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 инструментаДополнительные аксессуары.1234567Операция 0101ТО1ФрезернаяФреза отрезнаяØ200,Z=64, в=42254-1036 ГОСТ 2679-93ТО2ЦентровальнаяСверло цеентровочноеØ12,52317-0108 ГОСТ 14952-75Операция 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 Ø32х2 и Резец отрезной (канавочный) Ø40,φ=5·С5-R/LF123K25-27070BСМТП L123G2-0300-0502-CMTO4выточка Ø31х3Резец отрезной (канавочный)Ø40,φ=5·С5-R/LF123K25-27070BСМТП L123E2-0200-0502-CMТО5Фаски 1х452х45Резец фасочныйØ40,Kr=45·C4-DSDNN-00050-12СМТП SNMM 12 04 08-QRТО6Резьба М36х2Резец РезьбовойØ40,C4-R/L 166.4FG-27050-16СМТП R 166.0G-16MM01-200Продолжение таблица121234567Операция 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 черноваяБорштангаØ20Kr=91·R/L 579.0C-162011-09 –режущая головка570-3С 16 204 СR-Расточная оправка С5-131-00050-16 –переходник для расточных борштанг СМТП TCMT 09 02 08-UR –чер. Обр.ТО3Внутреннее точение по контуру п/чит.БорштангаØ20Kr=91·R/L 579.0C-162011-09 –режущая головка570-3С 16 204 СR-Расточная оправка С5-131-00050-16 –переходник для расточных борштанг СМТП TCMT 09 02 08-UM –п/чис. ОбрТО4Резьба М30х1,5БорштангаØ20R/L 579.0C-162011-09 –режущая головка570-3С 16 204 СR-Расточная оправка С5-131-00050-16 –переходник длярасточных борштангСМТП R 166.0L-16MM01-150 Операция 0253ТO1ФрезерованиелысокФрезатрехсторонняяØ125Z=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 метрическаяПродолжение таблица121234567Операция 0354ТО1Внутреннее точение по контуру п/чит.БорштангаØ20Kr=91·R/L 579.0C-162011-09 –режущая головка570-3С 16 204 СR-Расточная оправка С5-131-00050-16 –переходник для расточных борштанг СМТП ТNGA 16 04 08 N02520 – чис. ОбрTO2Резьба М30х1,5БорштангаØ20R/L 579.0C-162011-09 –режущая головка570-3С 16 204 СR-Расточная оправка С5-131-00050-16 –переходник длярасточных борштангСМТП R 166.0L-16MM01-150 Операция 0405ТО1Проточка конуса Резец проходной CoromantCaptoØ40,Kr=95·C4-DCLNR/L 27 055-16СМТПСNGA 12 04 08 N02520- чистоваяTO2Резьба М36х2Резец РезьбовойØ40,C4-R/L 166.4FG-27050-16СМТП R 166.0G-16MM01-200Операция 0456ТО1Внутреннее шлифованиеКруг шлифовальныйØ20х20х10А8 20х20х10 25АМ14 3К60А1 Операция 0507ТО1Наружное шлифованиеКруг шлифовальнаяØ20х20х101А1 300х40х127 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/пНормируемыйразмерИзмерительныйинструмент123Операция 0101170 по h14Штангенглубиномер ШГ-200-0,1 ГОСТ162-90Операция 0152170 h12-10,Ø50h14, Ø32h9, Ø32h14,Ø35,8h12 , Ø31h14, Ø30h14 М36х2,1х45, 2х45Штангенглубиномер ШГ-200-0,05 ГОСТ162-90Микрометр МК-50- ГОСТ4381-80Микрометр МК-75 ГОСТ4381-80Концевые меры №20 ГОСТ6507-78Микрометр МВМ50 ГОСТ4380-93Шаблон фасокКалибр Резьбовой пр и не пр.М32х2 ГОСТ 17763Операция 0203Ø22,91Н12,Ø28Н14,Ø32Н14, Ø22Н10,Ø28Н14, Ø28,43Н12,Ø23,542Н9, М30х1,5Длины размеров в нутрии по 14 кв.,Микрометр МК-50- ГОСТ4381-80Микрометр МК-25- ГОСТ4381-80Нутромер НИ50ПТ ГОСТ 9244Микрометр МК-50 ГОСТ4381-80Концевые меры №20 ГОСТ6507-78Штангенглубиномер ШГ-160-0,1 ГОСТ162-90Калибр резьбовой пр и не прох. М30х1,5 ГОСТ 18465Операция 0254Ø8Н12, 45,5h14 Нутромер НИ10ПТ ГОСТ 9244Микрометр МК-25 ГОСТ4381-80Концевые меры №20 ГОСТ6507-78Штангенглубиномер ШГ-160-0,1 ГОСТ162-90Продолжение таблицы 13123Операция 0355Ø23.894Н8, М30х1,5Микрометр МК-25- ГОСТ4381-80Нутромер НИ50ПТ ГОСТ 9244Концевые меры №20 ГОСТ6507-78Штангенглубиномер ШГ-160-0,1 ГОСТ162-90Калибр резьбовой пр и не прох. М30х1,5 ГОСТ 18465Операция 0406170h9, Конус морзе №5 по h8; М36х2,Штангенглубиномер ШГ-200-0,05 ГОСТ162-90Микрометр МК-50- ГОСТ4381-80Концевые меры №20 ГОСТ6507-78Калибр Резьбовой пр и не пр.М32х2 ГОСТ 17763Операция 0457Ø24Н7Микрометр МК-25- ГОСТ4381-80Нутромер НИ50ПТ ГОСТ 9244Концевые меры №20 ГОСТ6507-78Штангенглубиномер ШГ-160-0,1 ГОСТ162-9Операция 0508Конус Морзе №5 по h7Штангенглубиномер ШГ-200-0,05 ГОСТ162-90Микрометр МК-50- ГОСТ4381-80Концевые меры №20 ГОСТ6507-78Для 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 СтальРасчет 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 точенииОбщие сведенья для расчетов сил резания приведены ниже в таблице.Скорость резания [ 8,стр. 265],(21)где, Cv и x,y,m- коэффициент 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.НаименованиеТочение наружное1Наименование переходачерновая2Диаметр обработки, ммØ503Квалитет точностиН144Припуска 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.9010Скорость резания м/мин7311Коэффициенты для расчета сил резания Ср, x, y, n[8, стр.273, табл.22]Сp=300,x=1,0y=0,75n=-0,1512Коэффициент Kp0.8613Сила резания Pz, H227314Частота вращения, мин-146015Мощность станка в кВт3.2516Паспортная мощность станка в кВт5.517Длина обработки, мм14318Машинное 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, krp- коэффициенты, учитывающие геометриюkp=0.1.31Сила резания:При черновомМощность резания определяется по формулам [ 8](27)При черновомNc=2.71*1,2=3.25 kBTNcт=5,5 кВтNcт=>Nc- условие выполняется. Время машинное на обработку:(28)где L-длина рабочего хода фрезы при обработке, (29)Lобр- длина врезания,ммl1 ,l2 -длина врезания и перебега ,ммДлина обработки :Длина перебегов:При черновомПри этом длина обработки будет:При черновомМашинное время на обработку:При черновомАналогичным способом рассчитываются все операции токарного типа.16.2. Расчет режимов резания при наружном шлифованииОпределяем 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= 3,14х44,73х275/1000=38,6м/минОпределяем продольную подачу на оборот заготовкиSо=SдхВк 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 х40=8 мм/об.Определяем скорость продольного хода стола станка Vст=SдхВкхnз/1000 м/мин(32)Vст=0,2х40х275/1000=2,2м/минПолученное 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/ходУчитывая 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=0,006х0,8=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=5,5х0,8 = 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 шлифованияРасчет контрольных приспособлений на точностьРасчет 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 BD- половина 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=0,021000027 мм(40)ED=3,36*10-5(41)FN=5,6*10-5ммТаким 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 05101. Погрешность измерения которой 0,001 мм. Таким образом можно записать :∆ип=0,008 мм Допустим ∆у+∆с= 0,005мм.Тогда погрешность измерения можно вычислить и она будет:Допустимая погрешность определяется :(42)∆доп=0,6*0,03=0,018 ммУсловие выполняется.Нормирование технологического процесса обработки деталиТехническое 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 обработкиТО=0.97 мин.- рассчитано ранееТВ–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=0,25х0,97=0,24 минИз 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: ТСМ- время на смену комплекта инструмента;ТСМ=1,7х0,97=1,649 на смену СМПТТЕХ=5,4х1,649/200=0,05МИНВремя на ТОРГ принимаем 2,4% от операционного времени [2]:ТОРГ=1,21х0,024=0,03МИНТОТД принимаем 6% от оперативногоТОТД=1,21х0,06=0,07Штучное время:ТШТ=1,21+0,07+0,03+0,05=1,35 минТНЗ=625 мин (9)Для партии 2400 на одну деталь оно будет составлять:ТПЗдет=0,26 минТШТП=1,35+0,26= 1,61минАналогичным способом рассчитываем и остальные операции.Таблица18Нормирование операций№ п.п..ХарактеристикаТоТвТвТопТ обсл.ТотдТштТпзПТш-кТусТупрТизмТтехТорг.Операция 0501Шлифовальный круг 0,970,240,050,120,071,210,030,030,071,35625,002400,001,61Операция 0152Токарная-обр. центр11,422,860,571,430,8614,280,050,020,8615,19480,002400,0015,39               Список литературыГорбацевич. П. В. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск, “Высшэйша школа”1975г.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 26645-85.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.