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

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

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

Таблица 2.2 – Расчет размеров заготовки

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_Cталь45=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

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

V_общ=+++++=292649,5 мм³

m_{отх.мех.обр} =292649,5 *7,8*10=2,28 кг

m_з=3,728+2,28=5,56 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 1.5):

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.

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Таблица 2.6 -  Выбор режущего инструмента

Таблица 2.7 - Выбор вспомогательного инструмента

Таблица 2.8 - Выбор измерительного инструмента.

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

        размеров

Таблица 2.6 – Определение последовательности обработки детали.

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

                                                                            (2.8)

ρ_см=0.8 мм

ρ_кор=1.1мм

мм

ρ_черн=1,36∙0,06=0,08 мм

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

                                                 (2.9)

 мм

 мм

 мм

мм

2Zomax-2Zomin=TДз-ТД_Д

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

1,382=1,382

2Z_0ном=Z_0min+B_з-В_д                                                                                        

Дз_ном=30+3,1=33,1мм

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков.

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 V_рез, 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 V_д, 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 V_рез,м/мин

V_рез = V_табл× К ₁× К ₂ ×К₃, м/мин                                                                      

где К ₁= 0,8;  К ₂ =1 ; К ₃= 1; 

V_табл=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 V_д, м/мин

V_д=, м/мин                                                                            (2.24)

V_д==23,02 м/мин

7 Проверочный расчёт по мощности резания

N_рез≤1,2 × N_д×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.=l_рез+∆+y, мм                                                                           (2.27)

∆=(1÷3) мм

Принимаемое значение  ∆=2 мм

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

l_рез=40 мм

Тм = = 0,48 мин

Таблица 2.9 – Сводная таблица режимов резания.

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) :

t_п=0,23 мин

3. t_изм=0,3 – карта 86 лист 7

4. Рассчитать вспомогательное время на операцию

Тв = t_ус+ t_п+ t_изм=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. α_обс=3,5 – карта 28

7. α_{отл =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

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