7. Расчет припусков и операционных размеров 

     Технологический процесс механической обработки  заключается в том, что с поверхности  заготовки удаляется слой или слои металла таким образом, что в конце обработки получается готовая деталь, заданная чертежом. Слой металла, удаляемый с заготовки называется припуском. Различают операционный и общий припуски.

     Операционный  припуск – это слой материала, удаляемый с заготовки при выполнении одной технологической операции (ГОСТ1109–82). Операционный припуск назначают для компенсации производственных погрешностей, возникших при выполнении технологической операции. Производственные погрешности характеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы, поверхностными микро неровностями, глубиной дефекта поверхностного слоя, а так же отклонениями взаимосвязанных поверхностей.

     Общий припуск – это слой материала, удаляемый с заготовки с целью  получения готовой детали. Его назначают для компенсации погрешностей заготовки и погрешностей, возникающих на технологических операциях.

     Припуск измеряется по нормали к обрабатываемой поверхности и отсчитывается  на размер. Поэтому при обработке  цилиндрической поверхности припуск отсчитывают на диаметр, при обработке плоскости или торца – на линейный размер.

     От  припуска необходимо отличать напуск. Напуск – это увеличение припуска в целях упрощения конфигурации заготовки из-за невозможности или  нерентабельности ее изготовления с контуром, соответствующим контуру детали.

     Удаление  припуска сопровождается выполнением  операционных размеров. Так как операционные размеры имеют номинальное, минимальное  и максимальное значения, то различают  номинальный припуск, минимальный  припуск, максимальный припуск.

     Технологический процесс механической обработки  заключается в том, что с поверхности  заготовки удаляется слой или  слои металла таким образом, что  в конце обработки получается готовая деталь, заданная чертежом. Слой металла, удаляемый с заготовки называется припуском. Различают операционный и общий припуски.

     Операционный  припуск – это слой материала, удаляемый с заготовки при  выполнении одной технологической  операции (ГОСТ1109–82). Операционный припуск назначают для компенсации производственных погрешностей, возникших при выполнении технологической операции. Производственные погрешности характеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы, поверхностными микро неровностями, глубиной дефекта поверхностного слоя, а так же отклонениями взаимосвязанных поверхностей.

     Общий припуск – это слой материала, удаляемый с заготовки с целью  получения готовой детали. Его  назначают для компенсации погрешностей заготовки и погрешностей, возникающих  на технологических операциях.

     Припуск измеряется по нормали к обрабатываемой поверхности и отсчитывается на размер. Поэтому при обработке цилиндрической поверхности припуск отсчитывают на диаметр, при обработке плоскости или торца – на линейный размер.

     От  припуска необходимо отличать напуск. Напуск – это увеличение припуска в целях упрощения конфигурации заготовки из-за невозможности или нерентабельности ее изготовления с контуром, соответствующим контуру детали.

     Удаление  припуска сопровождается выполнением  операционных размеров. Так как операционные размеры имеют номинальное, минимальное и максимальное значения, то различают номинальный припуск, минимальный припуск, максимальный припуск. 

     8. Расчет режимов резания 

     Расчет  режимов резания производим по эмпирическим формулам с учетом поправочных коэффициентов для четырех – пяти разнохарактерных переходов или операций.

1. Расчет режимов резания на токарную операцию

     Эффективное использование резцов возможно в  условиях повышенной жесткости, точности и быстроходности станков.

     Для повышения жесткости системы СПИД необходимо закреплять заготовку в патронах, при длинных заготовках – в патронах с поджимом центром задней бабки, сокращать вылет резца из резцедержателя.

     Деталь  «крышка» обрабатывается на токарно  – револьверном станке с ЧПУ 1П426 в 3х кулачковом патроне с использованием проходного резца (на корпус которого механически крепиться твердосплавная пластинка из ВК8).

     Некоторые технические характеристики станка 1П426

     Станок  используется для обработки штучных  заготовок или деталей из калиброванного прутка. На станке возможно проводить следующие виды токарной обработки: обточка, расточка, подрезка, расточка и расточка канавок, сверление, зенкерование, развертывание, фасонное точение, обработка резьб метчиками, плашками и резцами. 

     Скорость  резания (в зависимости от стойкости  инструмента) определяется по формуле (cтр.312 [1]): 

       

     где – коэффициент размеров резца;

       g – площадь поперечного сечения резца, мм .

     

     

      - коэф – т угла в плане  ;

       (n = 0,3 – при обточке резцами из твердых сплавов группы ТК; n = 0,45 – группы ВК и n = 0,6 – при обработке резцами из быстрорежущих сталей).

     

      - коэф – т влияния угла;

      - для резцов из быстрорежущих  сталей;

      - для твердосплавных резцов.

       

      - коэф – т влияния радиуса  при вершине резца;

       (n = 0,1 – при грубой обработки стали; n = 0,2 при получистовой обработки стали и n = 0,08 – при получистовой обработки чугуна). 

     

      - коэф – т влияния инструментального  материала;

      = 1 – для быстрорежущих сталей  и твердых сплавов марок Т15К6  и ВК8;

      = 0,73 – для твердых сплавов  марки Т5К10;

      = 0,85 – для твердых сплавов марки Т14К8 при грубой обработки.

      - коэф – т влияния марки  обрабатываемого материала;

     Обрабатываемый  материал 15Х16Н2АМ – Ш. Твердосплавная пластина ВК8 применяется в черновом и получистовом точении коррозионно – стойких, высокопрочных и жаропрочных трудно обрабатываемых сталей и сплавов, в том числе и сплав титана. Поэтому = 1.

      - коэф – т влияния вида  материала заготовки;

      = 1,1 – для холоднокатаного;  = 1,0 – для горячекатаного и

     нормализованного  и  = 0,9 – для отожженного металла.

      - коэф – т влияния обрабатываемой  поверхности;

      = 1,0 – для стали и стального  литья с окалиной; = 0,9 – для чугуна с отбеленным слоем.

      - коэф – т влияния формы  передней поверхности.

      = 1,0 – плоская;  = 1,05 – радиусная; = 1,2 – плоская поверхность с отрицательным (-5 ) передним углом.

     Коэффициент и показатели степени и приведены в таблице

     (8.20 [1]) и равны: = 285; = 0,18; = 0,45 – в условиях обработки с охлаждением (5% эмульсия).

     Т = 60 мин. – средняя стойкость резцов.

     m – показатель степени.

     m = 0,1 0,25 – для резцов из быстрорежущих сталей и оснащенных твердым сплавом (обработка сталей и чугунов);

     m = 0,3 0,33 – обработка алюминия и его сплавов.

     Принимаем m = 0.175.

     n – показатель степени.

     n = 1 – при обработке углеродистых сталей твердостью < 130HB;

     n = 1,5 – при обработке легированных сталей, чугунов;

     n = 1,75 – при обработке сталей твердостью >130HB.

     НВ = 200 – твердость заготовки.

     Для расчета скорости резания необходимо задать ориентировочное значение подачи (мм/об) по таблице (8.18 [1]) для трудно обрабатываемых материалов.

     S = (0,5 – 1,2) мм/об. Принимаем: S = 0,6 мм/об.

     Тогда: м/мин.

     Определяем  частоту вращения шпинделя:

       об/мин.

     Принимаем значение частоты вращения по станку: = 125 об/мин.

     Необходимо  скорректировать значения скорости резания V под . 

      м/мин. 

     При получистовом и чистовом точении  подача рассчитывается по формуле (стр. 315 [1]). 

       

     где – коэф – т, зависящий от обрабатываемого материала;

      - параметр шероховатости обработанной поверхности, мкм;

     x, y, z и u – показатели степени.

     Значения  , x, y, z и u приведены в таблице (8.20 [1]):

      = 0,008; x = 0,3; y = 1,4; z = 0,35; u = 0,7.

     Тогда: мм/об.

     Принимаем значение подачи по станку: = 0,6 мм/об.

     Силу  резания при точении рассчитываем по формуле (стр. 315 [1]): 

       

     Значения  коэффициента и показателей степени , , приведены в таблице (8.26 [1]) и равны: = 300; = 0,87; = 0,8.

     Показатель  при обработке сталей с НВ 170 равен 0,35, сталей с

     НВ > 180 – 0,75 – при обработке чугуна – 0,55.

       = 1 при обработке сталей; 0,2 –  при обработке алюминия и силумина.

      .

     

      ( = -8 ); ( = 1,8 );

       – коэф – т учитывает влияние износа резца при обработки стали.

     При = 0,5 = 0,93

        = 2 = 1.

     Тогда:

     Эффективная мощность резания Nэ (кВт) рассчитывается по формуле

     (стр. 319 [1]):

     Nэ кВт.

     Данный  станок можно эксплуатировать на данных режимах резания, так как  Nэ < Nдв, 26,5 < 30 кВт (по паспорту станка).

     Расчет  норм времени

     Время выполнения операции оценивается штучным  временем, которое рассчитывается по формуле:

 

      Тшт = То + Твс + Тоб + Тот. 

     где То – основное время, мин;

     Твс – вспомогательное время, мин;

     Тоб – время технического обслуживания станка, мин;

     Тот – время на отдых и личные надобности, мин.

     Основное  время рассчитывается по формуле: 

       

     где Lpx – длина рабочего хода, мм;

     i – число рабочих ходов, мм;