Разработка технологии обработки детали типа "Вал" с применением станков с ЧПУ (заготовка «Вал» КЗР1550601А)

    2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

2.1 Анализ технических требований на изготовление детали

                Рекомендации по их обеспечению и контролю

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

Номер конструктив-ного элемента	Размеры и требования к их диаметраль-ной и линейной точности	Требо-вания 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
1,14	14860,3 6,3 0,3	6.3	−	Фрезерование Центрование	Штангенцир-куль
2,13	6х30	6.3	−	Точение черновое	Угломер
3	Ø45f7()	1,6	0,05 Д	Точение черновое,  получистовое, шлифование предварительное , окончательное Базирование в патроне по поверхности 8(Ø60)	Скоба, индикатор
4	39.5,   14H11  107 1.4	3,2	0,055 Т0,220	Фрезерование Базирование в призмах по поверхности 8(Ø60) с упором в торец 1	Глубиномер, калибр-призма
5	46±0,8	6.3	−	Точение	Штангенцир-куль
6	Ø62f8()	1,6	−	Точение черновое,  получистовое, чистовое	Штангенцир-куль, скоба
7,11	3х45	6.3	−	Точение черновое	Шаблон
8	Ø60h14	6.3	−	Точение черновое	Штангенцир-куль
9	83±0,8	6,3	−	Точение черновое, получистовое	Штангенцир-куль

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4	5	6
10	Ø51,6h11	1,6	−	Точение черновое,  получистовое, шлифование	Штангенцир-куль, скоба
12	Ø45h14	6.3	−	Точение	Штангенцир-куль
15	Ø52х2х10d	1,6	0,05 Д	Точение черновое,  получистовое, шлифование, шлицефрезерование Базирование в хомутике по поверхности 8(Ø60)	Калибр-кольцо
16	Ø45х2,5х10d	1,6	0,05 Д	Точение черновое,  получистовое, шлифование, шлицефрезерование Базирование в хомутике по поверхности 8(Ø60)	Калибр-кольцо
17,21	4,3±0,5	6.3	−	Точение черновое	Угломер
18,22	15	6.3	−	Сверление	Штангенцир-куль
19,24	12,43, 64max	6.3	−	Сверление	Штангенцир-куль
20,23	M14х1,5-6Н	1,6	−	Нарезание резьбы	Штангенцир-куль, кольцо резьбовое
25	Ø45js6(±0,008)	1,6	0,004 0,004	Точение черновое,  получистовое, шлифование Базирование в патроне по поверхности 8(Ø60) (точение) Базирование в центрах (шлифование)	Скоба
26	Ø45h10	6,3	0,18 Д	Точение черновое,  получистовое, шлифование Базирование в патроне по поверхности 8(Ø60) (точение) Базирование в центрах (шлифование)	Штангенцир-куль, скоба

Окончание таблицы 2.1

1	2	3	4	5	6
27	Ø45h6	1,6	0,004 0,004	Точение черновое,  получистовое, шлифование предварительное , окончательное Базирование в патроне по поверхности 8(Ø60) (точение) Базирование в центрах (шлифование)	Штангенцир-куль, скоба

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

                    2.2.1 Описание метода получения заготовки

Заготовка «Вал»- КЗР1550601А изготовляется на кривошипном  горячештамповочном прессе (КГШП) из стали 25ХГТ путем штамповки в закрытых штампах. 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 толкательной печи и подается на пресс КГШП, 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 рихтовки и контроля поковку направляют в механический цех для обработки. Применение штамповки в серийном 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

Класс точности для закрытой штамповки –Т2 ГОСТ 7505-89

( стр.28 приложение 1)

Группа стали – М2 ГОСТ 7505-89 (стр.8 таблица 1)

Суммарная массовая доля легирующих элементов : 2,48% (0.25% C; 0,2% Si; 1.0% Mn; 0,03% Ti; 1,0% Сr )

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

=

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

=32,11,5=48,15 кг

==0,66>0,63 следовательно, степень сложности С1

Исходный индекс -11 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
14860,3	12,5	4,0	2,2	0,3	-	-	2,5
Ø45h6	1,6	2,0	1,8	0,3	0,8	-	2,9
Ø45f7()	1,6	2,0	1,8	0,3	0.8	-	2,1
Ø45h10	6,3	2,0	1,6	0,3	0.8	-	1,9
Ø62f8()	1,6	2,0	1,6	0,3	0.8	-	1,9
Ø60h14	12,5	2,0	1,3	0.3	0.8	-	1,6
Ø51,6h11	1,6	2,0	1,6	0.3	0,8	-	2,7
8002	12,5	3,6	2,0	0.3	-	-	2,3
830,8	12,5	2,0	1,5	0.3	-	-	1,8
Ø45h14	12,5	2,0	1,3	0,3	0,8	-	2,4
Ø45js60,008	1,6	2,0	1,8	0,3	0,8	-	2,9

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
14860,3	1,6	12,5	4,0	2,5	1486+(2×2,5)=1491	1491
Ø45h6	0,016	1,6	2,0	2,9	45+(2,9×2)=50,8	50
Ø45f7()	0,025	1,6	2,0	2,1	45+(2,1×2)=49,2	49
Ø45h10	0,1	6,3	2,0	1,9	45+(1,2×2)=47,4	48
Ø62f8()	0,046	3.2	2,0	1,9	62+(1,9×2)=65,8	66.5 Т.р.
Ø60h14	0,74	12,5	2,0	1,6	60+(1,6×2)=63,2	63
Ø51,6h11	0,19	1,6	2,0	2,7	51,6+(2,7×2)=57	57
8002	4	12,5	3,6	2,3	800+(2,3×2)=804,6	805
830,8	1,6	12,5	2,0	1,8	83+(1,8×2)=86,6	87
Ø45h14	0,74	12,5	2,0	2,4	45+(2×2,4)=49,8	50
Ø45js60,008	0,016	1,6	2,0	2,9	45+(2×2,9)=50,8	48 А.р.

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=7,2∙^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

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

V_общ=87719+20096+36173+231732+38641+181316+14470=610147 мм³

m_{отх.мех.обр} =610147∙ 7,2∙^10-6=4.7 кг

m_з=27.4+4.7=32.1 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=32.1+32.1∙0,1=35.31 кг

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 Фрезерно-центровальная (cтанок модели КЛ175)

1 Фрезеровать торцы 1,14 одновременно

2 Сверлить два центровых отверстия одновременно

020 Токарно-винторезная (cтанок модели 16К40)

1 Точить наружную цилиндрическую поверхность   6

2 Точить наружную цилиндрическую поверхность   3 , фаску 2

2 Точить конусную поверхность 5

030 Токарно-винторезная (cтанок модели 16К40)

1 Точить наружную цилиндрическую поверхность   8 , фаску 7

2 Точить наружную цилиндрическую поверхность   10

3 Точить наружную цилиндрическую поверхность   12 , фаску 13 

4  Точить наружную цилиндрическую поверхность  25 , фаску 11 

040 Шлифовальная с ЧПУ (cтанок модели 3М151Ф2)

1 Шлифовать наружную цилиндрическую поверхность  12

2 Шлифовать наружную цилиндрическую поверхность  10

050 Шлифовальная с ЧПУ (cтанок модели 3М151Ф2)

1 Шлифовать наружную цилиндрическую поверхность  3

2 Шлифовать наружную цилиндрическую поверхность 6

060 Шлицефрезерная (cтанок модели 5Б352)

1 Фрезеровать на поверхности 10 шлицы 15

070 Шлицефрезерная (cтанок модели 5Б352)

1 Фрезеровать на поверхности 12 шлицы 16

080 Слесарная

090 Шпоночно-фрезерная (cтанок модели 692Р)

1 Фрезеровать шпоночный паз 4

100 Контроль

110 Термообработка

120 Круглошлифовальная (cтанок модели 3М174)

1 Шлифовать наружную цилиндрическую поверхность 3

130 Круглошлифовальная (cтанок модели 3М174)

1 Шлифовать наружную цилиндрическую поверхность 12

140 Токарно-винторезная (cтанок модели 16К40)

1 Сверлить отверстие 24

2 Сверлить отверстие 22

3  Точить фаску 21

4 Нарезать резьбу 23

150 Токарно-винторезная (cтанок модели 16К40)

1 Сверлить отверстие 19

2 Сверлить отверстие 17

3  Точить фаску 18

4 Нарезать резьбу 20

160 Контроль

В соответствии с типом производства предлагается заменить токарно-винторезные операции 020-030 на токарные с ЧПУ, что позволит сократить время на изготовление детали и повысит производительность труда.

Проектный Т.П. представлен в комплекте документов.

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

На первой операции в качестве черновой базы используется наружная необработанная поверхность, образующая двойную направляющую базу, и один из торцов, образующий базу опорную. Деталь устанавливается в самоцентрирующие призмы, что обеспечивает Eб=0 при центровании торцов.

На операциях токарных и шлифовальных, а также при обработке шлицев деталь базируется по центровым гнездам, образуется двойная направляющая база, а с упором в торец, образуется опорная база. Установка производится в центрах с передачей вращения поводками или хомутиками.

При обработке шпоночного паза базирование выполняется