Проект участка механического цеха для изготовления деталей типа «Вал» с применением станков с ЧПУ. Деталь-представитель «Вал контрпривода» КИС 0607603 В ДП.10557.00.00.000

Данная сталь обладает хорошей пластической деформацией в горячем состоянии.

Исходными заготовками для проката являются стальные цилиндрические слитки, масса которых достигает 35 кг. Слитки поступают в прокатный цех из сталеплавильного цеха. В прокатном цехе слитки нагревают в нагревательных колодцах до t = 1000 – 1200 ⁰С и затем краном подают на рольганг, который подает горячие слитки к прокатному стану. На прокатном стане – блюминге – из слитков получают заготовки (блюмы). Эти заготовки затем поступают на круглосортовой стан, где их прокатывают в заготовки заданного профиля и размера.

Прокатка круглого профиля осуществляется на многоклетевых станах, обычно с линейным расположением рабочих клетей. Исходные заготовки (блюмы) нагревают до t = 1200 – 1250 ⁰С. Полученный сортовой прокат подвергают обработке и отделке, разрезанию на мерные заготовки  мм на дисковых плитах, правка на правильных машинах, подвергание нормализационному отжигу для снятия внутренних напряжений. Далее заготовки транспортируют на контроль, укладывая в тару не более 50 деталей.

Для проектного варианта техпроцесса принята заготовка из проката, который разрезается на ленточно-пильном станке в размер готовой детали, для которой произведен расчет исходных размеров и массы заготовки.

2.2.2 Определение допусков на размеры заготовки, назначение припусков,

расчет размеров и массы заготовки

Таблица 2.2 – Назначение допусков на прокат

Номер поверхности	Номинальный размер детали	Вид размера	Допуск на заготовку с указанием предельных отклонений, мм
1	2	3	4
1;6	688±1,5	длина	3,0
	50(-2)	диаметр	1,4()

Таблица 2.3 – Табличный расчёт припусков

Номер поверхности	Переходы механической обработки поверхности	Точность обработки				Припуск табличный, Z, мм	Расчет размеров заготовки (d или D), мм
		Квалитет		Допуск, мм	Шероховатость, Ra, мкм
1	2	3		4	5	6	7
8	Шлифование	h9		0,062	1,6	0,2	Ø 45
	Точение чистовое	h11		0,16	3,2	0,6	Ø 45+0,2=45,2
	Точение черновое	h14		0,62	12,5	3,2	Ø 45,2+0,6=45,8
	Заготовка						Ø 45,8+3,2=49мм
	Размер заготовки с указанием отклонений: Ø49()
	Так как целесообразно принять диаметр проката: 50мм, то на черновую обработку припуск увеличится до 4,2мм, при глубине резания 2,1мм.

Аналитический расчет припусков

Таблица 2.4 – Определение последовательности обработки детали и погрешности установки

Последовательность механической обработки поверхности Ø38h6	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки, y, мм
	Квалитет с допуском технологическим, мм	Шероховатость, Ra, мкм
1	2	3	4	5
Точение черновое	13(0.39)	6,3	Базирование в центрах по центровым гнездам.	EУ=0

окончание таблицы 2.4

1	2	3	4	5
Точение чистовое	10(0.1)	1.6	Без переустановки,путем замены инструмента поворотом револьверной головки.	Eинд=0,05
Шлифование	8(0.016)	1,25	Базирование в центрах по центровым гнездам.	EУ=0

Расчет пространственных погрешностей:

ρ_ц =0,25 мм                                                                                  (2.1)

ρ_к=Δк×l; ρ_к=688×0,6×10^-3=0,478 мм при l≤l/2

=0,478мм

ρ_черн=0,06×0,478=0,029 мм

ρ_чист =0,04×0,478=0,019мм

ρ_шлиф=0,005×0,478=0,002мм

Расчет минимальных припусков по переходам:

                                   (2.2)

 мм

мм мм

Дальнейшие расчеты представлены в таблице 2.5

Проверка правильности произведенных расчетов:

2Zo_max-2Zo_min=TД_з-ТД_д                                                                                          (2.3)

3,700-2,316=1,4-0,016

1,384=1,384

Номинальный припуск общий:

2Zo_ном=2Zo_min-Н_д+Н_з                                                                                 (2.4)

2Zo_ном=2,316-0,16+0,5=2,8мм

Диаметр заготовки номинальный:

dз_ном=dз_ном+2Zо_ном=38+2,8=40,8мм

Размер заготовки: Ø40,8мм

Схема расположения припусков представлена на рисунке 2.1.

