Проектирование технологического процесса изготовления детали «Втулка»

 

Последовательность обработки играет важную роль при построении рационального технологического процесса. При этом необходимо исходить из следующих экономических соображений:

1) Обработку обычно начинают с тех поверхностей, которые используются в качестве базовых при обработке других поверхностей, а также те поверхности, при удалении припуска с которых в наименьшей степени снижается жёсткость заготовки;

2) Последовательность операций дальнейшей обработки устанавливается в зависимости от требуемого класса чистоты и точности;

Конструктивные формы и размеры детали служат исходными факторами, определяющими характер и последовательность обработки детали. 

Анализ рабочего чертежа детали позволяет сделать следующие заключения:

1) Основными конструкторскими базами  являются внутренне отверстие детали и торцы, от которых заданы размеры;

2) Несимметричное расположение отверстий не существенно затрудняют процесс обработки.

Последовательность операций обработки данной детали представлена в таблице 6.1.

 

6.4 Выбор средств технологического  оснащения. Расчёт мерительного инструмента

 

Выбор и проектирование средств технологического оснащения позволяет сформировать на предприятии в зависимости от условий производства оптимальный парк этих средств для реализации технологических процессов изготовления изделий заданной номенклатуры и программы выпуска и эффективно планировать его эксплуатацию. Кроме того, создаются предпосылки для комплексного создания и внедрения прогрессивных технологических систем.

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 надёжное закрепление заготовки при обработке;

3) Приспособление должно быть быстродействующим;

4) Зажим заготовки должен осуществляться, как правило, автоматически;

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

При выборе режущего инструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но, когда целесообразно применять специальный, комбинированный, фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.

Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности  и снижения себестоимости обработки. Выбор материала для режущего инструмента зависит от формы и размеров инструмента, материала обрабатываемой заготовки, режимов резания и производства.

Режущий инструмент необходимо выбирать по соответствующим стандартам и справочной литературе в зависимости от методов обработки деталей.

Если технологические особенности детали не ограничивают применение высоких скоростей резания, то следует применять высокопроизводительные конструкции режущего инструмента, оснащённого твёрдым сплавом.

При проектировании технологического процесса механической обработки заготовки для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но вместе с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент или контрольно-измерительное приспособление.

 Технологическая оснастка для всех операций технологического процесса изготовления данной детали  представлена в таблице 6.1.

Размер, проставленный на чертеже, эскизе технологической карты изготовления, контроля дефектации или обслуживания изделия, должен быть измерен с требуемой точностью. Измерение проводится по установленным правилам и приёмам с помощью обоснованно выбранных средств измерения. Для данного курсового проекта выбираем измерительный инструмент типа калибр-пробка.

Калибром называют бесшкальный измерительный инструмент, предназначенный для контроля (проверки) размеров или формы и взаимного расположения поверхностей детали.

На калибры наносят маркировку: номинальный размер детали, условное буквенное обозначение поля допуска детали (основного отклонения с номером квалитета), знаки и цифровые значения предельных отклонений детали (мм). Обозначение стороны калибра «ПР» (проходная) и «НЕ» (непроходная).

Рассчитаем исполнительные размеры калибров для контроля деталей с размером:

1. Рассчитаем наибольший размер проходной пробки:

(6.1)

где ПРмах - наибольший размер проходной пробки, мм;

Dmin - минимальный предельный размер, мм; Dmin=40,0 мм;

z, H - дополнительные значения для допуска гладких пробок, мкм;

z=11 мкм, Н=4 мкм (5,стр.314);

Полученные данные подставляем в формулу 10.1:

 мм

Исполнительный размер проходной пробки:

 

2. Рассчитаем наибольший размер непроходной пробки:

(6.2)

где НЕмах - наибольший размер непроходной пробки, мм;

Dmax - максимальный предельный размер, мм; Dmax =40,062мм;

α - дополнительное значение для допуска гладких пробок, мкм;

α=0 мкм (5,стр.314);

Полученные данные подставляем в формулу 10.2:

 мм

Исполнительный размер непроходной пробки:

 

Конструкция калибр пробки по ГОСТ 14810-69, технические требования по ГОСТ 2015-84.

Выбор средств технологического оснащения для обработки данной детали представлен в таблице 6.1.

 

6.5 Формирование технологических операций

 

Таблица 6. 1 - Маршрутно-технологический процесс

№ оп.	Наименование операции, модель станка, содержание операции	Эскиз  обработки	Технологическая оснастка
005	Заготовительная КГШП Штамповка
010	Термическая HB 220…230
015	Токарная 16К20Ф3 1. Установить, закрепить, снять. 2. Точить заготовку, выдерживая размеры 1,2,3 и 4 одновременно.		Патрон 7100-0025 ГОСТ 2675-80; 2066-0506 Кулачки ГОСТ 21762-76; PCLNR 2525M12 Резец Т15К6 ТУ 2-035-892-82;
	3. Переустановить, закрепить, снять. 4. Точить заготовку, выдерживая размеры 1,2 и 3 одновременно.
020	Фрезерная ИР500МФ4 1. Фрезеровать лыски, выдерживая размер 3. 2. Сверлить сквозное отверстие  Ø3. 3. Нарезать внутреннюю резьбу, выдерживая размер 1. 4. Сверлить отверстия, выдерживая размеры 1 и 2.		Тиски 7200-0251 ГОСТ 21168-75; Пневмоцилиндр 7020-0104 ГОСТ 21821-76; 2300-1011 Сверло Ø3 Р6М5 ГОСТ 19544-74; 2629-2011 Метчик  ГОСТ 17928-72; Фреза ‡40, z=10 Р6М5 ГОСТ 9304-69.
025	Шлифовальная 3У131М 1. Шлифовать цилиндр, выдерживая размер 1		Патрон 7100-0025 ГОСТ 2675-80; 2066-0506 Кулачки ГОСТ 21762-76; руг 1 150*1,6*32 15А 25-П СТ 33В 50м/с 2 кл  ГОСТ 2424-83.
030	Контроль ОТК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Проектирование технологических  операций

 

7.1 Выбор структуры операций

 

Метод расчёта припусков, лишённый недостатков опытно-статистического метода, был разработан проф. В. М. Кованом. Этот метод известен как расчётно-аналитический метод определения припусков. В соответствии с этим методом промежуточный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующем технологическом переходе, а также погрешность установки обрабатываемой заготовки, возникающая на выполняемом переходе. Этот метод базируется на учёте выполнения конкретных условий принимаемого технологического процесса, анализе погрешностей, присущих каждому методу обработки, закономерностях уменьшения погрешностей предшествующей обработки и законе суммирования погрешностей.

В настоящее время в машиностроении широко применяется опытно-статистический метод установления припусков на обработку. Недостатком этого метода является то, что припуски назначают без учёта конкретных условий построения технологических процессов. Метод  расчёта припусков аналитическим методом лишён этого недостатка. В соответствии с этим методом промежуточный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующем технологическом переходе, а также погрешность установки обрабатываемой заготовки, возникающая на выполняемой переходе.

Для выполнения расчёта припуска на механическую обработку выбираем Ø52h7, вид обработки выбирается по квалитетам точности:

 

Технологический маршрут обработки Ø52h7 состоит из 4 переходов:

-Точение черновое  - 12 квалитет;

-Точение чистовое - 10 квалитет;

-Шлифование предварительное - 8 квалитет;

-Шлифование чистовое - 7 квалитет (2, табл.2.1)

 

7.2 Расчёт припусков и операционных  размеров. На одну поверхность - аналитическим  методом

 

Задачей любого технологического процесса механической обработки заготовки является превращение выбранной заготовки в готовую деталь, к которой предъявляются различные точностные требования.

Величина припуска влияет на себестоимость изготовления детали. При увеличенном припуске повышаются затраты труда, расход материала и другие производственные расходы, а при уменьшенном приходиться повышать точность заготовки, что также увеличивает себестоимость изготовления детали. Для получения деталей более высокого качества необходимо при каждом технологическом переходе механической обработки заготовки предусматривать производственные погрешности, характеризующие отклонения размеров, геометрические отклонения формы поверхности, микронеровности, отклонения расположения поверхностей. Все эти отклонения должны находиться в пределах поля допуска на размер поверхности заготовки.

Минимальный припуск на обработку определяем по формуле 7.1:

)    (7.1)

где Rz - шероховатость заготовки, мкм;

h - высота дефектного слоя, мкм;

- пространственное  геометрическое отклонение, мкм;

- погрешность  базирования при обработке, мкм;

Для перехода «точение черновое» принимаем Rz= 50 мкм, h=50 мкм; «точение чистовое» принимаем Rz= 25 мкм, h=25 мкм; «шлифование предварительное» принимаем Rz= 10 мкм, h=20 мкм; «шлифование чистовое» принимаем Rz= 5 мкм, h=15мкм (2,табл.2.12);

Для определения отклонения расположения поверхностей используем формулу 7.2 (2,табл. 2.14):

,      (7.2)

где - коробление, мкм; рассчитывается по формуле 7.1.2:

,     (7.1.2)

где - кривизна, мкм/мм;

L - длина детали, мм;

= 0,7 мкм (2,табл. 2.18);

 

- отклонение от  соосности элементов, мкм;

= 0,8 мм (2,табл.2.17);

 

Для определения отклонения расположения поверхностей по следующим переходам используем формулу 7.3:

,            (7.3)

где - коэффициент уточнения для штампованных заготовок (2,табл.2.27);

 - пространственные отклонения, полученные на предшествующем переходе, мкм;

2. ;
3. ;
4. ;

 

Для операции «штамповка» принимаем Rz= 200 мкм, h=250 мкм

(2,табл.2.10);

Погрешность базирования при обработке принимаем Ɛi=0 (2,табл. 2.34);

Для перехода «точение черновое» принимаем Td= 300 мкм; «точение чистовое» принимаем Td= 120 мкм; «шлифование предварительное» принимаем Td= 46 мкм; «шлифование чистовое» принимаем Td= 30 мкм 

(2,табл.2.1);

Полученные данные подставляем в формулу 7.1:

1)

2)

3) 

4) 

5)

Максимальный припуск на обработку определяем по формуле 7.4:

(7.4)

1)

2)

3)

4)

5)

Все полученные данные переносим в таблицу 7.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7.1 - Элементы припуска, предельные отклонения и допуски (мкм)

№	Маршрут обработки	Rz	h		Ɛi	Td	2Zmin	2Zmax	dmin	dmax
1	Штамповка	200	250	300	0	800	1500	700	53,867	54,667
2	Точение Черновое	50	50	18	0	300	236	736	52,367	52,667
3	Точение Чистовое	25	25	0,72	0	120	101	281	52,131	52,251
4	Шлифование предварительное	10	20	0,03	0	46	60	134	52,030	52,076
5	Шлифование окончательное	5	15	-	0	30	40	56	51,970	52,000