Разработка технологии обработки детали. Выбор вида и обоснование метода получения заготовки. Описание метода получения заготовки

Страницы работы

Фрагмент текста работы

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

2.1 Анализ технических требований, предъявленных к детали.

Рекомендации по их обеспечению и контролю

Таблица 2.1 – Анализ технических требований на изготовление детали, рекомендации по их обеспечению и контролю

Номер конструктивного элемента

Размеры и требования к их диаметральной и линейной точности

Требования к шероховатости поверхности

Требования к точности взаимного расположения поверхностей и осей

Методы достижения точности: способы базирования и виды обработки

Методы контроля и средства измерения

1

2

3

4

5

6

2,9

Ø30js6

0,8

−

Точение черновое, чистовое, шлифование

Скоба

3

Ø38

3,2

--

Точение черновое,  получистовое

Штанген-циркуль

4

Ø38g6

1,6

Точение черновое, чистовое, шлифование после обработки шлицев

Скоба

5

Д-8*32*38gs6*6f8

6,3

Шлицефрезерование, после обработки шлицев шлифование

Шлицевое кольцо, шаблон

6

1,6x45

6,3

−

Точение черновое 

Визуально

8,15

1x45

6,3

−

Точение черновое 

Визуально

10

Ø36

6,3

−

Точение черновое

Штанген-циркуль

11

Ø 8,7

6,3

−

Сверление

Штанген-циркуль

12

М10-7Н

6,3

−

Нарезание резьбы

Пробка резьбовая

13,17

Ø29,5

6,3

−

Точение черновое

Штанген-циркуль

14

Ø11

6,3

-

Рассверливание

Штанген-циркуль

16

Ø 15,6;60

1,6

-

Цекование

Штанген-циркуль

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

Базовая заготовка “Вал” 086.0200.138- прокат круглого сечения. В проектном варианте предлагаю получать штучную заготовку. Вал изготовляется на прессах из стали 45 ГОСТ 1050-88 путем штамповки. Штамповка происходит следующим образом: вал полученный прокатом подается в нагревательную печь, где нагревается до температуры t=55050, затем происходит отрезка на пресс ножницах заготовки требуемой длины, затем заготовка снова нагревается в печи толкательной 617-3500-6066 и подается на пресс, где с усилием 20кН происходит предание заготовке требуемой конфигурации и формы. После штамповки происходит обрезка и зачистка заусенцев, делается нормализационный отжиг и дробеметная очистка. После очистки и контроля поковку направляют в механический цех для обработки. Применение штамповки в мелкосерийном производстве достаточно выгодно, так как происходит экономия материала, а затраты на изготовление штамповки компенсируется экономией электроэнергии при снятии меньшего припуска при обработке, а также снижением времени на обработку детали.

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

Материал – Сталь 45

Масса поковки

                                              

Класс точности поковки, выполненной на кривошипном горячештамповочном прессе. Закрытая штамповка  Т3

Группа стали М2

Степень сложности

Выбираем С1

Разъём штампа П – плоский

Исходный индекс – 10

Таблица 2.1 - Назначение допусков и припусков на поковку

Номи-нальный размер детали, мм

Шероховатость обрабаты-ваемой поверх-ности детали,

Ra, мм

Допуск на заготовку с указанием предель-ных отклонений, мм

Основной припуск, мм

Дополнительные припуски, мм

Расчётный при-пуск, мм

Смеще-ние по поверх-ности разъёма штампов

Изогну-тость и другие отклонения формы

Отклоне-ние меж-осевого расстоя-ния

6.3

1,7

0.3

-

-

2,0

Ø38  

3.2

1,4

0.3

0.6

-

1,7

Ø

0,8

1,5

0.3

0.6

-

1,8

1.6

1,8

0.3

-

-

2,1

Таблица 2.2 – Расчет размеров заготовки

Размер выдерживаемый при обработке заданной поверхности детали, мм

Допуск на размер детали, мм

Шерахова-тость 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

Ø

0,8

1,8

30+1,8*2=33,6

33,6

Ø38  

3,2

1,7

38+1,7*2=41,4

41,4

1,6

2,1

338+2,1*2=342,2

342,2

6,3

2,0

430+2*2=434

434

23

6,3

23+2-2,1=22,9

22,9

Расчет массы спроектированной заготовки:

mз=mд+mотх.мех.обр.,                                                                                     (2.1)

где mотх.мех.обр – масса удаляемого в процессе  механической обработки слоя металла, кг.

mотх.мех.обр =Vотх.*ρ, кг                                                                       (2.2)

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

ρ - плотность материала заготовки, кг/мм3;  ρCталь45=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

Vобщ= V1+V2+V3+V4+V5+V6 +V7 +V8 +V9                                                                             (2.4)

Vобщ=+++++=292649,5 мм3

mотх.мех.обр =292649,5 *7,8*10=2,28 кг

mз=3,728+2,28=5,56 кг

Коэффициент использования заготовки:

                                                                                                (2.5)

где mЗ – масса рассчитанной заготовки, кг;

Пересчитанный коэффициент использования материала:

,                                                                                          (2.6)

где Нрасх – пересчитанная норма расхода материала, кг (см. п.1.3, формула 1.5):

Нрасх=5,56+0,1*5,56=6,1кг

Коэффициент использования материала в базовом ТП больше чем в проектном варианте, поэтому  в дальнейших расчётах принята заготовка: прокат круглого сечения.

2.3 Разработка проектного технологического процесса

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

015 Токарно-револьверная с ЧПУ (станок модели 1В340ВФ10)

1.Подрезать торец 1

2.Сверлить центровочное отверстие

3.Сверлить отверстие 11

4.Рассерлить отверстие 14

5. Зенковать конусную поверхность 16

6.Точить фаску 6

020 Токарно-револьверная с ЧПУ (станок модели 1В340ВФ10)

1.Подрезать торец 7

2.Точить поверхность 9 с фаской 8

3.Точить канавку 17

4.Сверлить центровочное отверстие

030Токарна с ЧПУ (станок модели 16К20Т1)

1.Точить поверхность 2 с фоской 15

2. Точить канавку 13

035Токарна с ЧПУ (станок модели 16К20Т1)

1.Точить поверхности 3,6

2.Точить канавку 10

037Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н135)

1.Нарезать резьбу 12

040Шлицефрезерная (станок модели 5Б352ПФ2)

1.Фрезеровать шлицы 4

055 Токарно-винторезная (станок модели 16К20 )

1.Притереть фаску с двух сторон с переустановкой

060Круглошлифовальная (станок модели 3М152МВФ2)

1.Шлифовать поверхность 2 с подшлифовкой торца

065Круглошлифовальная (станок модели 3М152МВФ2)

1.Шлифовать поверхность 9 с подшлифовкой торца

070Круглошлифовальная (станок модели 3М152МВФ2)

1. Шлифовать поверхность 4

075Шлицешлифовальная  (станок модели 3451Б)

1.Шлифовать шлицы 5

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.

Черновой базой на первых операциях является необработанная цилиндрическая поверхность Ø40 и торец 7. На последующих операциях деталь базируется по центровым гнездам, двойная направляющая база, с упором в торец, при этом образуется опорная база. Все эти схемы базирования обеспечивают в качестве технологической базы ось детали, что позволяет выдерживать оба принципа базирования: совмещения и постоянства баз.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования.

Номер опера-ции

Код и модель станка

Наименование станка

Стоимость 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

020

381131

1П426РФ3

Токарно-револьверный с ЧПУ

30462756

3550х

2400х

1700

Элекричс.

7,5

50-1250

0,05-1,6

030

381630

16К20Ф3

Токарный с ЧПУ

23462756

4930х

2310х

3050

Элекричс.

11

10-2000

3-1200

1.5-600

040

2Н135

Вертикально-сверлильный

4371890

915x

785x

2535

Элекричс.

2,2

31-1400

0,1-1,6

080

16К20

Токарно-винторезный

90668287

4650х

5460х

1665

Элекричс.

11

10-2000

0,01-2,8

0,005-1,4

050

5Б352

Шлицефрезерный

122443072

2000х

1810х

2450

элекричс.

3.1

40-405

0,75-7,5

090

100

110

3М152МВФ2

Круглошлифовальный

51772562

4970x

2330x

2180

элекричс.

5

50-500

1-15

120

3451Б

Шлицефрезерный

32935343

2820x

1510x

1900

элекричс.

3

2880,

4550,

6300

0,055-0,05

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Номер и наименование операции

Приспособление

Код

Наименование

Тип привода

Техническая характеристика

ГОСТ

1

2

3

4

5

6

010,020

Токарнаяс ЧПУ

396111

Патрон самоцентрирующий

ручной

Зажим ключом

ГОСТ 1654-86

030

Токарная с ЧПУ

396111

Патрон самоцентрирующий

ручной

Зажим ключом

ГОСТ 1654-86

Таблица 2.6 -  Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции

Наименование режущего инструмента, его код

Материал режущей части

Техниче-ская характеристика

Обозначение, ГОСТ

Приме-няемая

СОТС

1

2

3

4

5

6

010,020

Токарная с ЧПУ

392133

Резец проходной

Т15К6

20х25

ГОСТ 18878-73

Эмульсия

Т15К6

20х25

ГОСТ 18893-73

Эмульсия

030

Токарная с ЧПУ

392133

Резец проходной

Т15К6

20х25

ГОСТ 18878-73

Эмульсия

Таблица 2.7 - Выбор вспомогательного инструмента

Номер и наимено-вание операции

Наименование вспомо-гательно-го 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

010,020

Токарная с ЧПУ

392800

Резцедержатель

В гнездо 1 РВ

По величине гнезда РГ

Механическое крепление

По державке гнезда; 25х25

16х16

-

030,040

Токарная с ЧПУ

392800

Резцедержатель

В гнездо 1 РВ

По величине гнезда РГ

Механическое крепление

По державке гнезда; 25х25

16х16

-

Номер и

наименование операции

Наименовние инструмента, его код

Диапазон измерения инструмента

Точность измерения инструмента

Допуск измеряе-мого размера

Обзначение,

ГОСТ

1

2

3

4

5

6

010,020

Токарная с ЧПУ

393311

Штангенциркуль

0-125

0,1

1,0

0,5

ГОСТ 166-80

030

Токарная с ЧПУ

393311

Штангенциркуль

0-125

0,1

1,0

0,5

ГОСТ 166-80

Таблица 2.8 - Выбор измерительного инструмента.

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

        размеров

Таблица 2.6 – Определение последовательности обработки детали.

Последовательность механической обработки Ø30js6

Точность обработки

Способ базирования детали в приспособлении

Расчет погрешности установки,Eу мм

Квалитет с допуском

Шераховато-сть, Rа, мкм

Паковка

-

-

Черновое точение

13(0,33)

12,5

В цанговом патроне

=0,06; =0

=0,06 

Чистовое точение

9(0,084)

3,2

Шлифование

7(0,025)

1,6

В центрах

Eу=0

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности

Ø30js6

Rz

h

ρ

EУ

Расчет-ный припуск 2Zmin

Расчет-ный размер Dp

Допуск

Предельный размер

Предельный размер

d

dmax

2Zminпр

2Zmaxпр

Паковка

0.2

0.25

1,36

—

—

34,223

1,39

34,3

35,9

—

—

Черновое точение

0.05

0.05

0,08

0.06

3,62

30,6035

0,33

30,61

30,94

3,69

4,96

Чистовое точение

0.03

0.03

0,068

0,06

0,36

30,2435

0.084

30,244

30.328

0,366

0,612

Шлифование

-

-

-

0

0,25

29,9935

0.013

29,994

30,007

0,25

0,116

Суммарный припуск:

4,306

5,688

                                                                            (2.8)

ρсм=0.8 мм

ρкор=1.1мм

мм

ρчерн=1,36∙0,06=0,08 мм

ρчист=1,36∙0,05=0,068 мм                                        

                                                 (2.9)

 мм

 мм

 мм

мм

2Zomax-2Zomin=TДз-ТДД

5,688-4,306=1,39-0,013

1,382=1,382

2Z0ном=Z0min+Bз-Вд                                                                                        

Дзном=30+3,1=33,1мм

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности Ø30js6 

Точность обработки

Припуск табличный, Z, мм

Расчёт размеров заготовки d или D, мм

квалитет

Допуск, мм

Шероховатость, Rа, мкм

Шлифование

Js6

3

0.8

0.6

30.6

Получистовое точение

h10

0,1

6,3

1,5

33.6

Черновое точение

h14

0,47

12,5

2,5

36.1

Паковка

—

2

100

—

36.1+2.5=38.6

Размер заготовки: Ø38

2.4.2 Определение режимов резания на проектируемые операции (переходы). Сводная таблица режимов резания

Аналитический расчет режимов резания.

Операция 020 −Токарно-револьверная с ЧПУ

Точить поверхность 9 с фаской 8

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принят проходной упорный резец, оснащенный пластинами из быстрорежущей стали сплава Т15К6  по ГОСТ 24359-80.

,   , 

II Расчет режимов резания

1 Глубина резания t, мм

t=1,8 мм

2 Подача Sо, мм/зуб

Рекомендуемая: Sо= 0,5 мм/об

3 Стойкость Т, мин.

Т=60 мин

4 Скорость резания Vрез, м/мин

, м/мин                                                                 (2.10)

где Сν=350                            m=0,2;

х=0,15;                                 y=0,35;

Кν=Кмν∙Кпν∙Кuν,                                                                                (2.11)   

                                                                       (2.12)

где     n=0,9;

К =1,2

Кмν=1,25

Кnν=1,2

Кuν=1,2

,  м/мин

5 Частота вращения n, мин-1

, мин                                                                                   (2.13) 

 мин-1                

Корректировка по паспорту станка: n=2500мин-1 

6 Действительная скорость резания Vд, м/мин

, м/мин                                                                         (2.14)

м/мин

7 Проверочный расчёт:

По мощность резания:

                                                                            (2.19)

кВт

Nрез≤1,2Nдв∙η                                                                  (2.20)

Nдв=7,2 кВТ

η=0,8

5,5≤1,2∙7,2∙0,8

5,5≤6,9 кВт

Обработка возможна

III Машинное время

  , мин

Lр.х.=lрез+y+Δ                                                                                                 (2.21)

y=1,8ctg60=1,02 мм

Δ=3 мм

Lр.х.=21+1,02+3=25,02 мм

(2.22)

 мин

Табличный расчёт режимов резания

Операция 010 − Сверлильная

Сверлить отверстий 11  Ø 8,7 мм

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принято спиральное сверло из быстрорежущей стали Р6М5 Ø 8,7 мм.

II Расчёт режимов резания:

1 Глубина резания, t, мм

t = D/2 = 8,7/2 = 4,35 мм

2 Подача

Рекомендуемая Sо = (0,12 ÷0,20) мм/об

Принимаемая Sо = 0,12 мм/об

3 Стойкость Т, мин

Т = 40 мин-1

4Скорось резания Vрез,м/мин

Vрез = Vтабл× К 1× К 2 ×К3, м/мин                                                                      

где К 1= 0,8;  К 2 =1 ; К 3= 1; 

Vтабл=28,8 м/мин

V рез= 28,8 ×0,8×1×1=23,04 м/мин

5 Частота вращения n, мин-1

n=, мин-1                                                                                  (2.23)

n== 843 мин-1

6 Действительная скорость резания Vд, м/мин

Vд=, м/мин                                                                            (2.24)

Vд==23,02 м/мин

7 Проверочный расчёт по мощности резания

Nрез≤1,2 × Nд×η                                                                                    (2.25)

N рез≤1,2 ×30 ×0,8

0,9≤28,8

Обработка возможна

III Расчёт машинного времени, Тм, мин

Тм = , мин                                                                              (2.26)

Lр.х.=lрез+∆+y, мм                                                                           (2.27)

∆=(1÷3) мм

Принимаемое значение  ∆=2 мм

y=4,35ctg118=7,25 мм                                                                                (2.28)

lрез=40 мм

Тм = = 0,48 мин

Таблица 2.9 – Сводная таблица режимов резания.

Номер операции и модель станка

Номер позиции, перехода

Наименование установа, суппорта, перехода

D или В, мм

t, мм

lРЕЗ, мм

LРХ, мм

i

Подача

n, мин-1

v,

м

мин

ТО,

мин

ТМВ,

мин

 

SО,

мм

об

SМ,

мм

мин

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

 

010

1П426Ф3

1

Точить торец 1 и поверхность 2

432

2,1

20

24

2

0,35

157

450

100

0,45

 

2

Сверлить центровочное отв.

4

2

7

10

1

0,1

159

1590

20

0,11

 

3

Сверлить отв. 11

8,7

4,35

40

49,25

1

0,12

101

843

23

0,48

 

4

Рассверлить отв. 14

11

1,15

9

11

1

0,1

59,7

752

20

0,18

 

5

Цековать конусную пов. 16

15,6

2,3

3,9

3,9

1

0,4

204

510

25

0,019

 

6

Точить поверхность 2 и 15

30,6

0,5

23

25

1

0,35

200

800

100

0,125

 

7

Точить канавку 13

29,5

3

0,25

20,5

1

0,1

267

600

60

0,07

 

1,48

 

020 1П426Ф3

1

Точить торец 7 и поверхность 9

432

2,1

20

24

2

0,35

157

450

100

0,45

 

2

Точить поверхность 9 и 8

30,6

0,5

23

25

1

0,35

200

800

100

0,125

 

3

Точить канавку 17

29,5

3

0,25

20,5

1

0,1

267

600

60

0,07

 

4

Сверлить центровочное отверстие

4

2

7

10

1

0,1

159

1590

20

0,11

 

1.24

 

030 Токарная с ЧПУ 16К20Ф3

1

Точить поверхности 3,6

39

0,5

388

393

1

0,5

225

450

100

1,7

 

38,6

0,2

388

393

1

0,35

157

600

100

2,5

 

2

Точить канавку 10

36

1,9

1

3

1

0,5

267

619

70

0,01

 

0.34

 

040

2Н135

2

Нарезать резьбу 12

М12-7H

34

37

1

1,5

292,5

200

6,1

0,12

 
 

050

5Б352

1

Фрезеровать шлицы 4

6

4,3

350

400

1

0,5

129

258

65

3,1

 
 

080

16К20

1

Притереть фаску с двух сторон с переустановкой

--

 
 

090

3М152МВФ2

1

Шлифовать поверхность 2 с подшлифовкой торца

30js6

0,25

23

26

1

0,002

0,24

120

25

1,04

0.02+

0.02

 

0.04

100

3М152МВФ2

1

Шлифовать поверхность 9 с подшлифовкой торца

30js6

0,25

23

26

1

0,002

0,24

120

25

1,04

0.02+

0.02

 

0.04

110

3М152МВФ2

1

Шлифовать поверхность 4

38g6

0,3

376

380

1

0,5

150

300

25

2,5

0.02+

0.02

 

0.04

 

120

3451Б

1

Шлифовать шлицы 5

6f8

0,3

350

360

1

0,5

15

500

30

8,4

 

2.4.3 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица норм время

050 −Вертикально-сверлильная

(Станок модели 2Н135)

1. Туст =0,35- карта  16

2.Время на переходы (карта 18 лист 1-2) :

tп=0,23 мин

3. tизм=0,3 – карта 86 лист 7

4. Рассчитать вспомогательное время на операцию

Тв = tус+ tп+ tизм=0,3+0,23+0,35=1,18 мин

5. Рассчитать оперативное время на операцию

Топ= То+Тв=0,12+1,18=1,3 мин

6. αобс=3,5 – карта 28

7. αотл =4 - карта 88

8. Определяем Тшт=1.3*(1+(3,5+4/100))=1.29 мин

9. Определяем Тзп= 10 мин

10. Определяем Тшт-к=1.29+10/50=1,49 мин

Номер

операции и модель

станка

То

                   Тв

Тца

Топ

α,

%

α,

%

Тшт

Тп-з

nд

Тшт-к

tус

tп

(Тмв)

tуп

tизм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

010 1П246РФ3

1,5

0.19

1,48

0,07

(0,42)

2,98

5,14

3,5

4

5,21

49

50

6,19

020 1П246РФ3

0,75

0.19

1,24

0,07

(0,3)

2

3,8

3,5

4

3,88

49

50

4,86

030 16К20Ф3

4,21

0.19

0.34

0,07

(0,22)

4,55

5,37

3

4

5,74

25

50

6,24

040 2Н135

0,12

0,35

0,23

--

0,3

--

1,2

3,5

4

1,29

10

50

1,49

050 5Б352

3,1

0,34

1,6

--

0,25

--

5,29

4

3,5

5,69

18

50

6,05

080 16К20

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

090

3М152МВФ2

1,04

0,33

0.04

0,86

(0,12)

1,08

2.27

8

4

2.54

25,15

50

3

100

3М152МВФ2

1,04

0,33

0.04

0,86

(0,12)

1,08

2,27

8

4

2.54

25,15

50

3

110

3М152МВФ2

2,5

0,33

0.04

0,86

(0,2)

2,54

3.73

8

4

3.5

25,15

50

4

120

3451Б

8,4

0,33

0,7

--

0,25

--

9,68

3,5

4

10,4

29

50

10,9

Таблица 2.10 − Сводная таблица норм времени


2.4.4 Разработка управляющей программы (УП) обработки детали

Операция 020: Токарная с ЧПУ

Исходные данные:

Станок - токарный с ЧПУ модели 1П426Рф3;

УЧПУ – 2Р22;

Деталь типа «вал»;

Материал – Сталь 45 ГОСТ 1050-88;

Заготовка – прокат Ø40x434 мм.

Тип производства – мелкосерийный.

Рисунок 2.2- Эскиз заготовки.

Рисунок 2.3- Эскиз детали.

Таблица 2.11- Последовательность обработки детали

№ перехода

Содержание перехода

Режущий инструмент

Режимы резания

1

2

3

4

1

Точить торец 1 и поверхность 2, выдерживая размер Ø31,6

Токарный проходной резец, оснащенный пластиной из твердого сплава Т15К6

S=0.35 мм/об

n=450 мин-1

2

Точить поверхности 2 и 3

Токарный проходной резец, оснащенный пластиной из твердого сплава Т15К

Похожие материалы

Информация о работе