Проект участка механического цеха для изготовления деталей типа «Опора» с применением станков с ЧПУ. Деталь-представитель «Опора передняя 240-1001015-Б-02» ДП 10541.00.00.000

наружной поверхности с упором в торец;  центровать фаску	Визуально

окончание таблицы 2.1

1	2	3	4	5	6
7	Ø91,7Н11	6,3	—	По наружной поверхности с упором в торец; расточить отв.	Штанген-циркуль, сплошная
8	1х45º	6,3	—	По наружной поверхности с упором в торец; центровать фаску	Шаблон фасочный
9,10	11,5	3,2	—	По наружной поверхности с упором в торец; подрезать торец	Штанген-циркуль, сплошная
11	12	12,5	—	Приспособление, зажим по наружной поверхности с упором в торец;  сфрезировать технологические рёбра	Штанген-циркуль, выборочно
12	Ø11Н14	6.3		По наружной поверхности с упором в торец; сверлить 5отв. одновременно	Калибр-пробка, выборочно
13	1±0,5	12,5	—	По наружной поверхности с упором в торец; сфрезировать технологические рёбра	Штанген-циркуль, выборочно
14	0,5	12,5	—	По наружной поверхности с упором в торец; подрезать торец	Штанген-циркуль, выборочно
15	65	12,5	—	По наружной поверхности с упором в торец; фрезеровать поверхность	Штанген-циркуль, выборочно

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

По заводскому технологическому процессу метод получения заготовки - литье в песчаную форму, материал – сталь 45Л. Для получения заготовки приготавливают смесь и подают на участок формовки с помощью ленточного транспорта. После подачи смеси проверяют её физико-механические свойства.

После этого идет формовочная операция, где изготавливают нижнюю и верхнюю полуформы. Формы загружают и готовят шихту, которая загружается в суточные бункера, затем идет плавильная операция. Шихту загружают и готовят металл. После проверки осуществляют заливку металла. Затем идет выбивка отливки из формы, отливку отделяют от системы. Качество отливки проверяют внешним осмотрам.

Изготовление: берут одну полуформу, заливают туда сталь, закрывают такой же по размерам полуформой (излишки стали отрезают). Заготовка должна остыть, после чего её вынимают из формы, заготовка получается с нормальными припусками на обработку.

2.2.2 Определение припусков и допусков по стандартам. Расчет размеров и

массы заготовки, коэффициента использования материала

Материал – сталь 45Л ГОСТ 977-88

Точность отливки – 7-3-11-9 по ГОСТ 26645-85

     Класс размерной точности          – 7

     Степень коробления                     – 3

     Степень точности поверхности   – 11

     Класс точности массы                  – 9

Таблица 2.2 – Назначение допусков на отливку.

Номер поверхности	Номинальный размер детали	Допуск размера заготовки, мм		Допуск формы, мм	Общий допуск, мм
	16	0,8	0,2		1,0
	12	0,7	0,2		0,9
7	Ø 91,7Н11	1,1	0,2		1,2
9,10	11,5	0,7	0,2		0,9

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
		Фрезеровать поверхности	h14	0,43	Ra6,3	1,0	16
		Отливка	t2/2	1,0	Rz800	-	16+1,0=17,0
17±0,5
		Фрезеровать поверхности	h14	0,43	Ra6.3	1,0	12
		Отливка	t2/2	0,9	Rz800		12+1=13
13±0,45
9,10		Точение Черновое	H14	0,43	Ra 3,2	1,0	11,5
		Отливка	t2/2	0,9	Rz800	-	11,5+1=12,5
12,5±0,45
7	Растачивание чистовое		H11	0,22	Ra 3,2	1,6	91,7
	Растачивание черновое		H14	0,87	Ra 6,3	2,5	91,7-1,6=90,1
	Отливка		t2/2	1,1	Rz800	-	90,1-2,5=87,6
87,6±1,1

 Рисунок1-Чертеж заготовки

Расчет массы спроектированной заготовки:

m_з=m_д+m_отх.                                                                      (2.9)

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

m_отх. =V_отх. ρ, кг                                                         (2.10)

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:

         ; V=a×b×h                                                                        (2.11)

где  Д – диаметр заготовки, мм;

l – длина заготовки, мм;

а –  длинна заготовки, мм;      

b – ширина заготовки, мм;

h – высота заготовки.

мм³

мм³

мм³ 

 мм³

V₅= (89×74×1) ×2=13172 мм³

V₆= (43×19×10) ×2=8170 мм³

                мм³

                мм³

 мм³

V_общ= V₁+V₂+V₃+ V₄+ V₅+ V₆ +V₇+V₈+V₉                                                                        (2.12)           

V_общ=32990+3000+6636+6541+13172+8170+2600+5460+14470=93040 мм³

m_{отх.мех.обр} =930407,2∙10^-6=0,67 кг

m_з=5,9+0,67=6,57 кг

Коэффициент использования заготовки:

                                                                                                      (2.13)

где m_З – масса рассчитанной заготовки, кг;

Пересчитанный коэффициент использования материала:

                                                                                               (2.14)

где Н_расх – пересчитанная норма расхода материала, кг:

Н_расх.=m_З.m_отх. кг                                                                                  (2.15)

 Н_расх.=6,57+0,67=7,24 кг

Так как коэффициент использования заготовки изменился значительно, то целесообразно заменить исходную заготовку на рассчитанную, и принять спроектированные размеры и массу заготовки для детали «Опора передняя»                240-1001015-Б-02

2.3 Разработка проектного технологического процесса

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

Перечень операций базового технологического процесса:

015 Вертикально-фрезерная 6Р13

Сфрезировать технологические рёбра

025 Токарно-винторезная 1М63

Подрезать торец 9, точить поверхность Ø180

035 Токарно-винторезная 1М63

Подрезать торец 10, точить поверхность Ø190

Расточить отверстие 7

Расточить фаску 8

040 Токарно-револьверная 1П365

Подрезать торец 14

050 Комплексная ГДВ400ПМФ4

Центровать 2 отверстия 5

Сверлить 2 отверстия 5

Зенкеровать 2 отверстия 5

Развернуть 2 отверстия 5

055 Фрезерно-центровальная МР-73М

Фрезеровать 2 поверхности 3 одновременно

065 Вертикально-сверлильная 2Н135

Сверлить 5 отверстий 12 одновременно

070 Вертикально-сверлильная 2Н118

Притупить острые кромки в 5 отверстиях 12

075 Комплексная ИР500ПМФ4

Фрезеровать уступ

Центровать 8 отверстий 1

Сверлить 8 отверстий 1

Зенкеровать 8 отверстий 1

Нарезать резьбу в 8 отверстиях  

078 Горизонтально-фрезерная 6Р82Г

Фрезеровать поверхность 15

080 Слесарная

085 Контроль

Проанализировав данный техпроцесс целесообразно объединить комплексную 050 и вертикально-сверлильную 065 операции, применив многоцелевой станок ГДВ400ПМФ4; объединить фрезерно-центровальную 055 и комплексную 075 операции применив, многоцелевой станок ИР500ПМФ4  – маршрут обработки представлен в таблице режимов резания и комплекте документов.

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.

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

На операции 010 заготовку устанавливают в приспособление поверхностью 9 на штыри с рифлеными поверхностями, лишая 3-х степеней свободы - установочная база, и пролитым отверстием 7 на ромбический палец, лишая 2-х степеней свободы – направляющая база, оставшейся 6-ой степени свободы лишают при подводе к упорам подошвы опоры – опорная база.

На операции 030 заготовку устанавливают в приспособление поверхностью 10 лишая 3-х степеней свободы - установочная база, с упором и зажимом по наружной цилиндрической поверхности, лишая 2-х степеней свободы – направляющая база, 6-ю степень свободы лишают при подводе ребра жёсткости к упору - опорная база.

На операции 040 заготовку устанавливают в приспособление поверхностью 9 лишая 3-х степеней свободы - установочная база, с упором и зажимом по наружной цилиндрической поверхности, лишая 2-х степеней свободы – направляющая база, 6-ю степень свободы лишают при подводе ребра жёсткости к упору - опорная база.

На операции 050 заготовку устанавливают в приспособление поверхностью 9 лишая 3-х степеней свободы - установочная база, отверстием 7 на цилиндрический палец, лишая 2-х степеней свободы – направляющая база, 6-ю степень свободы лишают при подводе ребра жёсткости к упору - опорная база.

На операции 060 заготовку устанавливают в приспособление поверхностью 9 лишая 3-х степеней свободы - установочная база, отверстием 7 на цилиндрический палец с прижимом конической шайбой, лишая 2-х степеней свободы – направляющая база, 6-ю степень свободы лишают при подводе подошвы опоры к упору – опорная база.

На операции 090 заготовку устанавливают в приспособление поверхностью 10 лишая 3-х степеней свободы - установочная база, на цилиндрический и ромбический пальцы отверстиями 5, лишая 2-х степеней свободы - направляющая база, 6-ю степень свободы лишают при зажиме – опорная база.

На операции 100 заготовку устанавливают в приспособление поверхностью 9  лишая 3-х степеней свободы - установочная база, на цилиндрический и ромбический пальцы отверстиями 5, лишая 2-х степеней свободы - направляющая база, 6-ю степень свободы лишают при зажиме – опорная база.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4– Выбор оборудования

Номер   операции	Код и модель станка	Наименование станка	Действительный фонд времени работы оборудования в зависимости от категории ремонтной сложности 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	10
010	6Р13	Вертикально-фрезерный	25/4029	62584350	2560х 2260х 2120	механический	11	31,5-1600	8,3-1250
030,040	1М63	Токарно-винторезный	27/4029	60783450	4950х 1780х 1550	механический	15	10-1250	0,06-1,0
050	1П365	Токарно-револьверный	29/4029	68397280	3320х 1565х 1765	механический	14	00,9-2,7	34-1500
060	ГДВ400ПМФ4	Многоцелевой	33/3904	96587670	5300х 5333х 3100	электрический	11	60-6000	1-10000

окончание таблицы 2.4

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
90	ИР500ПМФ4	Многоцелевой	37/3904	98920300	4450х 4635х 3205	электрический	13,6	21,2-4500	1-3600
100	6Р82Г	Горизонтально-фрезерный	25/4029	61984350	2305х 1950х 1680	механический	7,5	31,5-1600	8,3-1250

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 Вертикально-фрезерная	396100	Приспособление	Ручной винтовой	-	-
030 Токарно-винторезная	396100	Приспособление	Ручной винтовой	-	-
040 Токарно-винторезная	396100	Приспособление	Ручной винтовой	-	-
050 Токарно-револьверная	396100	Приспособление	Ручной винтовой	-	-
060 Комплексная	396100	Приспособление сверлильное	Ручной винтовой	-	-
90 Комплексная	396100	Приспособление	Ручной винтовой	-	-
100 Горизонтально-фрезерная	396100	Приспособление фрезерное	Ручной винтовой	-	-

Таблица 2.6 -  Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции	Наименование режущего инструмента	Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение, ГОСТ	Применяемая СОТС
1	2	3	4	5	6
010 Вертикально-фрезерная	391850 Фреза	Т5К10	Ø40	ГОСТ 24359-80	-
030 Токарно-винторезная	392130 Резец упорный	Т15К6	Н×В 25×25	К 01.4977. 000-02	-
040 Токарно-винторезная	392130 Резец упорный 392130 Резец проходной отогнутый 392130 Резец фасочный	Т15К6 Т15К6 Т15К6	Н×В 25×25 Н×В 10×10	К 01.4977. 000-02	-
050 Токарно-револьверная	392130 Резец упорный	Т15К6	Н×В 25×25	К 01.4977. 000-02	-
060 Комплексная	392112 Сверло центровочное 392112 Сверло 391690 Зенкер          391791            развёртка	Р6М5 Р6М5 Р6М5 Т15К6	Ø20 Ø11 Ø11,7 Ø12	2300-6972 ГОСТ 886-77	Эмульсия

окончание таблицы 2.6

1	2	3	4	5	6
090 Комплексная	391850 Фреза 391850 Фреза 392112 Сверло центровочное 392112 Сверло 391690 Зенкер 391391 Метчик	Р6М5 Т5К10 Р6М5 Р6М5 Р6М5 Т15К6	Ø12 Ø125 Ø20 Ø 10,2 Ø 10,2 М12	ГОСТ 24359-80 2300-6972 ГОСТ 886-77	Эмульсия
100 Горизонтально-фрезерная	391850 Фреза	Т15К6	Ø130	ГОСТ 24359-80	-

Таблица 2.7 – Выбор вспомогательного инструмента

Номер операции и модель станка	Код и наименование вспомогательного инструмента	Установка				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 Вертикально-фрезерная	392849 Оправка	В шпинделе станка	По диаметру шпинделя	На оправке	По диаметру оправки	-
030      Токарно-винторезная	39270 Резцедержатель	На суппорте станка	Величине гнезда суппорта	В резцедержатель	По державке размера 25×25	-
040 Токарно-винторезная	39270 Резцедержатель	На суппорте станка	Величине гнезда суппорта	В резцедержатель	По державке размера 25×25;     10×10	-
050 Токарно-револьверная	39270 Резцедержатель	На суппорте станка	Величине гнезда суппорта	В резцедержатель	По державке размера 25×25	-
060 Комплексная	392800 Втулка	В шпинделе станка	По диаметру шпинделя	Во втулке	По диаметру втулки	-
90 Комплексная	392800 Втулка	В шпинделе станка	По диаметру шпинделя	Во втулке	По диаметру втулки	-
100 Горизонтально-фрезерная	392849 Оправка	В шпинделе станка	По конусу шпинделя	На оправке	По диаметру отверстия  фрезы	-

Таблица 2.8 – 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 Вертикально-фрезерная	393311 Штанген-циркуль	0-250	0,1	0,5			ШЦ-2 ГОСТ 166-89
030 Токарно-винторезная	393312 Штанген-циркуль	0-250	0,1	0,5			ШЦ-2 ГОСТ 166-89
040 Токарно-винторезная	393312 Штанген-циркуль	0-250	0,1	0,5			ШЦ-2 ГОСТ 166-89
	393610 Шаблон фасочный	-	-	-			-
	393530 Линейка	-	-	-			ГОСТ 8026-89
	393620 Щупы	-	Класс точности 1	-
050 Токарно-револьверная	393312 Штанген-циркуль	0-250	0,1	0,63			ШЦ-2 ГОСТ 166-89
060 Комплексная	393311 Штанген-циркуль	0-125	0,1	0,74			ШЦ-1 ГОСТ 166-89
	393110 Пробка	1-300	0,01	0,18			ГОСТ 14810-72
90 Комплексная	393311 Штанген-циркуль	0-125	0,1	0,43			ШЦ-1 ГОСТ 166-89
	393190 Калибр на расположе-ние	-	-	-			-
	393110 Пробка	1-300	0,01	0,18			ГОСТ 14810-72
	393140 Пробка резьбовая	1-300	0,01	0,011			ГОСТ 14810-69

окончание таблицы 2.8

1	2	3	4	5	6
100 Горизонтально-фрезерная	393311 Штанген-циркуль	0-125	0,1	0,43	ШЦ-1 ГОСТ 166-89

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение режимов резания на проектируемые операции

(переходы). Сводная таблица режимов резания

Табличный расчет режимов резания

1.Операция 030 ГДВ400ПМФ4

Переход 2 – развернуть 2 отверстия поз.5

D = 12мм, L =11,5мм

2. Выбор режущего инструмента

Принимаем сверло спиральное из быстрорежущей стали Т15К6 с цилиндрическим хвостовиком по ГОСТ 4010-77

3. Глубина резания

t =                                                                                        (2.15)                                   

4. Подача s = 0,7 - 1,0 мм/об.  Принимаем s = 0,8 мм/об.

5. Стойкость Т = 120 мин

6. Скорость резания

                                                                (2.16)       

где:= 24

=1,2

=1,34

=1,0

=24 1,2 1,341,0=38

7. Частота вращения

, мин                                                                                   (2.17)                       

 мин

Корректируем по паспорту станка n = 1000 мин

8. Действительная скорость резания

, м/мин                                                                              (2.18)       

 м/мин 

9. Проверочный расчет на мощность станка а)  Сила резания  

                                                                                    (2.18)

Где:=950;Н

=1,0

=9501,0=950;Н

Обработка возможна, т. к.:

95011000

б) Мощность потребная на резание

                                                                                 (2.19)

=1,1

=1,0

в) Обработка возможна если:

Nрез≤1,2Nдв η

Nдв=11 кВт

η=0,8

1,1<1.2110,8

1,1<11 кВт

Обработка возможна

10. Определяем основное время а) Длина резания:

lрез=11,5мм б) Длина рабочего хода:

Lр.х. = lрез + y + Δ                                                                    (2.20)                                   

y = tctgφ =0,5ctg=0,15мм

Δ = 3 мм

Lр.х. =11,5+0,15+3=14,65 мм в) Машинное время:

,мин                                                 (2.21)                                                               мин

Табличный расчет режимов резания

1.Операция 030 ГДВ400ПМФ4

Переход 2 – сверлить 7 отверстий поз.5, 12

D = 11мм, L =11,5мм

2. Выбор режущего инструмента

Принимаем сверло спиральное из быстрорежущей стали Р6М5