Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

1.1 НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ДЕТАЛИ

Деталь «Цапфа поворотная 530-3001064» входит в состав передней оси рулевой тяги тракторов «Беларус». Она предназначена для передачи вращения от поворотного рычага на полуось.

К детали предъявляются высокие требования по точности и жёсткости. Для повышения физических свойств поверхностного слоя деталь подвергают термообработке.

Рисунок 1.1 - Передняя ось: 1 - кронштейн; 2 - шайба; 3 - шайба;

4 - втулка; 5 - втулка; 6 - кольцо; 7 - цапфа поворотная;

8 - полуось; 9 - рычаг поворотный; 10 - втулка.

Материал детали - конструкционная легированная сталь 40Х (ГОСТ 4543-71) широко используется для изготовления различных видов и типоразмеров валов, осей, шестерен и т.п. работающих в условиях требующих повышенной прочности и износостойкости.

Таблица 1.1 - Химический состав стали 40Х (ГОСТ 4543-71).

С, %	Si, %	Mn, %	S (% не более)	P (% не более)	Cr, %
0,36-0,44	0,17-0,37	0,4-0,8	0,045	0,035	0,45-0,75

Таблица 1.2 - Механические свойства стали 40Х (ГОСТ 4543-71).

Предел прочности в , МПа	Предел текучести т , МПа	Относительное удлинение, %	Относительное сужение , %	Твердость НВ, МПа	Удельный вес, г/см3	Модуль упругости МПа
1000-1450	800-1300	9	45	187-219	7,82	2·105

Рассмотрим основные поверхности детали исходя из ее служебного назначения.

Рисунок 1.2 - Основные поверхности детали

Резьба 1 (М27?1,5-6g-8g) предназначена для закрепления на цапфе при помощи гайки поворотного рычага, который садится на шлицы 2. На поверхности 3 (O38d9()), 4 (O40b8()) и 5 (O50f9()) насаживаются втулки определяющие положение цапфы в кронштейне. Торец 6 служит упором для втулки насаживаемой на поверхность 5. На поверхность 8 (O50х8()) с упором в 7 закрепляют полуось.

1.2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Допуск (Td=0,03 мм) на радиальное биение цилиндрических поверхностей O38d9() и O50f9() необходим для точного центрирования между собой втулок насаживаемых на эти поверхности, которые ориентируют положение цапфы в кронштейне.

Биение конусной поверхности шлицев относительно оси вала

(0,4 мм) необходимо для точного базирования поворотного рычага на шлицах.

При выдавливании шлицев в холодном состоянии на торце появляется волнистость которая для нормального ориентирования поворотного рычага на цапфе не должна превышать 0,15 мм.

1.3 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

Произведем анализ конструкции детали с точки зрения возможности использования рациональных методов получения заготовки.

При получении заготовки методом поперечно-клиновой прокатки можно отметить следующие особенности:

- Материал заготовки сталь 40Х хорошо поддается пластической деформации в нагретом состоянии. Поэтому нет необходимости использовать более мощное и дорогое оборудование для получения заготовки, что снизит себестоимость готовой детали;

- Возможно получение заготовки за один ход деформирующего инструмента, что существенно снижает рабочее время и также отразится на снижении себестоимости продукции.

Конструкции детали с точки зрения получения заготовки можно дать хорошую оценку, так как при всех достоинствах заготовка так же получается приближенной по форме и размерам к готовой детали, что снижает себестоимость готового изделия.

Произведем анализ технологичности конструкции с точки зрения механической обработки. При этом отметим следующие факторы:

- обрабатываемость материала сталь 40Х нормальная. Это обуславливается средним содержанием углерода в материале и, соответственно, средней твердостью;

- несложная геометрическая форма детали, имеются удобные для базирования поверхности, поэтому не требуются специальные дорогостоящие приспособления.

- доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям не вызывает затруднений, сложные контурные обрабатываемые поверхности также отсутствуют, большинство диаметральных размеров контролируется скобами (что характерно для крупносерийного и массового производства);

- отсутствуют места резких изменений формы и острые края, за исключением буртика O70±1,5;

- деталь жесткая, возможно применение высокопроизводи-тельных методов обработки. Отношение длины к диаметру не превышает 10.

- все поверхности детали являются удобными для обработки проходными резцами;

- требуемую точность размеров можно получить на станках нормальной точности;

- положительным моментом является убывание диаметральных размеров шеек вала к концам детали

На основании вышеперечисленного делаем вывод о том, что деталь с точки зрения ее механической обработки - технологична.

1.4 ОРИЕНТИРОВОЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

Годовой объём выпуска детали «Цапфа поворотная 530-3001064» равен 100000 шт. Используя массу как меру трудоемкости изготовления детали, по годовому объёму выпуска и ее массе определим предварительно тип производства.

Масса детали - 4,83 кг.

Годовой выпуск - 100000 шт.

Тип производства - массовый

Таблица 1.3 - Определение типа производства

Масса детали, кг	Предварительный тип производства
	Единичное	Мелко-серийное	Средне-серийное	Крупно-серийное	Массовое
4,0 - 10	<10	10-300	300-25000	25000-50000	50000
>10	<10	10-200	200-10000	10000-25000	25000

В дальнейшем тип производства будет уточнен по коэффициенту закрепления операций (когда К_З.О. будет рассчитан).

1.5 ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Выбор методов получения исходной заготовки оказывает большое значение на решение задачи экономии металла. При выборе методов получения исходных заготовок следует учитывать потери металла связанные с этими методами. Так как при выборе метода получения заготовки важнейшими критериями являются стоимость и коэффициент использования материала. Метод получения заготовки, ее качество и точность определяет объем механической обработки, который в свою очередь устанавливает количество рабочих ходов (операций) технологического процесса.

В базовом варианте технологического процесса в качестве заготовки используется поковка на кривошипном горяче-штамповочном прессе (КГШП).

Недостатки такой заготовки следующие:

? низкий коэффициент использования металла;

? необходимость длительной многопроходной обработки;

? значительные затраты на режущий инструмент при многопроходной обработке;

? нерациональное использование дорогостоящего оборудования;

? нерациональное использование дорогостоящих производственных площадей;

? нерациональное использование рабочего персонала предприятия;

В качестве альтернативного способа получения заготовки я предлагаю использовать станок для поперечно - клинового проката. Данный метод позволяет назначить припуски в пределах 1,5…2,5 мм в зависимости от размеров поверхности. При прокате повышаются механические свойства металла, уменьшаются припуски, исключаются напуски, следовательно, мало металла уходит в стружку. Метод имеет высокую производительность, что удешевляет заготовку. Нагрев мерных заготовок будем производить индукционным способом, что исключает использование дорогостоящего топлива, появление окалины. Требуемая заготовка получается из нагретого прутка за один оборот фасонных барабанов станка или за один рабочий ход фасонных пластин.

Рассмотрим следующие способы получения заготовок детали «Цапфа поворотная 530-3001064»:

1. Штамповка на КГШП.

2. Поперечно - клиновой прокат.

Оценивать тот или иной способ будем по коэффициенту использования металла, подверженности металла данному методу обработки, а так же по себестоимости получения заготовки.

Материал - сталь 40Х;

Масса готовой детали - 4,83 кг.

Расчет стоимости поковки:

Коэффициент использования металла:

КИМ= (1.1)

где q - масса готовой детали, q = 4,83 кг;

Q - масса заготовки, кг.

(1.2)

где ? - плотность стали 40Х, кг/м²;

V₁…V_i - объемы составных частей заготовки, см;

l₁…l_i - длины составных частей заготовки, см.

По формуле (1.2) находим массу поковки:

Коэффициент использования металла находим по формуле (1.1):

КИМ₁==0,75

Стоимость поковки:

(1.3)

где S_i - базовая стоимость одной тонны заготовок, руб.;

S_отх - базовая стоимость одной тонны отходов, руб.;

к_м - коэффициент зависящий от марки материала;

к_в - коэффициент зависящий от массы заготовки;

к_с - коэффициент зависящий от группы сложности;

к_п - коэффициент зависящий от объема производства.

S_i = 1971000 руб./т.

S_отх = 121500 руб./т.

к_м = 1,18; к_в = 0,89; к_п = 1; к_с = 0,77

Проанализировав чертеж детали, по ([6], таблицы 2.1, 2.2 и 2.3) назначаем припуски и допуски на последующую механическую обработку. Точность поверхностей заготовки получаем по 13 квалитету.

Таблица 1.4 - Припуски и допуски заготовки

Размер детали	Шероховатость поверхности	Припуск на обработку, мм	Общий припуск на сторону, мм	Допуск	Размеры поковки
O50()	2,5	1,1	2		O54
O70±1,5	10	1,1	2		O74
O50()	1,25	1,1	2		O54
O40()	2,5	1	2		O44
М27	10	1	2		O31
412,5	20	1,8	2,5		417,5
5+3	10	1,3	2		9
211,5	10	1,5	2,5		213

Расчет стоимости заготовки из проката:

По формуле (1.2) находим массу заготовки получаемой поперечно-клиновым прокатом:

Коэффициент использования металла находим по формуле (1.1):

КИМ₂==0,82

Расчет стоимости заготовки получаемой поперечно-клиновым прокатом по формуле (1.3):

Для данных условий получения заготовки:

к_м = 1,18; к_в = 0,89; к_п = 1; к_с = 0,87

Произведем сравнение предлагаемых способов получения заготовки:

КИМ₁=0,75 < КИМ₂ = 0,82;

S_{заг 1} = 10330 руб. < S_{заг 2} = 10500 руб.

Очевидно, что стоимость штампованной заготовки ниже, чем полученной поперечно-клиновым прокатом. Однако коэффициент использования материала при использовании заготовок полученных методом поперечно-клинового проката выше, трудоемкость механической обработки таких заготовок будет значительно ниже, также ниже расход электроэнергии, меньший износ режущего инструмента, меньшее количество рабочих участвует в обработке. Таким образом, выбираем для производства заготовку, получаемую методом поперечно-клинового проката.

Рисунок 1.3 - Эскиз заготовки получаемой поперечно-клиновым прокатом.

1.6 АНАЛИЗ БАЗОВОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

В базовом технологическом процессе в качестве заготовки используется поковка. Более целесообразно для данной детали использовать поперечно-клиновой прокат, это позволит увеличить коэффициент использования материала и т.к. заготовка будет более точной, уменьшить затраты на механическую обработку.

В исходном технологическом процессе (ТП), на первой фрезерно-центровальной операции 005 заготовку базируют в приспособлении по необработанным поверхностям. На следующих токарных операциях 007; 010; 015; 020; 025 базирование заготовки происходит по уже обработанной поверхности. Разработчики исходного ТП соблюдают принцип однократного использования черновой базы при базировании в одном координатном направлении.

В качестве комплекта чистовых баз почти на всех операциях используются центровые отверстия. Поэтому можно сделать вывод, что разработчики исходного ТП учли и принцип постоянства технологических баз.

На операциях исходного ТП применяются только полуавтоматы и универсальные станки.

В качестве улучшения технологического процесса можно предложить объединить токарные операции 010 и 015, так как необходимую точность можно достичь и на одной операции, исключая потери времени на переустановку заготовки. Токарно-копировальную операцию 007 и токарно-автоматные операции 020 и 025 также было бы рациональным объединить и выполнять на токарно-копировальном станке в 2 прохода, что значительно сократит время на обработку заготовки и уменьшит количество необходимого оборудования. Для увеличения производительности и улучшения качества резьбы, резьбонарезную операцию 065 можно заменить на резьбонакатную.

Результаты анализа сведем в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 - Результаты анализа исходного техпроцесса

№ оп	Содержание операции.	Оборудование	Приспособление	Режущий инструмент	Измерительный инструмент
1	2	3	4	5	6
005	Фрезерно-центровальная 1 Фрезеровать торцы выдерживая размеры: 59±0,5 и 412,5±0,485 2 Центровать с двух сторон одновременно, выдерживая размеры O18; O6,3; 8 min; 7,36±0,29 +	МР-71 +	Патрон O50?40 6151-5028-02 Цанга O40?O20 6113-5080 +	Фреза торцевая 2214-0005-90° СТП 118 947-79 Сверло центр. 2317-0020 СТП 118 -1053-82 +	Скоба 496±0,485 8103-8661 Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Шаблон 7,36±0,29 +
007	Токарно-копировальная 1 Точить поверхность выдерживая размеры: O; угол 30°* и 40±2 -	1722 +	Патрон СТП 118 1343-76 Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Резец проходной 2102-0276 +	Скоба O 8113-4876 Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 +
010	Токарная 1 Точить две поверхности в размеры O70±1,5 и O 2 Подрезать торец бурта и точить фаску выдерживая размеры: 4±1,0; 50°±5°*; 351±0,5 -	1Н713 +	Патрон СТП 118 1343-76 Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Резцы проходные: 2102-0316; 2102-0276 СТП 118.1534-82; Резец подрезной 2112-5008-02; Резец фасочный 2102-5007-12 +	Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Скоба O70±1,5 8113-5477 Скоба 435±0,5 8102-7019 Угломер Тип I-2 ГОСТ 5378-66 +
015	Токарная 1 Точить поверхность, выдерживая размер O и допуск радиального биения 2 Подрезать торец фланца, выдерживая размеры: R* и 350,7±0,3 +	1Н713 +	Патрон СТП 118 1343-76 Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Резец проходной 2102-0316 СТП 118.1534-82; Резец подрезной 2112-5008-02; Резец фасочный 2102-5007-12 +	Скоба O 8113-5103; Скоба 434,2±0,3 8102-7018; Шаблон радиусный РШ-I ГОСТ 4126-82; Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 +
020	Токарная 1 Точить поверхности по копиру выдерж. размеры: O; O; ; O; O40,4+0,62; O41,4+0,62; O52+0,74; 90±0,8; 98,5±0,7* 2 Подрезать торец бурта выдерж. размер 6,5+0,9 +	1722 -	Патрон СТП 118 1343-76 Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Резец сборный 2102-0276 СТП 118.1534-82; Резец подрезной 2112-5009-07 +	Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 +
025	Токарная 1 Точить поверхность по копиру в размеры: O26,85-0,26; 42+2,0; O42-0,25; O38,60,15; O39±0,5; O; O50,7-0,19; 8±0,7; 90±0,8; 30±1,3; 12±0,35; 25±0,7?45° 2 Подрезать торец бурта, выдерживая размер 6±0,9 -	1Е713 -	Патрон СТП 118 1343-76 Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Резец сборный 2109-5024 Резец подрезной 2112-5024-05 +	Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Скобы: O50,7-0,19 8113-5103; O 8113-4891; O38,60,15 8113-4772; O42-0,25 8113-0134 h12; Скоба O26,85-0,26 8113-4500 Шаблон 45±0,5 8152-7318 Приспособление контрольное специальное Индикатор ИЧ 0-10 кл. I ГОСТ 577-68 +
026	Накатная 1 Накатать поверхность выдерживая размеры R16+2,7; O; 35 min. +	1А730 -	Патрон пневм. Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Ролик 2699-5192 O90 +	Скоба O 8113-0132в12 +
030	Выдавливание 1 Выдавливать 8 шлиц, выдерживая размеры: уклон 1:5 (5°42?38??); R0,3 max; 6±0,06; допуск симметричности и допуск радиального биения. +	Д0436 +	Специальное для выдавливания конических шлицев +	Пуансон 2699-5067 +	Скоба 6±0,06 8316-7194 Скоба () 8316-7216 Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Центра контр. 8531-5168 Индикатор ИЧ 0-10 кл I ГОСТ 577-68 Микрометр МК25 ГОСТ 6507-78 +
040	Термическая 1 Калить ТВЧ поверхности заготовки. +
045	Правка 1 Править деталь, выдерживая допуск радиального биения 0,2 мм +	ПД-30 +	Специальное для рихтовки +	-	Приспособление контрольное специальное; Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68 +
050	Кругло-шлифовальная 1 Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 90±2,7; O; допуск радиального биения и шероховатость. +	3М152МВФ2-01 -	Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Круг ПП600?125? ?305 14А 40 СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл ГОСТ 2424-83; Круг ПП125?50?32 54С 50С1-С2 7 К6 35 м/с А 1 кл ГОСТ 2424-83 +	Скоба O 8113-0130d9; Прибор активного контроля ОКЧ Б8-4100; Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 166-80 Центра контрольные; Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68 +
055	Кругло-шлифовальная 1 Шлифовать поверхность, выдерживая размеры O; 6-4,0; допуск радиального биения и шероховатость. +	3М152МВФ2-01 -	Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Круг ПП600?125? ?305 14А 25П СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл ГОСТ 2424-83; Круг ПП125?50?32 54С 80-П ВТ 7 К6 35 м/с А 1 кл ГОСТ 2424-83 +	Скоба O 8113-0140f9; Прибор активного Контроля ОКЧ Б8-4100; Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 166-80 Центра контрольные Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68 +
060	Торцекругло-шлифовальная 1 Шлифовать поверхность и торец, выдерживая размеры 62±0,95*; O ; угол 1°-10?; R*; допуск торцевого биения и шероховатость. +	3Т153Е +	Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 +	Круг ПП500?63? ?203 25 А40 СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл ГОСТ 2424-83; Круг ПП125?32?50 54С 50 С1-С2 7 К6 35 м/с А 1 кл ГОСТ 2424-83 +	Скоба O 8113-0140х8; Прибор управления БВ 4870-23; Скоба БВ-3152-80; Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Центра контрольные Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68 +
065	Резьбонарезная 1 Нарезать резьбу, выдерживая размеры М27?1,5-6g8g; 36 min. -	5993 +	Планшайба 7032-6842-03 +	Гребенки 2661-08801 СТП 118-1817-81 +	Кольцо резьбовое ПР 8211-0103 6g Кольцо резьбовое НЕ 8211-1103 8g Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89 +
070	Моечная 1 Промыть детали моечным раствором. +	Н1158 +
073	Слесарная 1 Зачистить заусенцы, острые кромки притупить +	Верстак 0Р1960 +
075	Контрольная 1 Контролировать все размеры. 2 Клеймить годные детали +	Р684 +			Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89; Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 166-80; Образцы шероховатости Rz20;Ra2,5; Ra1,25; Ra0,63; Скоба 6±0,06 8316-7194; Скоба 8316-7216; Скоба O 8113-0130d9; Скоба O 8113-0132в12 Скоба O 8113-0140f9; Скоба O 8113-0140х8; Кольцо резьбовое ПР 8211-0103 6g; Кольцо резьбовое НЕ 8211-1103 8g; Шаблон радиусный РШ-I ГОСТ 4126-82; Шаблон радиусный РШ-3 ГОСТ 4126-82; Угломер Тип 1-2? ГОСТ 5878-66 +

1.7 ВЫБОР МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ

При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы одним и тем же методом обрабатывалось как можно большее количество поверхностей заготовки, что дает возможность разработать операции с максимальным совмещением обработки отдельных поверхностей, сократить общее количество операций, длительность цикла обработки, повысить производительность и точность обработки заготовки.

В этом разделе приведём выбор и обоснование методов обработки всех поверхностей детали на основании технических требований чертежа детали, формы поверхностей, качества заготовки, типа производства, при выборе методов обработки будем пользоваться приведёнными справочными таблицами экономической точности обработки, в которых содержатся сведения о технических возможностях различных методов обработки.

