Разработка технологического процесса изготовления детали (стр. 2 из 4)
 |
øD3
 | ||
 | ||
øD2
Поковка относится к группе поковок, штампуемых вдоль оси заготовки (штамповка в торец), круглых в плане. Для получения поковки такого типа применяем штамповку в закрытом штампе. Плоскость разъема штампа выбираем по нижнему торцу диска детали (диаметр D2, высотой Н).
1. Определение массы, вида и размеров исходной заготовки.
1.1 Определяем массу детали, кг:
Gд = Vд 10-3 ρ10-3 ,
Где Vд – объем детали;мм3 ,ρ плотность сьали, 7,8г/ см3
Объем детали рассчитывается как сумма объемов трех ее частей:
Vд= V1+ V2+ V3 = π/4 (D1H1 + D2H2 + D3H3).
В связи с незначительной величиной предельных отклонений размеров расчет проводим по номинальным размерам детали, мм: Vд = 3,14/4(752 *15+ +1252*20+702*40)= 469035
Gд= 469035*10-3*7,8*10-3=3,6
1.2 1.2 Припуски и допуски выбираем по табличным данным:
D1 75… 1.5; Н1 15… 1,4;
D2 125… 2,1; Н2 40… 1,4;
D3 70… 1,5; Н3 20… 2,2;
Допуски на размеры детали:
D1п =75+1,6-0,8 Н1п =15+1,5-0,7
D2п =125+1,7-0,9 Н2п =40+1,5-0,7
D3п = 70+1,6-0,8 Н3п =20+1,5-0,7
D4п = 15+1,5-0,7
1.3 Определяем расчетную массу поковки:
Gп = 1,25*Gд=1,25*3,6=4,5
1.4 Припуски и допуски выбираем по табличным данным:
D1 75… 1.5; Н1 15… 1,4;
D2 125… 2,1; Н2 40… 1,4;
D3 70… 1,5; Н3 20… 2,2;
Размеры поковок, мм:
D1п 75+2*1,5=78; Н1п 15+1,4=16,4
D2п 125+2*2,1=129,2; Н2п 40+2*1,4=42,8
D3п 70+2*1,5=73; Н3п 20+2,3=22,3
Допуски на размеры поковки:
D1п =78+1,6-0,8 Н1п =16,4+1,5-0,7
D2п =129,2+1,7-0,9 Н2п =42,8+1,5-0,7
D3п = 73+1,6-0,8 Н3п =22,3+1,5-0,7
Штамповочные уклоны α принимаем 7˚.
Радиусы закруглений r внешних углов r1=2; r2=2,5; r3=2.
Внутренний радиус принимаем 10 мм.
1.5 Определяем массу поковки, кг:
Gп = Vп 10-3 ρ10-3
Где Vп – объем поковки, мм3
Объем поковки рассчитывается как сумма объемов трех ее частей, каждая из которых имеет форму усеченного конуса, мм3:
Vп = V1п+ V2п+ V3п.
r1пРасчет ведем по минимальным горизонтальным и
h1п 7˚максимальным вертикальным размерам, мм.
R1п
Объем усеченного конуса определяется по формуле, мм2
V1п = π/3 Н1п(R21п + r21п + R1п * r1п)= 3,14/3*17,9(40,82+38,62+40,8*38,6)
R1п= r1п* Н1п tg7˚= 38,6+17,9*0,12228=40,8
V1п = 88044
V2п = π/3 Н2п(R22п + r22п + R2п * r2п)= 3,14/3*44,3(69,62 +64,152 +69,62+64,15)
R2п= r2п* Н2п tg7˚= 64,15+44,3*0,12228=69,6
V2п =617513
V3п = π/3 Н3п(R23п + r23п + R3п * r3п)= 3,14/3*23,8(41,52+38,62+41,5*38,6)
R3п= r3п* Н3п tg7˚=38,6+23,8*0,12228=41,5
V3п =118905
Vп =88044+617513+118905=824462
Gп=824462*10-3*7,8*10-3=6,4
Расчет массы поковки после выполнения ее чертежа показывает, что масса поковки после назначения всех припусков, допусков и уклонов остается в прежнем табличном диапазоне, и пересчета не требует.
1.6 Определяем массу и размеры исходной заготовки.
Объем заготовки с учетом 2% угара, мм3
Vз=1,02*Vп= 1,02*824462=840951
Диаметр заготовки, мм
Dз= 1,08
= 1,08 
=80,9 (при m=2)Принимаем Dз= 82- ближайший больший диаметр из ряда стандартных диаметров стали.
Длина заготовки, мм:
Lз= Vз/Sз= 840951/5278=159
Где Sз- площадь поперечного сечения заготовки, мм2:
Sз= (πD2з )/4= 3,14*822/4=5278
2. Определение температурного интервала штамповки.
Определяем температурный интервал горячей обработки давлением, в котором металл имеет наиболее высокие значения пластичности, ударной вязкости и наиболее низкое значение прочности. Для этого находим на оси абсцисс диаграммы состояния железа- углерод точку, соответствующую содержанию углерода 0,15(для Стали 15).Проводим из этой точки перпендикулярную линию до пересечения с линей солидуса, ниже которой сплав находится в твердом состоянии. Точке пересечения соответствует температура 1425˚С. Максимальная температура нагрева металла берется на 100-150˚С меньше, принимаем 1300˚С. Аналогично определяем температуру на линии кривых точек А3, которая равна 850˚С. Температура конца штамповки берется на 25-50˚С больше, чтобы предотвратить образование наклепа и трещин в изделии, принимаем 900˚С.
3. Ориентировочная масса падающих частей штамповочного молота, кг:
G=(3,5+5)Fп = 4,2*134,5=564,9,
Где Fп площадь проекциипоковки на плоскость разъема штампа, см2
Fп=π D22п /4=3,14*130,92 *10-2/4=134,5;
D2п наименьший диаметр поковки.
2.2 Расчет режима резания при сверлении
L=75 Ds
D=15
Сверлением называется образование отверстия в сплошном материале снятием стружки с помощью режущего инструмента - сверла. Сверление
осуществляют при сочетании вращательного движения инструмента вокруг
оси - главного движения резания, поступательного его движения вдоль оси -движения подачи (рис.1). На сверлильном станке оба движения сообщаются инструменту.
За скорость главного движения V принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от осей сверла, м/с (м/мин):
V=π*d*n/(1000*60)
где d - наружный диаметр сверла, мм, n - частота вращения сверла, мин-1.
Подача S (или скорость движения подачи) равна осевому перемещению сверла за один оборот, мм/об.
Под режимом резания при сверлении понимается совокупность значений скорости резания и подачи.
Процесс резания при сверлении протекает в более сложных условиях, чем при точении. В процессе резания затруднены отвод стружки и подвод охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента. При отводе стружки происходит трение ее о поверхность канавок сверла и сверла о поверхность отверстия. В результате повышаются деформация стружки и тепловыделение.
На увеличение деформации стружки влияет изменение скорости главного движения резания вдоль режущей кромки от максимального значения на периферии сверла до нулевого значения у центра.
За скорость главного движения резания при сверлении принимают окружную скорость точки режущей кромки, наиболее удаленной от оси сверла, м/с (м/мин):
V = π*D*n/(1000*60),
где D - наружный диаметр сверла, мм; n - частота вращения сверла, об/мин. Подача S (мм/об) равна осевому перемещению сверла за один оборот. За глубину резания при сверлении отверстий в сплошном материале принимают половину диаметра сверла, мм:
t=D/2, а при рассверливании t=(D-d)/2,где d- диаметр обрабатываемого отверстия, мм.
После токарной обработки деталь поступает на операцию сверления.
1.В данной детали необходимо просверлить 1 отверстия диаметром d=15мм. Материал детали сталь с пределом прочности σв = 400 МПа. Материал спирального сверла - сталь быстрорежущая марки Р18. Охлаждение - эмульсией. Сверлить будем на станке модели 2Н135.Расчет режима резания:
2.Определяем подачу S по формуле
S=Sтабл*Кэ,
где Sтабл= 0,28 (мм/об). Выбираем из таблицы в зависимости от σв = 400 МПа при сверлении отверстий глубиной 1 ≤ 3d, с точностью не выше 12-го квалитета в условиях жесткой технологической системы (1≤3d ≤36 = 12); Кэ- поправочный коэффициент на подачу, Кэ = 1, так как сверлят отверстие глубиной 1 < Зd, с точностью не выше 12-го квалитета и в условиях достаточно жесткой технологической системы(В связи с отсутствием дополнительных значений и параметров). S = (0,28-0,32) * 1 = (0,28-0,32) мм/об
Подача на станке устанавливается в пределах выбранного табличного диапазона. Принимаем S = 0,28 мм/об.
3.Определяется скорость резания V по формуле:
V=(Cv* dnv* Kυ)/(Tm* Syv),
где Су - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства
материала заготовки и условия обработки;
Т - стойкость сверла, мин;
По приложениям 2 и 3 [3] находим:
Су = 7.76;
Т= 30 мин.
nу = 0,4;
yу = 0,5;
m= 0,2;
Ку = Кmυ * Кuυ *Кlυ - поправочный коэффициент на скорость резания;
Кmυ= Кг * (750/σв)ny— поправочный коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала;
Кг - коэффициент, учитывающий материал инструмента (для сверл из быстрорежущей стали и обрабатываемого материала — углеродистой стали Кг=1);
nv-показатель степени (для сверл из быстрорежущей стали обрабатываемого материала - углеродистой стали при σв <400 МПа, nv=0,9);
Кuυ-поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала (для быстрорежущей стали Кuυ = 1);
Кlυ — поправочный коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия (при глубине 1 ≤ 3d, Кlυ =1);
V = [7,76 * 300,4/(300,2 *0,280,5)] * 1 (750/400)-0,9 *1 *1 = 16,6 м/мин = 0,27 м/с.