Описание конструкции и служебного назначения детали. Определение припусков и допусков по стандартам. Расчёт размеров и массы заготовки, коэффициента использования материала

Таким образом, снижаются затраты на материал и повышается коэффициент использования материала.

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

Материал – легированная конструкционная сталь 18ХГТ ГОСТ 4543-71.

Заготовка – прокат круглого сечения.

Припуск на подрезку торцев 1;2:

Z=2мм

[3, с.188]

Следовательно:

Диаметр заготовки:

120мм

Длина заготовки:

138+2×2=142мм

По стандарту на круглую горячекатаную сталь ГОСТ 2590-88 выбран диаметр круга 120мм : ø120; длина круга 1420,5

Норма расхода должна учитывать толщину реза, которая на ленточнопильном станке составляет 0,9мм:

Н_РАСХ.=

Полученное значение превышает величину, коэффициента использования материала, по базовому техпроцессу.

Нормативной величины можно достичь, при использовании в качестве заготовки поковки высокой точности с прошитым отверстием, при повышенных затратах энергоресурсов, значительно превышающих затраты на механическую обработку ступеней отверстия с перепадом диаметров от 75 до 96 мм, в сплошном металле.

Поэтому выгоднее использовать прокат круглого сечения: 

Круг

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Анализ базового технологического процесса и составление

         последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Базовый техпроцесс обработки детали

010 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Г175Б)

1. Сверлить отверстие 12

020 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Г175Б)

1. Сверлить отверстие 12

030 Токарно-винторезная (станок модели 1М63)

1. Точить поверхность

2. Подрезать торец 1

040 Токарная с ЧПУ (станок модели 16К30Ф3)

1. Подрезать торец 1

2. Точить поверхность 11 c подрезкой торца 10

3. Зенковать отверстие 12 предварительно

4. Расточить отверстие 17 с подрезкой торца 16

5. Расточить отверстие 18 с подрезкой торца 19

6. Расточить отверстие 12 окончательно

050 Токарная с ЧПУ (станок модели 16К30Ф3)

1. Точить поверхность 3 с образованием фаски 4, подрезкой торца 5 и точением поверхности.

2. Точить поверхность 7 с подрезкой торца 6

3. Точить поверхность 9 с подрезкой торца 8

4. Расточить отверстие 22 с подрезкой торца 23

5. Расточить отверстие 25 с образованием фаски 27

060 Горизонтально-протяжная (станок модели 7Б57)

1. Протянуть пазы 26

070 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125)     

1. Сверлить отверстие 29

110 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125)

1. Сверлить отверстие 30

120 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125)

1. Зенковать фаску 31

130 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125)

1. Нарезать резьбу в отверстии 30

140 Внутришлифовальная (станок модели 3К228)

1. Шлифовать отверстие 12

150 Горизонтально-протяжная (станок модели 7Б57)

1. Протянуть пазы 26

160 Токарная с ЧПУ (станок модели 16К30Ф3)

1. Расточить отверстие 25 с образованием фаски 27

2. Точить канавку 24

170 Токарная с ЧПУ (станок модели 16К30Ф3)

1. Расточить отверстие 17 с подрезкой торца 16

2. Точить канавку 15

С целью снижения времени на обработку, уменьшения производственных площадей занимаемых оборудованием, затрат на оборудование и повышения степени механизации, целесообразно внести следующие изменения в базовый техпроцесс: Обработку центрального отверстия и наружных поверхностей выполнять на токарном оборудовании с программным управлением и на протяжном станке. Сверлильные операции выполнять на станке с программным управлением, при установке на столе станка двухместного приспособления.

В базовом технологическом процессе, после цементации поверхностей, выполняются отделочные операции, которые не будут включены в проектный техпроцесс, т.к. при использовании современного оборудования и технологии цементации не искажается форма и размеры обрабатываемых поверхностей. Отделочные операции будут выполнены после сварки и закалки полученной сборочной единицы.

Перечень операций проектного техпроцесса:

010 Токарная с ЧПУ (станок модели 16А20Ф3)

020 Токарная с ЧПУ (станок модели 16А20Ф3)

030 Горизонтально-протяжная (станок модели 7Б57)

040 Контрольная (стол ОТК)

050 Термическая

060 Сверлильная с ЧПУ (станок модели СС2В05ПМФ4)

070 Промывка (машина моечная)

080 Контроль (стол ОТК)

Подробно проектный технологический процесс представлен в комплекте документов и в сводной таблице режимов резания.

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

На 010 операции деталь базируется по наружной необработанной поверхности Ø120, при этом возникает двойная направляющая база, лишающая заготовку четырёх степеней свободы, перемещения вдоль двух осей и поворота вокруг двух этих осей, - и по торцу, при этом возникает опорная база, лишающая заготовку одной степени свободы: перемещения вдоль оси.

На 020 операции деталь базируется по внутренней обработанной поверхности 12 (Ø72,8) и по обработанному торцу, при этом возникают базы, аналогичные предыдущей операции.

На 030 операции, деталь базируется по отверстию и торцу.  Торец является установочной базой и лишает заготовку трёх степеней свободы: перемещения вдоль опорной оси и поворотов вокруг двух других. Отверстие забирает две степени свободы: перемещения вдоль двух координатных осей, являясь двойной опорной базой.

На 060 операции базами служат отверстие и торец: двойная опорная и установочная база соответственно.

Деталь является симметричным телом вращения, поэтому её можно не лишать шестой степени свободы – поворота вокруг собственной оси.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

 Перечни применяемого оборудования и оснастки приведены в таблице 2.2 и 2.3

Таблица 2.2 - Выбор оборудования

Номер опера-ции	Код и модель станка	Наименование станка	Стои- мость станка	Паспортные данные
				Габаритные размеры, мм	Характеристика привода	Мощность, кВт	Ряд частот, мин-1	Ряд подач, мм/об
010,020 Токарная с ЧПУ	381163хххх 16А20Ф3	Токарный с ЧПУ	126815553	1,71×1,75	электрический	10	12,5-2000	б/с
030 Горизонтально-протяжная	3817511601 7Б57	Горизантально-протяжной	3664334	9,4×2,5	электро-гидравлический	37	400	20-25
060 Сверлильная с ЧПУ	3812135850 СС2В05ПМФ4	Сверлильный с ЧПУ	33106789	2,8×3,5	электрический	5,5-11	1000-5000	1-500

Таблица 2.3 - Выбор технологической оснастки      

Номер операции	Приспособления		Режущий инструмент		Вспомогательный инструмент		Измерительный инструмент
	Наименование	Код	Наименование	Код	Наименование	Код	Наименование	Код
1	2	3	4	5	6	7	8	9
010 Токарная с ЧПУ	трёхкулачковый патрон	396110хххх	Токарный упорный резец Токарный упорный резец Сверло Сверло Резец расточной Резец расточной Резец расточной Резец расточной Резец канавочный	392113хххх 392113хххх 391290хххх 391290хххх 392121хххх 392121хххх 392121хххх 392121хххх 392115хххх	---- ---- Втулка Втулка ---- ---- ---- ---- ----	---- ---- 392800хххх 392800хххх ---- ---- ---- ---- ----	Штангенциркуль Штангенциркуль ---- Калибр-пробка Калибр-пробка Нутромер Калибр-пробка Нутромер Калибр-пробка Нутромер Калибр-пробка Нутромер Нутромер Шаблон	393311хххх 393311хххх ---- 393141хххх 393141хххх 393458хххх 393141хххх 393458хххх 393141хххх 393458хххх 393141хххх 393458хххх 393458хххх 393610хххх
020 Токарная с ЧПУ	трёхкулачковый патрон	396110хххх	Токарный упорный резец Токарный упорный резец Резец расточной	392113хххх 392113хххх 392121хххх	---- ---- ----	---- ---- ----	Штангенциркуль Штангенциркуль Скоба Калибр-пробка Шаблон	393311хххх 393311хххх 393120хххх 393141хххх 393610хххх

Окончание таблицы 2.3
1	2	3	4	5	6	7	8	9
			Резец расточной Резец расточной Резец канавочный	392121хххх 392121хххх 392115хххх	---- ---- ---	---- ---- ----	Калибр-пробка Штангенциркуль Нутромер Нутромер Шаблон	393141хххх 393311хххх 393458хххх 393458хххх 393610хххх
030 Горизонтально-протяжная	Адаптер	396100хххх	Протяжка	392339хххх	Патрон	396190хххх	Шаблон	393610хххх
060 Сверлильная с ЧПУ	Приспособление сверлильное	396190хххх	Сверло Сверло Зенкер-зенковка Метчик	391290хххх 391290хххх 391690хххх 391391хххх	Втулка Втулка Втулка Втулка	392800хххх 392800хххх 392800хххх 392800хххх 396190хххх	Калибр-пробка Калибр-пробка ---- Калибр-пробка резьбовой	393141хххх 393141хххх ---- 393140хххх

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных размеров

Расчёт припусков аналитическим методом на поверхность  Ø80K7

Таблица 2.4 - Определение припусков аналитическим методом

Последовательность механической обработки поверхности Ø80K7()	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки, Eу, мм
	Квалитет с допуском технологическим, мм	Шероховатость Ra, мкм
Сверление	H13 (0,54)	12,5	По наружной необработанной поверхности в трёхкулачковом патроне	E=0, так как отверстие сверлится в сплошном металле
Растачивание получистовое	H10 (0,14)	6,3	Без переустановки детали, с заменой инструмента, поворотом револьверной головки: погрешность индексации.	EИНД.=0,05
Растачивание чистовое	H8 (0,054)	3,2
Растачивание тонкое	K7 (0,035)	1,6	По наружной чистообработанной поверхности, в патроне.	E=0,  E=0,06 E=E= 0,06

Величина пространственных отклонений:

                              для сверления:                                                                                   (2.1)

для последующих переходов:

ρ_пол.р=0,102×0,05=0,005мм для получистового растачивания  должна учитывать припуск на последующую термическую обработку:

ρ_чист.р=0,102×0,06=0,006мм

ρ=0,102×0,0005=0,0005≈0,001мм

Таблица 2.5 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø80K7()	Rz	h	ρ	EУ	Расчет-ный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск	Предельный размер		Предельный размер
								Dmax	Dmin	2Zminпр	2Zmaxпр
Сверление	0,04	0,06	0,102	0	-	79,120	0,54	79,12	79,58	-	-
Получистовое растачивание	0,04	0,035	0,005	0,05	0,428	79,548	0,14	79,54	79,40	0,42	0,82
Чистовое растачивание	0,02	0,025	0,006	0,05	0,250	79,728	0,054	79,798	79,744	0,258	0,344
Тонкое растачивание	0,005	0,01	0,001	0,06	0,211	80,009	0,030	80,009	79,980	0,211	0,236
Суммарный припуск:										0,889	1,4

Расчёт минимальных припусков:

                                                                   (2.2)

 мм

мм

мм

Проверка правильности произведенных расчетов:      

                                                                        2Zomax-2Zomin=TДз-ТД_Д                                                                                                  (2.3)

1,4-0,89=0,54-0,030

0,51=0,51

Расчёт номинального общего припуска:

                                                                       2Zoном=2Zomin+ВДз-ВД_Д                                                                                                 (2.4)

2Zoном =0,889+0,54-0009=1,42мм

Расчёт номинального размера заготовки:

                                                                          Дзном=Д_Дном-2Zoном                                                                 (2.5)

Дзном =80-1,42 =78,58мм

Принятый размер сверления должен быть: Ø78,59, но в сплошном металле можно сверлить не более 30-35 мм. Поэтому данный размер будет являться размером предварительного растачивания. А перед этим деталь будет обрабатываться следующим образом:

1 сверлить отверстие, выдерживая размер Ø33

2 рассверлить отверстие, выдерживая размер Ø58

3 рассверлить отверстие, выдерживая размер Ø65

4 расточить отверстие, выдерживая размер Ø72,8за два рабочих хода