Механика \ Технология обработки материалов на станках и автоматических линиях

Разработка технологии обработки детали ПКК 0202203. Анализ технических требований на изготовление детали. Рекомендации по их обеспечению и контролю

Страницы работы

22 страницы (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

2.1 Анализ технических требований на изготовление детали. Рекомендации по их обеспечению и контролю

Таблица 2.1 – Анализ технических требований, предъявляемых к 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
1	Ø204	12,5	—	Точение черновое	Штангенциркуль
9	2х45⁰	6,3	_	Зенковка	Визуально
6	4	12,5	_	Точение черновое, получистовое	Штангенглубинамер
10	Ø116F8	1,6		Точение черновое, получистовое, чистовое с базированием по поверхности Б	Калибр-пробка
8	Канавка b=5; R=1; 12	6,3	—	Точение черновое, получистовое	Нутромер
12	Ø142h12	12,5	—	Точение черновое, получистовое	Штангенглубинамер
2	Ø152	12,5		Точение черновое	Штангенциркуль
5	Ø140H12(+0,4)	12,5	—	Точение	Штангенциркуль
14	Ø97; 05	_	_	Растачивание чернавое	Визуально
3	37-0,62	_	_	Точение черновое, получистовое, чистовое	Штангенглубинамер

Продолжение табл. 2.1

1	2	3	4	5	6
13	М12-7Н	_		Обработка на станках с ЧПУ по программе. База Сверление с базированием по пов. Б	Калибр-расположения
11	68-0,74	12,5	_	Образование точение с одной установки	Штангенциркуль
4	64-0,74	12,5	_ _	Точение однократное	Штангенциркуль
7	47	6,3	_ _	Точение однократное	Штангенциркуль
15	1,5х45⁰	6,3	_ _	Зенковка	Визуально

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

Заготовка «Корпус- опоры» ПКК0202203 изготовляется из ковкого чугуна ВЧ-35-10 путем литья в разовые песчаные формы. В них происходит формовка и заливка, выбивка заготовки. Конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. После очистки и контроля отливку направляют в механический цех для обработки. Следует учитывать, что основным фактором, является себестоимость, которая при выборе отливок более высокого класса должна быть компенсирована снижением металлоемкости и стоимости механической обработки.

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

Материал – КЧ 35-10 ГОСТ 1215-79

Точность отливки – 9-5-10-9 по ГОСТ 26645-85

Таблица 2.2 – Назначение допусков и припусков на отливку

Номинальный размер детали, мм	Допуски размера, мм	Допуски формы, мм	Общий допуск, мм	Ряд припусков	Минималь-ный припуск на сторон, мм	Общий припуск, мм(на стор.)	Расчетный припуск на размер отливки, мм
68_-_0,74	1,4	0,61	1,8	6	0,6	2,2	2,8
Ø116F8	2,4	0,32	3,2	6	0,6	2,1	2,7

Таблица 2.3−Расчёт размеров заготовки

Размер, выдержи-ваемый при обработке заданной поверх-ности детали, мм

Допуск на размер детали, мм

Шерохова-тость обрабаты-ваемой поверх-ности, Ra, мм

Допуск на размеры заготовки, мм

Расчётный припуск, мм

Размер заготовки (расчёт), мм

Исполнительный размер заготовки с допуском, мм

Ø116F8

0,035

1,6

2,4

2,6

116-(2,6х2)=

108,8=109

Ø 109

68_-_0,74

1,8

3,2

1,8

2,8

68+2,8 =70,8=71

Расчет массы спроектированной заготовки:

m_з=m_д+m_{отх.мех.обр.}, (2.1)

где m_{отх.мех.обр} – масса удаляемого в процессе механической обработки слоя металла, кг.

m_{отх.мех.обр} =V_отх.*ρ, кг (2.2)

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

ρ - плотность материала заготовки, кг/мм³; ρ=7,2∙^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.

