Технологический процесс изготовления детали путем механической обработки

На рис 1   представлены эскизы получения двух вариантов заготовки, чистый вес (масса) детали 0,345 кг. В размерах заготовки учтены припуски необходимые для обеспечения указанной точности .Чертеж заготовки имеется в приложении к записке.

Первый вариант (рис 2) – ГКМ, вес заготовки Gзаг.1=0,789 кг.

Второй вариант (рис 3) – пруток, вес заготовки Gзаг.2=1,365 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2. ГКМ                          Рисунок 3. Круглый пруток

 

 

Применение обоих вариантов не вызывает необходимости в разработке принципиально отличных техпроцессов изготовления детали. Следовательно, сравнительный экономический расчет проведем по стоимости приведенных вариантов получения заготовки. С учетом коэффициентов приведенных в параграфе 2.2.4. [3], основные данные можно свести в таблицу 2.

 

Таблица 2 - основные данные для расчета стоимости заготовок

№ п.п.	Наименование показателей	Обоз. и еден. измер.	1 вариант	2 вариант
			ГКМ	Пруток
1	Вес (масса) заготовки	Gзаг, кг	0,789	1,365
2	Вес (масса) детали	Gдет, кг	0,345	0,345
3	Базовая стоимость одной  тонны штамповок	C1, руб.	14 175	14 175
4	Коэффициент, учитывающий  класс точности заготовки	кТ	1	1
5	Коэффициент, учитывающий  марку материала	кМ	2	2
6	Коэффициенты, зависящие от группы сложности и веса заготовок и от объема производства.	кС	1	1
		кв	1,42	1
		кп	1	1
7	Вес (масса) отходов	(Gзаг-Gдет),кг	0,444	1,020
8	Стоимость 1т. отходов (табл.12 [  ])	Sотх,руб.	1 341	1 341

 

Расчет стоимости  заготовок первого и второго варианта проведем по формуле:

Определим стоимости  заготовок по первому и второму  вариантам:

Данные расчета  сведем в таблицу 3 по форме указанной в разделе 2.3 (табл.25) [3]

 

Таблица 3 - результаты расчета стоимости заготовки по вариантам

№ п.п.	Наименование показателей	Един.изм	1 – вариант	2 - вариант
1	Способ получения заготовки	-	ГКМ	Пруток
2	Материал заготовки	-	Сталь 38ХА
3	Чистый вес масса  детали	кг	0,345
4	Вес (масса) заготовки	кг	0,789	1,365
5	Экономия материала  на:
	а) одну заготовку	кг.	1,365-0,789=0,576
	б) на годовую программу N=240 шт.	кг.	0,576·240=138,24
6	КИМ	-	0,416	0,176
7	Стоимость заготовки	руб.	31,16	37,15
8	Экономия на одну заготовку	руб.	37,15-31,16=5,99
9	Экономия на годовую  программу	руб.	5,99·240=1437,6

 

На основании выполненных  расчетов можно утверждать, что из двух выбранных для сравнения  вариантов лучшим является первый вариант заготовки (заготовка на ГКМ), имеющая меньшую стоимость и больший КИМ.

 

2.3 Проектирование технологического маршрута изготовления детали

2.3.1 Выбор технологических  баз

Исходные технологическими базы – поверхности 3 и 4. Установочные базы – поверхности 5 и 9 (наиболее удобные для этой цели).

Более правильное определение  технологических баз и установочных поверхностей возможно после составления технологического маршрута, т.е. после установления комплекса обрабатываемых поверхностей и простановки операционных размеров.

2.3.2 Установление последовательности обработки поверхностей заготовки

Все элементарные поверхности  детали можно разделить на две группы: торцы (поверхности 1,3,4,7,10,13), цилиндрические (2,5,8,9,11,12,14), скругление 13, отверстие 6

В качестве первой черновой базы принимаем поверхности 3 и 9, т.к. поверхность 3 образовалась в полости матрицы ГКМ и не имеет штамповочных уклонов.

Менее ответственные  поверхности обрабатываются на этапе чернового точения. Необходимо обработать отверстия и боковые поверхности до термообработки, т.к. после этой операции могут возникнуть трудности их формообразования лезвийным инструментом.

После получения готовой  детали производится контроль.

2.3.3 Формирование принципиальной схемы технологического процесса

Анализ чертежа детали, заготовки, последовательности обработки  поверхностей позволяют сформировать следующую принципиальную схему технологического маршрута и технологического процесса в целом.

 

Таблица 5 – Этапы обработки заготовки и их назначение

N этапа	Наименование этапа	Назначение
Э1	Черновой	Съем лишних напусков и припусков, формирование свободных поверхностей
Э2	Чистовой	Съем слоя
Э3	Термический	Закалка
Э4	Контрольный	Окончательный контроль геометрических параметров и качества поверхностного слоя

 

2.3.4 Формирование структуры технологического процесса

Принадлежность каждой элементарной поверхности этапам обработки принципиальной схемы технологического процесса показана в таблице 6.

Таблица 6 – Ступени и вид обработки по каждой из поверхности

N Элем.пов-ти	Количество ступеней обработки	Этап обработки
		Э1	Э2	Э3	Э4
1	2	+	-	+	+
2	2	+	-	+	+
3	2	+	-	+	+
4	2	+	-	+	+
5	2	+	-	+	+
6	2	+	-	+	+
7	2	+	-	+	+
8	3	+	+	+	+
9	2	+	-	+	+
10	3	+	+	+	+
11	3	+	+	+	+
12	2	+	-	+	+
13	2	+	-	+	+
14	2	+	-	+	+

 

 

 

 Выделим в каждом этапе группы поверхностей, которые могут быть обработаны в одной операции за одну установку заготовки, т.е. создадим технологические комплексы.

 

 

Таблица 7 – Распределение поверхностей по этапам обработки

N этапа	N комплекса
	1	2	3
Э1	1,2,3,8,9,12	4,5,7,10,11,13,14	6
Э2	8,10,11
Э3	Все
Э4	Все

Считается, что поверхности, входящие в комплекс, будут обрабатываться в одной операции, а последовательность выполнения операций соответствует номеру этапа.

2.3.5 Выбор метода обработки и типа оборудования

Для обработки элементарных поверхностей детали применим методы точения поверхностей тел вращения и сверление отверстий. Технологические возможности этих методов вполне соответствуют требованиям по точности и качеству поверхности.

С целью обеспечения  наиболее высокой производительности процесса обработки заготовки на черновом этапе используем станок 16К20, а при сверлении отверстий универсальный станок 2М112, т.всегда необходима переустановка детали с целью точного базирования.

     Токарно винторезный станок 16К20

предназначены для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания,и т.п. Отклонение от цилиндричности 7 мк, конусности 20 мк на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм - 16 мк. 
 
Станки оснащены механическим фрикционом, приводом быстрых перемещений суппорта, задняя бабка имеет аэростатическую разгрузку, направляющие станины закалены HRCэ 49...57.

 

Технические характеристики:  

 

Наибольшая длина обрабатываемого  изделия, мм          1000

Высота оси центров  над плоскими направляющими станины, мм:     215

Пределы оборотов, об/мин 12,5-1600

Пределы подач, мм/об        

Продольных 0,05-2,8

Поперечных 0,002-0,11

Мощность электродвигателя главного привода, кВт      11

Наибольший диаметр  изделия, устанавливаемого над станиной, мм 400

Наибольший диаметр  обработки над поперечными салазками  суппорта, мм 220

Наибольший диаметр  прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм 50

Габаритный размеры  станка, мм   

Длина 2795

Ширина         1190

Высота           1500

Масса станка, кг        3005

 

Технические характеристики вертикально-сверлильного промышленного  станка  2М112:

 

Наибольший размер сверления и резьбонарезания, мм Нарезание резьбы (реверс)	12 (до 16мм - сверлильный  патрон в комплекте) М12
Вылет шпинделя (расстояние от оси шпинделя до образующей колонны), мм	190
Размер конуса шпинделя наружный по ГОСТ 9953-82	B18
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола,min-max, мм	50-400
Наибольшее перемещение  шпинделя, мм	100
Цена деления лимба, мм	1
Подача при сверлении	ручная
Количество скоростей  шпинделя	5
Пределы частоты вращения шпинделя, min-max, об/мин	450-4500
Мощность электродвигателя, кВт	0,55
Частота вращения электродвигателя, об/мин.	1500
Напряжение трёхфазного  эл.питания, В	380
Размеры рабочей поверхности  стола, мм	200 х 250
Количество Т-образных пазов	3
Расстояние между пазами, мм	50
Ширина пазов, мм	14
Габаритные размеры, мм	770x370x950
Масса, не более, кг	120

 

2.3.6 Построение эскизного технологического маршрута

На основании данных, приведенных выше, разработана маршрутная карта и технологический маршрут изготовления заданной детали, составлен альбом операционных карт и изображены в графическом виде и операции.

2.4 Расчет режимов резания

Рассчитаем режимы резания на обтачивание наружной поверхности (10 операция) ,подрезание торца в операции 15 (токарная, черновая), а также сверление отверстия в операции 25. Расчет режимов резания ведем по методическим пособиям [13] и [14].

Обрабатываемый материал 38ХА имеет Е=200000Мпа, . По приложению 2[13] находим, что при обработке конструкционных углеродистых сталей рекомендуется применять быстрорежущий резец марки Р6М5.

2.4.1. Расточка цилиндрической поверхности (операция 10)

По приложению 2[13] находим, что при  обработке конструкционных углеродистых сталей рекомендуется применять  быстрорежущий резец марки Р6М5.