Разработка технологии обработки детали КЗК 12-1803201А. Анализ технических требований на изготовление детали

заводскому технологическому процессу метод получения заготовки- литье в песчаную форму, материал – ВЧ45. Для получения заготовки приготавливают смесь и подают на участок формовки с помощью ленточного транспорта .

Формовка осуществляется с помощью автоматической формовочной линии AFL-30, где готовят верхнюю и нижнюю опоки.

Плавильная операция осуществляется в индукционных тигельных печах модели ИЧТ-31 . Чугун, расплавленный для заливки , из воронки выпускают в поворотный ковш, который имеет снаружи стальной кожух, внутри он футерован огнеупорным кирпичом.  После проверки осуществляют заливку металла. Затем идет выбивка отливки из формы, отливку отделяют от литниковой системы. Очистка отливки осуществляется с помощью дроби в дробеметной камере модели СН12Х18.  Качество отливки проверяют внешним осмотрам.

Внутренняя полость получается с помощью стержня. Заусенец зачищают с помощью обдирочно-шлифовального станка 3Е375. После очистки и контроля отливку направляют в механический цех для обработки.   

2.2.2 Определение допусков на размеры заготовки, назначение

припусков, расчёт размеров и массы заготовки.

Материал –ВЧ 45

Точность отливки- 10-4-3-10 по ГОСТ 26645-85

Таблица 2.2−Назначение допусков на отливку

Номер поверхности			Номиналь ный размер детали, мм	Допуски размера, мм	Допуски формы, мм	Общий допуск, мм
15			Ø130h12-0,4	3,2	0,32	3,2
4,17			69	2,8	0,24	3,2
10,13			10±0,5	1,6	0,24	1,6
9			Ø140h9-0,1	3,2	0,32	3,2
20			Ø100H7+0,035	2.8	0,24	3.2
10,14			13	1,8	0,24	2,0
18,16			30	2,2	0,24	2,4

Таблица 2.3 – Табличный расчет припусков.

№ поверхности	Переходы механообработки поверхности	Точность обработки			Припуск табличный, t, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
		квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Rа, мм
1	2	3	4	5	6	7
Ø130h12-0,4	Точение получистовое	h12	0.4	Ra1.6	0,9 2×0,45	130
	Точение черновое	h14	0.8	Ra12.5	3,9 2×1,95	130+0,9=130,9
	отливка		2.0	Rz800		130,9+3,9=134,8 Ø135±1.0
Ø100H7+0,035	Растачивание тонкое	H7	0.035	Ra 1,6	0,1	100
	Растачивание получистовое	H12	0,35	Ra  3,2	1,4	100-0,1=99,9
	Растачивание черновое	H14	0.87	Ra6,3	3,5	99,9-1,4=98,5
	отливка		1.6	Rz800		98,5-3,5=95 Ø95±1,0
Ø140h9-0,1	Точение чистовое	h9	0.1	Ra1.6	0,2	140
	Точение получистовое	h11	0.25	Ra6.3	1,2	140+0,2=140,2
	Точение черновое	h14	1	Ra12.5	3,2	140,2+1,2=141,4
	отливка		2.0	Rz800		141,4+3,2=144,6 Ø144,5±1.0
69	Подрезка торца	H14	0.74	Ra12.5	3,0	69
	отливка		3.2	Rz800		69+3,0=72 72±1,0

Окончание таблицы 2.3

	2		3		5	5	6		7
13		Подрезка торца		H14	0.43	Ra12.5		4,0	13
		отливка			2.0	Rz800			13+4,0=17 17±1,0
30		Точение чистовое				Ra 1,6		0,1	30
		Точение получистовое				Ra  3,2		1,2	30-0,1=29,9
		Точение черновое				Ra6,3		2,2	29,9-1,2=28,7
		отливка			2,0	Rz800			28,7-2,2=26,5 26,5±1,0

Расчет массы спроектированной заготовки:

     m_з=m_д+m_отх.                                                

где m_отх.– масса удаляемого в процессе  механической обработки слоя металла, кг

m_отх. =V_отх. ρ, кг                                    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:

                                                      

где  Д – диаметр заготовки, мм;

l – длина заготовки, мм.

мм³

мм³

мм³

мм³

мм³

 мм³

 мм³

 мм³

мм³

V_общ= V₁+V₂+V₃  +V₄  +V₅  +V₆+V₇+V₈  +V₉ +V₁₀                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

V_общ=2261.24+1507.49+1815.31+1913.43+2600.31+1560.18+8792+34565+

+14627,69+1062,44=70705,09мм³

m_{отх.мех.обр} =707057.2∙^10-6=0.51 кг

m_з=4.1+0.51=4.61кг

Коэффициент использования заготовки:

                                                            

где m_З – масса рассчитанной заготовки, кг;

Пересчитанный коэффициент использования материала:

где Нрасх – пересчитанная норма расхода материала, кг:

Н_расх.=m_з+m_отх. кг

m_отх.= m_з×10%=4,61×10=0,461 кг      

               Н_расх.=4.61+0,461=5.07 кг

>0.75

Увеличение коэффициент использования материала позволит уменьшить трудоемкость изготовления детали.

2.3 РАЗРАБОТКА ПРОЕКТНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

2.3.1 Анализ базового технологического процесса и составление

последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Недостатком базового технологического процесса является использование большого количества станков. С целью концентрации операций, уменьшением численности рабочих целесообразно применить станки с ЧПУ.

В проектируемом технологическом процессе целесообразно выполнять операции 030…070 на сверлильно-фрезерно-расточном станке с ЧПУ СС2В05ПМФ4.

Базовый технологический процесс состоит из следующих операций:

010 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3

подрезать торец 4,точить поверхность Ø140h9, снять фоски на Ø140_-0,7,расточить отверстие Ø95H12

020 Токарная  с ЧПУ 16К20Ф3

подрезать торец 17, точить поверхность Ø130h12, точить отверстие Ø99.6^+0,2, снять фаску в отв. Ø99.6^+0,2

расточить отверстие Ø100H7

030 Вертикально-фрезерная 6Р12

фрезеровать впадину R14±1

фрезеровать впадину R14±1

040 Фрезерная с ЧПУ ГФ2171

центровать 10 отверстий сверлить 7 отверстий Ø11^+0,43

сверлить 3 отверстия Ø6.7^+0,26

050 Фрезерная с ЧПУ ГФ2171

центровать 6 отверстий сверлить 6 отверстия Ø6.7^+0,26 под резьбу М8-7H

060 Радиально-сверлильная 2Л53У

зенковать 7 фасок в отверстии Ø11^+0,43

070 Слесарная нарезать резьбу М8-7H в 9 отверстий

2.3.2 Выбор и обоснование выбора 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 совмещениябаз.

В качестве черновых баз на первых операциях назначают те элементы, относительно которых обрабатываются будущие чистовые базы. Черновые базы используют только один раз лучше, если это будут те поверхности корпуса, которые останутся необработанными в готовой детали.

На операции 010 «Токарная с ЧПУ» заготовку устанавливают в патрон. Базирование осуществляется по наружной цилиндрической поверхности (черновая база).На данной операции получают чистовые базовые поверхности, которые используются на следующих операциях.

На операции 020  «Токарная с ЧПУ»  заготовку устанавливают в патроне по внутренней поверхности 2, которая была обработана на 010 операции.

На операции 030 «Сверлильная с ЧПУ»   заготовку устанавливают в приспособление по наружной поверхности 9, которая была обработана на 010 операции. За этот счет выполняется совмещение баз.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4  – Выбор измерительного инструмента         

Номер операции и модель станка	Код и наименование инструмента	Диапазон измерения инструмента	Точность измерения инструмента	Допуск измеряемого размера	Обозначение по стандарту
1	2	3	4	5	6
010 Токарная с ЧПУ.	393311 Штанген-циркуль	0-125	0,1	0,5	ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166-89
	393330 Штангенгенглубиномер	0-250	0,05	0,74	ШГ-250-0,05 ГОСТ 162-90
	393120 Калибр-скоба	Ø140	h9	0,1	8113-0211 ГОСТ 18360-93
	393110 Калибр-пробка	Ø95	H12	0,35
020 Токарная с ЧПУ.	393311 Штанген-циркуль	0-250	0,05	0,7	ШЦ-2-250-0,05 ГОСТ 166-89

Окончание таблицы 2,4

1	2	3	4	5	6
	393330 Штангенгенглубиномер	0-250	0,05	0,2	ШГ-250-0,05 ГОСТ 162-90
	393144 Кольцо	1-150	H7	0.035	012-8800-3012
020 Токарная с ЧПУ.	392581 Нутромер	0-50	0,001	0,035	100-160 ГОСТ 9244-75
	393120 Калибр-скоба	Ø130	h12	0,4	8113-0209 ГОСТ 18360-93
	393110 Калибр-пробка	Ø99,6	H9	0,1
030 Сверлильная с ЧПУ	393141 Калибр-пробка	Ø6,7	H14	0.43 0.26	8133-0924 ГОСТ 14810-69
	393330 Штангенгенглубиномер	0-250	0,05	0,2	ШГ-250-0,05 ГОСТ 162-90
	393140 Пробка резьбовая	М8	7H	0,035	8221-3036 ГОСТ 17758-72

Таблица 2.5  -Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции	Режущий инструмент
	Код и наименование реж.инструмента	Материал режущего инструмента	Тех.характеристика	Обозначение по стандарту	Применение СОТС
1	2	3	4	5	6
010 Токарная с ЧПУ	392112 Резец прямой	ВК6	Н×В 25×20	К01.4933.000-08	Эмульсия НГЛ-205
	392112 Резец расточной	ВК6	Н×В  16×20	К01.4933.000-08

