Расчет технологического процесса изготовления детали - переходник

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Анализ технического состояния детали

Дана деталь-переходник

Рабочие поверхности выполнены по квалитету h8,H12.

Материал детали сталь - сталь 20 цементированная.

Дефекты : поверхность 1 вал шириной 60 мм изношен до 58,4 мм.

Поверхность 2 отверстие 40 мм изношено до 41,5 мм.

Поверхность 3 отверстие 30 мм изношено до 31,8 мм.

Режим работы детали циклический.

Вторая группа.

Осталивание с последующим хромированием, постановка дополнительной детали, плазменное напыление.

2. Выбор способа восстановления

Табл. 1. По технологическому критерию

Способ восстановления	tм мм	Z мм	tтр мм	tтр < tм
Осталивание	3	0,1	0,4	да
Хромирование	0,3	0,1	0,4	нет
Дополнительная деталь	5,2	0.2	1,8	да
Плазменное напыление	4	2	2,3	да

tм -толщина наносимого покрытия на сторону, обеспечиваемая данным методом.

Z-суммарный припуск на сторону на механическую обработку.

tтр -требуемая толщина наносимого покрытия на сторону, мм.

Согласно технологическому критерию выбираем способы восстановления, наилучшим образом соответствующие данной детали:

Дополнительная деталь, осталивание с последующим хромированием, плазменное напыление.

Табл. 2. По техническому критерию

Способ восстановления	Коэффициенты
	Ки	Кв	Кц	Кд
Осталивание	0,9-1,2	0,8	0,65-0,8	0,7
Хромирование	1.3	1,3	0,4-0,5	0,8
Дополнительная деталь	1	0,8	1	0,8
Плазменное напыление	1-1,5	0,7-1,3	0,4-0,5	0,9

Ки - коэффициент износостойкости,

Кв - коэффициент выносливости,

Кц - коэффициент сцепляемости,

Кд - коэффицент долговечности,

Кд=?(КиКвКсц)

Табл. 3. По технико-экономическому критерию

Способ восстановления	Су руб/м	Кд	Кэф
Осталивание	300	0,7	428,5
Хромирование	680	0,84	809,5
Дополнительная деталь	340	0,8	425,0
Плазменное напыление	440	0,9	488,8

Коэффициент экономической эффективности Кэф:

Кэф=Су/Кд

Кд - коэффициент долговечности восстановленной поверхности, Су - удельная себестоимость восстановления, руб./м.

Наименьший коэффициент экономической эффективности у способа постановки дополнительной детали, следовательно принимаем данный способ восстановления. Постановка дополнительной ремонтной детали методом нагрева и охлаждения деталей. Тепловые посадки имеют ряд преимуществ по сравнению с соединениями, получаемыми на прессах. Они имеют большую прочность. Применение нагрева или охлаждения при посадке деталей позволяет во многих случаях обходиться без мощного прессового оборудования.

Нагрев может быть осуществлен в кипящей воде при температуре нагрева до 100° (применяется, например, при посадке турбинных дисков на вал ротора) или в горячем масле, нагретом до температуры 85--90°. Этот метод наиболее часто применяется при посадке подшипников качения. Нагрев производится также газовыми горелками, в электрических, газовых или нефтяных печах и горнах или электрическими нагревателями с питанием током как промышленной, так и высокой частоты.

Сущность процесса посадки холодом заключается в охлаждении охватываемой детали (вала, оси, пальца, штифта, втулки и т. п.) до температуры, достаточной для того, чтобы свободно установить ее в отверстие охватывающей детали. Охлаждение осуществляется в жидком азоте, в твердой углекислоте (сухой лед), имеющих соответственно температуры 190--196° и 75 -- 80° ниже нуля. Так как деталь должна быть подвергнута термо обработке после постановки дополнительной детали то нагревать детали следует так, чтобы не произошло окисления окончательно обработанных поверхностей . Берем токи высокой частоты и азот.

