Технологический процесс изготовления детали (шток)

Класс точности Т4 ГОСТ 7505-89 h12

Группа сложности 2 -

Масса заготовки Q, кг 8,26 14,2

Стоимость 1т заготовок, крб 373 295

Стоимость 1т стружки Sотх, крб 25 25

 

 

Стоимость заготовки, получаемой на ГКМ:

 

Sзаг= (Ci*Q*kТ*kС*kB*kM*kП/1000) - (Q-q) *Sотх/1000 (6.8)

 

Sзаг= (373*8,26*1*1,7*0,81*0,9*1/1000) - (8,26-4,54-1,95) *25/1000=3,774крб

 

Стоимость заготовки из проката

 

Sзаг=Q*S/1000- (Q-q) *Sотх/1000 (6.9)

 

Sзаг=14,2*295/1000- (14,2-4,54-3,57) *25/1000=4,037крб

 

Sзаг1 < Sзаг2

 

Mзаг1 < Mзаг2

 

 

 

Исходя и проведенных  технико-экономических расчетов себестоимости  получения двух вариантов заготовок  и требований по экономии материалов считаю целесообразным применить для получения заготовки метод ковки на ГКМ.

 

7. Разработка варианта  технологического маршрута механической  обработки детали

 

Разработка технологического маршрута обработки детали Шток проводится на основании типового технологического процесса обработки шлицевого вала с учетом мелкосерийного типа производства.

 

 

7.1 Выбор обоснование способов  обработки поверхностей заготовки

 

На основании типового технологического процесса определяем последовательность методов обработки  для каждой поверхности детали (МОП).

 

Таблица 7.1 - Маршрут обработки  поверхностейN п. Точность Шерох. Маршрут обработки поверхности

1 14 3,2 Точение черновое или Фрезерование черновое

2 14 6,3 Фрезерование черновое

3 14 3,2 Точение черновое, Точение фаски

4 6 1,6 Точение черновое, Точение получистовое, Накатывание резьбы

5 14 3,2 Точение черновое, Точение канавки

6 14 3,2 Точение черновое, точение получистовое

7 9 1,6 Точение черновое, точение получистовое, Шлифование предварительное

8 14 3,2 Точение черновое, точение получистовое

9 14 3,2 Точение черновое, точение получистовое

10 14 3,2 Точение черновое, точение получистовое

11 9 1,6 Точение черновое, точение получистовое, Шлифование предварительное

12 14 3,2 Точение черновое, Точение канавки

13 14 0,4 Точение черновое, Точение получистовое, Шлифование предварительное, полирование

14 14 3,2 Точение черновое, Точение фаски

15 14 3,2 Точение черновое

16 14 3,2 Точение черновое, Точение фаски

17 14 3,2 Точение черновое, Точение получистовое

18 14 3,2 Точение черновое, Точение канавки

19 6 0,2 Точение черновое, Точение получистовое, Шлифование предварительное, Азотация, Шлифование чистовое, Полирование

20 14 0,8 Точение черновое, Точение получистовое, Полирование

21 14 3,2 Точение черновое, Точение получистовое, Фрезерование получистовое

22 14 3,2 Точение черновое, Точение получистовое

23 14 3,2 Точение черновое, Точение получистовое

24 14 3,2 Точение черновое, Точение получистовое

25 6 1,6 Точение черновое, Точение получистовое, Накатывание резьбы

26 14 3,2 Точение черновое, Точение фаски

27 14 3,2 Точение черновое или фрезерование черновое

 

 

 

7.2 Выбор и обоснование  схем базирования и закрепления

 

В качестве черновых баз выбираем наружные цилиндрические поверхности. Данные поверхности имеют достаточную  протяженность для надежного  закрепления, обеспечивают доступ к  чистовым базам.

 

 

 

Рисунок 7.1 - Базирование на фрезерно-центровальной операции

 

На чистовых операциях  обработки наружных цилиндрических поверхностей и на операции фрезерования шестигранника для базирования  используются центровые отверстия  и торец. Данная схема базирования  соответствует принципу совмещения баз, позволяет обеспечить соосность поверхностей штока после разных стадий обработки.

 

 

 

Рисунок 7.2 - Базирование в  центрах

 

На операции фрезерования паза для базирования используются наружные цилиндрические поверхности  и торец. Погрешность базирования  связанная с установкой в призмах  допускается точностью получаемого  паза.

 

 

 

 

7.3 Составление маршрутного  технологического процесса и  выбор оптимального

 

На основе разработанных  маршрутов обработки поверхностей, соблюдая принцип поэтапности составляем матрицу технологического процесса, которая представлена в Таблице 7.2. При этом была поставлена цель минимизировать себестоимость обработки и максимизировать производительность в условиях мелкосерийного производства.

