Разработка технологии обработки детали “Корпус” АМ37.01.001

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, предъявляемых к детали, рекомендации по их обеспечению и контролю.

Номер конструктивного элемента	Размеры и требования к их диаметральной и линейной точности	Требования к шероховатости поверхности	Требования к точности взаимного расположения поверхностей и осей, способы базирования	Методы достижения точности: и виды обработки	Методы контроля и средства измерения
1	2	3	4	5	6
1	Ø35h6()	0,8	—	Шлифование, после чистового точения, после получистового, после чернового	Калибр – скоба, образец шероховатости
2	Ø36u8()	1,6	—	Точение чистовое, после получистового, после чернового	Калибр - скоба
3	Ø50h14()	12,5	—	Точение черновое	Штанген-циркуль
4,5	11h11()	12,5	—	Черновое обтачивание	Штанген-циркуль
6	2×45	12,5	—	Черновое обтачивание	Визуально
7	Ø70H10()	3,2	—	Растачивание получистовое, после чернового	Калибр- пробка
8	Ø36H14()	12,5	—	Сверление	Штанген-циркуль
9	Ø9	12,5	—	Сверление	Калибр- пробка
10	М10×1-6Н	3,2	—	Резьбонарезание	Пробка резьбовая
11	Ø14Н14()	3,2	—	Сверление и последующее резьбонарезание	Пробка резьбовая
12	57±0,3	12,5	—	Растачивание получистовое, после чернового	Штанген-циркуль
13	Ø22,5Н14()	12,5	—	Сверление	Штанген-циркуль
14	Ø6Н14()	12,5	—	Сверление	Штанген-циркуль
15	Ø25Н14()	12,5	—	Растачивание	Штанген-циркуль
16	132Н14()	12,5	—	Черновое обтачивание	Штанген-циркуль
17	1,0×45	12,5	—	Черновое обтачивание	Визуально
18	Ø33(), R0,2, 1,9()	12,5	—	Точение	Калибр – скоба, шаблон
19	69h12()	12,5	—	Черновое точение	Штанген-циркуль
20	19±0,2	12,5	—	Черновое растачивание	Штанген-циркуль
21	14,5±0,2	12,5	—	Черновое точение	Штанген-циркуль
22	16±0,2	12,5	—	Растачивание получистовое, после чернового	Калибр- пробка
23	26h14()	12,5	—	Черновое обтачивание	Штанген-циркуль
24	Ø12H11()	12,5	—	Черновое обтачивание	Штанген-циркуль
25	Ø11H13()	12,5	—	Сверление	Калибр - пробка

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

Заготовка “Корпус” АМ37.01.001  изготовляется из АЛ4 путем литья в разовые песчаные формы. Формовка, заливка и выбивка заготовки происходит на автоматических формовочных линиях. Конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

После очистки заусенцев и контроля отливку направляют в механический цех для обработки.

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

Материал – АЛ4

Точность отливки – 10-7-5-10 по ГОСТ 1583 – 93

Таблица 2.2 – Назначение допусков и припусков на отливку

Номинальный размер детали, мм	Допуски размера, мм	Допуски формы, мм	Общий допуск, мм	Ряд припусков	Минималь-ный припуск, мм	Общий припуск, мм	Расчетный припуск на размер отливки, мм
1	2	3	4	5	6	7	8
Ø35h6()	2,2	0,5	2,4	4	0,4	3,4	3,8
Ø36u8()	2,2	0,5	2,4	4	0,4	3,1	3,5
Ø50h14()	2,4	0,5	2,4	4	0,4	1,9	2,3
11h11()	1,8	0,5	2,2	4	0,4	1,8	2,2
Ø70H10()	2,8	0,5	3,2	4	0,4	3,9	4,3
132Н14()	3,2	0,64	3,2	4	0,4	2,4	2,8

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	Исполни-тельный размер заготовки, мм
1	2	3	4	5	6	7
Ø35h6()	0,016	0,8	2,2	3,8	35 + 3,8 × 2 = 42,6	39,2±1,1 по аналитическому расчету
Ø36u8()	0,039	1,6	2,2	3,5	36 + 3,5 × 2 = 43	43±1,1
Ø50h14()	0,62	12,5	2,4	2,3	50 + 2,3 × 2 = 54,6	54,6±1,2
11h11()	0,43	12,5	1,8	2,2	11 + 2,2 × 2 = 15,4	15,4±0,9
Ø70H10()	0,32	12,5	2,8	4,3	70 – 2,8 × 2 = 64,4	64,4±1,4
132Н14()	1,6	12,5	3,2	2,8	132 – 2,8 × 2 = 126,4	126,4±1,6

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=7,2×10^-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

мм³

мм³

мм³

мм³

мм³

V_общ= V₁+V₂+V₃+V₄+V₅+V₆+V₇+V₈+V₁₀+V₁₁ + V₁₂

V_общ= 10510 + 6296 + 7554 + 15045 + 9453 + 39757 + 41711 + 28585 + 9322 + 141,3 + 1077 + 550 = 170001 мм³

m_{отх.мех.обр} =170001× 2,7×10^-6 = 0,46 кг

m_з = 0,64 + 0,46 = 1,1 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 = 1,1 + 1,1 × 0,10 = 1,21 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 Вертикально – сверлильная ( станок модели 2Н135)

1 Сверлить центровое отверстие 1

020 Токарно - винторезная(станок модели 16К20)

1 Точить поверхность 1

030 Токарно - винторезная (станок модели 16К20)

1 Подрезать торец 1

2 Сверлить отверстие 3

3 Расточить отверстие 2

040 Токарно – винторезная (станок модели 16К20)

1 Подрезать торец 2

2 Расточить отверстие 1

3 Расточить фаску 3

050 Токарно - винторезная (станок модели 16К20)

1 Точить поверхность 1, выдерживая размер Ø36,3h9

2 Точить поверхность 2, выдерживая размер Ø35,3h9

3 Точить фаску 3

4 Точить канавку 4

5 Шлифовать поверхность 1

6 Шлифовать поверхность 2

060 Вертикально - сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Сверлить три отверстия 2

070 Вертикально - сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Зенкеровать отверстие 1

090 Фрезерная с ЧПУ (станок модели 6Т13Ф3)

1Фрезеровать плоскости 1 и 2

110 Токарно – винторезная (станок модели 16К20)

1 Расточить отверстие 2

2 Расточить отверстие 3

3 Расточить фаску 1

120 Вертикально – сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Цековать два отверстия 1 и 2

140 Вертикально – сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Сверлить отверстие 1

160 Вертикально – сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Сверлить отверстие 2

170 Вертикально – сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Зенковать фаску 1

180 Вертикально – сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Цековать отверстие 1

200 Вертикально – сверлильная (станок модели 2Н135)

1 Нарезать резьбу 2

Недостатком базового технологического процесса является:  использование ряда вертикально – сверлильных станков для обработки отверстий. С целью концентрации операций и уменьшением численности рабочих желательно для сверлильных операций применить станки с ЧПУ.

Таким образом, целесообразно объединить операции и применить для обработки отверстий и плоскостей станок модели ГФ2171.

Таким образом, проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

010 Вертикально – сверлильная

020 Токарная

030 Токарная

040 Токарная

050 Токарная

060 Фрезерная с ЧПУ

070 Фрезерная с ЧПУ

080 Шлифовальная

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве черновой базы для первой операции выбирается наружная поверхность 42,6 мм, и один из торцев; на данной операции происходит обработка центрового отверстия. На следующей операции в качестве базы применяют центровое отверстие и торец детали, на данной операции происходит обработка наружных поверхностей. Далее в качестве базы используется наружная обработанная поверхность, на данной операции происходит обработка внутренних поверхностей.

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	Характеристика привода	Мощность, кВт	Ряд частот, мин	Ряд подач, мм/об
1	2	3	4	5	6	7	8	9
010	381XXX 2Н135	Вертикально - сверлильный	21,5	1,03×0,825	—	4	31-1400	0,1-1,6
020	381163 16К20	Токарно - винторезная	10,8	3,7×2,26	Электропривод	11	20-2500	б/с
030	381163 16К20Ф3	Токарно - винторезная	10,8	3,7×2,26	Электропривод	11	20-2500	б/с
040	381163 16К20Ф3	Токарно - винторезная	10,8	3,7×2,26	Электропривод	11	20-2500	б/с
050	38XXX ГФ2171	Фрезерная с ЧПУ	159,2	3,68×4,17	Электропривод	13	40-2000	б/с
060	38XXX ГФ2171	Фрезерная с ЧПУ	159,2	3,68×4,17	Электропривод	13	40-2000	б/с
070	38XXX 3М151	Круглошлифовальная	21	4,605×2,405	Гидропривод	10	50-500 1590	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	396100	Сверла центровочные	391442	Резцедержка	392800
020	Патрон Центр жёсткий Центр вращающийся	396100 392844 392842	Резец проходной Резец канавочный	392192 392195	Резцедержка	392800	Калибр – скоба Штангенциркуль Прибор для контроля: биения, соостности, перпендикулярности	393120 393311 394343
030	Патрон	396100	Резец расточной	392133	Резцедержка	392800	Калибр-пробка, штангенциркуль	393141 393311
040	Патрон	396100	Резец проходной Резец расточной	392192 392133	Резцедержка	392800	Штангенциркуль	393311

Продолжение таблицы 2.5

050	Приспособление станочное	396110	Сверло центровочное сверло спиральное, зенкер-цековка, фреза торцовая	391242 391220 391650 391820	Патрон быстросменный	392819	Штангенциркуль, Калибр - пробка	393311 393141
060	Приспособление станочное	396110	Сверло центровочное, сверло спиральное, метчик	391242 391220 391391	Патрон быстросменный Патрон предохранительный	392819 392818	Штангенциркуль, Резьбовая калибр – пробка	393311 393140
070	Хомутик Центры жёсткие	392870 392844	Шлифовальный круг	397732	Оправка	392800	Калибр-скоба Шаблон Калибр Прибор для контроля: биения, соостности	393120 393610 393190 394343

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø35h6	Rz	h		ρ	EУ	Расчетный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск	Предельный размер		Предельный припуск
									Dmax	Dmin	2Zminпр	2Zmaxпр
Отливка	0,7			1,1	—	—	39,2	1,1	40,3	39,2	—	—
Черновое точение	0,05		0,05	0,066	0,06	3,6	35,64	0,39	36,03	35,64	3,6	4,27
Получистовое точение	0,04		0,035	0,055	0,05	0,37	35,3	0,1	35,4	35,3	0,37	0,63
Чистовое точение	0,03		0,03	0,044	0,05	0,16	35,114	0,039	35,153	35,114	0,16	0,247
Шлифование	0,005		0,015	0,022	0,06	0,13	34,984	0,016	35	34,984	0,13	0,153
Суммарный припуск:											4,26	5,3

                                            (2.8)

ρ_см = Т/2 = 2,2/2 = 1,1 мм

ρ_кор = Δк×D = 1×0,085 = 0,085 мм

мм

ρ_черн =1,1×0,06 = 0,066 мм

ρ_пол = 1,1×0,05 = 0,055 мм

ρ_чист= 1,1×0,04 = 0,044 мм

ρ_тонк= 1,1×0,02 = 0,022 мм

                      (2.9)

 мм

 мм

 мм

 мм

Проверка правильности произведенных расчетов:

2Zomax-2Zomin=TДз-ТД_Д

5,3 – 4,26 = 1,1 – 0,016

1,04  = 1,04

2Zoном = 2Zomin + ВДз- ВД_Д = 4,26 + 1,1 – 0,016 = 5,1 мм

Дзном = Д_Дном - 2Zoном = 35 + 5,1 = 40,1 мм

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности Ø36u8	Точность обработки			Припуск табличный, Z, мм	Расчёт размеров заготовки d или D, мм
	квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Rа, мкм
1	2	3	4	5	6
Чистовое точение	u8	0,039	1,6	1,2	Ø36u8
Получистовое точение	h10	0,1	3,2	1,8	36 + 1,2 = 37,2
Черновое точение	h14	0,62	12,5	2,5	37,2 + 1,8 = 40
Отливка	—	2,2	200	—	40 + 2,5 = 42,5±1,1

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

Аналитический расчет режимов резания

Операция

Дано:

Станок  - ГФ2171

Материал заготовки – алюминий АЛ4 ГОСТ2685 – 75;

Обработка – предварительная

Вид механической обработки – центровать отверстие

D = 20мм, L = 10 мм

Решение

1 Выбор режущего инструмента

Для сверления принимаем спиральное цилиндрическое сверло, с коническим хвостовиком Ø20 мм по ГОСТ4010-77

2 Расчет режимов резания

1 Глубина резания

t =

2 Подача

Рекомендуемая s = 0,66 – 0,76

Принимаем s = 0,7 

3 Стойкость Т = 60 мин

3 Скорость резания

                                                                                      (2.10)

где Сv =40,7, q = 0,25, y = 0,4, m = 0,125 – показатели степени

                                    Кν=Кмν∙Кпν∙Кuν,                                                   (2.11)   

                                                                                                 (2.12)

К - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.  где n=1,3;

Кпν = 1,0 – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.

Кuν = 1,0 – коэффициент, учитывающий материал режущего инструмента.

Кν = 1,22×1,0×1,0=1,22.

м/мин

4 Частота вращения

                                  , мин                                            (2.13)

 мин

Корректируем по паспорту станка n = 2800 мин

5 Действительная скорость резания

                                , м/мин                                            (2.14)

 м/мин                              

6 Крутящий момент

                             , Н·м                            (2.15)

где См = 0,005, q = 2,0, y = 0,8 – показатели степени

                                                                                                 (2.16)

 Н·м

7 Осевая сила

                             , Н                                   (2.17)

где Ср = 9,8, q = 1,0, у = 0,7 – показатели степени

                                         , Н

8 Мощность резания

                            , кВт                                                   (2.18)

кВт

3 Определяем основное время

а) Длина резания:

lрез=10 мм б) Длина рабочего хода:

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

y = ctgφ =1

Δ = 2 мм

Lр.х.=10+1+2=13 мм в) Машинное время:

,мин                                                            (2.21)

 мин

Табличный расчет режимов резания.

Операция 070.

Шлифовать поверхность 1

Дано:

Станок – 3А151;

Материал заготовки – алюминий АЛ4 ГОСТ2685 – 75;

Обработка – окончательная;

Вид шлифования – наружное круглое;

D = 35h6() мм, lрез = 45,2 мм, dкр =600 мм .

1 Выбор шлифовального круга

Для шлифования принимаем следующий шлифовальный круг:

ПП – плоского прямого профиля;

25А – электрокарунд белый;

40Н – зернистость 40, индекс зернистости Н;

Т2 – твердость;

7 – структура;

К8 – связка керамическая;

А – класс круга;

50 м/с – скорость вращения круга.

ПП 25А 40Н Т2 7 К8 А 50

2 Расчет режимов резания ( выполнен книге «Режимы резания металлов: