Разработка конструкции приспособления для притира корпусных отверстий в листовых офсетных машинах

 

Механические  свойства при Т = 20⁰С материала 40Х

Твердость: НВ 217 кг/см²

Сортамент	Размер	Направление	σв	σт	δ5	ψ	KСU	Термообработка
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДЖ/м2	-
Пруток	Ø 28-55	продольное	940	800	13	55	850

 

г) Физические свойства материала 40Х

 

Т	Е*10-5	α*10	λ	ρ	C	R*109
град	МПа	1/град	Вт/(м*град)	Кг/м3	Дж/(кг*град)	Ом*м
20	2,14			7820		210
100	2,11	11,9	46,0	7800	466	285
200	2,06	12,5	42,7	7770	508	346
300	2,03	13,2	42,3	7740	529	425
400	1,85	13,8	38,5	7700	563	528
500	1,76	14,1	35,6	7670	592	642
600	1,64	14,4	31,9	7630	622	780
700	1,43	14,6	28,8	7590	634	936
800	1,32		26,0	7610	664	1100
900			26,7	7560		1140
1000			28,0	7510		1170
1100			28,8	7470		1200
1200				7430		1230

 

д) Технологические  свойства материала 40х.

Свариваемость:	трудносвариваемая
Флокеночувствительность:	чувствительна
Склонность к отпускной  хрупкости:	склонна

Обозначения:

Механические свойства
σв	Предел кратковременной прочности	МПа
σт	Предел пропорциональности (предел текучести  для остаточной деформации)	МПа
δ5	Относительное удлинение при разрыве	%
ψ	Относительное сужение	%
KСU	Ударная вязкость	кДж / м2
НВ	Твердость по Бринеллю
Физические свойства
Т	Температура, при которой получены данные свойства	Град
Е	Модуль упругости первого рода	МПа
α	Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 200 -Т)	1/Град
λ	Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала)	Вт/(м*град)
ρ	плотность материала	кг/м3
C	Удельная теплоемкость материала (диапазон 20° - Т)	Дж/(кг*град)
R	Удельное электросопротивление	Ом*м

 

 

2. Определение  веса заготовки и вида заготовки

А) Определение веса заготовки:

m = Vq

V – объем заготовки:

V = πD² L/ 4

q – плотность = 7,8 г/см³

V = 3,14 * 4,95² *33,6/4 = 646,2 см³

масса заготовки:

m = 646,2 *7,8 = 5042 г = 5 кг

б) Определение вида заготовки:

• Материал - сталь 40Х
• Вид производства - штучный
• Деталь - вороток
• Вид заготовки – пруток
• Коэффициент использования материалов - 0,85... 0,9

 

 

3. Оборудование  и инструмент для механической  обработки заготовки

3.1 Выбор  оборудования

Для обработки детали «вороток»  предусмотрены токарная и сверлильная  операции.

а) Для токарных операций выбирается токарный станок 16К20.

Параметры токарного станка 16К20	Показатели
Наибольший диаметр обрабатываемой детали	400 мм
Наибольший диаметр прутка, проходящий через отверстие шпинделя	53 мм
Число скоростей шпинделя	22
Частота вращения шпинделя	12,5 -1600 об/мин
Число ступеней подач суппорта	24
Подача суппорта:
- продольная	0,05 -2,8мм/об
- поперечная	0,025-1,4 мм/об
Скорость быстрого перемещения суппорта:
- продольного	3800 мм/мин
- поперечного	1900 мм/мин
Мощность главного электродвигателя	11 квт
КПД станка	0,75

 

б) Для сверлильной  операции выбирается сверлильный станок 2Н125

 

Параметры сверлильного станка 2Н125	Показатели
Наибольший диаметр сверления	25 мм
Рабочая поверхность стола	400x450
Наибольший ход шпинделя	250мм
Конус Морзе отверстия шпинделя	3
Число скоростей шпинделя	12
Частота вращения шпинделя	31 - 1400 об/мин
Подача шпинделя	0,1-1,6 мм/об
Мощность привода электродвигателя	4 кВт

 

 

3.2. Выбор режущего инструмента

 

Токарные  операции

В качестве режущего инструмента для  токарной используем токарный проходной  упорный отогнутый резец (левый) по ГОСТ 18879-73 с углом в шине 90°, с пластиной из твердого сплава Т15К6.

- высота Н =25 мм,

- ширина В =20 мм,

- длина L =140 мм

Для сверления отверстия под резьбу М36 берется сверло D=34,5 мм.

Для нарезания  резьбы применяется ручной метчик d =36 мм с шагом L= 5мм.

В качестве дополнительной оснастки для токарной обработки  выбираем:

- патрон самоцентрирующийся трех кулачковый по ГОСТ 2675 - 80; 7100-0005;

 

Сверлильная операция

Для сверления отверстия D = 20 мм используется спиральное сверло d = 20 мм с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 4010 - 77, рабочая часть сверла из инструментальной стали Р9К5.

Длина сверла L = 131 мм, длина рабочей части 1 = 66 мм

В качестве оснастки для сверления  используется:

Призматическая опора по ГОСТ 16897 - 71 для диаметра 35 мм.

 

4. Припуски  на токарную операцию

Исходя из табличных значений (табл. 46-47 стр. 110):

- Припуск на черновую операцию диаметра 45 мм равен 4,5 мм.

- Припуск на чистовую операцию диаметра 35 мм равен 1,5 мм

- Припуск на размер 330 мм составит 5,5 мм.

 

 

5. Расчет  режимов резания

5.1 Операция 005 Точение диаметра  49.5 мм

Принятые  обозначения:

n - частота вращения;

s - подача;

t – глубина резания;

v - скорость резания.

t = 2,75 мм

Исходные данные:

- станок 16К20,

- резец Т15К6,

- стойкость резца,

- Т =60 мин

- S = 0,5 – 0,9 мм/об по паспорту станка S = 0,8 об/мин

1) Скорость резания:

V = C_vK_v/T^mt^хS^y

C_v =340;   x = 0,15; y = 0,45  m = 0,2

К =0,67*1*1 = 0,67

V= 340*0,67/60^0,22,75^0,150,8^0,45 = 227,8 /2,26*1,16*0,.9 = 96,98 м/мин

2) Частота вращения:

n = 1000 V/ πD

n = 1000*96,98/3,14*49,5 = 623,8 об/мин

по паспорту станка n = 620 об/мин

при n = 620 об/мин:

V= πDn /1000

V = 3,14*49,5 *620/1000 = 96 м/мин

3) Сила резания:

Р_Z = 10С_р* t^хS^y VⁿК_р

С_р = 339;   х =1; у = 0,5; n = -0,4

К_р =1,25*1,17*1*0,85*1 = 1,24

Р_Z = 10*339*2,75¹ 0,8^0,5 96^-0,41,24 = 9322,5*0,89*0,16*1,24 = 1646Н

4) Мощность резания:

N = Р_Z * V/1020*60

N =1646*96/61200 = 2,58kBt

5) Основное технологическое время:

T_осн = L/nS

L - длина обрабатываемой поверхности

T_осн = 38/620*0,8 = 0,07 мин

Подрезка торца:

T_осн = 25/620*0,8 = 0,05 мин

 

5. 2. Операция 010 Точение

Станок 16К20; резец T15K6; стойкость резца Т = 60 мин

t - глубина резания 3,64 мм

S = 0,4 – 0,8 мм/об по паспорту станка S = 0,6 мм/об

1) скорость резания:

V = C_vK_v/T^mt^хS^y

C_v = 350;  х = 0,15; у = 0,35;  m = 0,2

K_v = 0,67*1*1 = 0,67

V= 350*0,67/60^0,23,62^0,150,6^0,35 = 234,5 /2,26*1,21*0,83 = 103,3 м/мин

2) Частота вращения

n = 1000 V/ πD

n = 1000*103,3 /3,14*49,5 = 664,3 об/мин

по паспорту станка n = 670 об/мин

при n = 670 об/мин:

V= πDn /1000

V = 3,14*49,5 *670/1000 = 104 м/мин

3) Сила резания:

Р_Z = 10С_р* t^хS^y VⁿК_р

С_р = 339;   х =1; у = 0,5; n = -0,4

К_р =1,25*1,17*1*0,85*1 = 1,24

Р_Z = 10*339*3,64¹ 0,6^0,5 104^-0,41,24 = 12339,6*0,77*0,15*1,24 = 1767Н

4) Мощность резания:

N = Р_Z * V/1020*60

N =1767*104/61200 = 3,0 kBt

5) Основное технологическое время:

T_осн = L/nS

L - длина обрабатываемой поверхности

T_осн = 300*2/670*0,6 = 1,49 мин

Подрезка торца:

T_осн = 25/670*0,6 = 0,06 мин

 

5.3 Операция 015 Сверление под резьбу

Станок 16К20:

-  сверло D = 34,5 мм из стали Р6М5,

- стойкость резца:

Т = 70мин;

S = 0,29 – 0,35 мм/об по паспорту станка S = 0,3 мм/об

1) Скорость резания:

V = (C_vD^q/T^mS^y) К_V

С_v= 9,8;  q = 0,4; у = 0,5;   m = 0,2

К_V = 0,82*1,0*1,0 = 0,82

V = (9,8 *34,5^0,4/70^0,2 *0,3^0,5)*0,82 = (9,8*4,l/2,33*0,54)*0,82 = 26,14 м/мин

2) Частота  вращения:

n = 1000 V/ πD

n = 1000*26,14 /3,14*34,5 = 241,3 об/мин

по паспорту станка n = 240 об/мин

при n = 240 об/мин:

V= πDn /1000

V = 3,14*34,5 *240/1000 = 25 м/мин

3) Крутящий момент:

M_кр = 10С_м D^q S^yК_р

С_м  = 0,0345,  q = 2,0, у = 0,8

К_р = 1,25

M_кр=10*0,0345*34,5² 0,3^0,8*1,25 = 0,345*1190,25*0,38*1,25 =195,05Нм

4) Мощность резания:

N = M_кр * n/9750

N = 195,05*240/9750 = 4,8 кВт

5)Основное технологическое время:

T_осн = L/nS

L - длина обрабатываемой поверхности

T_осн = 20/240*0,3 = 0,27 мин

 

5.4.  Операция 020 Сверление отверстия

Станок 2Н125, сверло D = 20 мм из стали Р9К5, стойкость резца

Т = 45 мин

S= 0 2 - 0.23 мм/об по паспорту станка S = 0,2 мм/об

1) Скорость резания

V = (C_vD^q/T^mS^y) К_V

С_v= 7,0;  q = 0,4; у = 0,7;   m = 0,2

К_р = 0,82*1,0*1,0 = 0,82

V = (7,0*20^0,4/45^0,2 *0,2^0,7)*0,82 = (7,0*3,3l/2,14*0,32)*0,82 = 28,0 м/мин

2) Частота  вращения:

n = 1000 V/ πD

n = 1000*28,0 /3,14*20,0 = 445,8 об/мин

по паспорту станка n = 440 об/мин

при n = 440 об/мин:

V= πDn /1000

V = 3,14*20,0 *440/1000 = 27,6 м/мин

3) Крутящий момент:

M_кр = 10С_м D^q S^yК_р

С_м  = 0,0345,  q = 2,0, у = 0,8

К_р = 1,25

M_кр=10*0,0345*20² 0,2^0,8*1,25 = 0,345*400*0,27*1,25 =46,57Нм

4) Мощность резания:

N = M_кр * n/9750

N = 46,57*440/9750 = 2,1 кВт

5) Основное технологическое время:

T_осн = L/nS

L - длина обрабатываемой поверхности

T_осн = 37/440*0,2 = 0,42 мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

III. Часть «Безопасность жизнедеятельности»

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Анализ  условий труда с описанием  вредных и опасных производственных  факторов и меры борьбы с  ними.

 

Безопасность жизнедеятельности  решает три основных вопроса –  производственная и экологическая  безопасность, гражданская оборона, чрезвычайные ситуации и ликвидация их последствий.

Одним из главных  требований к работодателю является создание благоприятных условий  работы людей с используемыми  машинами, механизмами и аппаратами, в частности, с полиграфическим оборудованием.