Технология изготовления заготовки цилиндрической отливки детали СЧ18

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Задание на курсовую работу

Выбор заготовки

Выбор металлорежущего станка

Выбор инструмента

Выбор крепёжного приспособления

Расчет режимов резания

Расчет усилий резания

Технологическая карта

Список литературы

Задание на курсовую работу

Рисунок 7

Материал детали СЧ18

Заготовка цилиндрическая отливка

Выбор заготовки

Учитывая, что наружный диаметр готовой детали может быть равен 59,7 мм, а длина ее может быть равна 79,65 мм, принимаем в качестве заготовки цилиндрическую болванку с наружным диаметром 20 мм.

Учитывая, что деталь состоит из элементов, имеющих форму тел вращение в одном из которых имеет продольный паз прямоугольного сечения, принимаем, что обработка детали осуществляется за две операции: 1- токарную и 2 фрезерную.

Токарную операцию, учитывая конфигурацию детали, планируем выполнить на одну установку: А.

Находим величину отношения длины детали к ее диаметру: L/D = 80/60 = 1,33. Отношение L/D < 4, поэтому выбираем крепление детали на токарном станке только в патроне. Выполняем установочный эскиз детали в масштабе, показывая на эскизе схему закрепления детали. Все поверхности детали, подвергаются токарной обработке, пронумеровываем в последовательности по переходам - от первого до третьей. Внизу эскиза показываем режущий инструмент с направлением подаче, номер перехода и вращение заготовки. Обрабатываемые поверхности показываем утолщенными линиями.

Фрезерную операцию планируем выполнить за одну установку при горизонтальном расположении продольной оси детали.

Выбор металлорежущего станка

Исходя из габаритных размеров детали, для выполнения токарной операции принимаем токарно-винторезный станок 1К 62, имеющий следующую техническую характеристику приложение 1:

наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 400;

расстояние между центрами, мм -1000;

число ступеней чистоты вращения шпинделя- 23;

чистота вращения шпинделя, об/мин - 12,5 -2000;

подача суппорта: продольная, мм/об - 0,07-4,16;

поперечная, мм/об 0,035 - 2,08;

мощность главного электродвигателя, кВт 7,5;

КПД станка - 0,75;

наибольшая сила подачи, Н - 3600.

Для определения промежуточных значений частоты вращения шпинделя и подач находим значение знаменателей геометрических прогрессий частоты вращения и подач из формул:

где z число членов прогрессии (число ступеней частот вращения шпинделя или подач).

Подставляя числовые значения, находим:

Принимаем стандартизованные значения знаменателей рядов и рассчитываем частоты вращения шпинделя и величины продольных подач для диапазона наиболее часто используемого на практике и результата расчета сводим в таблицу «А».

Таблица «А»

Zч	8	9	10	12	13	14	15	16	17	18	19
n, об/мин	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250
Zn	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
S, мм/об	0,21	0,23	0,3	0,34	0,39	0,43	0,47	0,52	0,57	0,61	0,7

Для выполнения фрезерной операции принимаем вертикально-фрезерный станок 6М12П, имеющий следующую техническую характеристику приложение 1: рабочая поверхность стола мм - 320х1250;

число ступеней частоты вращения шпинделя - 18;

частота вращения шпинделя, об/мин - 31160;

число ступеней подач - 18;

подача стола: продольная, мм/мин - 25 -1250; поперечная, мм/мин - 15,6 - 785;

мощность главного электродвигателя кВт - 7,5;

КПД станка - 0,75;

наибольшая допустимая сила подачи Н - 15000 Н.

Для определения промежуточных значений частоты вращения шпинделя и подач находим значение знаменателей геометрических прогрессий частоты вращения и подачиз формул:

Где z число членов прогрессии (число ступеней частот вращения шпинделя или подач).

Подставляя числовые значения, находим:

Принимаем стандартизованные значения знаменателей рядов и и рассчитываем частоты вращения шпинделя и величины продольных и поперечных подач для диапазона наиболее часто используемого на практике и результата расчета сводим в таблицу «В».

Таблица «В»

Zч	8	9	10	12	13	14	15	16	17	18	19
n об/мин	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250
Zn	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Sпр мм/об	25	32	40	50	63	80	100	125	160	200	250
Snn мм/об	25	32	40	50	63	80	100	125	160	200	250

Выбор инструмента

Режущий инструмент

Тип инструмента выбираем в соответствии с выполняемой операцией и переходом. Материал режущей части инструмента выбираем в зависимости от механических свойств обрабатываемого материала и характера работы.

Для переходов 1, 2 и 3 токарной операции выбираем проходной отогнутый резец с пластиной толщиной 6мм из твердого сплава марки ВК6 табл.4. Главный угол в плане

Для перехода 4 токарной операции выбираем отрезной резец с пластиной толщиной 6мм из твердого сплава марки ВК6 Длина режущей кромки резца 5мм.

Период стойкости резцов принимаем равным 90мин.

Для фрезерной операции выбираем шпоночную цельную двухперую фрезу по ГОСТ 16463-80 из быстрорежущей стали Р6М5 диаметром 10мм принимаем период стойкости фрезы 120мин.

измерительный инструмент

Исходя из размеров и допусков размеров детали для токарной операции и для фрезерной операции выбираем в качестве измерительного инструмента штангенциркуль ШЦ-11-0-160 с ценой деления 0-0,5.

Выбор крепёжного приспособления и способы крепления.

В п.1 по величине отношения L/D<4, выбран способ крепления детали на токарном станке - в патроне.

Длину установки (базовая длина) заготовки определяем

15=60+5+15=80мм,

Здесь L =60мм- длина детали;

=5 мм- размер на отрезание детали (ширина режущего лезвия отрезного резца 2 табл.6.

Расчет режимов резания по переходам токарной операции.

Расчет режимов резания выполняется по каждому переходу. Если переход состоит из двух и более переходов: чернового (черновых) и чистового, то скорость резания и число оборотов шпинделя рассчитываем только для первого чернового прохода и чистового прохода отдельно. Для второго и последующих черновых проходов задаем числом оборотов первого чернового прохода и по нему рассчитываем фактическую скорость резания. Усилия резания рассчитываем только для самого нагруженного прохода, где наибольшая подача и глубина резания. Для этого прохода рассчитываем и мощность станка.

Так как в исходных данных не указаны свойства материала заготовки (СЧ18), то принимаем, что вид термообработки материала - нормализация и временное сопротивление = 180 Мпа 3 табл. 10.

Переход 1 - подрезка торца пов. 1.

Параметр шероховатости обработанной поверхности Rz 80. Ранее принято, что обработка ведется проходным отогнутым резцом с пластиной из твердого сплава марки ВК6, толщина пластины 6 мм. Главный угол в плане . Период стойкости резца 90 мин. Принимаем глубину резания t= 2мм

По табл. 10 определяем подачу при чистовом точении с учетом свойств материала (коэффициент Ks =0,8)

S=0.47*0.8=0.38мм/об.

По табл. 1 принимаем величину подачи по паспорту станка

Sст =0,34 мм/об < S

Вычисляем расчетную скорость резания

м/мин

где = 324 - коэффициент, зависания от обрабатываемого материала табл. 5;

- коэффициент учитывающий реальные условия обработки

здесь - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала

- коэффициент, зависящий от материала режущей части резца таблица (2);

- коэффициент, учитывающий влияния периода стойкости резца таблица (3);

- коэффициент, учитывающий состояния поверхности заготовки таблица 4;

- показатели степени таблица (5);

Определяем расчётную частоту вращения шпинделя

об/мин

По табл. 1 принимаем частоту вращения шпинделя по паспорту станка, учитывая практический опыт

об/мин

Находим фактическую скорость резания

м/мин

Рассчитываем основное технологическое время на обработку

мин

Где мм - расчетная длина обработки;

мм - длина обработки при подрезке торца;

мм - величина врезания инструмента;

мм - величина перебега инструмента;

i=1 - количество проходов.

Переход 2 - точить пов. 2.

Параметр шероховатости обработанной поверхности Rz80. Ранее принято, что обработка ведется проходным отогнутым резцом с пластинной из твердого сплава марки ВК6, толщина пластины 6 мм.

Главный угол в плане. период стойкости резца 90 мин. Определяем глубину резания

крепление деталь резание заготовка

мм

По табл. 10 определяем подачу при чистовом точении с учетом свойств материала (коэффициент)

S=0,47*0,8=0,38 мм/об.

По табл. 1 принимаем величину подачи по паспорту станка

мм/об < S

Вычисляем расчетную скорость резания

м/мин

Где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала табл.5;

- коэффициент, учитывающий реальные условия обработки

здесь - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

- коэффициент, зависящий от материала режущей части резца таблица(2);

- коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца таблица(3);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки таблица 4;

- показатели степени.

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя

об/мин

По табл.1 принимаем частоту вращения шпинделя по паспарту станка, учитывая практический опыт

об/мин

Находим фактическую скорость резания

м/мин

рассчитываем основное техническое время на обработку

мин

Где мм - расчетная длина обработки;

l=80мм - длина детали

мм -величина врезания инструмента

мм - величина перебега инструмента;

- количество проходов.

Переход 3 - точить пов. 3 предварительно.

Припуск на обработку пов. 4 равен (40-30)/2=5 мм, поэтому для предварительной обработки принимаем глубину резания t=0,8*5=4 мм. Ранее принято, что обработка ведется расточным упором отогнутым резцом из твердого сплава марки ВК6, толщина пластины 6мм. Главный угол в плане Период стойкости резца 90мин.

По табл. 10 определяем подачу при черновом точении с учетом свойств материала

0,15 мм/об.

По табл. 1 принимаем величину подачи по паспарту станка

0,15 мм/об < S = 0,15 мм/об.

Вычисляем расчетную скорость резания по формуле

м/мин

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала табл.5;

- коэффициент, учитывающий реальные условия обработки;

здесь - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

- коэффициент, зависящий от материалорежущей части резца таблица (2);

-коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца таблица (3);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки таблица (4);

- показатели степени

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя

об/мин

По табл. 1 принимаем частоту вращения шпинделя по паспарту станка, учитывая практический опыт

об/мин

Находим фактическую скорость резания

м/мин

Рассчитываем основное технологическое время на обработку

мин

Где мм - расчетная длина обработки;

l=10 мм - длина детали;

- величина врезания инструмента;

мм - величина перебега инструмента;

i=1- количество проходов.

Расчет усилий резания.

Переход 3 точить пов. 3 окончательно.

Параметры шероховатости обработанной поверхности - Rz20. Припуск на окончательную обработку пов. 4 равен 5-4=1 мм. Ранее принято, что обработка ведется расточным упором отогнутым резцом из твердого сплава марки ВК6 толщина пластины 6 мм. Главный угол в плане . Период стойкости резца 90 мин.

По табл. 10 определяем подачу при чистовом растачивании с учетом свойств материала

0,15 мм/об.

По табл. 1 принимаем величину подачи по паспорту станка

0,15 мм/об < S = 0,15 мм/об.

Вычисляем расчетную скорость резания по формуле

м/мин

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала табл.5;

- коэффициент, учитывающий реальные условия обработки;

здесь - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

- коэффициент, зависящий от материалорежущей части резца таблица (2);

-коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца таблица (3);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки таблица 4;

- показатели степени таблица (5).

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя

об/мин

По табл. 1 принимаем частоту вращения шпинделя по паспарту станка, учитывая практический опыт

об/мин

Находим фактическую скорость резания

м/мин

Рассчитываем основное технологическое время на обработку

мин

Где мм - расчетная длина обработки;

l=10 мм - длина детали;

- величина врезания инструмента;

- величина перебега инструмента;

i=1- количество проходов.

Переход 5 отрезать заготовку по поз.4

Параметры шероховатости обработанной поверхности - Rz80. Ранее принято, что обработка ведется отрезным резцом с пластиной из твердого сплава марки ВК6 толщина пластины 6 мм. Длина режущей кромки резца 5 мм. Период стойкости резца 90 мин. Глубина резания при отрезании принимается равной длине режущей кромки, т.е. t=5 мм определяем подачу при отрезании.

0,16 мм/об.

По табл. 1 принимаем величину подачи по паспарту станка

0,15 мм/об < S = 0,16 мм/об.

Вычисляем расчетную скорость резания по формуле

м/мин

где - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала табл.5;

- коэффициент, учитывающий реальные условия обработки;

здесь - коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

- коэффициент, зависящий от материалорежущей части резца таблица (2);

-коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резца таблица (3);

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки таблица 4;

- показатели степени таблица (5).

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя

об/мин

По табл. 1 принимаем частоту вращения шпинделя по паспарту станка, учитывая практический опыт

об/мин

Находим фактическую скорость резания

м/мин

Рассчитываем основное технологическое время на обработку

мин

Где мм - расчетная длина обработки;

мм - длина детали;

- величина врезания инструмента;

- величина перебега инструмента;

i=1- количество проходов.

Расчет усилий резания

Наиболее нагруженным является проход 4, где подача S = 0,15мм/об и глубина резания t = 4мм.

Рассчитываем силу резания по формуле

Где - коэффициенты по табл. 8;

- поправочный коэффициент;

Здесь - поправочный коэффициент на свойства материала табл.6;

- поправочный коэффициент на главный угол в плане табл. 7

Определяем усилие подачи

Усилие подачи меньше усилия, допускаемого механизмом станка, т.е. данный режим резания возможно осуществить на выбранном станке.

Рассчитываем эффективную мощность на резание

кВт.

Потребная мощность на шпинделе станка

кВт.

Коэффициент использования станка по мощности главного электродвигателя

Расчет режима резания фрезерной операции

Переход 1 (фрезеровать шпоночный паз на пов. 2)

Величину подачи при продольном фрезеровании паза определяем

мм/зуб.

Расчетную скорость резания определяем по формуле

м/мин

Где - коэффициент и показатель степени в формуле скорости резания;

D = 10мм - диаметр фризы;

B = 10мм - ширина слоя, срезаемого при обработке

- коэффициент, учитывающий реальные условия обработки

Определяем расчетную частоту вращения шпинделя:

об/мин

По табл.2 принимаем частоту вращения шпинделя по паспарту станка

об/миноб/мин

Находим фактическую скорость резания

м/мин

Рассчитываем значение минутной подачи

мм/мин

По табл.2 принимаем величину подачи по паспорту станка и рассчитываем фактическую подачу

мм/мин, мм/зуб.

Рассчитываем силу резания по формуле

Где - коэффициенты по табл.8;

- поправочный коэффициент;

здесь - поправочный коэффициент на свойства материала табл.6;

поправочный коэффициент на главный угол в плане табл. 7

Определяем усилие подачи

Усилие подачи меньше усилия, допускаемого механизмом станка, т.е. данный режим резания возможно осуществить на выбранном станке.

Рассчитываем эффективную мощность нарезания

кВт

Потребная мощность на шпинделе станка

кВт.

Коэффициент использования станка по мощности главного электродвигателя

Составление технологической карты обработки

По данным расчета режимов резания составляем технологическую карту обработки.

Технологическая карта

№ п/п	Содержание операций	Станок	Инструмент	Размеры	Режимы обработки	Вре- мя
	и переходов		вспомогательный	режущий	измерительный	D, мм	d, мм	L, мм	t, мм	S, мм/об	n, об/мин	V, м/мин	i, к-во	Тn, мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
I	Токарная	6М12П 1К62
А	Установить заготовку в 3-х кулачковый патрон				Шц II 0-200	65		100
1	Подрезать торец пов.1			Т15 к6	Шц II	65		100	1,5	0.1	315	78	1	0,48
	.....................
5	Отрезать деталь пов.5			Т15 к6	Шц II	60		80	3	0.1	315	65	1	0.55
II	Фрезерная
А	Установить заготовку в машинные тиски
1.	Фрезеровать квадрат пов.1			Р18	Шц II	30		10	3	0.2	450	42	4	5.6
2.	Снять деталь

Таблица 2

Марка твердого сплава	КИv	Марка твердого сплава	КИv
Т5К10 Т15К6 Т30К4	0.65 1.00 1.50	ВК8 ВК6	1.00 1.20

Таблица 3

Стойкость резца Т, мин	КТ	Стойкость резца Т, мин	КТ
30 45 60	1.15 1.06 1.00	75 90 120	0.94 0.92 0.87

Таблица 4

Обрабатываемый материал	Предел прочности МПа	Твердость НВ, Мпа	КПv
			с коркой	без корки
Углеродистые, легированные стальное литье Чугун серый	400-500 500-600 600-700 700-800 800-900 - - - -	- - - - - 1400-1600 1600-1800 1800-2000 2000-2200	1.76 1.35 1.03 0.80 0.65 1.13 0.91 0.75 0.64	2.20 1.69 1.29 1.00 0.81 1.51 1.21 1.00 0.85

Таблица 5

Обрабатываемый материал и его механические св-ва	Подача мм/об	Сv	Xv	Yv	m
Сталь Серый чугун	S > 0.3 S < 0.3 S > 0.4 S < 0.4	420 350 292 243	0.15 0.15 0.15 0.15	0.20 0.35 0.2 0.4	0.2 0.2 0.2 0.2

Таблица 6

С т а л ь	Ч у г у н
	Кмр	НВ, МПа	Кмп
400-500 510-600 610-700 710-800 810-900	0.76 0.82 0.89 1.00 1.10	1400-1600 1610-1800 1810-2000 2100-2200 22102400	0.88 0.94 1.00 1.06 1.012

Таблица 7

Гл. угол в плане , град	Кр
	сталь	чугун
45 60 90	1,00 0,98 1,08	1,00 0,96 0,92

Значения С_р, X_р ,Y_р и n_р при точении приведены в таблице 8.

Таблица 8

Обрабатываемый материал	Материал режущей части	Ср	Хр	Yp	Np
Сталь Чугун	Твердый сплав Быстрореж. Сталь Твердый сплав Быстрореж. Сталь	300 200 92 158	1 1 1 1	0.75 0.75 0.75 1.00	-0.15 0 0 0

Таблица 9

Обрабат. материал	Режущая часть	Тип фрезы	Подача Sz, мм	Сv	qv	Xv	Yv	Иv	v
Сталь	Тверд. сплав Быстр. Реж.	Торцовая Цилиндрическая Дисковая Прорезная	- < 0.1 > 0.1 < 0.1 > 0.1 -	332 55 35.4 75.5 48.5 53	0.2 0.45 0.45 0.25 0.25 0.25	0.1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3	0.4 0.2 0.4 0.2 0.4 0.2	0.2 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2	0 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Чугун	Тверд. сплав Быстр. Реж.	Торцовая Цилиндрическая Прорезная	- < 0.15 > 0.15 -	306 56.7 26 74	0.2 0.7 0.7 0.25	0.1 0.5 0.5 0.3	0.3 0.2 0.6 0.2	0.2 0.3 0.3 0.2	0 0.3 0.3 0.1

Таблица 10

Обрабатываемый материал	Тип фрезы	Ср	Xр	Yр	Ир	qр
Цилиндрич. Концевая Сталь Торцевая Дисковая	68 82	0.86 1.10	0.74 0.80	1.00 0.95	-0.86 -1.10
Цилиндрич. Концевая Чугун Торцевая Дисковая	48 70	0.83 1.14	0.65 0.70	1.00 0.90	-0.83 -1.14

Токарно-винторезные станки

Показатели		Модели	станков
	1М61	1А616	1К62	1К620
Наибольший диаметр обрабатываемой детали/мм. Расстояние между центрами мм. Число ступеней частоты вращения шпинделя Частота вращения шпинделя Число ступеней подач суппорта Подача суппорта, мм/об: продольная поперечная Мощность главного электродвигателя, кВт. КПД станка Наибольшая сила подачи механизмов подачи, МПа.	320 1000 24 12,5-1600 24 08-1.9 0.04-0.95 4 0.75 1500	320 710 21 9-1800 16 0.065-0.91 0.065-0.91 4 0.75 2100	400 1000 23 12,5-2000 42 0.07- 4.16 0.035-2.08 7.5-10 0.75 3600	415 1000 22 12,5-1600 42 0.05- 4.16 0.25-2.08 10 0.75 6000

Горизонтальные и вертикальные фрезерные станки

Показатели	Модели станков
	горизонтальных вертикальных
	6М81Г	6М82Г	6М12П	6М12ПБ
Рабочая поверхность стола, мм Число степеней шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин Число ступеней подач Подача стола, мм/мин продольная поперечная Наибольшая допустима сила подачи, МПа Мощность главного электродвигателя, кВт КПД станка	250х1000 18 40-2000 18 20-1000 6.5-333 12000 4 0.8	320х1250 18 31-1600 18 25-1250 8.3-416 15000 7.5 0.75	320х1250 18 31-1600 18 25-1250 15.6-785 15000 7. 5 0 .75	320х1250 18 50-2500 18 40-1200 27-1330 16000 10 0.75

Частота вращения шпинделя для станков в об/мин. выборочно:

1А61 - 90;112;140;180;224;280;355;450;560;710;900.

1К62 - 12,5,*16;20,-25;31,5;40;50,-63;80,-100;125;160;

1К620 - 200;250;315;400;500;630;800;1000;1250;1600; 2000 .

Величина продольных подач/мм/об (выборочно):

1А61-0.1; 0.13; 0.15; 0.17; 0.2; 0.23; 0.3; 0.4; 0.45; 0.5.

1К62-0.15; 0.17; 0.19; 0.21; 0.23; 0.28; 0.3; 0.34; 0.39; 0.43; 0.47; 0.52; 0.57; 0.61; 0.7; 0.78.

1К620-0.05; 0.06; 0.075; 0.09; 0.1; 0.125; 0.15; 0.175, 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 0.6; 0.8.

Литература

1.Краснов Ю.И. Технология конструкционных материалов. Задание на курсовую с методическими указаниями для студентов 4 курса специальности Т, 13, СМ, ЭПС. РГОТУПС. Москва 2002.

2.под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. справочник технолога- машиностроителя. Г. 2, 4-е изд., перераб., и доп. - М.: Машиностроение, 1086.

3.анурьев В.И. Справочник конструктора- машиностроителя. Т.т1.5- е изд., перераб., и доп. - М.: Машиностроение, 1996.

Размещено на Allbest.ru

...