Таблица 2.5 - Аналитический расчёт припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø38h6()	Элементы припусков				Расчётный припуск, 2Zmin	Расчётный размер, dp	Допуск, Т	Предельный размер		Предельный припуск
	RZ	h		Eу				dmin	dmax	2Zminпр	2Zmaxпр
Заготовка	0,2	0.2	0,478	-	-	40,214	1,4()	40.3	41.7	-	-
Точение черновое	0,05	0,05	0,029	-	0,756	38,458	0,39	38,46	38,85	1,84	2,85
Точение чистовое	0,03	0,03	0,019	0,05	0,316	38,142	0,1	38,2	38,3	0,26	0,55
Шлифование	0,005	0,005	0,002	-	0,158	37,984	0,016	37,984	38,000	0,216	0,300
СУММАРНЫЙ ПРИПУСК:										2,316	3,700

Рисунок 2.2 – Эскиз заготовки

Расчет массы спроектированной заготовки:

При получении заготовки путем резки на ленточно-пильном станке норма расхода материала рассчитывается по формуле:

 кг                                                       (2.6)

при этом длина должна превышать длину детали на толщину пилы. В данном случае – на один миллиметр.

 кг

Пересчитанный коэффициент использования материала:

,                                                                             (2.4)

где Нрасх – пересчитанная норма расхода материала, кг

КИМ в проектном варианте получился больше, чем в базовом, следовательно, данная заготовка  может быть принята в проекте.

2.3 Разработка проектного технологического процесса

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

010 Фрезерно-центровальная (станок модели МР-76АМ)

1 Фрезеровать торцы 1, 6

2 Сверлить центровочный отверстия

020 Токарно-копировальная (станок модели 1713)

1 Точить поверхность 8 и фаску 7

030 Токарно-копировальная (станок модели 1713)

1 Точить поверхности 9,10,11,13,14 и фаску 16

2 Точить канавку 2

040 Кругло-шлифовальная ( станок модели 3А161)

1 Шлифовать поверхность 14

050 Шлице-фрезерная ( станок модели 5350)

1 Фрезеровать шлицы 3

100 Кругло-шлифовальная ( станок модели 3А161)

1 Шлифовать поверхность 9

110 Кругло-шлифовальная ( станок модели 3А161)

1 Шлифовать поверхность 4

120 Кругло-шлифовальная ( станок модели 3А161)

1 Шлифовать поверхность 14

130 Кругло-шлифовальная ( станок модели 3А161)

1 Шлифовать поверхность 8

140 Шпоночно-фрезерная ( станок модели ДФ 692РС-1)

1 Фрезеровать шпоночный паз 5

160 Токарно-винторезная ( станок модели 16К20)

1 Точить поверхность 4

170 Токарно-винторезная ( станок модели 16К20)

1 Нарезать резьбу 4

Недостатком базового технологического процесса является использование станков полуавтоматов, которые сложно переналаживать с обработки одной детали на обработку другой, и универсальных, имеющих низкую степень механизации. Кроме того, вал проходит пять шлифовальных операций, вредных с точки зрения экологии и охраны труда. Поэтому в проектном варианте технологического процесса предлагается операции 010, 020, 030, 040,140, 160,170 и выполнять их на станке многофункциональном с ЧПУ: Spinner, TС 800-77. Шлифовальные операции, которые служат для отделки поверхностей после термообработки, объединить в две операции и выполнять их на станке 3М152Ф2.

Исходя из этого проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

010 Многофункциональная с ЧПУ (станок модели Spinner TС 800-77)

020 Многофункциональная с ЧПУ (станок модели Spinner TС 800-77)

030 Шлице-фрезерная (станок модели 5350)

060 Кругло-шлифовальная с ЧПУ (станок модели 3М152Ф2.)

070 Кругло-шлифовальная с ЧПУ (станок модели 3М152Ф2.)

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

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве черновой базы для первой операции выбрана наружная поверхность, которая лишает деталь четырех степеней свободы, образуя двойную направляющую базу. Подводимый упор в крайний торец образует опорную базу и лишает деталь одной степени свободы.

На  второй токарной  и шлифовальных операциях в  качестве  баз  применяют