Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Проектування операцій механічної обробки основних поверхонь деталі авіадвигуна
Содержание
Задание
Введение
. Токарная операция
.1 Выбор инструмента
.2 Расчет режимов резания
. Фрезерная операция
.1 Выбор инструмента
.2 Расчет режимов резания
. Сверлильная операция
.1 Выбор инструмента
.2 Расчет режимов резания
.3 Выбор инструмента зенкерования
.4 Расчет режимов резания
. Шлифовальная операция
.1 Выбор инструмента
.2 Выбор шлифовальной головки
.3 Расчет режимов резания
Вывод
Список использованной литературы
фрезерный токарный шлифовальный формообразование
Задание на проектирование
. Выбрать режущий инструмент, технологическое оборудование, рассчитать режимы резания и основное временя 3 операций механической обработки.
. Оформить пояснительную записку.
Введение
Эффективность технологического процесса существенно зависит от рационального назначения режимов резания. Завышенные режимы резания, требуют дополнительного расхода режущего инструмента, электроэнергии и трудоемкость обработки. Но и необоснованно заниженные режимы резания не обеспечивают достижения заданной точности.
В данной работе осуществляется проектирование операций механической обработки поверхностей корпуса. Для каждой операции выбирается режущий инструмент, оборудование и определяются основные режимы резания, необходимые для формообразования поверхности.
При определении элементов режимов резания необходимо учитывать характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
1. Токарная операция
Рисунок 1.1 - Схема токарной операции №15
.1 Выбор режущего инструмента
Для поверхностей 12 и 13 выбираем подрезной отогнутый резец с пластиной из твердого сплава ГОСТ 18880-73.
Геометрические размеры резца приведены на рисунке 3.
Рисунок 1.2 - Эскиз а) подрезного отогнутого резца; б)расточного резца .
Материал режущей части резца - твердый сплав Т15К6.
Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем токарный станок 1А616.
Основные данные станка:
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки:
над станиной 320 мм;
над суппортом 180 мм.
Частота вращения шпинделя 11-2240 об/мин.
Число скоростей шпинделя 22
Подача суппорта:
продольная 0,03-1,04 мм/об;
поперечная 0,03-1,04 мм/об.
Мощность привода 4,5 кВт.
1.2 Расчет режимов резания
Токарная черновая операция
Поверхность 12 Ø35 h13 Rz20.
Поверхность 13 Ø18 h13 Rz20.
. Устанавливаем глубину резания. Припуск на обработку удаляем за один рабочий проход:
поверхность 12: мм;
поверхность 13: мм.
2. Назначаем подачу и корректируем ее по паспорту станка. Принимаем подачу[2]:
поверхность 12: мм/об;
поверхность 13: мм/об.
3. Принимаем период стойкости резца = 40 мин [2,с.268].
. Определяем скорость резания, допускаемую режущими свойствами резца:
Находим значение коэффициентов по справочным данным [2, с.269, т.17]. = 350; x = 0,15; y = 0,35; m = 0,20.
- общий поправочный коэффициент, равный произведению коэффициентов, учитывающих измененные условия обработки:
- поправочный коэффициент, учитывающий изменение механических свойств обрабатываемого материала. Определяется по формуле:
, где:
- коэффициент для материала инструмента, - показатель степени, при обработке резцами с пластинами из твердого сплава:
; =1 [2, с.268, т.2]. Предел прочности стали = 1080 МПа. Тогда:
.
- поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, для прутка [2, с.263, т.5].
- поправочный коэффициент, учитывающий влияние марки инструментального материала режущего лезвия на скорость резания.
= 1, т.к. материал режущей пластины - твердый сплав Т15К6 [2, с.263, т.6].
и - поправочные коэффициенты, учитывающие изменение главного и вспомогательного углов в плане. Для выбранного резца = 0,7 и = 1,0.
Общий поправочный коэффициент на скорость главного движения резания:
.
С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:
поверхность 12:
поверхность 13:
5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания находится по формуле:
поверхность 12:
поверхность 13:
Корректируем расчетную частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения:
Таблица 1 - Ряд частот вращения, об/мин
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
11 |
20 |
25 |
32 |
40 |
51 |
64 |
80 |
101 |
127 |
160 |
|
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
|
201 |
254 |
319 |
402 |
506 |
637 |
802 |
1010 |
1271 |
1600 |
2240 |
поверхность 12: = 637 об/мин;
поверхность 13: = 1600 об/мин.
6. Действительная скорость резания:
поверхность 12:
поверхность 13:
7. Мощность, затрачиваемая на резание, кВт:
, где:
- тангенциальная составляющая силы резания при точении [2, с.271]:
.
Для заданных условий: ; x = 1; y = 0,75; n = -0,15 [2, с.273, т.22].
Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов , учитывающих фактические условия резания. Численные значения этих коэффициентов назначаем по рекомендациям [2, с.275, т.23]:
;
; ; ; .
Подставляем все найденные значения в формулу:
поверхность 12:
поверхность 13:
Тогда мощность резания:
поверхность 12:
поверхность 13:
8. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка для резания исходя из условия .
Мощность на шпинделе станка:
,
где = 4,5 кВт - мощность двигателя; - КПД станка. Тогда:
Так как - обработка поверхностей 12 и 13 возможна.
. Определяем основное время обработки:
, где:
- расстояние, которое проходит резец:
поверхность 12: ;
поверхность 13:
Тогда время обработки:
поверхность 12: ;
поверхность 13:
Определим общее время обработки за операцию:
2. Фрезерная операция
Рисунок 2.1 - Схема фрезерной операции №75.
2.1 Выбор режущего инструмента
Для обработки выбираем дисковую пазовую фрезу ГОСТ 1695-80.
Геометрические размеры фрезы приведены на рисунке 5.
= 50 мм; d = 16 мм; B = 6 мм; z = 14.
Рисунок 2.2 - Эскиз дисковой пазовой фрезы.
Материал фрезы - сталь Р6М5.
.2 Расчет режимов резания
1.Глубина фрезерования t = 2,4 мм, ширина фрезерования - В = 6 мм.
. Назначаем подачу. Жёсткость системы заготовка-приспособление - средняя, конструкционная сталь, дисковая фреза с мелким зубом: S = 0,04-0,06 мм/зуб [2, с.283, т. 34]. Назначаем подачу Sz = 0,06 мм/зуб.
. Назначаем период стойкости фрезы. T=120 мин [2, с. 290, т. 40].
. Скорость резания при фрезеровании определяется по формуле [2, с.276]:
,
где значение коэффициента и показатели степеней берем по рекомендациям [2, с.287, т. 39]:
= 68,5; q = 0,25; х = 0,3; y = 0,2; u = 0,1; p = 0,1; m = 0,2.
.
С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:
.
5. Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем горизонтально-фрезерный станок 6П80Г. Основные данные станка:
Наибольшее перемещение стола:
Продольное 500 мм;
Поперечное 160 мм;
Вертикальное 300 мм.
Наибольший угол поворота стола ± 45°.
Число скоростей шпинделя 12.
Частота вращения шпинделя 50-2240 об/мин.
Число подач стола 12
Подача стола:
Продольная 22,4-1000 мм/мин;
Поперечная 16-710 мм/мин;
вертикальная 8-355 мм/мин.
Скорость быстрого перемещения стола:
Продольного 2400 мм/мин;
поперечного 1710 мм/мин;
вертикального 855 мм/мин.
Мощность электродвигателя привода главного движения 2,8 кВт.
. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания:
Таблица 1 - Ряд частот вращения, об/мин:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
50 |
71 |
100 |
141 |
199 |
282 |
398 |
562 |
794 |
1122 |
1585 |
2240 |
Принимаем частоту вращения = 199 об/мин.
.Действительная скорость резания:
.
. Окружная сила при фрезеровании определяется по формуле [2, с. 282]:
,
Значения коэффициентов [2, с.291, т.41]:
= 68,2; х = 0,86; y = 0,72; u = 1; q = 0,86; w = 0.
Осевая сила резания равна:
. Крутящий момент при фрезеровании определяется по формуле [2, с. 290]:
. Мощность, затрачиваемая на резание [2, с.290]:
Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если .
Мощность на шпинделе станка
.
Следовательно, 0,317 < 2,24 - обработка поверхности возможна.
. Основное время на фрезерование:
.
Переведем подачу в мм/об:
Рисунок 2.3 - Эскиз обработки фрезой в момент врезания ее в поверхность детали.
-
длина рабочего хода фрезы.
Длина рабочего хода: мм.
Тогда основное время на обработку:
Суммарное время на фрезерование:
3. Сверлильная операция
Рисунок 3.1 - Схема сверлильной операции № 45.
3.1 Выбор режущего инструмента
Выбираем сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ10902-77. Материал сверла Р6М5. Схема сверла изображена на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 - Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77 d = 4 мм; L = 75 мм; l = 43 мм.
3.2 Расчет режимов резания
Поверхность Ø4 мм, H12 Rz 60.
. Глубина резания t = 2 мм.
. Назначаем величину подачи в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра обрабатываемого отверстия, материала инструмента и других технологических факторов [2, с.277, т.25], S = 0,115 мм/об.
3. Назначаем период стойкости сверла. Для сверла диаметром в заданных условиях обработки рекомендуется период стойкости [2, с. 279, т.30].
. Скорость резания при сверлении определяется по формуле [2, с.276]:
, где:
где значение коэффициента и показатели степеней берем по рекомендациям [2, с.278, т.28]:
= 7; q = 0,4; y = 0,7 m = 0,2.
- общий поправочный коэффициент на измененные условия. Он равен произведению частных поправочных коэффициентов: - коэффициента на инструментальный материал; - коэффициента, учитывающего глубину сверления и на - коэффициент на обрабатываемый материал.
[2, с.263, т.6]; [2, с.280,т. 31].
.
С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:
. Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем вертикально-сверлильный станок 2А135.
Основные данные станка:
Число скоростей шпинделя 9
Частота вращения 68-1100 об/мин;
Мощность электродвигателя 4,5 кВт.
. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания:
Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения при = 1100 об/мин.
. Действительная скорость резания
. Осевая сила резания при обработке сверлами определяется по формуле [2, с. 277]:
, где:
где значение коэффициента и показатели степеней берем по рекомендациям [2, с.281, т.32]:
= 68; q = 1; y = 0,7.
- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки [2, с.264, т.9]
Осевая сила резания равна
. Крутящий момент при сверлении определяется по формуле [2, с. 277]:
,
где значение коэффициента и показатели степеней берем по рекомендациям [2, с.281, т.32]:
; q = 2; y = 0.8.
. Мощность, затрачиваемая на резание [2, с.280]:
Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если .
Мощность на шпинделе станка
С расчета видно, что 0,134<3,6 - сверление данной поверхности возможно.
. Основное время на сверление:
,
длина рабочего хода сверла.
Длина рабочего хода:
Тогда основное время на обработку:
Суммарное время на сверление четырех отверстий:
3.3 Выбор режущего инструмента для зенкерования
Выбираем зенкер цельный твердосплавный с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 21543-76. Материал зенкера Т15К6.= 4,1 мм; L = 65 мм; l =15 мм.
3.4 Расчет режимов резания
Поверхность Ø4,1 мм, H12 Rz 40.
. Глубина резания t = 0,05 мм.
. Назначаем величину подачи в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра обрабатываемого отверстия, материала инструмента и других технологических факторов [2, с.277, т.26], S = 0,5 мм/об.
3. Назначаем период стойкости сверла. Для зенкера диаметром в заданных условиях обработки рекомендуется период стойкости [2, с. 279, т.30].
. Скорость резания при зенкеровании определяется по формуле [2, с.276]:
, где:
где значение коэффициента и показатели степеней берем по рекомендациям [2, с.278, т.29]:
= 18;q = 0,6; x=0,2; y = 0,3 m = 0,25.
- общий поправочный коэффициент на измененные условия. Он равен произведению частных поправочных коэффициентов: - коэффициента на инструментальный материал; - коэффициента, учитывающего глубину сверления и на - коэффициент на обрабатываемый материал.
[2, с.263, т.6]; [2, с.280,т. 31],
.
С учетом всех найденных величин находим расчетную скорость резания:
. Выбор станка. В соответствии с методом обработки выбираем вертикально-сверлильный станок 2Н106П.
Основные данные станка:
Число скоростей шпинделя 9
Частота вращения 68-1100 об/мин.
Подача 0,115-1,6 мм/об;
Мощность электродвигателя 4,5 кВт.
. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания:
Корректируем частоту вращения по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения при = 1100 об/мин.
Ряд скоростей, об/мин
|
68 |
93 |
137 |
194 |
274 |
388 |
549 |
777 |
1100 |
. Действительная скорость резания
8. Осевая сила резания при обработке зенкерами определяется по формуле [2, с. 277]:
, где:
где значение коэффициента и показатели степеней берем по рекомендациям [2, с.281, т.32]:
= 67; y = 0,65, х=1,2.
- коэффициент, учитывающий фактические условия обработки [2, с.264, т.9]
Осевая сила резания равна
. Крутящий момент при зенкеровании определяется по формуле [2, с. 277]:
,
где значение коэффициента и показатели степеней берем по рекомендациям [2, с.281, т.32]:
; q =1; х=0,9, y = 0.8.
. Мощность, затрачиваемая на резание [2, с.280]:
Проверяем, достаточна ли мощность станка. Обработка возможна, если .
Мощность на шпинделе станка
С расчета видно, что 0,02<3,6 - зенкерование данной поверхности возможно.
. Основное время на сверление:
,
-
длина рабочего хода сверла.
Длина рабочего хода:
Тогда основное время на обработку:
Суммарное время на сверление четырех отверстий:
4. Внутреннее шлифование
Шлифовать поверхность 9
Рисунок 4.1 - Схема шлифовальной операции №95
4.1 Выбор режущего инструмента
Для обработки данной поверхности выбираем шлифовальную головку
тип: AW - цилиндрическая; D = 7,5 мм; d = 3 мм; Н = 15 мм изображена на рисунке 4.1.
Рисунок 4.2 - Эскиз шлифовальной головки
4.2 Выбираем характеристики шлифовальной головки
А - белый электрокорунд. [11б. с.242].
М28-П- зернистость [11б. с.246, т.164, т161].
К - керамическая связка [11б. с.247].
-7-номер структуры [11б. с.249, т.167].
СМ1-СМ2 - твердость связки (среднемягкий) [11б. с.249].
Класс точности выбираем А - основная точность [11б. с.250].
Класс неуравновешенности головки 1[11б. с.250, т.168].
Маркировка AW8×4×12 2АМ28-П СМ1-СМ2К5-7 40м/с 1кл. ГОСТ 2447-82
4.3 Расчёт режимов резания
Поверхность 9 Ø12 мм, H6 Rz 6,3.
. Скорость вращения заготовки:
. Потребная частота вращения:
Принимаем n=300 об/мин.
. Частота вращения шлифовального круга:
Принимаем:пр=10000 об/мин.
- из рекомендуемого промежутка 30…50 м/с.
. Действительная окружная скорость абразивного круга:
. Продольная подача:
. Минутная продольная подача.
. Величина рабочего хода:
. Число одинарных и двойных ходов:
. Определяем поперечную подачу:
. Основное время обработки:
. Эффективная мощность шлифования.
1. Выбор оборудования. Выбираем внутришлифовальный станок 3А252
наибольший диаметр устанавливаемого изделия - 200 мм;
наибольшая длина обрабатываемой заготовки - 200мм;
наибольшая длина обрабатываемых отверстий - 100 - 400 мм;
наибольший ход стола - 500 мм;
частота вращения внутришлифовального шпинделя - 3550 - 10000 об/мин;
мощность электродвигателя привода шлифовального круга - 4,5 кВт.
- проверка на достаточность мощности. 1,62кВт≤3,6кВт
. Проверка на условие бесприжоговости.
Удельная мощность, приходящаяся на 1 мм длины:
Мощность, допустимая по условию бесприжоговости:
Условие бесприжоговости выполняется.
Вывод
В результате выполнения курсовой работы были рассчитаны четыре операции: токарная, фрезерная, сверлильная и шлифовальная. Для каждой из них были выбраны инструменты, рассчитаны режимы резания и нормы времени для обработки поверхностей. Были заданы станки, для обработки данных поверхностей.
Список использованной литературы
Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя: в 3-х т. Т.1 - 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980.
Определение припусков на механическую обработку и технологические размерные расчеты/В. Ю. Гранин, А. И. Долматов, Э. А Лимберг. - Учеб. Пособие. - Харьков: Харьк. авиац. институт, 1993, - 119 с.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х томах /Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985, 496 с.