Разработка технологии обработки детали "Корпус" КТ03.12.101

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	Методы достижения точности: способы базирования и виды обработки	Методы контроля и средства измерения
1	2	3	4	5	6
1,7	133	12,5	—	Фрезерование	штангенциркуль
2	Ø 62Н7	1,6		Растачивание тонкое, после чистового, после получистового, после чернового	Калибр – пробка, образцы шероховатости
3	Ø50	12,5	—	Растачивание  черновое	Штанген-циркуль, визуально
4	25	12,5	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
5,8	124±0,3	12,5		Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
6,18	84	12,5	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
9,17	277	12,5	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
10,22	268	12,5	—	Фрезерование	Штангенциркуль, визуально

Продолжение таблицы 2.1

1	2	3	4	5	6
11	Ø40	12,5	—	Растачивание черновое	Штанген-циркуль, визуально
12	Ø52Н7	1,6		Растачивание  тонкое, после чистового, после получистового, после чернового	Калибр – пробка, штангенциркуль, образцы шероховатости
13	Ø62	12,5	—	Растачивание черновое	Штанген-циркуль, визуально
14	Ø60	12,5	—	Растачивание черновое	Штанген-циркуль, визуально
15	Ø50	12,5	—	Растачивание черновое	Штанген-циркуль, визуально
16,20	Ø62Н7	1,6		Растачивание тонкое, после чистового, после получистового, после чернового	Калибр – пробка, штангенциркуль, образцы шероховатости
19	15	12,5	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
21	Ø70Н7	1,6		Растачивание тонкое, после чистового, после получистового, после чернового	Калибр – пробка, штангенциркуль, образцы шероховатости
23	17	12,5	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
24	22	12,5	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
25	Ø100	12,5	—	Растачивание черновое	Штанген-циркуль, визуально

Окончание таблицы 2.1

1	2	3	4	5	6
26	Ø120	12,5	—	Растачивание черновое	Штанген-циркуль, визуально
27	97h9()	3,2	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
28	Ø75Н11()	3,2	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
29	Ø11()	12,5	—	Сверление	Штанген-циркуль, визуально
30	Ø30()	12,5	—	Сверление	Штанген-циркуль, визуально
31	10±0,1	3,2	—	Фрезерование	Штанген-циркуль, визуально
32	М10-6G	6,3		Резьбонарезание, после сверления	Резьбовая калибр - пробка, визуально
33	М6-7Н	6,3		Резьбонарезание, после сверления	Резьбовая калибр - пробка, визуально
34	Ø12()	12,5	—	Сверление	штангенциркуль
35	М16×1,5 – 7Н	6,3	—	Резьбонарезание, после сверления	Резьбовая калибр - пробка, визуально
36	Ø22()	12,5	—	Цекование, после сверления	Штанген-циркуль, визуально

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

Деталь “Корпус” КТ03.12.101  изготовляется в индукционных тигельных печах из ВЧ45 путем литья в разовые песчаные формы на автоматических формовочных линиях. В них происходит формовка и заливка, выбивка заготовки. Конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

После всего вышеперечисленного - зачищают заусенцы. После очистки 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 – ВЧ45

Точность отливки – 9-5-6-10 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	Минималь-ный припуск, мм	Общий припуск, мм	Расчетный припуск на размер отливки, мм
1	2	3	4	5	6	7	8
Ø62Н7()	2,0	0,32	2,0	4	0,4	4,3	4,7
Ø70Н7()	2,2	0,32	2,4	4	0,4	4,6	5
Ø52Н7()	2,0	0,32	2,0	4	0,4	4,3	4,7
124±0,1	2,4	0,32	2,4	4	0,4	4,0	4,4
257±0,2	3,2	0,8	3,2	4	0,4	3,4	3,8
97h9()	2,2	0,32	2,4	4	0,4	4,0	4,4
400	3,2	1,0	4,0	4	0,4	3,4	3,8

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
Ø62Н7()	0,03	1,6	2,0	4,7	62 – 4,7×2 = 52,6	55,72±1 по аналитическому расчёту
Ø70Н7()	0,03	1,6	2,2	5	70 - 5×2 = 60	62±1,1 по табличному расчёту припусков
Ø52Н7()	0,03	1,6	2,0	4,7	52 – 4,7×2 = 42,6	42,6±1
124±0,1	0,2	6,3	2,4	4,4	124 + 4,4×2 = 132,8	132,8 ±1,2
257±0,2	0,4	12,5	3,2	3,8	257 + 3,8 = 260,8	260,8±1,6
97h9()	0,087	3,2	2,2	4,4	97 + 4,4 = 101,4	101,4 ± 2,2
400	2	12,5	3,2	3,8	400 + 3,8 = 403,8	403,8±1,9

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

мм³

V_общ= V₁ + V₂ + V₃ + V₄ + V₅ + V₆ + V₇ + V₈ + V₁₀ + V₁₁  + V₁₂+ V₁₃

V_общ= 67685 + 10476 + 17375 + 4665 + 21991 + 4021 + 41711 + 760 + 7068 + 950 + 2262 + 688 + 380 = 180092 мм³

m_{отх.мех.обр} =180092× 7,2×10^-6 = 1,3 кг

m_з = 25 + 1,3 = 26,30 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 = 26,3 + 1,3 = 27,6 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 с ЧПУ(станок модели 2С150ПМФ4)

1 Расточить отверстие 1, выдерживая размер Ø45

2 Расточить отверстие 2, выдерживая размер Ø55

020 комплексная с ЧПУ(ИС800ПМФ4)

1 Фрезеровать поверхность 1

2 Центровать два отверстия 2, четыре отверстия 3

3 Сверлить четыре отверстия 3

4 Сверлить два отверстия 2

5 Нарезать резьбу в четырёх отверстиях 3

030 комплексная с ЧПУ(ИР500ПМФ4)

1 Фрезеровать поверхность 1

2 Фрезеровать поверхность 2

3 Повернуть стол на 90˚

4 Фрезеровать поверхность 3

5 Повернуть стол на 90˚

6 Фрезеровать поверхность 4

7 Фрезеровать поверхность 5

8 Расточить отверстие 6, выдерживая размер Ø54

9 Расточить отверстие 7, выдерживая размер Ø61,5

10 Повернуть стол на 90˚

11 Расточить отверстие 8, выдерживая размер Ø69,5

12 Повернуть стол на 90˚

13 Расточить отверстие 9, выдерживая размер Ø61,5

14 Расточить отверстие 10, выдерживая размер Ø51,5

15 Расточить отверстие 11, выдерживая размер Ø74

16 Расточить фаску 12

17 Точить фаску 13

18 Точить фаску 14

19 Повернуть стол на 90˚

20 Точить фаску 15

21 Повернуть стол на 90˚

22 Точить фаску 16

23 Точить фаску 17

24  Центровать три отверстия 18, четыре отверстия 19

25 Повернуть стол на 90˚

26 Центровать четыре отверстия 20

27 Повернуть стол на 90˚

28 Центровать четыре отверстия 21, шесть отверстие 22, четыре отверстия 23

29 Сверлить шесть отверстий 22, четыре отверстия 23

30 Повернуть стол на 90˚

31 Сверлить четыре отверстия 20

32 Повернуть стол на 90˚

33 Сверлить четыре отверстия 19

34 Сверлить три отверстия 18

35 Повернуть стол на 180˚

36 Сверлить четыре отверстия 21

37  Нарезать резьбу в четырёх отверстиях 21

38  Повернуть стол на 180˚

39 Нарезать резьбу в трёх отверстиях 18

40 Повернуть стол на 180˚

41 Нарезать резьбу в пяти отверстиях 22, четырёх отверстиях 23

42 Повернуть стол на 90˚

43 Нарезать резьбу в четырёх отверстиях 20

44 Повернуть стол на 90˚

45 Нарезать резьбу в четырёх отверстиях 19

46 Расточить отверстие 11

47 Расточить отверстие 7

48 Расточить отверстие 10

49 Повернуть стол на 90˚

50  Расточить отверстие 8

51 Повернуть стол на 90˚

52 Расточить отверстие 11

040 Радиально – сверлильная (станок модели 2Л53У)

1 Сверлить отверстие 4

050 Радиально – сверлильная (станок модели 2Л53У)

1 Сверлить отверстие  5

060 Радиально – сверлильная (станок модели 2Л53У)

1 Сверлить отверстие 6

070 Радиально – сверлильная (станок модели 2Л53У)

1 Цековать отверстие 7

080 Радиально – сверлильная (станок модели 2Л53У)

1 Нарезать резьбу в отверстии 1

090 Радиально – сверлильная (станок модели 2Л53У)

1 Сверлить отверстие 8

100 Радиально – сверлильная (станок модели 2Л53У)

1 Цековать отверстие 4

Недостатком базового технологического процесса является:  использование ряда радиально – сверлильных станков для обработки отверстий. С целью концентрации операций и уменьшением численности рабочих принимаем станок с ЧПУ.

Таким образом, целесообразно объединить операции 040, 050, 060, 070, 080, 090, 100 и применить сверлильный станок с ЧПУ 2С150ПМФ4

Таким образом, проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

010 Сверлильная с ЧПУ

020 Комплексная с ЧПУ

030 Комплексная с ЧПУ

040 Сверлильная с ЧПУ

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве черновой базы для первой операции выбирается наружная поверхность и один из торцев; на данной операции происходит обработка нескольких отверстий. На следующих операциях в качестве базы применяют также наружную поверхность, что очень хорошо, т.к. сохраняется принцип постоянства баз и погрешность между размерами минимальна. При установке на базовые поверхности детали возникает установочная база, лишающая заготовку   3 – х степеней свободы, упор в один из торцев также лишает одной степени свободы, при зажиме детали также лишается одна степень свободы, что обеспечивает полное зажатие детали относительно приспособления.

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	38ХХХХ ГФ2171С5	Сверлильный с ЧПУ	125,3	3,68×4,12	Электропривод	13	40 – 2000	б/с
020	381163 ИС800ПМФ4	Многоцелевой с ЧПУ	486,1	4,45×4,65	Гидравлический	14	21,2 – 3000	б/с
030	381213 ИР500ПМ4	Многоцелевой с ЧПУ	486,1	4,45×4,65	Гидравлический	14	21,2 – 3000	б/с
040	38ХХХХ ГФ2171С5	Сверлильный с ЧПУ	125,3	3,68×4,12	Электропривод	13	40 – 2000	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	Приспособление станочное	396110	Резец (ВК8)	391233	Оправка	392800	Штангенциркуль	393311
020	Приспособление специальное	396100	Сверло спиральное Сверло центровочное Фреза Метчик	391220 391220 391822 391391	Патрон быстросменный Патрон предохранительный	392800 392819 392818	Калибр – пробка Штангенциркуль Калибр на расположение	393110 393311 393190

Продолжение таблица2.5

030	Приспособление специальное	396100	Резец расточной Сверло спиральное Сверло центровочное Фреза Метчик	392193 391220 391220 391822 391391	Расточной блок Патрон быстросменный Патрон предохранительный	392800 392819 392818	Калибр – пробка Штангенциркуль Нутромер Прибор для контроля: биения, соостности Калибр на расположение	393110 393311 393458 394343 393190
040	Приспособление станочное	396110	Сверло центровочное сверло спиральное, зенкер-цековка, метчик	391220 391220 391624 391391	Патрон быстросменный Патрон предохранительный	392818 392818	Калибр  - пробка  Штангенциркуль	393110 393311

Таблица 2.7 – Аналитический расчет припусков, мм

Переходы механической обработки поверхности Ø75Н7	Rz	h		ρ	EУ	Расчетный припуск 2Zmin	Расчет-ный размер Dp	Допуск	Предельный размер		Предельный припуск
									Dmax	Dmin	2Zminпр	2Zmaxпр
Отливка	0,6			1,1	—	—	70,7	2,0	70,7	68,7	—	—
Черновое точение	0,05		—	0,066	0,52	3,6	74,3	0,74	74,3	73,56	3,6	4,86
Получистовое точение	0,04		—	0,055	0,05	0,27	74,61	0,19	74,61	74,42	0,27	0,86
Чистовое точение	0,03		—	0,044	0,05	0,23	74,84	0,046	74,84	74,79	0,23	0,37
Тонкое точение	0,005		—	0,022	0,05	0,19	75,03	0,03	75,03	75	0,19	0,21
Суммарный припуск:											4,31	6,28

                                            (2.8)

ρ_см = Т/2 = 2,0/2 = 1,0 мм

ρ_кор = Δк×L = 1×0,4 = 0,4 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

6,28 - 4,31 = 2 – 0,03

1,97 = 1,97

2Zoном = 2Zomin + ВДз- ВД_Д = 4,31 + 2 – 0,03 = 6,28 мм

Дзном = Д_Дном - 2Zoном = 75 – 6,28 = 68,72 мм

Таблица 2.8 – Табличный расчет припусков.

Переходы механической обработки поверхности Ø70Н7	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
Тонкое  точение	Н7	0,03	1,6	0,45	Ø70Н7
Чистовое точение	Н8	0,46	3,2	1,3	70 - 0,45 = 69,55
Получистовое точение	Н11	0,19	6,3	2,75	69,55 – 1,3 = 68,25
Черновое точение	Н14	0,74	12,5	3,5	68,25 – 2,75 = 65,5
Отливка	—	2,2	200	—	65,5 – 3,5 = 62

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

Аналитический расчет режимов резания

Операция

Аналитический расчет режимов резания

Операция 010 Фрезерная с ЧПУ

Дано:

Станок  - ИР500ПМФ4

Материал заготовки – высокопрочный чугун ВЧ45 по ГОСТ1412-85;

Обработка – предварительная

Вид механической обработки – фрезеровать поверхность

D = 125 мм, L = 417 мм, t = 5мм.

Решение

1 Выбор режущего инструмента

Для фрезерования принимаем торцовую фрезу со вставными ножами