Описание конструкции и служебного назначения детали КЗК 12-0104613. Качественный анализ на технологичность

Глубина на черновую обработку: – выполнить за два рабочих хода.

Под резьбу М42×1,5-6g точится поверхность до ø41,95±2,1:

t==16; за 16 рабочих ходов по 1 мм.

Расчет массы спроектированной заготовки:

     m_з=m_д+m_{отх.мех.обр.},                                                    (2.2)

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

              m_{отх.мех.обр} =V, кг                                              (2.3)

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

ρ - плотность материала заготовки, кг/мм³;  ρ_СЧ=7,8∙^10-6 кг/мм².

Размеры фигур устанавливаются на основе размеров обработки и табличных припусков.

Определение объема удаленных фигур:

,                                                              (2.4)

где Д – диаметр заготовки, мм;

l – длина заготовки, мм.

 мм     

 мм     

 мм       

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

 мм

11325,58+4923,52+45043,61 +15387,57 +48018,8 +1744,8 +123439,68+                 +250418,93+ 81589,76+6447,99+13553,77=601894,01мм

m_{отх.мех.обр} =601894,01 ∙ 7,8∙^10-6=4,695 кг

m_з=18,960+4,695=23,655 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,):

Нрасх=23,655×1,2=28,386 кг

Коэффициент использования материала в базовом ТП меньше чем в проектном варианте.

2.3  Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Анализ базового техпроцесса и составление последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Перечень операций базового ТП:

010Фрезернр-центровальная

020Токарная с ЧПУ

030Токарная с ЧПУ

040Шпорочно-фрезерная

050 Шпорочно-фрезерная

060 Радиально-сверлильная

Существующий технологический процесс обеспечивает точность детали (по геометрическим) по размерам, форме, взаимному расположению поверхностей, а также по шероховатости. С целью упрощения технологического процесса предлагается вместо фрезерной, сверлильной и операции с ЧПУ  применить токарную операцию с ЧПУ, выполняемую на станке  модели NG250 фирмы Берингер и Радиально-сверлильном станке 2М55.               

В связи с этим проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

010 Токарная с ЧПУ

020 Радиально -сверлильная

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.

К поверхностям, используемым в качестве черновых баз, предъявляют следующие требования:

-  их припуски и уклоны должны быть минимальными;

-  эти поверхности должны быть без следов прибылей и других дефектов заготовки;

На первом установе технологического процесса деталь базируется наружной цилиндрической поверхностью на сдвоенную призму (двойная направляющая база лишающая заготовка четырёх степеней свободы) с поддержкой по наружной цилиндрической поверхности люнетом (опорная база лишающая одной степени свободы).

На втором установе деталь закрепляется в центрах (двойная направляющая база лишающая заготовку четырёх степеней свободы) с поддержкой по наружной цилиндрической поверхности люнетом (опорная база лишающая одной степени свободы).

На третьем установе деталь закрепляется в трех-кулачковом патроне с поддержкой в заднем центре(двойная направляющая база лишающая заготовку четырёх степеней свободы) с упором в торец (опорная база лишающая одной степени свободы).

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования

Номер опера-ции	Код и модель станка	Наименование станка	Стои- мость 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
010	4233 NG-250	Токарный с чпу	690	3500×2000× ×2000	Электрический	33	Мах 4000	продольн 3-1200 Поп. 1,5-600
020	4112	Радиально-сверлильная	17	2665×1020× ×3430	Электрический	5,5	20-2000

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер операции и модель станка	Приспособление
	Код	Наименование	Тип привода	Техническая храктеристика	Обозначение по стандарту(по катапогу)
1	2	3	4	5	6
010 NG-250	396100 XXXX	Приспособление станочное	Ручной	Ø106	_
	396110	Патрон токарный	Электрический	Ø80	-
		Поводок торцовый	Электрический	-	-

Окончание таблицы 25.                 