 

Используя матрицу технологического процесса и руководствуясь принципом  концентрации производим разбиение технологического процесса на операции:

 

005 Заготовительная

 

010 Термическая обработка

 

015 Токарно-винторезная

 

020 Фрезерно-центровальная

 

025 Токарно-винторезная

 

030 Технический контроль

 

035 Термическая обработка

 

040 Токарная с ЧПУ

 

045 Токарная с ЧПУ

 

050 Вертикально-фрезерная

 

055 Круглошлифовальная

 

060 Технический контроль

 

065 Химико-термическая обработка

 

070 Резьбонарезная

 

075 Вертикально-фрезерная

 

080 Круглошлифовальная

 

085 Полировальная

 

090 Слесарная

 

095 Маркирование

 

100 Технический контроль

 

 

7.4 Обоснование выбора  металлорежущих станков

 

Для отрезки заготовок  нецелесообразно применять станки с ЧПУ, однако необходим станок с  достаточной мощностью привода  главного движения, поэтому выбираем: Универсальный токарно-винторезный  станок модели 1К62 с мощностью привода  главного движения 10кВт.

 

Для фрезерно-центровальной  операции выбираем фрезерно-центровальный  станок модели 2Г942.

 

Для черновой токарной обработки  целесообразно выбрать универсальный  токарно-винторезный станок модель 16К20 с мощностью привода главного движения 11кВт.

 

Для фрезерной обработки  шестигранника и паза целесообразно  выбрать универсальный вертикально-фрезерный  консольный станов модели 6Р12 с мощностью  двигателя 7,5кВт.

 

Для шлифования выбираем круглошлифовальный станок с максимальным Æ шлифования 60мм, максимальной длинной шлифования 700мм, мощностью двигателя 10кВт модели 3М151.

 

Для получистового точения  целесообразно применить токарно-винторезный  станок с ЧПУ модели 16К20Ф3 с УЧПУ 2Р22 т.к деталь имеет достаточно сложный контур и для обработки применяется большое количество инструментов.

 

Полирование производят на токарно-винторезном  станке 16К20 с применением приспособления для полирования.

7.5 Обоснование выбора  другого технологического оборудования

 

Станочные приспособления применяют  для установки заготовок на металлорежущие станки. Различают три вида приспособлений - специальные, специализированные и  универсальные. Выбор конкретного  вида выполняется в зависимости  от типа производства, стадии обработки, сложности заготовки.

 

Для операции отрезания образцов целесообразно применить трехкулачковый самоцентрирующийся патрон нормальной точности ГОСТ 2675-80.

 

Для чернового и получистового  точения целесообразно применить  передний плавающий центр по ГОСТ 2575-79 и задний вращающийся центр  по ГОСТ 8742-75.

 

Для шлифовальной операции с  целью повышения точности установки  целесообразно применить жесткие  центры по ГОСТ 18259-72.

 

Для фрезерования шестигранника  применяют универсальную делительную  головку ГОСТ 8615-89.

 

Для фрезерования паза производят установку в призмах опорных  по ГОСТ 12195-66. Также применяется  кондуктор для фрезерования паза.

 

8. Разработка операционной  технологии

 

В данном разделе производится разработка операционного технологического процесса на следующие операции:

 

040 Токарная с ЧПУ

 

050 Вертикально-фрезерная.

 

 

8.1 Разработка структуры  операций

 

Структура операций составляется на основе разработанного маршрутного  технологического процесса и матрицы  технологического процесса.

 

Операция 040 Токарная с ЧПУ

 

Операция состоит из одного установа, одной позиции, и двух технологических переходов. На первом переходе производится обтачивание с припуском под второй переход цилиндрических участков и торца, инструмент - Резец проходной Т15К6 2103-0713 ГОСТ 20872-80.

 

На втором переходе производится обработка по контуру с точением фасок, цилиндрических участков, канавок  и торца; инструмент - Резец для  контурного точения Т30К4 2101-0607 ГОСТ 20872-80.

 

Операция 050 Вертикально-фрезерная

 

Операция состоит из одного установа, шести позиций. Каждая позиция состоит из одного технологического перехода, который состоит из одного рабочего хода.

 

На каждой позиции происходит однократное фрезерование одной  стороны шестигранника за которым идет вспомогательный переход - поворот детали с помощью делительной головки. Режущий инструмент - Фреза торцовая Æ100 Т14К8 2200-0157 ГОСТ 22075-76.

 

8.2 Расчет припусков на  механичекую обработку поверхностей

 

В данном разделе расчет припусков  производится расчетно-аналитическим  методом с использованием ЭВМ  для размера Æ32h6. Результаты расчета  приводятся в двух таблицах. Технологический  маршрут обработки данной поверхности  состоит следующих операций:

 

Точение черновое

 

Точение получистовое

 

Шлифование предварительное

 

Шлифование чистовое

 

Полирование

 

На всех стадиях обработки  заготовка устанавливается в  центрах, поэтому погрешность базирования  равна нулю.

 

 

8.3 Расчет режимов резания

 

Расчет режимов резания  для получистового точения Æ32h6 производим расчетно-аналитическим  методом с применением ЭВМ.

 

Исходные данные

 

Материал режущей частиТ15К6

 

Главный угол в плане 450

 

Вспомогательный угол в плане 450

 

Передний угол 50

 

Задний угол 60

 

Сечение державки 25x25мм

 

Диаметр после черновой стадии 35,6мм

 

Глубина резания 1,3мм

 

Исходные данные м результаты работы программы приведены в таблицах.

 

Расчет режимов резания  для фрезерования шестигранника  производим по таблицам.

 

1. Инструмент

 

Фреза торцовая Æ100 Т14К8 2200-0157 ГОСТ 22075-76.

 

Количество зубьев z=6

 

Глубина резания t=1,5мм

 

Стойкость Т=180мин

 

Врезание и перебег 38мм

 

2. Находим табличную подачу  Sz=0,18-0,22мм/зуб

 

Принимаем Sz=0,18мм/зуб

 

Поправочный коэффициент  KSz=1,0

 

3. Находим табличные значения:

 

V=220м/мин

 

n=465об/мин

 

Sм=435мм/мин

 

4. Определяем поправочные  коэффициенты

 

Kмv=Кмn=Кмs=0,89 - в зависимости от марки материала

 

Кnv=Knn=Kns=1,0 - без корки

 

Kbv=Kbn=Kbs=1,13 - в зависимости от ширины фрезерования

 

Kфs=1,0

 

Киv=0,94 - в зависимости от марки инструментального материала

 

5. С учетом коэффициентов

 

V=220*0,89*1*1,13*0,94=207м/мин

 

n=465*0,89*1*1,13=467об/мин

 

Sм=435*0,89*1*1,13=437об/мин

 

6. Корректируем по паспорту  станка

 

n=400об/мин

 

Sм=400мм/мин

 

V=3,14*100*400/1000=125м/мин

 

7. Мощность необходимая  для резания

 

N=1,65кВт

 

Мощность станка с учетом КПД Nэ=6,7кВт

 

Мощность станка достаточна.

 

 

8.4 Техническое нормирование  операций

 

Операция 040 - Токарная с ЧПУ

 

То=14,89мин

 

Тшт=То+Тв+Тоб+Тот

 

Тв=0,12+0,11+1,3=1,53мин

 

Тоб=2%*Топ=2%*16,42=0,33мин

 

Тот=5%*Топ=5%*16,42=0,82мин

 

Тшт=14,89+1,53+0,33+0,82=17,57мин

 

Тпз=6+1=7мин

 

Тшт-к=Тшт+Тшт-к/N=17,57+7/16=18мин

 

Операция 050 - Вертикально-фрезерная

 

То=Lрез/Sм*6= (38+30+38) /400*6=1,59мин

 

Тшт=То+Тв+Тоб+Тот

 

Тв=0,063+0,15+1,9=2,11мин

 

Тоб=3%*Топ=3%*3,7=0,111мин

 

Тот=6%*Топ=6%*3,7=0,22мин

 

Тшт=1,59+2,11+0,111+0,22=4,03мин

 

Тпз=12+2=14мин

 

Тшт-к=Тшт+Тшт-к/N=4,03+14/16=4,9мин

 

Литература

 

1. Справочник технолога-машиностроителя.  В 2 томах, том 1 (Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

 

2. Справочник технолога-машиностроителя.  В 2 томах, том 2 (Под ред.А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986. - 656 с.

 

3. Маталин А.А. Технология машиностроения. - Л.: Машиностроение, 1985. - 496с.

 

4. Металлорежущие станки. Каталоги-справочники. - М.: НИИМАШ, 1965-1972. - 461с.

 

5. Методические указания  к курсовому проекту по "Технологии  машиностроения" для студентов  специальности 7.090202 всех форм  обучения. Сост. Евтухов В.Г. - Сумы СумГУ, 1996. - 31с.

 

6. Методические указания  по оформлению документации в  курсовых и дипломных проектах  по курсу "Технология машиностроения" для студентов специальности  7.090202 всех форм обучения. Сост. Ягуткин А.А., РУДЕНКО А.Б. - Сумы СумГУ, 1996. - 39с.

 

7. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора. - Л.: Машиностроение, 1984. - 464с.

 

8. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные  штампованные.

 

9. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - 4-е изд., перераб. и доп. -Минск: Вышейш. школа, 1983г.

 

10. Худобин Л.В. и др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. -М.: Машиностроение, 1989г - 288с.

 

11. Гусев А.А., Ковальчук  Е.Р., Колесов И.М. и др. Технология  машиностроения (специальная часть). - М.: Машиностроение, 1986. -480с.