Описание технологического процесса изготовления детали «Муфта»

Часть сверла, на которой спиральных канавок нет, называется хвостовиком, она предназначена для закрепления сверла в патрон. Самые ходовые сверла выпускаются в диапазоне диаметров от 0,3мм до 20,0 мм с шагом 0,05мм. (Рис 9) [4]

Выбираем сверла диаметром 10,2 мм и 15,6мм.

Вершину сверла затачиваем под углом 120°. Скорость резания при сверлении назначаем по справочнику от 50 до 30 м/мин, подачу выбираем от 0,05 до 0,15 мм/об. 

 

Рис.9 Сверла.

Рис.10 Конструктивные элементы (а) и геометрические параметры режущей части

               (б, в) зенкера.

Для обработки конуса в отверстии выбираем зенкер конический, с конусностью 1÷10.Зенкеры предназначены для обработки отверстий в заготовках, полученных отливкой, штамповкой или предварительно просверленных; для обработки цилиндрических и конических углублений.[2]

Для нарезания резьбы в детали «Муфта» выбираем метчики марки Р6М5.

Метчики предназначены для нарезания или калибрования резьбы в отверстиях.

Для нарезания резьбы выбираем метчик машинно-ручной М12.

Машинно-ручные метчики служит для нарезания резьбы метрической диаметром  от1 до 52 мм. Машинно-ручные метчики выпускают двух видов: одинарные для сквозных отверстий, комплектные – из двух штук в комплекте – для глухих отверстий.     Выбираем метчик М12 двухкомплектный.

 

Рис.11 Метчики. [1]

 

 

Мерительный инструмент

Для контроля детали «Муфта»применяем следующие мерительные инструменты:

а)                                                            б)

Рис.12 Штангенциркуль

а) штангенциркуль марки ШЦ-1, б) штангенциркуль марки ШЦ-2 [1]

Штангенциркуль с отсчетом по нониусу типа ШЦ-1 предназначен для наружных и внутренних измерений, а также для измерения глубин. Штангенциркуль ШЦ-1 имеет шкалу одинарную в мм, или двойную мм/дюйм.

 Имеет губки  наружные для измерения наружных  размеров и внутренние для  измерения внутренних размеров, а также встроенный глубиномер. Нониус регулируемый. Длина губок стандартная. Цена деления 0,05 мм или 0,02 мм.

Штангенциркуль ЩЦ-2 с устройством тонкой подачи применяется для внутренних и наружных измерений (соответственно наличие губок с плоскими измерительными поверхностями и цилиндрическими), а также для разметочных работ. Одинарная шкала имеет цену деления 0,05 мм, двойная аналогичную шкалу в мм и шкалу в дюймах, где деление равно 1/128. Существует модификация с шагом 0,02 мм. Так же имеются кромочные измерительные поверхности для определения наружных размеров. Длина губок вариативна в зависимости от модели. [1]

Для контроля резьбы на детали «Муфта» используем резьбовой калибр М12

 

.

Рис.13 Калибр пробка [1]

Калибрами называются бесшкальные меры, которые предназначены для контроля размеров, формы и расположения поверхностей деталей.

 По  методу контроля калибры делят  на нормальные и предельные. Нормальные  калибры копируют размеры и  форму изделий.

Предельные калибры воспроизводят размеры, соответствующие верхней и нижней границам допуска на изделие. [1]

                               

Рис.14 микрометрический нутромер

Микрометрическими нутромерами измеряют размеры отверстий, ширину пазов и другие внутренние линейные размеры и отклонения формы деталей машин. 

Микрометрический нутромер состоит из двух частей - микрометрической головки и удлинителя. Микрометрический нутромер применяем для измерения внутреннего отверстия. [1]

 

 

2.1.3 Приспособления, применяемые при изготовлении детали «Муфта».

Для закрепления заготовки применяем следующие приспособления:

Рис.15 Трехкулачковый патрон.[2]

Трехкулачковый патрон самоцентрирующий предназначен для установки на универсальные токарные, револьверные, внутришлифовальные станки, делительные головки и различные приспособления.

Состоит из: корпуса, конической шестерни со спиралью (улитка), рейки, кулачков, зубчатого колеса, крышки, шпильки. Для крепления заготовки на токарном станке применяем трехкулачковый паторн.

Для закрепления детали «Муфта» на сверлильном станке применяем тиски станочные с шириной губок 250 мм, ходом губки 320 мм.

                                                                

Рис.16  тиски станочные.[3]

 

Для крепления режущего инструмента применяем сверлильный патрон и переходные втулки.    

Сверлильный патрон с коническим хвостовиком используется для зажима сверл. Корпус сверлильного патрона является одним целым с хвостовиком, за счет чего обеспечивается высокий уровень жесткости. Зажим рабочего инструмента выполняется с помощью специального ключа. Патрон сверлильный применяется в токарных станках для различных работ, в том числе, для резьбования в мелкосерийном производственном цикле. Патрон удобен и прост в обращении, отличается повышенной точностью работ, благодаря чему все сверлильные работы проводятся качественно и эффективно. Отжим и зажим инструмента производятся вручную(рис 17).

Рис.17 Сверлильный патрон[2]

Основная сфера применения переходных втулок – токарные и фрезерные станки. В переходную втулку можно закреплять различные инструменты с лапкой или с резьбовой затяжкой, а также такие элементы технологической промышленности, как удлинители и различные фрезерные оправки. На токарном станке такие втулки применяются при установке инструментов в заднюю бабку. В переднюю бабку крепится зафиксированный неподвижный центр. На фрезерных станках переходная втулка является основной переходной деталью, позволяющей существенно сэкономить денежные расходы на подготовку производственного цикла в технологическом плане. Переходные втулки используем на вертикально сверлильном станоке 2Р135.

 

Рис.18 Переходная втулка.[7]

2.1.4 Характеристика обрабатываемого материала

Деталь «Муфта»изготавливается из стали марки Ст3 ГОСТ380-2005

Сплав Ст3 содержит: углерода - 0,14-0,22%, кремния - 0,05-0,17%, марганца - 0,4-0,65%.

Технологические свойства стали марки ст3.

Качество конструкционной стали определяется коррозионной стойкостью, механическими свойствами и свариваемостью. По своим механическим характеристикам стали делят на группы: сталь обычной, повышенной и высокой прочности.

 

2.1.5 Технологическая последовательность обработки детали «Муфта»

 

      Токарная операция

Устанавливаем заготовку в трехкулачковый патрон оставляя вылет 65 мм.

 Подрезаем  торец, обтачиваем  до диаметра 100мм, на длину 58мм, снимаем фаску 2х450.

Вытачиваем канавку, расстояние от торца 26 мм, ширина канавки 2мм. Растачиваем отверстие диаметром 55мм на длину 82мм.

 Назначаем режимы резания: выбираем подачу равную 0,3 мм/об, скорость 132 мм/мин. Корректируем скорость резания с учетом поправочных коэффициентов.

Коэффициент К1 зависит от стойкости резца, стойкость резца равна 90 минут, соответственно К1 будет равен 0,92.

Коэффициент К2 зависит от обрабатываемого материала. Сталь Ст3, углеродистая сталь обыкновенного качества. Предел прочности при растяжении (δВ,МПа), стали равны 362-490МПа.Соответственно обрабатываемый материал коэффициэнт К2  будет равен 1,65

Коэффициент К3 зависит от обрабатываемой поверхности материала, заготовку выбираем без корки, соответственно поверхность обрабатываемого материала коэффициент К3 будет равен 1,0.

 

Коэффициент К4 зависит от материала резца, выбираем материал режущей части резца  Т15К6, соответственно материал резца коэффициент К4 будет равен 1,0.

Коэффициент К5 зависит от главного угла в плане резца, соответственно главный угол в плане резца,  будет равен 90°, коэффициент К5 равен 0,81.

Рассчитываем действительную скорость резания Vд=V х К1х К2х К3х К4х К5              (1)

Vд=132х0,92х1,65,1,0х1,0х0,81=162 мм/мин.

Рассчитываем число оборотов по действительной скорости резания.

n=Vд·1000/π·Д,   об/мин                                                                                                   (2)

    где V- скорость резания об/ мин; Д-диаметр (мм)                                                                                                             n=132·1000/3,14·100= 162000/314= 516 мм/об

По паспорту станка устанавливаем число оборотов 500 об/мин.

Переворачиваем заготовку, подрезаем торец в размер  на длину 82мм.

Сверлильная операция

Устанавливаем заготовку на сверлильный станок.

Сверлим отверстие диаметром 10,25мм на длину 22,5мм.

Назначаем подачу 0,1мм/об и скорость резания 28мм/мин. Рассчитываем число оборотов по формуле(1):

n=28·1000/3,14·15=596мм/мин

По паспорту станка устанавливаем число оборотов 400об/мин

Нарезаем резьбу М12х1,75. При нарезании резьбы подача равна шагу нарезаемой резьбы 1,75 мм/об, скорость резания назначаем 3м/мин.

Рассчитываем число оборотов по формуле (1)

n= 3·1000/3,14·12=3000/38=79об/мин.

По паспорту станка устанавливаем число оборотов 12,5 об/мин.

Переустанавливаем заготовку на сверлильном станке, закрепляем в тисах. Сверлим восемь отверстий диаметром 10мм, глубиной 24мм,

Назначаем режимы резания: подача равна 0,1 мм/об, скорость равна 28 мм/мин

Рассчитываем число оборотов по формуле (1)

 

n= 28·1000/3,14·15=28000/47=596мм/мин.

По паспорту станка устанавливаем число оборотов 400 об/мин.

Зенкеруем 8 отверстий коническим зенкером с конусностью 1:10. 

Назначаем режимы резания: подача равна 0,1мм/об, скорость равна 40мм/мин, рассчитываем число оборотов.

n=V·1000/П·Д=40·1000/3,14·18=40000/57=690мм/мин.

По паспорту станка устанавливаем число оборотов 400об/мин.

Контроль производим: штангенциркулем ШЦ – I и ШЦ – II, контроль резьбы производим калибр-пробкой, измеряем внутреннее отверстие микрометрическим нутромером.

 

2.2 Обработка детали «Муфта» на оборудовании с ЧПУ

 

2.2.1 Обзор функции станков с ЧПУ

 

Современные устройства ЧПУ обладают  большим числом функций, позволяющих проводить качественную настройку и последующую обработку на станке с ЧПУ. Далее рассматривается структура типовых функций технологических режимов, наиболее часто используемых в станках с ЧПУ.

На станках с ЧПУ используются следующие операции такие как: смена инструмента, смещение нулевой точки, контроль концевых включателей, интерполяции.

Смена инструмента производится с помощью задач команд. ( Т-команд, М-команд).

Смещение нулевой точки в станках с ЧПУ используется право-вращательная прямоугольная система координат.

Контроль концевых включателей. Через интерфейс программируемого контроллера аппаратные концевые выключатели станка подают информацию на цифровой вход.

Интерполяция – обработка программы движения по контуру последовательно отдельными участками.

 

2.2.2 Программное обеспечение станков с ЧПУ

 

Специализированные программные продукты для комплексной автоматизации.  Для решения комплексных задач, объединяющих черчение, моделирование, написание технологических процессов, программирование устройств ЧПУ, разработаны с специализированные программные продукты, построены на базе CAD/CAM.

CAD/CAM позволяет не только автоматизировать, но и координировать весь процесс подготовки производства от проектирования до выхода готовых изделии.

2.2.3 Тестирование и ввод коррекции устройств ЧПУ

Современные устройства ЧПУ позволяют активно контролировать процесс работы станка и эффективно корректировать параметры обработки, значительно уменьшая вероятность возникновения брака.

Поиск кадра при тестировании. Для тестирования программ обработки или в случае внезапного прекращения обработки  с помощью функции «Поиск кадра» в программе можно выбрать любое место, с которого программа должна запуститься заново или продолжиться.

Коррекция инструмента. Тип инструмента определяет, какие геометрические данные необходимо вводить в память для последующей коррекции инструмента. Также важна методика расчета параметров инструмента.

Рис.19 Геометрические параметры токарного резца G18:

F- базовая точка; L1(Х), L2(Z) – расстояние от базовой точки по осям X и Z;

R- радиус кромеи (радиус унструмента);S- положение средней точки кромки [5]

Ввод защитных зон. Программным обеспечением предусмотрен ввод в программу технологического режима обработки на станке защищенных зон, связанных с инструментом и обрабатываемой на станке деталью. При работе на станке требуется защищать  разные элементы станка, его оборудование, а также подлежащую обработке деталь от неверных движений.