Контрольная работа №1
Задание 1
Обточить цилиндрический валик при заданных условиях. При этом необходимо:
· выбрать модель станка, по паспорту определить все параметры расчета.
· выбрать материал режущей части резца, обеспечивающей наибольшую производительность. Определить основные размеры резца и пластинки, форму передней грани, геометрические параметры режущей части, форму передней грани, геометрические параметры режущей части, критерии износа и период стойкости, оптимальные для заданных условий. Если целесообразно для заданных условий, следует применить СОЖ, соответственно выбрав ее.
· произвести аналитический расчет наивыгоднейшего режима резания в потребной мощности при точении в заданных условиях с учетом наибольшего использования возможностей станка и режущих способностей резца при обеспечении заданной шероховатости обработанной поверхности.
· произвести анализ полученного режима путем определения коэффициента использования станка по мощности и инструмента по скорости резания.
· определить основное технологическое время, требуемое на операцию.
Исходные данные:
диаметр заготовки:
диаметр после обработки:
длина обработки:
шероховатость обработанной поверхности:
материал валика: Сталь
марка: 18ХГТ
предел прочности:
твердость:
способ крепления на станке: патрон
число оборотов станка:
Для обтачивания цилиндрического валика выбираем токарный многошпиндельный горизонтальный прутковый автомат 1Б290-4К.
Станок 1Б290-4К предназначен для обработки деталей из прутка и штучных заготовок в условиях серийного и крупносерийного производства.
На станках могут выполняться такие виды обработки, как обтачивание, растачивание, протачивание канавок (внешних и внутренних), сверление, зенкерование, нарезание резьб плашками, метчиками, самораскрывающимися резьбонарезными головками и устройствами.
У станка 1Е165револьверная головка с вертикальной осью вращения с шестью гнездами, в которых устанавливаются стойки и втулки для крепления вспомогательных и режущих инструментов. Этот станок снабжен поперечным суппортом, что расширяет его технологические возможности.
Передний держатель станка – четырехпозиционный.
Рис. 1 - Параметры токарного многошпиндельного горизонтального пруткового автомата 1Б290-4К
При точении поверхности валика используем резец по ГОСТ 18868-73, при этом пластинки необходимо выполнить из твердосплавного материала ВК8.
Ширина державки:
Высота державки:
Длина резца:
Ширина режущей кромки:
Стойкость резца
Диаметр обрабатываемой детали:
Число оборотов станка:
Подача резца:
Глубина резания:
Скорость резания:
где
, т.к. стойкость резца
, т.к. вылет резца равен
, т.к. главный угол в плане
Тогда скорость резания будет равен:
Округляем до ближайшего минимального значения скорости для выбранного станка:
Сила резания:
где – коэффициент на обрабатываемый материал;
Сила резания:
Эффективная мощность резания:
Мощность станка на приводе:
где – КПД станка.
Тогда получим:
Коэффициент использования станка по мощности:
Коэффициент использования инструмента по скорости резания:
Общая длина хода резца:
где – величина врезания резца;
– величина перебега резца.
Расчет времени:
Задание 2
Обработать отверстие диаметром , полученным после штамповки, до диаметра на длину . Сопоставить эффективность обработки при различных процессах резания: рассверливание, зенкерование.
При решении задачи следует проанализировать предложенные для заданных условий методы обработки и сопоставить эффективность их применения. Для этого необходимо:
· выбрать материал режущей части инструмента, обеспечивающий наибольшую производительность, геометрические параметры режущей части, критерии износа, оптимальный период стойкости для заданных условий; дать эскизы режущей части инструмента со всеми размерами геометрических параметров;
· показать схемы резания предложенных методов обработки с назначением элементов срезаемого слоя;
· назначить оптимальный режим резания с помощь нормативных таблиц;
· определить основное технологическое время.
· сопоставить эффективность применения указанных размеров.
Исходные данные:
диаметр отверстия до обработки: d1
=14мм
диаметр отверстия после обработки: d2
=14,8мм
длина отверстия: l=30мм
шероховатость поверхности после обработки: Rz=28
материал: Сталь
марка: 35
предел прочности:
твердость:
Модель станка – вертикально-сверлильный 2Н125А.
Для рассверливания выбираем сверло спиральное с коническим хвостовиком 035-2301-1029 (по ОСТ 2И20-2-80).
Материал режущей части сверла при обработке данного материала должен быть Т15К6.
Диаметр режущей части:
Общая длина:
Длина режущей части:
Угол наклона режущей кромки:
Стойкость сверла:
При рассверливании:
глубина резания:
Подача
Скорость сверления
где – стойкость режущего инструмента.
– подача.
Тогда скорость сверления получится:
Тогда частота вращения шпинделя будет равна:
По паспорту станка .
Тогда
Крутящий момент можно вычислить по формуле:
где – номинальный диаметр отверстия,
– коэффициент;
– поправочный коэффициент;
Тогда
Эффективная мощность резания:
Расчетная длина пути сверла равна:
где – величина врезания резца;
– величина перебега резца.
Тогда основное технологическое время будет равно:
Для зенкерования выбираем зенкер цельный с коническим хвостовиком (ГОСТ 12509-75) (рис. 2).
Диаметр режущей части:
Общая длина:
Длина режущей части:
Рис. 2
Задний угол a на задней поверхности лезвия 10°, на калибрующей части 8°.
Передний угол g = 25°.
Угол наклона винтовой канавки w = 25°.
Главный угол в плане j = 60°.
Обратную конусность по длине рабочей части принимаем равной 0,04 мм.
Стойкость зенкера:
При зенкеровании:
глубина зенкерования:
Подача
Скорость зенкерования
где – стойкость режущего инструмента.
– подача.
Тогда скорость зенкерования получится:
Тогда частота вращения шпинделя будет равна:
По паспорту станка .
Тогда
Крутящий момент можно вычислить по формуле:
где – номинальный диаметр отверстия,
– коэффициент;
– поправочный коэффициент;
Тогда
Эффективная мощность резания:
Расчетная длина пути сверла равна:
где – величина врезания резца;
– величина перебега резца.
Тогда основное технологическое время будет равно:
Вывод
: таким образом данное отверстие выгоднее обрабатывать зенкерованием, т.к. при одинаковой необходимой мощности время обработки немного меньше.
Задание 3
Квалитет вала – h9
квалитет отверстия – H7
диаметр вала:
диаметр отверстия:
длина валика:
материал: сталь 45
В качестве заготовки предлагается пруток, сортамент выбирается по каталогам из справочников. Исходя из габаритов детали и параметров поверхности – рассчитывают минимальный и максимальный припуск. По стандартной методике припуск разбивают на операционные припуски, строят соответствующую схему с указанием допусков и припусков, определяют геометрические параметры инструментов.
Заготовка из стали 45 ГОСТ 1050-88 получена штамповкой на молотах.
1. Рассчитываем массы детали и заготовки (ρ=7825 кг/м3
) масса готовой детали:
масса заготовки:
2. Технологический маршрут обработки поверхности Ø24h9 состоит из четырех операций: чернового и чистового обтачивания и чернового шлифования. Все операции производятся в центрах.
4. Технологический маршрут обработки заносим в таблицу. Так же записываем значения элементов припуска, соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу.
5. Так как обработка ведется в центрах, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, что имеет значение для рассматриваемого размера. В этом случае величина исключается из основной формулы для расчета минимального припуска, и соответствующую графу можно не включать в расчетную таблицу 1.
6. Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле
· смещение осей поковок:
· кривизна заготовок (коробление):
· смещение оси заготовки в результате погрешности зацентровки:
для штампованных изделий
.
