Описание конструкции и служебного назначения детали. Определение допусков на размеры заготовки, назначение припусков, расчет размеров и массы заготовки

суммарный объем удаляемых в процессе механической обработки фигур, см³

ρ – плотность материала заготовки, гр/см³

V_отх. = V₁+V₂+V₃+V₄+V₅+V₆+V₇+V₈+V₉+V₁₀+V₁₁+V₁₂+12V₁₃;            (2.10)

V₁ =   l  = 3,14 х ( - )  2,0/4 =  ;

V₂=   l  = 3,14 х ( - )  7.5/4 =15925,7  ;

V₃=   l  = 3,14 х ( - )  2.5/4 =7404,5  ;

V₄=   l  = 3,14 х ( - )  13/4 = ;

V₅=   l  = 3,14 х ( - )  2/4 =  ;

V₆=   l  = 3,14 х ( - ) 39,5/4 =  ;

V₇=   l  = 3,14 х ( - )  2,5/4 =  ;

V₈=   l  = 3,14 х ( - )5/4 =

V₉=   l  = 3,14 х ( - )  2/4 =1135,1

V₁₀=   l  = 3,14 х ( - )  15/4 =

V₁₁=   l  = 3,14 х ( - ) 2/4 =

V₁₂=   l  = 3,14 х ( - )  28/4 =

V_отх.=24236,3+15925,7+7404,5+21879,5+17242+98019,7+78500+6531,2+1135,1+11021,4+10996+20723,6= 128901мм³= 128,9 см³

m_{отх. мех. обр} = 128,9 7,2 = 928гр = 0,928 кг тогда

m_з = 8,5+0,928 = 9,428 кг

Нрасх = 9,428+0.2  9,428 = 11,314 кг

КИМ = 8,5/11,314 = 0.751

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1   Анализ базового техпроцесса и составление последовательности

обработки для проектируемого техпроцесса

Базовый технологический процесс имеет следующую последовательность обработки поверхностей:

Операция 010 –Токарно- винторезная    на станке 16К20

-) точить поверхность 13 с подрезкой торца 12

Операция 020 – Токарная с ЧПУ на станке 1П756ДФ32

-)подрезать торец 1

-) точить поверхность 8 за три прохода (черновое, получистовое и чистовое точение)

-) подрезать торец 10 за два прохода

-) расточить отверстие 3 за два похода

-) расточить отверстие 5

-) расточить фаску 2

-) расточить отверстие 16 за три прохода  (черновое, получистовое и чистовое точение)

-) точить фаску 9

Операция 030 – Токарно- винторезная    на станке 16К20

-) подрезать торец 14

-) расточить фаску15

Операция 040 – Вертикально-сверлильная на станке 2Н135

-) сверлить двенадцать отверстий 7 последовательно.

В соответствии с типом производства и направлениями совершенствования производства в отросли и на базовом предприятии и в целях снижения трудоемкости обработки ,предлагаю объединить  обработку на токарно-винторезном  станке 16К20 и на вертикально сверлильном с танке 2Н135 . И выполнять ее на фрезерном станке с ЧПУ ГФ2171.

Тогда  последовательность  обработки  детали  будет  следующей:

Операция 010 –Токарно- винторезная    на станке 16К20

-) точить поверхность 13 с подрезкой торца 12

Операция 020 – Токарная с ЧПУ на станке 1П756ДФ32

-) подрезать торец 1

-) точить поверхность 8 за три прохода (черновое, получистовое и чистовое точение)

-) подрезать торец 10 за два прохода

-) расточить отверстие 3 за два похода

-) расточить отверстие 5

-) расточить фаску 2

-) расточить отверстие 16 за три прохода  (черновое, получистовое и чистовое точение)

-) точить фаску 9

Операция 030 – Фрезерная с ЧПУ на станке ГФ2171

-) фрезеровать торец 14

-) расточить фаску15

-) центровать двенадцать отверстий 7 последовательно

-) сверлить двенадцать отверстий 7 последовательно

2.3.2  Выбор и обоснование технологических баз

Выбор баз для черновой обработки:

Учитывая конфигурацию и форму обрабатываемой заготовки при выборе поверхности для черновой базы на первой операции необходимо учитывать следующие рекомендации:

В качестве технологических баз следует принимать поверхность достаточных размеров, что обеспечивает большую точность базирования и закрепления заготовки в приспособлении; эта поверхность должна иметь более высокий класс точности, наименьшую шероховатость, не иметь окалины и других дефектов;

В качестве черновой базы следует принимать поверхность, которая остается необработанной в готовой детали, что обеспечивает ее соосность с обрабатываемыми поверхностями;

База для первой операции должна выбираться с учетом обеспечения лучших условий обработки поверхностей, принимаемых в дальнейшем в качестве технологических баз.

