Разработка технологического процесса изготовления детали "Втулка"

 

2.2 Выбор способа получения  заготовки и её конструирование

 

Учитывая свойства материала  и тип производства, заготовку  целесообразно изготавливать методом  пластической деформации. Исходя из значения массы детали, ее размеров, принимают  способ получения заготовки на горизонтально-ковочной машине. Нагрев заготовки производят в пламенной печи.

С целью уменьшения припусков  на механическую обработку принимают

поковку I класса точности. По ГОСТ 7505-89 определяют группы стали М1,

степень сложности С3.

Для дальнейшей работы по проектированию, необходимо найти массу по-

ковки. На этой стадии  можно ограничить её ориентировочными значениями.

Ориентировочное значение массы заготовки mо.ор, кг, вычисляют по формуле

mо.ор =                                                   (5)

 

где mо.ор – ориентировочная масса исходной заготовки;

       Ким.ср = 0,75...0,8 – среднее значение коэффициента использования металла для поковок штампованных для детали подкласса втулок;

      mд – масса детали, кг, mд = 0,026.

 

                                         mо.ор =

 

При расчете размеров диаметров  поковки пользуются таблицами ГОСТа 7505-89. В случае пламенного нагрева заготовки, припуски увеличиваются на 0,5 мм, в связи с обезуглероживанием поверхностного слоя.

Результаты расчетов диаметров  ступеней заготовки приводят в таблице 4.

 

Таблица 4 – Расчет диаметров поковки

Диаметр   ступеней, мм	Шероховатость поверхностей        Ra, мкм	Общий при-  пуск на диа-  метр 2Побщ,         мм	Диаметр сту-пеней заго- товки, мм	Допуск разме- ров заготовки,           мм
32	3,2	2(1,4+0,5)=3,8	35,8	+0,6 -0,3
16	3,2	2(1,4+0,5)=3,8	19,8	+0,6 -0,3
10	3,2	2(1,4+0,5)=3,8	6,2	+0,6 -0,3

 

При расчете длин ступеней заготовки используют таблицы ГОСТа 7505-89. Результаты расчетов приводят в таблице 5.

 

 

Таблица 5 – Расчет длин ступеней заготовки

Длинна ступе-    ней детали, мм	Шерохова-    тость поверх-      ности торца          Ra, мм	Общий при- пуск на длин- ну 2Побщ, мм	Длинна ступе-    ней заготов-         ки, мм	Допуск разме-    ров заготовки,             мм
12	3,2; 3,2	(1,4+0,5)-(1,4+0,5)=0	12	+0,6 -0,3
8	3,2; 3,2	(1,4+0,5)+(1,4+0,5)=3,8	11,8	+0,6 -0,3
2	1,6; 3,2	(1,9+0,5)+(1,4+0,5)=4	6,0	+0,6 -0,3

 

Расчет массы поковки  штамповочной проводят, суммируя массы  элементарных частей.

Массу заготовки mз, г, вычисляют по формуле

mз = ρ·Vобщ,                                                 (6) 

 

где ρ – плотность материала г/см³, ρ = 7,8;

      Vобщ – объем заготовки, см³. Чтобы определить объем заготовки Vобщ, разбивают условно чертеж на простые части, удобные для расчета объема каждой части. Расчет объема заготовки проводят в соответствии с рисунком 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Эскиз заготовки

 

Vобщ=V1 + V2 + V3 - V4 = .

 

mз = 7,8·4,36 = 34 = 0,034 кг.

 

Коэффициент использования  материала  Ки.м, вычисляют по формуле

                                             Ки.м = ,                                                     (7)

 

где mд – масса детали, кг, mд = 0,026;

      mз – масса заготовки, кг, mз = 0,034.

 

                                             Ки.м = .

 

Значение коэффициента оказалось несколько ниже среднего, из-за того, что в заготовке не предусмотрена лыска, но для условий крупносерийного производства такое значение приемлемо.

 

2.3 Разработка технологического  маршрута изготовления детали

 

 В связи с изменением  типа производства и способа  получения заготовки по сравнению  с заводским вариантом исключена  заготовительная операция, раз-

меточная операция, а так же исключены две черновые токарные операции, слесарные операции по зачистке заусенцев, заменены на электрохимические.

Токарно-винторезный станок модели 1И61П заменен на станок с  ЧПУ модели 16Б05Ф1.

Универсально-фрезерный  станок модели 676 заменен на станок с ЧПУ модели 6Р11Ф-1.

Сверлильный станок модели «Людвиг-Леве» заменен на станок с ЧПУ модели 2Р125Ф2-1.

Разработанный технологический  процесс изготовления детали «Втулка» состоит из следующих операций.

Операция 005 – токарно-винторезная.

Технологическое оборудование – токарно-винторезный станок с  ЧПУ модели 16Б05Ф1.

Станочное приспособление – токарное П-1.

На этой операции подрезается  торец, точатся наружные цилиндрические поверхности до диаметра 16 мм, с подрезкой  торца буртика до диаметра 32 мм и  рассверливается отверстие до диаметра 10 мм напроход, точится фаска 0,7×45° по программе.

Операция 010 – токарно-винторезная.

Технологическое оборудование – токарно-винторезный станок с  ЧПУ модели 16Б05Ф1.

Станочное приспособление – токарное П-1.

На этой операции подрезается  торец, точится наружная поверхность  до диаметра 16 мм с подрезкой торца  буртика в размер 12 мм по программе. Растачивается отверстие до диаметра 12,5 мм на глубину 4 мм, растачивается фаска 0,3×45° по программе.

Операция 015 – фрезерная.

Технологическое оборудование – фрезерный станок с ЧПУ модели 6Р11Ф-3.

Станочное приспособление – фрезерное П-2.

На этой операции фрезеруется  лыска в размер 27h14 по программе.

Операция 020 – электрохимическая.

Технологическое оборудование – электрохимический станок модели 4406.

Станочное приспособление – крепежное П-3.

На этой операции растворяются заусенцы после фрезерования.

Операция 025 – вертикально-сверлильная.

Технологическое оборудование – вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р125Ф2-1.

Станочное приспособление – сверлильное П-4.

На этой операции сверлятся  два отверстия диаметром 1,8 мм и  три отверстия диаметром 3,5 мм по программе.

Операция 030 – электрохимическая.

Технологическое оборудование – электрохимический станок модели 4406.

Станочное приспособление – крепежное П-3.

На этой операции растворяются заусенцы после сверления.

Операция 035 – токарно-винторезная.

Технологическое оборудование – токарно-винторезный станок с  ЧПУ модели 16Б05Ф1.

Станочное приспособление – оправка трения П-5.

На этой операции растачивается  отверстие до диаметра 13 мм глубиной 4 мм и фаска 0,3×45° по программе.

Операция 040 – кругло-шлифовальная.

Технологическое оборудование – кругло-шлифовальный станок модели 312М.

Станочное приспособление – оправка трения П-5.

На этой операции шлифуется  торец буртика в размер 2h12.

Операция 045 – контрольная.

На этой операции проводится контроль размеров и шероховатости  поверхностей детали.

 

 

 

2.4 Выбор технологических  баз на операции технологического  процесса

 

На операции 005 токарно-винторезной  заготовку устанавливают в цанговый пневматический патрон.

Технологические базы –  наружная поверхность диаметром 19,8 мм, которая является двойной направляющей базой и лишает заготовку четырех  степеней свободы, двух вращений и двух перемещений относительно осей «Y»  и «Z». Поверхность торца отверстия  – опорная база, лишающая заготовку  одной степени свободы, перемещения  вдоль  оси «X».

После закрепления заготовка  лишается шестой степени свободы  – вращения вокруг оси «Х».

Таким образом, условие лишения заготовки шести степеней свободы выполнено.

На операции 010 – токарно-винторезной  базирование аналогично базированию на операции 005.

На операции 015 – фрезерной, заготовку устанавливают в цанговый пневматический патрон.

Технологические базы –  наружная поверхность диаметром 16 мм, которая является двойной направляющей базой и лишает заготовку четырех  степеней свободы, двух вращений и двух перемещений относительно осей «Y»  и «X». Поверхность торца отверстие  – опорная база, лишающая заготовку  одной степени свободы, перемещения  вдоль оси «Z».

После закрепления заготовка  лишается шестой степени свободы  – вращения вокруг оси «Z».

На операции 025 – вертикально-сверлильной  базирование аналогично базированию на операции 015.

На операции 035 – токарно-винторезной  заготовку устанавливают на оправку трения.

Технологическая база –  поверхность отверстия диаметром 10 мм, которая

лишает заготовку шести степеней свободы.

На операции 040 – кругло-шлифовальной базирование аналогично базированию на операции 035.

 

2.5 Расчет припусков на  механическую обработку

 

Расчет припусков табличным  способом ведется на отверстие 13Н6( ) шероховатостью Ra0,4 мкм. Исходная заготовка имеет диаметр 6,2 мм, шероховатостью Ra50 мкм.

Квалитет точности исходной заготовки JT15.

Общий припуск на обработку 2Побщ, мм, вычисляют по формуле

                          

                                          2Побщ = Дд – Дз,                                                   (8)

  

где Дд – диаметр детали, мм, Дд = 13;

      Дз – диаметр заготовки, мм, Дз = 6,2.

 

                                    2Побщ = 13 – 6,2 = 6,8.

 

Точность обработки улучшается на девять квалитетов. Такой перепад  точности можно достичь за три этапа обработки, т.к. каждый этап обработки повышает точность на 2-3 квалитета.

Принятую последовательность обработки заносят в таблицу 6.

 

Таблица 6 – Последовательность обработки

Последовательность                 обработки	Квалитет точности	Параметр шероховатости                  Ra, мкм
1	2	3
Рассверливание	12-14	12,5
Растачивание               черновое	10-12	3,2

 

 

 

 

 

Продолжение таблицы 6

1	2	3
Растачивание получистовое	8-10	1,6
Растачивание  чистовое	6-8	0,4

 

Общий припуск на механическую обработку состоит из четырёх  промежуточных, и вычисляют по формуле

 

                               2Побщ  = 2П1 + 2П2 + 2П3 + 2П4,                                    (9)        

 

где 2П4 – припуск на чистовое растачивание, мм, 2П4 = 0,2 [5, с.245];

      2П3 – припуск на получистовое растачивание, мм, 2П3 = 0,8 [5, с.246];

           

           

                2П2 – припуск на получистовое растачивание, мм, 2П2 = 2 [5, с.246];

      2П1 – припуск на рассверливание, мм. Находится из формулы (9).

 

2П1 = 2Побщ – 2П2 – 2П3 – 2П4 = 6,8 – 2 – 0,8 – 0,2 = 3,8.

 

Параметры поверхности  после каждого этапа обработки  берут из [5, с.228] и приводят в таблице 7.

 

Таблица 7 Параметры поверхности  после механической обработки

№ перехода	Обозначение и  размер промежу- точного припус- ка на  диаметр,             мм	Поле допуска	Допустимое        отклонение       размера,  мм	Шероховатость поверхности Ra,              мкм
1	2	3	4	5
0	2Побщ = 6,8	JT15	+0,38             - 0,2	50

Продолжение таблицы 7

1	2	3	4	5
1	2П1 = 3,8	Н12	+0,12               0	12,5
2	2П2 = 2,0	Н10	+0,07              0	3,2
3	2П3 = 0,8	Н8	+0,027              0	1,6
4	2П4 = 0,2	Н6	+0,011              0	0,4

 

По данным таблице 7 можно  сделать расчет промежуточных размеров, пользуясь рекомендациями [3]. Данные расчета заносят в таблицу 8.

Таблица 8 – Расчет допусков и промежуточных  размеров

Технологические операции и пере- ходы обработки отдельных поверх- ностей детали	Наимень- шее зна- чение при- пуска, мкм 2Пmin	Расчетный   размер,      мм	Допуск σ, мкм	Предельные       размеры, мм		Предельные     припуски, мкм
				Наиб.	Наим.	2Пmax	2Пmin
Исходная      заготовка	6800	6,211	580	6,211	5,631	-	-
Рассверливание	3800	10,011	120	10,011	9,891	4260	3800
Растачивание   черновое	2000	12,011	70	12,011	11,941	2050	2000
Растачивание   получистовое	800	12,811	27	12,811	12,784	843	800
Растачивание   чистовое	200	13,011	11	13,011	13,0	216	200