Разработка технологии обработки детали. Выбор вида и обоснование метода получения заготовки. Описание метода получения заготовки

Страницы работы

Фрагмент текста работы

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

2.1 Анализ технических требований, предъявленных к детали.

Рекомендации по их обеспечению и контролю

Таблица 2.1 – Анализ технических требований на изготовление детали, рекомендации по их обеспечению и контролю

Номер конструктивного элемента

Размеры и требования к их диаметральной и линейной точности

Требования к шероховатости поверхности

Требования к точности взаимного расположения поверхностей и осей

Методы достижения точности: способы базирования и виды обработки

Методы контроля и средства измерения

1

2

3

4

5

6

2,9

Ø30js6

0,8

Точение черновое, чистовое, шлифование

Скоба

3

Ø38

3,2

--

Точение черновое,  получистовое

Штанген-циркуль

4

Ø38g6

1,6

Точение черновое, чистовое, шлифование после обработки шлицев

Скоба

5

Д-8*32*38gs6*6f8

6,3

Шлицефрезерование, после обработки шлицев шлифование

Шлицевое кольцо, шаблон

6

1,6x45

6,3

Точение черновое 

Визуально

8,15

1x45

6,3

Точение черновое 

Визуально

10

Ø36

6,3

Точение черновое

Штанген-циркуль

11

Ø 8,7

6,3

Сверление

Штанген-циркуль

12

М10-7Н

6,3

Нарезание резьбы

Пробка резьбовая

13,17

Ø29,5

6,3

Точение черновое

Штанген-циркуль

14

Ø11

6,3

-

Рассверливание

Штанген-циркуль

16

Ø 15,6;60

1,6

-

Цекование

Штанген-циркуль

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

Базовая заготовка “Вал” 086.0200.138- прокат круглого сечения. В проектном варианте предлагаю получать штучную заготовку. Вал изготовляется на прессах из стали 45 ГОСТ 1050-88 путем штамповки. Штамповка происходит следующим образом: вал полученный прокатом подается в нагревательную печь, где нагревается до температуры t=55050, затем происходит отрезка на пресс ножницах заготовки требуемой длины, затем заготовка снова нагревается в печи толкательной 617-3500-6066 и подается на пресс, где с усилием 20кН происходит предание заготовке требуемой конфигурации и формы. После штамповки происходит обрезка и зачистка заусенцев, делается нормализационный отжиг и дробеметная очистка. После очистки и контроля поковку направляют в механический цех для обработки. Применение штамповки в мелкосерийном производстве достаточно выгодно, так как происходит экономия материала, а затраты на изготовление штамповки компенсируется экономией электроэнергии при снятии меньшего припуска при обработке, а также снижением времени на обработку детали.

2.2.2 Определение припусков и допусков по стандартам. Расчет размеров и массы заготовки, коэффициента использования материала

Материал – Сталь 45

Масса поковки

                                              

Класс точности поковки, выполненной на кривошипном горячештамповочном прессе. Закрытая штамповка  Т3

Группа стали М2

Степень сложности

Выбираем С1

Разъём штампа П – плоский

Исходный индекс – 10

Таблица 2.1 - Назначение допусков и припусков на поковку

Номи-нальный размер детали, мм

Шероховатость обрабаты-ваемой поверх-ности детали,

Ra, мм

Допуск на заготовку с указанием предель-ных отклонений, мм

Основной припуск, мм

Дополнительные припуски, мм

Расчётный при-пуск, мм

Смеще-ние по поверх-ности разъёма штампов

Изогну-тость и другие отклонения формы

Отклоне-ние меж-осевого расстоя-ния

6.3

1,7

0.3

-

-

2,0

Ø38  

3.2

1,4

0.3

0.6

-

1,7

Ø

0,8

1,5

0.3

0.6

-

1,8

1.6

1,8

0.3

-

-

2,1

Таблица 2.2 – Расчет размеров заготовки

Размер выдерживаемый при обработке заданной поверхности детали, мм

Допуск на размер детали, мм

Шерахова-тость обработанной поверхности,   Ra, мкм

Допуск на размер заготовки, мм

Расчетный припуск, Z, мм

Размер заготовки (расчет) с допуском (d или Д), мм

Исполни-тельный размер заготовки, мм

1

2

3

4

5

6

7

Ø

0,8

1,8

30+1,8*2=33,6

33,6

Ø38  

3,2

1,7

38+1,7*2=41,4

41,4

1,6

2,1

338+2,1*2=342,2

342,2

6,3

2,0

430+2*2=434

434

23

6,3

23+2-2,1=22,9

22,9

Расчет массы спроектированной заготовки:

