Технологический процесс изготовления корпуса цилиндра типа Г29-3 (стр. 11 из 14)
lпер - длина участка перебега инструмента, мм.
Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время:
(6.20)При расчете основного технологического времени воспользуемся данными, определенными в п.6.1. (То), вспомогательное, время обслуживания, время перерывов, подготовительно-заключительное время назначаем по [12]. Штучно-калькуляционное время рассчитываем только на отдельные операции.
Учитывая учебный характер проектирования Тшт-к определим используя рекомендации [13] по формуле:
Тшт-к= φ ·То, мин (6.21)
где φ - поправочный коэффициент на тип производства, определяется по [13] стр.147.
Основное технологическое То время было рассчитано в п.6.1., сведем результаты расчетов в табл.6.7.
Таблица 6.7.
Технические нормы времени
| № | Наименованиеоперации | Основноевремя То, мин | Значения коэффициента φ | Штучно-калькуляционное время Тштк |
| 010 | Токарная | 0,73 | 3,25 | 2,4 |
| 020 | Токарная | 0,53 | 3,25 | 1,7 |
| 030 | Токарная | 2,16 | 3,25 | 7,02 |
| 040 | Токарная | 1,4 | 3,25 | 4,55 |
| 050 | Сверлильная с ЧПУ | 0,706 | 2,72 | 1,92 |
| 090 | Шлифовальная | 3 | 2,10 | 6,3 |
| 100 | Шлифовальная | 2,5 | 2,10 | 5,25 |
| 120 | Хонинговальная | 1,5 | 2,10 | 3,15 |
| 130 | Хонинговальная | 1,2 | 2,10 | 2,52 |
7. Расчет и проектирование станочного приспособления
Произведем описание конструкции и расчет токарного 3-х кулачкового самоцентрирующего патрона для обработки детали на 020 токарной операции.
7.1 Сбор исходных данных
Операционный эскиз
Рис.7.1.
Вид и материал заготовки - отливка, сталь 45Л ГОСТ 977-75, твердость
НВ 215±2.
Вид обработки - черновая. Обработка ведется в 2 перехода. Материал и геометрия режущей части резца:
переход 1- резец расточной с φ= 60º с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18882-73, Т5К10;
переход 2 - резец проходной упорный отогнутый с φ= 90º с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18879-73, Т5К10.
Режимы резания (см. п.6.1):
переход 1 - глубина t=2 мм, подача S= 0,26 мм/об, скорость рез. V=56 м/мин;
переход 2 - глубина t=1,5 мм, подача S= 0,43 мм/об, скорость рез. V=92 м/мин.
Тип приспособления - одноместное универсальное наладочное (УНП) со сменными обратными кулачками.
Металлообрабатывающий станок - 1А616 (наибольший диаметр патрона - 320 мм, внутренний конус шпинделя - Морзе 6 [10], основные размеры концов шпинделя по ГОСТ 12595-72 [10].
7.2 Расчет сил резания
Расчет сил резания выполним по методике изложенной в [11]. Расчет ведем по наиболее нагруженному первому переходу.
При наружном продольном и поперечном точении, а также растачивании составляющие РZ, PY,Pх силы резания рассчитываются по формуле:
, Н (7.1)где CP, x, y, n- постоянная и показатели степени для конкретных условий обработки;
t - глубина резания, мм;
S - подача на оборот, мм/об;
V - скорость резания, м/мин;
n - частота вращения шпинделя, об/мин.
При обработке стали резцом из твердого сплава значения коэффициента Ср и показателей степени в формулах силы резания при точении для сил РZ, PY, Pх составят:
для РZ: CP = 300; x= 1,0; y= 0,75; n= - 0,15 [9] ;
для Ру: CP = 243; x= 0,9; y= 0,6; n= - 0,3 [9] ;
для Рх: CP = 339; x= 1,0; y= 0,5; n= - 0,4 [9].
Поправочный коэффициент KP представляет собой произведение ряда коэффициентов, учитывающих фактические условия резания.
, (7.2)где КМP - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости:
, (7.2.1)где НВ - твердость;
n - показатель степени; n = 0,75 [9]
Тогда:
Кjp, Кgp, Кlр, Кrр - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания:
для РZ: Кjр=0,94; Кgр =1,1; Кlр =1,0; Кrр =0,93 [9] ;
для Ру: Кjр=0,77; Кgр =1,4; Кlр =1,25; Кrр =0,82 [9].
для Рх: Кjр=1,11; Кgр =1,1; Кlр =0,85; Кrр =1,0 [9] ;
Подставив исходные данные в формулу (7.2) получим:
КPZ =0,792×0,94×1,1×1,0×0,93= 0,762;
КPу =0,792×0,77×1,4×1,25×0,82= 0,875;
КPХ =0,792×1,11×1,1×0,85×1,0= 0,822.
Подставив исходные данные в формулу (7.1) получим:
PZ = 10×300×21,0×0,260,75×56-0,15×0,762 = 910,14 Н;
Pу = 10×243×2,0,9×0,260,6×56-0,3×0,875 = 528,53 Н;
PХ =10×339×21,0×0,260,5×56-0,4×0,822= 567,95
7.3 Расчет усилия зажима
В процессе обработки на заготовку воздействует система сил. С одной стороны действует сила резания, которая стремиться вырвать заготовку из кулачков, с другой стороны сила зажима, препятствующая этому. Из условия равновесия моментов данных сил и с учетом коэффициента запаса определяем необходимое усилие зажима.
Схема закрепления заготовки представлена на рисунке 7.2.
Схема закрепления заготовки
1-заготовка; 4-зажимной механизм (клиновый); 2-кулачок сменный; 3-кулачок постоянный; 5-корпус.
Рис.7.2.
Суммарный крутящий момент от касательной составляющей силы резания стремиться провернуть заготовку в кулачках и равен:
, (7.3)Повороту заготовки препятствует момент силы зажима, определяемый следующим образом:
, (7.4)где W - суммарное усилие зажима приходящееся на три кулачка, Н;
f - коэффициент трения на рабочей поверхности сменного кулачка, f=0,3;
D1 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм; d1 = 39,315 мм.
D2 - диаметр зажимаемой поверхности, мм; d2 = 146 мм.
Из равенства моментов МР и МЗ определим необходимое усилие зажима, препятствующее провороту заготовки в кулачках.
(7.5)где К - коэффициент запаса;
PZ- тангенциальная составляющая силы резания, Н;
Значение коэффициента запаса К, в зависимости от конкретных условий выполнения технологической операции, определяется по формуле [9, c.382]:
K = К0×К1×К2×К3×К4×К5×К6, (7.6)
где K0 - гарантированный коэффициент запаса;
K0 =1,5 [9, c.382] ;
K1 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях заготовки;
K1 =1,2 - при черновой обработке [9,c.382] ;
K2 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания вследствие затупления режущего инструмента;
K2 =1,0 - при черновой обработке чугуна для PZ [9,c.383] ;
K2 =1,4 - при черновой обработке чугуна для Pу [9,c.383] ;
K3 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании;
K3 =1,2 [9,c.383] ;
K4 - коэффициент, характеризующий постоянство силы, развиваемой зажимным механизмом;
K4 = 1,0 - для механизированных приводов [9,c.383] ;
K5 - коэффициент, характеризующий эргономику немеханизированного зажимного механизма;
K5 = 1,0 - для механизированных приводов [9,c.383] ;
K6 - коэффициент, учитывающийся только при наличии моментов, стремящихся повернуть заготовку, установленную плоской поверхностью;
K6 = 1,0 [9,c.384].
Подставив исходные данные в формулу (7.6) получим:
Кz=1,5×1,2×1,0×1,2×1,0×1,0×1,0 = 2,16;
Кy=1,5×1,2×1,4×1,2×1,0×1,0×1,0 = 3,024.
Если К<2,5, то по рекомендациям [9,c.384] принимаем К=2,5.
Подставив исходные данные в формулу (7.5) получим:
Н.Сила Ру стремиться вывернуть заготовку из кулачков относительно оси ОО1 (см. рис.7.1) создавая момент от силы зажима:
, (7.7)Данному моменту препятствует момент от силы зажима:
, (7.7)Необходимая сила зажима равна:
= 5145,13 НДля дальнейших расчетов принимаем наихудший случай W=5145,13 H.
Величина усилия зажима W1, прикладываемого к постоянным кулачкам, несколько увеличивается по сравнению с усилием зажима W и рассчитывается по формуле:
, (7.8)где f1 - коэффициент трения направляющей постоянного кулачка и корпуса патрона; f1 =0,1;
LК - вылет кулачка, мм; LК = 30 мм;
НК - длина направляющей постоянного кулачка, мм; НК = 50 мм.
В процессе конструирования патрона данные размеры могут несколько измениться, но это, как показывает практика, не внесет существенных изменений в расчет усилий.
Подставив исходные данные в формулу (7.8) получим: