Разработка технологического процесса механической обработки детали Втулка

Размеры и конфигурацию детали. От этого зависят размеры и конфигурация инструмента. Требуемое качество поверхностей. Качество поверхностей влияет на геометрию инструмента. Точность обработки.Точность обработки влияет на материал режущей части и конструкцию режущего инструмента. Параллельно с выбором режущего инструмента выбираем вспомогательный инструмент. При этом желательно вспомогательный инструмент не использовать, но если используется, то только стандартный. Для облегчения выбора составим таблицу10. На операциях токарных и расточных лучше использовать резцы, оснащенные твердосплавными пластинами. Подрезной резец так же желательно взять из твердого сплава, так как материал заготовки Сталь 45 тяжело обрабатываемая. Для сверления центрального отверстия и его рассверливания лучше использовать сверла из твердого сплава. Зенкера и развертки так же желательно использовать из твердосплавных режущих материалов.

таблица12Выбор режущего и вспомогательного инструмента№п/п№оп.Наим.Операц.Наим.

инстр.Размеринстр.Обозна-Чение инструмента

Дополнительные аксессуары.

Операция 0101ТО1Фрезерная

Фреза отрезнаяØ200,Z=64, в=42 254−1036 ГОСТ 2679–93ТО2Центровальная

Сверло цеентровочноеØ12,52 317−0108 ГОСТ 14 952–75Операция 0151ТО1ТО2Точение черновое и получистовое наружного профиля по h12, и подрезка торцов. Резец проходной CoromantCaptoØ40,Kr=95· C4-DCLNR/L 27 055−16СМТП CNMG 16 06 08-PR (черн)СМТП CNMG 16 06 04-QM (получист.)TO3Выточка Ø32×2 и Резец отрезной (канавочный) Ø40,φ=5· С5-R/LF123K25−27070BСМТП L123G2−0300−0502-CMTO4выточка Ø31×3Резец отрезной (канавочный)Ø40,φ=5· С5-R/LF123K25−27070BСМТП L123E2−0200−0502-CMТО5Фаски 1×452×45Резец фасочныйØ40,Kr=45· C4-DSDNN-50−12СМТП SNMM 12 04 08-QRТО6Резьба М36×2Резец РезьбовойØ40,C4-R/L 166.

4FG-27 050−16СМТП R 166.

0G-16MM01−200Продолжение таблица121 234 567

Операция 0202ТО1Глубокое сверление СверлоØ21,81−22,9424.

6−021-резцовая головка424.

2−852−2 -Щтанга внутренняя424.

2−421−02-цанга, 424,2−431−02-уплотнительная втулка, 424,2−445−51-наружное запорное кольцо424,2−445−02-внутреннее запорное кольцо424,2−400М-V63 -патрон вращающийся VarilockСМТП 800−12 T3 08M-C-G-центр.СМТП 800−12 T3 08M-I-G-промежуточная.СМТП 800−11T3 08Н-P-G-периферийная.СМТП800−12А-Опорная пластина. TO2Внутреннее точение по контуру черновая

БорштангаØ20Kr=91· R/L 579.

0C-162 011;09 -режущая головка570−3С 16 204 СR-Расточная оправка С5−131−50−16 -переходник для расточных борштанг СМТП TCMT 09 02 08-UR -чер. Обр. ТО3Внутреннее точение по контуру п/чит.БорштангаØ20Kr=91· R/L 579.

0C-162 011;09 -режущая головка570−3С 16 204 СR-Расточная оправка С5−131−50−16 -переходник для расточных борштанг СМТП TCMT 09 02 08-UM -п/чис. Обр

ТО4Резьба М30×1,5БорштангаØ20R/L 579.

0C-162 011;09 -режущая головка570−3С 16 204 СR-Расточная оправка С5−131−50−16 -переходник длярасточных борштанг

СМТП R 166.

0L-16MM01−150 Операция 0253ТO1Фрезерованиелысок

ФрезатрехсторонняяØ125Z=10R331.

32−125VC63EMСМТПN331.