mз=mд+mотх.мех.обр.,                                                                                     (2.1)

где mотх.мех.обр – масса удаляемого в процессе  механической обработки слоя металла, кг.

mотх.мех.обр =Vотх.*ρ, кг                                                                       (2.2)

где Vотх. – суммарный объём удаляемых в процессе механической обработки фигур, мм3;

ρ - плотность материала заготовки, кг/мм3;  ρCталь45=7,8∙10-6 кг/мм2.

Размеры фигур устанавливаются на основе размеров обработки и табличных припусков.

Определение объема удаленных фигур:

,                                                                                           (2.3)

где Д – диаметр заготовки, мм;

l – длина заготовки, мм.

мм3

мм3

мм3         

мм3

мм3

мм3

Vобщ= V1+V2+V3+V4+V5+V6 +V7 +V8 +V9                                                                             (2.4)

Vобщ=+++++=292649,5 мм3

mотх.мех.обр =292649,5 *7,8*10=2,28 кг

mз=3,728+2,28=5,56 кг

Коэффициент использования заготовки:

                                                                                                (2.5)

где mЗ – масса рассчитанной заготовки, кг;

Пересчитанный коэффициент использования материала:

,                                                                                          (2.6)

где Нрасх – пересчитанная норма расхода материала, кг (см. п.1.3, формула 1.5):

Нрасх=5,56+0,1*5,56=6,1кг

Коэффициент использования материала в базовом ТП больше чем в проектном варианте, поэтому  в дальнейших расчётах принята заготовка: прокат круглого сечения.

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Анализ базового технологического процесса и составление последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

015 Токарно-револьверная с ЧПУ (станок модели 1В340ВФ10)

1.Подрезать торец 1

2.Сверлить центровочное отверстие

3.Сверлить отверстие 11

4.Рассерлить отверстие 14

5. Зенковать конусную поверхность 16

6.Точить фаску 6

020 Токарно-револьверная с ЧПУ (станок модели 1В340ВФ10)

1.Подрезать торец 7

2.Точить поверхность 9 с фаской 8

3.Точить канавку 17

4.Сверлить центровочное отверстие

030Токарна с ЧПУ (станок модели 16К20Т1)

1.Точить поверхность 2 с фоской 15

2. Точить канавку 13

035Токарна с ЧПУ (станок модели 16К20Т1)

1.Точить поверхности 3,6

2.Точить канавку 10

037Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н135)

1.Нарезать резьбу 12

040Шлицефрезерная (станок модели 5Б352ПФ2)

1.Фрезеровать шлицы 4

055 Токарно-винторезная (станок модели 16К20 )

1.Притереть фаску с двух сторон с переустановкой

060Круглошлифовальная (станок модели 3М152МВФ2)

1.Шлифовать поверхность 2 с подшлифовкой торца

065Круглошлифовальная (станок модели 3М152МВФ2)

1.Шлифовать поверхность 9 с подшлифовкой торца

070Круглошлифовальная (станок модели 3М152МВФ2)

1. Шлифовать поверхность 4

075Шлицешлифовальная  (станок модели 3451Б)

1.Шлифовать шлицы 5

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве чистовых технологических баз следует принимать те элементы детали, которые являются базами конструкторскими и измерительными, что уменьшает погрешность базирования, т.к. выполняется принцип совмещения баз.