1. Сверлить 4 отв. Ø 10,5 мм³

2. точить поверхность Ø142 мм³

3. Ø116,5мм³

4. Расточить сферу Ø116

5. Точить торец мм³

V_общ= V₁+V₂…V₅(2.4)

V_общ=++++47765,25=270043,98мм³

m_{отх.мех.обр} =270043,98∙ 7,2∙10^-6=1,94 кг

m_з=4,1+1,94=6,04 кг

Коэффициент использования заготовки:

(2.5)

где m_З – масса рассчитанной заготовки, кг;

Пересчитанный коэффициент использования материала:

, (2.6)

где Нрасх – пересчитанная норма расхода материала, кг (см. п.1.3, формула 1.6):

Нрасх=4,1∙1,1=4,51 кг

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Анализ базового технологического процесса и составление

последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Базовый технологический процесс состоит из следующих операций:

010 Токарная с ЧПУ (станок модели 16А20Ф3)

1 Подрезать торец в размер 18

2 Подрезать торец в размеры 47

3 Точить поверхность в размер Ø142h12

4 Точить поверхность в размеры Ø140

5. Точить фаску 2х45

020 Токарная с ЧПУ (станок модели 16А20Ф3)

1 Подрезать торец в размер 68

2 Расточить отверстие в размеры Ø140H12; 4

3 Расточить отверстие в размеры 0,5 и сферу Ø115H12

4 Расточить канавку в размеры

5. Расточить сферу 10

030 Сверлильная с ЧПУ (станок модели 2С150ПМФ4)

1 Фрезеровать два паза последовательно в размеры 64, Ø116,5, 31

2 Центровать четыре отверстия последовательно Ø12-7Н

3. Сверлить отверстия последовательно в размер Ø10,2

4. Снять 4 фаски в отверстиях 3 последовательно

5. Нарезать резьбу в 4 отв. 3 последовательно

040 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н135)

1. Сверлить 4 отверстия Ø10,2

2. Снять 4 фаски в отверстиях 3 последовательно

060 Резьбонарезная (станок модели 2056)

1. Нарезать резьбу в 4 отв. 3 последовательно

Данный технологический процесс разработан для крупносерийного производства деталей. Учитывая, что в проектном варианте тип производства мелкосерийный, предлагаем, применить обработку на станках с ЧПУ объединяем операцию 030, 040, 060,по сверлению 4 отверстий выполняем на станке с ЧПУ.

030,040,060 объединяя, выполняем на станке вертикально-сверлильный с ЧПУ 2С150ПМФ4.

Данные изменения позволяют сократить количество рабочих мест, количество оборудования и увеличить коэффициент его загрузки.

Таким образом, проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

010 Токарная с ЧПУ (станок модели 16А20Ф3)

1 Подрезать торец 2

2 Точить поверхность в размер Ø142h12

3 Точить поверхность в размеры Ø140

4 Подрезать торец 7в размеры

5. Точить фаску 2х45

020 Токарная с ЧПУ (станок модели 16А20Ф3)

1 Подрезать торец 11 в размер 68

2 Расточить отверстие 5 в размеры Ø140H12; 4

3 Расточить отверстие 14 в размеры 0,5, Ø97

4 Расточить канавку 8 в размеры

5. Расточить сферу 10

030 Сверлильная с ЧПУ (станок модели 2С150ПМФ4)

1 Фрезеровать два паза 3 последовательно в размеры 64, Ø116,5, 31

2 Центровать четыре отверстия 13 последовательно Ø12-7Н

3. Сверлить отверстия 13 последовательно в размер Ø10,2

4. Снять 4 фаски в отверстиях 13 последовательно

5. Нарезать резьбу в 4 отв. 13 последовательно

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

На операции 010, токарная с ЧПУ, в качестве базы используем черновую поверхность 1, которая является ровной и чистой в литье. На данной операции с одной установки обрабатывается поверхности 6,16,7,9 которые в дальнейшем будут служить чистовыми базами.

На операции 020, токарная с ЧПУ, в качестве базы поверхности приняты окончательно обработанные поверхности 16и 7, что позволяет выполнить требования по допуску.

На операции 030, вертикальная с ЧПУ, в качестве базы поверхности приняты поверхность 16 и торец 7, что что позволяет при сверлении отверстия Ø10,2, иметь погрешность базирования равно

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования.

Номер и наименование операции	Код и модель станка	Наименование станка	Стоимость Станка,млн	Паспортные данные
Номер и наименование операции	Код и модель станка	Наименование станка	Стоимость Станка,млн	Габаритные размеры, мм	Характерис-тика привода	Мощность, кВт	Ряд частот, мин^-1	Ряд подач, мм/об
010 Токарная с ЧПУ	16А20Ф3	Токарный С ЧПУ	187,450	3700х 2260х 1750	электрический	11	20… 2500	0,05-2,8
020 Токарная с ЧПУ	16А20Ф3	Токарный С ЧПУ	187,450	3700х 2260х 1750	электрический	11	20… 2500	0,05-2,8
030 Сверлильная с ЧПУ	2С150ПМФ4	Вертикально-сверлильный с ЧПУ	280	2160х 2300х 1730	электрический	5,2	21,2… 3800	б/с

Таблица 2.5− Выбор вспомогательного инструмента

Номер и наименование операции	Наименование вспомогательного инструмента, его код	Установка					Обозначение, ГОСТ
		вспомогательного инструмента на станке		режущего инструмента на вспомогательном			Обозначение, ГОСТ
		Способ	Размеры посадочного элемента	Способ		Размеры посадочного элемента
010 Токарная с ЧПУ	392870 Резцедер-жатель	Универсальная головка в паз УГ-9326	по разметкам паза головки	Зажимается болтами в блоке		20х16	-
020 Токарная с ЧПУ	392870 Резцедер-жатель	Универсальная головка в паз УГ-9326	по разметкам паза головки	Зажимается болтами в блоке	20х16			-
030 Сверлильная с ЧПУ	392870 Оправка Втулка переходная	Инструмент в магазине, при обработке оправка устанавливается в шпинделестанка	Конусность 7:24 Шпинделя инст. Оправки Морзе4	в коническое отверстие переходной втулки	Конус Морзе 2			−

Таблица 2.6 - Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции	Наименование режущего инструмента, его код	Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение, ГОСТ	Приме-няемая СОТС
010 Токарная с ЧПУ	392192 Резец подрезной Резец упорный	ВК8	Н×В 16×25	ГОСТ 18878-73 ГОСТ 18883-73	Эмульсия
020 Токарная с ЧПУ	392192 Резец подрезной Резец расточной черновой Резец расточной получиставой Резец расточной чистовой Резец канавочный	ВК8 ВК6 ВК3М	Н×В 16×25	ГОСТ 18878-73 ГОСТ 18883-73	Эмульсия
030 сверлильная с ЧПУ	391290 Сверло Метчик Фреза	Р6М5 ВК6	Ø10,2 Ø16 М12-6g	2353-0135 ГОСТ14953-80	Эмульсия

Таблица 2.7 - Выбор измерительного инструмента.

Номер и наименование операции	Наименование инструмента, его код	Диапазон измерения инструмента	Точность измерения инструмента	Допуск измеряе-мого размера	Обозначение, ГОСТ
010 Токарная с ЧПУ	393311 Штангенциркуль	0-125	0,1	1,8	ГОСТ 166-89
020 Токарная с ЧПУ	393311 Штангенциркуль	0-125	0,1	1,8	ГОСТ 166-89
	394270 Штанген-глубиномер	0-160	0,1	1,2	ГОСТ 162-80
	393141 Калибр	5+0,75	0,1	0,75	ГОСТ 14821-69
	393458 Нутромер	100-160	0,1	0,46	ГОСТ 9244-75
030 сверлильная с ЧПУ	393141 Калибр 393ххх Калибр-расположения 393311 Штангенциркуль 3932хх Пробка	Ø116,5Н14 0-125 10,2	_ 0,1 0,01	0,054 0,43 0,3	ГОСТ 14821-69 − ГОСТ 166-89 __

Таблица 2.8 − Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер и наименование операции	Приспособление
Номер и наименование операции	Код	Наименование	Тип привода	Техническая характеристика	ГОСТ
010 Токарная с ЧПУ	396110	Патрон токарный	Электро-механический	Ø250	-
020 Токарная с ЧПУ	396110	Патрон токарный	Электро-механический	Ø250	-
030 Вертикальна- сверлильная с ЧПУ	3960хх	Кондуктор станочное	ручной	-	-

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

размеров

Таблица 2.6 – Определение последовательности обработки детали.

