Требование к точности формы и взаимного положения обрабатываемых
поверхностей.
|
Способы и виды обработки для достижения требуемой точности.
|
Допустимая несоосность отверстий Ø13К7
и Ø20h6
не более 0, 01 мм
|
Точение за 1 установку.
|
Допустимая несоосность отверстий Ø13К7
и Ø55H7 не более 0, 03 мм
|
Точение с базой на Ø55H7 с
применением специального приспособления.
|
2. Описание и
обоснование разработанного технологического процесса
.1 Обоснование
выбранного способа получения заготовки
Учитывая материал детали и описанные
выше возможные способы получения заготовки, с учетом программы выпуска деталей,
в настоящей работе принимаем способ получения заготовки - литье под давлением.
Выполним расчет точности получения
заготовки методом литья под давлением.
Полное поле рассеивания размера Ø 65 равно:
∆= ∆изг.+ ∆Sp∙L+∆изн., ([1], с.
52);
где ∆изг -
погрешность изготовления размера в форме. Принимаем изготовление формы по 7-му
квалитету.
∆изг=0,03 мм;
∆Sp - колебания
относительной расчетной усадки,
∆Sp=0,002;- размер,= 65 мм;
∆изн. - допустимый
износ размера в форме.
Принимаем ∆изн.=0,1
мм;
∆=0,03+0,002∙65+0,1=0,26
мм;
Допуск на размер по чертежу равен
0,3 мм;
δ=0,3
мм, δ>∆.
Литье по давлением обеспечивает
заданную по чертежу точность. Для сравнения проверим какую точность можно
получить при литье в землю.
Полное поле рассеивания размера
равно:
∆= ∆Yс + ∆Yсф. + ∆изн. +
∆изг. + ∆изм. + ∆р,
где ∆Yс - погрешность в следствии непостоянства усадки сплава,
∆Yс =0,02∙L, где L-размер
= 65 мм;
∆Yс =0,02∙65=0,13 мм.
∆Yсф. - погрешность в следствии неравномерного изменения размеров формы
при сушке,
∆Yсф. =0,001∙L, где L-размер
= 65 мм;
∆Yсф. =0,001∙65=0,065 мм.
∆изг - погрешность
изготовления модели;
Принимаем изготовление модели по
12-му квалитету.
∆изг=0,3 мм;
∆изн. - погрешность
от износа модели;
Принимаем ∆изн.=0,1
мм;
∆изм. -
погрешность, возникающая от изменения размера модели при изменении влажность
воздуха;
∆изм. =0,01∙L,
где L-размер
= 65 мм;
∆р - погрешность от
разбивки формы при формовке,
∆р =0,005∙Hз,
где Hз - высота заготовки
∆р =0,005∙30=0,15
мм;
∆=0,13+0,065+0,3+0,1+0,65+0,15=1,395
мм;
Допуск на размер по чертежу равен
0,3 мм;
δ=0,3
мм, δ<∆,
0,3<1,395.
При литье в землю точность размеров
по чертежу не обеспечивается.
В результате проведенных расчетов в
настоящем технологическом процессе принимаем заготовку, полученную литьем под
давлением.
2.2 Описание
разработанного технологического процесса
Настоящий технологический процесс
разработан исходя из заданной программы выпуска деталей.
Литье под давлением - основной
способ получения заданной формы детали типа «Стакан» при этом создается
определенная точность некоторых размеров и плоскостей, на которые можно базироваться
для дальнейшей обработки детали.
Первоначальной базой для обработки
является литейная поверхность Ø65, которая в дальнейшем не обрабатывается.
Вся последующая обработка ведется с
установкой на уже обработанные поверхности. Токарная обработка выполняется на
токарном станке повышенной точности - ТВП-320.
На первой операции деталь крепится в
3-х кулачковом патроне с сырыми кулачками, на второй операции в специальном
приспособлении.
Отверстия в детали сверлятся с
помощью кондуктора на настольно-сверлильном станке СН-12.
Резьба нарезается на резьбонарезном
станке ВС-11М. Этот станок предназначен для нарезания резьбы малых диаметров.
Он обладает предохранительной муфтой которая разрывает цепь главного движения в
случае заклинивания метчика, что предотвращает его поломку.
Фрезерная обработка выполняется на
универсально-фрезерном станке ОФ-55 с использованием специальных
установочно-зажимных приспособлений.
В качестве режущего инструмента в
технологическом процессе применяется стандартный инструмент.
Мерительный инструмент в подавляющем
большинстве случаев также стандартный.
Слесарные операции предназначены для
снятия заусенцев с детали после механической обработки.
В конце цикла предусмотрен контроль
качества изготовленной продукции в соответствии с требованиями ОСТа.
Таким образом при разработке
операционного технологического процесса учтены все факторы, определенные в
задании:
обеспечение технологичности
заготовок
- разработан технологический
процесс
- спроектирована
технологическая оснастка.
Разработанная документация для
детали типа «Стакан» является наиболее целесообразной.
3. Определение припусков
и операционных размеров
Рассчитаем припуск для
размера Ø20h6.
Размер обеспечивается за три прохода
и считается охватывающим.
В качестве расчётного значения
минимального припуска принимается двусторонний припуск
Z I MIN = 2
[RZ(I-1) + T I-1 + (δИ2 + Σ δеj2)1/2],
([2], стр. 10);
где RZ(I-1) - высота неровностей (шероховатостей) профиля, полученных на
предшествующей ступени обработки, выбираем по таблице
TI-1 - глубина дефектного
поверхностного слоя, образовавшегося на предшествующей ступени обработки,
выбираем по таблице ([3], табл. 1П, стр. 4);
δИ - смещение оси
заготовки в опасном сечении за счёт изогнутости;
δеj2 - сумма квадратов
допусков δеj2, регламентирующих
несоосность обрабатываемой поверхности относительно технологической базы на
предшествующей и выполняемой ступенях обработки. Значение величины δеj для основных видов
заготовок приведены в таблицах (3П-10П).
Для тех случаев, когда смежные
ступени обработки являются последовательными переходами одной операции,
выполняемыми при одной установке без перезакрепления обрабатываемой детали, то
величина δеj принимается равной нулю.
Номинальные значения диаметральных
операционных размеров определяются по формуле:
Ai = Ai+1
+ Z(i+1)min + δi, ([2],
стр. 16);
где δi это допуск на размер детали, односторонний предельный, равный по
абсолютной величине верхнему отклонению, если размер охватывающий.
3 проход
Z 3 MIN = 2 [RZ 2 + T 2 + (δИ2 + Σ δеj2)1/2],
Значения из таблиц выбираем для
чистовой обработки.
RZ 2 =0,03 мм - высота
неровностей профиля, полученных на первом проходе;
T 2 =0 мм - глубина
дефектного слоя, образовавшегося на первом проходе;
δИ =2·∆И·lX - смещение оси
заготовки в опасном сечении за счёт изогнутости, где: ([2], стр10);
∆И - удельна
изогнутость; ∆И=0,00015 мм/м, ([3], табл. 2П, стр. 5);
lX - расстояние до опоры; lX= 58 мм;
δИ =2·∆И·lX=2·0,00015·58=0,00002
мм;
δе =0,002 мм (Точность при
обработке за один установ принимаем равной биению шпинделя станка);
Z 3 MIN = 2*[0,03+0+(0,000022
+0,002)1/2] =0,06 мм;
Принимаем Z 3 MIN=0,2 мм;
Размер после 3-го прохода
соответствует размеру по чертежу.
Операционный размер равен Адет
= А3 =20 мм.
2 проход
Z 2 MIN = 2 [RZ 1 + T 1 + (δИ2 + Σ δеj2)1/2],
Значения из таблиц выбираем для
черновой обработки
RZ 1=0,06 мм; ([3], табл.
1П, стр. 4);
T 1 =0 мм; ([3], табл.
1П, стр. 4);
δИ =2·∆И·lX=2·0,00015·58=0,00002
мм;
δИ =0,00002 мм; δе =0,002 мм;
Z 2 MIN =2* [0,06+0+(0,000022+0,002)1/2]=0,12
мм.
Принимаем Z 2 MIN=0,2 мм;
Размер после 2-го прохода равен:
A2 = A3 +
Z3 min + δ2, где ([2], стр. 16);
δ2 - допуск на
межоперационный размер. Принимаем межоперационную точность по 11 квалитету.
δ2=0,13 мм;
A2 =20 + 0,2 + 0,13 =20,33
мм;
Принимаем A2 =20,4 мм.
1 проход
Z 1 MIN = 2 [RZ 0 + T 0 + (δИ2 + Σ δеj2)1/2],
Значения выбираем для литья из
таблиц
Rзаг = RZ 0=0,05 мм; ([3], табл. 1П, стр. 4);
T заг = T 0 =0,05 мм; ([3], табл. 1П, стр. 4);
∆И=0,0009 мм/м, ([3],
табл. 2П, стр. 5);
δИ =2·0,0009·58=0,0001 мм;
Σ δеj2 - сумма квадратов
допусков δеj2, регламентирующих
несоосность обрабатываемой поверхности относительно технологической базы на
предшествующей и выполняемой ступенях обработки.
Несоосность базовой поверхности
относительно обрабатываемой в заготовке принимаем δе заг =0,15 мм (половина допуска на литье);
При установке в 3-х кулачковый
патрон погрешность принимаем:
δе =0,19 мм; ([3], табл.
8П, стр. 9);
Σ δеj2=0,152+0,192=0,0586
мм;
Z 1 MIN =2* [0,05+0,05+(0,0001 2+0,0586)1/2]=0,68
мм.
Размер после 2-го прохода равен:
A1 = A2
+ Z2 min + δ1. ([2],
стр. 16);
δ1 - допуск на
межоперационный размер. Принимаем межоперационную точность по 11 квалитету.
δ1=0,13 мм;
A1 =20,4 + 0,2 + 0,13=
20,73 мм.
Принимаем A1=20,8 мм;
Размер в заготовке равен
А0 =Азаг = A1 + Z1 min + δ0. ([2], стр. 17);
δзаг=δ0 - допуск на заготовку.
δзаг=δ0=0,3 мм
Азаг = 20,8 + 0,68 + 0,3
= 21,78 мм.
Операционный размер принимаем Азаг
=21,8 мм.
Рассчитаем припуск для
размера 12-0,24.
Размер обеспечивается за один
проход.
В качестве расчётного значения
минимального припуска принимается односторонний припуск
Z I MIN = RZ(I-1)
+ T I-1 + wф (i-1), ([2],
стр. 13);
где wф (i-1) - неконтролируемая погрешность формы обрабатываемой поверхности,
полученная на предшествующей ступени обработки.
Значения выбираем для литья из
таблиц
Rзаг =0,05 мм; ([3],
табл. 1П, стр. 4);
T заг =0,05 мм; ([3],
табл. 1П, стр. 4);
wф заг=0,2 мм ([3],
табл. 11П, стр. 14);
Z MIN = 0,05 + 0,05+ 0,2=0,3 мм,
Номинальные значения диаметральных
операционных размеров определяются по формуле:
Ai = Ai+1
+ Z(i+1)min + δi, ([2],
стр. 16);
где δi это допуск на размер детали, односторонний предельный, равный по
абсолютной величине верхнему отклонению, если размер охватывающий.
δзаг - допуск на заготовку.
δзаг=0,3 мм
Размер в заготовке равен
Азаг = Aдет + Zmin + δзаг.= 12+ 0,3+ 0,3=12,6 мм.
Рассчитаем припуск для
размера Ø55H7.
Припуск для данного размера
принимаем равным
Z MIN = Z
2 MIN20h6 + Z 1 MIN20h6;
Z 2 MIN=0,2 мм;1 MIN=0,68
мм; MIN = 0,2 + 0,68=0,88 мм;
Номинальные значения диаметральных
операционных размеров определяются по формуле:
Ai = Ai+1
- Z(i+1)min - δi, ([2],
стр. 16);
где δi это допуск на размер детали, односторонний предельный, равный по
абсолютной величине верхнему отклонению, если размер охватывающий.
δзаг - допуск на заготовку.
δзаг=0,3 мм
Размер в заготовке равен
Азаг = Aдет - Zmin - δзаг.= 55 - 0,88 - 0,3=53,82
мм.
Операционный размер принимаем Азаг
=53,8 мм.
При правильном расчете припусков
значительно сокращается количество металла, попадаемого в отход, что снизит
трудоемкость операции сделает техпроцесс более технологичным.
4. Технологическое
нормирование
.1 Определение режимов
резания
В соответствии с методическим
руководством [2] расчет ведется для основных операций технологического
процесса.
Операция 35. Токарная
Расчет ведем по переходам.
1. Подрезка торца.
Первый проход. Глубина резания - t,
подача - S.
t = 0,3 мм,=0,25 мм/об. ([4] табл. 14 стр. 268);
Скорость резания
, ([4] табл. 14 стр.
268);
где:
Сv =328
m
=0,28 ([4] табл. 17 стр. 270);
x
= 0,12
y
= 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙
K2, где
KMV
- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8
([4] табл. 4 стр. 263);
KПV - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4] табл. 5 стр. 263);
KИV - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4] табл. 6 стр. 263);
Kφ
- коэффициент учитывающий влияние угла φ
инструмента,
Kφ=0,7
([4] табл. 18 стр. 271);
K2
- коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
K2=0,94
([4] табл. 18 стр. 271);- стойкость резца,
Т = 45 мин., ([4] стр.
268);
;
Число оборотов равно
n=1000∙V/π∙D,
где D - диаметр обработки,=20 мм;
n=1000∙124,6/
π ∙20=1984 об./мин.,
Станок имеет
бесступенчатое регулирование оборотов.
n1=1984
об./мин.
2. Расточка отверстия Ø13К7.
Глубина резания - t,
подача - S.
t
= 0,34 мм,=0,07 мм/об. ([4] табл. 14 стр. 268);
Скорость резания
, ([4] табл. 14 стр.
268);
где:
Сv =328
m
=0,28 ([4] табл. 17 стр. 270);
x
= 0,12
y
= 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙
K2, где
KMV
- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8
([4] табл. 4 стр. 263);
KПV - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4] табл. 5 стр. 263);
KИV - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4] табл. 6 стр. 263);
Kφ
- коэффициент учитывающий влияние угла φ
инструмента,
Kφ=0,7
([4] табл. 18 стр. 271);
K2
- коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
Т = 45 мин., ([4] стр.
268);
;
Число оборотов равно
=1000∙V/π∙D,
где D - диаметр обработки,=13 мм;
n=1000∙234/
π ∙13=5732 об./мин.,
По станку принимаем n2=2000 об./мин.,
Действительная скорость
резания равна:Д= π∙D∙n/1000= π∙13∙2000/1000=81,6
м/мин.;
3. Проточка Ø20h6
и торца до Ø65.
Глубина резания - t,
подача - S.
t
= 0,34 мм,=0,07 мм/об. ([4] табл. 14 стр. 268);
Скорость резания
, ([4] табл. 14 стр.
268);
где:
Сv =328
m
=0,28 ([4] табл. 17 стр. 270);
x
= 0,12
y
= 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙
K2, где
KMV
- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8
([4] табл. 4 стр. 263);
KПV - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4] табл. 5 стр. 263);
KИV - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4] табл. 6 стр. 263);
Kφ
- коэффициент учитывающий влияние угла φ
инструмента,
Kφ=0,7
([4] табл. 18 стр. 271);
K2
- коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
K2=0,94
([4] табл. 18 стр. 271);- стойкость резца,
Т = 45 мин., ([4] стр.
268);
;
Число оборотов равно
n=1000∙V/π∙D,
где D - диаметр обработки,=65 мм;
n=1000∙234/
π ∙65=1146 об./мин.,
Принимаем n3=1146 об./мин.;
4. Проточка Ø19h12.
Глубина резания - t,
подача - S.
t
= 0,34 мм,=0,35 мм/об. ([4] табл. 14 стр. 268);
Скорость резания
, ([4] табл. 14 стр.
268);
где:
Сv =328
m
=0,28 ([4] табл. 17 стр. 270);
x
= 0,12
y
= 0,5
KV=KMV∙ KПV∙ KИV∙ Kφ∙
K2, где
KMV
- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8
([4] табл. 4 стр. 263);
KПV - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4] табл. 5 стр. 263);
KИV - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4] табл. 6 стр. 263);
Kφ
- коэффициент учитывающий влияние угла φ
инструмента,
Kφ=0,7
([4] табл. 18 стр. 271);
K2
- коэффициент учитывающий влияние радиуса при вершине инструмента,
K2=0,94
([4] табл. 18 стр. 271);- стойкость резца,
Т = 45 мин., ([4] стр.
268);
;
Число оборотов равно
n=1000∙V/π∙D,
где D - диаметр обработки,=20 мм;
n=1000∙103,2/
π ∙20=1643 об./мин.,
Принимаем n4=1643 об./мин.;
Операция 50. Сверлильная
Рассчитаем режимы
резания при сверлении отверстий Ø5H11
эти режимы применим при сверлении других отверстий.
Подача - S,=0,12 мм/об.
([4] табл. 25 стр. 277);
Скорость резания
, ([4] стр. 276);
где:
Сv =36,3
m
=0,125 ([4] табл. 28 стр. 278);= 0,12
y
= 0,55
D
- диаметр сверления,= 5 мм;
KV=KMV∙ KПV∙ KLV, где
KMV
- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8
([4] табл. 4 стр. 263);
KПV - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4] табл. 5 стр. 263);
KLV
- коэффициент учитывающий глубину сверления,
KLV=1 ([4] табл. 31 стр. 263);- стойкость резца,
Т = 20 мин., ([4] табл.
30 стр. 280);
;
Число оборотов равно
n=1000∙V/π∙D,
где D - диаметр обработки,=5 мм;
n=1000∙86,6/
π ∙5=5516 об./мин.,
По станку принимаем n=4500 об./мин.
Действительная скорость
резания равна:Д= π∙D∙n/1000= π∙5∙4500/1000=70,6
м/мин.;
Операция 40. Фрезерная
Фрезерование пазов
шириной 12H11.
Концевая фреза диаметром
D=12 мм;
Число зубьев Z=8;
Глубина фрезерования
t=0,66 мм;
Ширина фрезерования B=2,1 мм;
Скорость резания
, ([4] стр. 282);
где:
Сv =328
m
=0,33
x
= 0,3 ([4] табл. 39 стр. 289);
y
= 0,2= 0,45= 0,1
u
= 0,1
KV=KMV∙ KПV∙ KИV, где
KMV
- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8
([4] табл. 4 стр. 263);
KПV - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4] табл. 5 стр. 263);
KИV - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4] табл. 6 стр. 263);- стойкость резца,
Т = 40 мин., ([4] табл.
40 стр. 290 (получено экстраполяцией));
Подача - S, SZ ([4]
табл. 35 стр. 284);
SZ=0,04
мм/зуб;=SZ∙Z;
S =0,04∙8 =0,32
мм/об.
;
Число оборотов равно
=1000∙V/π∙D,
где D - диаметр обработки,=12 мм;
n=1000∙198,9/
π ∙12=5278 об./мин.,
По станку принимаем n=2150 об./мин.
Действительная скорость
резания равна:Д= π∙D∙n/1000= π∙12∙2150/1000=81
м/мин.;
Операция 60. Фрезерная
Фрезерование сквозного
паза шириной 12 мм под углом 90°.
Фрезерование углубления
R31 под углом 120° шириной 14 мм.
Фреза концевая Ø6
мм D=6 мм. Число зубьев Z=5.
по ГОСТ 8237-76
Принимаем глубину
резания t=1 мм;
Ширина фрезерования В=6
мм;
Принимаем подачу SZ=0,01 мм/зуб; ([7] табл. 37 стр.
551);
S=SZ∙Z=0,01∙5=0,05
мм/об.
Скорость резания
, ([4] стр. 282);
где:
Сv =185,5
m
=0,33
x
= 0,3 ([4] табл. 39 стр. 289);
y
= 0,2= 0,45= 0,1
u
= 0,1
KV=KMV∙ KПV∙ KИV, где
KMV
- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки,
KMV=0,8
([4] табл. 4 стр. 289);
KПV - коэффициент
учитывающий состояние поверхности заготовки,
KПV=0,9 ([4] табл. 5 стр. 289);
KИV - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента,
KИV=1 ([4] табл. 6 стр. 289);- стойкость резца,
Т = 60 мин., ([4] табл.
40 стр. 290 (получено экстраполяцией));
;
Число оборотов равно
=1000∙V/π∙D,
где D - диаметр обработки,=6 мм;
n=1000∙138/
π ∙6=7324 об./мин.,
По станку принимаем n=2150 об./мин.
Действительная скорость
резания равна:Д= π∙D∙n/1000= π∙6∙2150/1000=40,5
м/мин.;
4.2 Определение
штучно-калькуляционного времени
Штучно-калькуляционное время на
выполнение операции равно:
Тштуч.к. = Тосн.
+ Твсп.+ Тобсл.+ Тотд.+ Тп.з., где
Тосн - основное время;
Твсп - вспомогательное
время;
Тобсл. - время
технического обслуживания рабочего места;
Тотд - время на отдых;
Тп.з -
подготовительно-заключительное время.
l - глубина обработки;
l1 - величина врезания и
перебега инструмента;- число оборотов;
S - подача;
i - число проходов.
Твсп - складывается из
следующих элементов и равно по заводским нормативам:
По нормативам
Тобсл = 3,5% (.Тосн
+ Твсп)
Тотд = 4% (.Тосн
+ Твсп)
Тп.з - назначается на
партию деталей n, исходя из реальных условий производства. По заводским
нормативам, при месячном планировании на партию деталей 30 штук.
Список литературы
втулка заготовка технологический
припуск
1. Копаневич Е.Г. «Точность изготовления заготовок.» «Москва»,
1964 г.
. Попов Е.Н. «Расчет припусков и операционных размеров.» МАТИ,
«Москва», 1982 г.
. Попов Е.Н. «Справочные таблицы.» МАТИ, «Москва», 1982 г.
. Косилова А.Г. и Мещеряков Р.К. «Справочник технолога
машиностроителя.» том 2. М., «Машиностроение», 1985 г., 567 с.
. Копаневич Е.Г. «Установочно-зажимные приспособления в
приборостроении.» «Машиностроение», 1971 г., 280 с.
. Кораблев П.А. «Точность обработки на металлорежущих станках в
приборостроении.» М., «Машгиз», 1962 г., 297 с.
. Горошкин А.К. «Приспособление для металлорежущих станков.»
Справочник, «Машиностроение», 1979 г., 303 с.
. «Справочник технолога приборостроителя.» под редакцией
профессора Малова А.Н. Москва 1962 г.