7. Остаточное пространственное отклонение:
после предварительного обтачивания:
;
после чистового обтачивания:
;
после предварительного шлифования:
;
8. Рассчитаем минимальные значения припусков
Минимальный припуск:
под предварительное обтачивание
;
под чистовое обтачивание
;
под предварительное шлифование
;
9. Последовательно определяем расчетные размеры для каждого предшествующего перехода путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода, и заносим данные в таблицу:
10. Записываем в соответствующей графе расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе «Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода, округляя расчетные размеры увеличением их значением. Округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
11. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру:
12. Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и – как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:
13. Общие припуски и рассчитываем так же, как и в предыдущем примере, суммируя промежуточные припуски и записывая их значения внизу соответствующих граф.
14. Аналогично проверяется правильность произведенных расчетов и строится схема графического расположения полей припусков и допусков, учитывая в данном случае, что построение производится на наружную, а не на внутреннюю поверхность.
Таблица 1
| технологические переходы обработки поверхности | элементы припуска | расчетный припуск, мкм | расчетный размер, мм | Допуск , мкм | предельный размер, мм | предельные значения припусков, мкм | ||||
| , мкм | , мкм | ,мкм | ||||||||
| заготовка | 200 | 300 | 1949 | – | 23,565 | 1,700 | 25,2 | 23,5 | – | – |
| обтачивание предварительное | 50 | 50 | 116,94 | 4898 | 18,667 | 180 | 18,84 | 18,66 | 6360 | 4840 |
| обтачивание чистовое | 30 | 30 | 77,96 | 433,88 | 18,233 | 70 | 18,3 | 18,23 | 540 | 430 |
| шлифование | 10 | 20 | 38,98 | 275,92 | 17,957 | 43 | 18 | 17,957 | 300 | 273 |
Для точения внешней поверхности выбираем токарный проходной прямой резец с пластинами из быстрорежущей стали по ГОСТ 18869-73:
, , , , , .
Для сверления внутреннего отверстия выбираем сверло спиральное с коническим хвостовиком по ГОСТ 10903-77:
, , .
Для шлифования выбираем шлифовальный круг на керамической связке , ,
шлифовальный материал: 1А
зернистость: 50
Задание 4
Квалитет – h9
квалитет паза – Н7
материал: сталь 45
В качестве заготовки предлагается прокат в виде плиты, сортамент выбирается по каталогам из справочников. Исходя из габаритов детали и параметров поверхности – рассчитывают минимальный и максимальный припуск. По стандартной методике припуск разбивают на операционные припуски, строят соответствующую схему с указанием допусков и припусков, определяют геометрические параметры инструментов. Для обработки паза требуется подобрать характеристики, представить эскизы инструмента. Для фрезерной обработки назначить режимы резания, подобрать по справочной литературе оборудование, пронормировать обработку и оформить операционную технологическую карту.
масса готовой детали:
масса заготовки:
В качестве заготовки выбираем стальной горячекатаный лист толщиной 16 мм, шириной 200 мм и длиной 45 мм.
Для обработки шпоночного паза выбираем цилиндрическую фрезу по ГОСТ 9140-78; , .
Глубина фрезерования .
Число проходов:
Подача .
Скорость фрезерования:
где – диаметр отверстия;
– частота вращения фрезы.
Тогда скорость резания будет равна:
Частота вращения фрезы:
Принимаем
Окружная сила :
где
, , , , – показатели степени зависимости силы от глубины резания , от подачи , от ширины фрезерования , от диаметра фрезы , от частоты вращения .
– поправочный коэффициент на окружную силу и зависимости от типа фрезы и материала режущей части.
– поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала.
Тогда окружная сила будет равна:
Крутящий момент на шпинделе:
Мощность резания (эффективная):
Для фрезерования паза выбираем вертикально-фрезерный консольный станок 6Т104 (рис. 3):
Рис. 3
Расчетная длина пути фрезы равна:
Тогда основное технологическое время будет равно: