Разработка технологии обработки детали «Цапфа» КИН 0214602

последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Базовый технологический процесс имеет следующую последовательность обработки поверхностей:

Операция010 –фрезерно-центровальная на станке 2Г942

- фрезеровать торцы в размер 233;

- центровать торцы 1;7

Операция 020 -  токарно-копировальная  на станке 1Е713

- точить поверхность 3 под шлифовку и фаску 2.

Операция 030 – токарно-копировальная  на станке 1Е713

-точить поверхность 5 под шлифовку и фаску 6.

Операция 040 – круглошлифовальная на станке 3М152

- шлифовать поверхность 82U8

Операция 050 – круглошлифовальная на станке 3М152

-шлифовать поверхность 45h9.

Операция 060 – шпоночнофрезерная на станке 692Р

- фрезеровать шпоночный паз 8.

В соответствии с типом производства и направлениями совершенствования производства в отросли и на базовом предприятии, а также в целях применения менее энергоемкого оборудования, предлагаю операции 020 и 030 выполнять на станке с ЧПУ 16А20Ф3, а шлифовку поверхностей выполнять на станке 3М151.

Тогда проектный технологический процесс будет иметь следующую последовательность обработки поверхностей:

Операция 010 – фрезерно-центровальная на станке 2Г942

- фрезеровать торцы в размер 233;

- центровать торцы 1;7

Операция 020 – токарная с ЧПУ на станке 16К20Ф3

- точить поверхность 3 под шлифовку и фаску 2.

Операция 030 – токарная с ЧПУ на станке 16К20Ф3

-точить поверхность 5 под шлифовку и фаску 6.

Операция 040 – круглошлифовальная на станке 3М151

- шлифовать поверхность 82U8

Операция 050 – круглошлифовальная на станке 3М151

-шлифовать поверхность 45h9.

Операция 060 – шпоночнофрезерная на станке 692Р

- фрезеровать шпоночный паз 8.

2.3.2  Выбор и обоснование технологических баз

Учитывая конфигурацию и форму обрабатываемой заготовки при выборе поверхности для черновой базы на первой операции необходимо учитывать следующее:

в качестве технологических баз следует принимать поверхность достаточных размеров, что обеспечивает большую точность базирования и закрепления заготовки в приспособлении; эта поверхность не должна   иметь окалины и других дефектов.

Наиболее полно отвечает данным требованиям наружная поверхность   и торец  детали, поэтому в качестве черновой базы и выбираем их.

В качестве чистовых баз на всех  последующих операциях, кроме операции 060, выбираем центровые отверстия; на операции 060 в качестве чистовой базы выбираем наружную поверхность 45 т. к. это обеспечивает выполнение следующих рекомендаций при выборе чистовых баз:

1. Соблюдается принцип единства баз.

2. Соблюдается принцип совмещения баз, согласно которому в качестве базовых поверхностей используются конструкторские и измерительные базы.

3. Выбранные технологические базы совместно с зажимными устройствами обеспечивают надежное, прочное крепление детали и неизменность ее положения во время обработки;

4. Принятые базы и метод базирования позволяет применять простую и надежную конструкцию приспособления, удобство установки и снятие обрабатываемой детали.

На операции 060 выбор в качестве базы наружной поверхности 45 позволяет обеспечить принцип совмещения баз.

2.3.3Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования

Номер операции	Код и модель станка	Наименование станка	Действующий фонд времени раб. Оборудования в зависимости от категории Ремонтной сложности станка	Стоимость станка, мил. руб.	Паспортные данные
					Габаритные размеры, мм	Характеристика привода	Мощность, кВт	Ряд частот, мин-1	Ряд подачи мм/об (мм/мин)
010	3816хххххх 2Г942	Фрезерно-центровальный	38/4029	40,2	3140х 1600х 1200	Электр	13	Св.шп.238-1125 Фр.шп.125-712	Сверл.20-300 Фрезер.20-400
020; 030	381101хххх 16А20Ф3	Токарно – винторезный с ЧПУ	48/3904	61,4	3360х 1710х 1750	Электр	10	12,5-2000	1,5 – 1200
040; 050	38131ххххх 3М151	Круглошлифовальный	30/4029	51,7	4605х 2450х 2170	Электр	8	50-500	0,02-1,2
060	38131ххххх 692Р	Шпоночно-фрезерный	19/4029	32,1	1320х 1380х 1830	Электр	2,2	250-3150	4-200

Выбор технологической оснастки осуществляется в соответствии с конструктивными особенностями изготавливаемой детали, схемой ее базирования, выбранным для обработки оборудованием.

Данные заносим в таблицы.

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлени

Номер операции и модель станка	Приспособление
	Код	Наименование	Тип привода	Техническая характеристика	Обозначение по стандарту
1	2	3	4	5	6
010 2Г942	396130хххх	Тиски	Гидравл..	0-150	-
020 16А20Ф3	396100хххх 392842хххх	Патрон Центр	Инерционный -	Ф30-60 Морзе5	- А-105Н ГОСТ8742-75
Продолжение таблицы 2.5
1	2	3	4	5	6
030 16А20Ф3	396100хххх 392842хххх	Патрон Центр	Инерционный -	Ф60-100 Морзе 5	А-105Н ГОСТ8742-75
040 3М151	396190хххх 392842хххх 392842хххх	Хомутик Центр Полуцентр	Ручной - -	Ф40-50 Морзе 4 Морзе 4	7107-0067 ГОСТ16488-70 7032-0032 ГОСТ13214-79 7032-0080 ГОСТ2576-79
050 3М151	396190хххх 392842хххх 392842хххх	Хомутик Центр Центр задний	Ручной - -	Ф60-90 Морзе 4 Морзе 4	7107-0077 ГОСТ16488-70 7032-0032 ГОСТ13214-79 -
060 692Р	396190хххх	Тиски	Гидравл.	Ф45	-

Таблица 2.6- Выбор режущего инструмента

Номер и наименование операции	Наименование режущего инструмента, его код	Материал режущей части	Техническая характеристика	Обозначение по стандарту	Применяемая СОТС
010 2Г942	391831хххх Фреза 391831хххх Фреза 391242хххх Сверло	Т15К6 Т15К6 Р6М5	Ф100 Ф100   Ф6,3	2214-0001 ГОСТ24359-80 2214-0002 ГОСТ24359-80 2317-0109 ГОСТ14952-75	Эмульсия
020; 030 16А20Ф3	392192хххх 392195хххх	Т15К6 Т15К6	Размер державки 25х32 Размер державки 25х32	- -	Эмульсия
040; 050 3М151	397731хххх Круг шлифовальный	25А	1.600х80х305 25А 40П СТ1 7к 35м/с А 1кл	ГОСТ2424-83	Эмульсия
060 692Р	391826хххх Фреза шпоночная	Р6М5	Ф14	-	Эмульсия

Таблица 2.7 - 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
010 2Г942	392800хххх      Оправка 392810хххх Патрон Державка	По конической поверхности По  цилиндрической поверхности	Морзе 7:24 Ф40	По цилиндрической поверхности По цилиндрической поверхности	Ф40 Ф16	6222-0036 ГОСТ13785-68 -
020;030 16А20Ф3	392849 хххх Резцедержатель	По  цилиндрической Поверхности в гнездо револьверной головки	Ф40	В прямоугольном пазу резцедержателя	25х32	-
040;050 3М152Ф2-3	397262хххх Карандаш	По цилиндрической    поверхности	Ф12	-	-	3908-0086 ГОСТ607-80
060 692Р	392870хххх Цанга	По конической поверхности	Морзе 4	По цилиндрической Поверхности	Ф14	-

Таблица 2.8 - Выбор измерительного инструмента

Номер и наименование операции	Наименование инструмента, его код	Диапазон измерения инструмента	Точность измерения инструмента	Допуск измеряемого размера	Обозначение по стандарту
1	2	3	4	5	6
010 2Г942	393311хххх Штангенциркуль 393313хххх Штангенциркуль	0-125 0-400	0,1 0,1	0,74 1,5	ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ166-89 ШЦ-II-400-0,1 ГОСТ166-89
020 16А20Ф3	393311хххх Штангенциркуль 393120хххх Калибр – скоба	0-125 Ф82,4	0,1 0,16	0,4 0,16	ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ166-89 8133-0154 ГОСТ18362-73
Продолжение таблицы 2.8
1	2	3	4	5	6
030 16А20Ф3 040 3М151	393311хххх Штангенциркуль 393120хххх Калибр – скоба 393120хххх Калибр – скоба	0-250 Ф45,4 Ф82	0,05 0,16 0,054	1,0 0,16 0,054	ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ166-89 8133-0134 ГОСТ18362-73 8113-0154 ГОСТ18362-73
050 3М151	393120хххх Калибр – скоба	Ф45	0,062	0,062	8133-0134 ГОСТ18362-73
060 692Р	393311хххх Штангенциркуль 396610хххх Шаблон 393190хххх Калибр	0-125 14 3	0,1 0,07 0,2	1,2 0,07 0,2	ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ166-89 - -

2.4  Разработка операционного технологического процесса

2.4.1     Определение режимов резания на проектируемые операции.

Сводная таблица режимов резания.

На фрезерование торцев на фрезерно-центровальной операции режимы резания определяем по эмпирическим формулам.                                [2/cтр.276]

I.Выбираем фрезу и устанавливаем ее геометрические параметры.

Принимаем торцовую фрезу со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава. Диаметр фрезы D = 1,3В = 1,3х82=106.6 мм. Принимаем стандартную фрезу D=125мм, z=8.  Материал режущей части – твердый сплав Т15К6. Геометрические параметры: α = 12°(считая при черновом фрезеровании толщину среза а; ;  ; 20°; .

II. Назначаем режим резания.

1)  устанавливаем глубину резания. Припуск снимаем за один проход, следовательно t =2,5мм.

2)  назначаем подачу на зуб фрезы; для фрезерования стали35, твердого сплава Т15К6, мощности станка 2Г94213кВт Sz=0,05-0,13мм/зуб. Считая, что обработка осуществляется в условиях жесткой системы СПИД, принимаем наибольшее значение подачи Sz =0,13мм/зуб.

3) назначаем период стойкости фрезы, для торцовой фрезы с пластинками твердого сплава диаметром D=125мм рекомендуется период стойкости Т =240мин. Допустимый износ зубьев фрезы по задней поверхности h=1,5мм.

4) определяем скорость резания, допускаемую режущими свойствами фрезы

V = (СvхD^q/Т^mхS^yхх)Кv,                 (2.4)

Сv = 332; q = 0,2; х=0,1; y =0,4; и=0,2; р=0;  m = 0,2. 

Кv = КмvхКнvхКlv,                                                        (2.5)

Кмv = 1,3;  Киv = 1,0;  Кlv = 1.0 .  Кv=1,3х1,0х1,0=1,3

Тогда

V = (332х125^0,2/240^0,2х2,0^0,1ххх)1,3 = 117,3 м/мин  

4) частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания

n = 1000хV = 1000х117,3 = 298,7мин^-1                         

πхD        3,14х125

Корректируем по паспорту станка и устанавливаем n = 300 мин^-1

5) уточняем скорость резания

V = πхDхn = 3,14х125х300 = 117,8 м/мин                    

1000               1000

6) минутная подача

Sм=Sz х Z х n = 0,13х8х300 = 312мм/мин корректируем минутную подачу по дпнным станка и устанавливаем действительное значение минутной подачи Sм = 300мм/мин действительное значение подачи на зуб

Sz = Sм/Z х n = 300/8 х 300 = 0,13мм/зуб

7) определяем окружную силу резания

Рz =  Кр                                                    (2.6)

Ср=825 х=1,0 y = 0,75;и =1,1 q =1,3; w =0,2.

Кр = = ( = 0.84

Рz =  х 0,84 = 2827,7Н

8) определяем мощность, затрачиваемую на резание

Nрез= =  = 4,56кВт                                (2.7)

проверяем, достаточна ли мощность станка

Мощность на шпинделе

Nшп = Nдхη, кВт                                                           (2.8)

где: Nд – мощность двигателя станка, кВт

η – кпд станка

Nшп = 13х0,8 = 10,4 кВт

Т.к. Nрез = 4,56 кВт < Nшп = 10,4 кВт – обработка возможна

ІІІ. Основное время на обработку торцев

                                       То = Lр.х   , мин                                                    (2.9)

Sм где: Lр.х – длина рабочего хода, мм

Lр.х = Lрез +у, мм                                                  (2.10)

Lрез – длина резания, мм у – величина резания и перебега инструмента, мм

Lрез = 82мм; у = 0,5(D -  = 0,5(125 -  = 15,3мм

То = (82+15,3)/300 = 0,32 мин

На черновое точение поверхности в р-р Ф83 определение режимов резания производим по нормативам.                                                   

1  расчет длины рабочего хода

Lр.х = Lрез + у + Lдоп, мм                                            (2.11)

где: Lрез – длина резания, мм у – величина подвода, врезания и перебег инструмента, мм

Lдоп – дополнительная длина хода, мм

Lр.х = 46+4+0 = 50 мм

2  назначение подачи суппорта  на оборот шпинделя а) определение рекомендуемой подачи по нормативам

Sо = 0,25 мм/об б) уточняем по паспорту станка

Sо = 0,25 мм/об

3 определение стойкости инструмента по нормативам

Тр  = Тмхλ, мин                                         (2.12)

где: Тм – стойкость в минутах машинной работы станка;       Тм = 100 мин

λ – коэффициент времени резания

λ = Lрез /Lр.х = 46/50 = 0,92

Тр = 100х0,92 = 92 мин

4 расчет скорости резания и числа оборотов шпинделя а) определение рекомендуемой скорости резания

V = VтаблхК₁хК₂хК₃, м/мин                                (2.13)

где: Vтабл – табличное значение скорости резания, м/мин

К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂ – коэффициент, зависящий от стойкости и нормы твердого сплава;

К₃ – коэффициент, зависящий от вида обработки

Vтаб=120 м/мин; К₁=0,8; К₂=1,25; К₃ =0,85

V =120х0,8х1,25х0,85 =102 м/мин б) расчет рекомендуемого числа оборотов шпинделя

n = 1000хV/πхd = 1000х102/3,14х86,4 = 375,9 мин^-1            (2.14)

в) уточнение числа оборотов шпинделя по паспорту станка

n = 350 мин^-1

г) уточнение скорости резания

V = πхdхn/1000 = 3,14х86,4х350/1000 = 94,9м/мин

5 расчет основного машинного времени

tм = Lр.х/Sохn = 50/0,25х350 = 0,57 мин.                (2.15)

6 выполняем проверочные расчета а) определение по нормативам силы резания

Рz = Ртаблх К₁хК₂ , кг                                                (2.16)

где: Ртабл – табличное значение силы резания, кг

К₁ – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К₂ – коэффициент, зависящий от скорости резания

Рz = 110х0,8х1,1=96,8 кг б) расчет мощности резания

Nрез = РzхV/ 6120 = 96,8х94,9/6120 = 1,5 кВт         (2.17)

в) проверка по мощности двигателя

Nрез ≤ 1,2хNдхη,                                        где: Nд – мощность двигателя станка, кВт

η – кпд станка

Nрез  = 1,5 кВт < 1,2х10х0,8 = 9,6кВт – обработка возможна.

Составляем сводную таблицу режимов резания

Таблица 2.11 – Сводная таблица режимов резания

Номер операции и модель станка	Номер позиции, перехода.Наименование установа, суппорта, перехода	№ инструмента	D или В, мм	t, мм	Lрез, мм	Lр.х, мм	i	Подача		n, мин-1	v, м/ мин	То, мин
								Sо, мм/ об	Sм, мм/ мин
1	3		4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
010 2Г942 Итого	Фрезеровать торцы 1,2 Центровать торцы 1, 2	1 2	125 5	2,5 2,5	82 11,5	97 12,5	1 1	- 0,08	300 48	300 630	117,8 9,9	0,32 0,26 0,58
020 16А20Ф3 Итого	1.Точить поверхностиь 3 предварительно 2.Точить поверхность 3 с образованием фаски 2 окончательно