.80.59
ПрокатТочение:черновоечистовоешлифование	1255032	755030	10001005	---	240040067	30.8728.4728.0728.01	1.20.40.250.01	3228.8728.3228.01	30.828.4728.0728	3.130.550.31	2.330.40.07

1.8 Разработка операции

Подробно приведем разработку операции 020.

1 установить и закрепить деталь в патроне.

2 подрезать торец 6 за два прохода.

3 точение поверхности 3 за два прохода.

4 подрезать торец 4 с образованием поверхности 5.

5 точить канавку 1.

6 расточить отверстие 2 за два прохода.

Деталь крепится в патроне 7102-0078 ГОСТ 24351-80

1.8.1 Выбор режущего инструмента

Для обработки поверхности 6 берем резец 2102-0191, режущая часть которого выполнена из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 21151-75.

Для обработки поверхности 3 берем резец 2102-03111, режущая часть которого выполнена из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 21151-75.

Подрезать торец 4 с образованием поверхности 5 берем резец 2120-0019, режущая часть которого выполнена из твердого сплава Т15К6 МИ 595-64.

Точить канавку 1 берем резец 2310-0020, режущая часть которого выполнена из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 18876-73.

Расточить отверстие 2 берем резец 2141-0058, режущая часть которого выполнена из твердого сплава Т15К6 ОСТ 18283-73.

1.8.2 Выбор измерительного инструмента

Для первого перехода используется штангенциркуль ШЦ1-125-0.1 ГОСТ 166-80.

Для второго перехода используется микрометр МК 175-1 ГОСТ 64507-78.

Для третьего перехода используется штангенциркуль ШЦ2-160-0.1 ГОСТ166-80 и глубомер индикаторный ГОСТ 7661-67.

Для четвертого перехода используется штангенциркуль ШЦ2-160-0.1 ГОСТ166-80.

Для пятого перехода используется штангенциркуль ШЦ1-125-0.1 ГОСТ166-80.

1.8.3 Расчет режимов резания и определение мощности

1 переход

Черновое точение торцевой поверхности:

t=1.5 mm – глубина резания.

d=158 mm – диаметр заготовки.

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.6 mm/об.

V=Vтабл.*k=157*1,4=220м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

Чистовое точение:

t=0.5 mm – глубина резания.

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.2 mm/об.

V=Vтабл.*k=230*1,4=322м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

2 переход

Черновое точение:

t=3.7 mm – глубина резания.

d=158 mm – диаметр заготовки.

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.5 mm/об.

V=Vтабл.*k=114*1,4=160м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

Чистовое точение:

t=0.3 mm – глубина резания.

d=150,6 mm – диаметр заготовки

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.15 mm/об.

V=Vтабл.*k=270*1,4=378м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

3 переход

t=2.6 mm – глубина резания.

d=150 mm – диаметр заготовки.

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.25 mm/об.

V=Vтабл.*k=107*1,4=149,8м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

4 переход

t=2.5 mm – глубина резания.

d=150 mm – диаметр заготовки.

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.25 mm/об.

V=Vтабл.*k=107*1,4=149,8м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

5 переход

Растачивание отверстия

t=2.5 mm – глубина резания.

d=108 mm – диаметр заготовки

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.5 mm/об.

V=Vтабл.*k=114*1,4=160 м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

Растачивание отверстия

t=2.5 mm – глубина резания.

d=115 mm – диаметр заготовки

Режимы резания определяются табличным методом.

S=0.3 mm/об.

V=Vтабл.*k=198*1,4=277,2 м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя.

1.8.4 Определение силы резания

Наибольшая сила резания возникает при наибольшем снятии припуска. В данном расчете наибольший припуск снимается во втором переходе, где Р=7.4 мм.

. (1.10)

для силы Р_z

. (1.11)

K_p=0.84*1*1.1*1*1=0.924

x=1 y=0.75 n=-0.15

где K_gP=1.1 K_lP=1 Kj_P=1 K_GR=1 K_MP=0.84

P_Z=10*300*3.7¹+0.5^0.75*160^-0.15*0.924=3107H

для силы Р_y

K_p=0.84*1*1.4*1*1=1.17

x=0.6 y=0.8 n=-0.3

где K_gP=1.1 K_lP=1 Kj_P=1 K_GR=1 K_MP=0.84

P_у=10*240*4^0.6+0.5^0.8*160^-0.3*0.924=767H

для силы Р_x

x=1.05 y=2 n=-0.4

где K_gP=1.4 K_lP=1 Kj_P=1 K_GR=1 K_MP=0.84

P_x=10*130*3.7^1.05+0.5^0.2*160^-0.4*1.17=685H

Мощность резания определяется по следующей формуле.

, (1.12)

1.8.5 Расчет режимов резания для шлифовального процесса

В проекте разрабатывается система для автоматизации процесса шлифования, для расчета привода его возможностей по управлению и регулированию его параметров необходимо знать силы которые будут возникать в проектируемом узле и которые предстоит компенсировать, и требуемые мощности привода. Рассчитаем их: