m3–масса металла, затрачиваемого на производство заготовки, т;
Кn–коэффициент, учитывающий тип и вид производства заготовки (для штамповки на прессеКn=2,0);
С3=2720*(0,00252+0,00113)*2=19,85 грн.
В проекте, в отличие от принятой заводской технологии, предусмотрено получение исходной заготовки из толстостенной трубы.
Данное мероприятие обеспечит экономию материала, инструмента и времени на механическую обработку втулки.
Исходная труба имеет параметры: внешний диаметр – 84 ммвнутренний диаметр – 51мм, длина – 76 мм, масса – 2,10 кг. При этом себестоимость заготовки составит:
Сзн=2720*0,0021*2 =11,42(грн.)
Рассчитанный показатель свидетельствует о том, что себестоимость заготовки, полученной из трубы, ниже себестоимости исходной поковки. Следовательно, предложенный выбор варианта заготовки является экономически более целесообразным.
Коэффициент использования материала составит:
Ким=1,1/2,1 = 0,52
Полученное значение коэффициента подтверждает правильность выбора метода получения заготовки.
Уменьшение припусков на обработку позволит исключить операцию чернового зенкерования отверстия втулки и обеспечит снижение трудоемкости механической обработки на 0,8 мин.
4.4. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ
Припуск – это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки для достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.
Припуск на обработку поверхностей детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.
Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки.
Ниже приведен расчет припусков на обработку наружной поверхности втулки
h6(-0,022)
Исходные данные для расчета припусков на механическую обработку:
а) наименование детали – втулка, заготовка – поковка;
б) материал – сталь 45ХГТ;
в) элементарная поверхность для расчета припусков – наружный диметр
h6(-0,022);
г) на всех технологических переходах для фиксации заготовки используется оправка.
Минимальный припуск при обработке наружных поверхностей равен:
2 Z i min = 2[(R z + h) i-1 + v ( i-1 + i )] , (4.2)
где Rz i-1– высота неровностей профиля шероховатости поверхности на предшествующем переходе;
h i-1 - глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;
- суммарное отклонение расположения поверхности на предшествующем переходе;
- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.
При шлифовании заготовки после термической обработке поверхностный слой должен быть сохранен, поэтому слагаемое h из формулы исключают.
При выглаживании припуск на обработке определяется высотой неровностей поверхности.
Небольшой предельный припуск для обработки наружных поверхностей равен:
2Zimax=Dmaxi-1– Dmax(4.3)
2Zimin=Dmini-1-Dmini(4.4)
Значения составляющих єлементов минимального припуска Rz, h,
приняты по справочным нормативным данным для расчета припусков [30,с.185-189].
Расчет припусков и промежуточных размеров по технологическим переходам при аналитическом методе расчета приведен в таб. 4.2.
Таблица 4.2 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам.
|
Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки
|
Элементы припуска |
Расчетный припуск 2Zimin, мкм |
Расчетный мин.размер мм |
Допуск на изготовление TD, мкм |
Предельные размеры, мм |
Предельные припуски, мкм |
| Rz
|
h |
|
|
|
| |
Dmax
|
Dmin |
2Zmax |
2Zmin |
Поковка |
80
|
200 |
430 |
- |
- |
83,192 |
2900 |
89,9 |
87,0 |
- |
- |
Точение черновое |
40
|
40 |
57,75 |
175 |
1488 |
81,704 |
350 |
82,5 |
82,15 |
7,4 |
4,85 |
Точение получистовое |
20
|
20 |
4,08 |
120 |
426 |
81,278 |
220 |
81,7 |
81,48 |
0,8 |
0,67 |
Шлифование |
0,63
|
- |
8,1 |
110 |
300 |
80,978 |
22 |
81,0 |
80,978 |
0,7 |
0,502 |
Выглаживание |
0,32
|
- |
- |
- |
- |
80,978 |
22 |
81,0 |
80,979 |
0 |
0 |
Проверка расчета :
2Zomax-2Zomin=TDз-TDд
где2Zomaxи2Zomin–общие предельные припуски;
TDз– допуск на изготовление заготовки;
TDд –допуск на изготовление готовой детали.
8900-6022=2900-22
2878=2878
Расчетные минимальные припуски на обработку подтверждают правильность выбора параметров заготовки.
4.4.2. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ И ОСНОВНОГО ВРЕМЕНИ
Режим резания металлов определяется следующими основными параметрами: глубиной резания t, подачей S и скорость резания V. Исходными данными для выбора режима резания являются сведения об изготовляемой детали и ее заготовке, а также данные о применяемом оборудовании и инструменте.
Необходимо рассчитать режимы резания и основное время для зенкерования на токарно-револьверной операции 005, выполняемой на токарно-револьверноя станке 1П365.
Глубина резания при зенкеровании рассчитывается по формуле:
t=0,5(D-d),(4.5)
где d и D – диметры отверстия соответственно до и после зенкерования, мм;
Подача при отсутствии ограничивающих факторов принимается максимально допустимая.
Скорость резания при зенкеровании V, м/мин., определяется по формуле:
, (4.6)
где Сv– постоянный коэффициент, учитывающий вид и марку обрабатываемого материала [31, с278, таб.29];
Т - период стойкости;
Кv – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания;
Kv=KмvKuvKtv(4.7)
гдеKмv– коэффициент на обрабатываемый материал [31, c.261-263, табл.1-4];
Kuv- коэффициент на инструментальный материал [31, с.263, табл.6];
Klv- коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия [31, с.280, табл.31];
При зенкеровании штампованных отверствий вводится дополнительно поправочный коэффициент Kпv[31, c.263, табл.5].
Значения коъффициента Сvи показатели степени x,y,m взяты по справочным данным [31, с.269, табл.17].
Частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле:
(4.8)
Полученную частоту вращения корректируют по паспортным данным станка и расчитывают фактическую скорость резания:
(4.9)
Мощность резания при зенкеровании, кВт, определяют по формуле:
; (4.10)
где Мкр – крутящий момент, который рассчитывается по формуле:
; (4.11)
значения коэффициентов и показателей степени взяты в нормативных данных [31, с.281, табл.32].
Основное время определяют по формуле:
(4.12)
где L –полный путь, проходимый инструметов в направлении подачи.
Определяем глубину резания :
1-й переход: t=0,5(53-51)=1,0;
2-й переход: t=0,5(54,8-53)=0,9;
Определяем подачу :
S=1,1-1,3 мм/об
Рассчитываем скорость резания при зенкеровании:
1-й переход:
мм/об
2-й переход:
мм/об
Определяем частоту вращения шпинделя:
1-й переход:
=77 об/мин;
2-й переход:
об/мин;
Определяем фактическую скорость резания:
1-й переход:
мм/об
2-й переход:
мм/об
Рассчитываем мощность резания :
1-й переход:Мкр=10*0,09*53,21*10,9*1,20,8*1=60,36 Нм;
кВт;
2-й переход:
Мкр=10*0,09*54,81*0,90,9*1,20,8*1=46,68 Нм;
кВт;
Определяем основное время :
1-й переход:
мин;
2-й переход:
мин;
Время на зенкерование за два перехода снизились на 0,03 мин.
Основное время на токарно-револьверной операции 005 снизились на 0,83 мин.
4.4.3. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ СТАНОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ .
В качестве приспособления на токарной операции выбрана цанговая оправка. С ее помощью осуществляется установка внутренней поверхностью вращения втулки и перпендикулярной к ее оси плоской поверхностью.
Оправка состоит из корпуса, фланца, цанги и штока. Фланец служит для надежного прикрепления оправки к планшайбе станка винтами. Шток проходит через шпиндель и соединяет опраку с пневмоцилиндром. Ход штока в разных направлениях позволяет открывать и закрывать лепестки цанги, которые держат втулка. Так как оправка имеет конусообразную форму, для фиксации положения детали имеется штифт. Гидропластмассовые оправки имеют пониженную функциональную надежность из-за высыхания гидропластмассы и утечек газообразной смазки. Сила закрепления заготовки – осесимметричная.(прил.Б).
4.4.4. РАСЧЕТ СПЕЦИАЛЬНОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
Исходные данные для выбора режущего инструмента: на токарно-револьверном станке 1П365 производится черновое зенкерование отверстия до диаметра 53Н13 на глубину 76 мм. Обрабатываемый материал – сталь 25ХГТ с НВ 156…229.
Большинство конструкций металлорежущего инструмента изготовляют – рабочая часть из инструментального материала, крепежная из обычных конструкционных сталей (сталь 45, 50, 40Х).
Выбираем насадной зенкер со вставными ножами из быстрорежущей стали P18, так как эта марка стали отличается удовлетворительной прочностью, повышенной износостойкостью при малых и средних скоростях резания и широким интервалом закалочных температур, имеет удовлетворительную шлифуемость и пригодна для обработки обычных конструкционных материалов в условиях динамических нагрузок. Крепежная часть зенкера изготовлена из стали 45Х. Рабочая часть инструмента в виде пластин из быстрорежущей стали соединена с крепежной с помощью сварки (приложение Б).
Диаметр инструмента – 53.2 мм, длина – 510 мм, число зубцов – 4.
Устанавливаем геометрические параметры зенкера по нормативам [31, с.155, табл.48] , Для обработки стали НВ 156…229 при режущей части из быстрорежущей стали передний угол = 12 ; задний угол = 10 ; угол в плане
= 60 ; 1 =30; угол наклона спирали = 20 ; ширина фаски = 0,8 мм, угол наклона инструмента = 0 при обработке стали.
Средний период стойкости зенкера – 80 мин.
4.4.5 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ КОНТРОЛЬНО – ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ , ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЕТОВ ПО ОБОСНОВАНИЮ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ОСНАСТКИ
При изготовлении деталей их действительные размеры в силу различных причин иногда оказываются вне поля допуска. Годность действительных размеров устанавливают либо путем их измерения , либо путем контроля (приложение Б).
Для контроля отверстий используются калибры – пробки. Номинальный размер проходной стороны пробки ПР равен наименьшему предельному размеру отверстия. Непроходная сторона калибра – пробки НЕ должна входить в отверстие , поэтому ее номинальный размер равен наибольшему предельному размеру отверстия.
Необходимо проконтролировать размер отверстия 53Н13.
Для 13 – го квалитета точности верхнее предельное отклонение ES = +460 vrv? Yb; нижнее предельное отклонение EI = 0.
Наибольший предельный размер Dmax = D + ES = 53 +
+ 0,46 = 53,46 мм.
Наименьший предельный размер Dmin = D + EI = 53 + 0 = = 53 мм.
Допуск на изготовление калибров-пробок (по ГОСТ 24853 – 81 для IT13):
Н = 30 мкм.
Отклонение середины поля допуска на изготовление проходного калибра для отверстия от проходного предела отверстия ( по ГОСТ 24853 – 81 для IT 13):
Z = 48 мкм.
Допустимый выход размера изношеного проходного калибра для отверстия за проходной предел отверстия ( по ГОСТ 24853 – 81 для IT 13) :
У = 0.
Расчет исполнительных размеров калибров для контроля размера О53 Н13 производится по следующим формулам :
А) проходной калибр-пробка :
1) наибольший предельный размер проходного калибра – пробки :
ПP max = Dmin + Z + H/2; (4.13)
ПP max = 53 + 0.048 + 0.015 = 53.063
2) наименьший предельный размер нового проходного калибра-пробки :
ПP min = Dmin + Z - H/2; (4.14)
ПP min = 53 + 0.048 - 0.015 = 53.033
3) размер проходного калибра – пробки , проставляемый на чертеже :