1A-08 45 08M-PMTO2Сверление СверлоØ8R415,5−0800−30−8С1392,272НМ-40 12 056 -патрон силовой прецизионный393, СG-12 08 40 — цанга метрическая

Продолжение таблица121 234 567

Операция 0354ТО1Внутреннее точение по контуру п/чит.БорштангаØ20Kr=91· R/L 579.

0C-162 011;09 -режущая головка570−3С 16 204 СR-Расточная оправка С5−131−50−16 -переходник для расточных борштанг СМТП ТNGA 16 04 08 N02520 — чис. ОбрTO2Резьба М30×1,5БорштангаØ20R/L 579.

0C-162 011;09 -режущая головка570−3С 16 204 СR-Расточная оправка С5−131−50−16 -переходник длярасточных борштанг

СМТП R 166.

0L-16MM01−150 Операция 0405ТО1Проточка конуса Резец проходной CoromantCaptoØ40,Kr=95· C4-DCLNR/L 27 055−16СМТПСNGA 12 04 08 N02520- чистоваяTO2Резьба М36×2Резец РезьбовойØ40,C4-R/L 166.

4FG-27 050−16СМТП R 166.

0G-16MM01−200Операция 0456ТО1Внутреннее шлифование

Круг шлифовальныйØ20×20×10А8 20×20×10 25АМ14 3К60А1 Операция 0507ТО1Наружное шлифование

Круг шлифовальнаяØ20×20×101А1 300×40×127 25АМ14 3К30А1 Выбор средств технического контроля. При проектировании технологического процесса необходимо стремиться к тому, чтобы требуемая точность размеров обеспечивалась технологически без применения средств контроля. Особенно это касается размеров, которые не могут быть измерены непосредственным способом, например межосевые расстояния отверстий. Если без средств технологического контроля обойтись нельзя, то следует назначить стандартные средства контроля и только в случае крайней необходимости проектировать специальные измерительные инструменты, приборы или приспособления. При выборе типа и конструкции измерительного инструмента нужно учитывать:

точность требуемого измерения;

характер производства;

размер и качество измеряемой поверхности. Выбор мерительного инструмента сводим в таблицу 13Таблица 13Выбор стандартного инструмента№ п/пНормируемыйразмер

Измерительныйинструмент123Операция 101 170 по h14Штангенглубиномер ШГ-200−0,1 ГОСТ 162–90Операция 152 170 h12−10,Ø50h14, Ø32h9, Ø32h14,Ø35,8h12, Ø31h14, Ø30h14 М36×2,1×45, 2×45Штангенглубиномер ШГ-200−0,05 ГОСТ 162–90Микрометр МК-50- ГОСТ 4381–80Микрометр МК-75 ГОСТ 4381–80Концевые меры № 20 ГОСТ 6507–78Микрометр МВМ50 ГОСТ 4380–93Шаблон фасок

Калибр Резьбовой пр и не пр. М32×2 ГОСТ 17 763

Операция 0203Ø22,91Н12,Ø28Н14,Ø32Н14, Ø22Н10,Ø28Н14, Ø28,43Н12,Ø23,542Н9, М30×1,5Длины размеров в нутрии по 14 кв., Микрометр МК-50- ГОСТ 4381–80Микрометр МК-25- ГОСТ 4381–80Нутромер НИ50ПТ ГОСТ 9244

Микрометр МК-50 ГОСТ 4381–80Концевые меры № 20 ГОСТ 6507–78Штангенглубиномер ШГ-160−0,1 ГОСТ 162–90Калибр резьбовой пр и не прох. М30×1,5 ГОСТ 18 465

Операция 0254Ø8Н12, 45,5h14 Нутромер НИ10ПТ ГОСТ 9244

Микрометр МК-25 ГОСТ 4381–80Концевые меры № 20 ГОСТ 6507–78Штангенглубиномер ШГ-160−0,1 ГОСТ 162–90Продолжение таблицы 13 123

Операция 0355Ø23.894Н8, М30×1,5Микрометр МК-25- ГОСТ 4381–80Нутромер НИ50ПТ ГОСТ 9244

Концевые меры № 20 ГОСТ 6507–78Штангенглубиномер ШГ-160−0,1 ГОСТ 162–90Калибр резьбовой пр и не прох. М30×1,5 ГОСТ 18 465

Операция 40 6170h9, Конус морзе № 5 по h8; М36×2,Штангенглубиномер ШГ-200−0,05 ГОСТ 162–90Микрометр МК-50- ГОСТ 4381–80Концевые меры № 20 ГОСТ 6507–78Калибр Резьбовой пр и не пр. М32×2 ГОСТ 17 763

Операция 0457Ø24Н7Микрометр МК-25- ГОСТ 4381–80Нутромер НИ50ПТ ГОСТ 9244

Концевые меры № 20 ГОСТ 6507–78Штангенглубиномер ШГ-160−0,1 ГОСТ 162–9Операция 0508

Конус Морзе № 5 по h7Штангенглубиномер ШГ-200−0,05 ГОСТ 162–90Микрометр МК-50- ГОСТ 4381–80Концевые меры № 20 ГОСТ 6507–78Для контроля шероховатости9шероховатость Ra1.6, Ra3,2Образцы шероховатости ОШС-Р 0,4−12,5 ГОСТ 9378–93 Сталь. Образцы шероховатости ОШС-ФТ 0,4−12,5 ГОСТ 9378–93 Сталь

Расчет режимов резания. Расчет режимов резания произведем на операцию представитель:

Токарную;

Шлифовальную. Рассчитаем режимы обработки для токарной обработки наружного диаметра Ø50h14. Это черновая обработка, которая будет самая нагруженная .

16.1. Расчет режимов резания при наружном точении

Общие сведенья для расчетов сил резания приведены ниже в таблице. Скорость резания [ 8, стр. 265],(21)где, Cv и x, y, mкоэффициент и показатели степеней приведенные в[ 8, стр.

269, табл.

17] заносим в таблицу выше. T-период стойкости, T=90 мин. [ 8, стр.

268](22)kv-коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, состояние поверхности, параметры режущего инструмента (23)где, nv=0,95 [8, стр.

262, табл.

2] Таблица17Общие сведенья по переходам.№ п.п.Наименование

Точение наружное1Наименование переходачерновая2Диаметр обработки, ммØ503Квалитет точности

Н144Припуска на обработку2,825Подача [8,стр 268−271, табл 11−19]0,56Коэффициент Сv, m, x, y [8,стр 269−270, табл.

17]Сv=350,m=0,2 x=0,15 y=0,358Коэффициент Кv0,479Перил стойкости в мин.

Скорость резания м/мин7311

Коэффициенты для расчета сил резания Ср, x, y, n[8, стр.

273, табл.

22]Сp=300,x=1,0y=0,75n=-0,1512

Коэффициент Kp0.8613

Сила резания Pz, H227314

Частота вращения, мин-146 015

Мощность станка в кВт3.2516

Паспортная мощность станка в кВт5.517Длина обработки, мм14 318

Машинное время обработки в мин:

0,6knv=1,0 [ 8, стр.

263, табл.

5]kuv=1,0 [ 8, стр.

263, табл.

6]Так как это много инструментальная обработка, то ku, krg, ki, kpтоже необходимо учитывать. Это коэффициенты, учитывающиеконструкцию резца. [ 8, стр.

264, табл.

7] [ 8, стр.

264, табл.

8] [ 8, стр.

264, табл.

18]Отсюда скорость резания:

при черновом точении: M/MuHСила резания определяется (8):(24)где Cp, x, y, n-коэффициент и показатели степени берем из[8, стр.

273, табл.

22] и вносим в таблицу выше (25)где kmp коэффициент учитывающий материал[ 8, стр.

264, табл.

9](26)kp, kip, kap, krpкоэффициенты, учитывающие геометриюkp=0.

1.31Сила резания:

При черновом

Мощность резания определяется по формулам [ 8](27)При черновомNc=2.71*1,2=3.25 kBTNcт=5,5 кВтNcт=>Ncусловие выполняется. Время машинное на обработку:(28)где L-длина рабочего хода фрезы при обработке, (29)Lобрдлина врезания, ммl1, l2 -длина врезания и перебега, мм

Длина обработки: Длина перебегов:

При черновом

При этом длина обработки будет:

При черновом

Машинное время на обработку:

При черновом

Аналогичным способом рассчитываются все операции токарного типа.

16.2. Расчет режимов резания при наружном шлифовании

Определяем скорость вращения заготовки [7]. Для закаленной стали и диаметра заготовки Ø46 скорость вращения детали лежит в пределах Vз= 26…39 м/мин.Этому диапазону значений Vз соответствует следующий диапазон значений чисел оборотов заготовки: nз= 260…390 об/мин.

корректируем число оборотов по паспортным данным станка: nз= 275 об/мин.Тогда действительная скорость вращения заготовки составит: Vз=π хdдхnд/1000(30)Vз= 3,14×44,73×275/1000=38,6м/мин

Определяем продольную подачу на оборот заготовкиSо=Sдх

Вк мм/об (31)Устанавливаем величину продольной подачи в долях ширины круга [7]: Sд=(0,2…0,4)В-для чистоты поверхности 0,4Принимаем Sд=0,2Тогда:Sо=0,2×40=8 мм/об.Определяем скорость продольного хода стола станка Vст=Sдх

Вкхnз/1000 м/мин (32)Vст=0,2×40×275/1000=2,2м/мин

Полученное значение скорости продольного стола может быть установлено на станке, где осуществляется бесступенчатое регулирование значений Vст в пределах 0,5…5 м/мин.Определяем поперечную подачу на ход стола Stx [7] %Для Vз до 40 м/мин Sо=2,2 мм/об Ø44,73;Stx=0,006 мм/ход

Учитывая поправочный коэффициент на поперечную подачу:

К1=1, так как припуск на диаметр 0,1 мм ;К2=0,8, так как обработка материала — закаленная сталь. Stx=0,006×0,8=0,0048 мм/ход. Принимаем Stx=0,005мм/ход.Определяем мощность, затрачиваемую на резание [7]: Для v3 до 38.6 м/ мин, S0до 8 мм/ об, stx до 0,005 мм/ ход, (33)СN=1,3; r=0,75; x=0,85; y=0,7; [7,стр. 303, табл.

56]N=1.3*38.60,7580.

70.0150.

85=2,43Проверяем достаточность мощности двигателя шлифовальной бабки,. У станка мод. Nшп = NMх η=5,5×0,8 = 4,4 кВт. Npeз < Nшп (2,43 < 4,4), т. е. обработка возможна. Определение времени на обработку. (34)где L=l — (0,2…0,4)Вк при шлифовании напроход иL=l- (0,4…0,6)Вк в мм при шлифовании в упор; h — снимаемый припуск в мм; Sд — продольная подача детали в мм/мин; Вк- ширина круга в мм; nд — частота вращения детали в об/мин; t — глубина резания или поперечная подача круга за один оборот детали; К — поправочный коэффициент, зависящий от вида шлифования

Расчет контрольных приспособлений на точность

Расчет погрешности измерения производится по формуле:∆изм=∆м+∆ип+∆у+∆с (35)где ,∆м-погрешность метода измерения∆ип- погрешность измерительного прибора∆у-погрешность условий измерения∆с-субъективная погрешность (36)Где lcx — функция преобразования, обусловленная схемой передаточного механизма ∆r-погрешность изготовления деталей измерительного приспособления. Составляем расчетную схему для определения технологической составляющей измерения (рис.

6)Рисунок 6. Принципиальная и расчетная схема контрольного приспособления. Из данной схемы видно, что технологическая составляющая зависит от двух параметров, которые в свою очередь накладывают ограничения одно на другое. Это перекос оси корпуса держателя индикаторной головки относительно корпуса нижнего гидропластовой втулки. Перекос оси при базировании на шарики. В зависимости кто будет жестче тот и будет регламентировать данную составляющую. Рассчитаем их:(37)Где Dш-Допуск на шарик, ITR1ITR1- допуск на исполнение канавки,. (38)Погрешность, которая может возникнуть в результате неблагоприятного расположения шариков на устройстве. Но на данную погрешность оказывает влияние зазор между держателем и корпусом. Рассчитаем ее. (39)Где BDполовина допуска сопряжения деталей 1 и 2. BD =0.5*∂L=0,042*0,5=0,021ВС=АС=26/2=23- половина длины сопряжения поверхностей 1 и 2ВЕ=0,21 000 027 мм (40)ED=3,36*10−5(41)FN=5,6*10−5мм

Таким образом погрешность от шариков можно не принимать во внимание т.к. перекос втулки на много меньше относительно оси. Погрешность базирования самого приспособления при помощи фторопластовой втулки равна нулю т.к. происходит четкое облегание тонкостенной втулки по диаметру. ∆б=0Погрешность инструмента зависит от выбранного типа измерителя. В нашем случае это измерительная головка 1МИГ модель 5 101

Погрешность измерения которой 0,001 мм. Таким образом можно записать :∆ип=0,008 мм Допустим ∆у+∆с= 0,005 мм.Тогда погрешность измерения можно вычислить и она будет:

Допустимая погрешность определяется :(42)∆доп=0,6*0,03=0,018 мм

Условие выполняется. Нормирование технологического процесса обработки детали

Техническое нормирование в условиях серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом. Пример расчета приведен на операцию шлифованиянаружного конуса Морзе № 5.При серийном производстве:

ТМТ =ТО +ТВ +ТОБСЛ. +ТОТД. +ТПЗ /n (43)ТО-технологическое время обработки

ТО=0.97 мин.- рассчитано ранее

ТВ-вспомогательное время;

ТОБСЛ. и ТОТД.

время на обслуживание и отдых и естественные потребности;

ТНЗ — подготовительное — заготовочное время. ТВ=% от ТОПо [2, стр.

113, табл.

57] ТВ составляет 25% от ТОТВ=25%ТО=0,25×0,97=0,24 мин

Из них:

установки и снятие детали ТУС.=0,05минуправление станком ТУПР.=0,12минизмерение деталей ТИЗМ.=0,07миноперативное время:

ТО +ТВ=0,97+0,24=1,21 мин. Время на обрабатывание и отдых и время на техническое обслуживание состоит из[2]: ТТЕХ =ТСМ *ТО /Т (44)где: ТСМвремя на смену комплекта инструмента;

ТСМ=1,7×0,97=1,649 на смену СМПТТЕХ=5,4×1,649/200=0,05МИНВремя на ТОРГ принимаем 2,4% от операционного времени [2]: ТОРГ=1,21×0,024=0,03МИНТОТД принимаем 6% от оперативного

ТОТД=1,21×0,06=0,07Штучное время:

ТШТ=1,21+0,07+0,03+0,05=1,35 мин

ТНЗ=625 мин (9)Для партии 2400 на одну деталь оно будет составлять:

ТПЗдет=0,26 мин

ТШТП=1,35+0,26= 1,61мин

Аналогичным способом рассчитываем и остальные операции. Таблица18Нормирование операций№ п.п.Характеристика

ТоТвТвТоп

Т обсл. Тотд

ТштТпз

ПТш-кТус

ТупрТизм

ТтехТорг.Операция 0501

Шлифовальный круг 0,970,240,050,120,071,210,030,030,071,35 625,002400,001,61Операция 0152

Токарная-обр. центр11,422,860,571,430,8614,280,050,020,8615,19 480,002400,0015,39

Список литературы

Горбацевич. П. В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск, «Высшэйша школа"1975 г.

275с.Добрыднев И. С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения «: Учебное пособие для вузов по специальности «обработка металлов резанием», — М.: Машиностроение, 1985., 450с. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Под.ред. А. Ф.

Горбацевича. Изд. «Высшэйша школа», 1975, 288с. Моталин А. А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты «- Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение 1985. 496с. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку. ГОСТ 26 645–85.Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, Т1 под.

Ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова М. 1972, 480с. Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах, Т2 под. Ред.

А. Г. Косиловой и Р. К.

Мещерякова М. 1972, 497с. Вардашкин А. С. Справочник по станочным приспособлениям в 2-х томах.

Том-1. Высшейша школа. 576 сЕгоров М. Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. Изд.6-е, перераб. и доп. Учебник для машиностроительных вузов «Высшая школа «1969. 480 с.