Последовательность механической обработки Ø116F8()	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки,Eу мм
Последовательность механической обработки Ø116F8()	Квалитет с допуском	Шераховато-сть, Rа, мкм	Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки,Eу мм
Отливка	-	Rz800	С базированием в 3-х кулачковом самоцентрируещем патроне	-
Растачивание черновое	14(0,25)	12,5		=0,11 E_Б=0
Растачивание получистовой	11(0,16)	6,3		=0,09 E_Б=0
Растачивание чистовое	9(0,1)	3,2		=0,07 E_з=0,07
Растачивание тонкое	7(0,015)	1,6		=0,07 E_з=0,07

Погрешность установки:

E_З = E_у (2.7)

где E_Б – погрешность базирования, мм; E_Б=0

E_З – погрешность закрепления, мм; Eз=0,11мм

мм

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø116F8	Rz	h	ρ	E_У	Расчет-ный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск	Предельный размер		Предельный размер
Переходы механической обработки поверхности Ø116F8	Rz	h	ρ	E_У	Расчет-ный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск	_d	_dmax	2Z_min^пр	2Z_max^пр
Отливка	0,8		1,210	-	-	111,1	2,4 ()	108,7	111,1	-	-
Растачивание черновое Н14	0,1	0,1	0,0726	0,11	4,029	115,08	0,87	114,21	115,08	3,98	6,03
Растачивание получистовое Н11	0,05	0,05	0,0605	0,09	0,431	115,505	0,22	115,29	115,505	0,425	0,688
Растачивание чистовое Н9	0,005	0,005	0,0484	0,07	0,285	115,79	0,08	115,71	115,79	0,285	0,292
Растачивание тонкое Н7	0,0025	_	0,0242	0,07	0,22	116,01	0,035	115,975	116,010	0,22	0,265
Суммарный припуск:										4,91	7,275

(2.8)

D=115мм ; l=100мм

=1 мкм;

мкм

(2.9)

(2.10)

(2.11)

ρ_ост=к_у ∙ ρ_заг(2.12)

ρ_черн=0,06∙1,210=0,0726 мм

ρ_пол=0,05∙1,210 =0,0605 мм

ρчист=0,04∙1,210 =0,0484мм

ρтон= 0,02∙1,210=0,0242мм

(2.13)

2Zoном=2Zomin+Вз- В_Д=

где - половина детали

- допуск детали

Проверка правильности выполненных расчетов:

;

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности 142h12	Точность обработки			Припуск табличный, Z, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
Переходы механической обработки поверхности 142h12	квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Rа, мкм	Припуск табличный, Z, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
Получистовое точение	h12	1,8	3,2	1,2	Ø142
Черновое точение	h14	1,8	12,5	1,8	142+1,2=143,2
Отливка	—	1,8	—	—	143,2+1,8=145

Размер заготовки: Ø145

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

Аналитический расчет режимов резания.

Аналитический расчет режимов резания.

Операция 030.Сверлильная с ЧПУ; станок: 2С150ПМФ4.

Переход 3

1.Сверлить 4 отверстий :диаметром 10,2;

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принято сверло из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком. Геометрические параметры: 2φ=118⁰ , ,α=11^0,

2 Расчет режимов резания

а) Глубина резания мм б) Подача:

рекомендуемая: Sо= 0,3 мм/об в) Стойкость:

Т=60 мин г) Скорость резания:

(2.10)

где Сν=21,8;

q=0,25;

y=0,55;

m=0,125;

Кν=Кмν∙Кеν∙Кuν, (2.11)

Кv=0,9х1х1=1

(2.12)

где n=1,3

Кеν=1;

Кuν=1.

Кν=1

м/мин д) Частота вращения:

, (2.13)

мин^-1

принимаем: n=500 мин^-1 е) Действительная скорость резания:

, (2.14)

м/мин

Проверочный расчет ж) Осевая сила:

(2.15)

где Ср=43,3

q=1;

y=0,8;

Кр=Кмр=

n=0.6

Ро=Н

з) Крутящий момент:

= (2.16)

где Ср=43.3

q=2,0;

y=0,8;

По паспорту станка Мкр=200

Принимаем Мкр=14,9

и) Мощность резания:

кВт (2.17)

к) Проверочный расчет мощности:

(2.18)

Nдв=11 кВТ

η=0,7

3 Машинное время

а) Длина резания:

lрез=12-0,6=11,4 мм б) Длина рабочего хода:

Lр.х.=lрез+yподв+у врез + уп (2.19)

yподв= уп=1мм у врез =

Lр.х.=11,4+2+2=15,4 мм в) Машинное время:

(2.20)

i=6

мин

Табличный расчет режимов резания.

Операция 020,токарная с ЧПУ;

Расточить отверстие 8, диаметром 115Н12;

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принят расточной резец c углом в плане =95, снащён твердым сплавом ВК6

Геометрические параметры =95, , , r=1мм.

Пластина

2.Глубина резания мм

3.Длина рабочего хода

;

4. Подача (для черновой стадии )

(при отношении вылета резца к его высоте<3)

(для диаметральной детали до 250мм);

(для резца ВК6)

Применяем

5. Стойкость:

6. Скорость резания:

(при t=3мм; So до 0,5)

(для инструментального мат-ла ВК6)

(для чугуна)

(при)

(в зависимости от механических свойств при AD<1700МПа)

(при обработки 4-х гранными пластинами с углом )

(обработка с охлаждением)

7. Частота вращения:

мин^-1

корректировка по паспорту станка: n=228мин^-1

8. Действительная скорость резания:

м/мин

9.Осевая сила:

Ро=Н

10. Минутная подача

11. Мощность резания:

12. Основное время:

мин

- число проходов

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	l_РЕЗ, мм	L_РХ, мм	i	Подача		n, мин^-1	v, м мин	Т_О, мин	Т_М_В, мин
Номер операции и модель станка	Номер позиции, перехода	Наименование установа, суппорта, перехода	D или В, мм	t, мм	l_РЕЗ, мм	L_РХ, мм	i	S_О, мм об	S_М, мм мин	n, мин^-1	v, м мин	Т_О, мин	Т_М_В, мин
010 16А20Ф3	1	Точить торец 11 выдер.размер	72	1,3	21,5	25	1	0,8	107.2	450	88,3	0,392	0,747
	2	Точить пов.12	142	3	47	50	2	0,5	135	450	82	0,24
	3	Точить торец15	204	1,2	31	35	1	0,42	63,84	450	100,2	0,657
020 16А20Ф3	1	Точить торец2 выдер. Размер 68	180	1,3	32	35	1	0,8	107.2	134	88,3	0,392	0,466
	2	Расточить отверстие 14	97	2	1	4	1	0,5	114	228	81	0,349
	3	Расточить отверстие 10 (чернавое)	115	3	5	11	1	0,5	114	228	82	0,09
	4	Расточить отверстие 10 (получисто)	115,3	1,3	62	65	1	0,45	135	300	107,6	0,299
	5	Расточить отверстие 10 (чист)	115,7	0,2	62	65	1	0,25	100	400	144,1	0,41
	6	Расточить отверстие 10 (тонкое)	116	0,15	62	65	1	0,1	50	500	180,6	0,83
	7	Расточить канавку 8	140	1	1	12	2	0,12	36	300	112,1	0,11

Продолжение таблицы 2,9

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
030 2С150ПМ Ф4	1	Фрезеровать 2 паза3	116,5	10	64	64	3	0,12	100	125	87	0,56
	2	Центровать 4 отв.13 последовательно	6,3	3,15	4	6	4	0,2	50	400	31,8	0,26
	3	Сверлить 4 отв.13 последовательно	10,2	5,1	11,4	15,4	4	0,3	50	500	16	0,41
	4	Снять 4 фаски в отверстиях13	16	8	4	6 6	4	0,1	50	200	80	0,23
	5	Нарезать4 резбу	12	1,5	17	20	4	1,5	50	80	200	0,33	0,32