Технологический процесс изготовления вала насоса (125577)

Посмотреть архив целиком



1. Анализ исходных данных



Задача данного раздела – на базе анализа технических требований предъявляемых к детали и годового объема выпуска сформулировать задачи, которые необходимо решить в дипломном проекте для достижения цели, сформулированной во введении.



1.1 Анализ служебного назначения и условий работы детали



Деталь "Вал насос-мотора", чертеж 01.М15.017.011.000, является вращающейся деталью и предназначена для обеспечения передачи крутящего момента с шатунов на блок цилиндров насос-мотора, который работает как в режиме насоса, так и в режиме мотора. Вал в сборе с подшипниками устанавливается в корпус насос-мотора.



1.2 Систематизация и классификация поверхностей



Цель систематизации поверхностей – выявление поверхностей, имеющих определяющее значение для выполнения детали своих функций. При систематизации поверхностей будем опираться на данные (рис.1.1.).

Цель классификации поверхностей по служебному назначению – выявление поверхностей являющихся: основными и вспомогательными конструкторскими базами, поверхностей выполняющих исполнительные функции детали, а также свободных поверхностей не входящих во взаимодействие с другими сопряженными поверхностями. Классификацию поверхностей детали по служебному назначению сводим в таблицу 1.1.



Таблица 1.1.

Вид поверхности

поверхности

ИП

6,8,10,11,14,15,16,24,25,26,27,28,29,30,31,32,39,40,41,

а также 47 и 48 (не показаны)

ОКБ

6,8,13,29

ВКБ

1,5,17

СП

остальные





































Рис. 1.1. Схема кодирования поверхностей и размеров детали





1.3 Анализ технологичности конструкции детали



Анализ технологичности конструкции детали будем проводить по следующим группам критериев:

  • технологичность заготовки;

  • технологичность установки;

  • технологичность обрабатываемых поверхностей;

  • технологичность общей конфигурации детали.



1.3.1 Технологичность заготовки

Вал изготавливается из стали 30 ХМ. Материал не является дефицитным, при относительно невысокой стоимости он обладает хорошими качествами: предел прочности при растяжении 610 МПа, предел прочности при сжатии 780 МПа, твердость 22…29 HRC.

В таблице 1.2 представлен химический состав данной стали, а в таблице 1.3 ее механические свойства.



Таблица 1.2 Химический состав стали 30ХМ, %

С

Si

Mn

Cr

Mo

Ni

P

S

Cu

не более

0.26-0.33

0.17-0.37

0.40-0.70

0.80-1.10

0.15-0.25

0.30

0.025-0.035

0.035-0.025

0.30



Таблица 1.3 Механические свойства стали 30ХМ в состоянии поставки

0,2

в

5



KCU,

Дж/см2

HRC

МПа

%



610

780

18

64

147

25



Технологические свойства:

-температура ковки, С: начала 1260, конца 760-800;

-свариваемость – ограниченно свариваемые;

- обрабатываемость резанием –при HB 229-269, в = 610 МПа, KV тв.спл. = 0,70, KV б.ст. = 0,3

-склонность к отпускной хрупкости – не склонна.

Заготовку вала возможно получить отрезкой проката круглого профиля, так и штамповкой на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Наиболее предпочтительный вариант получения заготовки определим экономическим расчетом.

За критерий обрабатываемости принят коэффициент [бар]:



, (1.1)



где КГ – коэффициент, учитывающий группу стали по обрабатываемости;

В – предел прочности обрабатываемого материала;

nV – показатель степени при обработке;

.

Значение данного коэффициента будем учитывать при выборе материала режущих инструментов.



1.3.2 Технологичность установки

Черновыми базами для установки заготовки на первой операции могут быть цилиндрические и торцевые поверхности заготовки. В дальнейшем за базы приняты цилиндрическая пов. 2 и торцевая пов.1 и центровые отверстия ли цилиндрическая пов.13 и торцевая пов.15, в зависимости от установа. Данные технологические базы обеспечивают надежную ориентацию и закрепление заготовки, возможность свободного подвода инструмента при обработке.

Измерительные базы детали можно использовать в качестве технологических баз, т.к. точность и шероховатость этих баз обеспечивает требуемую точность обработки.

Таким образом, с точки зрения установки при обработке, деталь можно считать технологичной.



1.3.3 Технологичность обрабатываемых поверхностей

Предполагается обрабатывать все поверхности детали. Число обрабатываемых поверхностей 41: 16 цилиндрических: 2, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 13, 18, 22, 24, 28, 29, 35, 38, 40; 15 торцевых: 1, 3, 5, 9, 21, 23, 25, 27, 30, 33, 34, 36, 37, 39; резьбовые поверхности: пов. 20, 32; сферические: 26, 31, 41; технологические канавки и уклоны: пов.9, 12; шпоночный паз 14, 15, 16; фаски, галтели.

Протяженность обрабатываемых поверхностей невелика и определяется условиями компоновки насоса-мотора.

Для обеспечения нормальной работоспособности всех узлов насоса-мотора назначены следующие требования к геометрии вала: допуск К5 на шейку вала, сопрягаемую с шестерней гидромашины, допуск ! на шейки под подшипники; допуски на шероховатость назначаем по [1], точность резьбовых соединений по [1], допуски торцевого и радиального биения назначаем по [8]. Точность и шероховатость поверхностей 6, 8, 13, 25 (ОКБ) определяется условиями эксплуатации вала. Уменьшение точности приведет к снижению точности установки вала в насосе-моторе. Все отверстия вала доступны для обработки. Поверхности различного назначения разделены, что облегчает обработку. Форма детали позволяет обрабатывать поверхность напроход. Обработка поверхностей в упор затруднений не вызывает.

Таким образом, с точки зрения обрабатываемых поверхностей, деталь можно считать технологичной.





1.3.4 Технологичность общей конфигурации детали

Деталь имеет достаточную жесткость и прочность. Радиусы закруглений и фаски выполняются по ГОСТ 10948-64, форма и размеры канавок по ГОСТ 8820-69. Такая унификация упростит обработку и контроль этих элементов вала.

Вал можно отнести к типу деталей "валы", для которых разработан типовой ТП.

Форма детали позволяет вести одновременную обработку нескольких поверхностей: цилиндрических- 6, 8 ,10,11 ,торцовых 1,2,4. При обработке на станке с ЧПУ сферических пов. 26 и 31 и нарезание резьбы в отверстиях можно осуществить на одной операции. Оборудование может быть простым, универсальным, оснастку также можно применять универсальную. Все поверхности вала доступны для контроля.

Таким образом, с точки зрения общей компоновки детали ее можно считать технологичной.

Поскольку деталь отвечает требованиям технологичности по всем 4 группам критериев, можно сделать вывод о ее достаточно высокой технологичности.



1.4 Формулировка задач дипломного проекта



На базе анализа технических требований к детали сформулируем задачи дипломного проекта:

1. Определить тип производства и выбрать стратегию разработки технологического процесса;

2. Выбрать оптимальный метод получения заготовки и маршрут обработки поверхностей;

3. Разработать технологический маршрут и схемы базирования заготовки;

4. Выбрать оборудование, приспособления, режущий инструмент, средства контроля;

5. Рассчитать припуски на обработку на спроектированные технологические операции

6. Рассчитать и спроектировать станочное приспособление для токарной операции и приспособление контроля биения отверстия

7. Рассчитать и спроектировать режущий инструмент для токарной операции

8. Провести линейную оптимизацию режимов резания на токарной операции

9. Спроектировать участок механического цеха

10. Провести научные исследования по повышению стойкости режущего инструмента и повышению производительности обработки

11. Рассмотреть мероприятия по обеспечению безопасности и экологичности проекта

12. Определить экономическую эффективность проекта.





2. Определение типа производства



2.1 Выбор и проектирование заготовки



Задача данного раздела – в зависимости от детали и годового объема выпуска определить тип производства и на его базе выбрать оптимальную стратегию разработки технологического процесса



2.1.1 Определение типа производства

Тип производства определяем с учетом годовой программы, массы детали и качественной оценки трудоемкости ее изготовления. По трудоемкости данную деталь можно отнести к деталям средней трудоемкости.

Определим массу детали по формуле:



, кг (2.1)



где ρ – плотность материала, для стали 30ХМ , принимаем ρ = 0,0785 кг/см3;

V – объем детали, см3

Объем детали определяем как алгебраическую сумму объемов тел за вычетом полых цилиндрических составляющих и сегментов, входящих в конфигурацию детали:





Зная объем детали и плотность материала, из которого сделана деталь, определяем массу детали:

Тип производства зависит от годового объема выпуска деталей, ее массы и трудоемкости. По трудоемкости данную деталь можно отнести к деталям средней трудоемкости, поэтому при годовом объеме выпуска N = 15000 шт /год и массе детали m =2,56 кг по] принимаем тип производства – среднесерийное.

Рассчитаем объем партии запуска изделий, шт:


(2.2)


где Nг – годовой объем выпуска деталей;

F – число рабочих дней в году.



2.1.2 Выбор стратегии разработки технологического процесса

Задача данного подраздела – в зависимости от типа производства выбрать оптимальную стратегию разработки технологического процесса – принципиальный подход к определению его составляющих (показателей ТП), способствующей обеспечению заданного выпуска деталей заданного качества с наименьшими затратами.

1. В области организации технологического процесса:

Вид стратегии – последовательная, в отдельных случаях циклическая; линейная, в отдельных случаях разветвленная; жесткая, в отдельных случаях адаптивная;

  • Форма организации технологического процесса – переменно-поточная форма организации технологического процесса

  • Повторяемость изделий – периодически повторяющиеся партии

2. Метод получения заготовки:

  • Оптимальный вариант получения заготовки – прокат или штамповка на ГКМ;

  • Выбор последовательности обработки – по таблицам с учетом коэффициентов удельных затрат;

  • Припуск на обработку – незначительный;

  • Метод определения припусков – табличный.

3. В области разработки технологического процесса:

  • Степень унификации ТП – разработка технологического процесса на базе типового ТП;

  • Степень детализации разработки ТП – маршрутный или маршрутно-операционный технологический процесс;

  • Принцип формирования маршрута – концентрация операций и

совмещение по возможности переходов;

  • Обеспечение точности – работа на настроенном оборудовании, с частичным применением активного контроля;

  • Базирование – с соблюдением принципа постоянства баз и по возможности принципа единства баз на последующих операциях технологического процесса;

4. В области выбора средств технологического оснащения (СТО):

  • Оборудование – универсальное, в том числе с ЧПУ, специализированные;

  • Приспособления – универсальные, стандартные, нормализованные,

специализированные;

  • Режущие инструменты – стандартные, нормализованные, специальные;

  • Средства контроля – универсальные, специальные

5. В области проектирования технологических операций:

  • Содержание операций – одновременная обработка нескольких поверхностей, исходя из возможностей оборудования;

  • Загрузка оборудования – периодическая смена детали на станках, коэффициент закрепления операций от 10 до 20;

  • Расстановка оборудования – по группам станков, предметно замкнутые участки;

  • Настройка станков – по измерительным инструментам и приборам или работа без предварительной настройки по промерам.

6. В области нормирования технологического процесса:

  • Определение режимов резания – по общемашиностроительным

нормативам и эмпирическим формулам;

  • Нормирование – детальное пооперационное;

  • Квалификация рабочих – средняя;

  • Технологическая документация – маршрутные и операционные карты.

Принятой стратегией будем руководствоваться при разработке технологического процесса изготовления вала.


2.2 Выбор и проектирование заготовки


Задача данного подраздела - выбрать методы получения заготовки и обработки поверхностей, обеспечивающих минимум суммарных затрат на получение заготовки и ее обработку.


2.2.1 Выбор метода получения заготовки

Учитывая конструкцию изготавливаемого вала и материал заготовки – сталь 30ХМ, можно предложить два основных альтернативных метода получения заготовки:

1. Прокат;

2. Штамповка на ГКМ.

1. Прокат

По ГОСТ 2590-71 определим диаметр прутка для данной заготовки:

  1. определим припуск на механическую обработку шейки вала наибольшего диаметра:



, (2.3.)



где Dдmin – наименьший предельный размер расчетной ступени по чертежу, мм;

2 Zomin – расчетный минимальный общий припуск на обработку по диаметру, мм;

Определим значение минимального припуска после каждой операции по формуле:



, (3.3)



где Rz , h, мм – высота неровностей и дефектный слой, образовавшиеся на обрабатываемой поверхности при предыдущей обработке;

i ,мм- суммарное значение пространственных отклонений;

уi,мм - погрешность установки.

Суммарное значение пространственных отклонений определим по формуле:



(3.4)



где к.о. –общая кривизна заготовки (учитывается на первой операции механической обработки);

см - величина смещения заготовки, т.к. обработка ведется в патроне за величину смещения принимаем отклонение от соосности.

Общая кривизна заготовки:



(3.5)



где к – удельная изогнутость и коробление заготовки, мкм/мм;

l – длина заготовки, мм. Так как допустимая кривизна реза прутка не должна превышать 5 мм, длина заготовки составляет 209,5 мм.

Погрешность установки для однопозиционной обработки:



(3.6)



где б – погрешность базирования;

з – погрешность закрепления.

Так как при обработке диаметра измерительные и технологические базы совпадают, погрешность базирования б = 0 при всех установках заготовки.

  1. по рассчитанному диаметру определяем ближайший диаметр заготовки из сортового проката: Dз = 95 мм.

Для проведения в дальнейшем технико-экономического обоснования выбора заготовки необходимо определить коэффициент использования материала для данного метода.

Коэффициент использования материала определим по формуле:





Ки1=q/Q, (2.2.)



где q – масса детали, q = 2,56 кг (см. п. 2.1.1.);

Q- масса заготовки

Объем заготовки:

Зная объем детали и плотность материала, определяем массу заготовки:

Подставив полученные значения масс детали и заготовки в формулу 2.2., получим коэффициент использования материала для отрезки из проката: Ки1=2,56/11,653=0,22.

2. Штамповка на ГКМ

Ведем расчет поковки по ГОСТ 7505-89.

Исходные данные для расчета.

Ориентировочная величина расчетной массы поковки, кг:



(2.2.)



где МД –масса детали, кг;

Кр – расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствии с приложением 3 (табл.20).

Класс точности – Т5 ( приложение 1).

Группа стали – М1 (табл.1).

Степень сложности – С3 (приложение 2).

Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская) (табл.1)

Исходный индекс – 9 (табл.2).

По табл. 3 ГОСТ 7505-89 определяем припуски на механическую обработку, рассчитываем размеры поковки и их допустимые отклонения, учитывая дополнительные припуски, по табл. 8 ГОСТ 7505-89 назначаем допуски поковки. Все значения вносим в таблицу 2.1.



Таблица 2.1 Допуски и припуски на размеры поковки

Размер

детали, мм

Поверхн-ти,

на которые назначается припуск

Допуск

на размер

поковки, мм

Припуск,

мм

Расчет размера

поковки

Окончатль-ный размер (учитывая округления до 0,5 мм)

87

2

1,4

1,4

87+2(1,4+0,3+0,4)

91

63

4

1,4

1,4

63+2(1,4+0,3+0,4)

67

45

11

1,4

1,5

45+2(1,5+0,3+0,4)

50

19,5

33

1,2

1,3

19,5+(1,3+0,3+0,4)

21,5

21

5

1,2

1,4

21+(1,4+0,3+0,4)

23

Остальные требования по ГОСТ 7505-89



Дополнительные припуски, учитывающие:

смещение по поверхности разъема штампа - 0,3 мм (табл.4);

изогнутость и отклонения от плоскости и от прямолинейности – 0,4 мм (табл.5);

Радиус закругления наружных углов – 4,0 мм (табл.7).

Штамповочный уклон - 7 (табл.18).

Для проведения в дальнейшем технико-экономического обоснования выбора заготовки необходимо определить коэффициент использования материала для данного метода. Коэффициент использования материала определим по формуле 2.2.

Объем заготовки определяем как алгебраическую сумму объемов тел за вычетом полых цилиндрических составляющих и сегментов, входящих в конфигурацию заготовки:

Зная объем детали и плотность материала, определяем массу заготовки:

Подставив полученные значения масс детали и заготовки в формулу (2.2.), получим коэффициент использования материала для ковки на горизонтально-ковочных машинах: Ки2=2,56/4,86=0,53.

Для окончательного решения по выбору метода получения заготовки, следует провести сравнительный экономический анализ по технологической себестоимости.



2.2.2 Экономическое обоснование выбора метода получения заготовки

Оценку эффективности различных вариантов получения заготовок чаще всего проводят по двум показателям:

а) коэффициенту использования материала заготовки (см. формулу 2.2.)

б) технологической себестоимости изготовления детали. Сюда включаются только те статьи затрат, величины которых изменяются при переходе одного варианта к другому.

На стадии проектирования технологических процессов оптимальный вариант заготовки, если известны массы заготовки и детали, можно определить путем сравнения технологической себестоимости изготовления детали, рассчитанной по формуле:


Sтд = Sзаг·Q + Sмех(Q-q) - Sотх(Q-q), (2.3.)



где Sзаг –стоимость одного кг заготовки, руб/кг;

Sмех – стоимость механической обработки, отнесенная к одному кг срезаемой стружки, руб/кг;

Sотх – цена 1 кг. отходов, руб/кг, Sотх = 0,0144 руб/кг;





Sмех = Sс + Ен·Sк , (2.4.)



где Sс – текущие затраты на 1 кг стружки, руб/кг;

Sк – капитальные затраты на 1 кг стружки, руб/кг;

По табл. 3.2 [Технология отрасли] для автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения Sс = 0,188 руб/кг, Sк = 0,566 руб/кг.

Ен – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, Ен = 0,15.

Смех = 0,188 + 0,15·0,566 = 0,273 руб/кг.

Это значение принимаем для обоих методов получения заготовки.

Стоимость заготовки, полученной методом проката:



, (2.5.)



где М – затраты на материал заготовки, руб



, (2.6.)



где Q –масса заготовки, кг;

S –цена 1 кг материала заготовки, руб;

q – масса готовой детали, кг;

где Со.з. – технологическая себестоимость операций правки, калибрования прутков, разрезки их на штучные заготовки:



, (2.6.)



где Сп.з. – приведенные затраты на рабочем месте, руб/ч;

Тшт(ш-к) – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правки, калибрования, резки и др.).





Подставим рассчитанные значения в формулу (2.)





Стоимость заготовки, полученной методом ковки на ГКМ с достаточной для стадии проектирования точностью можно определить по формуле:



Сзаг = Сi/1000  kт  kc kв kм kп, (2.5.)



где Сi - базовая стоимость одного 1 т поковки, полученной на ГКМ, руб.:

Сi = 0,725 руб;

kт – коэффициент, зависящий от класса точности, для поковок нормального класса точности:

kт = 1;

kc – коэффициент, зависящий от группы сложности поковки, для третьей группы сложности:

kc =1,0;

kв – коэффициент, зависящий от марки материала и массы поковки, для стали 40Х при массе поковки менее 10 кг:

kв =0,8;

kм – коэффициент, зависящий от марки материала поковки, для стали 30ХМ:

kм = 1;

kп – коэффициент, зависящий от объема производства поковок и группы серийности:

kп = 1;

Подставим определенные значения в формулу (2.5.):



Сзаг = Сi/1000  kт  kc kв kм kп



Подставим полученные данные в формулу (2.3) и рассчитаем технологическую себестоимость изготовления детали, для двух методов получения заготовки:

-для проката:

Стд1 = 0,293,12+ 0,273  (3,12-2,2) - 0,0144(3,12-2,2)= 1,143 руб.;

- для штамповки на ГКМ:

Стд2 = 0,8212,64+ 0,273  (2,64-2,2) – 0,0144(2,64-2,2) = 2,281 руб.

Расчеты проведены в ценах 1985 года. Для учета ценовой инфляции введем коэффициент К = 10000. Тогда стоимость заготовки:

-для литья в земляные формы Сзаг1=0,29810000=2980 руб;

-для литья в оболочковые формы Сзаг2=0,82110000=8210 руб.

Полная себестоимость с учетом коэффициента инфляции составит:

-для литья в земляные формы Стд1=11430 руб;

-для литья в оболочковые формы Стд2=22810 руб.

Вывод: по результатам проведения сравнительного анализа технологической себестоимости двух методов получения отливки можно заключить, что экономически целесообразнее использовать при получении заготовки детали метод ковки на горизонтально-ковочной машине, т.к. полная себестоимость получения заготовки этим методом существенно ниже чем методом отрезки сортового проката.

Экономический эффект при изготовлении детали из заготовки полученной ковкой на ГКМ, по сравнению с изготовлением детали резкой сортового проката для годовой программы выпуска-15000 шт. составит:

Э=(Стд2 - Стд1N= (22810-11430)·15000=170700000руб.





3. Технологический маршрут и план изготовления детали



3.1 Обоснование технологического маршрута изготовления детали. План изготовления детали


Задача раздела - разработать оптимальный технологический маршрут, т.е. такую последовательность операций, которая обеспечит получение из заготовки готовой детали с наименьшими затратами, при этом необходимо разработать такую схему базирования заготовки на каждой операции, которая обеспечила бы минимальную погрешность обработки.

Тип производства – среднесерийное;

Способ получения исходной заготовки – штамповка на ГКМ;

Метод достижения точности – по настроенному оборудованию.

На рисунке 1.1. представлена схема кодирования детали, т.е. изображен эскиз детали с пронумерованными поверхностями и буквенными обозначениями чертежных размеров.

Технологический маршрут, выбранный в соответствии рекомендациям [Выбор маршрутов обработки поверхностей деталей машин. Сост. Михайлов А. В., Пашко Н. М.] представлен в таблице 3.1:



Таблица 3.1 Технологический маршрут изготовления детали

операции

Наименование операции

Оборудование

(тип, модель)

Содержание операции

Точ-ность

(IT)

Ra,

мкм

000

Заготовительная

Горизонтально-ковочная машина


15

16

32

005

Фрезерно-центровальная

Фрезерно-центровальный п/а МР-71М

переход1: фрезеровать торцы 1,17

12


10

переход 2:

сверлить центровые отверстия 47 и 48

010

Токарная

Токарно-винторезный станок 16Б16П

Установ А

точить пов. 13,46,11,8.

12

12,5

Установ Б

точить пов. 2, 3,4,6

12

12,5

015

Токарная

Токарно-винторезный станок 16Б16П

Установ А

точить точить пов. 13,46,11,8.

10

6,3

Установ Б

точить пов. 2, 3,4,6

10

6,3

020

Токарная с ЧПУ

Токарно-винторезный станок 16К20Ф3

Установ А

точить пов. 17,13,12,11,10,9,8,7, 3…6, фаски, уклоны и канавки

8

2,5

025

Токарная

Токарно-винторезный станок 1А616П

Установ А: переход1: сверлить отв. 38,

11

6,3

переход 2: зенкеровать пов. 38,40,41,

9

2,5

переход 3: нарезать резьбу пов.39

7 ст.

2,5

Установ Б:

сверлить отв. 28

11

10

030

Сверлильно-фрезерная

Сверлильно-фрезерно-расточной станок

2254ВМФ4

Установ А

переход 1: сверлить 14 отв. пов.22

12

10

переход 2: зенкеровать 14 отв.22

10

5

переход 3: нарезать резьбу в отв.22

7 ст.

2,5

переход 4: сверлить 7 отв. 33 и отв 26

10

10

переход 5: фрезеровать 7 отв. 33 и отв 26

7

5

035

Фрезерная

Специальный консольно-фрезерный станок ГФ-792

переход 1: фрезеровать шпон. паз (пов. 14,15,16)

10

10

переход 2: фрезеровать шпон. паз (пов. 14,15,16)

8

5

переход 3:

сверлить отв.35

12

10

переход 4:

сверлить отв.47

12

10

040

Термическая

Печь индукционная

Закалить, отпустить, пов. 24,40,41 защитить от окалины

+1 на все поверхности кроме 24,40, 41


045

Очистная


Очистить от окалины



050

Плоскошлифовальная

Плоскошлифовальный станок 3П756Л

Шлифовать торец 1

10

2,5

055

Круглошлифовальная

Круглошлифовальный станок 3М150

Шлифовать пов. 13

8 и 6, торец 5

7

1,25

060

Круглошлифовальная

Круглошлифовальный станок 3М150

Шлифовать пов. 13

8 и 6

5

0,63

065

Токарная

Токарно-винторезный станок 1А616П

Установ А Полировать пов. 11

-

0,32

Установ Б Притереть пов. 33 и 26

-

0,16

075

Слесарная

Верстак слесарный

Притупить острые кромки, маркировать электрографом согл. ТТ

-

-

080

Моечная

Моечная машина


-

-

085

Азотирование

Печь для азотирования

согл. ТТ

-

-

090

Контрольная

-

-

-

-



План изготовления детали

План изготовления – графическое изображение технологического маршрута с указанием теоретических схем базирования и технических требований на операции.

План изготовления состоит из четырех граф:

  1. Графа "Операция", которая включает в себя название и номер операции.

  2. Графа “ Оборудование”, которая включает в себя оборудование, при помощи которого производится обработка поверхностей на данной операции.

  1. Графа "Операционный эскиз", которая включает в себя изображение детали, схему базирования (точки закрепления), простановку операционных размеров, обозначение обрабатываемых поверхностей и указание шероховатости получаемой на данной операции.

  2. Графа “Технические требования”, которая включает в себя допуски на операционные размеры и отклонения формы.

План изготовления корпуса внутреннего шарнира представлен на листе 05.М15.269.08. графической части.



3.2 Выбор технологических баз



Теоретическая схема базирования представлена на плане изготовления детали и представляет собой схему расположения на технологических базах заготовки "идеальных" точек, символизирующих позиционные связи заготовки с принятой схемой координат станочного приспособления.

При разработке схем базирования учитываем принцип и единства баз: на всех операциях обработки по возможности использовать одну и ту же базу, как установочную, так и измерительную и принцип постоянства баз: на всех операциях обработки необходимо применять по возможности одни и те же базы. Также важно учитывать правило шести точек, при котором деталь базируется на шести неподвижных точках, которые лишают её шести степеней свободы. Обработку детали начинаем с поверхности, которая служит опорной базой для дальнейших операций. Для обработки этой поверхности в качестве опорной базы приходится принимать необработанную поверхность. После этого, когда она обработана, обрабатываем остальные поверхности, соблюдая при этом определённую последовательность, сначала обрабатываем поверхность, к точности которой предъявляются меньшие требования, а потом поверхности, которые должны быть более точными.

Операции согласно типовому технологическому процессу изготовления разбиваем на установы. Индекс около номера поверхности обозначает номер операции, на которой она получена. Индекс 00 – относится к заготовительной операции, буквы А, Б – указывают, что поверхность обработана на данной операции с установа А или Б. Арабские цифры 1,2,3 и т.д. обозначают переход на котором был получен данный размер.

В связи с тем, что вал представляет собой тело вращения, первоначально заготовка обрабатывается на станках токарной группы.

На 005 фрезерно-центровальной операции в качестве черновых технологических баз используем технологические базы, указанные на чертеже заготовки (см. чертеж 05.М15.269.15) ими являются цилиндрическая поверхность 6 и торцовая поверхность 5. Ось материализуем наружными цилиндрическими поверхностями.

На 010 и 015 токарных операциях и на 020 токарной операции с ЧПУ на установе А в качестве двойной направляющей базы используем ось поверхности 2, в качестве опорной базы торец 1; на установе Б – в качестве двойной опорной базы используем ось поверхности 13, в качестве опорной базы торец 17. В качестве опорной базы принимаем, в зависимости от установа, пов.2 и 13 соответственно.

На 025 сверлильной на установе А в качестве двойной направляющей базы используем ось поверхности 2, в качестве опорной базы торец 1; на установе Б – в качестве двойной направляющей базы используем ось поверхности 13, в качестве опорной базы торец 5. В качестве опорной базы принимаем, в зависимости от установа, пов.2 и 13 соответственно.

На 030 сверлильно-фрезерной, 050 плоскошлифовальной, 065 полировальной операциях в качестве направляющей базы используем ось поверхности 8, в качестве установочной базы торец 17, в качестве опорной базы принимаем пов.8.

На 035 фрезерной операции на в качестве двойной направляющей базы используем ось поверхности 6, в качестве опорных баз торец 1 и цилиндрическую поверхность

На 055 и 060 круглошлифовальных операциях двойной направляющей базой является ось. Поверхности 17 и 27, использующиеся для простановки в них специальных центров используются в качестве опорных баз.



Сведем все данные по технологическим базам и размерам получаемым на операциях ТП в таблицу 3.2.



Таблица 3.2 Технологические базы

операции

Название

опорных точек

Характер появления

Реализация

Операционные размеры

Единство баз

Явная

Скрытая

Естественная

Искусственная



005

ДН

О

О

1,2,3,4

5

6

+

-

+

-

+

-

+

+

+

-

-

-

10-А, 2Ж10-Б



Z10-A, Э10-А, Э10-Б

+

-




020

У

ДО

О

1,2,3

4,5

6

+

-

+

-

+

-

+

+

+

-

-

-

20-Б, 2Ж20-А,

ДЮ20-А, 2J20-Б

Z20-Б, Э20-Б

F20-Б, G20-A

+

-



030

У

ДО

О

1,2,3

4,5

6

+

-

+

-

+

-

+

+

+

-

-

-

30-А, 2Б30-Б

Z30-Б

+

-

040

У

ДО

О

1,2,3

4,5

6

+

-

+

-

+

-

+

+

+

-

-

-

40-1, 2И40-4 , 2Т40-3, 2Т40-2,

2ХХ40

СК20-А, Z20-Б,

+



-

050

У

ДО

О

1,2,3

4,5

6

+

-

+

-

+

-

+

+

+

-

-

-

V50-Б, 2Д50-Б, Е50-А,

50-А, 2Щ50-А, 2Г50-А,2Н50,2П50

ИЬ50-А,МИ50, КК50 , МХ50

+



-

060

У

ДО

О

1,2,3

4,5

6

+

-

+

-

+

-

+

+

+

-

-

-

60, 2Ш60, Ъ60

БЛ60, СЕ60

+

-



3.3 Обоснование простановки операционных размеров



Способ простановки операционных размеров выбираем в зависимости от метода достижения точности. Для выполнения выше рассмотренных операций применяем метод достижения точности размеров с помощью настроенного оборудования. В этом случае имеет место несколько вариантов простановки операционных размеров, получение которых зависит от технологических возможностей применяемого оборудования. Так как при разработке технологического процесса изготовления детали использовалось стандартное и универсальное оборудование, то было бы целесообразно применить координатный способ простановки операционных размеров. Токарные станки с ЧПУ применяемые при обработке могут реализовывать выше описанную схему простановки операционных размеров, или схему простановки операционных размеров, когда нуль детали перемещен на правый крайний торец.

В нашем случае при чистовой обработке используем первую схему простановки операционных размеров.



3.4 Назначение операционных технических требований


1. Заготовительная операция: все требования предъявляемые к поковке по качеству и точности назначаем согласно рекомендациям ГОСТ 7505-89 (см. п.2.2.).

2. Допуски на операционные размеры в осевом направлении рассчитываем по следующим формулам:

- для операции 005 – фрезерно-центровальной:



TAi = icт+ с.ш., (3.1)



где TAi – допуск на размер А на i-той операции;

icт – статистическая погрешность на i-той операции;

с.ш. – смещение штампа, возникающее на заготовительной операции;

(смещение штампа не учитывается при определении допусков на центровые отверстия и на габаритный размер);

- для остальных операций:



TAi = icт + i, (3.2)



где TAi – допуск на размер А на i-ой операции;

icт – статистическая погрешность на i-той операции;

 i– величина торцового биения, определяемая по прил.2 [РАЗМЕРН].

На операциях, в которых единство баз не соблюдается:



TAi = icт + I + б, (3.3)



где б – погрешность базирования

2. Допуски на диаметральные размеры назначаются, исходя из квалитета точности, который обеспечивает оборудование в радиальном направлении. Его выбираем по прил.1 [РАЗМЕРН], значения допусков берутся из [поля допусков].

3. Значения погрешностей формы на диаметральные размеры назначаем, руководствуясь прил.2 [РАЗМЕРН]. Величина отклонения от соосности определяется как половина погрешности радиального биения.

4.Шероховатость, получаемую при обработке поверхностей, назначаем с учетом рекомендаций (прил. 1[РАЗМЕРН]).

5. Для операции 040 термической:

Определяем приведенный средний диаметр вала:



dср = (d1l1 + d2l2+…+ dnln)/l (3.3)



где d1, d2, dn– диаметры ступеней;

l1, l2, ln – длины ступеней;

l – общая длина вала.

dср = (8719,5 + 631,5+45103,5+4020+3060)/204,5= 48,87 мм;

В табл.4.8 [горбац] находим к - величину удельной изогнутости оси вала:

к = 0,8 мкм/мм = 0,008, затем вычисляем значения отклонений от соосности при термообработке по формуле:



i = кli , (3.4)



где к - величина удельной изогнутости оси вала,;

li - длина i – той ступени вала.

1 = 0,00819,5=0,156 мм;

2 = 0,0081,5=0,012 мм;

3 = 0,008103,5 = 0,828 мм;

4 = 0,00820=0,16 мм;

5 = 0,00860=0,048 мм.





4. Выбор средств технологического оснащения (СТО)


Задача раздела - выбрать для каждой операции ТП такие оборудование, приспособление, режущий инструмент (РИ) и средства контроля, которые бы обеспечили заданный выпуск деталей заданного качества с минимальными затратами.



4.1 Выбор оборудования



При выборе типа и модели металлорежущих станков будем руководствоваться следующими правилами:

1. Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными, но достаточными для того, чтобы обеспечить выполнение требований предъявляемых к операции.

2. Станок должен обеспечить максимальную концентрацию переходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки.

3. В случае недостаточной загрузки станка его технические характеристики, должны позволять обрабатывать другие детали, выпускаемые данным цехом или участком.

4. Оборудование не должно быть дефицитным, но в достаточной степени модернизированным

5. В серийном производстве наряду со станками с ЧПУ и обрабатывающими центрами следует применять специализированные станки, гибкие технологические модули, гибкие автоматические линии. На каждом станке в месяц должно выполняться не более 40 операций при смене деталей по определенной закономерности.

6. Оборудование должно отвечать требованиям безопасности, эргономичности и экологии.

Выбор оборудования проводим, используя рекомендации [коил] в следующей последовательности:

1. Исходя из формы обрабатываемой поверхности и метода обработки, выбираем группу станков;

2. Исходя из положения обрабатываемых поверхностей, выбираем тип станка;

3. Исходя из габаритных размеров заготовки, размеров обрабатываемых поверхностей и точности обработки выбираем типоразмер станка.

Данные по выбору оборудования заносим в таблицу 4.1.



Выбор оборудования.

Номер операции

Станок

Наибольшие габариты заготовки, мм

Мощность главного привода

кВт

Частота вращения шпинделяоб/мин

Габариты станка, мм

Масса, т

1

2

3

4

5

6

7

005

Фрезерно-центровальный п/а МР-71М

125×500

18,6

125-712

238-1125

3140×1630×1740

6,1

010

015

025

070

Токарно-винторезный станок 16А616П

160×710


9-1800

2135×1225×1220

1,5

020

Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3

400×1000

10

12,5-2000

3360×1710×1750

4

030

Сверлильно-фрезерный- расточной станок

225ВМФ4

630×400

6,3

32-2000

4300×3500×3800

6,5

035


Специальный фрезерный консольный станок ГФ-792

320×1250

7

31,5-1600

2560×1745×1660

3,4

040

Плоскошлифовальный станок 3П732

800×320х375

22

1500

3800×2130×2360

7,73

055 060

Круглошлифовальный станок 3М150

100×360

4

100-2000

2500×2220×1920

2,6



4.2 Выбор приспособлений



При выборе приспособлений будем руководствоваться следующими правилами:

1. Приспособление должно обеспечивать материализацию теоретической схемы базирования на каждой операции с помощью опорных и установочных элементов

2. Приспособление должно обеспечивать надежное закрепление заготовки при обработке

3. Приспособление должно быть быстродействующим

4. Зажим заготовки должен осуществляться по возможности автоматически

5. Следует отдавать предпочтение стандартным нормализованным, универсально-сборным приспособлениям, и только при их отсутствии проектировать специальные приспособления

Исходя из типа, модели станка и метода обработки выбираем тип приспособления.

Выбор приспособления, используя рекомендации [коил] будем производить в следующем порядке:

1. Исходя из расположения базовых поверхностей и их состояния (точность и шероховатость), формы заготовки и расположения обрабатываемых поверхностей выбираем конструкцию приспособления

2. Исходя из габаритов заготовки и размеров базовых поверхностей, выбираем типоразмер приспособления.

Данные по выбору приспособлений заносим в таблицу 4.2



Таблица 4.2 Выбор приспособлений.

Номер операции

Наименование операции

Приспособление

1

2

3

005

Фрезерно-центровальная

Специальное приспособление

010

015

020

Токарная

Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующий ГОСТ 2675-81; центр вращающийся ГОСТ 8472-75

025

Токарная

Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующий ГОСТ 2675-81; стержень упорный, оправка коническая переходная ГОСТ 16211-70; люнет неподвижный

040

Сверлильно-фрезерно-расточная

Специальное приспособление

045

Фрезерная

Универсально-сборное приспособление

050

Плоскошлифовальная

Специальная магнитная плита с постоянными магнитами

055

060

Круглошлифовальная

Патрон поводковый ГОСТ 2571-71; центр вращающийся ГОСТ 8472-75

065

Токарная

Патрон 3-х кулачковый самоцентрирующий ГОСТ 2675-81


После выбора приспособлений получили следующее:

1. Приспособления обеспечивают материализацию теоретической схемы базирования на каждой операции.

2. Приспособления обеспечивают надежное закрепление заготовки при обработке.

3. Приспособления- быстродействующие.



4.3 Выбор режущего инструмента


При выборе режущего инструмента будем руководствоваться следующими правилами:

1. Выбор инструментального материала определяется требованиями, с одной стороны максимальной стойкости, а с другой минимальной стоимости.

2. Следует отдавать предпочтение нормализованным и стандартным инструментам.

Выбор режущего инструмента будем производить в следующем порядке:

1. Исходя из типа и модели станка, расположения обрабатываемых поверхностей и метода обработки, определяем вид режущего инструмента

2. Исходя из марки обрабатываемого материала его состояния и состояния поверхности, выбираем марку инструментального материала

3. Исходя из формы обрабатываемой поверхности, назначаем геометрические параметры режущей части инструмента

4. Исходя из размеров обрабатываемой поверхности, выбираем конструкцию инструмента

Данные по выбору режущего инструмента заносим в таблицу 4.3



Таблица 4.3 Выбор режущего инструмента

операции

Наименование операции

ИМ

Режущий инструмент

1

2

3

4

005


Фрезерно-центровальная

Р6М5

Сверло центровочное комбинированное Ø 6 ГОСТ 14952-75


Фреза

010


Токарная

Т15К6

Резец для контурного точения с углом в плане 93º, ТУ-2-035-892-82

015

Токарная

Т15К6

Резец вставка для контурного точения с углом в плане 93º, ТУ-2-035-892-82

020

Токарная с ЧПУ

Т15К6

Резец вставка для контурного точения с углом в плане 93º, ТУ-2-035-892-82

025

Сверлильная

Р6М5

Сверло ступенчатое комбинированное под резьбу М12 ОСТ 2И21-1-76

Р18

Зенкер четырехперый насадной

Р6М5

Метчик М12-7Н ГОСТ 3266-81

Р6М5

Сверло спиральное Ø 6 с цилиндрическим хвостовиком сверхдлинная серия ТУ 2-035-600-77

030

Сверлильно-фрезерно-расточная

Р6М5

Сверло спиральное Ø 4 с цилиндрическим хвостовиком короткая серия ГОСТ 4010-77

Р18

Зенкер Ø 4,5 цельный ГОСТ 12489-71

Р6М5

Метчик М4-7Н ГОСТ 3266-81

Р6М5

Сверло спиральное центровочное с коническим хвостовиком для зацентровки под сверление Ø8 ОСТ 2 И21-2-76

Р6М5

Фреза специальная Ø 22

Р6М5

Фреза специальная Ø 22

035

Фрезерная

Р6М5

Сверло спиральное Ø 2,5 с цилиндрическим хвостовиком короткая серия ГОСТ 4010-77

Р6М5

Зенкер Ø 4,5 цельный ГОСТ 12489-71

Р6М5

Фреза шпоночная немерная ТУ 2-035-858-82

050

Плоскошлифовальная

Электрокорунд белый

Круг шлифовальный с односторонней выточкой 250х20х50 25А 20 С1 6 К5 35м/с 1 кл А ГОСТ 2424-75

055

Круглошлифовальная

Электрокорунд белый

Круг шлифовальный прямого профиля 200х30х40 25А 10 С2 6 К5 35м/с 1 кл А ГОСТ 2424-75

060

Круглошлифовальная

Электрокорунд белый

Круг шлифовальный прямого профиля 200х30х40 25А 10 С2 6 К5 35м/с 1 кл А ГОСТ 2424-75

060

Токарная


Лента абразивная



4.4 Выбор средств контроля



При выборе средств контроля будем, используя рекомендации [коил] и руководствоваться следующими правилами:

1. Точность измерительных инструментов и приспособлений должна быть существенно выше точности измеряемого размера, однако оправданное повышение точности ведет к резкому удорожанию.

2. В мелкосерийном производстве следует применять инструменты общего назначения, специальные и универсальные.

3. Следует отдавать предпочтение стандартным и нормализованным средствам контроля.

Данные по выбору средств контроля заносим в таблицу 4.



Таблица 4.4 Выбор средств контроля

Номер операции

Наименование операции

Средство контроля

1

2

3

005

Фрезерно-центровальная

Штангенциркуль ШЦ-III ГОСТ 166-80

Калибр-пробка гладкий ГОСТ 24853-81

010

Токарная

Штангенциркуль ШЦ-III ГОСТ 166-80

Скоба-рычажная ГОСТ 11098-75

015

Токарная

Штангенциркуль ШЦ-III ГОСТ 166-80

Скоба-рычажная ГОСТ 11098-75

020

Токарная с ЧПУ

Штангенциркуль ШЦ-III ГОСТ 166-80

Скоба-рычажная ГОСТ 11098-75

025

Токарная

Штангенциркуль ШЦ-III ГОСТ 166-80

Калибры-пробки гладкие ГОСТ 24853-81

Калибр – резьбовой ГОСТ 24939-81

030

Сверлильно-фрезерно-расточная с ЧПУ

Штангенциркуль ШЦ-III ГОСТ 166-80

Штангеглубиномер ШГ-160 ГОСТ1 62-80

Калибры-пробки гладкие ГОСТ 24853-81

Калибр – резьбовой ГОСТ 24939-81

035

Фрезерная

Калибры-пробки гладкие ГОСТ 24853-81

Штангенциркуль ШЦ-III ГОСТ 166-80

050

Плоскошлифовальная

Штангенрейсмас ШР ГОСТ 164-90

055

Круглошлифовальная

Датчик активного контроля БВ-4100

Микрометр рычажный ГОСТ 4381-87

060

Круглошлифовальная

Датчик активного контроля БВ-4100

Микрометр рычажный ГОСТ 4381-87

065

Токарная

Профилограф-профилометр А1 ГОСТ19299-73

090

Контрольная

Приспособление специальное для контроля биения отверстия;

Профилограф-профилометр А1 ГОСТ19299-73



5. Размерный анализ в радиальном направлении


Для выполнения размерного анализа будем использовать упрощенный вид детали без фасок, канавок для выхода инструмента, т.е. без тех поверхностей, которые не влияют на эксплуатационные качества детали. Также исключим из рассмотрения отверстия для крепления вала к фланцу, так как заданные чертежом детали технические требования дают основание предположить, что они будут обеспечены без особого труда.



5.1 Размерные цепи и их уравнения


Уравнения операционной размерной цепи (ОРЦ) составляем из размерной схемы в радиальном направлении, основанной на плане изготовления детали. Размерная схема представляет собой графическую информацию об операционных размерах, припусках, размерах детали и заготовки. Уравнения ОРЦ записываются относительно замыкающего звена, которым может быть либо припуск, либо чертежный размер (размер детали) полученный косвенно в результате выполнения операционных размеров. Более одного замыкающего звена в уравнении быть не должно. Уравнения ОРЦ составляются по замкнутому контуру с учетом знаков увеличивающих и уменьшающих звеньев.

Уравнение номиналов в общем виде:


[A] = , (5.1.)



где [A] – номинальное значение замыкающего звена;

Ai - номинальные значения составляющих звеньев;

i – порядковый номер звена;

n – число составляющих звеньев;

i – передаточные отношения, характеризующие расположение звеньев по величине и направлению.

Для линейных цепей с параллельными звеньями передаточные звенья равны: i = 1 (увеличивающие звенья); i = -1 (уменьшающие звенья).

Знак составляющего звена определяем по правилу: составляющее звено является увеличивающим (i = 1), если вектор движения по нему при обходе размерного контура противоположен вектору движения по замыкающему звену.

Число уравнений ОРЦ должно быть равно числу замыкающих звеньев. Уравнения ОРЦ в радиальном направлении имеют одну особенность: звенья-несоосности в уравнении номиналов должны иметь только положительные знаки (т. е. принимаем за худший тот случай, когда звенья-несоосности будут направлены в одну сторону с припуском).

Составим уравнения ОРЦ замыкающих звеньев в радиальном направлении. В данном случае замыкающими звеньями являются припуски и отклонения от соосности, полученные в результате выполнения операционных размеров.

Уравнение замыкающего звена:

[Е 11, 6] = Е 1140 4505 + Е 660 4505.

Уравнения замыкающих звеньев-припусков:

операция 010: [Z210-Б] = А00 + Е 200 600 + Е 610-Б 4505 + Е 210-Б 4505- А10-Б;

[Z410-Б] = Б00 + Е 400 600 + Е 610-Б 4505 + Е 410-Б 4505- Б10-Б;

[Z610-Б] = В00 - В10-Б;

операция 015: [Z215-Б] = А10-Б + Е 210-Б 4505+ Е 215-Б 4505–А15-Б;

[Z415-Б] = Б10-Б + Е 410-Б 4505+ Е 415-Б 4505–Б15-Б;

[Z615-Б] = В10-Б + Е 610-Б 4505+ Е 615-Б 4505–В15-Б;

[Z1115-А] = Е10-А + Е 1110-А 4505+ Е 1115-А 4505–Е15-А;

[Z1315-А] = Ж10-А + Е 1310-А 4505+ Е1315-А 4505–Ж15-А;

операция 020: [Z420-Б] = Б15-Б + Е 415-Б 4505+ Е 420-Б 4505–Б20-Б;

[Z620-Б] = В15-Б + Е 615-Б 4505+ Е 620-Б 4505–В20-Б;

[Z1120-А] = Е15-А + Е 1115-А 4505+ Е 1120-А 4505–Е20-А;

[Z1320-А] = Ж15-А + Е 1315-А 4505+ Е1320-А 4505–Ж20-А;

операция 055: [Z655] = В20-Б + Е 620-Б 4505+ Е 640 4505–В55;

[Z1355-А] = Ж20-Б + Е 1320-Б 4505+ Е 1340 4505–Ж55-Б;

операция 060: [Z660] = В55 + Е 655 4505+ Е 660 4505–В60-Б;

[Z1360-А] = Ж55-Б + Е 1355-Б 4505+ Е 1360 4505–Ж60-Б.


5.2 Проверка условий точности изготовления детали


Производим проверку обеспечения требований рабочего чертежа детали (по несоосности). Для этого должно соблюдаться условие корректности звеньев размерной цепи:



, (5.3.)



где Ai- погрешность i- того звена;

n- число составляющих звеньев.

Значения эксцентриситетов принимаем приближенными к значениям половины радиального биения с плана изготовления детали, для соответствующих поверхностей и операций.

Ечерт [11, 6] ≥ 11, 6];

Ечерт [11, 6]=0,04;

Ечерт [11, 6] ≥ Е 1140 4505 + Е 660 4505;

11, 6]=;

0,02≥ ;

0,02≥ 0,16-условие не выполняется.

Вывод: условие корректности размерных звеньев цепи не выполняется, необходимо ввести дополнительную обработку размера 2Е. Соответственно уравнение замыкающего звена размерной цепи будет выглядеть следующим образом:

[Е 11, 6] = Е 1155 4505 + Е 660 4505.

Тогда: Ечерт [11, 6] ≥ Е 1155 4505 + Е 660 4505;

11, 6]=;

0,02≥ ;

0,02≥ 0,013-условие выполняется.

Вывод: условие корректности размерных звеньев цепи выполняется.

Кроме того появляется необходимость расчета дополнительного припуска на операции 055: [Z1155-Б] = Е20-Б + Е 620-Б 4505+ Е 640 4505–Е55-Б.



5.3 Расчёт радиальных припусков



Определим минимальные значения операционных припусков по формуле:

- до черновых операций (операция 010):



Zimin=(Rz.+hi-1)+с.ш.; (5.4.)



  • до чистовых операций (операция 015, 020):



Zimin=(Rz+h)i-1 (5.5.)



где Rz – шероховатость поверхности (с плана изготовления детали);

i- номер операции;

h- величина дефектного слоя [РАЗМ, приложение 5].

Для удобства расчетов сведем составляющие минимального припуска в таблицу 5.1.



Таблица 5.1. Составляющие минимального припуска Zmin

Наименование операции

Установ

Шероховатость

Дефектный

слой, мм

Смещение на заготовительной операции, мм

RZ, мм

Ra, мкм

000 Заготовительная

-

0,128

32

0,25

0,3


010 Токарная

Установ А, Установ Б

0,05

12,5

0,1

0,05

12,5

0,1

015 Токарная

Установ А

0,0252

6,3

0,04

Установ Б

0,0252

6,3

0,04

020 Токарная с ЧПУ

Установ А

0,01

2,5

0,03

Установ Б

0,01

2,5

0,03

055 Круглошлифовальная

Установ А

0,005

1,25

0,02

Установ Б

0,005

1,25

0,02

060 Круглошлифовальная

Установ А

0,00252

0,63

0,01

Установ Б

0,00252

0,63

0,01



операция 010: [Z210-Б] min = 0,128+0,25+0,3=0,678 мм;

[Z410-Б] min = 0,128+0,25+0,3=0,678 мм;

[Z610-Б] min = 0,128+0,25+0,3=0,678 мм;

операция 015: [Z215-Б] min = 0,05+0,1 = 0,15 мм;

[Z415-Б] min = 0,05+0,1 = 0,15 мм ;

[Z615-Б] min = 0,05+0,1 = 0,15 мм;

[Z1115-А] min = 0,05+0,1 = 0,15 мм;

[Z1315-А] min = 0,05+0,1 = 0,15 мм;

операция 020: [Z420-Б] min = 0,01+0,03 = 0,04 мм;

[Z620-Б] min = 0,01+0,03 = 0,04 мм ;

[Z1120-А] min = 0,01+0,03 = 0,04 мм;

[Z1320-А] min = 0,01+0,03 = 0,04 мм;

операция 055: [Z655] min = 0,005+0,02 = 0,025 мм;

[Z1155-Б] min = 0,005+0,02 = 0,025 мм;

[Z1355-А] min = 0,005+0,02 = 0,025 мм;

операция 060: [Z660] min = 0,00252+0,01 = 0,01252 мм;

[Z1360-А] min = 0,00252+0,01 = 0,01252 мм.

Рассчитаем величины колебаний операционных припусков, используя формулы:


, при n  4, (5.6)



где: i – коэффициент влияния составного звена на замыкающее звено;

n – число звеньев в уравнении припуска;

t – коэффициент риска, принимаем t=3.0

 - коэффициент соотношения закона распределения величины Аi к закону нормального распределения. Определяется по табл. 5.2, для эксцентриситетов  = 0,127;


Таблица 5.2. Значения коэффициента 2

Квалитет точности

Значение коэффициента 2

Закон распределения

IT 5...6

1/3

Равновероятностный

IT 7…8

1/6

Симпсона

IT 9…12 и грубее

1/9

Гаусса



При этом, если в размерную цепь входит диаметральный размер, то при подстановке в формулу (5.6) его допуск необходимо поделить на 2.

Операция 010:

ω[Z210-Б] min =

=

== 1,019 мм;

ω[Z410-Б] min =

=

== 1,014 мм;

ω[Z610-Б] min = =

== 0,724 мм;

операция 015:

ω[Z215-Б] min = =

== 0,393 мм;

ω[Z415-Б] min = =

== 0,369 мм;

ω[Z615-Б]min = =

== 0,266 мм;

ω[Z1115-А]min=

=

== 0,239 мм;

ω[Z1315-А]min=

=

== 0,239 мм;

операция 020:

ω[Z420-Б] min = =

== 0,176 мм;

[Z620-Б] min = =

== 0,149 мм;

ω[Z1120-А]min=

=

== 0,108 мм;

ω[Z1320-А]min=

=

== 0,108 мм;

операция 055:

[Z655] min = =

== 0,05 мм;

[Z1155-А] min =

=

== 0,05 мм;

[Z1355-А] min =

=

== 0,05 мм;

операция 060:

[Z660] min = =

== 0,02 мм;

[Z1360-А] min =

=

== 0,01 мм;

Определим максимальные значения операционных припусков по формуле:



(5.7.)



Операция 010:

[Z210-Б] max = 0,678+1,019=1,697 мм;

[Z410-Б] max =0,678+1,014 =1,693 мм;

[Z610-Б] max =0,678+0,724 =1,402 мм;

Операция 015:

[Z215-Б] max = 0,15+0,393=0,543 мм;

[Z415-Б] max = 0,15+0,369=0,519 мм;

[Z615-Б] max = 0,15+0,266=0,416 мм;

[Z1115-А] max = 0,15+0,239=0,389 мм;

[Z1315-А] max = 0,15+0,239=0,389 мм;

Операция 020:

[Z420-Б] max = 0,04+0,176=0,180 мм;

[Z620-Б] max = 0,04+0,149=0,153 мм;

[Z1120-А] max = 0,04+0,108=0,112 мм;

[Z1320-А] max = 0,04+0,108=0,112 мм;

Операция 055:

[Z655] max = 0,025+0,05=0,075 мм;

[Z1155-А] max = 0,025+0,05=0,075 мм;

[Z1355-А] max = 0,025+0,05=0,075 мм;

Операция 060:

[Z660] max = 0,01252+0,02=0,03252 мм;

[Z1360-А] max = 0,01252+0,01=0,02252 мм.

Определим средние значения операционных припусков по формуле:


(5.8)



Операция 010:

[Z210-Б] ср = 0,5(0,678+1,697) =1,188 мм;

[Z410-Б] ср =0,5(0,678+1,693) =1,186 мм;

[Z610-Б] ср =0,5(0,678+1,402)=1,04 мм;

Операция 015:

[Z215-Б] ср = 0,5(0,15+0,543) =0,346 мм;

[Z415-Б] ср = 0,5(0,15+0,519)=0,335 мм;

[Z615-Б] ср = 0,5(0,15+0,416)=0,283 мм;

[Z1115-А] ср = 0,5(0,15+0,389)=0,269 мм;

[Z1315-А] ср = 0,5(0,15+0,389)=0,269 мм;

Операция 020:

[Z420-Б] ср = 0,5(0,04+0,180)=0,11 мм;

[Z620-Б] ср = 0,5(0,04+0,153)=0,0965 мм;

[Z1120-А] ср = 0,5(0,04+0,112)=0,076 мм;

[Z1320-А] ср = 0,5(0,04+0,112)=0,076 мм;

Операция 055:

[Z655] ср =0,5(0,025+0,075) =0,05 мм;

[Z1155-А] ср = 0,5(0,025+0,075) =0,05 мм;

[Z1355-А] ср = 0,5(0,025+0,075) =0,05 мм;

Операция 060:

[Z660] ср = 0,5(0,01252+0,03252)=0,0225 мм;

[Z1360-А] ср = 0,5(0,01252+0,02252)=0,0175 мм.

Результаты расчетов сведем в таблицу 5.3.


Таблица 5.3. Значения операционных припусков

Припуск

Zmin

ω[Z]

Zmax

Zср

[Z210-Б]

0,678

1,019

1,697

1,188

[Z410-Б]

0,678

1,014

1,693

1,186

[Z610-Б]

0,678

0,724

1,402

1,04

[Z215-Б]

0,15

0,393

0,543

0,346

[Z415-Б]

0,15

0,369

0,519

0,335

[Z615-Б]

0,15

0,266

0,416

0,283

[Z1115-А]

0,15

0,239

0,389

0,269

[Z1315-А]

0,15

0,239

0,389

0,269

[Z420-Б]

0,04

0,176

0,180

0,11

[Z620-Б]

0,04

0,149

0,153

0,0965

[Z1120-А]

0,04

0,108

0,112

0,076

[Z1320-А]

0,04

0,108

0,112

0,076

[Z655]

0,025

0,05

0,075

0,05

[Z1155-А]

0,025

0,05

0,075

0,05

[Z1355-А]

0,025

0,05

0,075

0,05

[Z660]

0,01252

0,02

0,03252

0,0225

[Z1360-А]

0,01252

0,01

0,02252

0,0175


5.4 Расчёт операционных размеров


Расчет операционных размеров производим по способу средних значений. Начнем расчет операционных размеров с тех уравнений, в которых неизвестной является одна из величин. При этом будем учитывать конечные размеры, которые нам известны, а именно:

15-Б=87-0,26; 2Б20-Б=63-0,076; 2В60=45-0,016

15-Бср=86,87 мм; 2Б20-Бср=62,962 мм; 2В60ср=44,992мм;

А15-Бср=43,435мм. Б20ср=31,481 мм. В60ср=22,496 мм.

55-А=40-0,025; 2Ж60-А=30-0,009;

55-Аср=39,9875 мм; 2Ж60-Аср=29,9955 мм;

Е55-Аср=19,99375мм. Ж60-Аср=14,99775мм

Значения эксцентриситетов принимаем приближенными к значениям половины радиального биения с плана изготовления детали, для соответствующих поверхностей и операций.

1) [Z215-Б] = А10-Б + Е 210-Б 4505+ Е 215-Б 4505–А15-Б;

А10-Б ср = [Z215-Б]ср + Е 210-Б 4505+ Е 215-Б 450515-Б ср= 0,346+0,2+0,12+43,435=44,101 мм;

10-Бmax = 88,202+0,55/2=88,477мм;

10-Бном = 88,477-0,55 мм.

2) [Z210-Б] = А00 + Е 200 600 + Е 610-Б 4505 + Е 210-Б 4505- А10-Б;

А00 ср = [Z210-Б] ср + Е 200 600 + Е 610-Б 4505 + Е 210-Б 4505+ А10-Б ср=

1,188+0,6+0,12+0,2+44,101 = 46,209 мм;

00max = 92,418+1,4/2=93,118 мм;

00ном = 92,118 мм.

3) [Z420-Б] = Б15-Б + Е 415-Б 4505+ Е 420-Б 4505–Б20-Б;

Б15-Б ср = [Z420-Б] ср +Е 415-Б 4505+ Е 420-Б 450520-Бср= 0,11+0,03+0,12+31,481 = 31,741 мм;

15-Бmax = 63,482+0,22/2=63,592 мм;

15-Бном =63,592-0,22.

4) [Z415-Б] = Б10-Б + Е 410-Б 4505+ Е 415-Б 4505–Б15-Б;

Б10-Б= [Z415-Б] ср+Е 410-Б 4505+ Е 415-Б 450515-Бср = 0,335+0,2+0,12+31,741=32,396 мм;

10-Бmax = 64,792+0,50/2=65,042 мм;

10-Бном =65,042-0,5.

5) [Z410-Б] = Б00 + Е 400 600 + Е 610-Б 4505 + Е 410-Б 4505- Б10-Б;

Б00ср = [Z410-Б] ср+ Е 400 600 + Е 610-Б 4505 + Е 410-Б 450510-Бср = 1,186+0,6+0,12+0,2+32,396 = 34,502 мм;

00max = 69,004+1,4/2=69,704 мм;

00ном = 68,804 мм.

6)[Z660] = В55 + Е 655-Б 4505+ Е 660 4505–В60;

В55 ср = [Z660-Б] ср + Е 655-Б 4505+ Е 660 4505+ В60ср = 0,0225+0,0125+0,004+22,496 = 22,535 мм;

55 max = 45,07+0,016/2=45,078 мм;

55ном =45,078-0,016 мм.

7) [Z655-Б] = В20-Б + Е 620-Б 4505+ Е 640 4505–В55;

В20-Бср = [Z655-Б] ср+Е 620-Б 4505+ Е 640 450555ср = 0,05+0,03+0,828+22,535 = 23,443 мм;

20-Б max= 46,886+0,025/2=46,8985 мм;

20-Бном =46,8985-0,025 мм.

8) [Z620-Б] = В15-Б + Е 615-Б 4505+ Е 620-Б 4505–В20-Б;

В15-Б ср = [Z620-Б] ср + Е 615-Б 4505+ Е 620-Б 450520-Б ср = 0,0965+0,1+0,03+23,443 = 23,6695 мм;

15-Б max= 47,339+0,184/2=47,431мм;

15-Бном =47,431-0,184 мм.

9) [Z615-Б] = В10-Б + Е 610-Б 4505+ Е 615-Б 4505–В15-Б;

В10-Б ср = [Z615-Б]ср + Е 610-Б 4505+ Е 615-Б 450515-Б ср = 0,283+0,12+0,1+23,6695 = 24,1725 мм;

10-Б max= 48,345+0,37/2=48,53мм;

10-Бном =48,53-0,37 мм.

10) [Z610-Б] = В00 - В10-Б;

В00 ср = [Z610-Б] ср + В10-Б ср = 1,04+48,53= 49,57 мм;

00 max= 49,57+1,4/2=50,27мм;

00ном =49,37 мм.

11) [Z1155-А] = Е20-А + Е 620-Б 4505+ Е 640 4505–Е55-А;

Е20-Аср = [Z1155-Б] ср+ Е 1120-Б 4505+ Е 1140 450555-Б ср = 0,05+0,03+0,16+19,99375 = 20,23375

20-А max= 40,4675+0,025/2=40,480мм;

20-Аном =40,480-0,025 мм.

12) [Z1120-А] = Е15-А + Е 1115-А 4505+ Е 1120-А 4505–Е20-А;

Е15-А ср = [Z1120-А] ср+ Е 1115-А 4505+ Е 1120-А 450520-А ср = 0,076+0,03+0,08+20,23375 = 20,41975 мм;

15-А max= 40,8395+0,18/2=40,9295мм;

15-Аном =40,9295-0,18 мм.

13) [Z1115-А] = Е10-А + Е 1110-А 4505+ Е 1115-А 4505–Е15-А;

Е10-А ср = [Z1115-А] ср+ Е 1110-А 4505+ Е 1115-А 450515-А ср = 0,269 + 0,1 + 0,08 + 20,41975 = 20,86875 мм;

10-А max= 41,7375+0,35/2=41,9125мм;

10-Аном =41,9125-0,35 мм.

14) [Z1360-А] = Ж55-Б + Е 1355-Б 4505+ Е 1360 4505–Ж60-Б.

Ж55-Б ср =[Z1360-А] ср+ Е 1355-Б 4505+ Е 1360 450560-Б = 0,0175+0,0125+0,003+14,99775 = 15,03075 мм;

55-Б max= 30,0615+0,009/2=30,066 мм;

55-Бном =30,066-0,009 мм.

15) [Z1355-А] = Ж20-А + Е 1320-А 4505+ Е 1340 4505–Ж55-Б;

Ж20-А ср =[ Z1355-А] ср + Е 1320-А 4505+ Е 1340 450555-Б ср = 0,05+0,03+0,048+15,03075= 15,15875 мм;

20-А max= 30,3175+0,069/2=30,352 мм;

20-Аном =30,352-0,069 мм.

16) [Z1320-А] = Ж15-А + Е 1315-А 4505+ Е1320-А 4505–Ж20-А;

Ж15-А ср =[Z1320-А] ср + Е 1315-А 4505+ Е1320-А 450520-А ср = 0,076 + 0,08+0,03+15,15875 = 15,26875 мм;

15-А max= 30,5375 + 0,18/2 = 30,6275 мм;

15-Аном =30,6275-0,09 мм.

17) [Z1315-А] = Ж10-А + Е 1310-А 4505+ Е1315-А 4505–Ж15-А;

Ж10-А ср =[Z1315-А] ср + Е 1310-А 4505+ Е1315-А 450515-А ср = 0,269 + 0,1+0,08+ 15,26875 = 15,71685 мм;

10-А max= 31,4337 + 0,35/2 = 31,6087 мм;

10-Аном =31,6087-0,35 мм.

Сведем результаты расчета в таблицу 5. 4.



Таблица 5.4. Значения операционных размеров в радиальном направлении

Обозначение

Допуски, мм

Предельные размеры, мм

Операционный размер, мм

min

max

00

1,4

91,618

93,018

92,118

00

1,4

68,304

69,704

68,804

00

1,4

48,87

50,27

49,37

10-Б

0,55

87,927

88,477

88,477-0,55

10-Б

0,50

64,542

65,042

65,042-0,5

10-Б

0,37

48,16

48,53

48,53-0,37

10-А

0,35

41,5625

41,9125

41,9125-0,35

10-А

0,35

31,2587

31,6087

31,6087-0,35

15-Б

0,26

86,87

87,13

870,13

15-Б

0,22

63,372

63,592

63,592-0,22

15-Б

0,184

47,247

47,431

47,431-0,184

15-А

0,18

40,7495

40,9295

40,9295-0,18

15-А

0,18

30,5375

30,6275

30,6275-0,09

20-Б

0,076

62,924

63

63-0,076

20-Б

0,069

46,8735

46,8985

46,8985-0,025

20-А

0,069

40,455

40,480

40,480-0,025

20-А

0,069

30,283

30,352

30,352-0,069

55-Б

0,025

45,062

45,078

45,078-0,016

55-А

0,025

39,975

40

40-0,025

55-А

0,025

30,050

30,066

30,066-0,016

60-А

0,016

44,991

45,025

45

60-А

0,009

30,002

30,011

30


Значения всех рассчитанных припусков и операционных размеров (в окончательном виде) заносим в схему размерного анализа в радиальном направлении, а также полученные размеры заготовки проставляем на чертеже заготовки.

Размерный анализ показал, что выбранные по плану изготовления схемы базирования, способы простановки размеров и оборудование выбрано правильно и предлагаемый технологический процесс обеспечивает выполнение заданных чертежом детали размеров и технических требований. Более того, проверка замыкающих звеньев, показала, что они имеют значительный запас точности, это позволит при внедрении технологического процесса в производство несколько расширить допуски на некоторых операциях и тем обеспечить снижение трудоемкости изготовления детали.





6. Проектирование технологических операций



Задача раздела – рассчитать такие режимы резания на операции технологического процесса, которые обеспечили бы заданный выпуск деталей требуемого качества с минимальными затратами.



6.1 Выбор режимов резания



Расчет режимов резания выполним табличным способом [баранчиков] для операций 05,10,15,20,35,50,55 для операций 25 и 30– по эмпирическим зависимостям [Кос 2].

Общие исходные данные для всех операций ТП:

Деталь – вал;

Материал – сталь 30ХМА ГОСТ 4541-71 ;

Заготовка – поковка ;

Операция 005 Фрезерно-центровальная

переход 1 (фрезерование торцов 1 и 17):

  1. глубина резания: t = 1 мм; t = 3,5 мм.

  2. подача на оборот:



Sо= SZT КSо, (6.1)



где SZT - табличная подача на зуб; по табл. 111 [бар] с учетом исходных данных определяем табличное значение подачи SZT= 0,14 мм/зуб.

КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:



КSZ = КzR КzфКSи, КSzc (6.2)



где КzR - коэффициент, учитывающий шероховатость обработанной поверхности, по табл. 114 [бар] принимаем КzR = 0,25;

Кzф – коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 114 [бар] принимаем Кzф = 1,0;

КSи- коэффициент, учитывающий материал фрезы, по табл. 114 [бар] принимаем КSи=1,0;

КSzc - коэффициент, учитывающий шифр схемы фрезерования, по табл. 114 [бар] принимаем КSzc =1,0;

SZ= 0,140,251,01,0 = 0,035 мм/об.

3) cкорость резания определяем по формуле:



V = VтKv, (6.3)



где Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 117 [бар] принимаем в зависимости от диаметра фрезы и глубины резания: Vт = 130 м/мин;

KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:



Kv = KVмKVиKVфKVВKVпKVо, (6.4)



где КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 1 [бар] принимаем КVм =0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 118 [бар] принимаем КVи = 1,0;

KVВ– коэффициент, учитывающий ширину фрезерования, по табл. 129 [бар] принимаем KVВ = 1,2;

KVф– коэффициент, учитывающий конфигурацию поверхности, по табл. 118 [бар] принимаем KVф =1,0;

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 118 [бар] принимаем КVп = 0,8;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0.

V = 130 0,671,01,2 1,00,8= 83,6 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6. 5):


n = 1000V/d, (6.5)



n5 = 100083,6/3,14100= 266 об/мин.

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является:

nф = 300 об/ми.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле (6.6):



Vф = π·d·n/1000, м/мин; (6.6)



Vф = 3,14·100·300/1000 = 94.2 м/мин.

переход 2 (сверление центровых отверстий 48 и 49):

  1. глубина резания: t = 2 мм;

  2. подача на оборот:

Подачу на оборот расчитываем по формуле (6.7): . Sо=SОтКSо, (6.7)

где SОт - табличная подача на оборот, SОT= 0,07 мм/об;

КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:



КSо = КSl KSжКSиKSd KSм, (6.8)



КSl- коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл. 65 [бар] принимаем КSl=1,0;

КSЖ- коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл. 65 [бар] принимаем КSЖ=1,0;

КSи - коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 65 [бар] принимаем КSи = 1,0;

КSd - коэффициент, учитывающий тип отверстия, по табл. 65 [бар] принимаем КSd = 0.5;

КSм – коэффициент, учитывающий группу обрабатываемого материала и группу подач, по табл. 65 [бар] принимаем КSм = 1,0;

Sо= 0,071,01,01,00,5 1,0= 0,035 мм/об.

Скорость резания определяем по формуле (6.9):



V = VтKv, (6.9)


где Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 66 [бар] принимаем в зависимости от диаметра сверла и подачи: Vт = 46 м/мин,

KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяем по формуле (6.10):



Kv = KVмKVиKVmKVжKVпKVо K, (6.10)



КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 67 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, по табл. 67 [бар] принимаем КVи = 0,91;

KVm– коэффициент, учитывающий фактическую стойкость инструмента, по табл. 67 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVd– коэффициент, учитывающий обрабатываемого отверстия, по табл. 67 [бар] принимаем KVd = 0,9;

KVl– коэффициент, учитывающий длину сверления, по табл. 67 [бар] принимаем КVl = 1.0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0.

V1 = 46 0,670,911,0 0,91,01,0= 25,24 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100025,24/3,144= 2009,5 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 2000 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле (6.3.):

Vф = 3,14·4·2000/1000 = 25,12 м/мин.

Операция 010 Токарная

Установ А (наружное точение торцов 46 и 50, шеек 11 и 131)

1) глубина резания: tА1 = tА3 = 3 мм; tА2 = 1,95 мм; tА4 = 1,75 мм.

2) подача на оборот по формуле (6.7):

SОT1= SОT2= SОT3= SОT4=0,38 мм/об;

КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:



КSо = КSпКSиKSфKSзKSжKSм, (6.11)



где КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1 = 0,8; КSп2-4 = 1,0;

КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;

KSф– коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар] принимаем КSф = 1,0;

KSз– коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к. термическая обработка происходит после 010 операции;

KSж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар] принимаем КSж1-2=0,62; КSж3-4=0,45;

KSм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар] принимаем КSм = 1,07;

Sо1= 0,380,81,51,00,621,07 = 0,303 мм/об.

Sо2= 0,381,01,51,00,621,07 = 0,378 мм/об.

Sо3,4= 0,381,01,51,00,451,07 = 0,274 мм/об.

3) скорость резания определяем по формуле:



V = VтKv, (6.12)



где Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,3 = 182 м/мин, Vт2,4 = 192 м/мин (установ Б);

KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

Kv = KVмKVиKVmKVжKVпKVо K, (6.13)

где КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;

KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар] принимаем КVж1,2 =0,61; КVж3,4 =0,45

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35 [бар] принимаем КVп1 = 0,85; КVп2-4 = 1,0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;

K– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37 [бар] принимаем K=0,81.

V1 = 182 0,671,01,00,610,851,00,81= 51,21 м/мин;

V2 = 192 0,67 1,01,00,611,01,00,81 = 63,56 м/мин,

V3 = 182 0,67 1,01,00,451,01,00,81 = 44,45 м/мин,

V4 = 192 0,67 1,01,00,451,01,00,81 = 46,89 м/мин,

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100051,21/3,1492,2= 176,89 об/мин;

n2 = 100063,56 /3,1492,2 = 219,54 об/мин;

n2 = 100044,45 /3,1492,2 = 153,54 об/мин;

n2 = 100046,89 /3,1492,2 = 161,96 об/мин.

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 200 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения шпинделя по формуле (6.3):

Vф = 3,14·92,2·200/1000 = 57,9 м/мин;

Установ Б (наружное точение 4 и 6, торцов 3 и 5), переходы 1,2,3

  1. глубина резания:

tБ1 = 1,865 мм; tБ2 = 1,88 мм; tБ3 = 0,735 мм.

2) подача на оборот по формуле (6.7):

SОT1= SОT2= SОT3 =0,46 мм/об;

КSо – общий поправочный коэффициент на подачу:

КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1-3 = 0,8;

КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;

KSф– коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар] принимаем КSф = 1,0;

KSз– коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к. термическая обработка происходит после 010 операции;

KSж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар] принимаем КSж1-2=0,83; КSж3=0,62;

KSм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар] принимаем КSм = 1,07;

Sо1= 0,460,81,51,00,831,07 = 0,49 мм/об.

Sо2= 0,460,81,51,00,831,07 = 0,49 мм/об.

Sо3= 0,460,81,51,00,621,07 = 0,37 мм/об.

  1. скорость резания:

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,2 = 190 м/мин, Vт3 =202 м/мин.

КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;

KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар] принимаем КVж1,2 =0,82; КVж3=0,61

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35 [бар] принимаем КVп1-3 = 0,85;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;

K– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37 [бар] принимаем K=0,81.

V1 = 190 0,671,01,00,820,851,00,81= 71,87 м/мин;

V2 = 202 0,67 1,01,00,820,851,00,81 = 76,41 м/мин,

V3 = 202 0,67 1,01,00,610,851,00,81 = 56,84 м/мин,

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100071,87/3,1441,2= 555,54 об/мин;

n2 = 100076,41/3,1441,2 = 590,64 об/мин;

n3 = 100056,84/3,1441,2 = 439,37об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 550 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения шпинделя по формуле (6.3):

Vф = 3,14·41,2·550/1000 = 71,15 м/мин.

Операция 015 Токарная

Установ А (наружное точение торцов 46 и 50, шеек 11 и 131)

1) глубина резания: t1 = 0,5 мм; t2 = 0,6 мм.

2) подача на оборот по формуле (6.7):

SОT1= SОT2 =0,38 мм/об;

КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1,2 = 1,0;

КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;

KSф– коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар] принимаем КSф = 1,0;

KSз– коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к. термическая обработка происходит после 015 операции;

KSж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар] принимаем КSж1=0,62; КSж2=0,45;

KSм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар] принимаем КSм = 1,07;

Sо1= 0,381,01,51,00,621,07 = 0,378 мм/об.

Sо2= 0,381,01,51,00,451,07 = 0,274 мм/об.

3) скорость резания определяем по формуле (6.12):

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,2 = 239 м/мин,

КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;

KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар] принимаем КVж1 =0,61; КVж2 =0,45

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35 [бар] принимаем КVп1,2= 1,0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;

K– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37 [бар] принимаем K=0,81.

V1 = 239 0,671,01,00,611,01,00,81= 79,12 м/мин;

V2 = 239 0,671,01,00,451,01,00,81= 58,36 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100079,12/3,1488,5= 273,29 об/мин;

n2 = 100058,36 /3,1488,5 = 201,58 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 315 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения шпинделя по формуле (6.3):

Vф = 3,14·88,5·315/1000 = 91,19 м/мин;

Установ Б (наружное точение 4 и 6, торцов 3 и 5), переходы 1,2,3

  1. глубина резания:

t1 = 0,76 мм; t2 = 0,725 мм; t3 = 0,55 мм.

2) подача на оборот по формуле (6.7):



SОT1= SОT2= SОT3 =0,46 мм/об;



КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1-3 = 1,0;

КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;

KSф– коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар] принимаем КSф = 1,0;

KSз– коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к. термическая обработка происходит после 015 операции;

KSж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар] принимаем КSж1-2=0,83; КSж3=0,62;

KSм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар] принимаем КSм = 1,07;

Sо1= 0,461,01,51,00,831,07 = 0,61 мм/об.

Sо2= 0,461,01,51,00,831,07 = 0,61 мм/об.

Sо3= 0,461,01,51,00,621,07 = 0,46 мм/об.

  1. скорость резания:

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1,2 = 202 м/мин, Vт3 =223 м/мин.

КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;

KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар] принимаем КVж1,2 =0,82; КVж3=0,61

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35 [бар] принимаем КVп1-3 = 1,0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;

K– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37 [бар] принимаем K=0,81.

V1 = 202 0,671,01,00,821,01,00,81= 89,89 м/мин;

V2 = 202 0,67 1,01,00,821,01,00,81 = 89,89 м/мин,

V3 = 223 0,67 1,01,00,611,01,00,81 = 121,02 м/мин,

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100089,89/3,1440,92= 699,59 об/мин;

n2 = 100089,89/3,1440,92 = 699,59 об/мин;

n3 = 1000121,02/3,1440,92 = 941,87 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 1000 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения шпинделя по формуле (6.3):

Vф = 3,14·40,92·1000/1000 = 128,48 м/мин.

Операция 020 Токарная с ЧПУ

Установ А (наружное точение торцов 46,12, 9 и 50, шеек 11,10 и 13)

1) глубина резания: t1 = 0,13 мм; t2 = 0,09 мм, t3 = 0,05 мм; t4 = 2,5 мм.

2) подача на оборот по формуле (6.7):



SОT1= SОT2 = SОT3= SОT4 =0,38 мм/об;



КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1,2 = 1,0;

КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;

KSф– коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар] принимаем КSф = 1,0;

KSз– коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к. термическая обработка происходит после 020 операции;

KSж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар] принимаем КSж1=0,45; КSж2-4=0,62;

KSм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар] принимаем КSм = 1,07;

Sо1= 0,381,01,51,00,451,07 = 0,274 мм/об.

Sо2= 0,381,01,51,00,621,07 = 0,378 мм/об.

Sо3= 0,381,01,51,00,621,07 = 0,378 мм/об.

Sо4= 0,381,01,51,00,621,07 = 0,378 мм/об.

3) скорость резания определяем по формуле (6.12):

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт1-3 = 239 м/мин, Vт4 = 197 м/мин.

КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;

KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар] принимаем КVж1 =0,45; КVж2-4 =0,61

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35 [бар] принимаем КVп1,2= 1,0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;

K– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37 [бар] принимаем K=0,81.

V1 = 239 0,671,01,00,451,01,00,81= 58,36м/мин;

V2 = 239 0,671,01,00,611,01,00,81= 79,12м/мин;

V3 = 239 0,671,01,00,611,01,00,81= 79,12 м/мин;

V4 = 197 0,671,01,00,611,01,00,81= 65,21 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100058,36/3,1487= 213,63 об/мин;

n2 = 100079,12 /3,1487 = 289,62 об/мин;

n3 = 100079,12/3,1487= 289,62 об/мин;

n4 = 100065,21 /3,1487 = 238,7 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 315 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения шпинделя по формуле (6.3):

Vф = 3,14·87·315/1000 = 86,05 м/мин;

Установ Б (наружное точение 4 и 6, торцов 3 и 5), переход 1

  1. глубина резания:

t = 0,5 мм;

2) подача на оборот по формуле (6.7):

SОT= 0,46 мм/об;

КSп - коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности по табл. 30 [бар] принимаем КSп1 = 1,0;

КSи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 30 [бар] принимаем КSи = 1,5;

KSф– коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 30 [бар] принимаем КSф = 1,0;

KSз– коэффициент, учитывающий влияние закалки, принимаем равным 1,0- т.к. термическая обработка происходит после 020 операции;

KSж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 30 [бар] принимаем КSж1=0,83;

KSм– коэффициент, учитывающий материал обрабатываемой детали, по табл. 30 [бар] принимаем КSм = 1,07;

Sо= 0,461,01,51,00,831,07 = 0,61 мм/об.

  1. скорость резания:

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 36 [бар] принимаем в зависимости от Sо: Vт =223 м/мин.

КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 37 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 37 [бар] принимаем КVи =1,0;

KVm– коэффициент, учитывающий вид обработки, по табл. 37 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVж– коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 37 [бар] принимаем КVж =0,82;

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 35 [бар] принимаем КVп = 1,0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0;

K– коэффициент, учитывающий влияние угла в плане, по табл. 37 [бар] принимаем K=0,81.

V = 223 0,671,01,00,821,01,00,81= 99,23 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100099,23/3,1440,48= 780,68 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 800 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоте вращения шпинделя по формуле (6.3):

Vф = 3,14·40,48·800/1000 = 101,68 м/мин.

Операция 035 Фрезерная

переход 1 (фрезерование паза 14,15):

  1. глубина резания: t = 4,1 мм;

  2. подача на оборот:

по табл. 111 [бар] с учетом исходных данных определяем табличное значение подачи SZT= 0,05 мм/зуб.

КzR - коэффициент, учитывающий шероховатость обработанной поверх-ности, по табл. 114 [бар] принимаем КzR = 0,25;

Кzф – коэффициент, учитывающий форму обрабатываемой поверхности, по табл. 114 [бар] принимаем Кzф = 1,0;

КSи- коэффициент, учитывающий материал фрезы, по табл. 114 [бар] принимаем КSи=1,0;

КSzc - коэффициент, учитывающий шифр схемы фрезерования, по табл. 114 [бар] принимаем КSzc =1,0;

SZ= 0,050,251,01,0 = 0,0125 мм/об.

3) cкорость резания определяем по формуле:

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 128 [бар] принимаем в зависимости от диаметра фрезы и глубины резания: Vт = 69 м/мин;

КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 1 [бар] принимаем КVм =0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 118 [бар] принимаем КVи = 1,0;

KVВ– коэффициент, учитывающий ширину фрезерования, по табл. 129 [бар] принимаем KVВ = 1,2;

KVф– коэффициент, учитывающий конфигурацию поверхности, по табл. 118 [бар] принимаем KVф =1,0;

KVп– коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности, по табл. 118 [бар] принимаем КVп = 1,0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0.

V = 69 0,671,01,2 1,01,0= 55,48 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6. 5):

n5 = 100055,48/3,148= 2208,6 об/мин.

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является:

nф = 2200 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле (6.6):

Vф = 3,14·8·2200/1000 = 55,26 м/мин.

переход 2 (сверление отверстия 35):

  1. глубина резания: t = 1,25 мм.

  2. подача на оборот:

Подачу на оборот рассчитываем по формуле (6.7): .

SОт - табличная подача на оборот, SОT= 0,06 мм/об;

КSl- коэффициент, учитывающий глубину сверления, по табл. 65 [бар] принимаем КSl=1,0;

КSЖ- коэффициент, учитывающий жесткость технологической системы, по табл. 65 [бар] принимаем КSЖ=1,0;

КSи - коэффициент, учитывающий материал инструмента, по табл. 65 [бар] принимаем КSи = 1,0;

КSd - коэффициент, учитывающий тип отверстия, по табл. 65 [бар] принимаем КSd = 0.5;

КSм – коэффициент, учитывающий группу обрабатываемого материала и группу подач, по табл. 65 [бар] принимаем КSм = 1,0;

Sо= 0,061,01,01,00,5 1,0= 0,03 мм/об.

Скорость резания определяем по формуле (6.9):

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 66 [бар] принимаем в зависимости от диаметра сверла и подачи: Vт = 81 м/мин,

KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяем по формуле (6.10):

КVм – коэффициент обрабатываемости материала, по табл. 67 [бар] принимаем КVм = 0,67;

КVи– коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, по табл. 67 [бар] принимаем КVи = 0,91;

KVm– коэффициент, учитывающий фактическую стойкость инструмента, по табл. 67 [бар] принимаем КVm = 1,0;

KVd– коэффициент, учитывающий диаметр обрабатываемого отверстия, по табл. 67 [бар] принимаем KVd = 0,9;

KVl– коэффициент, учитывающий длину сверления, по табл. 67 [бар] принимаем КVl = 1.0;

KVо– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ, КVо = 1,0.

V = 81 0,670,911,0 0,91,01,0= 44,44 м/мин;

Частоту вращения шпинделя определяем по формуле (6.2):

n1 = 100044,44/3,142,5= 5661 об/мин;

Окончательно принимаем частоту вращения шпинделя для обработки всех поверхностей по паспортным данным, такой частотой вращения является: nф = 2000 об/мин.

Определим фактическую скорость резания согласно принятой частоты вращения шпинделя по формуле (6.3.):

Vф = 3,14·2,5·2000/1000 = 15,7 м/мин.

переход 3 (зенкерование отверстия 35):

  1. глубина резания: t = 0,75 мм.

  2. подача на оборот:

Подачу на оборот рассчитываем по формуле (6.7): .

SОт - табличная подача на оборот, SОT= 1,5 мм/об;

КSd - коэффициент, учитывающий тип отверстия, по табл. 65 [бар] принимаем КSd = 0.5;

КSм – коэффициент, учитывающий группу обрабатываемого материала и группу подач, по табл. 65 [бар] принимаем КSм = 0,40;

Sо= 1,50,50,40= 0,3 мм/об.

Скорость резания определяем по формуле (6.9):

Vт – табличное значение скорости резания, по табл. 66 [бар] принимаем в зависимости от диаметра сверла и подачи: Vт = 22 м/мин,

KV – общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяем по формуле (6.10):

КVм