Фомин В.И. Проектирование технологических процессов изготовления деталей подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин. Часть 2

Подождите немного. Документ загружается.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

________________________________________

Кафедра «Путевые, строительные машины и

робототехнические комплексы»

В.И.ФОМИН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ДЕТАЛЕЙ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ,

СТРОИТЕЛЬНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН

Методические указания

к курсовому проектированию

Часть 2

Москва 2009

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

________________________________________

Кафедра «Путевые, строительные машины и

робототехнические комплексы»

В.И.ФОМИН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ДЕТАЛЕЙ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ,

СТРОИТЕЛЬНЫХ И ДОРОЖНЫХ МАШИН

Часть 2

Рекомендовано редакционно-издательским советом

университета в качестве методических указаний

для студентов специальности

190205«Подъемно-транспортные, строительные и

дорожные машины и оборудование»

Москва 2009

УДК 621.86/87

Ф-76

Фомин В.И. Проектирование технологических процессов изготовления

деталей подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин.

Методические указания к курсовому проектированию. Часть 2. - М.:

МИИТ, 2009. – 40 с.

В дополнение к 1 части рассматриваются наиболее сложные

расчетные вопросы проектирования технологических процессов

изготовления деталей подъемно-транспортных, строительных и дорожных

машин и приводится обширный справочный материал по курсовому

проектированию.

Методические указания предназначены для студентов

специальности 190205 "Подъемно-транспортные, строительные и

дорожные машины и оборудование" и могут быть полезны для студентов

специальности 220402"Роботы и робототехнические системы".

Список лит. 10 наим., прил. 1 (табл. 32).

путей сообщения (МИИТ), 2009

Подписано в печать - Формат 60x84 1/16

Тираж 100 экз. Усл.-печ.л.- Заказ -

Изд. №

127994, Москва, ул. Образцова, 9 стр. 9

Типография МИИТа

Введение

Целью курсовой работы является закрепление студентами

знаний, полученных при изучении дисциплины «Технология

машиностроения, производство и ремонт подъемно-транспортных,

строительных и дорожных машин».

Темы курсовой работы в основном должны быть посвящены

проектированию технологических процессов изготовления

оригинальных деталей подъемно-транспортных, строительных и

дорожных машин.

Задание на курсовую работу выдается руководителем курсового

проектирования в виде рабочего проекта детали с указанием ее

применимости и серийности изготовления. Задание может составляться

по материалам, собранным студентами во время прохождения

производственной практики.

В первой части [1] данных методических указаний рассмотрены

общие вопросы методики проектирования технологических процессов

изготовления деталей подъемно-транспортных, строительных и

дорожных машин и правила оформления технологической

документации. Приводятся адресные ссылки на литературные

источники. Практика курсового проектирования показывает, что в

некоторых случаях, которые являются нередкими, литературные

источники являются недоступными для студентов в силу отсутствия в

библиотечных фондах или по причине отсутствия необходимых страниц

в справочниках и пособиях.

Во второй части методических указаний рассматриваются

наиболее сложные расчетные вопросы и приводится обширный

справочный материал по курсовому проектированию.

1. Выбор метода окончательной обработки конструктивного элемента

детали

Для каждой отдельной поверхности или конструктивного

элемента детали необходимо назначить метод окончательной обработки.

Под методом обработки понимается вид обработки резанием (например,

обтачивание продольной подачей) и его стадия (например, чистовая).

При назначении метода окончательной обработки следует

основываться на требованиях точности обработки, шероховатости

поверхности и других показателей качества, указанных в рабочем чертеже

детали. Каждому технологическому методу обработки соответствует

определенные достижимые значения качества поверхности (квалитет и

шероховатость).

Общая характеристика технологических методов обработки

резанием приведена в табл. П1 Приложения.

2. Выбор вида и определение размеров исходной заготовки

Вид исходной заготовки устанавливают на основе анализа

применимости возможных методов изготовления детали. В качестве

заготовок деталей подъемно-транспортных, строительных и дорожных

машин используют сортовой прокат, поковки, штамповки, отливки.

Метод получения исходной заготовки определяют исходя из:

физико-механических свойств материала детали, ее габаритов, массы,

конфигурации, объема выпуска и типа производства.

Полная оценка вариантов выбора вида заготовки возможна на

основе технико-экономического анализа, критерием которого является

себестоимость. Варианты сравнивают по изменяющимся статьям затрат:

стоимости материала, инструмента, технологической оснастки,

оборудования, заработной платы, электроэнергии и др. Как видно, такой

анализ требует большого количества нормативных, справочных и

фактических данных, и поэтому затруднителен в выполнении.

При выборе заготовки из круглого сортового горячекатанного

проката можно использовать рекомендации по выбору диаметра

заготовки в зависимости от максимального диаметра детали и

соотношения длины и максимального диаметра детали, приведенные в

табл. П2 Приложения. Характеристика сортамента стали горячекатаной

круглой по ГОСТ 2590-88 приведена в табл. П3 Приложения. Припуски на

торцевую обработку штучных заготовок из круглого сортового

горячекатанного проката приведены в табл. П7 Приложения.

При выборе в качестве технологических баз центровых

отверстий можно определить соответствующий типоразмер этих

отверстий по рекомендациям табл. П4. Приложения. Конфигурация

центровых отверстий приведена табл. П5. Приложения.

3. Расчёт величины промежуточных размеров

заготовки

Расчет промежуточных размеров заготовки по стадиям

обработки ведут по каждому конструктивному элементу от предельного

расчетного размера (по рабочему чертежу) последовательно к нему

прибавляя – для размеров категории «вал» и вычитая – для размеров

категории «отверстие» значения припусков Z в порядке, обратном ходу

технологического процесса.

Например, для валов» расчёт производят по формуле:

где

- размер заготовки на текущей стадии обработки;

1i

- размер заготовки на предшествующей стадии обработки;

- значение припуска на текущую обработку.

В условиях единичного и мелкосерийного типа производства

припуски на наружную обработку на токарных и шлифовальных станках

выбирают по опытно-статистическим данным, сведенным в табл. П6

Приложения.

Припуски на торцевую обработку и подрезание уступов

приведены в табл. П7 Приложения и табл. П8 Приложения.

4. Определение режимов резания

Элементы режима резания находят в следующем порядке:

глубина резания (t) , подача (s), скорость резания (v).

Глубина резания (мм) при черновой обработке назначается

исходя из следующих рекомендаций.

Практика проектирования технологических процессов токарной

обработки показывает, что предельная глубина резания, назначаемая

1 iii

zdd 



исходя из условия недопущения больших упругих деформаций элементов

технологической системы, может быть назначена как доля от получаемого

диаметра заготовки

 

.)1,005,0( dt



Меньшее значение

назначают при коэффициенте жесткости

).129( 

Другим ограничивающим предельную глубину резания фактором

является допустимая мощность резания, которая зависит от мощности

электродвигателя привода шпинделя токарного станка и к.п.д. этого

привода. Для этой цели можно использовать данные, приведенные в табл.

П 13 Приложения, содержащие расчетные данные по затратам мощности

при токарной обработке с заданной глубиной резания и подачей

инструмента.

В этом случае при определении предельной глубины резания

 

из условия ограничения мощности резания следует также учитывать

рекомендации, приведенные в табл. П9 Приложения и ограничения подачи

резца, приведенные в табл. П10 Приложения и связанные с прочностью

пластины из твердого сплава,

В общем случае при назначении режимов резания не следует

принимать решения, загружающие приводной электродвигатель по

мощности полностью.

При получистовой и последующих стадиях обработки глубина

резания, например, для валов равна радиальному припуску на

соответствующую обработку.

При чистовой обработке подачу назначают в зависимости от

требуемой шероховатости поверхности (например, для токарной

обработки необходимо использовать рекомендации, изложенные в табл.

П11 Приложения). Если станок имеет дискретное значение подач то, по

полученному значению подбирают ближайшее

СТ

из характеристики

станка (см. табл. П12 Приложения).

Скорость резания (м/мин) рассчитывают по эмпирическим

формулам, установленным для каждого вида обработки, которые имеют

общий вид:

СТ

KstTCv 

где

YXMC

,,,

расчетные коэффициенты, значения которых зависят

от обрабатываемого материала, величины подачи и других факторов;

расчетные коэффициенты для определения скорости резания при токарной

обработке резцами приведены в табл. П14 Приложения;

Т

стойкость инструмента в мин ; при одноинструментальной

обработке

;60минТ 

t и



глубина резания и подача инструмента;



корректирующий коэффициент, учитывающий, особенности

обработки.

В общем виде

вычисляют, например, для токарной

обработки как

VИVПVМVV

KKKКK





Сомножители этой формулы учитывают материал заготовки,

состояние поверхности заготовки перед соответствующей стадией

обработки, материал режущей части инструмента, главный угол в плане –

например, для токарных резцов. Могут применяться и другие

коэффициенты, учитывающие особенности процесса обработки, например,

количество резцов при многоинструментальной обработке.

Поправочный коэффициент

МV

учитывает материал

обрабатываемой заготовки и может быть вычислен по данным,

приведенным в табл. П15, табл. П16 и табл. 17 Приложения.

Поправочный коэффициент

ПV

, учитывающий влияние

состояния заготовки на скорость резания, может быть определен по

данным, приведенным в табл. П18 Приложения.

Поправочный коэффициент

ИV

, учитывающий влияние

инструментального материала на скорость резания, определяют по

данным, приведенным в табл. П19 Приложения.

Поправочный коэффициент



, учитывающий влияние

параметров резца на скорость резания, определяют по данным,

приведенным в табл. П20 Приложения.

Рекомендуемые режимы резания при тонком точении и

растачивании приведены в табл. П21 Приложения.

Рассчитанную скорость резания v используют для определения

необходимой частоты вращения шпинделя, например, токарного станка как

,/1000 dvп





где

d

диаметр обработки в мм.

Если станок имеет дискретное значение частот вращения

шпинделя то, по полученному расчетному значению подбирают ближайшее

значение

СТ

из характеристики станка (см. табл. П12 Приложения).

Разработку режимов шлифования начинают с выбора

инструмента. Инструмент для шлифования различных конструкционных

материалов выбирают по рекомендациям справочников [4, глава 10, с. 378

– 403; 7, глава 3, с. 242 - 260].

Основные параметры резания при шлифовании:

- скорость вращательного или поступательного движения

заготовки

, м/мин;

- скорость вращательного движения шлифовального круга

КР

, м/с;

- глубина шлифования t, мм, — слой металла, снимаемый

периферией или торцом круга в результате поперечной подачи на

каждый ход или двойной ход при круглом или плоском шлифовании и в

результате радиальной подачи

при врезном шлифовании;

- продольная подача

— перемещение шлифовального круга

(или рабочего стола) в направлении его оси в миллиметрах на один

оборот заготовки при круглом шлифовании или в миллиметрах на каждый

ход стола при плоском шлифовании периферией круга.

Рекомендации по выбору вышеуказанных параметров

шлифования приведены в табл. П27 Приложения.

Назначенные скорости вращения

КР

используют для

определения необходимой частоты вращения заготовки и шлифовального

круга

,/1000 dvп

ЗЗ





,/601000

КРКРКР

dvп





где

d

диаметр обработки в мм;



КР

диаметр шлифовального круга в мм.

Характеристика круглошлифовального станка приведена в табл.

П26 Приложения.

5. Расчет мощности резания

Мощность резания по каждой операции необходимо вычислить

для наиболее нагруженного основного технологического перехода с

целью проверки правильного выбора станка.

Мощность резания (кВт), например, при токарной обработке

вычисляют по формуле

,601020/  vPN

где

v

фактическая скорость резания, м/мин; вычисляется как

,1000/

СТ

dnv





здесь



СТ

частота вращения шпинделя,

выбранная по характеристике станка, мин/об;

d

диаметр обработки в

мм;



тангенциальная составляющая силы резания, Н.

Величину

вычисляют по формуле

,10

ПY

СТ

Рz

KvstCP 

где

ПYХC

,,,

расчетные коэффициенты, значения которых зависят

от обрабатываемого материала, стадии обработки и материала резца и

других факторов, приведены в табл. П23 и табл. П24 Приложения;



подача инструмента из характеристики

станка, мм/об;

t – глубина резания, мм;



корректирующий коэффициент, учитывающий особенности

обработки; представляет произведение ряда коэффициентов

).(

rPРРРMРР

КKKKКK





Численные значения этих

коэффициентов приведены в табл. 22П и табл. 25П Приложения.

Мощность шлифова

ния

(кВт) вычисляют по формулам:

- при шлифовании периферией круга с продольной подачей

СТ

ЗN

dstvCN 

- при врезном шлифовании периферией круга

ZgY

СТ

ЗN

bdsvCN 

- при шлифовании торцом круга

ZXY

СТ

ЗN

btsvCN 

где

d

диаметр шлифования, мм;

b

ширина шлифования, в мм, равная длине шлифуемого участка

заготовки при круглом врезном шлифовании и поперечному размеру

поверхности заготовки при шлифовании торцом круга;



скорость вращательного или поступательного движения

заготовки, м/мин;

t – глубина шлифования, мм;



подача рабочего стола или шлифовального круга.

Рекомендации по выбору вышеуказанных параметров

шлифования

и t приведены в табл. П27

Приложения.