Разработка технологии обработки детали "Ось КЗР 0202641"

Однократное шлифование, после чернового и получистового точения	Штанген-циркуль,
	Ø 50	0,8	0,016 0,004 0,004	Шлифование, однократное получистовое точение после чернового	Скоба
	540	12,5	___	Однократное фрезерование торцев	Штанген-циркуль, шаблон.

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

Заготовка–поковка. Изготавливается в кузнечном цехе из легированной стали. Заготовку сначала нагревают в нагревательной печи до температуры 1150⁰, а затем, после нагревания ее отрезают на пресс – ножницах. Потом происходит повторное нагревание, а затем штампуют при помощи ГКМ – В114. Затем заготовку отшлифовывают в двух ручьях за 2 хода машины.

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.

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.

Расчёт размеров заготовки, коэффициента использования материала

Исходный индекс – 17

Класс точности – Т2

Группа стали – М1

Степень сложности – С2

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, мм	Дополнительные припуски			Расчетный припуск, мм
				Смещ. по поверхности разъемов штампов	Изогнутость и др. отклонения формы	Откланение меж-осевого расстояния
1	2	3	4	5	6	7	8
Ø 20h14	6.3	3.6	2.7	0,3	0.5	-	3.5
Ø 24h11	3.2	3.6	2.5	0,3	0.5	-	3.3
Ø 33h11	3.2	3.6	2.5	0,3	0.5	-	3.3
Ø 35h6	0.8	4.0	3.3	0,3	0.5	-	4.1
Ø 50f9	2.5	4.0	2.4	0,3	0.5	-	4.1
Ø 49h14	12.5	4.0	2.4	0.3	0.5	-	4.1
Ø 50h6	0.8	4.0	2.4	0.3	0.5	-	4.1
Ø 50h9	2.5	4.0	2.4	0.3	0.5	-	4.1
540	3.2	6.3	2.0	0.3	0.5	-	4.3

Таблица 2.3−Расчёт размеров заготовки

Размер, выдержи-ваемый при обработке заданной поверх-ности детали, мм	Допуск на размер детали, мм	Шерохова-тость 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
Ø 20	h14	6.3	3.6	3.5	20+(3.6×2)=40,4	27
Ø 24	h11	3.2	3.6	4.1	24+(3.6×2)=51	30.6
Ø 33	h11	3.2	3.6	3.3	33+(3.6×2)=56	39.6
Ø 35	h6	0.8	4.0	4.1	35+(4.1×2)=60	43.2
Ø 50	f9	2.5	4.0	4.1	50+(4.1×2)=66	58.2
Ø 49	h14	12.5	4.0	4.1	49+(4.1×2)=426	58.2
Ø 50	h6	0.8	4.0	4.1	50+(4.1×2)=32,4	58.2
Ø 50	h9	2.5	4.0	4.1	50+(4.1×2)=32,4	58
540		3.2	12.5	4.3	50+(4.3×2)=32,4	548.6

Расчёт размеров и массы заготовки, коэффициента использования материала

m_з=m_д+m_{отх.м.о.}, кг                                                                (2.1)

где m_д−масса детали, кг;

m_отх.м.о−масса отходов механической обработки, кг;

m_отх.м.о=V_отх.×ρ, кг                                                               (2.2)

где ρ−плотность материала заготовки, кг/мм³;

V_отх.−суммарный объём удаляемого в процессе механической обработки материала, т. е. объём припусков, мм³.

V_отх.= V₁+V₂+V₃+V₄+V₅+V₆ +V₆  мм³                                              (2.3)

V₁=                                                                                   (2.4)                                                                  

V₁=мм³

V₂

V₂мм³

V₃

V₃мм³

V₄=(D₄²-d₄²)

V₄=

V₅=(D₅²-d₅²)

V₅=мм³

V₆=(D₆²-d₆²)

V₆=мм³

V₆=(D₆²-d₆²)

V₇=мм³

V_отх.= 6965+17115+7899+13847+36209+2461+104473=203048 мм³

m_{отх.мех.обр.} = 203048×7,78×10^-6=1,6 кг

m_з=6,9+1,6=8,5 кг

m_отх.з.= ккг

Н_расх.=8,5+0,85=9,35 кг

КИМ==0,73

КИМ_ТП < КИМ_пр.

Коэффициент использования материала в базовом ТП меньше чем в проектном варианте. В дальнейших заготовках принята заготовка: поковка.

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Анализ базового технологического процесса и составление

последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Последовательность обработки детали в базовом технологическом процессе

010 Фрезерно-центровальная (станок модели КЛ173)

030 Токарно копировальная (станок модели ЕМ288)

040 Токарновинторезная (станок модели 16К20)

050 Токарная с ЧПУ (станок модели 16А20Ф3)

060 Шпоночно фрезерная (станок модели 692Р)

080 Шпоночно фрезерная (станок модели 692Р)

100 Торцешлифовальная (станок модели 3Т161)

110 Торцешлифовальная (станок модели 3Т161)

150 Торцешлифовальная (станок модели 3Т161)

160 Торцешлифовальная (станок модели 3Т161)

170 Торцешлифовальная (станок модели 3Т161)

180 Торцешлифовальная (станок модели 3Т161)

Недостатком базового технологического процесса является:  использование токарно-копировальных станков для обработки поверхностей. С целью концентрации операций и уменьшением численности рабочих принимаем станок с ЧПУ. Также недостатком базового технологического процесса является использование круглошлифовального станка 3Т161, так как в мелкосерийном производстве их не применяют, потому что нецелесообразна переналадка таких станков.

Таким образом, следует применить токарный станок с ЧПУ 16А20Ф3;

В связи с этим проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

040 Токарная с ЧПУ (16А20Ф3)

1 Точить поверхность

2 Точить поверхности

3 Точить канавки

4 Нарезать резьбу

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве черновой базы для операции 040 выбраны наружная поверхность       050h9 С установкой в поводковый патрон и не вращающийся центр лишающим четырех степеней свободы. Поджимом задним центром к поверхности      ,лишающим одной степени свободы.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Данные по выбранному оборудованию заносятся в таблицу 2.4

Таблица 2.4 − Выбор оборудования

Номер и наименование  операции	Код и модель станка	Наименование станка	Стоимость Станка,млн.руб.	Паспортные данные
				Габаритные размеры, мм	Характерис-тика привода	Мощность, кВт	Ряд частот, мин-1	Ряд подач, мм/об
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Токарная с ЧПУ 040	16А20Ф3	Токарный с ЧПУ	42,70	3700х2260	электро привод	11	20… 2500	10… 2000

Таблица 2 − Выбор режущего инструмента

Номер и наименование  операции	Наименование режущего инструмента, его код	Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение, ГОСТ	Приме-няемая СОТС
1	2	3	4	5	6
040 Токарная с ЧПУ	392191 Резец проходной с механическим креплением четырехгранных пластин	Т15К6	Н×В 25х25	ГОСТ 18885-73	Эмульсия
	392191 Конавочный резец	Т15К6	Н×В 5×20	ГОТ18885-73	Эмульсия
	392194 Токарный резьбовой	Т15К6	Н×В α=600	ГОСТ 18885-73	Эмульсия

Таблица 2.5− 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
040 Токарная  с ЧПУ	392810 Патрон поводковый	По наружной поверхности	Ø 50 мм	в резцедержателе	Н×В 60×45	−
	392840 Центр	В отверстие задней бабки	по посадочному диаметру инструмента	в резцедержателе	Конусность 7:24 Ø 50	−

Таблица 2.7 − Выбор измерительного инструмента

Номер и наименование  операции	Наименование инструмента, его код	Диапазон измерения инструмента	Точность измерения инструмента	Допуск измеряемого размера	Обозначение, ГОСТ
1	2	3	4	5	6
040 Токарная с ЧПУ	Резьбовое кольцо	75-100	М24х2-6е	1,2	ГОСТ 9244-75
	393120 Калибр-скоба	50	Н6	0,36	ГОСТ 14810-69
	Контрольный прибор для измерения допуска параллельности	50	0,004	0,25	−
	Контрольный прибор для измерения допуска цилиндричности	50	0,004	0,4	−
	Контрольный прибор для измерения допуска радиального биения	60	0,025
	Контрольный прибор для измерения допуска соосности	50	0,012

Таблица 2.8 − Выбор установочно-зажимных приспособлений

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение межоперационных припусков и операционных размеров

Расчёт припусков представлен в табличной форме.

Таблица 2.9 −Определение последовательности обработки детали

Последовательность механической обработки поверхности Ø 50h6	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчёт погрешности установки,Eу, мм
	Квалитет с допуском, мм	Шероховатость, Ra, мм
1	2	3	4	5
Черновое точение	h14	12,5	Базирование в трёхкулачковом патроне по наружной цилиндрической поверхности Ø116 мм	Eб=0; Eз=0,5 мм; Eу=√Eб2+Eз2= =0,035  мм
Точение получистовое	h11	6,3	Деталь обрабатывается без переустановки поворотом каретки с инструментом	Eу=Eинд= =0,05 мм
Шлифование	h9	1.6	Базирование дет. по наружной пов. в центрах.	Eб=0; Eз=0,5 мм; Eу=√Eб2+Eз2= =0,035  мм
Шлифование	H6	0.8	Базирование дет. по наружной пов. в центрах.	Eб=0; Eз=0,5 мм; Eу=√Eб2+Eз2= =0,035  мм

Таблица 2.10 −Аналитический расчёт припусков, мм

Перехо- ды меха- нической обработки Ø35Н9	Элементы припусков				Расчётный припуск 2*Zmin	Расчётный размер  детали Dp	Допуск T	Предельный размер, мм		Предельный размер, мм
	Rz	h	p	Ee				Dmax	Dmin	2Zminпр	2Zmaxпр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Поковка	0,15	0,25	0,78	−	−	37,933	0,9	38,833	37,933	−	−
Точение черновое	0,05	0,05	0,046	0,035	2,361	35,572	0,33	35,902	35,572	2,361	2,931
Точение получис товое	0,025	0,04	0,039	0,05	0,335	35,237	0,084	35,321	35,237	0,335	0,581
Шлифова ние	0,03	0,03	0,031	0,05	0,138	35,099	0,033	35,132	35,099	0,138	0,189
Шлифова ние	0,005	0,015	0,025	0,035	0,124	34,975	0,025	35	34,975	0,124	0,132

2,95

3,833

ρ_заг=√ρ_кор²+ρ_см²=1,2 мм                                                                               (2.5)

ρ_кор=∆_к×D,                                                                                                   (2.6)

где   ∆_к−удельная кривизна заготовок, ∆_к=0,01 мм,

ρ_кор=погрешность по короблению,

ρ_см=Т/2=2,4/2=1,2 мм                                                                            (2.7)

ρ_кор=0,1×6=0,085 мм

ρ_заг=√0,6²+0,5²=0,78

ρ_ост=k_y×ρ_заг,                                                                                             (2.8)

ρ_ост1=0,06×0,78=0,046

ρ_ост2=0,05×0,78=0,039

ρ_ост3=0,04×0,78=0,031

ρ_ост4=0,03×0,78=0,025

2Zmin=2×(k_Zi-1+h_i-1)+√ρ²_i-1+E²_i                                                                             (2.9)

            2Zmin=2×(0,15+0,25)+√0,78²+0,035²=0,2,361мм

            2Zmin=2×(0,05+0,05)+√0,046²+0,05²=0,335мм

            2Zmin=2×(0,025+0,04)+√0,039²+0,05²)=0,138мм

            2Zmin=2×(0,03+0,03)+√0,031²+0,035²=0,124мм

Проверка

 2Zmax-2Zmin=ТДз-ТДд

3,833-2,958=1,655-0,78

0,875=0,875

Общий номинальный припуск:

2Z_0ном=Z_0min+B_з-В_д

2Z_0ном=2×2,958+0,9-0,025=6791мкм=6,791мм

Z_0ном=35-6,791=28,209мм

Таблица 2.11 −Табличный расчёт припусков

Переходы механической обработки поверхности Ø 50h6	Точность обработки			Припуск табличный Z, мм	Расчёт размера заготовки, мм
	Квалитет, мм	Допуск, мм	Шероховатость, мм
1	2	3	4	5	6
Шлифование	h6	0,03	0.8	0.4	Ø 50
Шлифование	h9	0.1	1.6	0.4	Ø 50.4
Точение получистовое	h11	0.25	3.2	1.2	Ø 51.8
Точение черновое	h14	1.4	6.3	3.2	Ø 54.6
Поковка	−	0.9	−	−	Ø 57.8

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

Аналитический расчет режимов резания.

Операция 040 −Токарная с ЧПУ

Точить поверхность 5

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принят проходной упорный резец оснащенная пластинами из твердого сплава Т15К6 по ГОСТ 24360-80.

Станок 16А20Ф3С39

σ_в=665, D=27мм; d=20мм.

Материал режущей части Т15К6.

II Расчет режимов резания

1 Глубина резания t, мм

t=D-d/2=3,5 мм

2 Подача Sо, мм/об

Рекомендуемая: Sо= 0,3÷0,5 мм/об

Корректируем Sо= 0,3 мм/об

Принимаемая: Sо= 0,3 мм/об

3 Стойкость Т, мин.

Т=60 мин

4 Скорость резания V_рез, м/мин

, м/мин                                                          (2.10)

где Сν=350;     х=0,15;                            

y=0,35;

m=0,2;                            

            Кν=Кмν∙Кпν∙Кuν,                                                                     (2.11)   

                                                                               (2.12)

где n=1,0;

Кпν=1,18;

Кuν=1,4

Кν=1,0×0,8×1,0=0,7

,  м/мин

5 Частота вращения n, мин^-1

, мин                                                                   (2.13) 

 мин^-1               

Корректировка по паспорту станка: n=1300 мин^-1 

6 Действительная скорость резания V_д, м/мин

, м/мин                                                        (2.14)

м/мин

7 Минутная подача Sм, мм/мин

Sм=Sо∙n_ст, мм/мин                                                      (2.15)

Sм=0,9∙1300=1170  мм/мин

Корректировка по паспорту станка: Sм=480 мм/мин

8 Проверочный расчёт:

а) По силе резания:

Pz,x,y=10Cp×t^x×S^y×Vⁿ×Kp  , Н                                (2.16)

где Ср=300;                          х=1.0;                     y=0.75 ;            n=0.89;

                                                                            (2.17)

P=10×300×3,5^1,0×0,3^0,75×80^0,75×0,89=217,6 кН

б) Крутящий момент:

                                                                               (2.18)

Н∙м в) По мощность резания:

                                                                           (2.19)

кВт

Nрез≤1,2Nдв∙η                                                               (2.20)

Nдв=7,2 кВТ

η=0,8

2,55≤1,2∙7,2∙0,8

2,55≤6,9 кВт

Обработка возможна

III Машинное время

  , мин

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

y=36мм

Δ=3 мм

Lр.х.=22+252+40+21+34+15+95+40+

+129+1,6+2+2+2,5+15+5+2+2+4,5=672 мм

(2.22)

 мин

Табличный расчёт режимов резания

Операция 030− Токарная с ЧПУ

Точить поверхности

I Выбор режущего инструмента

Для обработки принят проходной отогнутый резец, с механическим