Наиболее полно отвечает этим требованиям  наружная поверхность и торец   детали, в качестве черновой базы которые и выбираем на первой операции.

Выбор баз для чистовой обработки:

В качестве чистовых баз на операции 020  выбираем обработанную  наружную поверхность 115 и торец 14 детали; на операции 030 наружную поверхность 290 и торец 1. Это обеспечивает выполнение следующих рекомендаций при выборе чистовых баз:

Соблюдение принципа совмещения баз, согласно которому в качестве базовых поверхностей используются конструкторские и измерительные базы. При совмещении технологической и измерительной баз погрешность базирования равна нулю;

Выбранные технологические базы совместно с зажимными устройствами обеспечивают надежное, прочное крепление детали и неизменность ее положения во время обработки;

Принятые базы и метод базирования позволяет применять простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки и снятие обрабатываемой детали.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.8 – Выбор оборудования

№ оп.	Код и модель станка	Наименование станка	Действительный фонд времени раб. оборудования в зависимости от категории ремонтной сложности станка	Стоимость станка, мил. руб.	Паспортные данные
					Габаритные размеры, мм	Характеристика привода	Мощность, кВт	Ряд частот, мин-1	Ряд подач мм/об (мм/мин)
010	381101хххх 16К20	Токарно-винторезный	24/4029	28,2	2505х 1190х 1500	Электр	11	12,5-1600	0,05-2,8
020	381101хххх 1П756ДФ3	Токарный с ЧПУ	42/4029	121,2	3200х 2000х 2600	Электр	30	8-1600	1,0-2000
030	381612хххх ГФ2171	Фрезерный с ЧПУ	38/4029	86,3	2660х 2560х 4200	Электр	11	40-2000	10-1200

Таблица 2.9 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер операции и модель станка	Приспособление
	Код	Наименование	Тип привода	Техническая характеристика	Обозначение по стандарту
010 16К20	396110хххх	Патрон трехкулачковый	Ручной	450	7100-0035 ГОСТ2675-80
020 1П756ДФ3	396110хххх	Патрон трехкулачковый	Электр.	450	-
030 ГФ2171	396110хххх	Приспособление специальное	Ручной	450	7100-0035 ГОСТ2675-80

Таблица 2.10- Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции	Наименование режущего инструмента, его код	Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение по стандарту	Применяемая СОТС
010 16К20	392192хххх Резец	ВК8	25х25	К01,4933.000-12ТУ2-035-892-82	Эмульсия
020 1П756ДФ3	392151хххх Резец 392151хххх Резец 392151хххх Резец 392151хххх Резец	ВК8 ВК8 ВК8 ВК8	25х25 25х16 25х25	К01.4933.000-13 ТУ2-035-892-82 2103-0008 ГОСТ18879-73 К01.4933.000-12 ТУ2-035-892-82 К01.4933.000-22 ТУ2-035-892-82	Эмульсия Эмульсия Эмульсия Эмульсия
			125 12х12 6,3 13	2214-0273 ГОСТ26595-85 - 2317-0109 ГОСТ14952-75 2301-0042 ГОСТ10903-77	Эмульсия Эмульсия Эмульсия Эмульсия.
030 ГФ2171	391890хххх Фреза 392151хххх Резец 391290хххх Сверло 391290хххх Сверло	ВК8 ВК8 Р6М5 Р6М5

Таблица 2.11 - Выбор вспомогательного инструмента

Номер и наименование операции	Наименование вспомогательного 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 16К20	-	-	-	-	-	-
020 1П756ДФ3	392800хххх      Державка 392800хххх Державка 392800хххх Державка	По  цилиндрической поверхности По  цилиндрической поверхности По  цилиндрической поверхности	40 40 40	В прямоугольном пазу В прямоугольном пазу В прямоугольном пазу	25х25 25х16 40х32	- - -
030 ГФ2171	392800хххх Оправка 392800хххх Оправка 392810хххх Патрон 392800хххх Втулка	По  конической поверхности По  конической поверхности По  конической поверхности По  конической поверхности	Морзе 7:24 Морзе 7:24 Морзе 3 Морзе 3	По  цилиндр. поверхности В прямоугольном пазу По  цилиндр.  поверхности По  конической  поверхности	40 12х12 Морзе 2	- - - -

Таблица 2.12 - Выбор измерительного инструмента

Номер и наимено-вание операции	Наименование инструмента, его код	Диапазон измерения инструмента	Точность измере-ния инстру-мента	Допуск измеряе-мого размера	Обозначение по стандарту
1	2	3	4	5	6
010 16К20	393311хххх Штангенциркуль 393120хххх Калибр-скоба	0-125 115	0,1 0,87	0,4 0,87	ШЦ I-125-0,1 ГОСТ166-89 -
020 1П756ДФ3	393311хххх Штангенциркуль 393610хххх Шаблон 393610хххх Шаблон 393610хххх Шаблон 393143хххх Калибр-пробка 393311хххх Штангенциркуль 393143хххх Калибр-пробка 393120хххх Калибр-скоба 394250хххх Нутромер 394343хххх Контрольное приспособление	0-125 10 25 37 273 0-400 90 290 50-100 0,05	0,1 0,4 0,4 0,4 0,32 0,1 0,035 0,081 0,005 0,05	0,4 0,4 0,4 0,4 0,32 1,3 0,035 0,081 0,009 0,06	ШЦ I-125-0,1 ГОСТ166-89 - - - 126-8140-4121 ШЦ –III-400-0,1 ГОСТ166-89 - 8102-0090 ГОСТ18355-73 НИ50-100 ГОСТ7244-75 -
030 ГФ2171	393311хххх Штангенциркуль 393120хххх Пробка 393190хххх Калибр	0-125 0,4	0,1 0,4 0,4	0,4 0,4 0,4	ШЦ I-125-0,1 ГОСТ166-89 - 126-8368-5311

2.4   Разработка операционного технологического процесса

2.4.1  Определение режимов резания на проектируемые операции.

Сводная таблица режимов резания

Расчет режимов резания для перехода на станке с ЧПУ. Операция 030 – сверление отверстий13.

Рисунок 2.2- Эскиз обработки.

1.Выбор режущего инструмента:

Принимаем спиральное сверло диаметром D = 13 мм; материал режущей части –  быстрорежущая сталь Р6М5. Геометрические параметры: 2φ = 118°; ψ = 55°; α = 11°; ω = 30°.

II. Назначаем режим резания:

1.Глубина резания:

2. Подача:

Рекомендуемая подача: S = 0,12..0,18

Т.к. длина сверления l = 12мм < 5D = 513 = 65 мм, то вводим поправочный коэффициент 0,9      

S = (0,12÷0,18) 0,9 =0,11÷0,16 мм/об.

Корректируем подачу по паспорту станка S = 0,15 мм/об.

Принимаем подачу S-0,15 мм/об.

3. Назначаем период стойкости сверла:

Для сверла из быстрорежущей стали диаметром 13мм при обработке высокопрочного чугуна ВЧ45 рекомендуется период стойкости Т = 45 мин.

4. Скорость резания:

где            

    

5. Частота вращения шпинделя:

Корректируем по паспорту станка и устанавливаем n = 450 мин^-1

6. Действительная скорость резания:

7.Минутная подача:

1.  Проверочный расчет по мощности станка:

Где    

                                                                     

1.75

1.75кВткВт – обработка возможна

ІІІ. Основное время на обработку отверстия:

                                       То = Lр.х   , мин                                                   

n Sо где  Lр.х – длина рабочего хода, мм

Lр.х = Lрез +у, мм                                            

Lрез = 12мм; у =3,9мм;

То = 17.9/450  0,15 = 0,26 мин

Расчет для перехода фрезерование торца 14:

Рисунок 2.3- Эскиз обработки.

I Выбор режущего инструмента:

Для обработки принята торцовая насадная фреза со вставными ножами, оснащенная пластинами из твердого сплава по ГОСТ 26595-85.

Дф=125 мм; d_о=40 мм; z=8;

Материал режущей части ВК8.

II Расчет режимов резания :

1.  Глубина резания, t, мм

t = 2 мм

2. Подача на зуб,  принятая Sz = 0,12 мм/зуб

3.Стойкость Т, мин

Т = 180 мин

4.Скорось резания V_рез , м/мин

V_рез = V_табл× , м/мин                                                (2.19)

                                                                     

 = 0.9

 

V_табл=113 м/мин

V _рез= 113×1,0×0,9×1,0=101,7 м/мин

5.Частота вращения n, мин^-1

                                     n=, мин^-1                                        (2.20)

n== 259,1 мин^-1

Принимаем  260 мин^-1

6. Действительная скорость резания:

 

7.Минутная подача:

мм/мин                                      (2.22)

8.Проверочный расчет по мощности:

                                             (2.23)

Где  Е=0.05 ;

ІІІ. Определение основного времени:

 , мин

Таблица 2.13 – Сводная таблица режимов резания

№ оп.	№ перехода, установа, наименование суппорта		D или В, мм	t, мм	Lрез, мм	Lр.х, мм	i	Подача		n, мин-1	v, м/ мин	То, мин
								Sо, мм/ об	Sм, мм/ мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
010 16К20	Точить поверхность 1 с подрезкой торца 2	1	125	2,0	15	21	1	0,25	50	200	78,5	0,42
020 1П756ДФ3	- подрезать торец 1; -точить пов-сть 8 за три прохода (черновое, получист. и чистовое точение); - подрезать торец 10 за два прохода; -точить фаску 9; - расточить отверстие 3 за 2 прохода;	1 1 1   1 2 2 2 3 3	295 295 291 290 290 290 290 272 273	2,0 2,0 0,5 0,2 2,0 0,5 3 2,0 0,5	13,7 39 39 39 42 42 3 10 10	20 45 45 45 48 48 6 15 15	1 1 1 1 1 1 1 1 1	0,25 0,25 0,15 0,06 0,25 0,15 0,25 0,25 0,15	25 25 15 7,2 25 18 25 25 18	100 100 100 120 100 120 100 100 120	92,6 92,6 91,3 109,3 90,9 109,3 90,9 85,4 102,9	0,8 1,8 3,0 6,25 1,92 2,67 0,24 0,6 0,83

окончание таблицы 2.13

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Итого	- расточить отверсие 5 с подрезкой торца 6; - расточить фаску 2; - расточить отверстие 16 за три прохода  (черновое, получистовое и чистовое точение).	3 3 3 3 3	270 276 88,6 89,6 90	2,0 2.0 2,0 0,5 0,3	52 2.0 30 30 30	58 5 36 36 36	1 1 1 1 1	0,25 0,25 0,25 0,15 0,06	25 25 75 45 24	100 100 300 300 400	84,4 86,7 83,5 84,4 113,1	3,32 0,2 0,48 0,8 1,5 24,41
030 ГФ2171 Итого	- фрезеро вать торец 14; -расточить фаску - центро вать 12 отв. 7  - сверлить 12 отв. 7	1 2 3 4	125 93 6,3 13	2,0 2.0 3,15 6,5	115 2.0 8 12	156 5 11 16	1 1 12 12	0,12мм/зуб 0.15 0,1 0,15	250 52.5 80 67,5	260 350 800 450	102,5 14.3 15,8 18,3	0,62 0,1 1,65 3,6 5,97

2.4.2  Разработка управляющей программы (УП) обработки детали

Исходные данные:

1)  Станок – Фрезерный с ЧПУ ГФ2171;

2)  УЧПУ-2С

3)  Деталь типа «ступица»;

4)  Материал ВЧ 45 ГОСТ 7293-85;

5)  Заготовка- отливка ;

6)  Тип производства- среднесерийный;

7)  Эскиз обраблтки детали:

Рисунок 5- Эскиз обработки детали на станке с ЧПУ

2.4.3. Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица норм времени

Расчет нормы штучно-калькуляционного времени на операцию 030 Фрезерная с ЧПУ (ГФ2171)

Таблица 2.14-Описание обработки на проектируемой операции

Наименование переходов технологических и машинно-вспомогательных	Величина составляющих Тмв, мин
Подвести инструмент	0,02
Фрезеровать торец	0,62
Отвести инструмент	0.02
Изменить подачу	0,06
Изменить частоту вращения	0,06
Заменить инструмент	0,03
Подвести инструмент	0,02
Расточить фаску	3,6
Отвести инструмент	0,02
Изменить частоту вращения	0,06
Изменить подачу	0,06
Заменить инструмент	0,03
Подвести инструмент	0,02
Центрировать 12 отверстий	1,65
Отвести инструмент	0,02
Изменить подачу	0,06
Изменить частоту вращения	0,06
Заменить инструмент	0,03
Подвести инструмент	0,02
Сверлить 12 отверстий	3,6
Отвести инструмент в исходное положение	0.02
Вернуть параметры в исходное состояние	0,08+0,07+0,07=0,22
		2,01

В общем виде норма штучно-калькуляционного времени определяется