3. Разработка технологического маршрута восстановления детали для вала и отверстий

Табл. 4. Технологический маршрутный восстановления переходника

Номер операции	Наименование	Содержание операции	Оборудование
	Моечная	Промыть и очистить	Моечная машина
005	Термическая	Местный отпуск	Генератор токов высокой частоты(ТВЧ)
010	Токарная	Точить дефектный слой в отверстиях	Токарный станок
015	Термическая	Нагрев и охлаждение ДРД	Газовая горелка. Установка для охлаждения деталей
020	Слесарная	Постановка ДРД
025	Токарная	Точить вал и отверстия	Токарный станок
030	Шлифовочная	Шлифовать отверстия	Шлифовальный станок
035	Термическая	Цементация	Генератор токов высокой частоты(ТВЧ)

4. Расчет припусков на обработку

При разработке технологической части расчет припусков на механическую обработку производится для самых точных поверхностей расчетно-аналитическим методом.

Технологический маршрут обработки поверхности Ш40 состоит из обдирочного точения, предварительного и окончательного точения, шлифования предварительного и окончательного.

Технологический маршрут заносим в таблицы 5,6,7 В таблицу также записываем соответствующие заготовки к каждому переходу значения элементов припуска. Расчет минимальных значений припусков производим по формулам:

Значения и принимаем по таблице 2.9 и сведем в таблицу 5:

== (заг+обр)/2

- кривизна (мкм на 1 мм),

Длину заготовки принимаем мм.

Таким образом:

мкм на 1 мм, мм;

где - коэффициент, учитывающий точность поверхности:

- обдирочное точение;

- чистовое точение;

- предварительное шлифование и окончательное шлифование;

Тогда:

мм;

мм;

мм;

Рассчитаем минимальный припуск

под обдирку:

мкм;

под черновое точение:

мкм;

под чистовое точение:

мкм;

под предварительное шлифование:

мкм;

под окончательное шлифование:

мкм;

Определим расчетный диаметр по формуле:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

Определим предельные размеры и:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

Предельные значения определяем как разность наименьших предельных размеров и - как разность наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

мм; мм;

мм; мм;

мм; мм;

мм; мм;

мм;

Технологический маршрут обработки отверстия Ш30 состоит из точения, шлифования предварительного и окончательного.

Расчет минимальных значений припусков производим по формулам:

== (заг+обр)/2

- кривизна (мкм на 1 мм), Длину заготовки принимаем мм. Таким образом:

мкм на 1 мм, мм;

где - коэффициент, учитывающий точность поверхности:

- обдирочное точение;

- чистовое точение

- предварительное шлифование и окончательное шлифование;

Тогда:

мм;

мм;

мм;

Рассчитаем минимальный припуск

под обдирку:

мкм;

под черновое точение:

мкм;

под чистовое точение:

мкм;

под предварительное шлифование:

мкм;

под окончательное шлифование:

мкм;

Определим расчетный диаметр по формуле:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

Определим предельные размеры и, и также сводим с таблицу №5:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

Технологический маршрут обработки вала Ш60 состоит из точения, шлифования предварительного и окончательного.

Расчет минимальных значений припусков производим по формулам:

== (заг+обр)/2

- кривизна (мкм на 1 мм), Длину заготовки принимаем мм.

Таким образом:

мкм на 1 мм, мм;

где - коэффициент, учитывающий точность поверхности:

- чистовое точение

- предварительное шлифование и окончательное шлифование;

Тогда:

мм;

мм;

Рассчитаем минимальный припуск

под обдирку:

мкм;

под предварительное шлифование:

мкм;

под окончательное шлифование:

мкм;

Определим расчетный диаметр по формуле:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

мм

5. Выбор оборудования

Для вала:

Станок токарно-винторезный 1К620.

Кругло шлифовальный центровой станок3А130.

Для отверстия:

Станок токарно-винторезный 1К620.

Универсальный внутришлифовальный станок 3А228.

Выбор инструмента для вала.

Резец токарный проходной прямой, с углом в плане 90о с пластинами из твердого сплава Т15К6 (H=25 мм B=16мм L=140мм M=7мм).

Круг шлифовальный ПП60х20х50 ЭБСТ1К1.

Для отверстия.

Резец расточной для сквозных отверстий.

H=16мм B=12мм L=170мм М=6мм.

H=20мм B=16мм L=200мм М=8мм.

С углом врезки 0.

Круг шлифовальный для отверстий.

ЧП30х40х10 ЭБСТ1К1.

ЧП25Х40Х6 ЭБСТ1К1.

Табл. 5

№ операции	Технологические переходы обрабатываемой поверхности Ш60h12	Элементы припуска, мкм	Расчет припуска Zmin, мкм	Расчетный размер dp, мм	Допуск д, мкм	Предельные размеры	Предельные припуски
		Rz	h	Д				dmin	dmax	2Zmin	2Zmax
1	Получистовое точение	60	60	1150	2860	63,30	1	63,30	64,3	2,86	3,56
2	Предварительное шлифование	10	20	50	100	60,1	0,3	60,1	60,47	0,1	0,3
3	Окончательное шлифование	15	10	35	70	60,07	0,1	60,1	60,17	0,07	0,07
УZmin и Уzmax	3,01	3,66

Табл. 6

№ операции	Технологические переходы обрабатываемой поверхности Ш30H12	Элементы припуска, мкм	Расчет припуска 2Zmin, мкм	Расчетный размер dp, мм	Допуск д, мкм	Предельные размеры	Предельные припуски
		Rz	h	Д				dmin	dmax	2Zmin	2Zmax
	Обдирочное точение	60	60	992		27,2	992	27,2	26,15	2,15	2,53
	Получистовое точение	50	50	146	2080	29,35	0,7	29,35	28,65	0,29	0,7
1	Чистовое точение	30	30	97	292	29,64	0,3	29,65	29,75	0,19	0,4
2	Предварительное шлифование	10	15	50	194	29,83	0,1	29,85	29,9	0,1	0,17
3	Окончательное шлифование	5	10	35	100	29,93	0,03	29,95	30	0,1	0,1
УZmin и Уzmax	2,83	3,9

6. Расчет режимов обработки

В соответствии с заданием, рассчитаем режим резания для поверхности Ш60h8 с использованием аналитических формул.

Токарно-винторезная.

Станок 1м63 - токарно-винторезный.

Резец проходной, 25х16, Т15К6.

Глубина резания t = 1мм.

Подача Sо = 1 мм/об.

Подача расчетная:

S = Sо·К = 1·0,8 = 0,8 мм/об,

где К - коэффициент, учитывающий неравномерность обрабатываемой поверхности. Принятая подача Sп = 0,8 по паспортным данным станка. Скорость резания V, м/мин

При наружном продольном точении:

Принимаем Cv = 340, x = 0,15, y = 0,45, m = 0,20

Т = 40 мин для принятой стали:

Kv = Kмv·Knv·Kиv,

где Kмv-коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала(ув= 750 мПа)

 = = 1

КГ = 1,0 - для твердого сплава резца;

Кпv= 0,8 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности;

Киv= 1,0 - коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания (для Т15К6).

Vр = =199 м/мин.

Vp - расчетная скорость резания.

Расчетная частота вращения шпинделя:

np=,об/мин,

где D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм

np==1054 об/мин

По паспортным данным станка принимаем

np = 1000 об/мин

По принятой частоте вращения (пп) определяем действительную скорость резания Vд.

Vд == 234 м/мин

Для проверки принятого режима резания определяем эффективную мощность резания Nc.

Nc=, кВт,

где Pz - тангенциальная сила резания, Н.

Pz =

Ср = 300, х = 10, у = 0,75, п = - 0,15

Кр = - коэффициент, учитывающий фактические условия резания,

где Кмр =

Кцр =0,94 при ц= 60°

Кгр=1,1 при г= 0°

Клр=1 при л= 0°

Nc=

Nc < N ·n

Nc < 10·0,8 - для станка 1К620 - точение возможно.

Определим основное время точения:

То=, мин.

L - длина хода инструмента

L=lч + lвр

lч= 72 - размер по чертежу заготовки

lвр= 3 мм при t = 1 и ц = 60°

То =

Чистовое точение.

Станок 1м63.

Резец проходной упорный, 25х16, Т15К6.

Глубина резания t = 0,42мм.

Для Rz = 20 и радиуса при вершине резца r = 1,5 мм, t = 0,49 мм/об

По паспортным данным станка принимаем Sп = 0,2 мм/об

Скорость резания - Vр

Vp = =

T = 40 мин

Кмv = 1,27 Кпv = 1 Киv = 1

Расчетная частота вращения шпинделя np

припуск шпиндель технологический

np=

nд = 1800об/мин

Действительная скорость резания Vд

Vд=

Для чистового точения проверка режима резания по мощности станка не производится.

Размещено на Allbest.ru

...