Таблица 2.6-Выбор режущего инструмента

Номер операции и модель станка	Режущий инструмент
	Код и наименование режущего инструмента	Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение по стандарту	Применяемая технологическая смесь
1	2	3	4	5	6
010 NG-250	F 4033.15100 Z06 Фреза торцовая	SNGX 120512	Ø160	_	Эмульсия
	30244439 Сверло	М190502	Ø17	_
	TFL17 Сверло	А3885	Ø13,9	_
	HSS-IIN Сверло центровочное	NR614	Ø6.3	_
	PCBNR 2525M16 Резец	CNMC 160616ENR	25×25	_
	PCBNR 2525M16 Резец левый	CNMC 160616ENR	25×25
	DIN 6535HB14 Фреза	SNGX 120512	Ø6
	MSSE20R Резец фасонный	16ERA660 IC908	25×25

окончание таблицы 2.8

	1	2	3	4	5
	Р31212176 Фреза концевая	SNGX 120512	Ø18	_
	Р31212176 Фреза концевая	SNGX 120512	Ø35	_
	MVJNR 2525M16 Резец резьбовой	16ERA660 IC908	25×25	_
020 2М55	2301-0416 Сверло спиральное		Ø13,9	ГОСТ 2092-77
	2620-1619,2 Метчик			ГОСТ 3266-61

Таблица 2.9-Выбор вспомогательного инструмента

Номер операции и модель станка	Код и наименование режущего инструмента	Установка				Обозначе- ние по стандарту (по каталогу)
		Вспомогательного инструмента на станке		Режущего инструмента на вспомогательном
		способ	размеры посадоч- ного элемента	способ	размеры посадоч- ного элемента
1	2	3	4	5	6	7
010 NG-250	F 4033.15100 Z06 Фреза торцовая	В револьверную головку	По размеру конуса отверстия в  РГ	В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки	_
	30244439 Сверло			В отверстие оправки	По размеру посадочного паза отверстия оправки	_

окончание таблицы 2.9

1	2	3		5	6	7
	TFL1 Сверло			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки	_
	HSS-IIN Сверло центровочное			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки	_
	PCBNR 2525M16 Резец			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки	_
	PCBNR 2525M16 Резец левый			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки	_
	DIN 6535HB14 Фреза			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки	_
	MSSE20R Резец фасонный			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки
	Р31212176 Фреза концевая			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки
	Р31212176 Фреза концевая			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки
	MVJNR 2525M16 Резец резьбовой			В отверстие оправки	По размеру посадочного отверстия оправки
020 2M55	2301-0416 Сверло спиральное	В шпиндель станка	По размеру конуса	В отверстие оправки	По размеру конуса в шпинделе
	2620-1619,2 Метчик			В отверстие оправки	По размеру конуса в шпинделе

Таблица 2.10 - Выбор измерительного инструмента

Номер и наименование операции	Наименование инструмента и его код	Диапазон измерения инструмента	Точность измерения инструмента	Допуск измеряе-мого размера	Обозначение по стандарту
010  (установ А)	Штангенцир-куль 393311	0.1-125	0.1	1	ШЦI-125-0,1 ШЦII-250-0,1 ГОСТ 166-89
010 (установ Б)	Штангенцир-куль 393311	0.1-125	0.1	0,74	ШЦI-125-0,1 ГОСТ 166-89
	Нутромер 394250	20-100	0.01	0,035	ГОСТ 9244-75
	Калибр-пробка 393141	Ø17	Н10	0,87	8136-0017 ГОСТ18360-93 8136-0117 ГОСТ18360-93
	Калибр-пробка 393141	Ø13,9	Н10	0,87	8136-0017 ГОСТ18360-93 8136-0117 ГОСТ18360-93
010 (установ В)	Штангенцир-куль 393311	0.1-125	0.1	0,2	ШЦI-125-0,1 ГОСТ 166-89
	Калибр-пробка 393141	Ø17	Н7	0,87	8136-0017 ГОСТ18360-93 8136-0117 ГОСТ18360-93
	Калибр-скоба 393122	Ø65	h9	0,35	8113-0161 ГОСТ18360-93
	Калибр-скоба 393122	Ø70	h9	0,35	8113-0161 ГОСТ18360-93
	Калибр-скоба 393122	Ø110	h9	0,35	8113-0161 ГОСТ18360-93
	Шаблон 393610	R3	h7	0,25
020	Калибр-скоба 393122	Ø110	H7	0,35	8113-0161 ГОСТ18360-93
	Нутромер 394250	20-180	0.01	0,035	ГОСТ 9244-75

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение режимов резания на проектируемые операции

(переходы).

Расчет режимов резания на фрезерование.

Переход: фрезеровать поверхность 16

I Выбор режущего инструмента:

Для обработки принята торцовая фреза ø160 ГОСТ 24359-80

Геометрические пораметры : D=160 мм; L=60мм; Z=10

II Расчет режимов резания:

1) Глубина резания:

T=h=2.5 мм                                                               (2.7)

2) Подача:

Sz = 0,3 мм/об

So=Sz×Z=0.3×10=3мм/об

3) Стойкость фрезы:  Т=90 мин ,[11, карта Ф-3, с.87]

4) Скорость резания: [11, карта Ф-4, с.96]

Vтабл= 157 м/мин – табличное значение скорости резания;

К₁  = 1,1– коэффициент, зависящий от размеров обработки; К1=0,9;

К₂ = 1,13 -коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₃ =0,9-коэффициент, зависящий от стойкости и марки инструмента;

                          (2.8)

5) Частота вращения

                                        (2.9)

6) Минутная подача

                                         (2.10)

7) Проверочный расчет по мощности станка: [11, карта Ф-5, с.101]

                   (2.11)

где: Nтабл = 1,4 кВт;К_N = 1,0;

Условие выполнено, следовательно, обработка возможна.

III Расчет машинного времени:

                                                                  (2.12)

Lрх=lрез++y,мм                                                                  (2.13)

где lрез=113 мм; =1…3 мм.

Расчет режимов резания на черновое точение.

Переход: точить радиус 4.

I Выбор режущего инструмента:

Для обработки принят проходной токарный резец с механическим креплением режущей пластины. Материал режущей части Т15К6

II Расчет режимов резания:

1) Глубина резания:

T=2,9мм

2) Подача:

Sо = 0,73 мм/об

So=0,73×1,1×1×,85×1=0,5мм

3) Стойкость резца:  Т=90 мин ,[11, карта Ф-3, с.87]

4) Скорость резания: [11, карта Ф-4, с.96]

Vтабл= 121 м/мин – табличное значение скорости резания;

К₁  = 1,05– коэффициент, зависящий от размеров обработки; К1=0,9;

К₂ = 1,7 -коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₃ =0,7-коэффициент, зависящий от стойкости и марки инструмента;

                          (2.8)

5) Частота вращения

                                        (2.9)

6) Минутная подача

                                         (2.10)

7) Проверочный расчет по мощности станка: [11, карта Ф-5, с.101]

                   (2.11)

где: Nтабл = 1,4 кВт;К_N = 1,0;

Условие выполнено, следовательно, обработка возможна.

III Расчет машинного времени:

                                                                  (2.12)

Lрх=lрез++y,мм                                                                  (2.13)

где lрез=573 мм; =1…3 мм.

Таблица 2.9 - Сводная таблица режимов резания

Номер операции и модель станка	Номер позиции, перехода. Наименование установа, суппорта, перехода	Номер инструмента	D или В, мм	t, мм	lРЕЗ мм	LРХмм	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 HCN8800-II	Фрезеровать поверхность 16		160/ 112	2,5	112	116	1	0,3мм/зуб	1050	350	176	0,11
	Фрезеровать поверхность 8		160/ 74	1,5	74	80	1	0,3мм/зуб	1050	350	176	0,08
	Фрезеровать поверхность 25		17	8,5	4	6	1	0,5мм/зуб	150	2250	120	0.04
	Центровать отверстие 26		6,3	3,15	12,16	18	1	0,14	120	1880	40	0.12
	Центровать отверстие 22		6,3	3,15	12,16	18	1	0,14	120	1880	40	0.12
	Сверлить отверстие 21		17	8,5	11	16	1	0,2	180	900	50	0.08
	Сверлить отверстие 20		13,9	6,95	36	50	1	0,2	180	900	50	0.28
	Точить поверхность 7 и фаску 9 выдерживая размер Ø 41,85		41,85	1	28	36	8	0,2	160	800	214	0.23
			38,65	0,8	2
	Точить поверхность 6,5 выдерживая размер Ø70,6 радиус 4 и поверхности 12,13,2		70,6	1,7	520	575	1	0,5	230	460	150	2.5
			105	1,45	23
			180	1,5	23
	Точить поверхность 6 выдерживая размер Ø65,6		65,6	2,1	255	260	1	0,3	180	600	214	1.44

Окончание таблицы 2.9

	Точить поверхность 14 и поверхность 1 выдерживая размер Ø110,6		180	1,5	70	80	1	0,3	180	600	214	0.44
			110,6	1,7	7
	Точить фаску 11 и поверхности 6,5,4		61	2	2	555	1	0,2	320	1600	400	1.73
			65,2	0,2	255
			70,2	0,2	165
			105	0,1	23
	Точить фаску 15 и поверхности 1,14		108	1	2	84	1	0,2	320	1600	400	0.26
			110,2	0,2	7
			180	0,2	70
	Точить поверхности 6,5,4		65	0,1	255	548	1	0,1	210	2100	600	2.25
			70	0,1	265
			105	0,1	23
	Точить поверхность 1		110	0,1	7	10	1	0,1	210	2100	600	0.05
	Сверлить 10 отв. 3		17	8,5	18	26	10	0,2	150	750	40	0.17
	Снять фаски на поверхности 3		19	1	2	4	10	0,2	150	750	40	0.03
	Точить канавки 19,17		39,7	1,15	2,3	5	1	0,25	275	1100	214	0.02
			64	1	1	4	1	0,25	275	1100	214	0.02
	Фрезеровать паз 27		6	3	27	30	1	0,3	300	1000	30	0.1
	Фрезеровать паз 18		18	9	200	200	7	0,3	160	530	30	8.75
	Фрезеровать поверхность 24		35	17,5	65	70	2	0,3	105	350	30	1.32
	Сверлить отверстие 23		8,5	4,25	32	36	1	0,2	280	1400	40	0.13
	Нарезать резьбу на поверхности 7		42	0,15	23	28	6	1,5	968	645	85	0.18
		Итого :										20.45
	А
	Сверлить отверстие 20		13,9	6,95	162	168	1	0,16	26	160	7	6.46
	Нарезать резьбу на поверхности 21		17	8	6	15	1	0,2	30	160	8	0.5
		Итого :										6.96

2.4.2 Определение режимов резания на проектируемые операции.

Эскиз представлен на чертежах операционных эскизов.

Таблица 2.11а – Описание обработки на проектируемой операции

Наименование переходов технологических и машинных вспомогательных	Величина составляющих ТМВ, мин
1	2
1Установить и закрепить заготовку
Подвести инструмент	0,02
2Фрезеровать торец  16
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Подвести инструмент	0,02
3. Фрезеровать поверхность 8
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
4. фрезеровать поверхность 25
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
5. Центровать отверстие 26
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
6. Центровать отверстие 22
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
7.  Сверлить отверстие 21
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
8. Сверлить отверстие 20
Отвести инструмент в исходное положение	0,02

.

Продолжение таблицы

1	2
9. Отвести  люнет , закрепить деталь  в торцовом поводке и центрах
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
10. точить поверхности 7 и 9	0,027+0,06
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
11.Отвести люнет , торцовый поводок , закрепить в кулачках патрона и заднем центре
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
12Точить поверхности 6,5,4,12,13,2	0,06×4
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Подвести инструмент	0,02
13. Точить поверхность 6
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
14. точить поверхность 1,14
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
15. Точить поверхности 11,5,6,4	0,06×4
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
16. . Точить поверхности 1,5,14	0,06×2
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Подвести инструмент	0,02
17. Точить поверхности 5,6,4
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Подвести инструмент	0,02

Продолжение таблицы

1	2
18. Точить поверхность 1
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
19. сверлить 10 отв. 3	0,005×10+0,02×10
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
20.снять фаски на 10отв.
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
21. точить канавку 19
Отвести инструмент	0,02
Подвести инструмент	0,02
22. точить канавку 17
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
23.Фрезеровать паз 27
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
24. Фрезеровать паз 18	0,06×13
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
25. Фрезеровать поверхность 24	0,06×3
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,06+0,06

Окончание таблицы

1	2
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
26. Сверлить отверстие 23
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Изменить S и N	0,02
Заменить инструмент	0,005
Подвести инструмент	0,02
27.Нарезать резьбу на поверхности 7	0,02×6
Отвести инструмент в исходное положение	0,02
Вернуть параметры в ИП	0,02
Заменить инструмент	0,005
Изменить S и N	0,06+0,06
ИТОГО:	7,097

2.4.3 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица

норм времени

010 Токарная ЧПУ

1. Основное время обработки:

Тмо=20,45 мин

2. Машинное вспомогательное время:

Тмв=  7,097 мин

3. Время цикла автоматической работы станка:

Т_Ца=Тмо+Тмв                                                                                            (2.12)

Т_Ца=20,45+7,097=27,547 мин 

4. Вспомогательное время:

Тв=tус+tуп+tизм                                                                            (2.13)                                                               

где    tус – время на установку и снятие заготовки, мин;

t_УП – время на приемы управления станком;

t_ИЗМ – время на измерение;

tус = 0,70 мин [ОНВ, карта 7, поз.3]

tуп = 0,04+0,03=0,07 мин [ОНВ, карта 8, поз.1,2]

tизм = 0,29мин [ОНВ, карта 15, поз.43]

tизм = 0,29мин [ОНВ, карта 15, поз.43]

tизм = 0,29мин [ОНВ, карта 15, поз.43]

tизм = 0,1мин [ОНВ, карта 15, поз.147]

tизм = 0,07мин [ОНВ, карта 15, поз.148]

tизм = 0,11мин [ОНВ, карта 15, поз.149]

tизм = 0,16мин [ОНВ, карта 15, поз.17]

tизм = 0,16мин [ОНВ, карта 15, поз.17]

tизм = 0,12мин [ОНВ, карта 15, поз.17]

tизм = 0,08×10=0,8мин [ОНВ, карта 15, поз.183]

tизм = 0,07мин [ОНВ, карта 15, поз.183]

tизм = 0,08мин [ОНВ, карта 15, поз.183]

tизм = 0,05мин [ОНВ, карта 15, поз.182]

tизм = 0,16мин [ОНВ, карта 15, поз.10]

tизм = 0,07мин [ОНВ, карта 15, поз.146]

tизм = 0,18мин [ОНВ, карта 15, поз.149]

tизм = 0,18мин [ОНВ, карта 15, поз.149]

tизм = 0,1мин [ОНВ, карта 15, поз.147]

изм = 4,18 мин

Так как время на измерение перекрывается временем цикла автоматическим, то в дальнейших расчетах его не учитывают.

Тв=0,70+0,07 = 0,77 мин

5. Оперативное время обработки:

Топ=Т_Ца+Тв                                                                                          (2.14)

Топ=27,547+0,7+0,07=28,317 мин

6. Время на организацию технического обслуживания:

α_ОБС и α_ОТЛ = 8%  [ОНВ, карта 16, поз.1]

7. Штучное время:

                                                                   (2.15)

Тшт =1+( обс + отл)/100)=(28,317) 1+(8)/100)= 30,58 мин

8. Подготовительно-заключительное время:

Тпз=Тпз_ОРГ+Тпз_НАЛ+Тпз_{проб.дет.}                                                        (2.16)                       а) Подготовительно-заключительное время  на организационные моменты, мин: