Технологический процесс обработки детали Ступица грузового автомобиля

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9309

2 Технологический процесс обработки детали Ступица грузового автомобиля

2.1 Анализ обрабатываемой детали (ступица грузовых автомобилей)
Автомобильное колесо состоит из пневматической шины, обода, ступицы и соединительного элемента. Обод колес у грузовых автомобилей плоский, имеет два бортовых кольца (рисунок 2.1). Съемное бортовое кольцо неразрезное и закреплено на ободе разрезным замочным кольцом.

Рисунок 2.1 – Колесо автомобиля с плоским ободом
На дисках колес выполнены конические отверстия, которыми колесо устанавливается на шпильки. Гайки колес также имеют конус. Совпадением конусов гаек с конусными отверстиями на дисках обеспечивается точная установка колес (рисунок 2.2).
Ступица колеса является связующим звеном между ободом колеса и тормозным барабаном.

Рисунок 2.2 – Крепление колеса грузового автомобиля
Ступица колеса устанавливается на двух конических роликовых подшипниках и крепятся гайкой, которая затем стопорится и закрывается колпаком.
Крепление обода колеса осуществляется при помощи шпилек, которые запрессованы в отверстиях ступицы, и гаек. Ступица также жестко связана с тормозным барабаном с помощью гаек и болтов. С помощью болтов колпак закрывает ступицу.
При торможении ступица переднего колеса испытывает момент кручения, а также знакопеременные нагрузки, поэтому она должна выполняться из достаточно прочного материала.
2.2 Анализ материала детали
Материал детали - ковкий чугун КЧ-35-10Ф ГОСТ 1215-79. Ковкий чугун в основном является конструкционным материалом, используемый для изготовления мелких тонкостенных отливок (толщина стенок не более 40-50 мм) для сельскохозяйственных машин, автомобилей, тракторов, арматуры, фитингов и других деталей массового производства. Особенно целесообразно применение ковкого чугуна в случае, если деталь трудно отлить из стали, а получить ее обработкой слишком дорого.
Благодаря хлопьевидной форме графита ковкий чугун отличается достаточно высокой прочностью и пластичностью, занимая промежуточное положение между серым чугуном и сталью.
Ковкий чугун ферритного класса обладает следующими повышенными свойствами: пластичностью, сопротивляемостью ударным нагрузкам и однородностью механических свойств по сечению отливок. Однако ковкий чугун обладает более низкими литейными свойствами, чем серый, в частности пониженной жидкотекучестью, большей усадкой и повышенной склонностью к трещинообразованию.
Химический состав ковкого чугуна КЧ-35-10Ф приведён в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Химический состав ковкого чугуна КЧ-35-10Ф
Примерный химический состав, %
С Si Мn Р S Сг
2,4-2,8 0,9-1,4 0,3-0,5 не более 0,18 не более 0,12 не более 0,06

Таблица 2.2 – Физические свойства ковкого чугуна КЧ-35-10Ф
Плотность г/см3 Коэффициент линейного расширения α при температуре до 100°С Теплоёмкость с, кал/(г∙°С) Коэффициент теплопроводности λ, кал/см∙с∙град Электросопротивление ρ, мкОм∙см Максимальная магнитная проницаемость, μ, Гс/Э
7,2-7,4 (10-12) 10-8 0,12-0,13 0,12-0,17 30-55 600-1800

Твердость отливки не более 163НВ.
Относительное удлинение δ=8%.
Сопротивление разрыву 35 кгс/мм2.
2.3 Краткая характеристика существующего уровня технологии
При изготовлении ступицы используется широкий спектр методов технологической обработки детали в автомобилестроении:
- токарная обработка;
- сверление;
- зенкерование;
- развертывание;
- раскатывание.
Базовый технологический процесс обработки ступицы достаточно рационален, однако современное развитие технологии механической обработки позволяет его еще более усовершенствовать.
Станки расположены на участке, с учетом последовательности выполнения технологических операций. Передача детали от операции к операции осуществляется при помощи подвесного грузонесущего конвейера. Загрузка оборудования происходит автоматически. Технологическая оснастка специализированная. Вся токарная обработка происходит на токарных вертикальных 8-ми шпиндельных полуавтоматах.
Ступицы производят в условиях крупносерийного производства. Используемая технология отвечает требованиям, предъявляемых к современному производству
2.4 Обработка конструкции детали на технологичность
Анализ технологичности конструкции детали производится с целью установления уровня её соответствия требованиям наименьшей трудоемкости материалоемкости.
На основании технологического анализа конструкции заданной детали установим, что:
- ступица относится к классу корпуса ;
- заготовку данной детали получают методом литья в песчано-глинистые формы, который позволяет получить точную заготовку с хорошей шероховатостью и с минимальными припусками под механическую обработку;
- все поверхности детали открыты для свободного подвода к ним режущего инструмента;
- конструкция детали позволяет токарную обработку производить на станках полуавтоматах, что повышает точность механической обработки и уменьшает трудоемкость её изготовления;
Технологичность конструкции оценивается несколькими показателями, среди которых коэффициент использования материала и коэффициент унификации конструктивных элементов.
Рассчитаем коэффициент использования материала:
, (2.1)
где MD – масса детали, кг;
MZ – масса заготовки, кг.
КиМ>0,6 - деталь по данному показателю является технологичной.
Рассчитаем коэффициент унификации конструктивных элементов:
, (2.2)
где QYH - число унифицированных конструктивных элементов;
Qy - общее количество конструктивных элементов у детали.
>0,6- изделие считается технологичным.
2.5 Анализ технических условий, предъявляемых к детали
Каждая поверхность детали имеет свои точностные характеристики, свою точность взаимного расположения. Исходя из назначения детали, можно заключить, что цилиндрические отверстия под подшипники, которые являются технологическими базами (7-ой квалитет точности, шероховатость Ra=0,4, допуск овальности и конусности не более 0,02 мм.) являются основными, так как с помощью этих поверхностей ступица ориентируется на поворотной цапфе. Биение малого цилиндрического отверстия под подшипник относительно баз Е, Ж (цилиндрическое отверстие под больший подшипник и его утопленный торец) должно быть не более 0,12 мм. Биение нижнего торца ступицы относительно баз Е, Ж не должно превышать 0,16 на радиус равного 100 мм. Цилиндрическое отверстие под сальник также выполняется по 7-му квалитету точности (шероховатость Ra=0,4). Менее точными являются восемь отверстий под шпильки. Многие поверхности у данной детали являются свободными и не обрабатываются.
2.6 Обоснование метода изготовления заготовки
Наиболее широко применяют для получения заготовок в машиностроении следующие методы: литье, обработка металлов давлением и сварка, а также комбинации этих методов. Однако каждый из методов содержит большое число способов получения заготовок. Многообразие способов получения заготовок и их сочетаний приводит к тому, что выбор способа получения заготовки становится сложной технико-экономической задачей.
Прежде всего, следует определить, каким методом наиболее целесообразно получить заготовку для данной детали. Выбор способа получения заготовки - всегда очень сложная, подчас трудноразрешимая задача, так как часто различные способы могут надежно обеспечить технические и экономические требования, предъявляемые к детали. Таким образом, выбранный способ получения заготовки должен быть экономичным, обеспечивающим высокое качество детали, производительным, нетрудоемким процессом.
Для мелкосерийного и единичного производств характерно использование в качестве заготовок горячекатаного проката, отливок, полученных литьем в песчано-глинистые формы, и поковок, полученных ковкой. Это обусловливает большие припуски и напуски, значительный объем последующей механической обработки, повышение трудоемкости, в том числе и за счет низкой технологической оснащенности. В структуре себестоимости в данном случае велика доля затрат на основные материалы (до 50%) и заработную плату (до 30-35%).
В условиях крупносерийного и массового производств рентабельны такие способы производства заготовок, как литье в кокиль и под давлением, в оболочковые формы и по выплавляемым моделям. Применение этих способов позволяет значительно сократить припуски на механическую обработку (в среднем на 25—30% к массе заготовки), снизить трудоемкость изготовления деталей.
Повышение точности формообразующих процессов, выбор наиболее точных и прогрессивных способов получения заготовок на базе увеличения серийности производства является одним из важнейших резервов повышения технического уровня производства. Технологическую оснащенность производства характеризует наличие технологической оснастки. В заготовительном производстве это подкладные штампы и штампы для горячей объемной штамповки, литейная технологическая оснастка, металлические формы, модели и т. п. Оптимальный уровень технологической оснащенности определяется таким объективным критерием, как себестоимость производства. Лимитируя удельные и общие затраты на оснастку и инструмент, себестоимость связывает между собой первоначальную стоимость технологической оснастки, ее стойкость и экономический эффект, получаемый в результате роста технологической оснащенности. Причем в данном случае основным является характер производства. При единичном и мелкосерийном производствах специальная оснастка, рассчитанная на получение одной детали, не может быть использована до полного ее износа, поэтому дополнительные затраты на оснастку оказывают больше экономии, достигаемой от сокращения объема механической обработки.
Если материал обладает пониженными литейными свойствами (низкая жидкотекучесть, высокая склонность к усадке и т. п.), не рекомендуется применять для получения отливок из этого материала такие способы, как литье в кокиль или литье под давлением, так как из-за низкой податливости металлических форм могут возникнуть литейные напряжения, коробление отливки и трещины. В таких случаях целесообразно применение следующих способов: оболочковое литье и литье в песчано-глинистые формы.
Литье в оболочковые формы является прогрессивным способом получения отливок с повышенными чистотой поверхности и точностью размеров. При данном способе литья формы изготавливается по горячим металлическим моделям, формовочная смесь содержит огнеупорный материал (например, кварцевый песок) и органические связующие - термореактивные смолы, например пульвербакелит (3—9% от массы песка). Оболочковая форма состоит из двух полуформ с горизонтальной или вертикальной плоскостью разъема и стержней. После затвердевания отливки оболочковая форма легко разрушается. Для изготовления оболочковых форм в производстве используются различные типы машин, основное назначение которых - формирование и съем оболочек; процесс легко поддается механизации и автоматизации. Литьем в оболочковые формы изготавливают ответственные детали, например ребристые цилиндры для мотоциклов, коленчатые валы для автомобилей, гильзы, звездочки, зубчатые колеса, детали компрессоров, тепловозов, судовых двигателей и т.п. из чугуна, нелегированных сталей, цветных и специальных сплавов. Можно получать отливки массой от нескольких сот граммов до ста килограммов, если допускается невысокая размерная точность, то можно получать отливки массой более ста килограммов. Максимально возможные габариты отливок-500-700 мм. Наиболее рационально применение литья в оболочковые формы при массовом и крупносерийном производствах. Качество поверхностей и точность размеров отливок условно оцениваются по стандартам для механической обработки. Данный способ литья обеспечивает параметр шероховатости поверхности Rz=160-20 мкм и точность размеров, соответствующих 14—15-му квалитетам. Шероховатость поверхности крупных отливок (массой более 50 кг) грубее, точность ниже. Допускаемые отклонения размеров отливок из чугуна по первому классу точности по ГОСТ 1855—55.
Оболочковая форма ко времени затвердевания отливки легко разрушается, не препятствует усадке металла, поэтому в отливках возникают незначительные внутренние напряжения и несколько повышаются механические свойства по сравнению с отливками, изготовленными в песчано-глинистых формах.
Эффективность способа литья в оболочковые формы по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы определяется следующими преимуществами:
- значительная экономия металла (до 30—50%); отливки имеют чистую поверхность и повышенную точность размеров, последнее позволяет назначать припуски на механическую обработку, примерно в два раза меньшие, чем при литье в песчаные формы;
- среднее отклонение размеров отливок в оболочковые формы составляет 0,3—0,7 мм на 100 мм габаритного размера, для мелких отливок — до 0,2 мм;
- уменьшается расход формовочных материалов в 10—20 раз;
- оболочковые формы не гигроскопичны, имеют высокую прочность, их можно хранить длительное время;
- применение оболочковых форм увеличивает выход годного литья за счет снижения брака в 1,5—2 раза; при выбивке формы оболочка легко разрушается, что уменьшает затраты труда на обрубку и очистку отливок в среднем на 50%.
Тем не менее способ литья в оболочковые формы не лишен и недостатков. К ним относятся:
- утрата точности формы в разъеме при изготовлении тяжелых и крупногабаритных отливок;
- работа с горячей модельной оснасткой вызывает необходимость использования только металлической модели;
- высокая стоимость оснастки, оборудования и материалов, в частности стоимость пульвербакелита.
Все это приводит к тому, что стоимость отливок, полученных литьем в оболочковые формы, несколько выше, чем отливок, полученных литьем в песчано-глинистые формы. При литье в оболочковые формы значительно снижаются расходы на технологические операции, так как примерно в четыре раза сокращаются трудоемкость операции выбивки, а также обработка и зачистка отливок. Однако за счет высокой стоимости пульвербакелита расходы на формовочную смесь увеличиваются в шесть раз. Этим в основном и объясняется повышение себестоимости литья в оболочковые формы. Тем не менее, за счет снижения припусков и объема механической обработки происходит снижение общей себестоимости.
Таким образом, заготовку для ступицы колеса грузового автомобиля целесообразно изготавливать методом литья в оболочковые формы. При этом изменится вес отливки с 23,3 кг до 21,2 кг.
Пересчет коэффициента использования материала:
(2.3)
2.7 Выбор и обоснование технологических баз
При выборе баз для механической обработки, в первую очередь, решают вопрос, связанный с назначением баз для выполнения первой операции. В качестве черновой технологической базы выбрана: торцевая поверхность фланца ступицы. В качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами детали, т. е. соблюдать принцип единства баз. Кроме этого необходимо соблюдать принцип постоянства баз, т. е. нужно использовать как можно меньше количество баз.
В качестве технологических баз применяются следующие поверхности:
1 Для обработки торцевых поверхностей со стороны фланца ступицы, отверстия под подшипник и под сальник; для получения отверстий и последующем нарезании резьбы на торце фланца ступицы; для раскатывания цилиндрических отверстий под подшипники - торец фланца ступицы и наружная цилиндрическая поверхность.
2 Для обработки внутреннего торца фланца ступицы - торец фланца ступицы и внутренняя цилиндрическая поверхность.
2.8 Разработка технологического маршрута обработки детали
При составлении маршрута обработки были соблюдены следующие правила:
1 Обрабатываются поверхности, являющиеся черновыми технологическими базами и поверхности, содержащие наибольшее количество металла.
2 Подготавливаются поверхности, которые будут использоваться в качестве чистовых технологических баз. Это нижний торец фланца ступицы и внутренняя цилиндрическая поверхность под подшипник.
3 Ведется обработка формообразующих поверхностей: вся последующая токарная обработка, растачивание цилиндрических отверстий под сальник и подшипники, развертывание отверстий под подшипник, сверление отверстий, нарезание резьбы под болты и т. д.
4 Проводятся отделочная операция: раскатывание отверстий под подшипник.
Технологический маршрут обработки ступицы колеса грузового автомобиля приводится в таблице 2.3 – «Технологический маршрут обработки ступицы грузового автомобиля».
Таблица 2.3 - Технологический маршрут обработки
ступицы грузового автомобиля
№
операции Наименование операции Применяемое оборудование
1 2 3
001 Заготовительная
005 Токарная, установ 1

1 С правой стороны:
1.1 Проточить резцом предварительно 320
1.2 Расточить предварительно:
1.2.1 211 на глубину 13,5
1.2.2 88 под подшипник на глубину 47,5 от торца фланца ступицы
2 С левой стороны:
2.1 Проточить предварительно:
2.1.1 147, выдержать высоту 129,5 от нижнего торца 325
2.1.2 153, выдержать высоту 118,5 от нижнего торца фланца 320
2.2 Расточить предварительно:
2.2.1 Отверстие под подшипник 118 на глубину 35
2.2.2 Отверстие под сальник 134 на глубину 14,5
2.2.3 Расточить фаску 2x45° на 118 Специальный горизонтальный токарный 2-хсторонний автомат фирмы КО.МА.У
1 2 3
010 Токарная, установ 2

1 С правой стороны:
1.1 Проточить торец фланца предварительно, выдержать толщину на бобышке 31,5
1.2 Подрезать предварительно:
1.2.1 Торец дна отверстия под подшипник на глубину 45 от наружного торца фланца
1.2.2 Внешний торец отверстия 88
2 С левой стороны:
2.1 Подрезать предварительно:
2.1.1 Торец 224 до 154
2.1.2 Торец отверстия под сальник
2.1.3 Дно отверстия под подшипник Специальный горизонтальный токарный 2-хсторонний автомат фирмы КО.МА.У
015 Токарная, установ 3

1 С правой стороны:
1.1 Проточить канавку глубиной 6-5,5 предварительно
2 С левой стороны:
2.1 Проточить предварительно: 151 на глубину 11
2.2 Проточить окончательно: 233
2.3 Проточить окончательно: 145-144 на длину 58
2.4 Расточить окончательно:
2.4.1 Гнездо под подшипник 119,65-119,42
2.4.2 Гнездо под сальник 135,6-135,4 на глубину 15
2.5 Расточить фаску 1,3x45° на 0119,65-119,42 Специальный горизонтальный токарный 2-хсторонний автомат фирмы КО.МА.У
1 2 3
020 Токарная, установ 4

1 С правой стороны:
1.1 Подрезать окончательно:
1.1.1 Торец фланца, выдержав высоту бобышек 30,5
1.1.2 Наружный торец отверстия под подшипник, выдержав перепад от торца фланца 11
1.2 Расточить фаску 1x45° на 213
2 С левой стороны:
2.1 Проточить канавку Rl,75 до 141,5
2.2 Подрезать окончательно торец дна отверстия под подшипник
2.3 Расточить фаску на отверстии 135,6 под углом 30° на глубину 4,3 Специальный горизонтальный токарный 2-хсторонний автомат фирмы КО.МА.У
025 Токарная, установ 5

1 С правой стороны:
1.1 Расточить окончательно канавку шириной 24,02-23,5 мм на глубину 5 мм.
1.2 Обточить фаску 2x45° на 326
1.3 Обточить фаску 2x45° на 88
2 С левой стороны:
2.1 Проточить окончательно:
2.1.1 Внешний торец отверстия 136
2.1.2 Торец 224 до 151 Специальный горизонтальный токарный 2-хсторонний автомат фирмы КО.МА.У
1 2 3
030 Токарная, установ 6

1 С правой стороны:
1.1 Обточить окончательно фланец 320
1.2 Расточить 213,6-213,0 на глубину 10,5
1.3 Расточить предварительно отверстие под подшипник 89,65-89,42 на глубину 34
2 С левой стороны:
2.1 Развернуть окончательно отверстие под подшипник 119,976-119,941 Специальный горизонтальный токарный 2-хсторонний автомат фирмы КО.МА.У
035 Токарная, установ 7

1 С правой стороны:
1.1 Развернуть окончательно отверстие под подшипник 89,976-89,941 на глубину 34
1.2 Обточить фаски 0,5x45° на 251 и 299
2 С левой стороны:
2.1 Развернуть окончательно отверстие под сальник 136,08-136 на глубину 15
2.2 Проточить окончательно 150-149,84 на длину 11
2.3 Проточить фаску: 1x45° на 145
2.4 Проточить фаску0,5x45° на 224 Специальный горизонтальный токарный 2-хсторонний автомат фирмы КО.МА.У
1 2 3
040 Радиально-сверлильная

1 Сверлить 8 сквозных отверстий 19,5 Радиально-сверлильный станок с ЧПУ
045 Радиально-сверлильная

1 Сверлить 8 сквозных отверстий 13 Радиально-сверлильный станок с ЧПУ
050 Радиально-сверлильная

1 Развернуть 8 отверстий 20,045-20,0 Радиально-сверлильный станок с ЧПУ
1 2 3
055 Радиально-сверлильная

1 Сверлить 4 отверстия 6,912-6,647 под резьбу на глубину 18
2 Зенковать фаски 1,5x45° на 8-ми отверстиях 20 Радиально-сверлильный станок с ЧПУ
060 Радиально-сверлильная

1 Зенковать фаски 0,75x45° на 4-х отверстиях под резьбу
2 Цековать торец 7 отверстий 26 с образованием фаски 1x45° Радиально-сверлильный станок с ЧПУ
065 Радиально-сверлильная

1 Нарезать резьбу М8x1,25-6Н в 4-х отверстиях на глубину 12 Радиально-сверлильный станок с ЧПУ
1 2 3
070 Моечная
1 Промыть деталь
075 Токарная

1 Раскатать одновременно отверстия под подшипник 119,976-119,941 и 89,976-89,941 Специальный горизонтальный токарный 2-х шпиндельный автомат фирмы КО.МА.У
080 Токарная

1 Проточить предварительно: 235
2 Подрезать предварительно: торец фланца ступицы до 235
3 Проточить окончательно: 235
4 Подрезать окончательно: торец фланца ступицы до 235 Токарный вертикальный 8-ми шпиндельный полуавтомат модели 1284Б
085 Контрольная
090 Слесарная
095 Балансировка

2.9 Расчёт припусков на механическую обработку
2.9.1 Определение припуска на цилиндрическое отверстие под подшипник d= мм
1 Определяем, что для достижения заданной шероховатости и в соответствии с точностью размеров по чертежу, обработку указанной поверхности следует производить в 4 этапа:
- чёрное растачивание;
- чистовое растачивание;
- развёртывание;
- раскатывание.
Установочной базой для обработки заготовки можно выбрать цилиндрическую поверхность и внутренний торец фланца ступицы.
2 Определяем значения допусков Т для соответствующих операций. Для окончательной операции значение допуска берётся с чертежа детали:
Тзаг=0,63 мм.
3 Определяем ρзаг:
мкм. (2.4)
4 Пространственные отклонения для чернового и чистового точения определяются:
мкм; (2.5)
мкм.
На операции развёртывания и раскатывания пространственные отклонения малы и не учитываются. На всех операциях крепление происходит в спутнике. Погрешность установки на первой операции определяется в зависимости от применяемого зажимного приспособления. При этом мкм. На следующих операциях погрешность установки не учитывается, так как деталь не переустанавливается.
5 Определение расчётных значений минимальных припусков:
, (2.6)
где Rz – высота микронеровностей;
П – глубина дефектного слоя;
ρ – суммарное значение пространственных отклонений;
ε – погрешность установки;
мкм;
мкм;
мкм;
мкм.
6 Определение расчётных припусков:
; (2.7)
мкм;
мкм;
мкм;
мкм;
7 Определение расчётных размеров:
, (2.8)
где Аi-1 – расчётный размер с предыдущей операции, мм;
Zрасчi-1 – расчётный припуск с предыдущей операции, мм;
А4=119,976 мм;
А3=119,976-0,122=119,854 мм;
А2=119,854-0,312=119,542 мм;
А1=119,542-0,526=119,016 мм;
А0=119,016-2,156=116,86 мм.
8 Определение наибольших предельных размеров путём округления в меньшую сторону соответствующих расчётных размеров.
Определение наименьших предельных размеров:
Анмi=Анбi-Тdi, (2.9)
где Анбi – наибольший размер на данной операции, мм;
Анм4=119,97-0,035=119,941 мм;
Анм3=119,94-0,087=119,954 мм;
Анм2=119,854-0,14=119,714 мм;
Анм1=119,714-0,22=119,494 мм;
Анм0=116,86-0,63=116,23 мм.
9 Определение предельных значений припусков:
(2.10)
=119,941-119,854=0,087 мм=87 мкм;
=119,854-119,542=0,312 мм=312 мкм;
=119,714-119,016=0,698 мм=698 мкм;
=119,494-116,86=2,634 мм=2634 мкм;
; (2.11)
=119,976-119,854=0,122 мм=122 мкм;
=119,85-119,714=0,136 мм=136 мкм;
=119,542-119,194=0,348 мм=348 мкм;
=119,016-116,23=2,726 мм=2726 мкм.
10 Определение предельных значений общих припусков:
=119,941-116,86=3,081 мм=3081 мкм;
=119,976-116,23=3,746 мм=3746 мкм.
Таблица 2.4 – Таблица расчёта припусков
Технологическая операция Элементы припуска в мм Минимальный припуск Zmin, мкм Расчётный припуск Zрасч, мкм Расчётный размер, мкм Допуск Td, мкм Предельные значения припуска Предельные размеры заготовки, мм
RZ П ρ ε

АНМ АНБ
Заготовка 40 260 390 - 116,86 630 116,23 116,86
Растачивание черновое 80 50 23 250 1526 2726 119,016 220 722 3204 119,494 119,016
Растачивание чистовое 40 30 16 0 306 526 119,542 140 348 698 119,714 119,542
Развёртывание 2,5 15 - 0 172 312 119,854 87 136 312 119,854 119,85
Раскатывание - - - 0 35 122 119,916 35 122 87 119,941 119,76
=3081 мкм; =3746 мкм.


2.9.2 Определение припуска на цилиндрическое отверстие под сальник d= мм
1 Определяем, что для достижения заданной шероховатости и в соответствии с точностью размеров по чертежу, обработку указанной поверхности следует производить в 3 этапа:
- чёрное растачивание;
- чистовое растачивание;
- развёртывание.
Установочной базой для обработки заготовки можно выбрать цилиндрическую поверхность и внутренний торец фланца ступицы.
2 Определяем значения допусков Т для соответствующих операций. Для окончательной операции значение допуска берётся с чертежа детали. Допуск на заготовку:
Тзаг=0,8 мм.
3 Определяем ρзаг:
мкм. (2.12)
4 Пространственные отклонения для чернового и чистового точения определяются:
мкм; (2.13)
мкм.
На операции развёртывания и раскатывания пространственные отклонения малы и не учитываются. На всех операциях крепление происходит в спутнике. Погрешность установки на первой операции определяется в зависимости от применяемого зажимного приспособления. При этом мкм. На следующих операциях погрешность установки не учитывается, так как деталь не переустанавливается.
5 Определение расчётных значений минимальных припусков:
, (2.14)
где Rz – высота микронеровностей;
П – глубина дефектного слоя;
ρ – суммарное значение пространственных отклонений;
ε – погрешность установки;
мкм;
мкм;
мкм.
6 Определение расчётных припусков:
; (2.15)
мкм;
мкм;
мкм;
7 Определение расчётных размеров:
, (2.16)
где Аi-1 – расчётный размер с предыдущей операции, мм;
Zрасчi-1 – расчётный припуск с предыдущей операции, мм;
А3=135,92 мм;
А2=135,92-0,222=135,698 мм;
А1=135,698-0,476=135,222 мм;
А0=135,222-2,326=132,896 мм.
8 Определение наибольших предельных размеров путём округления в большую сторону соответствующих расчётных размеров.
Определение наименьших предельных размеров:
Анмi=Анбi-Тdi, (2.17)
где Анбi – наибольший размер на данной операции, мм;
Анм3=135,92-0,08=135,84 мм;
Анм2=135,698-0,1=135,598 мм;
Анм1=135,222-0,25=134,972 мм;
Анм0=132,896-0,8=132,096 мм.
9 Определение предельных значений припусков:
(2.18)
=135,84-135,698=0,142 мм=142 мкм;
=135,598-135,222=0,376 мм=376 мкм;
=134,972-132,896=2,076 мм=2076 мкм;
; (2.19)
=135,92-135,598=0,322 мм=322 мкм;
=135,698-134,972=0,726 мм=726 мкм;
=135,222-132,096=3,126 мм=3126 мкм.
10 Определение предельных значений общих припусков:
=135,84-132,896=2,944 мм=2944 мкм; (2.20)
=135,92-132,096=3,824 мм=3824 мкм.
Таблица 2.5 – Таблица расчёта припусков
Технологическая операция Элементы припуска в мм Минимальный припуск Zmin, мкм Расчётный припуск Zрасч, мкм Расчётный размер, мкм Допуск Td, мкм Предельные значения припуска Предельные размеры заготовки, мм
RZ П ρ ε

АНМ АНБ
Заготовка 40 260 390 - 132,896 800 132,096 132,896
Растачивание черновое 40 50 23 250 1526 2326 135,222 250 2076 3126 134,972 135,222
Растачивание чистовое 20 25 16 - 226 476 135,698 100 376 726 135,598 135,698
Развёртывание 2,5 15 - - 122 222 135,92 80 142 322 135,84 135,92
=2944 мкм; =38240 мкм.


2.10 Расчёт режимов резания
2.10.1 Расчёт режимов резания для токарной обработки, установ 1, с правой стороны
1 Определение глубины резания для резцов:
мм; (2.21)
мм;
мм;
мм;
мм.
2 Определение длины рабочего хода инструмента:
мм; (2.22)
где - длина резания, мм;
- величина врезания, подвода и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода рабочего инструмента с рабочей подачей.
(2.23)
мм;
мм;
мм;
мм;
мм.
3 Величина рабочего хода для суппорта: мм.
4 Назначение подач суппорта:
а) Определение подач суппорта по нормативам
мм, (2.24)
принимаем 0,28 мм/об.
б) Корректировка подач суппорта
об. (2.25)
5 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.26)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах машинной работы станка; 110;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,89.
Тогда стойкость инструмента будет равна:
6 Расчёт скоростей резания V в м/мин:
а) Определение рекомендуемой нормативами скорости резания:
м/мин, (2.27)
где К1 – коэффициент, приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от обрабатываемого материала и его твёрдости;
K2 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от стойкости резцов и марки режущей части;
К3 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от вида обработки.
б) Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1; (2.28)
принимаем 224 мин-1.
в) Уточнение скоростей резания по принятому числу оборотов:
; (2.29)
м/мин;
м/мин;
м/мин;
м/мин;
м/мин;
7 Расчёт основного машинного времени обработки:
; (2.30)
мин.
8 Проверочный расчёт по мощности резания:
а) Определение по нормативам сил резания:
, (2.31)
где - сила резания по нормативам, кг;
- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; 0,55;
- коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла; 0,9;
кг;
кг;
кг;
кг;
кг.
б) Расчёт мощности резания для каждого инструмента:
; (2.32)
кВт
кВт
кВт
кВт
кВт
в) Расчёт наибольшего за период работы станка суммарной мощности:
; (2.33)
кВт
г) Проверка по мощности двигателя:
, (2.34)
где - мощность резания, кВт; 8,27;
- коэффициент полезного действия двигателя; 0,75;
; 8,27 кВт13,5 кВт.
Следовательно, обработка при выбранных режимах возможна.
2.10.2 Расчёт режимов резания для токарной обработки, установ 4, с левой стороны
1 Определение глубины резания для резцов:
мм;
мм;
мм;
2 Определение длины рабочего хода инструмента:
мм; (2.35)
где - длина резания, мм;
- величина врезания, подвода и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода рабочего инструмента с рабочей подачей.

мм;
мм;
мм;
3 Величина рабочего хода для суппорта: мм.
4 Назначение подач суппорта:
а) Определение подач суппорта по нормативам
мм, принимаем 0,07 мм/об.
б) Корректировка подач суппорта
об. (2.36)
5 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.37)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах машинной работы станка; 150;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,78.
Тогда стойкость инструмента будет равна:
6 Расчёт скоростей резания V в м/мин:
а) Определение рекомендуемой нормативами скорости резания
м/мин, (2.38)
где К1 – коэффициент, приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от обрабатываемого материала и его твёрдости;
K2 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от стойкости резцов и марки режущей части;
К3 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от вида обработки.
б) Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1; (2.39)
принимаем 160 мин-1.
в) Уточнение скоростей резания по принятому числу оборотов:
; (2.40)
м/мин;
м/мин;
м/мин.
7 Расчёт основного машинного времени обработки:
; (2.41)
мин.
8 Проверочный расчёт по мощности резания:
а) Определение по нормативам сил резания:
, (2.42)
где - сила резания по нормативам, кг;
- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; 0,55;
- коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла; 0,9;
кг;
кг;
кг;
б) Расчёт мощности резания для каждого инструмента:
; (2.43)
кВт
кВт
кВт
в) Расчёт наибольшего за период работы станка суммарной мощности:
; (2.44)
кВт
г) Проверка по мощности двигателя:
, (2.45)
где - мощность резания, кВт; 7,5;
- коэффициент полезного действия двигателя; 0,75;
; 0,697 кВт6,75 кВт.
Следовательно, обработка при выбранных режимах возможна.
2.10.3 Расчёт режимов резания для токарной обработки, установ 2, с правой стороны
1 Определение глубины резания для резцов:
мм;
мм;
мм;
2 Определение длины рабочего хода инструмента:
мм; (2.46)
где - длина резания, мм;
- величина врезания, подвода и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода рабочего инструмента с рабочей подачей.

мм;
мм;
мм;
3 Величина рабочего хода для суппорта: мм.
4 Назначение подач суппорта:
а) Определение подач суппорта по нормативам
мм, принимаем 0,45 мм/об.
б) Корректировка подач суппорта
об. (2.47)
5 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.48)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах машинной работы станка; 150;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,9.
Тогда стойкость инструмента будет равна:
6 Расчёт скоростей резания V в м/мин:
а) Определение рекомендуемой нормативами скорости резания
м/мин, (2.49)
где К1 – коэффициент, приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от обрабатываемого материала и его твёрдости;
K2 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от стойкости резцов и марки режущей части;
К3 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от вида обработки.
б) Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1; (2.50)
принимаем 108 мин-1.
в) Уточнение скоростей резания по принятому числу оборотов:
; (2.51)
м/мин;
м/мин;
м/мин.
7 Расчёт основного машинного времени обработки:
; (2.52)
мин.
8 Проверочный расчёт по мощности резания:
а) Определение по нормативам сил резания:
, (2.53)
где - сила резания по нормативам, кг;
- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала; 0,55;
- коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла; 0,9;
кг;
кг;
кг;
б) Расчёт мощности резания для каждого инструмента:
; (2.54)
кВт
кВт
кВт
в) Расчёт наибольшего за период работы станка суммарной мощности:
; (2.55)
кВт
г) Проверка по мощности двигателя:
, (2.56)
где - мощность резания, кВт; 3,87;
- коэффициент полезного действия двигателя; 0,75;
; 3,87 кВт13,5 кВт.
Следовательно, обработка при выбранных режимах возможна.
2.10.4 Расчёт режимов резания для токарной обработки, установ 6, с левой стороны
1 Определение глубины резания для резцов:
мм.
2 Определение длины рабочего хода инструмента:
мм; (2.57)
где - длина резания, мм;
- величина врезания, подвода и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода рабочего инструмента с рабочей подачей.

мм.
3 Назначение подач суппорта:
а) Определение подач суппорта по нормативам
мм/об, принимаем 0,34 мм/об.
4 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.58)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах машинной работы станка; 100;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,86.
Тогда стойкость инструмента будет равна:
5 Расчёт скоростей резания V в м/мин:
а) Определение рекомендуемой нормативами скорости резания
м/мин, (2.59)
где К1 – коэффициент, приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от обрабатываемого материала и его твёрдости;
K2 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от стойкости резцов и марки режущей части;
К3 – коэффициент приведения табличной скорости резания к заданным условиям обработки в зависимости от вида обработки.
б) Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1; (2.60)
принимаем 103 мин-1.
в) Уточнение скоростей резания по принятому числу оборотов:
; (2.61)
м/мин.
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
; (2.62)
мин.
7 Проверку по мощности не проводим, так как силы резания при развёртывании небольшие.
2.10.5 Расчёт режимов резания для сверления отверстий 19,5 мм
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.63)
где мм - длина резания;
y=10 мм при d=19,5 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
мм/об.
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.64)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,72.
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.65)
где Vтабл=17 м/мин при S0=0,5 мм/об и d=19,5 мм;
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,6 при Тр=40 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=1,38 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.66)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.67)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.68)
где Pтабл=6500 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.69)
где Nтабл=4,9– мощность резания при s0=0,5 мм/об и d=19,5 мм;
КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
2.10.6 Расчёт режимов резания для сверления отверстий 13 мм
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.70)
где мм - длина резания;
y=8 мм при d=13 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
мм/об.
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.71)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,63.
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.72)
где Vтабл=17 м/мин при S0=0,35 мм/об и d=13 мм.
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,6 при Тр=20 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=1,07 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.73)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.74)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.75)
где Pтабл=3300 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.76)
где Nтабл=1,5 – мощность резания при s0=0,35 мм/об и d=13 мм.
КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
2.10.7 Расчёт режимов резания для развёртывания отверстий 20мм
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.77)
где мм - длина резания;
y=17 мм при d=20 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
мм/об. (2.78)
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.79)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,61
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.80)
где Vтабл=30 м/мин при S0=0,84 мм/об и d=20 мм;
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,6 при Тр=30 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=1,35 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.81)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.82)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.83)
где Pтабл=7500 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.84)
где Nтабл=11 кВт – мощность резания при s0=0,84 мм/об и d=20 мм;
КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
2.10.8 Расчёт режимов резания для сверления отверстий 6мм
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.85)
где мм - длина резания;
y=2 мм при d=6 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
мм/об.
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.86)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,9
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.87)
где Vтабл=20 м/мин при S0=0,12 мм/об и d=6 мм;
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,6 при Тр=30 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=3 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.88)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.89)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.90)
где Pтабл=950 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.91)
где Nтабл=0,21 кВт – мощность резания при s0=0,12 мм/об и d=6 мм;
КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
2.10.9 Расчёт режимов резания для зенкования фасок 1,545° в отверстиях 20мм
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.92)
где мм - длина резания;
y=2 мм при d=20 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
мм/об.
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.93)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,42
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.94)
где Vтабл=34 м/мин при S0=0,5 мм/об и d=20 мм;
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,6 при Тр=20 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=0,075 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.95)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.96)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.97)
где Pтабл=1430 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.98)
где Nтабл=3,6 кВт – мощность резания при s0=0,5 мм/об и d=20 мм;
КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
2.10.10 Расчёт режимов резания для зенкования фасок 0,7545° в отверстиях 6мм
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.99)
где мм - длина резания;
y=1 мм при d=6 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
мм/об.
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.100)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,42
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.101)
где Vтабл=48 м/мин при S0=0,18 мм/об и d=6 мм;
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,5 при Тр=15 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=0,125 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.102)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.103)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.104)
где Pтабл=300 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.105)
где Nтабл=0,87 кВт – мощность резания при s0=0,18 мм/об и d=6 мм;
КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
2.10.11 Расчёт режимов резания для цекования отверстий 26мм с образованием фаски 145°
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.106)
где мм - длина резания;
y=2 мм при d=26 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
при d=26 мм, мм/об.
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.107)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,33
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.108)
где Vтабл=42 м/мин при S0=0,33 мм/об и d=26 мм;
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,5 при Тр=15 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=0,03 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.109)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.110)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.111)
где Pтабл=330 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
кН. (2.112)
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.113)
где КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
кВт. (2.114)
2.10.12 Расчёт режимов резания для нарезания резьбы М81,25-6Н в отверстиях на глубину 12 мм
1 Расчёт длины рабочего хода:
мм; (2.115)
где мм - длина резания;
y=5 мм при d=8 мм – длина подвода, врезания и перебега инструмента;
- дополнительная длина хода, вызванная в отдельных случаях особенностями наладки и конфигурации детали.
2 Назначение подачи на оборот шпинделя в мм/об станка:
мм/об.
3 Определение стойкости инструмента по нормативам:
Стойкость инструмента определяется по формуле:
(2.116)
где Тм – нормированная стойкость инструмента в минутах основного времени обработки;
l - коэффициент времени резания.

если l>0,7, то данный коэффициент можно не учитывать.
В данном случае l=0,7
Тогда стойкость инструмента будет равна:
4 Расчёт скорости резания V в м/мин:
м/мин, (2.117)
где Vтабл=10 м/мин при S=1,25 мм и d=8 мм;
К1=1,0 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;
K2=1,3 при Тр=20 мин. рез. – коэффициент, зависящий от стойкости инструмента;
К3=1,0 при Lрез/D=1,5 – коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру.
5 Расчёт частоты вращения шпинделя станка:
мин-1. (2.118)
6 Расчёт основного машинного времени обработки:
мин. (2.119)
7 Определение осевой силы резания:
кН, (2.120)
где Pтабл=1250 кН;
KP=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
8 Определение мощности резания:
кВт, (2.121)
где Nтабл=0,37 кВт – мощность резания при s0=0,24 мм/об и d=8 мм;
КN=0,9 при НВ163 – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.
На основе полученных результатов можно составить технологические карты на каждую операцию, которые приводятся в Приложении Б.

Конструкция базового радиально-сверлильного станка 2М55

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9308

Назначение и область применения
Радиально-сверлильный станок модели 2М55 (рисунок 1.2) предназначен для широкого применения в промышленности.
Благодаря своей универсальности станок находит применение везде, где требуется обработка отверстий – от ремонтного цеха до крупносерийного производства.


