Курсовая работа: Анализ технологической операции изготовления гильзы цилиндра

DОБР диаметр заготовки после обработки, мм;

t=(152,5 122,6) /2 = 14,95мм

Так как припуск большой, обработку будем производить в 6 проходов. Назначаем глубину резания t=2,5мм.

Подача выбирается по таблице 14 ([2], с.268). Для шероховатости Ra 2,5 и радиуса при вершине r=0,8 мм подача равна S=0,2 мм/об.

Скорость резания v, м/мин, определяется по формуле:

v =×КV, (5.2)

где СV ¾ коэффициент, табличная величина;

m, x, y ¾ показатели степеней, табличные величины;

Т ¾ период стойкости, мин;

КV ¾ поправочный коэффициент.

Коэффициент СV и показатели степеней выбираются по таблице 17

([2], с.270): СV =420; x=0,15; y=0, 20; m=0, 20.

Коэффициент КV определяется по формуле:

КV = КMV × КПV × КИV, (5.3)

где КМV ¾ коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

КПV ¾ коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности;

КМV ¾ коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента;

Кj V ¾ коэффициент, учитывающий влияние геометрии резца.

Значение коэффициента КMV определяется по формуле

([2], таблица 1, с.261):

 (5.4)

где Кг– коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости

B – фактический параметр твердости материала;

nV ¾ показатель степени;

Кг= 0.8 - при обработке резцами из твёрдого сплава ([5], таблица 2, с.262).

nV =1,25 - при обработке резцами из твёрдого сплава ([5], таблица 2, с.262).

КМV =0,8(750/930) 1,25=0,61;

КПV =0,8 - для деталей из поковки([5], таблица 5, с.263);

КИV =0,65 - для инструмента из твёрдого сплава марки Т5К10

([5], таблица 6, с.263).

КV = 0,61×0,8×0,65 = 0,32;

v =(420/ 300,2 ×2,50,15× 0,2 0,2) ´0,32= 84,6 м/мин;

Частота вращения шпинделя n, об/мин, определяется по формуле:

n =; (5.5)

где D - диаметр заготовки, формируемый при обработке.

n =(1000×84,6) /(3,14×175) =153,9 об/мин;

Корректируем частоту вращения шпинделя по станку. Принимаем, согласно паспортным данным станка, n=150 об/мин. Определяем скорректированную скорость резания:

 (5.6)

Определяем минутную подачу по формуле:

Sм=Sо×n =0,25×150 =37,5 мм/мин; (5.7)

Выполним проверку достаточности мощности станка. Мощность, потребная на резание определяется по формуле:

 (5.8)

где Pz – тангенциальная составляющая силы резания.

 (5.9)

где Cp – коэффициент, зависящий от угла в плане.

Принимаем Cp =285 – для j = 45° ([6], табл.2, с.42).

Pz = 285 × 0,25 ×0,2 0,75 82,4 - 0,5=9,4

Nэ=9.4×82.4/6120=12 кВт

Следовательно, при таком режиме резания обработка на выбранном станке возможна.

Результаты расчёта сведены в таблицу (таблица 5.3):

Таблица 5.3 - Режимы резания при обработке поверхности Æ122,6

Параметр	Величина
Глубина резания, мм	2,5
Подача, мм/об	0,2
Частота вращения шпинделя, об/мин	150
Минутная подача, мм/мин	37,5
Скорость резания, м/мин	82,4

Рассмотрим обработку поверхностей конавок 8 и 12 (рисунок 5.1). На эти переходы данной операции осуществляем выбор режимов резания табличным методом в соответствии с источником [6].

1) Выбор глубины резания.

Выбор минимально необходимой глубины резания осуществляется по карте 2 с.37. Припуск на этих поверхностях такой же, как и на вышерассмотренных. Принимаем номинальную глубину резания равной 2 мм.

2) Выбор подачи.

Подачу выбираем по карте 6 (с.46). Для поверхностей 8 и 12 табличная подача равна 0,20 мм/об. Выбранное значение подачи корректируем с учетом поправочных коэффициентов, которые выбираем по карте 8 для измененных условий в зависимости от:

инструментального материала Ки=1,1;

сечения державки резца Кд=1,2;

радиуса вершины резца Кр=0,85;

квалитета обрабатываемой детали Кк=1,15;

кинематического угла в плане Kки=1;

Окончательно значение подачи для обработки поверхностей 8 и 12 определяется по формуле:

S=SТКиКдКрКкКки; (5.10)

Подставляя значения получим:

S=0,21,11,20,851,151=0,26 мм/об;

3) Выбор скорости резания.

Скорость резания для обработки поверхностей 8 и 12 определяется по карте 21 (с.80). Для поверхностей 2 и 3 VT=203 м/мин. По карте 23 (с.82) выбираем поправочные коэффициенты на скорость резания в зависимости от:

инструментального материала Ки=0,85;

группы обрабатываемого материала Кс=1;

вида обработки Ко=1;

жесткости станка Кж=0,70;

геометрических параметров резца Кг=0,95;

периода стойкости режущей части резца КТ=1;

наличия охлаждения Kох=0,75.

Значение скорректированной скорости резания определяется по формуле:

V=VTКиКоКжКсКгКтКох; (5.11)

Скорректированная скорость резания равна

V=2030,85110,70,9510,75=86 м/мин;

4) Определение частоты вращения шпинделя.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле (5.5)

Корректируем полученную частоту по паспортным данным станка, принимаем: nф =22 об/мин.

Определяем фактическую скорость резания по формуле (5.6):

5) Определение минутной подачи.

Минутную подачу рассчитывают по формуле (5.7)

Sм= 0,2622=5,75 мм/мин;

6) Проверка достаточности мощности станка.

Мощность резания Nрез, кВт, определяется по формуле:

Nрез =Nрез Т ×  × КМN, (5.12)

где NрезТ ¾ табличное значение мощности, затрачиваемой на резание;

КMN ¾ поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала;

vф ¾ фактическая скорость резания;

vт ¾ табличное значение скорости резания.

Для поверхностей 8 и 12 - Nрез Т=2,7 кВт (карта 21, с.78); Поправочный коэффициент выбирается по карте 24 (с.85) КМN=0,85.

Nрез. = 2,7×(91,3/86) ×0,85 =2,4 кВт;

Мощность привода главного движения рассчитывается по формуле

N=Nдв×h; (5.13)

N=15*0,8=12 кВт. Следовательно, N=12кВт > Nрез =2,4 кВт, а значит резание осуществимо.

Проверка достаточности усилия подачи проводится по тангенциальной составляющей сил резания Рz, которая определяется по формуле:

Рz = ; (5.14)

где РХ ¾ осевая составляющая сил резания;

PY ¾ радиальная составляющая.

Значение каждой из составляющих определяется по формуле:

Pi = Pi T × KPj i × KPg i × KPl I; (5.15)

где Pi T ¾ табличное значение каждой из составляющих сил резания;

KPj i ¾ коэффициент влияния угла в плане;

KPg i ¾ коэффициент влияния переднего угла;

KPl i ¾ коэффициент влияния угла наклона режущей кромки.

Значения составляющих сил резания в зависимости от глубины резания и подачи определяются по карте 33 (с.98): РXT =890 Н; PYT =310 Н.

Поправочные коэффициенты определяются по карте 33 (с.99-100):

KPj X=KPj Y =1,0; KPg X =1,5; KPg Y =1,3; KPl X=KPl Y=1,0.

Тогда:

РX =890 × 1 × 1,5 × 1,0 = 1335 Н;

РY =310 ×1 × 1,3 × 1,0 = 403 Н;

Усилие подачи станка равно Ро=8000 Н>1394 Н, значит обработка возможна. Результаты расчёта сведены в таблицу 5.4.

Таблица 5.4 - Режимы резания на токарную операцию

определенные табличным способом

Параметр	Величина
Глубина резания, мм	2,5
Подача, мм/об	0,26
Частота вращения шпинделя, об/мин	22
Минутная подача, мм/мин	5,75
Скорость резания, м/мин	91,3
Мощность, затрачиваемая на резание, кВт	2,4

5.5 Техническое нормирование операции

Исходные данные для расчета:

1) деталь – вал эксцентриковый;

2) обрабатываемый материал – сталь 38ХА;

3) станок – токарно-винторезный с ЧПУ, модели 1М63БФ101;

4) инструмент – резец проходной (=450),

5) приспособление – патрон четырёхкулачковый.

Определим основное (технологическое) время по формуле

To=; (5.16)

где L – длина обрабатываемой поверхности;

L1 величина врезания и перебега резца, мм;

L2 дополнительна длинна на взятие пробной стружки, мм;

n частота вращения шпинделя, об/мин;

S подача, мм/об;

i число проходов.

Согласно приложениям 1 ([7], с. 204) и 3 ([7], с.220) устанавливаем величины врезания и перебега инструмента (L1) и величины на взятие пробной стружки (L2). Так как обработка поверхностей 7,8 и 10,12 идентична рассмотрим нормирование на поверхности 7 и 8.

для поверхности 8 – L1=1 мм, L2=2 мм;

для поверхности 7 – L1=3 мм, L2=7 мм;

Тогда основное (технологическое) время равно:

для поверхности 8 tо =(1+1+1+2) /22*0,26=0,69 мин;

для поверхности 7 tо =(24+3+7) /150*0,2=1,13 мин;

Основное технологическое время на операцию определяем по формуле:

; (5.17)

То=0,69+1,13+0,69+1,13=3,64мин;

Определяем вспомогательное время на операцию.

Время на установку и снятие детали весом до 15 кг в патроне с креплением ключом, без выверки, равно tуст=0,65 мин([7], карта 2, с.32).

Вспомогательное время, связанное с переходом при обработке несколькими инструментами в операции устанавливается по карте 18([7], с.64). Для обработки с пробными стружками, при установке резца по лимбу, время на проход равно: tуст =0,11 мин; tуст =0,35 мин.

По той же карте 18 (лист 4 с.69) устанавливаем время на изменение подачи для переходов равно 0,07 мин на один переход; время на изменение числа оборотов шпинделя для перехода равно 0,08 мин.

Суммарное вспомогательное время, связанное с переходом равно: =5,04 мин.

Вспомогательное время на контрольные измерения (tизм) обработанной поверхности устанавливается по карте 86 ([7], с.185). При измерении индикаторной скобой поверхностей 7 и 10 время на одно измерение равно 0,22 мин. Суммарное вспомогательное время на контрольные измерения равно: =0,44 мин.

Вспомогательное время на операцию определяем по формуле([7], с.185):

Тв=;

Тв=0,92+5,04+0,44=6,36 мин;

Время на обслуживание рабочего места (организационное и техническое)

определяется по карте 19 ([7], с.70). Для станков II группы с наибольшим диаметром изделия устанавливаемого над станиной, 600 мм оно составляет 4,0% от оперативного времени.

Время перерывов на отдых и личные надобности при работе на станке с механической подачей составляет 4% от оперативного времени

([7], карта 88, с.185).

Определяем штучное время по формуле:

Тшт=(То+Тв) (1+);

Тшт=(3,64+6,36) (1+) =10,8 мин;

Подготовительно-заключительное время определяется по карте 19([7], с.70). При обработке детали в патроне с работой двумя режущими инструментами, участвующими в операции, подготовительно-заключительное время на партию деталей равно 15 мин.

Сводим полученные данные в таблицу (таблица 5.5):

Таблица 5.5 – Нормы времени на токарную чистовую операцию

Основное время на операцию, мин	3,64
Вспомогательное время на операцию, мин	6,36
Штучное время на операцию, мин	10,8
Подготовительно-заключительное время на операцию, мин	15

6. Научно-исследовательская часть

Износостойкие покрытия на основе нитрида титана, легированного железом и алюминием для режущих пластин

В данном курсовом проекте рассматривается деталь – вал эксцентриковый, изготавливающийся из стали 38ХА, которая является довольно прочным материалом. Обрабатывают его инструментом с износостойкими покрытиями на пластинах. Наиболее полно анализируется применение износостойких покрытий на основе нитрида титана, легированного железом и алюминием, для режущих пластин в работе [].

Широкое использование эффективных износостойких покрытий сложного состава на основе титана, циркония, молибдена и гафния сдерживается дефицитностью и высокой стоимостью тугоплавных компонентов покрытий, а также сложностью технологического процесса их получения.

В связи с этим большой практический интерес представляет замена в покрытиях на основе титана таких дефицитных металлов, как цирконий, гафний, молибден, широко распространенным железом и алюминием.

Известно, что повышение стойкости инструментов с покрытиями сложного состава обусловлено тем, что при легировании нитрида титана изменяются структура и механические свойства в частности микротвердость покрытия. Учитывая это, можно предположить, что легирование нитрида титана другими металлами, например железом или алюминием, приведет к аналогичным структурным изменениям материала покрытия и, следовательно к повышению работоспособности режущего инструмента.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5