Выбор и обоснование методов обработки всех поверхностей детали производится на основании технических требований чертежа.

Таблица 1.6 - Выбор методов обработки.

Поверхность	Точность	Шероховатость	Методы обработки
1	2	3	4
O50	х8	Ra2,5	Обтачивание однократное; Шлифование однократное
O70	3	Ra10	Обтачивание однократное
O50	f9	Ra1,25	Обтачивание двукратное; Шлифование однократное
O40	b12	Ra2,5	Обтачивание двукратное; Накатывание
O39	1	Ra10	Обтачивание двукратное
O38	d9	Ra1,25	Обтачивание двукратное; Шлифование однократное
M27	6g-8g	Ra10	Обтачивание двукратное; Накатывание резьбы
Ширина шлицев 6	0,12	Ra6,3	Выдавливание
42	2	Ra20	Фрезерование однократное; Обтачивание двукратное
90	5,2	Ra10	Обтачивание двукратное
30	1	Ra10	Обтачивание двукратное; Накатывание
92	5,5	Ra10	Обтачивание двукратное
5	3	Ra6,3	Обтачивание однократное; Шлифование однократное
62	1,9	Ra20	Фрезерование однократное

Все фаски получаем однократным обтачиванием.

Проверим число переходов, которые обеспечат заданную точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, по величине требуемого уточнения.

Требуемая величина уточнения для определенной поверхности находится по формуле:

(1.4)

где К_У--требуемая величина уточнения;

_заг--допуск размера, формы или расположения поверхностей заготовки;

_дет--допуск размера, формы или расположения поверхностей детали.

Затем определяется расчетная величина уточнения по выбранному маршруту обработки поверхности:

(1.5)

где К_у.расч.--расчетная величина уточнения;

К₁ , К₂ …К_n--величины уточнения по каждому переходу или

операции при обработке рассматриваемой

поверхности.

где ₁ --величина максимальной погрешности размера, формы

или расположения поверхностей, которая имеет место на

первом переходе (операции) при обработке рассматриваемой

поверхности.

где ₂ --величина максимальной погрешности размера, формы или

расположения поверхностей, которая имеет место на втором

переходе (операции) при обработке рассматриваемой

поверхности.

где _n--величина максимальной погрешности размера, формы или расположения поверхностей, которая имеет место на n--переходе (операции) при обработке рассматриваемой поверхности.

После выбора методов обработки поверхностей детали проверим правильность выбора методов для наиболее точных поверхностей детали: O50х8, O38d9, путём расчёта заданного и расчетного уточнений.

1.7.1 По чертежу детали цапфа поворотная необходимо обработать O с шероховатостью Ra=2,5мкм. Заготовка получена методом поперечно клиновой прокатки

Диаметр поковки:

Назначаем следующие виды обработки поверхности O:

Заготовка - 13 квалитет, =0,46 мм.

1. растачивание однократное - 10 квалитет, ₁ = 0,12 мм;

2. шлифование однократное - 8 квалитет, ₂ =0,046 мм.

По формуле (1.4) требуемая величина уточнения:

Расчетное уточнение на первом переходе:

К_ур1 =3,9

Расчетное уточнение на втором переходе:

К_ур2 =2,6

По формуле (1.5) Общая расчетная величина уточнения:

.

Так как 10,14 > 10, то есть К_у.расч.>К_у , то назначенный маршрут обработки поверхности O цапфы обеспечит заданную точность.

1.7.2 По чертежу детали цапфа поворотная необходимо получить с шероховатостью Ra=1,25 мкм. Заготовка получена методом поперечно клиновой прокатки

Диаметр поковки .

Назначаем следующие виды обработки поверхности :

1. обтачивание предварительное - 11 квалитет, ₁ = 0,16 мм;

2. обтачивание окончательное - 9 квалитет, ₁ = 0,062 мм;

3. термообработка 10 квалитет

4. шлифование однократное - 9 квалитет, ₂ =0,062 мм.

По формуле (1.4) требуемая величина уточнения:

Расчетное уточнение на первом переходе:

К_ур1 =2,44

Расчетное уточнение на втором переходе:

К_ур2 =2,6

Расчетное уточнение на третьем переходе:

К_ур3 =1

По формуле (1.5) общая расчетная величина уточнения:

Так как 6,34 > 6,2, то есть К_у.расч.> К_у , то назначенный маршрут обработки цапфы обеспечит заданную точность.

1.8 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ

Выбор баз для механической обработки производится с учетом достижения требуемой точности взаимного расположения поверхностей детали, по линейным и угловым размерам, обеспечения доступа инструментов к обрабатываемым поверхностям, обеспечения простоты и унификации станочных приспособлений, а так же удобства установки в них заготовки.

В технологическом процессе обработки детали цапфа поворотная используются следующие схемы базирования:

1. При фрезеровании торцов и обработке центровочных отверстий для базирования используем цилиндрическую поверхность детали и торец.



Рисунок 1.4 -- Базирование по цилиндрической поверхности детали и торцу.

2. При токарной обработке наружной цилиндрической поверхности для базирования используются центровочные отверстия.

Рисунок 1.5 -- Базирование по центровым отверстиям.

3. При токарной обработке наружной цилиндрической поверхности и накатывании в качестве базы используем центровые отверстия.

Рисунок 1.6 -- Базирование по центровым отверстиям.

4. При выдавливании шлицев базирование осуществляется по центровым отверстиям и торцу.



Рисунок 1.7 -- Базирование по центровым отверстиям и торцу.

5. При правке деталь базируется по наружной цилиндрической поверхности и торцу.

Рисунок 1.8 -- Базирование по наружной цилиндрической поверхности и торцу.

6. На шлифовальных операциях деталь базируется по центровым отверстиям.



Рисунок 1.9 -- Базирование по центровым отверстиям.

7. При накатывании резьбы в качестве базы используется наружная цилиндрическая поверхность и торец.

Рисунок 1.10 -- Базирование по наружной цилиндрической поверхности и торцу.

1.9 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

На данном этапе разрабатывается общий план обработки детали «Цапфа поворотная 530-3001064», определяется содержание операций более совершенного технологического процесса. При этом заполняются маршрутные карты техпроцесса (см. приложение).

При составлении маршрута обработки воспользуемся проанализированным заводским базовым технологическим процессом с учетом предлагаемых изменений.

Также следует учитывать следующие положения:

- каждая последующая операция должна уменьшить погрешность и улучшить качество поверхности;

- в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые будут служить технологическими базами для следующих операций;

- не рекомендуется совмещение черновой и чистовой обработки немерным инструментом на одном и том же станке.

