Разработка технологического процесса изготовления детали Основа излучателя (стр. 4 из 6)

Так как обработка ведется в центрах, принимаем r ц = 0,25 х d 44 ,

где d 44 – допуск на диаметр заготовки.

r ц =0,25 х 700 = 175 мкм

Таким образом

=264 мкм.

После чернового обтачивания

r ЧЕР=0.06 х r ко=0.06 х 264=15,84 мкм.

После чистового обтачивания

r ЧИС=0.04 х r ЧЕР=0.04 х 15,84=0,64 мкм

Данные по качеству поверхности и точности после соответствующей обработки возьмем из таб. 5 (стр. 181) [3] и таб. 3.31 [7]. Расчет сведем в таблицу

Таблица 21. Таблица расчета припусков.

Наименование операции	Rz	TМкм	Квалитет	Допускмкм	rмкм	2Ziminмкм
Токарная черновая	63	60	12	250	15,84	278
Токарная чистовая	8	12	7	25	0,64

Отсюда определяем минимальный и максимальный диаметры для черновой обработки

DЧ min = DЧИС + 2Zi =31,9+0,278=32,2 мм

DЧ max= DЧИС min+dЧИС= 32,2+0,25=32,5 мм

DЧ=32,5-0.3

Для остальных размеров величины припусков возьмем из справочных данных таб. 3.68 и 3.73 [4].

Таблица 22. Расчет межоперационных размеров поверхности 42.

Наименование операции	2Ziminмкм	Допускмкм	Dminмм	D maxмм	DЧмм
Заготовительная	700	43,5	44,2	44 +0,2 -0,5
Токарная черновая	1500	100	41,9	42,0

Таблица 23. Расчет межоперационных размеров поверхности 35.

Наименование операции	2Ziminмкм	Допускмкм	Dminмм	D maxмм	DЧмм
Токарная черновая	1500	300	35,6	35,3	35,6-0,3
Токарная чистовая	300	25	35,0	34,975

Таблица 24. Расчет межоперационных размеров размера 152.

Наименование операции	2Ziminмкм	ДопускМкм	Dminмм	D maxмм	DЧмм
Заготовительная	1000	153,7	154,7	154 +0,7 -0,3
Токарная черновая	800	100	152,0	152,1

Таблица 25. Расчет межоперационных размеров размера М34

Наименование операции	2Ziminмкм	ДопускМкм	Dminмм	DЧmaxмм	DЧмм
Токарная чистовая	170	33,75	33,92

Таблица 26. Расчет межоперационных размеров размера М30.

Наименование операции	2Ziminмкм	ДопускМкм	Dminмм	DЧmaxмм	DЧмм
Токарная черновая	170	29,75	29,92

Таблица 27. Расчет межоперационных размеров размера М16.

Наименование операции	2Ziminмкм	ДопускМкм	Dminмм	D maxмм	DЧмм
Токарная черновая	200	14,3	14,5

Рассчитанные величины межоперационных размеров проставляем на операционных зскизах.

4.4 Определение рациональных режимов резания и норм времени

Важным элементом настройки металлорежущих станков является установление рациональных режимов резания. В обычных условиях обработки режимы резания назначают исходя из задачи достижения высоко производительности при малых затратах на режущий инструмент. В случаях точной обработки заготовок, кроме требования высокой производительности и экономичности обработки выдвигается задача обеспечения требуемой точности.

При назначении элементов режимов резания учитывается характер обработки, тип и размеры инструмента, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

В данной пояснительной записке проведем аналитический расчет режимов резания на токарную чистовую операцию (5). На две остальные (токарная чистовая (7) и сверлильная (11)) режимы определим из справочной литературы.

Аналитический расчет проводится по следующим формулам

Скорость резания (для точения)

(5.4.1)

Cvr – коэффициент, зависящий от условий работы и физико-механических свойств материала.

Т – стойкость инструмента, т.е. время нормальной работы (здесь берется значение 120мин.) [3]

t – глубина резания (обычно равняется величине припуска)

s – подача – выбирается из справочных данных максимально возможной, при которой обеспечивается заданная шероховатость обрабатываемой поверхности.

Kmv – коэффициент, зависящий от обрабатываемости материала.

Kuv - коэффициент, зависящий от инструментального материала.

Kпv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности на скорость резания.

Сила резания Pz

(5.4.2)

Коэффициенты Ki учитывают фактические условия резания (зависят от геометрии резца)

Эффективная мощность резания

(5.4.3)

Потребная мощность двигателя станка

(5.4.4)

h - КПД станка (0.7-0.8)

Перед началом расчета укажем материал режущих инструментов для всех операций (Таблица 3.120 [4]) Стр 117

Таблица 28. Материал режущего инструмента.

Наименование операции	Материал режущего инструмента
Токарная чистовая (обтачивание)	Т15К6
Сверлильная	Т5К10

Выберем геометрию резца на рассчитываемой операции (Таб.19,20,23 стр. 189-192) – в зависимости от условий работы.

Таблица 29. Геометрические параметры режущего инструмента.

Наименование параметра	Значение
Задний угол a, град.	15
Передний угол g, град.	-15
Главный угол в плане j, град.	60
Вспомогательный угол в плане j, град.	10
Угол наклона главной режущей кромки l, град.	0
Радиус при вершине резца r, мм .	1
Площадь закрепления в державке	16х25

Теперь перейдем непосредственно к расчету режимов резания на токарную чистовую операцию.

Из справочных данных (Таб. 1,2,5, 6,9, 14,17,22, 23 стр 264-275 [3]) , рассчитанных припусков выбираем необходимые значения и по ним рассчитываем параметры режимов резания (по формулам (5.4.1) - (5.4.4).

Таблица 30. Расчет скорости резания.

Обрабатываемая поверхность	Припуск t, мм	Подача s, мм/об	Kmv	Kuv	Kпv	Cv	x	y	m	Скорость резания Vмм/мин.
Æ31,9	0, 3	0,2	0,7	0,8	0,9	420	0,15	0,20	0,20	134

Таблица 31. Расчет силы резания и потребной мощности станка (КПД станка 0.8).

Обрабатываемая поверхность	Kmp	Kjp	Kgp	Klp	Krp	Cp	x	y	n	PzН	NэффКВт	NстКВт
Æ31,9	0,86	0,94	1,25	1	0,93	200	1	0,75	0	16,9	0,37	0,46

Как видно из таблицы, потребная мощность на операцию не превышает максимальной мощности станка (10 кВт).

Частота вращения детали

(5.4.5)

Выбранный станок 16К20 имеет следующие параметры:

Максимальная частота вращения шпинделя nmax=1600 об/мин

Минимальная частота вращения шпинделя nmin=12.5 об/мин.

Число ступеней частоты вращения шпинделя Zст=24.

Диапазон регулирования составит в этом случае

j =nmax/ nmin=1600/12.5=128

По таблице 3.30 [7] находим ближайшее меньшее стандартное значение 101,72, что соответствует j =1,26

Расчетный диапазон регулирования для расчетной частоты вращения шпинделя nРАСЧ.

(5.4.6)

Стандартная частота вращения шпинделя станка

(5.4.7)

Таблица 32. Расчет стандартной частоты вращения шпинделя.

Обрабатываемая поверхность	nРАСЧ	j П расч	j П таб	j	nСТ
Æ31.9	1337	101,72	101,72	1,26	1271

По паспортным данным на станок 16К20 частота вращения шпинделя на предпоследней ступени – 1250 об/мин. [14 стр.163]

Для станка 16К20

Количество ступеней подачи станка Zст.р=22

Максимальная подача sMIN=2,8 мм/об.

Минимальная подача sMAX=0,05 мм/об.

Расчетный диапазон регулирования подач станка

(5.4.8)

Подача станка

(5.4.9)

Таб.33. Расчет стандартной величины подачи.

Обрабатываемая поверхность	sРАСЧ	j Прасч	j Птаб	j	SСТ
Æ31,9	0,2	4	4	1,26	0,2

По паспортным данным на станок 16К20 подача на один оборот шпинделя на девятой ступени – 0,2 мм/мин . [14 стр.163]

Определим правильность выбранных режимов резания путем проверки на жесткость.

Под действием силы резания – деталь прогибается. Вычислим прогиб детали. Деталь в станке имеет закрепление в центрах. Максимально возможный прогиб можно получить , если рассмотреть как консольное закрепление относительно большего расстояния до одного из центров , в нашем случае – это плавающий центр.

Формула для определения прогиба в этом случае имеет вид:

(5.4.10)

Здесь Py –сила резания в поперечном направлении, которая вызывает прогиб детали.

a– расстояние от плавающего центра до точки приложения силы.

b– расстояние от центра до точки приложения силы.

l- длина детали.

Е – модуль упругости при растяжении для стали.

J – момент инерции детали относительно оси, перпендикулярной оси детали и направлению приложения силы. ( Находится как сумма произведений элементарных площадок на квадрат расстояния до соответствующей оси).