Окончание таблицы 2.5

1	2	3	4	5	6
020 Токарная с ЧПУ	392112 Резец расточной	ВК6	Н×В 16×20	К01.4933.000-08
	392112 Резец расточной	ВК3	Н×В 16×20	К01.4933.000-08
030 Сверлильная с ЧПУ	391235 Сверло	Р6М5	Ø6.7, хвостовик конус Морзе № 1	2301-0479 ГОСТ 2092-77	______
	391235 Сверло	Р6М5	Ø11, хвостовик конус Морзе № 1	2301-0034 ГОСТ 10903-77	_____
	391235 Сверло	Р6М5	Ø16,  хвостовик  конус Морзе № 1	2301-3607 ГОСТ 10903-77	______
	391630 Зенковка	Р6М5	Ø25, хвостовик конус Морзе № 1	2353-0135 ГОСТ 14953-80	______
	Метчик	Р6М5	Ø8, хвостовик конус Морзе № 1	2620-1221.2 ГОСТ 3266-81	______

Таблица 2.7  -Выбор оборудования

Номер опера-ции	Код и модель станка	Наименование станка	Действительный фонд времени работы оборудования	Стоимость станка, млн. руб.	Паспортные данные
					Габаритные размеры, мм	Характе-ристика привода	Мощ-ность, кВт	Ряд частот. мин-1	Ряд подач, мм/мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
010,020	3811631384 16К20Ф3	Токарный с ЧПУ	35/3904	113,9	3000×1600×1600	Электрический	11	35-1800	3-1200 Бесступенчатое регулирование

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
030	3816111602 СС2В05ПМФ4	Сверлильный с ЧПУ	34/3904	159,4	3550×2800×3150	Электрический	11	28…4500	1…5000(раб. под) Бесступенчатое регулирование

Окончание таблицы 2.7

Таблица 2.6  - Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер операции и модель станка	Приспособление
	Код	Наименование	Тип привода	Техническая характеристика	Обознач. по стандарту
1	2	3	4	5	6
010,020 16К20Ф3	396110	Патрон	Электромеханический	Ø600	ГОСТ 2675-80
030 СС2В05ПМФ4		Приспособление	Ручной	Резьба М24	_____

Таблица 2.8   – Выбор вспомогательного инструмента

Номер операции и модель станка	Код и наименование вспомогательного инструмента	Установка				Обозначение по стандарту
		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 16К20Ф3	Резцовый блок	В отв. резцовой головки	По диаметру отверстия (Ø50H7)	В паз резцового блока	32×25	____
030 СС2В05ПМФ4	Инструментальная оправка	В шпиндель станка	Конус 7-24	____	____	____
	Втулка Морзе 4-3	В инструм. оправку	Морзе №4	В отв. втулки	_____

Окончание таблицы 2.8

1	2		3	4	5	6	7
	Втулка		____	Морзе №3	В отв. втулки	Морзе 1
030 СС2В05ПМФ4		Втулка Морзе 4-3	В инструмент. оправку	Морзе №4	В отв. втулки	_____	____
		Втулка	____	Морзе №3	В отв. втулки	Морзе 1.
		Патрон	В инструмент. оправку	Морзе №4	В отв. втулки	Морзе 4 на 3.	ГОСТ 8255-86
		Втулка Морзе 4-3	В инструмент. оправку	Морзе №4	В отв. втулки	___	____
		Втулка	___	Морзе №4	В отв. втулки	Морзе 1.

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение режимов резания на проектируемые операции. Сводная таблица режимов резания.

Табличный расчет режимов резания

Операция 020  16К20Ф3

точить поверхность 14

Для точения принимаем резец токарный с механическим креплением оснащенный пластинами из твердого сплава ВК6  ГОСТ 18881-73 с сечением державки: HB=2520

Геометрические параметры: ψ=95⁰,α=8⁰,γ=-3⁰

D = 135мм, d=130,9, L =50мм

1. Глубина резания

t =

2.Подача  s = 0,15 мм/об. 

3. Стойкость Т = 60 мин

4. Скорость резания

                                   

Где =36

=0,83

=1.0

=36 0,83 1=29,4

5. Частота вращения

, мин                                           

 мин

Корректируем по паспорту станка n = 196мин

6. Действительная скорость резания

, м/мин                                           

 м/мин 

7. Проверочный расчет по мощности станка а)  Сила резания  

Где:=135;Н

=0,75

=0,9

б) Мощность, потребная на резание

в) Обработка возможна если:

Nрез≤1.2Nдв η

Nдв=11 кВТ

η=0,75

1.2<1.2110.75

1.2<9,9 кВт

Обработка возможна

8. Определяем основное время а) Длина резания:

lрез=50мм б) Длина рабочего хода:

Lр.х. = lрез + y + Δ                                                        

y = tctgφ =2,8ctg=1 мм у_подв.=3 мм           

Lр.х.=50+2+1=54 мм в) Машинное время:

,мин                                                                       мин

Табличный расчет режимов резания

Операция 030 СС2В05ПМФ4

сверлить отверстие 20(Ø6,7)

D = 6,7мм, L =24мм

1. Выбор режущего инструмента

Принимаем сверло спиральное из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим  хвостовиком по ГОСТ 2092-77

Геометрические параметры: 2Ψ=95⁰; форма заточки- нормальная