На первой операции фрезеруем торцы и центруем два отверстия. Это необходимо для того, чтобы потом использовать их в качестве баз на последующих операциях.

На второй операции деталь базируется в центрах и ведется предварительная обработка поверхности O50х8 с образованием фаски 5^+1,8?50°±5?, которой цапфа будет насаживаться на полуось.

На третьей операции ведется предварительная обработка O50f9, O40b12, O38d9 и окончательная O39±0,5.

На четвертой операции на специальном станке накатываем поверхность выдерживая размеры R16^+2,7 и O40b12;

На пятой операции на гидравлическом прессе выполняем выдавливание шлиц.

На шестой операции детали промываются и сушатся.

На седьмой операции производится зачистка заусенцев.

На восьмой операции при помощи установки ТВЧ производим закалку поверхностей детали.

На девятой операции на фрикционном прессе выполняем правку детали выдерживая допуск радиального биения.

На десятой и одиннадцатой операциях на шлифовальном станке производим окончательную обработку O38d9 и O50f9.

На двенадцатой операции на торцекруглошлифовальном станке окончательно обрабатываем O50х8.

На тринадцатой операции производим накатывание резьбы М27?1,5-6g8g.

На четырнадцатой операции детали промываются и сушатся.

На пятнадцатой операции производится зачистка заусенцев.

На шестнадцатой операции производится контроль всех размеров.

Разработка технологического маршрута обработки картера

Операция 001 Транспортная

Электропогрузчик ЕВ-738-12

Операция 005 Фрезерно-центровальная

Станок: Фрезерно-центровальный МР-71

Операция 010 Токарная-автоматная

Станок: Токарный-многорезцовый 1Н713

Операция 015 Токарно-копировальная

Станок: Токарный-многорезцовый ЕМ473

Операция 020 Накатная

Станок: специальный

Операция 025 Выдавливание

Пресс гидравлический Д0436

Операция 030 Моечная

Машина моечная М-485

Операция 035 Слесарная

Верстак слесарный

Операция 040 Термообработка

Установка ТВЧ

Операция 045 Правка

Пресс фрикционный ПД-30

Операция 050 Круглошлифовальная

Станок: круглошлифовальный 3М152

Операция 055 Круглошлифовальная

Станок: круглошлифовальный 3М152

Операция 060 Торцекруглошлифовальная

Торцекруглошлифовальный 3Т161Е

Операция 065 Резьбонакатная

Станок: резьбонакатной А9518

Операция 070 Моечная

Машина моечная М-485

Операция 075 Слесарная

Верстак слесарный

Операция 080 Контрольная

Стол контрольный

Операция 085 Транспортирование

Электропогрузчик ЕВ-738-12

1.10 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

На этом этапе окончательно определяется состав и порядок выполнения переходов в пределах каждой технологической операции, производится выбор моделей оборудования, станочных приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

Операция 005. Фрезерно-центровальная. Станок модели МР-71

- Фрезеровать торцы выдерживая размеры: 58±0,5 и 412,5±0,485

- Центровать торцы с двух сторон одновременно, выдерживая

размеры O18; O6,3; 8 min; 7,36±0,29

ПР: Призма специальная

РИ: Фреза торцевая Т5К10 O160 Z=16 ГОСТ 9473-80; Сверло

центровочное Р6М5 O6,3 специальное

ИИ: Скоба 412,5±0,485; Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1

ГОСТ 166-89; Шаблон 7,36±0,29

Операция 010. Токарная-автоматная. Станок модели 1Н713

- Точить поверхности, выдерживая размеры O; R;

O70±1,5; 352,5±0,3 и допуск радиального биения.

- Подрезать торец бурта выдерживая размеры 5; 50°±5° и

точить фаску 1?45°

ПР: Патрон специальный; Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр

задний ГОСТ 2575-79

РИ: Резец проходной упорный Т15К6; Резец проходной Т15К6;

Резец фасочный Т15К6 (2 шт)

ВИ: Резцедержатель

ИИ: Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89; Скоба O70±1,5;

Скоба O; Скоба 352,5±0,3; Шаблон радиусный РШ-I ГОСТ 4126-82

Операция 015. Токарно-копировальная. Станок модели ЕМ473

- Точить поверхности по копиру выдерживая размеры O на длину ; O на длину 33±0,5; O; O40,4^+0,62 и O41,4^+0,62 на длину 90±0,8; O52^+0,74 на длину 98,5±0,7; 6,5^+0,9 начерно.

- Точить поверхность по копиру в размеры O26,85_-0,26 на длину 42^+2,0; O39,5_-0,25; O38,6_0,15; O39±0,5 и O на длину 90±0,8;

O50,7_-0,19 на длину 98±0,7; 6±0,9 с образованием фаски 1?45° начисто.

ПР: Патрон специальный; Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79 РИ: Резцы проходные Т15К6.

ВИ: Резцедержатель; Линейка копирная

ИИ: Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89; Скобы: O50,7_-0,19;

O; O38,6_0,15; O39,5_-0,25 h12; Скоба O26,85_-0,26; Шаблон 42^+0,2; Приспособление контрольное специальное; Индикатор ИЧ 0-10 кл. I ГОСТ 577-68

Операция 020. Накатная. Станок специальный

- Накатать поверхность выдерживая размеры R16^+2,7; O; 35 min.

ПР: Патрон пневматический специальный; Центр передний ГОСТ

13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79

РИ: Ролик O90

ВИ: Обкатчик пневматический

ИИ: Скоба O b12

Операция 025. Выдавливание. Пресс гидравлический Д0436

- Выдавливать 8 шлиц, выдерживая размеры: уклон 1:5

(5°42?38??); R0,3 max; 6±0,06; 31,5±0,5; допуск симметричности и

допуск радиального биения.

ПР: Специальное

РИ: Пуансон

ИИ: Скоба 6±0,06; Скоба (); Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1

ГОСТ 166-89; Центра контрольные; Индикатор ИЧ 0-10 кл I

ГОСТ 577-68; Микрометр МК25 ГОСТ 6507-78

Операция 030. Моечная. Машина моечная

- промыть деталь в растворе и продуть сжатым воздухом.

Операция 035. Слесарная. Верстак

- Зачистить заусенцы, острые кромки притупить.

Операция 040. Термообработка. Установка ТВЧ.

- закалка ТВЧ

Операция 045. Правка. Пресс фрикционный ПД-30

- Править деталь, выдерживая допуск радиального биения 0,2 мм

ПР: Специальное

ИИ: Приспособление контрольное специальное; Индикатор

ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68

Операция 050. Круглошлифовальная. Станок модели 3М152

- Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 90±2,7; O;

допуск радиального биения и шероховатость.

ПР: Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79

РИ: Круг ПП600?125?305 14А 40 СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл

ГОСТ 2424-83; Круг ПП125?50?32 54С 50С1-С2 7 К6 35 м/с А 1 кл ГОСТ 2424-83

ВИ: Державка для алмаза; Оправка для шарошки

ИИ: Скоба O d9; Прибор активного Контроля ОКЧ

Б8-4100; Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 166-80; Центра контрольные; Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68

Операция 055. Круглошлифовальная. Станок модели 3М152

- Шлифовать поверхность, выдерживая размеры O; 6_-4,0; допуск радиального биения и шероховатость.

ПР: Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79

РИ: Круг ПП600?125?305 14А 25П СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл

ГОСТ 2424-83; Круг ПП125?50?32 54С 80-П ВТ 7 К6 35 м/с А

1 кл ГОСТ 2424-83

ВИ: Державка для алмаза; Оправка для шарошки

ИИ: Скоба O f9; Прибор активного Контроля ОКЧ

Б8-4100; Штангенциркуль ШЦIII-250-0,1 ГОСТ 166-80;

Центра контрольные; Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68.

Операция 060. Торцекруглошлифовальная.

Станок модели 3Т161Е

- Шлифовать поверхность и торец, выдерживая размеры

62±0,95*; O ; угол 1°_-10?; R*; допуск торцевого биения и

шероховатость.

ПР: Центр передний ГОСТ 13214-79; Центр задний ГОСТ 2575-79

РИ: Круг ПП500?63?203 25 А40 СМ2 -С1 7 К6 50 м/с А 1кл

ГОСТ 2424-83; Круг ПП125?32?50 54С 50 С1-С2 7 К6 35 м/с А

1 кл ГОСТ 2424-83

ВИ: Копир для правки круга; Оправка для шарошки

ИИ: Скоба O х8; Прибор управления БВ 4870-23;

Скоба БВ-3152-80; Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89;

Центра контрольные; Индикатор ИЧ 010 кл I ГОСТ 577-68.

Операция 065. Резьбонакатная. Станок модели А9518

- Нарезать резьбу, выдерживая размеры М27?1,5-6g8g; 36 min

ПР: Нож опорный специальный

РИ: Ролик накатной специальный

ИИ: Кольцо резьбовое ПР 6g; Кольцо резьбовое НЕ 8g;

Штангенциркуль ШЦ1-125-0,1 ГОСТ 166-89

Операция 070. Моечная. Машина моечная

- промыть деталь в растворе и продуть сжатым воздухом.

Операция 075. Слесарная. Верстак

- Зачистить заусенцы, острые кромки притупить.

Операция 080. Контрольная. Стол контрольный.

1.11 РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ

Произведём расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам расчётно-аналитическим методом на две поверхности, а так же построим для них схемы расположения припусков и допусков.

1.11.1 Рассмотрим получение размера Oмм

Исходные данные:

- заготовка - поперечно-клиновой прокат, материал - сталь 40Х

ГОСТ 4543-71;

- точность размеров соответствует 13 кв.;

- деталь устанавливается в центра.

Составим технологический маршрут обработки наружной цилиндрической поверхности O и определим величины Rz и h по переходам:

1-й переход:

черновое точение, 11 квалитет, Rz = 125 мкм, h = 120 мкм

([2], табл. П5);

2-й переход:

чистовое точение, 9 квалитет, Rz = 20 мкм, h = 30 мкм;

Термообработка 10 квалитет Rz = 20 мкм, h = 30 мкм;

3-й переход:

шлифование однократное, 9 квалитет, Rz = 10 мкм, h = 20 мкм;

Параметры заготовки: 13 кв. Rz = 1000 мкм, h = 1000 мкм, ([2], табл. П3)

Определим значения пространственных отклонений для заготовки ([2], табл. П14):

(1.6)

где - учитывает коробление заготовки.

(1.7)

где ?_к = 0,5 - удельная кривизна заготовки ([2], табл. П17);

L - длина заготовки;

_см - смещение оси шейки вала относительно общей оси;

_см = 0,5 мм = 500 мкм.

_ц - погрешность центрирования;

(1.8)

где ?₃ - допуск на диаметральный размер поверхности используемой в качестве базовой на фрезерно-центровальной операции.

Таким образом по формуле (1.6) пространственное отклонение для заготовки:

мкм

Остаточное пространственное отклонение по переходам определяем по формуле:

_ост = _з К, мкм(1.9)

где К - коэффициент уточнения формы ([2], табл. П27).

после чернового обтачивания (К = 0,06) ₁ = 0,06 610 = 37 мкм;

после чистового обтачивания (К = 0,04) ₂ = 0,04 610 = 25 мкм;

термообработка ;

после шлифования (К = 0,03) ₃ = 0,03 610 = 19 мкм.

Погрешность установки на всех переходах равна нулю так как заготовка базируется по центровым отверстиям.

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков ([2], табл. П1):

, мкм (1.10)

где i - выполняемый переход.

1-й переход (черновое обтачивание)

мкм

2-й переход (чистовое обтачивание)

мкм

3-й переход (шлифование однократное)

мкм

Расчётный размер диаметра цапфы d_Р вычислим, начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последовательного прибавления минимального припуска каждого предыдущего перехода:

3-й переход: d _шлиф. = 37,858 + 2 0,156 = 38,17 мм;

2-й переход: d _{чист. точ.} = 38,17 + 2 0,282 = 38,734 мм.

1-й переход: d _{черн. точ.} = 38,734 + 2 2,610 = 43,954 мм.

Назначаем допуски на технологические переходы ([2], табл. П34):

Заготовка: 390 мкм

1-й переход: 160 мкм

2-й переход: 62 мкм

3-й переход: 62 мкм

Предельный размер d_min определяем, округляя d_p до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а d_max определяем прибавляя к d_min допуски соответствующих переходов:

3-й переход:

d_MIN= 37,858 мм; d_MAX= 37,858 + 0,062 = 37,92 мм;

2-й переход:

d_MIN= 38,17 мм; d_MAX= 38,17 + 0,062 = 38,232 мм;

1-й переход:

d_MIN= 38,734 мм; d_MAX= 38,734 + 0,16 = 38,894 мм;

заготовка: D= 43,954 мм; D= 43,954 + 0,39 = 44,344 мм.

Минимальные предельные значения припусков 2Z- находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения 2Z - как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующих переходов.

3-й переход:

2-й переход:

1-й переход:

Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припусков:

Общий номинальный припуск находим по формуле:

(1.11)

где Н - нижнее отклонение заготовки;

Н - нижнее отклонение детали по чертежу.

Тогда номинальный диаметр заготовки:

 (1.12)

Проверяем правильность произведённых расчётов по уравнениям:

3-й переход: 312 - 312 = 0 мкм 62 - 62 = 0 мкм

2-й переход: 662 - 594 = 98 мкм 160 - 62 = 98 мкм

1-й переход: 5450 - 5220 =230 мкм 390 - 160 = 230 мкм

Проверка правильна, следовательно расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.7

Таблица 1.7 Параметры припусков

Технологические переходы обработки диаметра	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчётный размер dр, мм	Допуск на размер d, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	h	?					dmin	dmax
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка	1000	1000	610	-	-	43,954	390	43,954	44,344	-	-
1-й переход	125	120	37	0	22610	38,734	160	38,734	38,894	5220	5450
2-й переход	20	30	25	0	2·282	38,17	62	38,17	38,894	564	662
Т.О.	20	30	106	-	-	-	-	-	-	-	-
3-й переход	10	20	19	0	2·156	37,858	62	37,858	37,92	312	312
Общий припуск	6096	6424



Рисунок 1.11 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности O.

1.11.2 Рассмотрим получение размера Oмм.

Исходные данные:

- заготовка - поперечно-клиновой прокат, материал - сталь 40Х ГОСТ 4543-71;

- точность размеров соответствует 13 кв.;

- деталь устанавливается в центра.

Составим технологический маршрут обработки наружной цилиндрической поверхности O и определим величины Rz и h по переходам:

1-й переход:

точение однократное, 10 квалитет, Rz = 63 мкм, h = 50 мкм

([2], табл. П5);

2-й переход:

шлифование однократное, 8 квалитет, Rz = 10 мкм, h = 20 мкм;

Параметры заготовки: 13 кв. Rz = 600 мкм, h = 600 мкм

([2], табл. П3).

Определим значения пространственных отклонений для заготовки ([2], табл. П14).

По формулам (1.7) и (1.8) находим:

мкм;

_см = 0,5 мм = 500 мкм.

мм;

Значение пространственного отклонение для заготовки определим по формуле (1.6):

мкм

Остаточное пространственное отклонение по переходам:

после однократного точения (К = 0,05) ₂ = 0,05 610 = 31 мкм;

после однократного шлифования (К = 0,03) ₃ = 0,03 610 = 19 мкм.

Погрешность установки на всех переходах равна нулю так как заготовка базируется по центровым отверстиям.

Расчёт минимальных значений межоперационных припусков:

1-й переход (однократное обтачивание)

мкм

2-й переход (однократное шлифование)

мкм

Расчётный размер диаметра цапфы d_Р вычислим, начиная с конечного минимального чертёжного размера путём последователь-ного прибавления минимального припуска каждого предыдущего перехода:

2-й переход: d _шлиф. = 50,097 + 2 0,144 = 50,385 мм;

1-й переход: d _точ. = 50,385 + 2 1,810 = 53,863 мм.

Назначаем допуски на технологические переходы ([2], табл. П34):

Заготовка: 460 мкм

1-й переход: 120 мкм

2-й переход: 46 мкм

Предельный размер d_min определяем, округляя d_p до большего значения в пределах допуска на данном переходе, а d_max определяем прибавляя к d_min допуски соответствующих переходов:

2-й переход:

d_MIN= 50,097 мм; d_MAX= 50,097 + 0,046 = 50,143 мм;

1-й переход:

d_MIN= 50,385 мм; d_MAX= 50,385 + 0,12 = 50,505 мм;

заготовка: D= 53,863 мм; D= 53,863 + 0,46 = 54,323 мм.

Минимальные предельные значения припусков 2Z- находим как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения 2Z - как разность наименьших предельных размеров выполняемого и предшествующих переходов.

2-й переход:

1-й переход:



Общий минимальный припуск находим как сумму минимальных промежуточных припусков, а общий максимальный - как сумму максимальных припусков:

Общий номинальный припуск находим по формуле (1.11):

Тогда по формуле (1.12) номинальный диаметр заготовки:

Проверяем правильность произведённых расчётов по уравнениям:

2-й переход: 362 - 288 = 74 мкм 120 - 46 = 74 мкм

1-й переход: 3818 - 3478 = 340 мкм 460 - 120 = 340 мкм

Проверка правильна, следовательно расчёты межоперационных припусков произведены правильно. Все расчёты параметров припусков приведём в таблицу 1.8

Таблица 1.8 Параметры припусков.

Технологические переходы обработки поверхн.	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin, мкм	Расчётный размер dр, мм	Допуск на размер d, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	h	?					dmin	dmax
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Заготовка	600	600	610	-	-	53,863	460	53,863	54,323	-	-
1-й переход	63	50	31	0	2·1810	50,385	120	50,385	50,505	3478	3818
2-й переход	10	20	19	0	2·144	50,097	46	50,097	50,143	288	362
Общий припуск	1378	1792

Рисунок 1.12 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности O.

1.12 РАСЧЁТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

Произведем расчет режимов резания на два перехода по эмпирическим формулам. Принцип расчета и выбор коэффициентов производим по [ 3, т.2 ].

1.12.1 Режимы резания при точении мм на операции 010.

Принимаем глубину резания: t=1,7 мм.

Подачу выбираем по [3, т.2, табл. 11] S=0,9 мм/об.

Скорость резания рассчитывается по эмпирической формуле:

(1.13)

где T - период стойкости инструмента;

K_V - коэффициент учитывающий фактические условия резания;

К_V = К_MV · К_ПV · К_ИV (1.14)

где К_MV - коэффициент, характеризующий качество обрабатываемого

материала,

К_ПV - коэффициент, учитывающий состояние поверхности

заготовки,

К_ПV = 0,9 [3, т.2, табл. 5];

К_ИV - коэффициент, учитывающий материал инструмента, К_ИV =1,0

[3, т.2, табл. 6];

(1.15)

где К_Г - коэффициент, учитывающий группу стали по обрабатываемости [3, т.2, табл. 2]; К_Г = 0,95

?_в - предел прочности стали, МПа, для стали 40Х ?_в =1300 МПа;

n_V - показатель степени, n_V =1,0 [3, т.2, табл. 2];

=

По формуле (1.14) определим:

К_V = 0,55 · 0,9 · 1,0 = 0,5

Коэффициент и показатели степени принимаем по [3, т.2, табл. 17]:

С_V =340; m=0,2; х=0,15; y=0,45;

Выбираем среднее значение стойкости материала режущей части Т=60 мин.

Скорость находим резания по формуле (1.13):

Частота вращения шпинделя:

(1.16)

Принимаем n_ф=450 мин^-1

Определяем силу резания при черновом точении:

(1.17)

где К_р- поправочный коэффициент

 (1.18)

где , , , , - коэффициенты учитывающие

фактические условия резания;

=(1.19)

где n - показатель степени, n=0,75/0,75 [3, т.2, табл. 9].

=

По [3, т.2, табл. 23] для расчёта силы определяем коэффициенты: = 0,89; = 1; = 1; = 0,93;

По [3, т.2, табл. 23] для расчёта силы определяем коэффициенты: = 0,5, = 1, = 1, = 0,82

По [3, т.2, табл. 23] для расчёта силы определяем коэффициенты: = 1,17, = 1, = 1, = 1

Коэффициент и показатели степени принимаем по [3, т.2, табл. 22].

для Р_z: C_p=300; n=-0,15; х=1; y=0,75;

для Р_y: C_p =243; n=-0,3; х=0,9; y=0,6;

для Р_x: C_p =339; n=-0,4; х=1; y=0,5;

Тогда по формуле (1.17):

Определим мощность резания:

(1.20)

1.12.2 Режимы резания при фрезеровании торцов на операции 005

Инструмент: фреза торцовая.

Принимаем глубину резания: t = 2,5 мм.

Ширина фрезерования - В = 54 мм.

Подача на зуб - SZ = 0,32 мм/об.

Число зубьев фрезы - z = 16.

Диаметр фрезы - D = 160 мм.

Скорость резания при фрезеровании - окружная скорость вращения фрезы:

(1.21)

где Т - стойкость инструмента, мин;

Kv - общий поправочный коэффициент на скорость резания;

Cv - коэффициент скорости резания;

m, x, y, u, p, q - показатели степени.

Значения коэффициентов и показателей степени по [3, т.2, табл. 39]:

Сv = 332; q = 0,2; x = 0,1; y = 0,4; u = 0,2; p = 0; m = 0,2; Т = 180 мин.

Коэффициент, характеризующий качество обрабатываемого материала определим по (1.15):

=

Составляющие коэффициенты для расчета общего поправочного коэффициента: КПV = 0,9 [3, т.2, табл. 5]; КИV =0,65 [3, т.2, табл. 6].

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания по формуле (1.14):

Таким образом, по формуле (1.21) окружная скорость вращения фрезы:

, м/мин

Частота вращения инструмента:

, мин-1(1.22)

, мин-1

Принимаем nф = 125 мин-1.

Фактическая окружная скорость вращения инструмента рассчитывается по формуле:

, м/мин (1.23)

, м/мин

Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила:

 , Н(1.24)

Значения коэффициентов и показателей степени определяем по [3, т.2, табл. 41]:

СР = 825; q = 1,3; x = 1,0; y = 0,75; u = 1,1; w = 0,2.

Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала:

(1.25)

где n - показатель степени, n=0,3/0,3 [3, т.2, табл. 9]

Тогда по (1.24) окружная сила резания равна:

Н

Находим крутящий момент на шпинделе:

Нм (1.26)

, Нм

Мощность резания (эффективная):

, кВт (1.27)

, кВт

Основное время:

, мин (1.28)

где LPX - величина рабочего хода, мм; SМ - минутная подача, мм/мин.

, мин

Остальные режимы резания определяем таким же образом и сводим в таблицу 1.9

Таблица 1.9 - Сводная таблица режимов резания.

№ оп.	Наименование операции или перехода	T мм	Lpx мм	T мин	S мм/ об	N мин-1	v м/ мин	Sмин, мм/ мин	Т0, мин
005	Фрезерно-центровальная Фрезерование Центрование	2,5 9	75 19,5	120 50	0,32 0,063	125 420	62,8 24	40 26,46	0,117 0,74
010	Токарная-автоматная Точение однократн. Точение фасок	1,7 2,5	79 10	60 60	0,9 0,34	450 300	72,6 66	405 102	0,2 0,1
015	Токарно-копировальная Точение черновое Точение чистовое	2 0,65	445 442	60 60	0,32 0,28	565 800	92 127	180,8 224	2,46 1,97
020	Накатная	0,015	38	-	0,14	800	100	112	0,34
025	Выдавливание	-	-	-	-	-	-	-	0,483
045	Правка	-	-	-	-	-	-	-	0,157
050	Кругло-шлифовальная	0,3	0,65	60	0,0035	nдет 160	19	0,56	1,17
055	Кругло-шлифовальная	0,35	0,7	60	0,0048	nдет 150	23	0,72	1,19
060	Торцекругло-шлифовальная	0,3	0,65	60	0,0043	nдет 150	23	0,645	1,18
065	Резьбонакатная	0,75	12	210	1,5	45	4	67,5	0,71

1.13 РАСЧЕТ ТЕХНИЧЕСКИХ НОРМ ВРЕМЕНИ НА ОПЕРАЦИИ

При массовом производстве норма штучного времени определяется по формуле:

, мин (1.29)

где Т_о - основное (машинное) время обработки детали, мин;

Т_в - вспомогательное время на операцию (время на установку и снятие детали, подвод и отвод инструмента, время на управление станком и т.д.), мин;

Т_обс - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (время на замену затупившегося инструмента, время на уборку рабочего места в конце работы), мин;

Т_отд - время на отдых и личные надобности, мин.

, мин (1.30)

где Т_ус - время на установку и снятие детали, мин;

Т_зо - время на закрепление и открепление детали, мин;

Т_уп - время на приемы управления, мин;

Т_из - время на измерение детали, мин.

, мин (1.31)

где Т_тех - время на техническое обслуживание рабочего места, мин;

Т_орг - время на организационное обслуживание рабочего места, мин.

Оперативное время Т_оп

, мин (1.32)

В массовом производстве Т_тех определяется по следующим формулам:

- для токарных, сверлильных и фрезерных операций:

, мин (1.33)

где t_см - время на смену инструментов и подналадку станка, мин;

- для шлифовальных операций:

, мин (1.34)

где t_П - время на одну правку шлифовального круга, мин;

- для остальных операций:

, мин (1.35)

где П_ТЕХ - затраты на техническое обслуживание рабочего места в процентах от основного времени;

Т - период стойкости при работе одним инструментом или расчетный период стойкости лимитирующего инструмента при многоинструментальной обработке, мин.

Время на организационное обслуживание Т_орг определяется в процентах от оперативного времени.

Время на отдых: