Проектирования технологических процессов изготовления деталей машиностроения

Раздел 2. Технологическая  часть

2.1. Выбор метода  получения заготовки и её конструирование

   Обоснованный выбор материала для  заготовок является важнейшим этапом проектирования технологического процесса. Материал определяет эксплуатационные качества и долговечность работы изделия.

   Основными   видами  заготовок  для деталей,  изготовляемых из металлов и  их сплавов, являются:

а) сортовой материал, изготовляемый прокатом, волочением и т.п. из черных

металлов  и  цветных  сплавов (прутки круглого, квадратного и шестигранного сечения,  трубы,  плоский прокат - листы, полосы, ленты). Некоторые из этих видов  заготовок  могут  применяться  и для ряда неметаллических материалов (винипласт, гетинакс, текстолит и др.);

б) отливки (литые  заготовки);

в) поковки и  штамповки.

   Основой при выборе материала заготовки изделия являются следующие требования: он должен обеспечивать необходимую прочность, обладать оптимальными технологическими свойствами при минимальной стоимости готовых изделий и хорошей обрабатываемости.

   Выбор материала зависит от условий работы детали в узле.

При анализе условий  работы деталей следует учитывать:

• максимальную нагрузку, которая может возникнуть в изделии при эксплуатации;
• характер приложенной нагрузки (статическая, динамическая, знакопеременная и т.д.);
• температурные условия работы (интервал температуры, постоянная или переменная температура);
• наличие агрессивной среды (кислотная, щелочная, газовая);
• тип трения(скольжение, качение) рабочих поверхностей изделия в процессе эксплуатации;
• характер износа (абразивный, окислительный);
• допуски на коробление и поводку, твердость, а также пределы отклонений других показателей.

   Учитывая конструктивные особенности детали, в условиях среднесерийного типа производства, в качестве материала заготовки выбираем прокат сортовой горячекатаный обычной точности.

1. В зависимости от квалитета  и шероховатости обрабатываемых  поверхностей составляем маршрут  обработки

      Точение однократное  Z=2,2

2. Определяем диаметр заготовки

мм

3. Определяем точность поверхностей после отрезки

  Способ отрезки  – на ленточно-пильных станках  по 14 квалитету.

4. По сортаменту выбираем Ø мм

5. Выбираем припуск на подрезку  торцев и определяем длину  заготовки

a= 2,2 _-0,76

мм

6. Определяем массу  заготовки

кг

 см³

7. Определяем коэффициент использования материала

 

2.2. Обоснование выбранного  варианта технологического процесса

На основании анализа чертежа детали и выбора заготовки  разрабатывается проектный вариант маршрутного технологического процесса обработки, обеспечивающей выполнение требований рабочего чертежа детали при одновременном снижения затрат а её изготовление. На одном этапе составляется общий план обработки заготовки, формулировка содержания операций.

На основании разработанного варианта маршрутного технологического процесса производятся подробная разработка содержания операций, определение рациональной последовательности технологических переходов, расчёт припусков, расчёт режимов резания, техническое нормирование операций, разработка инструментных наладок.

Под точностью обработки  понимают степень соответствия изготовленной  детали заданным размером, форме и  иным характеристикам, вытекающим из служебного назначения этой детали.

К факторам, определяющим точность обработки относятся: точность станков, инструмента и приспособлений, жесткость технологической системой СПИД, температура звеньев технологической  системы, износ инструмента, внутренние напряжения материала заготовки и др.

На точность обработки  существенно влияет правильность установки  самого станка, так как отклонение от геометрической точности станка приводит к погрешности  обработки. Точность обработки зависит также от точности изготовления режущего инструмента, которая в процессе эксплуатации изготовления снижается ввиду износа.

Составляем  маршрут обработки:

000 Заготовительная

005 Правильная

010 Термическая 

015 Фрезерно-центровальная

020 Токарная с ЧПУ

025 Токарная с ЧПУ

030 Горизонтально-фрезерная

035 Вертикально- фрезерная

040 Круглошлифовальная 

045 Резьбонарезная

050 Моечная

055 Контрольная 
2.3.  Выбор и обоснование технологических баз

   Базой называют поверхность, ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируются другие детали изделия или поверхности детали, обрабатываемые  или собираемые на данной операции.

   По своему назначению базы подразделяются на: конструкторские, технологические и измерительные.

   Конструкторской базой называют поверхность детали, относительно которой конструктором задаются расстояния до других поверхностей. Эти базы подразделяют на основные и вспомогательные.

   Основной называется база относительно которой конструктором задаётся расположение поверхностей, определяющих положение самой детали в изделии, вспомогательной — положение присоединяемой детали относительно данной. Вспомогательных баз может быть несколько.

   Технологической базой называют поверхность, определяющую положение детали в приспособлении в процессе её изготовления.

   Измерительной базой называют поверхность детали, относительно которой производится контроль полученных размеров, которой определяется положение детали в измерительном приспособлении.

В машиностроении существует четыре вида поверхностей деталей и изделий:

• исполнительные поверхности, с их помощью деталь выполняет свое служебное назначение;
• основные поверхности, с их помощью определяется положение данной детали в изделии;
• вспомогательные поверхности, с их помощью определяется положение присоединяемых деталей относительно данной;
• свободные поверхности, не соприкасающиеся с поверхностями других деталей.

 

Базирование детали Вал по маршруту обработки

№ опер	Наименование  операции	Базовая поверхность	Эскиз
000	Заготовительная
005	Правильная
010	Термическая
015	Фрезерно-центровальная
020	Токарная с ЧПУ
025	Токарная с ЧПУ
030	Горизонтально-фрезерная
035	Вертикально-фрезерная
040	Круглошлифовальная
045	Резьбонарезная
050	Моечная
055	Контрольная

 

2.4. Выбор оборудования  и режущего инструмента

Оборудование  и режущий инструмент по маршруту обработки

№ опер	Наименование  операции	Оборудование	Режущий инструмент
000	Заготовительная	Ленточно-пильный станок 8553
005	Правильная	Правильный пресс
015	Фрезерно-центровальная	Фрезерно-центровальный  станок МР-71М	Фреза торцевая Ø 100 мм с  числом ножей 10 2214-0331 ГОСТ1092-80 центровочное сверло Ø 6,3 2317-0007 ГОСТ 14952-69
020	Токарная с ЧПУ	Токарный многорезцовый  полуавтомат 1Н713	Резец контурный 2103-0713  ГОСТ 20872-80 с пластинами 01114-220412 ГОСТ 19046-80
025	Токарная с ЧПУ	Токарный многорезцовый  полуавтомат 1Н713	Резец контурный 2103-0713  ГОСТ 20872-80 с пластинами 01114-220412 ГОСТ 19046-8
030	Горизонтально-фрезерная	Горизонтально-фрезерный  станок 6Р80Г	Фреза 2234-0175 ГОСТ 6648-79
035	Вертикально-фрезерная	Вертикально-фрезерный  станок 6Н12	Фреза концевая 2220-0013 ГОСТ 17025-71
040	Круглошлифовальная	Круглошлифовальный станок 3М151	ПП 600х80х305 ГОСТ 2424-67
045	Резьбонарезная	Токарно-винторезный станок 16К20	Плашка круглая 2650-2147 ГОСТ 9740-71
050	Моечная	Ванна
055	Контрольная	Контрольный стол

 

      2.5. Расчет  промежуточных припусков и размеров  заготовки

 

Расчёт припусков  и предельных размеров

Технологическая операция или переходы	Квалитеты	Элементы припуска				Припуск 2zmin, мкм	Допуск, мкм  T	Предельные  размеры, мм		Предельные  размеры припуска, мкм
		Rmax	h	Δ	ε			dmin	dmax	z min	z max
Заготовка	16	160	250	38,01	0	—	1900	48,19	50,09	—	—
Точение однократное	14	125	120	2,2	0	896,2	740	47,3	48,04	890	2050

 

1.    Выбираем  точность и качество поверхности.

2. Выбираем точность  и качество поверхности после  механической обработки.

3.    Определяем  пространственные отклонения расположения  поверхностей.

пространственное отклонение после механической обработки определяем с     учетом коэффициента уточнения k_y.

k_y=0,06

4. Погрешность установки  заготовки из проката в центрах  или самоцентрирующем патроне  равна нулю.

5. Рассчитываем минимальные  припуски 2Z_min по всем технологическим переходам

6. Величину припуска  Т по переходам выбираем в  зависимости от квалитета и  размера.

7. Записываем наименьший  предельный размер для окончательной  обработки

D_{min точ.}=D_н+ei=48-0,7=47,3 мм

8. Последовательно определяем расчетные размеры для каждого предшествующего перехода прибавлением к расчетному размеру следующего за ним смежного перехода

D_{min заг}=D_{min точ.}+2Z_{min точ}= 47,3+0,896=48,19

9. Определяем наибольшие  предельные размеры прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру

D_{max точ}= D_{min точ}+Т_точ=47,3+0,74=48,04

D_{max заг}= D_{min заг}+Т_заг=48,19+1,9=50,09

10. Записываем предельные значения припусков

Z_{max точ}=D_{max заг}-D_{max точ}=50,09-48,04=2,05

Z_{min точ}=D_{min  заг}-D_{min точ}=48,19-47,3=0,89

Проверка:∑Z_max-∑Z_min=T_заг-T_точ=2050-890=1900-740=1160

 

2.6. Расчет режимов резания на вертикально-фрезерную операцию

1. Определяем длину  рабочего хода

      L_px=L_рез+y+ L_доп=40+3+0=43

2. Определяем подачу  на зуб

     S_z=0,06 мм/зуб

3. Определяем стойкость инструмента

     Т=80 мин

4. Определяем скорость  резания

    υ_таб=30,5 м/мин

     n_таб=610 об/мин

     S_м=125

          об/мин

       по  паспорту принимаем n=800 об/мин

      м/мин

     S_м=Sz*z*n=0,06*4*800=192

      по паспорту  принимаем S_м=160

5. Определяем основное  машинное время

        мин

6. Определяем мощность, потребную на резание