1- плита; 2 – цоколь, колонна; 3 – агрегат охлаждения; 4 – токосъёмник; 5- рукав; 6 – механизм подъёма; 7 – зажим рукава; 8 – редуктор; 9 - гидростанция; 10 – гидрозажим; 11 – головка сверлильная; 12 – фрикционная муфта; 13 – коробка скоростей; 14 – коробка подач; 15 – вал червяка; 16 - механизм включения подач; 17 – механизм ручного перемещения головки; 18 – зажим головки; 19 – гидропреселектор; 20 – привод гидропреселектора; 21 – гидропанель; 22 – командоаппарат; 23 – шпиндель; 24 – противовес; 25 - насосная установка; 26 – главный цилиндр; 27 – гидрокоммуникация; 28 - смазка; 29 – электрооборудование колонны; 30 – электрооборудование рукава; 31 – электрооборудование головки
Рисунок 1.2 – Общий вид радиально-сверлильного станка 2М55
На станке можно производить сверление в сплошном материале, рассверливание, зенкерование, развертывание, подрезку торцов, нарезку резьбы метчиками и другие подобные операции.
Применение приспособлений и специального инструмента значительно повышает производительность станков и расширяет круг возможных операций, позволяя производить на них выточку внутренних канавок, вырезку круглых пластин из листа и т. д. При соответствующей оснастке на станке можно выполнять многие операции, характерные для расточных станков.
Общая компоновка станка
Основанием станка является фундаментная плита 1, на которой неподвижно закреплен цоколь. В цоколе на подшипниках монтируется вращающаяся колонна 2, выполненная из стальной трубы. Рукав 5 станка со сверлильной головкой 11 размещен на колонне и перемещается по ней с помощью механизма подъема 6, смонтированного в корпусе на верхнем торце колонны. В этом же корпусе расположено гидромеханическое устройство для зажима колонны и токопроводящее устройство для питания поворотных и подвижных частей станка. Механизм подъема связан с рукавом ходовым винтом.
Сверлильная головка 11 выполнена в виде отдельного силового агрегата и заключает в себе узлы: коробки скоростей 13 и подач 14, механизм подачи 16, шпиндель 23 с противовесом 24 и др. Она перемещается по направляющим рукава вручную. В нужном положении головка фиксируется механизмом зажима, установленным на ней.
В фундаментной плите 1 выполнен бак и насосная установка для подачи охлаждающей жидкости к инструменту; На плите устанавливается стол для обработки на нем деталей небольшого размера.
Все органы управления станком сосредоточены на сверлильной головке. На панели цоколя размещены только кнопки вводного выключателя, подключающего станок к внешней электросети, и выключатели управления насосом охлаждения. Для освещения рабочей зоны в нижней части сверлильной головки установлена электроарматура.
Электроаппаратура смонтирована в нише, выполненной с обратной стороны рукава.
Схема кинематическая
Кинематическая схема станка (рисунок 1.3) состоит из четырех кинематических цепей:
1) вращения шпинделя;
2) движения подач;
3) вертикального перемещения рукава;
4) перемещения сверлильной головки по рукаву.
Шпиндель получает вращение от электродвигателя через промежуточную передачу, пусковую фрикционную муфту и коробку скоростей с четырьмя передвижными зубчатыми блоками. Промежуточная передача обеспечивает определенное число оборотов вала фрикционной муфты в различных исполнениях станка. Фрикционная муфта соединяется с коробкой скоростей либо с двойчаткой 9-10, либо через паразитную шестерню 8, неподвижно закрепленную шестерню 13. В последнем случае коробка скоростей получает обратное вращение, т. е. шпиндель вращается против часовой стрелки. Таким образом, каждым двум ступеням оборотов шпинделя в направлении по часовой стрелке соответствует одна ступень оборотов против часовой стрелки.
Передвижные блоки коробки скоростей (три двойных и один тройной) обеспечивают получение 24 ступеней оборотов шпинделя. Структурный график построен таким образом, что три ступени чисел оборотов перекрываются, а остальные 21 образуют геометрический ряд с =1,26 в интервале от 20 до 2000 об/мин.
Двойной блок на гильзе шпинделя имеет также третье положение, когда обе шестерни выведены из зацепления. При этом шпиндель легко проворачивается от руки.
Коробка подач получает вращение от шпинделя через шестерни 25-26. Один тройной и два двойных блока обеспечивают получение 12 подач, образующих геометрический ряд с =1,41 в интервале от 0,056 до 2,5 мм/об.
Последний вал коробки подач шлицевой муфтой связан с вертикальным валом механизма подач, несущим на себе специальную регулируемую муфту. Муфта обеспечивает размыкание цепи подач при достижении предельного усилия подачи при резании либо на жестком упоре, размыкание цепи тонкой ручной подачи при включении механической подачи и включение тонкой ручной подачи при срабатывании перегрузочного устройства. Зубчатая муфта перегрузочного устройства С соединена с червяком 43, который через червячное колесо 42 с помощью штурвального устройства А соединяется с реечной шестерней 41, находящейся в зацеплении с рейкой 40 пиноли шпинделя.
Грубая ручная подача осуществляется вращением реечного вала 41 с помощью штурвальных рукояток А. Тонкая ручная подача осуществляется вращением маховичка В.
Перемещение головки по рукаву осуществляется с помощью маховика, сидящего на валу, проходящем через отверстие реечного вала подачи. На другом конце вала имеется шестерня 46, которая через накидную шестерню 47 соединяется с рейкой 61, неподвижно укрепленной на рукаве.
Условные обозначения: С – зубчатые муфты; Д – механизм включения подачи; F – зажим головки; Е – привод гидроселектора.
Вертикальное перемещение рукава производится отдельным электродвигателем через редуктор 56, 55, 58, 57, укрепленный на верхней части колонны, винт подъема 59 и гайку 60, расположенную в рукаве.

Рисунок 1.3 – Кинематическая схема станка
Изменение направления перемещения рукава производится реверсированием двигателя. В цепи привода механизма подъема установлена кулачковая предохранительная муфта, которая срабатывает при увеличении сопротивления перемещению рукава.
Сверлильная головка, ее перемещение и зажим
Сверлильная головка размещена на направляющих рукава, по которым легко перемещается в радиальном направлении. Легкое перемещение сверлильной головки обеспечивается применением комбинированных направляющих качения – скольжения. В отжатом положении между нижними направляющими скольжения головки и рукава имеется, зазор 0,03–0,05 мм, а по верхней направляющей рукава сверлильная головка перекатывается на двух роликах. Трение между боковыми направляющими не затрудняет перемещения, так как центр тяжести головки располагается примерно в плоскости этих направляющих.
Ролики установлены с помощью шарикоподшипников на эксцентриковых осях. Поворотом эксцентриковых осей регулируется зазор между нижними направляющими скольжения. Этот зазор должен быть одинаковым с обеих сторон головки, так как в противном случае при зажиме головки ось шпинделя будет смещаться (в продольной плоскости станка). Регулировка осуществляется поворотом червяка.
Регулировка зазора между боковыми направляющими осуществляется поворотом эксцентриковых осей, которые по окончания регулировки необходимо застопорить винтом.
При зажиме сверлильная головка поднимается вверх до выборки люфта между нижними направляющими рукава и головки. Зажим осуществляется с помощью эксцентрикового механизма. При повороте вала поворачивается соединенная с ним шпонкой эксцентриковая втулка, вращающаяся в эксцентриковой втулке на иголках. При повороте вала благодаря эксцентриситету втулки нажимной элемент через пяту упирается в верхнюю направляющую рукава, заставляя головку приподниматься
Поворот вала осуществляется гидроцилиндром, через рейку, нарезанную на штоке поршня, и шестерню. Масло в гидроцилиндр подается от электрозолотника управления, расположенного на гйдропанели.
Смещение оси вала зажима относительно вертикальной плоскости направляющих и конструкция нажимной пяты создают в момент зажима головки горизонтальную составляющую усилия зажима, обеспечивающую постоянный прижим головки к боковым направляющим рукава. Помимо повышения эффективности зажима такая конструкция обеспечивает стабильное положение оси шпинделя в поперечной плоскости станка.
Команда на зажим подается нажатием кнопки, расположенной на пульте в центре маховика ручного перемещения головки. На этом пульте имеются три кнопки, с помощью которых можно осуществлять раздельный зажим и отжим головки при зажатой колонне либо совместный отжим и зажим колонны и головки. При неработающей гидравлике зажим головки можно осуществить вручную. Для этого на свободном конце вала зажима профрезерован квадрат под ключ. Гидравлика включается при нажатии на кнопку «Пуск» пульта управления, расположенного в правой нижней части передней плоскости головки.
Коробка скоростей
Между фрикционной муфтой и шпинделем располагается коробка скоростей, обеспечивающая изменение чисел оборотов шпинделя. С верхней муфтой коробка скоростей соединяется подвижным блоком шестерен. С нижней муфтой коробка скоростей связана шестерней, закрепленной на валу на шпонке, через паразитную шестерню (рисунок 1.4).
Таким образом, при работе верхней муфты вал вращается с одним из двух возможных чисел оборотов в направлении, обеспечивающем вращение шпинделя по часовой стрелке. При работе нижней муфты вал вращается с постоянным числом оборотов в направлении, обеспечивающем вращение шпинделя против часовой стрелки. Вследствие этого каждым двум ступеням оборотов шпинделя по часовой стрелке соответствует одна ступень оборотов против часовой стрелки.

Рисунок 1.4 – Коробка скоростей станка
Нижние опоры валов II, III, IV, V смонтированы непосредственно в расточках корпуса сверлильной головки. Осевое положение этих опор определяется стопорными кольцами. Верхние опоры всех валов размещены в специальных стаканах, расположенных в расточках крышки сверлильной головки.
Вал представляет собой полую чугунную гильзу, во внутреннее шлицевое отверстие которой входит хвостовик шпинделя. В нижней части гильзы установлен отражатель, предотвращающий вытекание масла из картера коробки скоростей. На гильзе закреплена шестерня, служащая для передачи вращения валам коробки подач.
Все шестерни изготовлены из качественных сталей, их зубья закалены до высокой твердости и шлифованы, что обеспечивает бесшумную работу и передачу высоких нагрузок.
Коробка подач
Коробка подач (рисунок 1.5) расположена между шпинделем и механизмом подачи и получает вращение от шпинделя через шестерню, через шлицевое отверстие которой пропущен вал VI.

Рисунок 1.5 – Коробка подач станка
Нижними опорами валов VI и VII служат гнезда, расположенные в корпусе сверлильной головки. Нижняя опора вала VIII расположена в расточке шестерни. Верхние опоры валов расположены в гнездах, установленных в отверстиях крышки сверлильной головки.
На валу VII расположена переборная шестерня-двойчатка, обеспечивающая получение шести ступеней подач. Еще шесть ступеней подач получается при перемещения шестерни в нижнее положение.
Для извлечения подшипников нижних опор валов VI и VII следует резьбовой конец съемника завернуть в отверстие М8 шайбы и легким постукиванием извлечь подшипник.
Все шестерни коробки подач изготовлены из качественной стали, а их зубчатые венцы термически обработаны.
Механизм подачи
Механизм подачи состоит из двух узлов: вертикального червячного вала и горизонтального вала подачи.
Вал связан с последней шестерней коробки подач и передает вращение валу через соединительную муфту. Червяк соединяется с валом при помощи кулачковых муфт, имеющих зубья треугольного профиля. Муфта служит для предохранения цепи подачи от перегрузки и отключения механической подачи при работе на жестком упоре.
Предохранительная муфта механизма подачи отрегулирована на передачу шпинделем максимального осевого усилия. Муфта обеспечивает нормальную работу станка. При регулировке необходимо постепенно сжимать пружину, вращая винт, освободив предварительно контргайку. Пружина предохранительной муфты рассчитана на максимальный момент на валу червяка.
При возрастании крутящего момента на валу червяка до максимального осевая составляющая окружного усилия на муфте перемещает полумуфту вниз, разъединяя ее с полумуфтой. Механическая подача при этом отключается. При вращении маховика через полумуфты вращается червяк, осуществляя тонкую подачу шпинделя вручную.
При выходе из зацепления, полумуфта находящаяся в кольцевом пазу муфты вилка, перемещаясь с рейкой, вызывает поворот шестерни и валика. Установленный на шлицах валика кулачок к моменту отключения полумуфт фиксируется пружинным фиксатором. Включение муфты после ее автоматического отключения производится рукояткой; этой же рукояткой осуществляют досылку муфты для включения маховичка ручной подачи.
Червяк находится в зацеплении с червячным колесом, сидящим на зубчатой муфте, свободно вращающейся на двух конических роликоподшипниках, размещенных на неподвижно укрепленной ступице. Через отверстие ступицы проходит полый реечный вал-шестерня. Задней опорой вала-шестерни служит игольчатый подшипник, расположенный в гнезде. Реечная шестерня входит в зацепление с зубьями рейки гильзы шпинделя.
На шлицевую часть реечного вала насажена втулка, имеющая два торцевых паза, в которых находятся ползушки. Зубья ползушек имеют специальный треугольный профиль, согласованный с профилем зубьев муфты. Внутри ползушек имеются пружины, под действием которых ползушки всегда стремятся выйти из зацепления с внутренними зубьями муфты.
Кроме втулки на шлицах реечного вала закреплена головка переключения, имеющая два паза, в которых на осях закреплены рычаги штурвала. Зубчатые секторы штурвальных рычагов входят в зацепление с реечной частью толкателя, находящегося в расточке вала-шестерни.
В положении штурвала «от себя» толкатель выдвинут вперед. При этом внутренний конец толкателя воздействует на ползушки через ролики, заставляя ползушки своими зубьями войти во впадины зубьев муфты. Шпинделю сообщается механическая подача или тонкая ручная подача маховичка. Если перевести штурвал в положение «на себя», толкатель уходит назад, и против роликов оказываются углубления, куда ролики заталкиваются под воздействием пружин. При этом зубья ползушек выходят из зацепления с зубьями муфты. В таком положении при повороте штурвала вращается реечный вал, сообщая шпинделю ручное перемещение (грубая ручная подача).
Втулка несет на себе червячное колесо, имеющее внутренние треугольные зубья. На червячное колесо насажен лимб со шкалой, градуированной в миллиметрах. В расточке лимба расположен червяк. При ново роте барашка вращается червяк, в результате чего лимб поворачивается относительно червячного колеса. Это позволяет производить тонкую настройку глубины сверления по нониусу. В пазу головки переключения размещается ползушка с треугольными зубьями по наружному контуру. При движении толкателя «от себя» ползушка перемещается в пазу от центра до тех пор, пока ее зубья не войдут во впадины внутреннего венца червячного колеса.
Перемещение толкателя осуществляется поворотом рукоятки, насаженной на хвостовик шестерни, которая входит в зацепление с зубьями, выполненными на хвостовой части толкателя. При движении толкателя «на себя» пружина выводит ползушку из зацепления с червячным колесом.
В лимбе размещена кнопка-упор, которая служит для отключения подачи на заданной глубине. Кнопка-упор имеет два фиксированных положения. В положении «на себя» она не препятствует вращению лимба. В положении «от себя» кнопка-упор при вращении лимба наезжает на шпонку, закрепленную в гнезде, и таким образом жестко связанную с корпусом головки. Если при этом включена механическая подача, то происходит срабатывание муфты. Внешним признаком срабатывания муфты служит поворот рукоятки.
Для предотвращения случайного включения механической подачи при нарезании резьбы метчиками служит специальная кнопка, которая насаживается на штырь, находящийся в стакане. Фиксированное положение кнопки обеспечивается при повороте попаданием ее зубьев в пазы стакана.
Совместно с механизмом подачи выполнен механизм ручного перемещения сверлильной головки, состоящий из маховика, полого валика-шестерни и паразитной шестерни. Последняя находится в зацеплении с рейкой, закрепленной на рукаве.
Через отверстие валика-шестерни проходит кабельная трубка, на переднем конце которой закреплена кнопочная станция с кнопками зажима и отжима сверлильной головки и колонны.
Шпиндель
Шпиндель станка (рисунок 1.6) вращается на трех точных радиальных подшипниках в пиноли. В передней (нижней) опоре, кроме двух радиальных подшипников, установлен упорный подшипник, воспринимающий осевую нагрузку при сверлении. Задняя (верхняя) опора состоит из радиального подшипника и упорного подшипника. Последний служит для восприятия осевых нагрузок при обратных подрезках и других аналогичных операциях.

Рисунок 1.6 – Шпиндель станка
Посадочные поверхности под подшипники выполнены по первому классу точности. Затяжка упорных подшипников производится через опорную шайбу специальной гайкой, которая стопорится винтом.
Передача крутящего момента от коробки скоростей на шпиндель осуществляется через хвостовую часть его, которая своими шлицами сопрягается с гильзой коробки скоростей. Нижняя утолщенная часть шпинделя имеет конусное отверстие (Морзе №5) для установки инструмента.
На пиноли шпинделя нарезана рейка для передачи движения подачи. Ограничение хода шпинделя обеспечивается специальной шпонкой, конец которой заходит в паз пиноли.
В нижней части пиноли запрессована масленка для смазки нижних опор шпинделя. Для доступа шприцом к смазочному отверстию у верхних подшипников необходимо отвернуть винты и снять переднюю крышку сверлильной головки. Смазку производить через отверстие в корпусе.
Во фланце имеется отверстие, в которое вставляется штифт для предохранения шпинделя от выпадения при демонтаже реечного вала.
Противовес
Пружинный противовес смонтирован в средней части сверлильной головки и служит для уравновешивания всего шпиндельного узла.
Усилие натяжения пружины можно регулировать, благодаря чему достигается уравновешивание шпиндельного узла при работе тяжелым инструментом.
Уравновешивающее усилие создается двумя спиральными ленточными пружинами. Постоянство этого усилия по длине хода шпинделя обеспечивается поверхностью барабана (выполненной по архимедовой спирали), на которую ложится роликовая цепь, Конец роликовой цепи закреплен на штыре. Второй конец цепи наматывается на барабан, выполненный заодно с шестерней, которая зацепляется с реечным валом.
На прифланцованном к корпусу сверлильной головки кронштейне на шарикоподшипниках вращается корпус спиральных пружин. Своим внешним витком пружины крепятся к корпусу, внутренний конец пружины входит во втулку.
На оси имеется муфта, которая торцевыми зубьями связана с втулкой. Муфта имеет два стопорных винта, которые своими наконечниками могут заходить в пазы червячного колеса и оси.
Червячное колесо закреплено на втулке и находится в постоянном зацеплении с регулировочным червяком. Стопорный винт может заходить в соответствующие пазы корпуса пружин. Стопорные винты используются при регулировке пружин, демонтаже узла, демонтаже реечного вала и шпинделя.
Регулирование пружин, уравновешивающих шпиндель с инструментом, осуществляется в нижнем положении шпинделя поворотом червяка по часовой стрелке.
Основные технические характеристики и данные радиально-сверлильного станка 2М55
Класс точности Н по ГОСТ 8-71
Наибольший условный диаметр сверления, мм
Вылет шпинделя от образующей колонны, мм
- наибольший
- наименьший
Расстояние от торца шпинделя до плиты, мм
- наибольшее
- наименьшее
Количество ступеней скоростей шпинделя
Пределы скоростей шпинделя, об/мин
Количество ступеней механических подач шпинделя
Пределы подач шпинделя, мм/об
Наибольшая эффективная мощность на шпинделе, кВт
Наибольший крутящий момент на шпинделе, кгс∙см
Наибольшее усилие подачи, кгс
Габариты станка, мм
- длина
- ширина
- высота
Масса станка, кг
Колонна
- диаметр, мм
- зажим
Рукав
- наибольший ход рукава по колонне, мм
- скорость вертикального перемещения, м/мин
- наибольший угол поворота вокруг оси колонны, град.
- зажим на колонне


Сверлильная головка
- наибольший ход по направляющим рукава, мм
- зажим на направляющих рукава
Шпиндель
- ход шпинделя, мм
наибольший
на 1 оборот лимба
на 1 деление шкалы лимба
- размер конуса шпинделя
Плита
- ширина фундаментальной плиты, мм
- ширина паза по ГОСТ 1574-75, мм
- расстояние между пазами, мм
- количество пазов, шт
Противовес
50

1600
375

1600
450
21
20-2000
12
0,056-2,5
4,5
7100
2000

2665
1020
3430
4700

315
гидравлический

750
1,4
360
электромеханический автоматического действия

1225
гидравлический


400
122
1
Морзе №5

1000
22 или 28
160
4
Пружинный

Общий обзор радиально-сверлильных станков

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9307

Из группы сверлильных станков наиболее универсальными являются радиально-сверлильные. Основное их назначение – обработка отверстий в крупных деталях при единичном и мелкосерийном производстве.
Радиально-сверлильные станки применяют на заводах в механических, сборочных, ремонтных и инструментальных цехах, а также мастерских строек. Транспорта и сельского хозяйства. В последнее время их начали применять в крупносерийном производстве при обработке крупных деталей.
Высокая производительность этих станков достигается оснащением их специальными приспособлениями.
В отличие от вертикально-сверлильных станков, при работе на которых приходится перемещать деталь относительно сверла, на радиально-сверлильных станках перемещается сверло относительно обрабатываемой детали.
Шпиндель радиально-сверлильного станка легко перемещается как в радиальном направлении, так и по окружностям различных радиусов, благодаря чему сверло может быть установлено в любой точке площади, ограниченной двумя концентрическими окружностями, одна из которых образована радиусом наибольшего вылета шпинделя, а другая – наименьшего вылета (при круговом вращении рукава).
Особенно существенную роль это отличие играет тогда, когда обрабатывается громоздкая или тяжёлая деталь.
На радиально-сверлильных станках производится сверление отверстий в сплошном материале, рассверливание, зенкование и зенкерование предварительно просверлённых отверстий, зенкование торцовых поверхностей, цилиндрических и конических углублений, развёртывание отверстий, нарезание внутренней резьбы метчиками.
Кроме перечисленных операций, при помощи специальных инструментов и приспособлений на радиально-сверлильных станках можно растачивать отверстия, канавки, вырезать отверстия большого диаметра и диски из листового металла, сверлить квадратные отверстия, притирать точные отверстия цилиндров, подшипников, клапанов и т.д.
Совершенствование радиально-сверлильных станков идёт по пути повышения производительности. Расширения технологических возможностей, механизации и автоматизации.
Стремление к созданию широкоуниверсальных станков, обеспечивающих качественную и высокопроизводительную работу, привело к тому, что современные радиально-сверлильные станки имеют широкие диапазоны и большое количество чисел оборотов и механических подач шпинделя при высокой мощности.
Доля вспомогательного времени при работе на радиально-сверлильных станках всё ещё довольно велика. Поэтому даже небольшое сокращение затрат времени на выполнение вспомогательных операций приводит к повышению производительности станков. С целью уменьшения вспомогательного времени современные радиально-сверлильные станки снабжаются удобными механизмами для переключения чисел оборотов и изменения подач; органы управления станком сосредоточены в одном месте – на шпиндельной головке.
В промышленности применяется много типов радиально-сверлильных станков. Наибольшее распространение получили станки общего назначения, в которых изделие располагается на плите или столе неподвижно, а шпиндель занимает вертикальное положение и перемещается в трёх направлениях: по окружностям вокруг вертикальной колонны, по радиусам этих окружностей и вертикально вдоль своей оси.
Для сверления не только вертикальных отверстий, но также наклонных и горизонтальных применяются универсальные радиально-сверлильные станки с поворотной шпиндельной головкой.
Если обрабатываемое изделие очень велико, используются радиально-сверлильные станки с колонной, перемещающейся по станине. Дальнейшее совершенствование таких станков привело к созданию самоходных радиально-сверлильных станков, которые могут передвигаться по рельсам.
Кроме передвижных станков при обработке крупногабаритных деталей находят применение также переносные радиально-сверлильные станки. Их переносят подъёмным краном к нужному месту и закрепляют рядом с изделием или непосредственно на нём.
Одной из разновидностей радиально-сверлильных станков являются настенные станки, в которых отсутствует плита и колонна.
Для сверления отверстий в листовом материале используют станки с малым осевым перемещением шпинделя и без плиты (изделие в этом случае кладётся на пол или на стеллаж). Разновидность таких станков – станки с шарнирным хоботом, на конце последнего звена которого укреплена шпиндельная головка.
Выпускают радиально-сверлильные станки общего назначения моделей 2А53, ОС-67, 2А55, 2М55, 2Б55, 257, 2Б57, 258 и 2Б58 с наибольшим диаметром сверления в стали средней твёрдости 35, 50, 75 и 100 мм.
Самый маленький из этих станков имеет наибольшее расстояние от оси шпинделя до наружной поверхности колонны (вылет) 1200 мм и весит 3 т; самый крупный – 4000 мм, а вес его 32 т.
Краткие технические характеристики отечественных радиально-сверлильных станков приведены в таблице 1.1.
За границей выпускают радиально-сверлильные станки общего назначения с диаметром сверления от 25 до 160 мм. Наибольший вылет шпинделя достигает 4500 мм.
Таблица 1.1 – Краткие технические характеристики отечественных
радиально-сверлильных станков
Характеристики Модели станков
2А53 2А55 257 258 2Г53 2А592 2П57
Наибольший условный диаметр сверления в стали, мм 53 50 75 100 35 25 75
Скорости главного движения, об/мин 50-2240 30-1700 11-1400 9-1000 30-1700 175-980 9-1000
Мощность приводного электродвигателя, квт 2,8 4,5 7,0 14,0 4,5 1,7 14
Вес, кн 30 40 103 195 60 7,5 340

Вертикальные, горизонтальные и наклонные отверстия в крупных деталях можно обрабатывать на переносных универсальных станках моделей 2А592, 2П55, 2П56, 2П57.
На станке 2П57 сверлят в стали отверстия диаметром до 75 мм. Станок установлен на салазках, которые механически перемещаются по станине. Вес этого уникального станка 35 т.
Созданы самоходные радиально-сверлильные станки моделей 2Д53А, ОС-97 и 2Д58 трёх типоразмеров с наибольшим диаметром сверления 35, 75 и 100 мм. Эти станки смонтированы на самоходной тележке, перемещающейся по нормальной железнодорожной колее. Обрабатываемые изделия (в большинстве случаев это металлические фермы мостов) располагают вдоль железнодорожного полотна. Станок своим ходом подъезжает к месту обработки, останавливается, крепко прихватывается к рельсам, после чего рабочий производит с его помощью необходимые технологические операции. Затем станок перемещается дальше.
Выпускают переносные радиально-сверлильные станки моделей 2А592, 2П55 и 2П56. Кроме них, переносным является также станок ОС-29, на котором можно сверлить в стали отверстия диаметром 125 мм и нарезать резьбу диаметром 160 мм. Правда, переносить этот станок нелегко, так как его длина около 6 м, высота превышает 6 м, а вес достигает 28 т.
Для обработки листового металла служат радиально-сверлильные станки 2Г53 и ОС-86.
На станке 2Г53 удобно выполнять разного рода сверлильные работы в невысоких изделиях большой площади. Наибольший диаметр сверления на этом станке 35 мм.
Станок ОС-86 снабжён двумя хоботами . На конце одного из них укреплена сверлильная головка, на конце другого – фрезерная. На этом станке сверлят отверстия диаметром до 8 мм в пакетах их тонких листов металла, а также разрезают их фрезой по шаблону. Таким образом, станок является комбинированным, сверлильно-фрезерным.
Радиально-сверлильные станки всех типов изготавливает Одесский завод радиально-сверлильных станков; универсальные переносные станки 2А592 – Витебский станкозавод им. Коминтерна.
Каждой модели станка присваивается особый номер. Для этого все универсальные станки разбиты на девять групп, в каждой из которых они разделены по разновидностям с присвоением им порядковых номеров.
Сверлильные и расточные станки отнесены ко второй группе. За разновидностями станков этой группы закреплены такие номера: вертикально-сверлильные 1, полуавтоматы 2 или 3, координатно-расточные 4, радиально-сверлильные 5, расточные 6, алмазно-расточные 7, горизонтально-сверлильные 8, разные сверлильные 9.
Номер (шифр) модели станка состоит из трёх или четырёх цифр. Иногда между цифрами или в конце их ставятся буквы русского алфавита. Первая цифра номера обозначает группу, к которой относится станок. Вторая цифра указывает тип станка в этой группе. Третья цифра, при четырёхзначном обозначении и четвёртая цифра условно определяют основной размер станка. Добавочные буквы указывают на конструктивные изменения данного типа станка.
Для сверлильных станков самым характерным размером является наибольший диаметр сверления, т. е. Диаметр такого отверстия, которое можно просверлить на этом станке в стали средней твёрдости быстрорежущим сверлом.
В номерах радиально-сверлильных станков применяемые буквы обычно имеют такие значения: буква А обозначает модернизацию (усовершенствование) предшествующей модели станка; буква Б говорит о том, что в данном станке вылет больше, чем в базовой модели станка с таким же диаметром сверления; буква Г характеризует станок без вертикального перемещения рукава; буква Д применяется для обозначения самоходных станков, перемещающихся по рельсам; буква П почти всегда обозначает переносный и имеется в номерах переносных и универсальных станков для обработки вертикальных, горизонтальных и наклонных отверстий.
Для обозначения специальных и специализированных станков каждому станкостроительному заводу присвоены две буквы. Порядковый номер специального станка в сочетании с буквами, обозначающими завод, даёт номер модели станка. Так, станок ОС-86 – это 86-я модель специального станка производства Одесского завода радиально-сверлильных станков.

Общие сведения о сверлильных станках и о работах, проводимых на них

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9306

Назначение и область применения
Сверлильные станки являются весьма распространённым видом металлорежущего оборудования машиностроительных заводов.
По универсальности сверлильные станки общего назначения уступают лишь токарным. По технологическим возможностям и простоте наладки – стоят на ряду с револьверными станками.
На сверлильных станках могут быть выполнены следующие работы:
1) Сверление цилиндрических, многогранных сквозных и глухих отверстий в сплошном металле (рисунок 1.1, а). Как законченная операция сверление применяется в тех случаях, когда требуемая точность обработки не превышает 4-5 классов точности, а чистота поверхности обработки не выше 4-5 классов. Сверление можно осуществлять:
- вращением и подачей сверла на неподвижную деталь;
- вращением и подачей детали на неподвижное сверло.
Первый способ сверления наиболее распространён и особенно незаменим при обработке отверстий в тяжёлых и громоздких деталях.
Второй вид сверления широко применяется при обработке глубоких отверстий в сплошном металле.
2) Рассверливание и зенкерование (рисунок 1.1, б). По точности и чистоте обработки рассверливание мало отличается от сверления. Для обеспечения большей точности отверстия по диаметру, а также более высокой производительности рекомендуется, по возможности, заменять рассверливание зенкерованием.

Рисунок 1.1 – Схемы видов обработки на сверлильных станках
Черновое зенкерование может обеспечить 5-й класс точности отверстия, чистовое – 4-й класс. По чистоте обработки зенкерованием можно обеспечить 5-й класс чистоты поверхности.
Этот метод обработки можно успешно осуществить на сверлильных станках при обработке отверстий, расположенных на детали по точным координатам.
Черновое растачивание обеспечивает 5-й класс точности и применяется для снятия поверхностного слоя в отверстии поковки или отливки.
Чистовое растачивание применяется для придания отверстию правильной формы соответствующей точности и чистоты поверхности обработки. Растачивание резцом обеспечивает 2-й класс точности (а при многократном растачивании 1-й класс точности), а резцовой головкой 3-й класс точности с чистотой поверхности отверстия до 6-го класса.
3) Развёртывание цилиндрических и конических отверстий (рисунок 1, г). В отличие от растачивания, развёртывание не исправляет отверстия м погрешность в расположении оси отверстия относительно базы. Поэтому предварительная обработка под развёртывание должна быть проведена тщательно.
Однократное развёртывание применяется для устранения грубых следов предыдущей обработки. Оно обеспечивает получение 3-го класса точности и чистоты поверхности до 6-го класса включительно.
Двухкратным развёртыванием при соответствующем припуске и тщательно изготовленном инструменте можно обеспечить отверстие 2-го класса точности с чистовой поверхности обработки до 7-го класса включительно.
Тонкое или прецизионное развёртывание осуществляется после чистового развёртывания и предусматривает съём весьма малых припусков, в два раза меньших, чем при чистовом развёртывании. Этот вид обработки может обеспечить получение точности отверстия в пределах 1-2-го классов точности, с чистотой поверхности обработки до 8-го класса включительно.
В качестве инструмента для тонкого развёртывания применяются регулируемые развёртки с тщательно заправленными режущими кромками и небольшим углом заборного конуса.
Крепление развёртки к шпинделю станка плавающее, что весьма существенно для обеспечения надлежащей точности и чистоты обработки.
Тонкое развёртывание производится при низких скоростях резания – порядка, 1,5-2 м/мин и подачах – 0,2-0,5 мм/об с применением охлаждающей жидкости.
4) Проглаживание или развальцовывание (рисунок 1, к). Этот вид обработки применяется для уплотнения или сглаживания гребешков после чистового развёртывания отверстия в деталях из лёгких сплавов (дюраля, электрона). В качестве инструмента для развальцовывания служит специальная роликовая оправка. Припуск под развальцовывание оставляется незначительный (в пределах 0,005-0,01 мм для отверстий диаметром 22-25 мм). Величина припуска устанавливается опытным путём и зависит от диаметра обрабатываемого отверстия, материала и жёсткости изделия.
5) Кроме перечисленных работ, на сверлильных станках выполняются:
- нарезание внутренней и наружной резьбы (рисунок 1, д);
- снятие фасок у отверстий и зенкерование цилиндрических отверстий под головку винта (рисунок 1, е);
- облицовка торцев наружных и внутренних бобышек (рисунок 1, ж);
- вырезка дисков из листового металла (рисунок 1, и);
- проточка внутренних канавок всевозможной конфигурации (рисунок 1, л);
- формование головки заклёпки методом раскатывания (рисунок 1, м).
Технико-экономическая точность
Рациональное использование сверлильных станков может быть обеспечено при:
- ведении процесса обработки при высокопроизводительных режимах резания с использованием совершенной оснастки;
- правильно выбранном технологическом процессе, обеспечивающем необходимую чистоту и экономическую точность обработки.
Классификация сверлильных станков
Все существующие типы сверлильных станков, по классификации ЭНИМС Министерства станкостроения относятся, ко второй группе системы нумерации металлорежущих станков.
По конструктивным признакам сверлильные станки могут быть разделены на три подгруппы:
1) универсальные станки общего назначения;
2) специализированные станки;
3) специальные станки.
Универсальные сверлильные станки являются наиболее многочисленной подгруппой всего парка сверлильного оборудования. К этой подгруппе относятся вертикально-сверлильные станки:
- со стационарным вылетом шпинделя с приводом от индивидуального электродвигателя, с механизмом для регулирования скорости главного движения и движения подачи, или с ручной подачей;
- c переменным числом сверлильных головок, так называемые групповые (или рядовые) сверлильные станки, созданные на базе основных узлов одношпиндельных сверлильных станков;
- с переменным вылетом шпинделя, т. Е. радиально-сверлильные станки разных конструкций.
Указанные станки строятся разных габаритов и веса, с разными параметрами.
Конструкции сверлильных станков, их габариты, кинематика и компоновка узлов обусловливается их целевым назначением.
Для более крупных и разнообразных по характеру сверлильных работ строятся сверлильные станки больших габаритов, более жёсткие и мощные.
В зависимости от их назначения (по типу производства) эти станки, в той или иной мере, оснащены механизмами для регулирования числа оборотов и подач шпинделя, механизмами для автоматизации рабочего цикла.
Сверлильные станки общего назначения характеризуются следующими особенностями:
- возможностью ведения обработки изделий всевозможной конфигурации разных материалов и разными, характерными для сверлильных работ, инструментами;
- возможностью быстрой и лёгкой настройки станка для работы с наивыгоднейшими режимами резания;
- возможностью ведения обработки изделия последовательным методом – путём смены инструмента на ходу станка. При таком методе работы особо ценным является возможность быстрой настройки станка на требуемый режим работы;
- возможностью реверсирования шпинделя при нарезании резьбы метчиками.
Перечисленные особенности содействуют широкому распространению универсальных сверлильных станков на машиностроительных и металлообрабатывающих предприятиях.
Специализированные сверлильные станки в отличие от универсальных предназначены для выполнения ограниченного количества технологических операций и представляют собой предельно автоматизированные сверлильные станки с универсальными механизмами главного движения и движения подач.
Их специализированность определяется оригинальной оснасткой, т. Е. рабочими приспособлениями, режущим и крепёжным инструментом, которые на длительное время устанавливаются на станке для выполнения заданной операции обработки определённой детали.
Настройка на требуемый режим обработки осуществляется с помощью сменных шестерён и фиксируется на всё время обработки данной детали.
К специализированным станкам могут быть также отнесены сверлильные станки с одним лишь механизмом регулирования главного движения, но также со специальной оснасткой.
Специализированные сверлильные станки являются нормальным оборудованием механических цехов машиностроительных заводов крупносерийного и поточно-массового производства.
Специальные сверлильные или операционные станки предназначаются для выполнения одной или нескольких операций обработки в заданной детали. Переналадка этих станков для выполнения другой операции в какой-либо другой детали нецелесообразна, так как это требует коренной переделки станка.

Система охлаждения станка

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9305

Система охлаждения станка
Используются следующие типы систем охлаждения:
- Программируемое сопло для подачи СОЖ;
- Подача СОЖ через шпиндель;
- Автоматический пневмопистолет;
- Масляным туманом


Рисунок – Программируемое сопло для подачи СОЖ.
Программируемое сопло для подачи СОЖ (рис. ) управляется автоматически через программу обработки детали, направляя СОЖ точно в зону обработки и избавляя тем самым оператора от необходимости постоянно регулировать подачу. Положение сопел задаются во время настройки вместе с параметрами коррекции инструмента, и вызывая из памяти автоматически в ходе выполнения программы. Работу сопла можно также отрегулировать вручную с клавиатуры во время выполнения программы.

Рисунок – Подача СОЖ через шпиндель.
Автоматический пневмопистолет (рис. ) в данной системе сопло обеспечивает постоянный обдув сжатым воздухом режущего инструмента для очистки его от стружки в процессе сухой обработки.

Рисунок – Автоматический пневмопистолет.
Подача СОЖ через шпиндель (рис. ) подаётся с давлением 21 и 69 Бар. СОЖ подаётся через шпиндель и иструмент непостредственно на режущую кромку. Это увеличивает ресурс инструмента и скорость обработки, а также позволяет удалять стружку при сверлении глубоких отверстий и фрезерование карманов. В этой системе предусмотрены два варианта системы: 1 вариант обеспечивает подачу СОЖ под давлением до 20,7 Бар; 2 вариант до 69 Бар. В состав системы с давлением 69 Бар входит дополнительный фильтр (Рис. ), который позволяет удалять грязь и мелкие частицы из смазочно-охлаждающей жидкости до того, как они смогут попасть в контур рециркуляции СОЖ, подаваемой насосом.

Рисунок – Дополнительный фильтр.

Рисунок – Система охлаждения масляным туманом.
Система охлаждения масляным туманом (рис. ) заключается в подаче точно дозированного потока масла непосредственно на вращающийся инструмент. Масло покрывает режущий инструмент и зону непосредственной обработки, обеспечивая надлежащее смазывание инструмента и материала для поддержания оптимальных условий резания. Таким образом, система охлаждения масляным туманом при обработке обеспечивает подачу масла непосредственно на режущий инструмент, а на деталях и стружке масла практически не остаётся. Эту систему можно также запрограммировать на подачу дозированного количества масла на метчик перед нарезанием резьбы. Это делается для того, чтобы предотвратить поломку инструмента.

Рисунок – Выкатывающий бак для СОЖ
В горизонтально-обрабатывающих центрах HAAS используются легкодоступные выкатные баки для СОЖ (рис. ). Они оборудованы колёсами, позволяющими легко перемещать баки, что облегчает их очистку. Отдельная корзина для стружки и подъёмный экран предотращает попадание стружки в насос, а все электрические разъёмы и соединения шлангов на баке можно отсоединить рукой.

Рисунок – Выкатывающий бак для СОЖ с тыльной стороны станка.
Выкатывающие баки для СОЖ с тыльной стороны станка (рис. ) используются у вертикально-обрабатывающих центрах HAAS. Они оснащены откатными баками для СОЖ с тыльной стороны станка, с отдельной корзиной стружки. Корзина большой вместимости предотвращает попадание стружки в бак для СОЖ. Все электрические разъёмы и соединения шлангов на баке можно отсоединить, а крышку и насос поднять, не отсоединяя какие-либо крепления.
Для контроля уровня СОЖ в баке используется датчик уровня, который можно контролировать на экране системы управления.

Управление движением станочным оборудованиям

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9304

Рисунок 2.18 – Направляющие с рециркулирующими шариками
Все станки оснащаются направляющими с рециркулирующими шариками. Эти направляющие предварительно нагружаются для обеспечения нулевого зазора и обладают полной несущей способностью во всех направлениях. Они потребляют меньше энергии, не требуют регулировки и превосходят по точности и скорости коробчатые направляющие скольжения. Кроме того, эти направляющие имеют очень малый коэффициент трения, что позволяет повысить скорость перемещения станка, не ухудшая повторяемость и точность. Для обеспечения длительного срока службы каждая направляющая имеет автоматическую систему смазывания. Это сокращает расходы, связанные с техническим обслуживанием станка.

Рисунок – Шариковая винтовая пара
Фирма HAAS использует шариковые винтовые пары от ведущих мировых производителей. Шариковые винтовые пары крепятся с двух концов и проверяются на параллельность относительно направляющих оси.
При работе шариковых винтовых пар происходит их нагрев, что может привести к их расширению. В условиях выполнения циклов обработки в тяжелом режиме тепловое расширение шариковой винтовой пары может стать причиной ошибки обработки. Чтобы это устранить, используется алгоритм электронной тепловой компенсации (ETC), который точно имитирует этот эффект нагревания и обеспечивается, тем самым, компенсация положения винтов шариковой винтовой пары.

Смена инструмента (револьверная головка станка)

http://www.ce-studbaza.ru/werk.php?id=9303

Рисунок 2.11 – Устройство смены иструмента бокового исполнения.
Устройство смены иструмента бокового исполнения (рис. ) является одно из последних разработок фирмы HAAS. Управление этим устройством осуществляется при помощи высокоточного кулачкового механизма, который изготавливается на специальных 5-осевых станках HAAS. В этой конструкции используется специальная червячная передача HAAS и электронная система пуска-останова для длительной службы и функционирования без обслуживания


Рисунок 2.12 – Электронное устройство смены инструмента.
Электронное устройство смены инструмента (Рис. ) с конусом ISO 40 является одним из самых дешёвых устройств. Движущаяся по синусоидальной траектории ручка ускоряет и замедляет узел с возвратно-поступательным движением для плавной работы. Каждок гнездо имеет сдвигающуюся крышу, которая препятствует попаданию стружки в устройство смены инструмента и прилипанию к инструментальному конусу. Устройство имеет простую конструкцию и минимальное число движущихся частей, что гарантирует длительный срок службы и надёжность в экспуатации.