Разработка технологии обработки детали 3518020-46502. Анализ технических требований на изготовление детали

Заготовку сначала нагревают в нагревательной печи до температуры 1150⁰, а затем, после нагревания, её отрезают на пресс – ножницах. Потом происходит повторное нагревание, а затем штампуют при помощи ГКМ-800 – В1139.

Следующая операция – нормализованный отжиг t(800-920)^о. Потом происходит зачистка, для которой применяется обдирочно-шлифовальный станок 3М636, для зачищения площадки для замера твердости. Затем происходит дробеметная очистка при помощи дробеметного барабана, который очищает поковку не менее 30 мин не более 79 поковок.

После всех этих операций заготовку отправляют на контрольный стол ОТК, где проверяются все необходимые размеры, также проверяют качество нормализации. Это качество проверяется контролем температурного интервала по предъявляемой диаграмме нормализации.

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

Материал – конструкционная сталь 40Х. По ГОСТ 7505-89 определяем:

Группа стали – М2(таблица1 с.8), степень сложности – С2(с.29), класс точности – Т4(таблица19 с.28), исходный индекс – 14(таблица2 с.10) по ГОСТ 7505 – 89, Расчётная масса заготовки – 5,92 кг.

Таблица 2.2 – Назначение допусков и припусков на штамповку

Номинальный размер детали, мм	Шерахо- ватость	Допуск на заготовку, мм	Основной припуск, мм	Дополнительные припуски , мм			Расчетный припуск, мм
				Смещение по поверхности, мм	Изогнутость и др. отклонения формы, мм	Отклонение межосевого расстояния, мм
1	2	3	4	5	6	7	8
М39*1,5	3,2	2,2	1,7	0,3	0,6	-	1,6
Ø55h10	1,6	2,5	2,0	0,3	0,6	-	2,9
12	1,6	2,2	1,7	0,3	0,6	-	2
880,433	12,5	2,5	1,5	0,3	0,6	-	1,8
266	12,5	3,2	2,0	0,3	-	-	2,3
220±1	6,3	3,2	1,9	0,3	-	-	2,2
216±1	6,3	3,2	1,9	0,3	-	-	2,2
173±1	12,5	3,2	1,9	0,3	-	-	2,2
Ø65h9	6,3	2,5	1,8	0,3	-	-	2,1
Ø113u8	1,6	3,2	2,5	0,3	-	-	3,2
Ø40k6	1,6	2,5	2,0	0,3	-	-	2,9

Таблица 2.3 – Расчет размеров заготовки

Размер выдерживаемый при обработке заданной поверхности детали, мм	Допуск на размер детали, мм	Шераховатость обработанной поверхности,   Ra, мкм	Допуск на размер заготовки, мм	Расчетный припуск, Z, мм	Размер заготовки (расчет) с допуском (d или Д), мм	Исполни-тельный размер заготовки, мм
1	2	3	4	5	6	7
М39×1,5	0,10	3,2	2,2	1,6	39+2×1,6	42,3

Окончание таблицы2.3

1	2	3	4	5	6	7
Ø55h10	0,12	1,6	2,5	2,9	55+2,9×2	60,8
12	0,5	1,6	2,2	2	12+2×2,3	11,7
88	0,87	12,5	2,5	1,8	88+1,8-2,3	87,5
266	1,05	12,5	3,2	2,3	266+2,3×2	270,6
220±1	2	6,3	3,2	2,2	220-2,2+2,3	219,9
216±1	2	6,3	3,2	2,2	2162,2+2,3	215,9
173±1	2	1,6	3,2	2,2	173-2,2+2,2	173
Ø65h9	0,074	6,3	2,5	2,1	65+2,1×2	69,2
Ø113u8	0,054	3,2	3,2	3,2	113+3,2×2	119,4
Ø40k6	0,016	1,6	2,5	2,4	40+2,4×2	44,8

Расчет массы спроектированной заготовки:

           m_з=m_д+m_{отх.мех.обр.},                                                                                  (2.1)

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

          m_{отх.мех.обр} =V_отх.*ρ, кг                                                                              (2.2)

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:

,                                                                            (2.3)

где Д – диаметр заготовки, мм;

l – длина заготовки, мм.

мм³

мм³

мм³

мм³

мм³

мм³

мм³

мм³

мм³

 

V_общ= V₁+V₂+V₃+V₄+V₅+V₆+V₇+ ( -)                                                                         (2.4)

V_общ= +++5++++(-)=910600,94мм³

m_{отх.мех.обр} =910600,94 ∙ 7,8∙^10-6=4,588 кг

m_з=8,310+4,588=12,898 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, формула 1.6):

Нрасх=12,898+12,898∙0,10=14,188кг

КИМ получился больше в проектном варианте, чем в базовом, следовательно, данная заготовка может быть принята в проекте. Но все равно КИМ меньше допустимого (КИМ≤0,75).

2.3 Разработка проектного технологического процесса

            2.3.1 Анализ базового технологического процесса и составление       

   последовательности обработки для проектируемого техпроцесса                                           

010 Горизонтально-фрезерная (станок модели 6Р82)

020 Автоматно-токарная (станок модели 1К282)

030 Алмазно-расточная (станок модели КК-1030)

040 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н135) 

050 Токарно-винторезная (станок модели 16К20)

051Токарно-винторезная   (станок модели 1М63)

060 Токарная с ЧПУ (станок модели 16К20Ф3)

061 Круглошлифовальная  (станок модели 3У131)

070 Горизонтально-фрезерная (станок модели 6Р82)

Недостатком базового технологического процесса является: использование автоматно-токарного станка 1К282  и токарно-винторезного 16К20 . С целью концентрации операций, повышения степени механизации и уменьшения численности рабочих целесообразно использовать два станка  с ЧПУ.

Таким образом, целесообразно  на 020 Автоматно-токарной  применить токарный станок с ЧПУ 16А30Ф323, а  на операции 050 токарно-винторезной применить станок 16К20Ф3.

Таким образом, проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

010 Горизонтально-фрезерная (станок модели 6Р82)

020  Токарная с ЧПУ (станок модели 16А30Ф323)    

030 Алмазно-расточная (станок модели КК-1030)

040 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н135) 

050 Токарная с ЧПУ (станок модели 16К20Ф3))

060 Круглошлифовальная  (станок модели 3У131)

070 Горизонтально-фрезерная (станок модели 6Р82)

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;

-  они не должны являться поверхностями разъёма;

-  должны принадлежать матрице, а не пуансону при штамповке и форме, а не стержню при отливке;

-  должны иметь наиболее высокую точность размеров и качество поверхности заготовок;

в качестве черновых баз целесообразно использовать те поверхности заготовки, которые останутся необработанными в готовой детали.

В качестве черновой базы для первой операции выбирается наружная поверхность  протяженностью 220 мм, и один из торцов; поверхность служит чистовой базой для установки детали в специализированное универсальное приспособление на следующей операции .Данная поверхность лишает деталь четырех степеней свободы, образуя двойную направляющую базу

                     2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования.

Номер операции	Код модель и наименование станка	Цена станка	Наименование станка	Паспортные данные
				Габаритные размеры	Мощность привода	Характеристики привода	Ряд частот, мин-1	Ряд подач, мм/об
010, 070	3816311602 6Р82	39,725	Горизонтально-фрезерный	2305х1950х1680	7,5	Электрический	31,5-1600	25-1250; 8,3-416,6
020; 050	3811316241 16А30Ф323	39,581	Токарный с ЧПУ	3360х1710х1750	10	Электрический	12,5-2000	3-1200; 1,5- 600
030	3818271002 КК-1030	28,996	Алмазно-расточной	3100×1710×1800	7	Гидравлический	12,5-2000	0,05-2,8; 0,025-1,4
040	3812132702 2Н135	12,016	Вертикально-сверлильный	1030х825х2535	4	Электрический	31-140	0,1-1,6
060	381311xx xx 3У131	13,125	Круглошлифовальный	4605х 2450х 2170	10	пневмо- тический	1590	0,1-4

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер и наименование операции	Приспособление
	Код	Наименование	Тип привода	Техническая характеристика	ГОСТ
010 Горизонтально-фрезерная	396100	Приспо-собление специальное	Гидравлический	−	171-7222-4118
020  Токарная с ЧПУ	396100	Потрон	Гидравлический	200мм, 0,6МПа	ГОСТ 8522-79
	396100	Планшайба	Механический	−	012-7125-5587

Окончание таблицы 2.5

030 Алмазно-расточная	396100	Приспо-собление специальное	Пневмоти-ческое	−	171-1422-40334
040 Вертикально-сверлильная	396100	Приспо-собление специальное	Механический	−	171-7350- 4216
050 Токарная с ЧПУ	396100	Приспо-собление специальное	Механический	−	012-7125- 5602
060 Круглошлифовальная	396100	Потрон	Механический	−	ГОСТ 2675-80
070 Горизонтально-фрезерная	396100	Приспо-собление специальное	Механический	−	012-7260- 5281

Таблица 2.6 -  Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции	Наименование режущего  инструмента, его код		Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение, ГОСТ	Применяемая  СОТС
1	2	3	4	5	6	7
010 Горизантально-фрезерная	Фреза торцовая,	391890	ВК8	Ø200	ГОСТ 24359-80	СОЖ 339-450-2001
020 Токарная с ЧПУ	Сверло	391220	ВК8	Ø20	ГОСТ 10903-77	СОЖ 339-450-2001
	Резец проходной отогнутый	392191	Т15К6	2525	ТУ 2-035-892-82
	Резец контурный	392191	Т15К6	2525	ТУ 2-035-892-82

	Резец канавочный	392195	Т15К6	H=4	ТУ 2-035-892-82	СОЖ 339-450-2001
	Резец резьбовой	392194	Т15К6	=55	ТУ 2-035-892-82
030 Алмазно-расточная	Резец	392191	Т30К4	2525 =45	ТУ 2-035-892-82	СОЖ 339-450-2001
040 Вертикально-сверлильная	Сверло центровочное	391220	ВК8	Ø6,3	ГОСТ 10903-77	СОЖ 339-450-2001

Окончание таблицы2.6

050 Токарная с ЧПУ	Резец контурный левый	392191	Т15К6	2525	ТУ 2-035-892-82	СОЖ 339-450-2001
	Резец контурный левый	392191	Т30К4	2525	ТУ 2-035-892-82
060 Круглошлифовальная	Круг шлифовальный	397731	24А 40ПС Т1 к5 1кл.	600×63× ×305	ГОСТ 2424-83	СОЖ 339-450-2001
070 Горизонтально-фрезерная	Фреза	391890	ВК8	Ø6,3	ГОСТ 24359-80	СОЖ 339-450-2001

Таблица 2.7 - 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 Горизантально-фрезерная	Оправка 392870	От вала двигателя	-	Ме-ханическое крепление	По величине шпонки	-
020;050 Токарная с ЧПУ	Втулка переходная	От задней бабки	-	Ме-ханическое крепление	По величине отверстия	-
	Резцовый блок 392800	На суп-порте	-	Ме-ханическое крепление	По размеру посадочного гнезда	-
030 Алмазно-расточная	Борштанга 392800	От вала двигателя	-	Ме-ханическое крепление	По величине отверстия	171-6330-4045
040 Вертикально-сверлильная	Оправка 392800	От вала двигате-ля	-	Ме-ханическое крепление	По величине шпонки	6039-0009 ГОСТ 2682-75
060 Круглошли-фовальная	Оправка 392800	От вала двига-теля	-	Ме-ханическое крепление	По размеру посадочного гнезда	-

Окончание таблицы2.7

070 Горизонтально-фрезерная

Комплект №3

На столе станка

-

Ме-ханическое крепление

-

СТП 105-126-012-89

Таблица 2.8- Выбор измерительного инструмента.

Номер и наименование операции	Наименование инструмента, его код	Диапазон  измерения инструмента	Точность измерения инструмента	Допуск измеряе-мого размера	Обзначение, ГОСТ
1	2	3	4	5	6
010 Гориз.-фрезерная 040                      Верт.-сверлильная  050 Токарная с ЧПУ	Штангенциркуль 393311	1250,1	0,1	1,6	ГОСТ166-80
020 Токарная с ЧПУ	Штанген-циркуль 393311	1250,1	0,1	1,6	ГОСТ166-80
	Штанген- глубиномер	1600,05	0,05	0,8	ГОСТ162-90;
	Кольца резьбовые	Ø39H8 Ø39H8	0,01	0,03	8211-0133 8g
	Колибр-скобы	Ø113,7h11 Ø113u8	0,001	0,056	ГОСТ 18362-73
030 Алмазно-расточная	Скоба	40k6	-	0,062	8113-0132 ГОСТ 18362-73
	Скоба	55 h10	-	0,12	8113-0142 h10 ГОСТ18362-73
	Микрометр	МК25-50 0,01	-	0,016	МК25-50 ГОСТ6507-78
	Индикатор	-	-	-	ИН10 кл.1 ГОСТ 577-68
060 Круглошлифо- вальная	Скоба	113u8	−	0,044	ГОСТ 18365-95
070 Горизонтально-фрезерная	Колибр	Для измерения позов	-	0,3	012-8154-3137 ГОСТ 18362-73

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

размеров.

Таблица 2.9– Определение последовательности обработки детали.

Последовательность механической обработки Ø40k6	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки,Eу мм
	Квалитет с допуском	Шераховато-сть, Rа, мкм
Поковка	2,5	630	В патроне по наружной по поверхности
Точение черновое	14(0,62)	12,5		EБ =0 Eз=0,12мм
Точение получистовое	12(0,25)	6,3		EИНД.=0,05
Точение чистовое	10(0,1)	3,2		EИНД.=0,05
Тонкое точение	6(0,016)	1,6		0,05

Погрешность установки:

                                                                                      (2.7)

где, E_Б – погрешность базирования, мм; E_Б =0

E_З – погрешность закрепления, мм; Eз=0,12мм

Таблица 2.10 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø40k6	Rz	h	ρ	EУ	Расчет-ный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск	Предельный размер		Предельный размер
								dmin или Dmax	dmax или Dmin	2Zminпр	2Zmaxпр
Поковка	0,15	0,3	1,28	-	-	44,672	0,7	45,372	44,672	-	-
Черновое точение	0,1	0,1	0,084	0,09	3,466	41,206	0,62	41,826	41,206	3,466	3,546
Получистовое  точение	0,05	0,05	0,07	0,05	0,596	40,610	0,25	40,860	40,610	0,596	0,966
Чистовое точение	0,03	0,03	0,056	0,05	0,372	40,238	0,1	40,338	40,238	0,372	0,522
Тонкое точение	0,005	0,015	0,028	0,015	0,236	40,002	0,016	40,018	40,002	0,236	0,32
Суммарный припуск:										4,670	5,354

                                                                                (2.8)

ρ_см = Т/2 = 2,5/2 = 1,25мм

ρ_кор = Δк ∙D = 0,8∙40 = 32 мкм = 0,032мм

мм

ρ_черн = 0,06∙1,28= 0,084мм

ρ_пол = 0,05∙1,28= 0,07 мм

ρ_чист = 0,04∙1,28= 0,056 мм

ρ_тонк. = 0,00,005∙1,28= 0,028 мм

                                      (2.9)

 мм

 мм

 мм

 мм

Проверка правильности произведенных расчетов:

2Zomax - 2Zomin = TДз - ТД_Д

0,080 = 0,080

2Zoном = 2Zomin + ВДз - ВД_Д = 5,150 мм

Схема расположения припусков представлена на рисунке 2.1

Таблица 2.11– Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности Ø55Н10	Точность обработки			Припуск табличный, Z, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
	квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Rа, мкм
1	2	3	4	5	6
Чистовое точение	H10		6,3	1,4	Ø55
Черновое точение	H14	0,74	12,5	2,8	55+1,4=56,4
Поковка		2,0	630	4,2	56,4+2,8=59,2

Расчет режимов резания аналитическим методом на операцию 020, выполняемую на токарном станке с ЧПУ 16А30Ф323: подрезать торец , выдерживая размеры 1;2

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принимаем токарный проходной упорный резец с углом в плане 45⁰, оснащенный пластинкой из твердого сплава (по ГОСТ 18879-73)

Материал режущей части Т15К6.

Сечение державки H×B=25×25

2 Расчет режимов резания а) Глубина резания  :

t =h= 2мм                                                                                                                         (2.10)

б) Подача:

рекомендуемая: So = 0,4 мм/об принимаемая: So =0,4 мм/об в) Стойкость:

Т=60 мин г) Скорость резания:

                                                                             (2.11)

где С = 300;                                                             

m = 0,2; х = 0,15;

y=0,35;

Кν = Кмν ∙ Кпν ∙ Кuν,                                                                       (2.12)

                                                                              (2.13)

где n=0,9;

Кпν=0,8;

Кuν=1,0.

Кν=0,8·0,8·1,0 = 0,64

м/мин д) Частота вращения:

              ,                                                                               (2.14) 

 мин^-1               

корректировка по паспорту станка: n=450 мин^-1  е) Действительная скорость резания:

                    ,                                                                    (2.15)

м/мин з) Силу резания:

P_z = 10 · C_p· t^x · S^y · υⁿ · K                                                                 (2.16)

где Ср = 90;                                  х = 1;

y = 0,75;

n = 0;

                                                                              

где n=0,9;

Kp = K_mp · K_γp · K_φp · K_λp                                                                                 (2.17)

Где K_γp = 1;

K_φp  = 0,94;

K_λp = 1;

Kp = 1,003·1·0,94·1= 0,943

P_z = 10 · 90 · 2¹ · 0,4^0,75 · 60⁰ · 0,943 = 1157 Н           к) Мощность резания:

                                                                                  (2.18)

кВт л) Проверочный расчет мощности:

Nрез≤1,2Nдв∙η                                                                      (2.17)

Nдв=10 кВТ

η=0,75

2,1≤1,2∙10∙0,75

2,1≤8,4

3 Машинное время а) Длина резания:

lрез = 23мм б) Длина рабочего хода:

Lр.х. = lрез + y + Δ                                                                (2.18)

y = t · ctg 60⁰ = 2 · 0,75 = 1,5

Δ = 2÷3мм

Lр.х.= 23+ 1,5 + 2 = 26,5мм в) Машинное время:

                                                                              (2.19)

 мин

Расчет режимов резания табличным методом на операцию 020, выполняемую