Обточування циліндричного валика Методи обробки виробів із сталі

Контрольна робота № 1

Завдання 1

Обточити циліндричний валик при заданих умовах. При цьому необхідно:

• вибрати модель верстата, за паспортом визначити всі параметри розрахунку.

• вибрати матеріал ріжучої частини різця, що забезпечує найбільшу продуктивність. Визначити основні розміри різця і платівки, форму передній грані, геометричні параметри різальної частини, форму передній грані, геометричні параметри різальної частини, критерії зносу і період стійкості, оптимальні для заданих умов. Якщо доцільно для заданих умов, слід застосувати МОР, відповідно вибравши її.

• провести аналітичний розрахунок найпродуктивніший режим різання в потрібної потужності при точінні в заданих умовах з урахуванням найбільшого використання можливостей верстата і ріжучих здібностей різця при забезпеченні заданої шорсткості обробленої поверхні.

• провести аналіз отриманого режиму шляхом визначення коефіцієнта використання верстата по потужності та інструмента по швидкості різання.

• визначити основний технологічний час, необхідний на операцію.

Вихідні дані:

діаметр заготовки:

діаметр після обробки:

довжина обробки:

шорсткість обробленої поверхні:

матеріал валика: Сталь

Марка: 18ХГТ

межа міцності:

твердість:

спосіб кріплення на верстаті: патрон

число оборотів верстата:

Для обточування циліндричного валика вибираємо токарний багатошпіндельний горизонтальний прутковий автомат 1Б290-4К.

Верстат 1Б290-4К призначений для обробки деталей з прутка і штучних заготовок в умовах серійного і великосерійного виробництва.

На верстатах можуть виконуватися такі види обробки, як обточування, розточування, протачіваніе канавок (зовнішніх і внутрішніх), свердління, зенкування, нарізування різьб плашками, мітчиками, гвинтонарізні рознімні головки і пристроями.

У верстата 1Е165револьверная головка з вертикальною віссю обертання з шістьма гніздами, в яких встановлюються стійкі і втулки для кріплення допоміжних і ріжучих інструментів. Цей верстат забезпечений поперечним супортом, що розширює його технологічні можливості.

Передній утримувач верстата - чотирьохпозиційний.

Рис. 1 - Параметри токарські багатошпиндельні горизонтальні пруткового автомата 1Б290-4К

При точінні поверхні валика використовуємо різець за ГОСТ 18868-73, при цьому пластинки необхідно виконати з твердосплавного матеріалу ВК8.

Ширина державки:

Висота державки:

Довжина різця:

Ширина ріжучої кромки:

Стійкість різця

Діаметр оброблюваної деталі:

Число оборотів верстата:

Подача різця:

Глибина різання:

Швидкість різання:

де

, Тому що стійкість різця

, Тому що виліт різця дорівнює

, Тому що головний кут в плані

Тоді швидкість різання буде дорівнює:

Округлюємо до найближчого мінімального значення швидкості для обраного верстата:

Сила різання:

де - Коефіцієнт на оброблюваний матеріал;

Сила різання:

Ефективна потужність різання:

Потужність верстата на приводі:

де - ККД верстата.

Тоді отримаємо:

Коефіцієнт використання верстата по потужності:

Коефіцієнт використання інструменту по швидкості різання:

Загальна довжина ходу різця:

де - Величина врізання різця;

- Величина перебігаючи різця.

Розрахунок часу:

Завдання 2

Обробити отвір діаметром , Отриманими після штампування, до діаметра на довжину . Зіставити ефективність обробки при різних процесах різання: розсвердлювання, зенкування.

При вирішенні завдання слід проаналізувати запропоновані для заданих умов методи обробки і зіставити ефективність їх застосування. Для цього необхідно:

• вибрати матеріал ріжучої частини інструменту, що забезпечує найбільшу продуктивність, геометричні параметри різальної частини, критерії зносу, оптимальний період стійкості для заданих умов; дати ескізи ріжучої частини інструменту з усіма розмірами геометричних параметрів;

• показати схеми різання запропонованих методів обробки з призначенням елементів зрізаного шару;

• призначити оптимальний режим різання з допомогу нормативних таблиць;

• визначити основний технологічний час.

• зіставити ефективність застосування зазначених розмірів.

Вихідні дані:

діаметр отвору до обробки: d ₁ = 14мм

діаметр отвору після обробки: d ₂ = 14,8 мм

довжина отвори: l = 30мм

шорсткість поверхні після обробки: Rz = 28

матеріал: Сталь

марка: 35

межа міцності:

твердість:

Модель верстата - вертикально-свердлильний 2Н125А.

Для розсверждювання вибираємо свердло спіральне з конічним хвостовиком 035-2301-1029 (по ОСТ 2І20-2-80).

Матеріал ріжучої частини свердла при обробці даного матеріалу повинен бути Т15К6.

Діаметр ріжучої частини:

Загальна довжина:

Довжина ріжучої частини:

Кут нахилу ріжучої крайки:

Стійкість свердла:

При розсвердлювання:

глибина різання:

Подача

Швидкість свердління

де - Стійкість різального інструмента.

- Подача.

Тоді швидкість свердління вийде:

Тоді частота обертання шпинделя буде дорівнює:

За паспортом верстата .

Тоді

Крутний момент можна обчислити за формулою:

де - Номінальний діаметр отвору,

- Коефіцієнт;

- Поправочний коефіцієнт;

Тоді

Ефективна потужність різання:

Розрахункова довжина шляху свердла дорівнює:

де - Величина врізання різця;

- Величина перебігаючи різця.

Тоді основне технологічне час дорівнюватиме:

Для зенкерування вибираємо зенкер цільний з конічним хвостовиком (ГОСТ 12509-75) (рис. 2).

Діаметр ріжучої частини:

Загальна довжина:

Довжина ріжучої частини:

Рис. 2

Задній кут a на задній поверхні леза 10 °, на калібрує 8 °.

Передній кут g = 25 °.

Кут нахилу гвинтової канавки w = 25 °.

Головний кут в плані j = 60 °.

Зворотну конусность по довжині робочої частини приймаємо рівною 0,04 мм.

Стійкість зенкера:

При зенкування:

глибина зенкерування:

Подача

Швидкість зенкерування

де - Стійкість різального інструмента.

- Подача.

Тоді швидкість зенкерування вийде:

Тоді частота обертання шпинделя буде дорівнює:

За паспортом верстата .

Тоді

Крутний момент можна обчислити за формулою:

де - Номінальний діаметр отвору,

- Коефіцієнт;

- Поправочний коефіцієнт;

Тоді

Ефективна потужність різання:

Розрахункова довжина шляху свердла дорівнює:

де - Величина врізання різця;

- Величина перебігаючи різця.

Тоді основне технологічне час дорівнюватиме:

Висновок: таким чином даний отвір вигідніше обробляти зенкування, тому що при однаковій необхідної потужності час обробки трохи менше.

Завдання 3

Квалітет валу - h 9

квалітет отвори - H7

діаметр валу:

діаметр отвору:

довжина валика:

матеріал: сталь 45

В якості заготовки пропонується пруток, сортамент вибирається за каталогами з довідників. Виходячи з габаритів деталі і параметрів поверхні - розраховують мінімальний і максимальний припуск. За стандартною методикою припуск розбивають на операційні припуски, будують відповідну схему з зазначенням допусків і припусків, визначають геометричні параметри інструментів.

Заготівля зі сталі 45 ГОСТ 1050-88 отримана штампуванням на молотах.

1. Розраховуємо маси деталі та заготовки (ρ = 7825 кг / м ³⁾ маса готової деталі:

маса заготовки:

2. Технологічний маршрут обробки поверхні Ø 24 h 9 складається з чотирьох операцій: чорнового і чистового обточування і чорнового шліфування. Всі операції проводяться в центрах.

4. Технологічний маршрут обробки заносимо в таблицю. Так само записуємо значення елементів припуску, відповідні заготівлі і кожному технологічному переходу.

5. Так як обробка ведеться в центрах, похибка установки в радіальному напрямку дорівнює нулю, що має значення для розглянутого розміру. У цьому випадку величина виключається з основної формули для розрахунку мінімального припуску, і відповідну графу можна не включати в розрахункову таблицю 1.

6. Сумарне значення просторових відхилень для заготівлі даного типу визначається за формулою

• зміщення осей поковок:

• кривизна заготовок (жолоблення):

• зміщення осі заготовки в результаті похибки зацентровкі:

для штампованих виробів

.

7. Залишковий просторове відхилення:

після попереднього обточування:

;

після чистового обточування:

;

після попереднього шліфування:

;

7. Розрахуємо мінімальні значення припусків

Мінімальний припуск:

під попереднє обточування

;

під чистове обточування

;

під попереднє шліфування

;

7. Послідовно визначаємо розрахункові розміри для кожного попереднього переходу шляхом послідовного додавання розрахункового мінімального припуску кожного технологічного переходу, і заносимо дані в таблицю:

7. Записуємо у відповідній графі розрахункової таблиці значення допусків на кожен технологічний перехід і заготівлю, в графі «Найменший граничний розмір» визначимо їх значення для кожного технологічного переходу, округляючи розрахункові розміри збільшенням їх значенням. Округлення виробляємо до того ж знака десяткового дробу, з яким дано допуск на розмір для кожного переходу.

8. Найбільші граничні розміри обчислюємо додатком допуску до округленому найменшому граничного розміру:

7. Граничні значення припусків визначаємо як різницю найбільших граничних розмірів і - Як різниця найменших граничних розмірів попереднього і виконуваного переходів:

7. Загальні припуски і розраховуємо так само, як і в попередньому прикладі, підсумовуючи проміжні припуски і записуючи їх значення внизу відповідних граф.

7. Аналогічно перевіряється правильність зроблених розрахунків і будується схема графічного розташування полів припусків і допусків, враховуючи в даному випадку, що побудова виробляється на зовнішню, а не на внутрішню поверхню.

Таблиця 1

Для точіння зовнішньої поверхні вибираємо токарний прохідний прямий різець з пластинами зі швидкорізальної сталі за ГОСТ 18869-73:

, , , , , .

Для свердління внутрішнього отвору вибираємо свердло спіральне з конічним хвостовиком за ГОСТ 10903-77:

, , .

Для шліфування вибираємо шліфувальний круг на керамічній зв'язці , ,

шліфувальний матеріал: 1А

зернистість: 50

Завдання 4

Квалітет - h 9

квалітет паза - Н7

матеріал: сталь 45

В якості заготовки пропонується прокат у вигляді плити, сортамент вибирається за каталогами з довідників. Виходячи з габаритів деталі і параметрів поверхні - розраховують мінімальний і максимальний припуск. За стандартною методикою припуск розбивають на операційні припуски, будують відповідну схему з зазначенням допусків і припусків, визначають геометричні параметри інструментів. Для обробки паза потрібно підібрати характеристики, представити ескізи інструменту. Для фрезерної обробки призначити режими різання, підібрати по довідковій літературі обладнання, пронормувати обробку та оформити операційну технологічну карту.

маса готової деталі:

маса заготовки:

В якості заготовки вибираємо сталевий гарячекатаний лист товщиною 16 мм, шириною 200 мм і довжиною 45 мм.

Для обробки шпоночно паза вибираємо циліндричну фрезу за ГОСТ 9140-78; , .

Глибина фрезерування .

Число проходів:

Подача .

Швидкість фрезерування:

де - Діаметр отвору;

- Частота обертання фрези.

Тоді швидкість різання буде дорівнює:

Частота обертання фрези:

Приймаються

Окружна сила :

де

, , , , - Показники ступеня залежності сили від глибини різання , Від подачі , Від ширини фрезерування , Від діаметра фрези , Від частоти обертання .

- Поправочний коефіцієнт на окружну силу і залежності від типу фрези і матеріалу ріжучої частини.

- Поправочний коефіцієнт на якість оброблюваного матеріалу.

Тоді окружна сила буде дорівнює:

Крутний момент на шпинделі:

Потужність різання (ефективна):

Для фрезерування паза вибираємо вертикально-фрезерний верстат консольний 6Т104 (рис. 3):

Рис. 3

Розрахункова довжина шляху фрези дорівнює:

Тоді основне технологічне час дорівнюватиме: