Разработка технологии обработки детали Корпус подшипника ПКК 0108111А

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

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

Материал – СЧ 20

Точность отливки – 11-1-0-11 по ГОСТ 26645-85

Таблица 2.2 – Назначение допусков и припусков на отливку

Номинальный размер детали, мм	Допуски размера, мм	Допуски формы, мм	Общий допуск, мм	Ряд припусков	Минимальный припуск, мм	Общий припуск, мм	Расчетный припуск на размер отливки, мм
1	2	3	4	5	6	7	8
47±0,3	4,0	0,12	4	1	0,1	2,4	2,5
Ø62Н9(+0,074)	4,0	0,12	4	1	0,1	4,3	4,4
Ø80h12(-0,3)	4,4	0,12	5	2	0,2	4,4	4,6
12±1,0	2,8	0,12	3,2	1	0,1	1,9	2

Таблица 2.3 – 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	Исполнительный размер заготовки, мм
1	2	3	4	5	6	7
47±0,3		12,5	4	2,5	47+(2,5·2)=52	52
Ø62Н9(+0,074)	0,074	2,5	4	4,4	62-(4,4·2)=53,2	53,2
Ø80h12(-0,3)	-0,3	6,3	5	4,6	80+(4,6·2)=89,2	89,2
12±1,0		12,5	3,2	2	12+(3,2·2)=18,4	18,4

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_СЧ=7,78·10^-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

V_общ  =V₁+V₂+V₃+V₄                                                                                                    (2.4)

V_общ  = 37403+39102+2712+2198 = 81415мм³

m_{отх.мех.обр}  = 81415· 7,78· 10^-6 = 0,63кг

m_з= 2+0,63 = 2,63кг

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):

Н_расх = 2,63*0,263= 0,69мм³

По произведенным расчетам мы пришли к мнению, что метод получения заготовки остается аналогичным базовому.

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Анализ базового технологического процесса и составление

последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Перечень операций базового технологического процесса:

010 Токарно-винторезная (станок модели 16К20): точение поверхности 1, подрезка двух торцов 2 и 3.

020 Токарная с ЧПУ (станок модели 1П426Ф3): подрезать торец 4, расточить отверстие 5 и предварительно две фаски 6 и 7, расточить три канавки 8,9,10.

030 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125): сверлить два отверстия 12.

040 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125): зенковать две фаски в двух отверстиях 11.

060 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125): сверлить два отверстия 15.

070 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125): зенковать две фаски в двух отверстиях 14.

080 Вертикально-сверлильная (станок модели 2Н125): нарезать резьбу в двух отверстиях 16.

100 Резьбонарезная (станок модели 2056): нарезать резьбу в двух отверстиях 13.

Недостатком базового технологического процесса является:  использование пяти вертикально – сверлильных станков и одного резьбонарезного станка для обработки отверстий. С целью концентрации операций, повышения степени механизации и уменьшения численности рабочих целесообразно использовать станок с ЧПУ.

Таким образом, целесообразно объединить операции 030,040,060,070,080, 100 и применить многоцелевой станок 2С150ПМФ4 и выполнить обработку на трех операциях:

010 Токарно-винторезная. Станок 16К20;

020 Токарная с ЧПУ. Станок 1П426Ф3;

030 Сверлильная с ЧПУ. Станок 2С150ПМФ4.  

Проектируемый технологический процесс представлен в сводной таблице режимов резания.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования.

Номер операции	Код и модель станка	Наименование станка	Стоимость станка, млн. руб.	Паспортные данные
				Габаритные размеры, мм	Характеристика привода	Мощность привода, кВт	Ряд частот, мин-1	Ряд подач, мм/об (мм/мин)
010	4114 16К20	Токарно- винторезный 16К20	25443774	2505-3795× 1190×1500	Эл. привод	11	12,5-1600	Прод. 0,05-2,8 Попер. 0,025-1,4
020	4233 1П426Ф3	Токарный с ЧПУ	133871399	3550-2400	Эл. привод	22	12,5-2500	1-1600
030	4232 2С150ПМФ4	Многоцелевой	107905705	3100×2700× 3500	Эл. привод	17	28-3500	1-5000

Таблица 2.5 – Выбор технологической оснастки.

Номер и наименование операции	Приспособление		Режущий инструмент		Вспомогательный инструмент		Измерительный инструмент
	Наименов.	Код	Наименов.	Код	Наименов.	Код	Наименов.	Код
010 Токарно-винторезная    4110	Разжимная оправка	396100	Резец проходной упорный, ВК8	392151	Резцедержа- тель	392870	Штанген- циркуль Калибр- скоба	393311 393122
020 Токарная с ЧПУ 4114	3-х кулач- ковый патрон	396110	Резец Проходной упорный ВК8 Резец расточной ВК8 Резец канавочный ВК8	392191 392193 392195	Патрон	392819	Шаблон Калибр- пробка Нутромер Нутромер Шаблон Штанген- циркуль	393610 393141 393458 393458 393610 393311
030 Сверлильная с ЧПУ 4232	Приспо- собление станочное	396110	Сверло для центрования ВК8 Сверло Метчик	391290 391290 391391	Оснастка Технологи- ческая	396190	Штанген- циркуль Калибр- пробка резьбовая	393311 393140

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 Ø62Н9	Точность обработки		Способ базирования детали в приспособлении	Расчет погрешности установки,Eу мм
	Квалитет с допуском	Шераховато-сть, Rа, мкм
Черновое растачивание	Н14	12,5	Базируем по наружному обработанному  Ø80h12	Ęб.= 0 Ęз.= 0,1
Получистовое растачивание	Н11	6,3	Без переустановки детали с заменой инструмента	Ęинд.= 0,05
Чистовое растачивание	Н9	2,5	— / / —	Ęинд.= 0,05

Погрешность установки:

                                              (2.7)

где E_Б – погрешность базирования, мм;

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

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø62Н9	Rz	h	ρ	EУ	Расчет-ный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск, Т	Предельный размер		Предельный размер
								Dmax	Dmin	2Zminпр	2Zmaxпр
Отливка	0,6		2,1	—	—	55,844	4	59,844	55,844	—	—
Черновое растачивание	0,05	0,05	0,13	0,1	5,4	61,244	0,3	61,544	61,244	5,4	1,7
Получистовое растачивание	0,025	0,03	0,11	0,05	0,48	61,724	0,19	61,914	61,724	0,48	0,37
Чистовое растачивание	0,02	0,025	0,084	0,05	0,35	62,074	0,074	62,148	62,074	0,35	0,234
Суммарный припуск:										6,23	2,304

                                            (2.8)

ρ_см = Т/2 = 2,8/2 = 1,4мм

ρ_кор = Δк ∙D = 0,8∙62 = 49,6 мкм = 0,05мм

мм

ρ_черн = 0,06∙2,1= 0,13мм

ρ_пол = 0,05∙2,1= 0,11мм

ρ_чист = 0,04∙2,1= 0,084мм

                      (2.9)

 мм

 мм

 мм

Проверка правильности произведенных расчетов:

2Zomax - 2Zomin = TДз - ТД_Д

6,23-2,304 = 4 - 0,074

3,926 = 3,926

2Zoном = 2Zomin + ВДз - ВД_Д = 5400+4000- 74 = 9326мкм

Дзном = Д_Дном - 2Zoном = 62- 9,326 = 52,674мм

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности Ø80h12	Точность обработки			Припуск табличный, Z, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
	квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Rа, мкм
Точение получистовое	h12	0,3	12,5	2,0	Ø80h12
Точение черновое	h14	0,74	6,3	3,5	80-2 = 82
Отливка	—	5	—	—	82+3,5 = 85,5
12±1,0
Обтачивание черновое	h14	0,27	12,5	2,0	12
Отливка	—	3,2	—	—	12+2 = 14
47±0,3
Обтачивание черновое	h14	0,62	12,5	3,0	47
Отливка	—	4,0	—	—	47+3 = 50

2.4.2 Определение режимов резания на проектируемые операции. Сводная таблица режимов резания

Аналитический расчет режимов резания.

Операция 010.

Точить поверхность

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принимаем токарный проходной упорный отогнутый резец с углом в плане 90⁰ оснащенный пластинкой из твердого сплава (по ГОСТ 18879-73)

Материал режущей части ВК8.

Сечение державки H×B=16×10

Геометрические параметры:

2 Расчет режимов резания

а) Глубина резания t = мм

t = мм б) Подача:

рекомендуемая: So = 0,4-0,5 мм/об принимаемая: So =0,4 мм/об в) Стойкость:

Т=60 мин г) Скорость резания:

                                                             (2.10)

где С = 292;                                                             

m = 0,2; х = 0,15;

y=0,2;

            Кν = Кмν ∙ Кпν ∙ Кuν,                                                      (2.11)   

                                                                                  (2.12)

где n=1,25;

Кпν=0,85;

Кuν=0,83.

Кν=1∙0,85∙0,83=0,7

м/мин д) Частота вращения:

,                                                           (2.13) 

 мин^-1                корректировка по паспорту станка: n=400 мин^-1  е) Действительная скорость резания:

,                                                      (2.14)

м/мин з) Силу резания:

P_z = 10 · C_p· t^x · S^y · υⁿ · K_p                                                                  (2.15)

где Ср = 90;                                 

х = 1;

y = 0,75;

n = 0;

                                                                     (2.16)

Kp = K_mp · K_γp · K_φp · K_λp                                                                    (2.17)

Где K_γp = 1;

K_φp  = 0,94;

K_λp = 1;

Kp = 1· 0,94 · 1 = 0,94

P_z = 10 · 90 · 2,5¹ · 0,4^0,75 · 107⁰ · 0,94 = 1057Н   к) Мощность резания:

                                                                   (2.18)

кВт л) Проверочный расчет мощности:

Nрез≤1,2Nдв∙η                                                       (2.19)

Nдв=14 кВТ

η=0,7

1,85≤1,2∙14∙0,7

1,85≤11,76

3 Машинное время

а) Длина резания:

lрез = 6мм б) Длина рабочего хода:

Lр.х. = lрез + y + Δ                                                 (2.20)

y = t · ctg 60⁰ = 2,5 · 0,75 = 1,87

Δ = 2÷3мм

Lр.х.= 6 + 1,87 + 2 = 9,87мм в) Машинное время:

                                                                (2.21)

 мин

Табличный расчет режимов резания.

Операция 030.

Центровать два отверстия до обработки фаски

1 Выбор режущего инструмента

Для обработки принимаем центровочное сверло из твердого сплава по           ГОСТ 14952-75.

D = 12мм;

Материал режущей части ВК8.

2 Расчет режимов резания

а) Глубина резания t = 0,5·D = 0,5·12 = 6мм б) Подача:

рекомендуемая: Sо = 0,12-0,22 мм/об принимаемая: Sо = 0,2 мм/об в) Стойкость:

Т = 60 мин г) Скорость резания (см. формула 2.13):

 = 23,3 м/мин д) Частота вращения:

мин^-1

Корректируемая n_ст = 600мин^-1

е) Действительная скорость резания

_д =  м/мин ж) Проверочный  расчет по осевой силе

Р_о = Р_табл.· К_р = з) Мощность резания:

Nрез=0,9 кВт и) Проверочный расчет мощности (см. формула 2.20):

Nдв =14 кВТ

η = 0,7

0,9≤1,2∙14∙0,7

0,9≤11,76

3 Машинное время

а) Длина резания:

Lрез = 4мм б) Длина рабочего хода (см. формула 2.20)

Lр.х.= Lрез + y + Δ

где y = 0,3·D = 3,6мм

Δ = 2÷3мм

Lр.х.= 4 + 3,6 + 2 = 9,6мм в) Машинное время (см. формула 2.22):

 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 16К20	1	Точить поверхность 1 выдерживая размер Ø80h12(+0,30)	85,5	2,5	6	9,87	1	0,4	160	400	107	0,06	-
	2	Подрезать торец 3 выдерживая размер 47±0,3	50	3	15	25	1	0,2	56	280	70	0,44	-
	3	Подрезать торец 2 выдерживая размер 12±1,0	14	2	28	33	1	0,2	32	160	69	1,03	-
	Итого:											1,53	-
020 1П426Ф3	4	Подрезать торец 4 Выдерживая размер 47±0,3	50	3	14	19	1	0,2	70	350	83,5	4,48	3,82
	5	Расточить отверстие 5 до Ø61 и две фаски  6 и 7 предварительно	60	1,5	56	58	1	0,2	70	350	65,9
	6	Расточить отверстие 5 выдерживая размер Ø62Н9(+0,074)	62	0,25	56	58	1	0,08	28	350	68
	7	Расточить три канавки 8,9,10 выдерживая  Размеры Ø65+0,30, R0,2, 1,9+0,25	65	1,5	3	4,5	3	0,08	28	350	71
	Итого:											4,48	1,69
030 2С150ПМФ4	8	Центровать два отверстия 12 до образования фасок 11	12	6	4	9,6	2	0,2	120	600	22	1,56	1,64
	9	Сверлить два отверстия 12	10,2	5,1	17	23	2	0,2	100	500	16	0,17×2
	10	Нарезать резьбу в двух отверстиях 13	10		20	26	2	1,0	250	250	7,8	0,16×2
	11	Переустановить деталь	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	12	Центровать два отверстия 15 до образования фасок 14	12	6	4	9,6	2	0,2	120	600	22
	13	Сверлить два отверстия15	9	4,5	15	21	2	0,14	70	500	14
	14	Нарезать резьбу в двух отверстиях 16	10		20	26	2	1,75	437	250	7,8
	Итого:

2.4.3 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица норм   времени

020 Токарная с ЧПУ

1. Основное время обработки:

Тмо=0,32+0,34+0,12+0,1+0,27+0,3+0,34+0,12+0,17+0,49+0,2+0,1+0,15+0,49+   +0,14+0,18+0,41+0,18+0,69=5,11 мин

2. Машинное вспомогательное время:

Тмв=0,03∙3+0,17∙4+0,16∙2+0,33∙11+0,36∙2+0,34+0,16=5,97 мин

3. Время цикла автоматической работы станка:

Т_Ца=Тмо+Тмв                                                         (2.23)

Т_Ца= 5,11+5,97=11,08 мин

4. Вспомогательное время:

Тв= tус+ tуп+ tизм                                                 (2.24)

где tус – время на установку и снятие заготовки, мин;

t_УП – время на приемы управления станком;

t_ИЗМ – время на измерение;

tус=tуст+tзаж=0,15+0,37=0,52 мин

tуп=tвк.отк+tщ=0,04+0,03=0,07 мин

tизм=0,13+0,21+0,1+0,6+0,1=1,84 мин

Так как время на измерение перекрывается временем цикла автоматическим, то в дальнейших расчетах его не учитывают.

Тв=0,52+0,07=0,59 мин

5. Оперативное время обработки:

Топ=Т_Ца+Тв                                                              (2.25)

Топ=11,08+0,59=11,67 мин

6. Время на организацию технического обслуживания:

α_ОБС=3,5%      α_ОТЛ=4%

7. Штучное время:

                                        (2.26)

 мин

8. Подготовительно-заключительное время:

Тпз=Тпз_ОРГ+Тпз_НАЛ                                                            (2.27)

а) Подготовительно-заключительное время  на организационные моменты, мин:

Тпз_ОРГ=tпол+tозн+tи-ж                                                      (2.28)

tпол=10 мин

tозн=2 мин

tи-ж=3 мин

Тпз_ОРГ=10+2+3=15 мин б) Подготовительно-заключительное время  на наладку станка, мин:

Тпз_НАЛ=tпул+tперф+tкоор+tкор+tуст.сн+tус.блок+tр.раб                 (2.29)

tпул=0,04 мин           tуст.сн=11 мин

tперф=0,5 мин           tус.блок=1,2∙18=21,6 мин

tкоор=0,25 мин         tр.раб=0,3 мин

tкор=0,05 мин

Тпз_НАЛ=0,04+0,5+0,25+0,05+11+21,6+0,3=33,74 мин

Тпз=15+33,74=48,74 мин

9. Штучно-калькуляционное время:

                                              (2.30)

 мин

020 Комплексная на обрабатывающих центрах

1. Основное время обработки:

Тмо=3,96 мин

2. Машинное вспомогательное время:

Тмв=0,06 мин

3. Время цикла автоматической работы станка (см. формулу 2.23):

Т_Ца= 3,96+0,06=4,02 мин

4. Вспомогательное время (см. формулу 2.24)::

tус= 0,15+0,37=0,52 мин

tуп= 0,04+0,03=0,07 мин

tизм=0,1+0,13+0,16=0,39 мин

Так как время на измерение перекрывается временем цикла автоматическим, то в дальнейших расчетах его не учитывают.

Тв=0,52+0,07=0,59 мин

5. Оперативное время обработки (см. формулу 2.25)::

Топ=4,02+0,59=4,61 мин

6. Время на организацию технического обслуживания:

α_ОБС=3,5%      α_ОТЛ=4%

7. Штучное время (см. формулу 2.26):

 мин

8. Подготовительно-заключительное время (см. формулу 2.27):

а) Подготовительно-заключительное время  на организационные моменты, мин (см. формулу 2.28):

подготовительно-заключительное время  на наладку станка, мин;

tпол=10 мин

tозн=2 мин

tи-ж=3 мин

Тпз_ОРГ=10+2+3=15 мин б) Подготовительно-заключительное время  на наладку станка