Разработка технологии обработки детали. Анализ технических требований на изготовление детали

После очистки рихтовки и контроля поковку направляют в механический цех для обработки. Применение штамповки в мелкосерийном производстве экономически оправдано, 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

Класс точности для закрытой штамповки –Т4 ГОСТ 7505-89

Группа стали – М3 ГОСТ 7505-89 (стр.8 таблица 1)

Gф =    L  ρ = (   12,6 +84,5)  7,8∙^10-6  =3,25кг

Gп: Gф= 3,21:3,25= 0,99

Gф- масса описывающей фигуры

Gп- расчетная масса поковки

Степень сложности – С1 ГОСТ 7505-89  ( стр.28 приложение 2)

=

где -коэффициент для определения ориентировочной расчётной             массы поковки =1,5

=2,1401,5=3,21 кг

Исходный индекс -9 ГОСТ 7505-89 (стр.10 таблица 2)

Таблица 2.2−Назначение допусков и припусков на поковку

Номиналь- ный размер	Шерохо- ватость обраб. пов. детали, мм	Допуск на заг. с указанием предельных отклонений	Основной припуск на сторону, мм	Дополнительные припуски			Расчет-ный припуск на сторону , мм
				Смещ. по поверхности разъемов штампов	Изогнутость и др. отклонения формы	Откланение меж-осевого расстояния
1	2	3	4	5	6	7	8
92,50,15	12,5	1,4	1,1	0,3	-	-	1,4
12-0,43	6,3	1,2	1,3	0,3	_	-	1,6
Ø117h14()	12,5	1,6	1,2	_	0.4	-	1,6
Ø60,5h14 ()	12,5	1,4	1,1	_	0,4	_	1,5
33,4(0,1)	12,5	1,2	1,0	0,3	_	-	1,3

Таблица 2.3−Расчёт размеров заготовки

Размер, выдержи-ваемый при обработке заданной поверх-ности детали, мм	Допуск на размер детали, мм	Шерохо-ватость обрабаты-ваемой поверх-ности, Ra, мм	Допуск на размеры заготовки, мм	Расчётный припуск, мм	Размер заготовки (расчёт), мм	Исполнительный размер заготовки с допуском, мм
1	2	3	4	5	6	7
92,5	0,15	12,5	1,4	1,4	92,5+(2×1,4)=95,3	95
12	0,43	6,3	1,2	1,6	12+(2х 1,6)=15,2	15
Ø117	0,87	12,5	1,6	1,6	117+(2х 1,6)=120,2	120
Ø60,5	0,74	12,5	1,4	1,5	60,5+(2х 1,5)=63,5	64
33,4	0,1	12,5	1,2	1,3	33,4+(2×1,3)=36	36

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=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

V_общ= V₁+V₂                                                                                                      (2.4)

V_общ=4481+6698= 11179 мм³

m_{отх.мех.обр} =11179∙ 7,8∙^10-6=0,087 кг

m_з=2,140+0,087=2,227 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=2,227+2,227∙0,2=2,672кг

КИМ получился больше в проектном варианте, 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 Токарная с ЧПУ (cтанок модели 1П426Ф3)

Обработать поверхности 1,2,3,4,5 согласно карты наладки

020 Горизонтально-протяжная (cтанок модели 7523)

Протянуть отверстие 1

030 Горизонтально-протяжная (cтанок модели 7523)

Протянуть паз 2

040 Горизонтально-протяжная (cтанок модели 7523)

Калибровать отверстие 1

050 Токарная с ЧПУ (cтанок модели 16А20Ф3)

Обработать поверхности 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10  согласно карты   кодирования  информации

060 Токарная с ЧПУ (cтанок модели 16А20Ф3)

Обработать поверхности 1,2,3,4,5,6,7,8 согласно карты   кодирования  информации

070 Фрезерная с ЧПУ (cтанок модели ГФ2171)

1 Центровать в местах сверления четырех отверстий

2 Сверлить четыре отверстия 1

090 Вертикально- сверлильная (cтанок модели 2Н135)

Сверлить отверстие 1

100 Вертикально-фрезерная  (cтанок модели 6Р12)

1 Фрезеровать четыре паза 2 последовательно

130 Промывка

140 Контрольная

150 Термическая

160 Шлифовальная с ЧПУ (cтанок модели 3М722НФ2)

1 Шлифовать отверстие, выдерживая размер 2

180 Промывка

190 Контрольная

Для достижения экономического эффекта и снижения себестоимости изделия предлагается заменить на 010 операции станок 1П426Ф3 на 16А20Ф3, используемый в базовом  ТП на операциях 050 и 060 для более полной загрузки оборудования. Операцию 070 Фрезерную с ЧПУ, выполняемую на станке модели ГФ2171 заметить на Сверлильную с ЧПУ, выполняемую на станке модели  2С132Ф3. Предлагаемые изменения в дальнейшем позволят снизить себестоимость изготовления детали, при этом будет выдержано требование по автоматизации и механизации технологического процесса.

В связи с внесенными изменениями проектируемый технологический процесс выглядит следующим образом:

010 Токарная с ЧПУ (cтанок модели 16А20Ф3)

Обработать поверхности 1,2,3,4,5 согласно карты наладки

020 Горизонтально-протяжная (cтанок модели 7523)

Протянуть отверстие 1

030 Горизонтально-протяжная (cтанок модели 7523)

Протянуть паз 2

040 Горизонтально-протяжная (cтанок модели 7523)

Калибровать отверстие 1

050 Токарнаяс ЧПУ (cтанок модели 16А20Ф3)

Обработать поверхности 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10  согласно карты   кодирования  информации

060 Токарнаяс ЧПУ (cтанок модели 16А20Ф3)

Обработать поверхности 1,2,3,4,5,6,7,8 согласно карты   кодирования  информации

070 Сверлильная с ЧПУ (cтанок модели 2С132Ф3)

1 Центровать в местах сверления четырех отверстий

2 Сверлить четыре отверстия 1

090 Вертикально- сверлильная (cтанок модели 2Н135)

Сверлить отверстие 1

100  Вертикально-фрезерная  (cтанок модели 6Р12)

1 Фрезеровать четыре паза 2 последовательно

130 Промывка

140 Контрольная

150 Термическая

160 Шлифовальная с ЧПУ (cтанок модели 3М722НФ2)

1 Шлифовать отверстие, выдерживая размер 2

180 Промывка

190 Контрольная

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

На первой 010 операции в качестве черновой базы используется наружная необработанная поверхность 16, образующая двойную направляющую базу, и один из торцов 13, образующий базу опорную. Деталь устанавливается в самоцентрирующемся патроне .

На операциях 020,030,040 деталь базируется по необработанной  наружной поверхности  11 ,образующая двойную направляющую базу, а упор в торец 1, образует опорную базу. На операции 050и 060 деталь базируется по предварительно обработанному отверстию 3, в которое устанавливается разжимная оправка, образующая двойную направляющую базу, и один из торцов 20, образующий базу опорную. На операциях 090и 100 деталь базируется по отверстиям 3 и  14. На операции 160 деталь базируется по наружной обработанной поверхности 16 с упором в торец 20, образующая двойную направляющую базу, а торец, образует базу опорную.

Сопоставив полученные данные приходим к выводу что соблюдается принцип единства и совмещения баз.

                2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица  2.4 – Выбор оборудования.

Номер операции	Код и модель станка	Наименование станка	Стоимость станка, руб.	Паспортные данные
				Габаритные размеры	Характеристика привода	Мощность, кВт	Ряд частот, мин	Ряд подач, мм/об
1	2	3	4	5	6	7	8	9
010	3811633200 16А20Ф3	Токарный с ЧПУ	90143727	3,33×1,71	Электропривод	18,5	22 ряда частот 12,5…1600	б/с
020	3817511000 7523	Протяжной	145063408	6,34х2,09	Электропривод	17	__	б/с
030	3817511000 7523	Протяжной	145063408	6,34х2,09	Электропривод	17	__	б/с
040	3817511000 7523	Протяжной	145063408	6,34х2,09	Электропривод	17	__	б/с
050	3811633200 16А20Ф3	Токарный с ЧПУ	90143727	3,33×1,71	Электропривод	18,5	22 ряда частот 12,5…1600	б/с
060	3811633200 16А20Ф3	Токарный с ЧПУ	90143727	3,33×1,71	Электропривод	18,5	22 ряда частот 12,5…1600	б/с
070	3812133701 2С132Ф3	Сверлильный с ЧПУ	132192072	1,58х1,47	Электропривод	4	31,5-1400	б/с

Окончание таблицы 2.4

1	2	3	4	5	6	7	8	9
090	3812132702 2Н135	Вертикально-сверлильный	8954167	1,03х0,825	Электропривод	4	31-1400	б/с
100	3816111602 6Р12	Вертикально-фрезерный	16912827	2,305х1,95	Электропривод	7,5	31,5-1600	б/с
160	3813122304 3М722НФ2	Шлифовальный с ЧПУ	19821952	3,51х2,13	Электропривод	15	1500	б/с

Таблица 2.5 – Выбор технологической оснастки

Номер операции	Приспособления		Режущий инструмент		Вспомогательный инструмент		Измерительный инструмент
	Наименование	Код	Наименование	Код	Наименование	Код	Наименование	Код
1	2	3	4	5	6	7	8	9
010	Патрон 7102-0080 ГОСТ 24351-80	396111	Резец проходной 2102-0029 Т15К6 Сверло 2301-0106 ГОСТ 10903-77	392191 391290	Втулка 6117-4467	392800	Штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05ГОСТ166-89 Пробка Ø34Н12 8133-0948	393311 393111
Продолжение таблицы 2.5
1	2	3	4	5	6	7	8	9
020	Патрон 6170-4539	396110	Протяжка 34,6Н10         2400-5010	392311	Адаптер        НП- 202-2	392800	Пробка 8133-3301Ø34,6Н10	393111
030	Патрон 6170-4539	396110	Протяжка 2405-1283       ГОСТ 18218-90	392331	Адаптер  7625-4638	392800	Калибр 10D10 8154-3283 Калибр 38,1+0,2 8315-3187	393181 393190
040	Патрон 6170-4538	396110	Протяжка 34,6Н10         2400-5010	392311	Адаптер НП- 202-2	392800	Пробка 8133-3301Ø34,6Н10	393111
050	Центр А-1-5-У ЧПУ ГОСТ 8742-75 Оправка 8000-3201	396100 392870	Резец проходной ТУ2-035-892-82 Резец резьбовой 2662-0005 Т15К6 Резец канавочный 2100-0013 Т15К6	392191 392194 392195	Державка 6330-5725	396190	Калибр – скоба 8113-0144 Ø60,5h14          8113-0206 Ø117h14           ГОСТ 18360-93 Ø53,5h14 8119-3171          Штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05ГОСТ166-89 Шаблон 14+-0,2 8101-3459	393120 393311 393610
060	Оправка 8000- 3201	392870	Резец проходной ТУ2-035-892-82 Резец 2150-3009 Т15К6	392191	Оправка 8000- 3201	392870	Калибр – скоба 8113-0163 Ø56h14 8119-3376 Ø48,5-0,08 8102-0004 12h14 Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ166-89 Шаблон радиусный ГОСТ 4126-82 92,5 8102-1306 38,1+-0,3 8101-4274	393120 393311 393611 393610
070	Приспособление 7388-6053 Патрон 6160-4465-02	396100 396110	Сверло центровочное 2317-0109 Сверло2301-0079 ГОСТ 10903-77 Зенкер 2323-3095	391268 391290 391620	Втулка 6117-4467-04 Втулка 6117-4467-02	392800	Калибр на расположение 8368-4887-01 Калибр-пробка 8133-0939 Ø25Н12	393190 393111
090	Кондуктор 7330-4609	396100	Сверло 2301-0028 ГОСТ 10903-77	391210	Втулка 6100-0141 ГОСТ 13598-85	392800	Калибр 8358-5279-01 Калибр-пробка 8133-0922 10Н14 Шаблон 8,5+-0,2 8151-4323	393190 393610
100	Приспособление 7230-4108 Цанга 6112-4282-02	396100 392870	Фреза 2235-3019	391834	Ограждение винта 9308-00.00	392800	Штангенциркуль ШЦ-II-160-0,05ГОСТ166-89 Шаблон 8,5+0,36 8154-3593 Шаблон 18+-0,2 8101-3460	393311 393610
160	Патрон 7100-0035 ГОСТ 2675-80 Кулачки 1-353-7157-9475	396100 392870	Шлифовальный круг 25А 40-П СТ1 7КА ГОСТ 2424-83	397730	Оправка 8800-3157	392870	Калибр-пробка 8133-0949 Ø35Н9 Нутромер НИ 18-50 ГОСТ 868-82 Прибор проверки на биение	393110 394250 394343

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных

        размеров

Таблица 2.6 – Определение последовательности обработки детали

Последовательность механической обработки Ø35Н9	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки,Eу мм
	Квалитет с допуском	Шерохова-тость, Rа, мкм
Поковка	-	100	Базирование в 3-х кулачковом патроне по наружной поверхности с упором в торец	-
Сверление отверстия	12(0,25)	12,5		0.1
Протягивание отверстия	10(0,1)	3,2		0.1
Шлифование отверстия	9(0,062)	1,6		0.1

Погрешность установки:

                                              (2.7)

где E_Б – погрешность базирования, мм; E_{Б =} 0

E_З – погрешность закрепления, мм; Eз=0,1

 мм

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø35Н9	Rz	h	ρ	EУ	Рас-чет-ный при-пуск 2Zmin	Расчетный размер Dp	До-пуск Т	Предельный размер		Предельный размер
								d или D max	d max или D	2Zminпр	2Zmax пр
Поковка	0.16	0.2	0,86	—	—	31,942	1,4	30,5	31,9	—	—
Сверление отверстия	0.04	0.06	0,052	0,1	2,45	34,392	0.25	34,14	34,39	2,49	3,64
Протягивание отверстия	0.004	0.006	0,043	0,1	0,43	34,822	0.16	34,66	34,82	0,43	0,52
Шлифование отверстия	0.002	0,004	0.0043	0,1	0,24	35,062	0.062	35	35,062	0,242	0,34
Суммарный припуск:										3,162	4,5

                                            (2.8)

где  погрешность по смещению , мм

 погрешность по короблению , мм

ρ_см=0,7 мм

ρ_кор=Δк∙D=0,5мм

0,86мм

ρ_ост =Ку  х ρ_заг

ρ_сверл=0,86∙0,06=0,052 мм

ρ_протяг=0,86∙0,05=0,043 мм

ρ_шлиф=0,86∙0,005=0,0043мм                                        

                      (2.9)

где - величина микронеровностей предыдущего перехода

- толщина поверхностного слоя оставшегося от предыдущего перехода

- суммарное значение пространственных отклонений оставшихся от предыдущего перехода

- погрешность установки

2,45 мм

0,43 мм

0,24 мм

Проверка правильности произведенных расчетов:

2Zomax-2Zomin=TDз-ТD_Д

4.5-3.162=1,4- 0,062

1,338 1,3338

2Zoном=2Zomin+Вз- В_Д=3,162+0,9-0,062=4 мм

Dзном= D_Дном-2Zoном=35- 4=31мм

Размер заготовки: Ø31

Схема расположения припусков представлена на рисунке 2.1

          Рисунок 2.1 Схема расположения припусков  

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков

Переходы механической обработки поверхности Ø56h14	Точность обработки			Припуск         табличный, 2Z, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
	квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Rа, мкм
1	2	3	4	5	6
Черновое точение	h14	0,47	12,5	2,5	56
Поковка	—	1,4	100	—	56+2.5=58,5

Размер заготовки: Ø58,5

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

Аналитический расчет режимов резания

Операция 010 −Токарная с ЧПУ

Точить поверхность 9

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принята проходной упорный резец оснащенный пластинками