Технологічний процес обробки деталі “Фланець лабіринтів”

          д) застосування оптимальних режимів різання обробки деталей.

 

1.5 Вибір виду і розробка креслення заготівки

 

1.5.1 Аналіз заводської заготівки

 

Заводська заготівка виготовляється литтям по виплавляємим моделям рисунок 1.3.

 

Коефіцієнт використання матеріалу  визначається за формулою:

 

                                                  (1.7)

 

Норму витрат знаходимо по формулі:

 

                                        (1.8)

 

Масу  технічних відходів   знаходимо  по формулі:

 

                                      (1.9)

 

Масу заготівки визначаємо за формулою:

 

, кг                                               (1.10)

 

якщо V=38,4 см³;

 

 кг,

 

де   r = 0,0078кг/см³.

 

Коефіцієнт  використання матеріалу визначаємо по формулі 1.7:

 

 

кг

 

кг

Рисунок 1.3 – Креслення заводської заготівки

 

1.5.2 Розрахунок припусків аналітично

 

Будь-яка заготівка, яка в подальшому буде оброблятися, виготовляється з припуском. Припуск - шар металу, що видаляється з заготівки процесі обробки, необхідний для одержання остаточних розмірів і заданого класу шорсткості поверхонь деталей. Припуски ділиться на загальні та між операційні. Під загальним припуском розуміють припуск, що знімається на протязі всієї обробки даної поверхні - від розміру заготівки до остаточного розміру готової деталі. Міжопераційним називають припуск, який видаляють при виконанні окремої операції. Міжопераційний припуск повинен бути достатнім для того, щоб при обробці були вилучені всі дефекти попереднього переходу (дефективний шар і просторові відхилення). Припуск повинен мати розміри, які б забезпечували виконання необхідної для даної деталі механічної обробки при задоволенні необхідних вимог до шорсткості, якості поверхні металу і точності розмірів деталі при найменших витратах матеріалу і собівартості деталі. Такий припуск являється оптимальним.

 

Розраховуємо припуск аналітично на розмір Æ61h9_-0,074

 

1 Призначаємо маршрут обробки,  вибираємо операційні допуски 

[1, с.8-12, табл.4-5].

Маршрут обробки:

 

Заготівка – виливка по виплавляємим моделям h14(Т_D=500)

Точіння чорнове h12 (Т_D^/=120 мкм).

Шліфування  h9 (Т_D^//=74 мкм).

 

2 Вибираємо  величини,  які характеризують якість поверхонь:

 

Rz=200 мкм h=200 мкм, [1,с.186,табл.12]

Rz^/=50 мкм h^/=50 мкм, [1,с.187,табл.24]

Rz^//=5 мкм h^//=5 мкм

 

Залишкові просторові відхилення:

 

      , [1,с.186-187,табл.16,18]

 

де Δ_к - кривизна штампованих заготівок;

Δ_см – відхилення від співвісності.

Для інших  операцій

 

Δ^/=0,06*Δ_заг=0,06∙150=9мкм

Δ^//=0,04*Δ_заг=0,04∙150=6мкм

 

Значення  коефіцієнту k_у уточнення вибираємо з таблиці 3.

Похибку установлення:

 

 по [1,с.42,табл.13]                            (1.11)

 

Заносимо  знайдені величини у таблицю.

 

ε_у^/=110 мкм

ε_у^//=70 мкм

 

3 Визначаємо допуск на розмір заготівки:

 

Т_{D заг}=0,5мм [табл.1]

 

Розділяємо допуск на відхилення - верхнє (es) і нижнє (ei).

 

es =1/2∙Т_D=1/2∙0,5=0,25мм

ei =1/2∙Т_D=1/2∙0,5=0,25мм

 

4 Визначаємо величину мінімального  припуску по переходам:

 

                

 

 5 Визначаємо граничні проміжні  розміри по технологічним переходам та остаточні розміри заготівки по формулам:

 

D_{min i-1}=D_{min i}+2Z_{min i}; D_{max i-1}=D_{min i-1}+T_{D i-1}                                   (1.12)

 Округляємо до 61,27мм

 

 

 

Номінальний розмір заготівки:  62,95-0,25=61,7мм

 

6 Визначаємо одержані граничні припуски:

 

2Z_{max i-1}=D_{max 1}-D_{max i-1} ; 2Z_{min i-1}=D_{min i} -D_{min i-1}                                         (1.13)

 

 7 Одержані дані заносимо в таблицю 1.5.

 

8 Знаходимо  одержаний загальний припуск:

 

                                                2Z_{заг max}=Σ2Z _max=1,95 мм

2Z_{заг min}=Σ2Z _min=1,524 мм

 

9 Виконуємо  перевірку правильності розрахунків  по формулі:

 

T_{(D,l) заг} – T_{(D,l) дет} =2Z_{заг max} –2Z_{заг min}

T_{D заг} - T_{D дет} =500–74=426 мкм 

2Z_{заг max} –2Z_{заг min}=1950–1524=426 мкм

 

Розрахунки  виконані вірно.

10 Проставляємо  виконавчі розміри на операцію:  для зовнішніх розмірів , для внутрішніх розмірів .

Таблиця 1.5 – Визначення припусків  аналітичним способом Æ61h6

Розра- хунко- вий розмір	Техноло-гічний перехід	Елементи припуску				Розра- хунко-вий розмір, мм	До-пуск, мм	Граничні  розміри,мм		Граничні припуски,мм		Виконавчий розмір,мм
		Rz	h	Δ	Ei			Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Æ61h6(-0,074)	Заготівка- виливка	200	200	150	_	62,45	500	62,95	62,45	1950	1524	Æ61,7
	Точіння чорнове h12(/)	50	50	9	110	61,27	120	61,39	61,27	1560	1180	Æ61,39
	Шліфування h9(//)	5	5	6	70	60,93	74	61	60,926	390	344	Æ61
Æ68h	Заготівка- виливка h14	32	100	150	-	69,11	500	69,61	69,11	1622	1142	Æ69,36
	Точіння чорнове h11(/)	15	20	9	150	68,42	190	68,61	68,42	1000	690	Æ68,61-0,19
	Точіння чистове h9(//)	2,5	5	6	110	68,123	74	68,2	68,123	410	297	Æ68,2-0,074
	Шліфування h6(///)	5	15	3	70	67,968	20	67,988	67,968	212	155	Ø67,99-0,02

 

 

1.5.3   Розрахунок припусків по нормативам 

 

Розрахунок  припусків по таблицям на розмір Æ 40.5H11^+0,17

 

1 Призначаємо  маршрут обробки. Вибираємо операційні допуски по

[1, с.8-12, табл.4-5].

 

Маршрут обробки:

Заготівка – виливка по виплавляємим моделям  Н14(Т_D=500).

Точіння чорнове Н12 (Т_D^/=250 мкм).

Точіння чистове Н11 (Т_D^//=170 мкм).

 

2 Визначаємо  мінімальні припуски  [табл. 3-9]:

 

2Z^/_min= 0,9 мм       

2Z^//_min= 0,4 мм       

         

3 Визначаємо  допуск на розмір заготівки  за формулою:

 

Т_D(D,l)=0,5 мм

 

Розділяємо  допуск на відхилення - верхнє (es) і нижнє (ei).

 

es=1/2∙Т_D=1/2∙0,5 =0,25 мм

ei=1/2∙Т_D=1/2∙0,5 =0,25 мм

 

4 Визначаємо  граничні проміжні  розміри по  технологічним переходам та остаточні  розміри заготівки по формулам:

 

D_{max i-1}=D_{max i}–2Z_{min i};  D_{min i-1}=D_{max i-1}–T_{D i-1}                                    (1.14)

 

 

Визначаємо  номінальний розмір заготівки: 38,87+0,25=34,4мм

 

5 Визначаємо  одержані граничні припуски:

 

2Z_{max i-1}=D_{min  i-1}-D_{min i}; 2Z_{min i-1}=D_{max  i-1}-D_{max i}                                           (1.15)

 

6 Одержані дані заносимо в таблицю 1.7.

 

7 Знаходимо одержаний загальний припуск:

 

2Z_{заг max}=ΣZ _max=1,63 мм

2Z_{заг min}=ΣZ _min=1,3 мм

 

8 Виконуємо перевірку правильності розрахунків по формулі:

 

T_{(D,l) заг} –T_{(D,l) дет} =2Z_{заг max} –2Z_{заг min}

T_{l заг} – T_{l дет} =500–170=330 мкм 

Z_{заг max} –Z_{заг min}=1630–1300=330 мкм

 

Розрахунки  виконані вірно

 

 

 

 

Таблиця 1.7 – Визначення припусків табличним способом

Розрахунковий розмір	Технологічний перехід	Табл при-пуск,мкм	Розра- хунк. розмір, мм	До-пуск мм	Граничні  розміри,мм		Граничні припуски, мм		Виконав-   чий розмір,мм
					Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Æ40,5Н11+0,17	Заготівка- виливка Н14	-	39,37	500	39,37	38,87	1,63	1,3	Æ 39,1
	Точіння чорновеН12(/)	900	40,27	250	40,27	40,02	1,15	0,9	Æ40,02+0,25
	Точіння чистовеН11(//)	400	40,67	170	40,67	40,5	0,48	0,4	Ø40,5+0,17
12h11-0,12	Заготівка- виливка h14	-	12,68	500	13,18	12,68	1180	800	12,93
	Точіння чорновеh12(/)1с	300	12,38	180	12,56	12,38	620	300	12,56-0,18
	Точіння чорновеh12(//)2с	300	12,08	180	12,26	12,08	300	300	12,26-0,18
	Точіння чистовеh11(///)1с	100	11,98	120	12,1	11,98	160	100	12,1-0,12
	Точіння чистовеh11(////)2с	100	11,88	120	12	11,88	100	100	12,1-0,12
1,5h8-0,4	Заготівка- виливка h14	-	2,12	200	2,32	2,12	820	660	2,22
	Точіння чорновеh12(/)	250	1,87	120	1,99	1,87	330	250	1,99-0,12
	Точіння чорнове h12(//)	250	1,62	120	1,74	1,62	250	250	1,74-0,12
	Шліфування h8(///)	160	1,46	40	1,5	1,46	240	160	1,5-0,04
16.8h9-0,058	Заготівка- виливка h14	-	19,54	500	20,04	19,54	340	298	19,79
	Точіння чорновеh12(/) 1с	0,9	18,64	180	18,82	18,64	1220	900	18,82-0,18
	Точіння чистове h11(//) 1с	0,4	18,24	100	18,34	18,24	480	400	18,34-0,1
	Точіння чорновеh11(///)2с	0,9	17,34	180	17,52	17,34	820	900	17,52-0,18
	Шліфування h11(////) 1с	0,2	17,142	58	17,2	17,142	320	198	17,2-0,058
	Точіння чистове h9(/////) 2с	0,4	16,742	58	16,8	16,742	400	400	16,8-0,058

1.5.4 Вибір виду і  розробка креслення проектованої заготівки

 

У даному проекті заготівку одержують  литтям по виплавляємим моделям. Виробництво виливок по виплавляємим моделям відрізняється тим, що рідкий метал заливається у нероз’ємні ливарні форми, отримані по одиничним виплавляємим моделям.

Виробництво виливок у формах, виготовлених по виплавляємим моделям, дозволяє отримувати невеликі вироби важких обрисів з чистою поверхнею. Технологічні особливості процесу виготовлення литих форм по виплавляємим моделям забезпечують достатньо високу точність отриманих виливок.

При цьому способі скорочується розхід рідкого металу. Крім того, лиття  по виплавляємим моделям зазвичай не підвергається подальшій механічній обробці.

На рисунку 1.4 показана проектована заготівка.

 

Рисунок 1.4 – Креслення проектованої заготівки

Коефіцієнт використання матеріалу  визначається за формулою 1.7:

 

,

 

де m_дет – маса деталі;

Н_вит - норма витрати , визначається по формулі 1.8:

 

 

Масу  заготівки розраховуємо по формулі 1.10:        

                                   

кг,

 

де  = 31,9 см³ - об’єм проектованої заготівки;

r= 0,0078 кг/см³.

                            

Норму витрат та масу технічних відходів знаходимо за формулами 1.8, 1.9:

кг

кг

                   

Коефіцієнт  використання матеріалу визначаємо по формулі 1.7:

 

 

Таким чином більш економічною є проектована заготівка, тому що     КВМ   проектованої  заготівки  більше, ніж КВМ   заводської   (0,36 > 0,3).

1.6 Порівняння проектного і заводського маршруту обробки деталі

Таблиця  1.9  - Порівняння маршрутів обробки

№ оп.	Заводський ТП	№ оп.		Проектний ТП
1	2	3		4
А	Заготівельна Лиття по виплавляємим моделям	5		Заготівельна                   по заводу           Лиття по виплавляємим моделям
5	Термообробка (загартування і відпал)	10		Термообробка (загартування і відпал)
16	Токарна з ЧПУ Токарний з ЧПУ мод. АТ-320МС	15		Токарна з ЧПУ           по заводу         Токарний з ЧПУ мод. АТ-320МС
20	Галтування	20		Галтування
Продовження таблиці 1.9
1	2	3		4
24	Токарна Токарно-гвинторізний 16К20	25		Токарна         по заводу         Токарно-револьверний 1Б340П
30	Токарна з ЧПУ Токарний з ЧПУ АТ320МС	30		Токарна з ЧПУ     по заводу       Токарний з ЧПУ АТ320МС
35	Галтування	35		Галтування
36	Вертикально-фрезерна Вертикально-фрезерний 6Р13Б	40		Вертикально-фрезерна       по заводу     Вертикально-фрезерний 6Р13Б
37	Слюсарна	45		Хімічне полірування
Продовження таблиці 1.9
1	2	3		4
40	Вертикально-свердлильна Вертикально-свердлильний 2А125	50		Вертикально-свердлильна     по заводу     Вертикально-свердлильний 2А125
45	Слюсарна	55		Слюсарна
60	Стабілізація
65	Круглошліфувальна Круглошліфувальний 3А151	60		Круглошліфувальна       по заводу       Круглошліфувальний 3А151
75	Токарна Токарний 16К20	65		Токарна Токарний з ЧПК DF-3
Продовження таблиці 1.9
1	2	3		4
80	Токарна Токарний ТВ-320	70		Токарна       по заводу       Токарний 1Б340П
95	Токарна Токарний 16К20			в оп.65
100	Токарна Токарний 16К20			в оп.65
Продовження таблиці 1.9
1	2	3		4
102	Вертикально-свердлильна Вертикально-свердлильний 2А125	75		Вертикально-свердлильна       по заводу     Вертикально-свердлильний 2А125
103	Слюсарна	80		Слюсарна
105	Слюсарна	85		Слюсарна
110	Промивка	90		Промивка
115	Контроль	95		Контроль
118	Горизонтально-фрезерна Горизонтально-фрезерний 6Г82-1		100		Горизонтально-фрезерна               Горизонтально-фрезерний 6Г82-1
120	Низькотемпературне ціанування		105		Низькотемпературне ціанування
123	Контроль		110		Контроль
125	Вуглецеве фосфатування		115		Вуглецеве фосфатування
130	Нанесення графітоталькового покриття		120		Нанесення графітоталькового покриття
Продовження таблиці 1.9
1	2		3		4
135	Токарна Токарний ИЖ1ИС611В		125		Токарна         по заводу         Токарний ИЖ1ИС611В
145	Контроль		130		Контроль
150	Пакування		135		Пакування
155	Сушіння		140		Сушіння

 

 

1.7 Обґрунтування технологічних баз

 

 Базою називають поверхню,  вісь, точку деталі або складальної  одиниці, по відношенню до яких  орієнтуються інші деталі виробу або поверхні деталі, які обробляються або складаються на даній операції. По характеру свого призначення бази підрозділяються на: конструкторські, технологічні, вимірювальні.

Конструкторські бази – це  основні та допоміжні бази, які мають суттєве значення при конструюванні. Основна база визначає положення деталі  в вузлі, а допоміжні – положення приєднаних деталей відносно даної деталі.

Технологічною базою називають  поверхню, яка визначає положення  деталі  при обробці. Технологічні бази можуть бути чорнові і чистові.

Вимірювальною базою називають  поверхню, яка визначає відносне положення  деталі  і засобів вимірювання.

Технологічні чорнові та чистові  бази вибирають, виходячи з наступних міркувань, на які посилаються при обґрунтуванні баз.

При проектуванні технологічного процесу  для забезпечення необхідної точності велике значення має вибір баз. Спочатку за технологічну приймається чорнова база, тобто необроблені поверхні заготівок. Вибрана чорнова база повинна забезпечувати рівномірне зняття припуску при послідуючій обробці поверхонь з базуванням на оброблену технологічну базу і найбільш точне взаємне розташування оброблених і не оброблених поверхонь деталі. Чорнові базові поверхні повинні бути по можливості  гладкими; не мати штампувальних і ливарних ухилів; на них не варто розміщувати літники, робити поверхні для рознімання ливарних форм та штампів.

При виборі технологічних баз для  обробки заготівок необхідно  застосовувати принцип суміщення  баз, тобто за технологічну базу необхідно вибирати поверхню, що є вимірювальною базою. Найкращі результати досягаються при суміщенні технологічної, конструкторської та вимірювальної бази, тобто поверхонь, які визначають положення деталі в виробі.

При будуванні маршруту обробки  необхідно дотримуватись принципу постійності баз; на всіх основних технологічних операціях використовувати для технологічних баз одні й ті самі поверхні. Принципи суміщення і постійності баз збігаються, коли витримуємі розміри проставляються від однієї достатньо стійкої вимірювальної бази. Якщо вимірювальні бази змінні і не мають великих розмірів, то принцип суміщення баз здійснити важко. В цьому випадку здійснюють інший принцип, вибирають постійну технологічну базу. Утворення штучних технологічних баз на деталях сприяє більш повному   дотриманню принципу постійності баз.