Разработать маршрутно-операционный технологический процесс изготовления детали «Крышка»

 
Определение припусков и кузнечных  напусков

Класс точности – Т4.

Группа стали – М1.

Конфигурация поверхности  разъема штампа - П (плоская).

Исходный индекс – 10.

Степень сложности – С2.

1) Основные припуски на  размеры, мм:

• 1,3 – диаметр Ç63 мм, чистота поверхности Ra=12,5 мкм

• 1,5 – диаметр Ç50 мм, чистота поверхности Ra=6,3 мкм

• 1,1 – длина 10 мм, шероховатость Ra=25 мкм

2)  Смещение по поверхности разъема штампов – 0,2 мм.

Отклонение от плоскостности  и прямолинейности – 0,3 мм

Штамповочный уклон - 1Å

Размеры поковки и их допускаемые  отклонения.

1) Размеры поковки, мм:

• диаметр Ç63+(1,3+0,2+0,3)×2=66,6,  принимаем Ç66,5мм

• диаметр Ç50+(1,5+0,2+0,3)×2=54,  принимаем Ç54 мм

• длина 10+1,1+0,2=11,3, принимаем 11,5 мм

2) Радиус закругления  наружных углов – 2 мм.

3) Допускаемые отклонения  размеров, мм:

• диаметр Ç66,5  

• диаметр Ç54

• длина 11,5 

 

 
Определение припусков расчетно-аналитическим  методом

Заготовка представляет собой  штамповку, массой 0,96 кг. Технологический  маршрут обработки диаметра Æ50h9() мм состоит из трех операций: точение черновое, получистовое и чистовое, выполняемое при одной установке  обрабатываемой детали. Остальные диаметральные припуски см. в тех.рпоцесе.

Табл. 6.

Определение припусков расчетно-аналитическим  методом

Технологический маршрут обработки  элементарной поверхности детали	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный мин. диаметр, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Предельные размеры по переходам, мм		Предельные значения припусков, мкм
		Rz	h	ey				r						Zmin	Zmax
Штамповка	160	200	-	1600	-	52,3988	1900	52,4	54,3	-	-
Точение черновое (14)	50	50	250	96	2210	50,1888	740	50,2	50,94	2,2	3,36
Точение получистовое(12)	25	25	0	4,8	196	49,9928	300	50	50,3	0,2	0,64
Точение чистовое (9)	15	15	0	0,192	54,8	49,938	74	49,938	50,012	0,062	0,288

План обработки: 

1. Черновое точение 
2. Получистовое точение 
3. Чистовое точение

Суммарное значение пространственного  отклонения для заготовки данного  типа определяется по формуле:

D_к – удельная кривизна в мкм на 1 мм длины (на горизонтально-ковочной машине при длине стержня от 60 до 120 мм и диаметре стержня от 50 до 80мм принимаем равной 16 мкм на мм).

_см - смещение оси заготовки в результате погрешности центрования (для нормальной точности штамповки на молотах при массе заготовки от 0,63 до 1,60 кг принимаем равным 0,6 мм).

Для последующих переходов  используют коэффициент уточнения: принимается равным 0,06 для чернового точения, 0,05 – для получистового, 0,04 – для чистовой обработки.

`

Остаточная величина пространственных отклонений:

После черновой обработки:

После получистовой обработки:  

 

После получистовой обработки:

Расчет минимальных значений припусков производим по формуле:

Графа «Расчетный минимальный  диаметр» (dнм) дополняем, начиная с полного размера:

Наименьший предельный размер определим, округлив до того же знака  что и у десятичной дроби, которой  задан допуск. Наибольший предельный размер найдем прибавлением допуска  к наименьшему. 

 

Рассчитываем значение припусков:  

 

Общие припуски  и определяем, суммируя промежуточные припуски:

=2462 мкм

=4288мкм

Произведем проверку правильности выполненных расчетов: 

 

Проверка верна, следовательно, расчет произведен, верно.

Аналогичным образом рассчитываем припуск на размер Æ25h9() мм.

Произведем проверку правильности выполненных расчетов: 

 

Проверка верна, следовательно, расчет произведен, верно.

Технологический маршрут обработки  элементарной поверхности детали	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, мкм	Расчетный мин. диаметр, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Предельные размеры по переходам, мм		Предельные значения припусков, мкм
		Rz	h	ey				r						Zmin	Zmax
Штамповка	160	200	-	1600	-	27,5128	1300	27,5	28,8
Точение черновое (14)	50	50	250	96	2210	25,3028	520	25,3	25,82	2,2	2,98
Точение получистовое(12)	25	25	0	4,8	196	25,1068	210	25,1	25,31	0,2	0,51
Точение чистовое (9)	15	15	0	0,192	54,8	25,052	52	25,052	25,104	0,048	0,206

Расчеты минимальных припусков  на остальные поверхности выполнены  аналогично.

 
Размерный анализ технологического процесса

Размерно-точностной анализ имеет целью выявление схемы взаимосвязи между размерами заготовки, готовой детали, технологических операционных размеров и припусков на обработку; выявление и расчет технологических размерных цепей; оценку точности принятого варианта технологического процесса изготовления детали.

Вычерчиваем совмещенный  эскиз исходной заготовки и готовой  детали, на котором также отражены промежуточные состояния заготовки. Все поверхности заготовки и  детали нумеруем по порядку, слева направо, и через них проводим вертикальные линии. Между этими линиями указываем  размеры исходной заготовки B, готовой детали А, припуска z и технологические размеры S, получаемые в результате выполнения каждого технологического перехода. Размеры S указаны в виде направленных стрелок, при этом точка ставится на линии, соответствующей поверхности, которая используется в качестве технологической или настроечной базы.

Рисунок 3. Размерный анализ ТП

Совмещённый граф:

 

Результаты расчета технологических  цепей:

 

 

 

 Пример классических технологических  цепей:

Пример цепей с припуском  на механическую обработку:

Определение режимов  резания расчетно-аналитическим  методом

Наиболее выгодными считаются  такие режимы обработки, которые  обеспечивают наименьшую себестоимость  механической обработки при удовлетворении всех требований к качеству продукции  и производительности обработки.

В общем случае необходимо соблюдать определенную последовательность назначения режимов резания 

Рассчитаем элементы режимов  резания и основного времени  для чистового точения при  получении размера Æ50h9(_-0,062).

Обработка производится на станке модели EX 308.

Исходные  данные:

Глубина резания: t = 0,115 мм.

Подача: при чистовом точении  выбираем подачу S = 0,144 мм/об.

Стойкость материала режущей  части инструмента Т=30..60 мин, принимаем Т = 30 мин.

Скорость резания при  растачивании:

Значение коэффициента C_v и показателей степени в формуле берем по рекомендациям.

Cv=420, х=0,15, y=0,20,  m=0,20

k_v – коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки

k_v = k_мv* k_пv* k_иv* k_φv *k_rv,

где k_мv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (0,9 – обрабатываемый материал сталь 35, материал инструмента из твердого сплава, при обработке резцами);

k_пv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности (0,8 – поверхность без дефектов);

k_иv – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента (1 – обрабатываемый материал сталь 35, марка инструментального материала Т15К6);

k_φv – коэффициент углов в плане резцов (1,17 – главный угол в плане 90⁰);

k_v = k_мv*·k_пv* k_иv·* k_φv · =

Частота вращения шпинделя:

S_м=S_о×n=0,144×2235,412=321,89мм/мин

Т_о=l/S_м=50/321,89=0,124мин

Полученные режимы для  тонкого растачивания занесем в  таблицу 3.

Таблица 3

Режимы резания при  чистовом точении

t, мм	S, мм/об	V, м/мин	n, мин-1	То, мин
0,115	0,144	350,96	2235,412	0,124

Режимы резания на другие операции и переходы назначаются  подобным образом (см. лист 1).

Расчет норм времени

Расчет норм времени выполняется  после расчета режимов резания.

В мелкосерийном и среднесерийном производстве рассчитывается норма  штучно – калькуляционного времени

где  t_п.з – подготовительно – заключительное время;

n =50– размер партии запуска деталей.

t_шт = t_о + t_в + t_обс + t_отд = t_оп +0,2 t_оп,

где  t_о – основное (машинное) время;

t_в – вспомогательное время;

t_обс – время на обслуживание рабочего места;

t_отд – время на отдых

Оперативное время рассчитывается по формуле

Оперативное время рассчитывается по формуле

.

Время на обслуживание и  отдых (t_обс и t_отд) в среднесерийном производстве по отдельности не определяются. В нормативах дается сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени (t_оп)

При всех станочных операциях  основное время определяется отношением пути, пройденного обрабатывающим инструментом, к его минутной подаче.

Основное время рассчитывается по формуле

где  L_рез – длина резания;

y – величина врезания и перебега;

i – количество рабочих ходов.

Будем рассчитывать нормы  времени для операции 005 на станке EX 308. 

 

Основное время мы определяли при расчете режимов резанья. Результаты расчетов представлены на листе 1.

Штучно-калькуляционное  время Т_ш.к. определяется по зависимости вида :

T_ш.к.=1,2*0,12=0,144 мин.

Расчет суммарной  погрешности выполнения одного операционного  размера, с учетом действия различных  технологических факторов

Заготовка из стали –  Сталь 35; условия обработки: чистовое точение, резец с пластиной из твердого сплава Т15К6, минимальный припуск  на сторону 0,115 мм; подача S=0,144 мм/об., скорость резания V=351 м/мин.

1. Определим величину погрешности D_u (на радиус), вызванную размерным износом резца

мкм,

где  – длина пути резания при обработке партии  деталей, определяемый как

.

Дополнительный путь резания =1000 м соответствует начальному износу вершины резца в период приработки.

Для сплава T15K6 и обрабатываемого  материала сталь 35 относительный  износ и₀ = 7 мкм/км.

2. Определим колебание отжатий системы D_у вследствие изменения силы P_y из-за непостоянных глубины резания и податливости системы при обработке.

D_y=W_max×P_{y max}-W_min P_{y min},     

где  W_max, W_min – наибольшая и наименьшая податливость системы, мкм/кН;

P_{y max,} P_{y min} – наибольшее и наименьшее значения составляющей силы резания, совпадающей с направлением выдерживаемого размера, кН.

Для станка EX 308 нормальной точности наибольшее и наименьшее допустимое перемещение продольного суппорта под нагрузкой 16 кН составляет соответственно 450 и 320 мкм.

При установке крышкы в трехкулачковый патрон минимальная податливость системы будет возможна при положении резца в конце обработки. Исходя из этого, можно принять W_min = 320/16 = 20 мкм/кН. Приближенно можно считать, что максимальную податливость система имеет при расположении резца посередине гидроцилиндра, когда его прогиб под действием усилия P_y достигает наибольшей величины. Поэтому

W_max=W_ст.max+W_заг.max,

где W_ст.max = (320 + 450)/2×16 = 24 мкм/кН – наибольшая податливость станка, W_заг.max – наибольшая податливость заготовки.