Изготовление детали с помощью токарно-винторезного станка

1.Выбор заготовки.

 Типоразмер заготовки при обработке заданной детали, включает в себя припуски на обработку  размер детали. Припуск зависит от вида обработки, окончательная или предварительная. Схема определения операционных размеров            

при обработке детали показана на рис. 3.

 Согласно заданного чертежа детали имеем: допуски на неточность изготовления соответствует 12 квалитету и составляет Td=700 мкм. Частота обрабатываемой поверхности Rz=80.

 Длина заготовки L будет определяться как сумма величин; максимальный размер

детали lg, припуск на подрезку Пп, припуск на отрезку По, припуск на выбег, припуск на установку заготовки в приспособление принимаем равным – 15 мм.

       L=lg+Пo+Пп+15= 60+0,3+7+3+15=85,3 мм.

 Припуск на механическую обработку торца.

Номинальный размер -70-100

 Ширина режущего инструмента

механической ножовкой -2

дисковой пилой -6

резцом -7

припуски на подрезку одного торца -3

(Краткий справочник металлиста [1] таб 28 стр 281.)

 Припуски и допуски на обработку наружных цилиндрических поверхностей.

Номинальный диаметр -80-120

припуск на диаметр при расчетной длине L – до 100

черновая обработка – 5,5

чистовая обработка – 2,0

шлифование – 0,5

допускаемые отклонения диаметра вала под операцию;

чистовой обработки – 0,87

шлифованию – 0,23

[1] таб 29. стр 283.

 Используя  полученные данные определим размер диаметра заготовки. В виду того что обрабатываемая деталь не будет высокого класса точности и шероховатости,будем использовать окончательный вид обработки, черновой.

 Диаметр заготовки D будет вычисляться как сумма номинального размера d и припуска на черновую обработку Пч.

             D=d+Пч= 82+0,4+5,5=88

 Заготовка из материала СЧ – 20, цилиндрической формы диаметром 88 мм и длиной 85,3 мм.

2.  Выбор металлорежущего станка.

 Выбор станка производим исходя из габаритных размеров детали и вида вида механической обработки  и операций. Для изготовления нашей детали выбираем токарно – винторезный станок 1К 62.

   Характеристики станка.

 Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм – 400

 Расстояние между центрами, мм – 1000

 Число ступеней чистоты вращения шпинделя – 23

 Частота вращения шпинделя – 12,5 – 2000

 Число ступеней подачи суппорта – 42

 Подача суппорта, мм/об:

  продольная -0,07 – 4,16

  поперечная – 0,035 – 2,08

 Мощность главного электро двигателя, кВт – 7,5 – 10

 КПД станка – 0,75

 Наибольшая сила подачи, (Н) – 3600

 Промежуточное значение подачи и частоты вращения шпинделя определяем из ряда геометрической прогресии:

z-1

 Sz1=Smax=S1*φ1                где φ1; φ2 – знаменатель геометрической прогрессии

z-1                                     z1, z2 – количество подач

nz2=nmax=n1*φ2

          ;      

При  Smaxп=20,8  :  Sminп=0,0035 ;  Z1=42 ;  φ1п=1,105

        Smaxпр=4,16  ; Sminпр=0,07 ;  Z1=42 ;   φ1пр=1,105

nmax=2000  ;  nmin=12,5    ;      Z2=23 ;    φ2=1,259

 Частота вращения шпинделя для станка 1К62, об/мин.

12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160

 Величина продольных подач мм/об

0,15; 0,17; 0,19; 0,21; 0,23; 0,28; 0,3; 0,34; 0,39; 0,43; 0,47; 0,52; 0,57; 0,61; 0,7; 0,78

3.  Выбор инструмента.

А. Режущий инструмент.

 Материал заготовки СЧ – 20 обладает механическими свойствами:

Пределы прочности σв=15, σвс=65 : σви=32   кг/мм²

Твердость  НВ=163-229.

  Чугун хрупкий материал. Для обработки чугуна применив резцы с пластинами из твердого сплава группы ВК. - вольфрамовую группу.

  Марку твердого сплава выберем по таблице 5 [1] стр 256.

Для материала чугун НВ<240 наибольшую эффективность применения используем резцы марки ВК6 ГОСТ 6743 – 61, 9765 – 61, 5688 – 61.

1.Подрезнные, отогнутые, правые и левые:

     В – 12 – 32; Н – 16 – 50; L – 100 – 240

2.Проходные упорные прямые:

    φ – 90; В – 8 – 20; Н – 8 – 32; L – 50 – 140

3.Отрезной

   В – 12 – 32; Н – 20 – 50; L – 120 – 280;

  Период стойкости стойкости это промежуток времени от заточки до заточки. Для резцов из твердого сплава период стойкости принимаем равным 90 – 120 мин.

  На величину стойкости влияет смазочно – охлаждающая жидкость СОЖ.

Как правило, применение СОЖ облегчает стружкообразование и снижает температуру в зоне резания, что в значительной степени повышает стойкость инструмента.

Б. Измерительный инструмент.

  Исходя из точности изготовляемой детали достаточно применение штангенциркуля ШЦ - 1 – 0 – 125 с ценой деления 0,1 мм.

4.  Выбор крепежного приспособления и способа крепления.

  Так как отношение длины к диаметру L / D=82/60 <4, крепление производится только в патроне токарного станка.

  Патрон трех кулачковый само центрирующий.

5.  Расчет режимов резания.

  Подрезка торца заготовки подрезным резцом пов 1. Глубина резания для подрезки берется от 1 до 2 мм.

  Возьмем глубину резания t=2 мм. Будем использовать поперечную подачу. Значение подачи определим по таблице [1]. Подача в зависимости от требуемой чистоты поверхности при обтачивании, отрезании, резании. ВК6 твердосплавные.

  Sп= 0,5 мм/об.

  рассчитаем скорость резания, допускаемую режущим инструментом при периоде стойкости T=120 мин., по эмпирический формуле.

 где Сv – коэффициент, зависящий от качества         обрабатываемого материала режущей части инструмента.

       Kv – поправочный коэффициент, учитывающий реальные условия резания.

      T – принятый период стойкости инструмента.

      m, Xv, Yv – показатель степени.

  Поправочный коэффициент.

                        Kv=KMv * Kиv*KT*KПv

     где KMv – поправочный коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала.

           KИv -  поправочный коэффициент, зависящий от материала режущей части инструмента. (приложение таб 2)

          KT -  поправочный коэффициент, учитывающий влияние периода стойкости резания. (приложение таб 3)

         KПv -  поправочный коэффициент, учитывающий сотояние поверхности заготовки. (приложение таб 4)

  При точении резцом, оснащенным твердым сплавом, поправочный коэффициент    

KMv для чугуна расчитывается по формуле:

Значения Cv, Xv, Yv, m приведены в таблице 4 приложения.

  Подача при резание берется в соответствии с подачей на станке.

Твердость материала СЧ 20 НВ 1923 Мпа

KИv – 1,20; KT – 0,87; Kпv – 0,75

Kv=0,985*1,20*0,87*0,75=0,77

  При Сv – 243; Xv – 0,15; Yv – 0,4; m – 0,2

  Подача поперечная по станку Sст=0,51

    Vp=379,9 об/мин.

  Сравним расчетную часть с частотой имеющейся на станке nст < np;

ncт=315  об/мин  315<379,9

  По принятому значению частоты вращения, шпинделя nст найдем фактическую скорость Vф,м/мин.

Vф=π*Do*nст/1000= 87,04 м/мин.

Рассчитаем усилие резания

  Силу резания Pz, Мпа определяют только для самого нагруженного прохода, где наибольшая подача и глубина резания.