Черновой базой на первых операциях является необработанная цилиндрическая поверхность Ø40 и торец 7. На последующих операциях деталь базируется по центровым гнездам, двойная направляющая база, с упором в торец, при этом образуется опорная база. Все эти схемы базирования обеспечивают в качестве технологической базы ось детали, что позволяет выдерживать оба принципа базирования: совмещения и постоянства баз.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования.

Номер опера-ции

Код и модель станка

Наименование станка

Стоимость станка, млн.руб.

Паспортные данные

Габаритные размеры, мм

Характе-ристика привода

Мощ-ность, кВт

Ряд частот. мин-1

Ряд подач, мм/об

1

2

3

4

5

6

7

8

9

010

020

381131

1П426РФ3

Токарно-револьверный с ЧПУ

30462756

3550х

2400х

1700

Элекричс.

7,5

50-1250

0,05-1,6

030

381630

16К20Ф3

Токарный с ЧПУ

23462756

4930х

2310х

3050

Элекричс.

11

10-2000

3-1200

1.5-600

040

2Н135

Вертикально-сверлильный

4371890

915x

785x

2535

Элекричс.

2,2

31-1400

0,1-1,6

080

16К20

Токарно-винторезный

90668287

4650х

5460х

1665

Элекричс.

11

10-2000

0,01-2,8

0,005-1,4

050

5Б352

Шлицефрезерный

122443072

2000х

1810х

2450

элекричс.

3.1

40-405

0,75-7,5

090

100

110

3М152МВФ2

Круглошлифовальный

51772562

4970x

2330x

2180

элекричс.

5

50-500

1-15

120

3451Б

Шлицефрезерный

32935343

2820x

1510x

1900

элекричс.

3

2880,

4550,

6300

0,055-0,05

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер и наименование операции

Приспособление

Код

Наименование

Тип привода

Техническая характеристика

ГОСТ

1

2

3

4

5

6

010,020

Токарнаяс ЧПУ

396111

Патрон самоцентрирующий

ручной

Зажим ключом

ГОСТ 1654-86

030

Токарная с ЧПУ

396111

Патрон самоцентрирующий

ручной

Зажим ключом

ГОСТ 1654-86

Таблица 2.6 -  Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции

Наименование режущего инструмента, его код

Материал режущей части

Техниче-ская характеристика

Обозначение, ГОСТ

Приме-няемая

СОТС

1

2

3

4

5

6

010,020

Токарная с ЧПУ

392133

Резец проходной

Т15К6

20х25

ГОСТ 18878-73

Эмульсия

Т15К6

20х25

ГОСТ 18893-73

Эмульсия

030

Токарная с ЧПУ

392133

Резец проходной

Т15К6

20х25

ГОСТ 18878-73

Эмульсия

Таблица 2.7 - Выбор вспомогательного инструмента

Номер и наимено-вание операции

Наименование вспомо-гательно-го инструмента, его код

Установка

Обозначение,

ГОСТ

вспомогательного инструмента на станке

режущего инструмента на вспомогательном

Способ

Размеры посадочного элемента

Способ

Размеры посадочного элемента

1

2

3

4

5

6

7

010,020

Токарная с ЧПУ

392800

Резцедержатель

В гнездо 1 РВ

По величине гнезда РГ

Механическое крепление

По державке гнезда; 25х25

16х16

-

030,040

Токарная с ЧПУ

392800

Резцедержатель

В гнездо 1 РВ

По величине гнезда РГ

Механическое крепление

По державке гнезда; 25х25

16х16

-

Номер и

наименование операции

Наименовние инструмента, его код

Диапазон измерения инструмента

Точность измерения инструмента

Допуск измеряе-мого размера

Обзначение,

ГОСТ

1

2

3

4

5

6

010,020

Токарная с ЧПУ

393311

Штангенциркуль

0-125

0,1

1,0

0,5

ГОСТ 166-80

030

Токарная с ЧПУ

393311

Штангенциркуль

0-125

0,1

1,0

0,5

ГОСТ 166-80

Таблица 2.8 - Выбор измерительного инструмента.

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

        размеров

Таблица 2.6 – Определение последовательности обработки детали.

Последовательность механической обработки Ø30js6

Точность обработки

Способ базирования детали в приспособлении

Расчет погрешности установки,Eу мм

Квалитет с допуском

Шераховато-сть, Rа, мкм

Паковка

-

-

Черновое точение

13(0,33)

12,5

В цанговом патроне

=0,06; =0

=0,06 

Чистовое точение

9(0,084)

3,2

Шлифование

7(0,025)

1,6

В центрах

Eу=0

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности

Ø30js6

Rz

h

ρ

EУ

Расчет-ный припуск 2Zmin

Расчет-ный размер Dp

Допуск

Предельный размер

Предельный размер

d

dmax

2Zminпр

2Zmaxпр

Паковка

0.2

0.25

1,36

34,223

1,39

34,3

35,9

Черновое точение

0.05

0.05

0,08

0.06

3,62

30,6035

0,33

30,61

30,94

3,69

4,96

Чистовое точение

0.03

0.03

0,068

0,06

0,36

30,2435

0.084

30,244

30.328

0,366

0,612

Шлифование

-

-

-

0

0,25

29,9935

0.013

29,994

30,007

0,25

0,116

Суммарный припуск:

4,306

5,688

                                                                            (2.8)

ρсм=0.8 мм

ρкор=1.1мм

мм

ρчерн=1,36∙0,06=0,08 мм

ρчист=1,36∙0,05=0,068 мм                                        

                                                 (2.9)

 мм

 мм

 мм

мм

2Zomax-2Zomin=TДз-ТДД

5,688-4,306=1,39-0,013

1,382=1,382

2Z0ном=Z0min+Bзд                                                                                        

Дзном=30+3,1=33,1мм

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности Ø30js6 

Точность обработки

Припуск табличный, Z, мм

Расчёт размеров заготовки d или D, мм

квалитет

Допуск, мм

Шероховатость, Rа, мкм

Шлифование

Js6

3

0.8

0.6

30.6

Получистовое точение

h10

0,1

6,3

1,5

33.6

Черновое точение

h14

0,47

12,5

2,5

36.1

Паковка

2

100

36.1+2.5=38.6

Размер заготовки: Ø38

2.4.2 Определение режимов резания на проектируемые операции (переходы). Сводная таблица режимов резания

Аналитический расчет режимов резания.

Операция 020 −Токарно-револьверная с ЧПУ

Точить поверхность 9 с фаской 8

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принят проходной упорный резец, оснащенный пластинами из быстрорежущей стали сплава Т15К6  по ГОСТ 24359-80.

,  

II Расчет режимов резания

1 Глубина резания t, мм

t=1,8 мм

2 Подача Sо, мм/зуб

Рекомендуемая: Sо= 0,5 мм/об

3 Стойкость Т, мин.

Т=60 мин

4 Скорость резания Vрез, м/мин

, м/мин                                                                 (2.10)

где Сν=350                            m=0,2;

х=0,15;                                 y=0,35;

Кν=Кмν∙Кпν∙Кuν,                                                                                (2.11)   

                                                                       (2.12)

где     n=0,9;

К =1,2

Кмν=1,25

Кnν=1,2

Кuν=1,2

,  м/мин

5 Частота вращения n, мин-1

, мин                                                                                   (2.13) 

 мин-1                

Корректировка по паспорту станка: n=2500мин-1 

6 Действительная скорость резания Vд, м/мин

, м/мин                                                                         (2.14)

м/мин

7 Проверочный расчёт:

По мощность резания:

                                                                            (2.19)

кВт

Nрез≤1,2Nдв∙η                                                                  (2.20)

Nдв=7,2 кВТ

η=0,8

5,5≤1,2∙7,2∙0,8

5,5≤6,9 кВт

Обработка возможна

III Машинное время

  , мин

Lр.х.=lрез+y+Δ                                                                                                 (2.21)

y=1,8ctg60=1,02 мм

Δ=3 мм

Lр.х.=21+1,02+3=25,02 мм

(2.22)

 мин

Табличный расчёт режимов резания

Операция 010 − Сверлильная

Сверлить отверстий 11  Ø 8,7 мм

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принято спиральное сверло из быстрорежущей стали Р6М5 Ø 8,7 мм.

II Расчёт режимов резания:

1 Глубина резания, t, мм

t = D/2 = 8,7/2 = 4,35 мм

2 Подача

Рекомендуемая Sо = (0,12 ÷0,20) мм/об

Принимаемая Sо = 0,12 мм/об

3 Стойкость Т, мин

Т = 40 мин-1

4Скорось резания Vрез,м/мин

Vрез = Vтабл× К 1× К 2 ×К3, м/мин                                                                      

где К 1= 0,8;  К 2 =1 ; К 3= 1; 

Vтабл=28,8 м/мин

V рез= 28,8 ×0,8×1×1=23,04 м/мин

5 Частота вращения n, мин-1

n=, мин-1                                                                                  (2.23)

n== 843 мин-1

6 Действительная скорость резания Vд, м/мин

Vд=, м/мин                                                                            (2.24)

Vд==23,02 м/мин

7 Проверочный расчёт по мощности резания

Nрез≤1,2 × Nд×η                                                                                    (2.25)

N рез≤1,2 ×30 ×0,8

0,9≤28,8

Обработка возможна

III Расчёт машинного времени, Тм, мин

Тм = , мин                                                                              (2.26)

Lр.х.=lрез+∆+y, мм                                                                           (2.27)

∆=(1÷3) мм

Принимаемое значение  ∆=2 мм

y=4,35ctg118=7,25 мм                                                                                (2.28)

lрез=40 мм

Тм = = 0,48 мин

Таблица 2.9 – Сводная таблица режимов резания.

Номер операции и модель станка

Номер позиции, перехода

Наименование установа, суппорта, перехода

D или В, мм

t, мм

lРЕЗ, мм

LРХ, мм

i

Подача

n, мин-1

v,

м

мин

ТО,

мин

ТМВ,

мин

 

SО,

мм

об

SМ,

мм

мин

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

 

010

1П426Ф3

1

Точить торец 1 и поверхность 2

432

2,1

20

24

2

0,35

157

450

100

0,45

 

2

Сверлить центровочное отв.

4

2

7

10

1

0,1

159

1590

20

0,11

 

3

Сверлить отв. 11

8,7

4,35

40

49,25

1

0,12

101

843

23

0,48

 

4

Рассверлить отв. 14

11

1,15

9

11

1

0,1

59,7

752

20

0,18

 

5

Цековать конусную пов. 16

15,6

2,3

3,9

3,9

1

0,4

204

510

25

0,019

 

6

Точить поверхность 2 и 15

30,6

0,5

23

25

1

0,35

200

800

100

0,125

 

7

Точить канавку 13

29,5

3

0,25

20,5

1

0,1

267

600

60

0,07

 

1,48

 

020 1П426Ф3

1

Точить торец 7 и поверхность 9

432

2,1

20

24

2

0,35

157

450

100

0,45

 

2

Точить поверхность 9 и 8

30,6

0,5

23

25

1

0,35

200

800

100

0,125

 

3

Точить канавку 17

29,5

3

0,25

20,5

1

0,1

267

600

60

0,07

 

4

Сверлить центровочное отверстие

4

2

7

10

1

0,1

159

1590

20

0,11

 

1.24

 

030 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3

1

Точить поверхности 3,6

39

0,5

388

393

1

0,5

225

450

100

1,7

 

38,6

0,2

388

393

1

0,35

157

600

100

2,5

 

2

Точить канавку 10

36

1,9

1

3

1

0,5

267

619

70

0,01

 

0.34

 

040

2Н135

2

Нарезать резьбу 12

М12-7H

34

37

1

1,5

292,5

200

6,1

0,12

 
 

050

5Б352

1

Фрезеровать шлицы 4

6

4,3

350

400

1

0,5

129

258

65

3,1

 
 

080

16К20

1

Притереть фаску с двух сторон с переустановкой

--

 
 

090

3М152МВФ2

1

Шлифовать поверхность 2 с подшлифовкой торца

30js6

0,25

23

26

1

0,002

0,24

120

25

1,04

0.02+

0.02

 

0.04

100

3М152МВФ2

1

Шлифовать поверхность 9 с подшлифовкой торца

30js6

0,25

23

26

1

0,002

0,24

120

25

1,04

0.02+

0.02

 

0.04

110

3М152МВФ2

1

Шлифовать поверхность 4

38g6

0,3

376

380

1

0,5

150

300

25

2,5

0.02+

0.02

 

0.04

 

120

3451Б

1

Шлифовать шлицы 5

6f8

0,3

350

360

1

0,5

15

500

30

8,4

 

2.4.3 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица норм время

050 −Вертикально-сверлильная

(Станок модели 2Н135)

1. Туст =0,35- карта  16

2.Время на переходы (карта 18 лист 1-2) :

tп=0,23 мин

3. tизм=0,3 – карта 86 лист 7

4. Рассчитать вспомогательное время на операцию

Тв = tус+ tп+ tизм=0,3+0,23+0,35=1,18 мин

5. Рассчитать оперативное время на операцию

Топ= То+Тв=0,12+1,18=1,3 мин

6. αобс=3,5 – карта 28

7. αотл =4 - карта 88

8. Определяем Тшт=1.3*(1+(3,5+4/100))=1.29 мин

9. Определяем Тзп= 10 мин

10. Определяем Тшт-к=1.29+10/50=1,49 мин

Номер

операции и модель

станка

То

                   Тв

Тца

Топ

α,

%

α,

%

Тшт

Тп-з

nд

Тшт-к

tус

tп

мв)

tуп

tизм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

010 1П246РФ3

1,5

0.19

1,48

0,07

(0,42)

2,98

5,14

3,5

4

5,21

49

50

6,19

020 1П246РФ3

0,75

0.19

1,24

0,07

(0,3)

2

3,8

3,5

4

3,88

49

50

4,86

030 16К20Ф3

4,21

0.19

0.34

0,07

(0,22)

4,55

5,37

3

4

5,74

25

50

6,24

040 2Н135

0,12

0,35

0,23

--

0,3

--

1,2

3,5

4

1,29

10

50

1,49

050 5Б352

3,1

0,34

1,6

--

0,25

--

5,29

4

3,5

5,69

18

50

6,05

080 16К20

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

090

3М152МВФ2

1,04

0,33

0.04

0,86

(0,12)

1,08

2.27

8

4

2.54

25,15

50

3

100

3М152МВФ2

1,04

0,33

0.04

0,86

(0,12)

1,08

2,27

8

4

2.54

25,15

50

3

110

3М152МВФ2

2,5

0,33

0.04

0,86

(0,2)

2,54

3.73

8

4

3.5

25,15

50

4

120

3451Б

8,4

0,33

0,7

--

0,25

--

9,68

3,5

4

10,4

29

50

10,9

Таблица 2.10 − Сводная таблица норм времени


2.4.4 Разработка управляющей программы (УП) обработки детали

Операция 020: Токарная с ЧПУ

Исходные данные:

Станок - токарный с ЧПУ модели 1П426Рф3;

УЧПУ – 2Р22;

Деталь типа «вал»;

Материал – Сталь 45 ГОСТ 1050-88;

Заготовка – прокат Ø40x434 мм.

Тип производства – мелкосерийный.

Рисунок 2.2- Эскиз заготовки.

Рисунок 2.3- Эскиз детали.

Таблица 2.11- Последовательность обработки детали

№ перехода

Содержание перехода

Режущий инструмент

Режимы резания

1

2

3

4

1

Точить торец 1 и поверхность 2, выдерживая размер Ø31,6

Токарный проходной резец, оснащенный пластиной из твердого сплава Т15К6

S=0.35 мм/об

n=450 мин-1

2

Точить поверхности 2 и 3

Токарный проходной резец, оснащенный пластиной из твердого сплава Т15К

Похожие материалы

Информация о работе