Проект участка механической обработки детали "Стакан" - дипломная работа
Введение
Технология машиностроения должна изучать закономерность протекания технологических процессов и выявить параметры, воздействуя на которые можно интенсифицировать производство изделий с учетом потребительского спроса и текущих его изменений.
В настоящее время в промышленном производстве большое значение уделяется повышению производительности при высокой гибкости производственного процесса, которое удовлетворяется за счет использования средств автоматизации и перестраиваемого технологического и вспомогательного оборудования.
Тема для данного дипломного проекта: «Проект участка механической обработки детали «Крышка задняя»».
В проекте рассматриваются следующие вопросы: краткие сведения о детали, технические требования на изготовление детали, материал детали и его свойства, анализ технологичности детали, определение типа производства, выбор заготовки, разработка технологического процесса, определение припусков, режимов резанья, норм времени, разработка мероприятий по охране труда и технике безопасности при обработке детали, определение потребного количества оборудования, разработка плана расположения оборудования на участке. А также проектируется специальное станочное приспособление на сверлильную операцию технологического процесса. Графическая часть содержит: чертеж детали, чертеж заготовки, чертежи карт наладок на сверлильную и токарную операции технологического процесса, сборочный чертёж приспособления, чертежи специальных деталей приспособления, чертежи специального режущего и мерительного инструмента, планировка механического участка.
1. Общая часть
1.1 Краткое описание изделия, в которое входит данная деталь и ее служебное назначение
Деталь «Стакан» входит в сборочную единицу «Клапанную коробку» изделия «Гидромотор» МПА-90. Деталь относится к классу «корпусные детали». Деталь предназначена для перетока рабочей жидкости с одного канала на другой для снижения температуры.
КР – корпус, КП1, КП2 – клапана предохранительные,
Изделие гидромотор МПА-90 предназначено для установки в гидросистемах строительных, дорожных и коммунальных систем. Изделие преобразует энергию потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения выходного вала. Направление и частота вращения вала гидромотора определяется направлением потока и количеством рабочей жидкости, подводимой к гидромотору.
Характеристики гидромотора:
Давление на входе в изделие, МПа (кгс/см 2
):
– максимальное:
40 -1, 4
(400 -1 4
)
Давление на выходе из изделия, МПа (кгс/см2
):
– максимальное:
1,8 (18)
Номинальный перепад давлений на изделии, МПа (кгс/см):
25,5 (255)
КПД:
0,86
Мощность, кВт:
– максимальное:
190,0
Температура рабочей жидкости, °С:
– номинальная:
+50
– максимальная:
-40
Наиболее нагруженной поверхностью детали «Стакан» являются наружная поверхность резьбового соединения диаметром 22,97 мм с тем что давление рабочей жидкости пытается выдавить деталь из корпуса
Точность диаметров включается в допуск на соответствующий диаметр и точность линейных размеров также включается в допуск на размер.
Происходит изгиб рабочей поверхности
Шероховатость поверхностей – Rа
1,6 мкм
Твёрдость поверхности 59,5…63,5 НRC, которая достигается цементацией.
Рисунок 2 – Эскиз детали «Стакан»
1.2 Анализ конструктивных особенностей детали
Деталь «Стакан» имеет сквозные цилиндрические отверстия (19) (рисунок 1) диаметром 8 мм, (23) диаметром 2,4 мм, наружные цилиндрические канавки (4) шириной 3,2 мм и (10) шириной 5,66 мм, внутренние цилиндрические канавки (18) шириной 1,2 мм, (22) шириной 3,18 мм; уклоны (6), (8), (12).
1.3 Характеристика материала детали
Деталь «Стакан» изготовлена из конструкционной легированной стали 40Х ГОСТ 4543–71.
Сталь 40Х используется для изготовления осей, валов, валов – шестерни, плунжеров, штоков, коленчатых и кулачковых валов, кольц, шпинделей, оправок, губчатых венцов, болтов, полуосей, втулок и других улучшаемых деталей повышенной прочности.
Сталь 40Х можно использовать для изготовления деталей сложной формы.
Таблица 1 – Химический состав стали 40Х
Марка
Содержание элементов, %
Сталь 40Х
Углерод
Кремний
Магний
Никель
Сера
Фосфор
Хром
Медь
0,36–0,44
0,17–0,37
0,5–0,8
до 0,3
до 0,035
до 0,035
0,8–1,1
до 0,3
Таблица 2 – Механические свойства стали 40Х
Марка
материала
Показатели
Твердость
Предел прочности,
Относит.
удлинение
Относит. сужение
Предел текучести
НВ
Gв
кгс/мм2
G, %
Gc
, %
GТ,
кгс/мм2
1
2
3
4
5
6
Сталь 40Х
270
570–980
10–17
35–55
320–800
1.4 Анализ технологичности и конструкции детали [1]
Анализ технологичности конструкции детали состоит из двух оценок: качественной и количественной.
Количественная оценка:
Деталь относится к классу «корпусные детали». Ее поверхность имеет торцовые поверхности, внутренние отверстия, внутренние и наружные цилиндрические канавки, уклоны.
Деталь средней сложности формы.
Для обработки детали требуется специальные приспособления (для сверлильных операций), измерительный инструмент (для токарной операции) и специальный режущий инструмент на токарную операцию.
Деталь достаточно прочная и жесткая (отношение длины детали к диаметру l/d меньше 12), а также деталь имеет небольшой вес 0,13 кг.
Все поверхности доступны для обработки.
По качественной оценке деталь может считаться технологичной.
Качественная оценка [2]:
Таблица 3 – Данные конструктивного анализа детали по поверхностям (см. рис. 1)
№
Наименование поверхности
Кол-во поверхностей
Кол-во унифицированных элементов
Квалитет точности
Параметр шероховатости, мкм
1
Торцевая поверхность диаметром 34,9 мм
1
-
13
Ra 3,2
2
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм
1
-
13
Ra 1,6
3
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм
1
-
13
Ra 1,6
4
Цилиндрическая канавка диаметром 27,18 мм
1
-
9
Ra 1,6
5
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 29,97 мм
1
-
13
Ra 1,6
6
Уклон 67 °30 '
1
-
10
Ra 3,2
7
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 22,23 мм
1
-
9
Ra 1,6
8
Фаска 3,3х30°
1
1
9
Ra 3,2
9
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм
1
-
9
Ra 1,6
10
Цилиндрическая канавка диаметром 20,9 мм
1
-
9
Ra 1,6
11
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм
1
-
9
Ra 1,6
12
Фаска 0,6х45°
1
1
10
Ra 1,6
13
Торцевая поверхность диаметром 25,349 мм
1
-
13
Ra 3,2
14
Уклон 30°
1
-
10
Ra 1,6
15
Уклон 22°30 '
1
-
9
Ra 3,2
16
Фаска 0,6х45°
1
1
10
Ra 0,4
17
Цилиндрическое отверстие диаметром 15,95 мм
1
-
11
Ra 0,4
18
Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм
1
-
13
Ra 3,2
19
Цилиндрическое отверстие диаметром 8 мм
4
-
14
Ra 3,2
20
Уклон 45°
1
-
10
Ra 3,2
21
Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм
1
-
14
Ra 12,5
22
Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 9,5 мм
1
-
15
Ra 12,5
23
Цилиндрическое отверстие диаметром 2,4 мм
2
-
11
Ra 12,5
24
Цилиндрическое отверстие диаметром 2 мм
1
-
15
Ra 1,6
25
Цилиндрическое отверстие диаметром 16,6 мм
1
-
10
Ra 0,4
26
Уклон 15°
1
-
10
Ra 1,6
Итого:
QЭ.
= 30
QУ.Э
= 3
1) Рассчитываем коэффициент унификации конструктивных элементов деталей по формуле (1):
,
(1)
где QУ.Э.
– число унифицированных элементов
QЭ.
– число конструктивных элементов
КУ.Э.
= 0,1 < 0,6 следовательно, деталь не унифицирована.
Это не позволит сократить количество режущих, мерительных и других видов инструментов.
2) Рассчитываем коэффициент точности обработки по формуле (2):
(2)
где ТСР.
– средний квалитет точности обрабатываемой детали.
Средний квалитет точности обрабатываемой детали определяется по формуле (3):
(3)
где n1
-число поверхностей детали точно соответствующим 1…19 квалитету.
КТ.Ч.
= 0,93 > 0,8 следовательно, деталь является технологичной.
3) Технологичность детали по коэффициенту шероховатости определяем по формуле:
(4)
где БСР
- средняя шероховатость обрабатываемой детали, мкм
Средняя шероховатость обрабатываемой детали определяется по формуле:
(5)
где ni
– число поверхностей детали точно соответствующие 1…14 квалитету шероховатости по Rа, мкм
По формуле (4) коэффициент шероховатости обрабатываемой детали:
КШ.
= 0,4 > 0,16, следовательно, деталь является технологичной.
Вывод: На основании качественной и количественной оценок деталь считается технологичной.
1.5 Определение типа производства
Согласно ГОСТ 3.1108–74 – тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций по формуле:
,
(6)
где SО – суммарное число различных операций;
SР – суммарное число рабочих мест на данном участке цеха.
Предварительно определяем количество станков для каждой операции по формуле:
(7)
где N – годовая программа, шт.;
Тшт
– штучное время, мин.;
Fg
– действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;
Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места для каждой операции по формуле:
;
(10)
,
,
,
,
,
,
,
,
Определяем количество операций, выполняемых на рабочем месте по формуле:
;
(11)
, принимаем О = 1,
, принимаем О = 3,
, принимаем О = 3,
, принимаем О = 12,
, принимаем О = 4,
, принимаем О = 5,
, принимаем О = 14,
, принимаем О = 27,
, принимаем О = 14,
, принимаем О = 5,
, принимаем О = 8,
, принимаем О = 2.
Согласно ГОСТ 14.004–74 для среднесерийного производства – 10 £ Кз.о.
= 12,2 £ 20
1.6 Расчет такта выпуска или величины партии деталей
Для серийного производства рассчитываем партию запуска детали по формуле:
(12)
где N – количество деталей, шт.;
t – необходимый запас заготовок на складе;
ФУ
– число рабочих дней в году, дн.
В данном разделе было определено назначение детали, подобран материал для ее изготовления, проведен анализ технологичности конструкции детали по которому деталь является технологичной, исходя из годового объёма выпуска деталей определен тип производства – серийный, а величина партии запуска составляет 315 деталей.
2. Технологическая часть
2.1 Выбор и обоснование способа получения заготовки
Выбор способа изготовления заготовок зависит от их массы, серийности выпуска и сложности.
Несмотря на то, что деталь средней сложности формы, она имеет поверхности, которые можно не обрабатывать.
Для изготовления детали «Стакан» можно применить прокат из шестигранника, что позволит получать заготовки повышенного качества и с минимальным объемом механической обработки (в соответствии с рисунком 3).
Для изготовления детали «Стакан» можно также применить заготовку, полученную из горячекатаного проката круглого сечения. Такой метод получения заготовки является экономичным и простым в изготовлении (в соответствии с рисунком 4).
2.1.1 Заготовка из проката
Рисунок 3 – Эскиз заготовки из проката шестигранного сечения
Определим длину заготовки:
,
(13)
где LД
– длина детали, мм;
ПОБЩ
– припуск общий, мм;
ВРАЗР
– ширина разреза, мм.
Определяется объем заготовки:
,
(14)
где F – Площадь шестигранника, м 3
;
Lзаг
– длина заготовки, мм
,
(15)
где r – радиус вписанной окружности, r = 18 мм;
Определяется масса заготовки:
;
(16)
кг*см -3
Коэффициент использования материала определяется по формуле:
;
(17)
Себестоимость заготовки определяется по формуле:
,
(18)
где С – себестоимость тонны, руб.;
Sотх
– стоимость тонны отходов, руб.
2.1.2 Заготовка из проката круглого сечения
Рисунок 4 – Эскиз заготовки из проката круглого сечения
Определяем объем заготовки по формуле:
(19)
Определяем массу заготовки по формуле (15):
Определяем коэффициент использования материала по формуле (16):
Определяем себестоимость заготовки по формуле (17):
Таблица 4 – Данные расчета
Наименование показателей
Вариант
первый
второй
Вид заготовки
прокат шестигранного сечения
прокат круглого сечения
Масса заготовки Мзаг
, кг
0,72
0,9
Себестоимость заготовки, Cзаг
., руб.
32,59
41,61
Коэффициент использования материала, Ким
0,14
0,18
Коэффициент использования материала проката круглого сечения больше, чем у проката шестигранного сечения, а его себестоимость составляет 41,61 рубля по сравнению с прокатом круглого сечения, стоимость которого 32,59 рубля, поэтому наиболее выгодным методом изготовления заготовки является прокат шестигранного сечения.
2.2 Разработка технологического процесса механической обработки детали
2.2.1 Выбор баз и их обоснование
Разрабатываемый технологический процесс должен обеспечить выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий при минимальных затратах труда, средств производства и материалов. Таким образом, при проектировании технологического процесса необходимо руководствоваться техническими и экономическими принципами; техническими- с целью удовлетворения требования чертежа, экономическими- с целью минимизации затрат. Из всех технически возможных вариантов изготовления одного и того же изделия выбирают тот технологический процесс, который обеспечивает наибольший экономический эффект при его реализации в конкретных условиях производства.
При разработке планов и методов обработки необходимо обеспечить наиболее рациональный процесс изготовления изделия. В плане указывают последовательность выполнения технологических операций; по каждой операции устанавливают метод обработки, используемое оборудование, приспособление и т.д.
Таблица 5 – Выбор баз
№ операции
Наименование поверхности детали
Наименование базы
005 Токарная с ЧПУ
1; 3
13; 11
11; 10
1; 2
18; 4; 25
13; 11
17; 13
1; 2
030 Токарная с ЧПУ
1; 25; 24; 26
11; 13
040 Токарная с ЧПУ
24; 17; 18
1; 2
045 Токарная
24
11; 13
050 Сверлильная
19
1; 2
055 Сверлильная
23
1; 2
083 Токарная
26; 16
1; 13
085 Токарная
5; 4; 3
1; 2
090 Токарная
25; 24
3; 13
120 Шлифовальная
9; 11
1; 13
125 Шлифовальная
10
1; 13
130 Шлифовальная
17
1; 7
* – в соответствии с рисунком 1
2.2.2 Существующий (заводской) технологический процесс
Таблица 6 – Заводской технологический процесс
Наименование операций,
Содержание переходов
Модель станка
Инструмент
005 Токарная с ЧПУ 4110
1 Установить деталь, закрепить
Токарный станок с ЧПУ 1В340Ф30
Упор специальный
2 Подрезать торец
Резец специальный
3 Точить поверхность Æ34,9 мм, выдерживая размер 65,07 мм и фаску 30°
3 Шлифовать канавку, выдерживая размеры 54,2±0,24 мм, 5,66±0,11 мм, Æ20,9 мм, R 0,4 max
Круг шлифовальный 1400х6х127 ГОСТ 2424–83, Калибр специальный
130 Шлифовальная 4130
1 Установить деталь, закрепить
Внутришлифовальный
станок СОИ-10
Трехкулачковый патрон 396110 ГОСТ 2675–70, Кулачки специальные
2 Шлифовать отверстие Æ15,95 мм
Круг шлифовальный 1,13х10х6 ГОСТ 2424–83, Калибр специальный
* – в соответствии с рисунком 1
2.2.3 Анализ существующего технологического процесса
В данном технологическом процессе вся механическая обработка распределена по операциям. При этом, на первых операциях обрабатываются основные технологические базы, а далее следуют операции формообразования детали до стадии чистовой обработки. Принципы постоянства и совмещения баз соблюдаются. В процессе обработки детали предусматривается контроль.
В качестве режущего инструмента применяются стандартные и специальные резцы, специальные зенкеры, развертки, метчики, зенковки, сверла. Контроль производят специальными калибрами и стандартными измерительными средствами.
2.2.4 Предлагаемый вариант технологического процесса
В существующем технологическом процессе на 005 Токарной операции в качестве измерительного средства используется штангенциркуль, служащий для измерения внешних и внутренних размеров изделия. Предлагаю использовать в качестве измерительного средства для внешних поверхностей калибр-скобу, использование которой позволяет сократить время на контрольные измерения.
Таблица 7 – Внесенные изменения
Наименование
позиций
Варианты
1-й (существующий)
2-й (предлагаемый)
Отличающие операции механической обработки
005 Токарная
измерительное
средство:
ШЦ-I-125 ГОСТ 166–89
005 Токарная
измерительное
средство:
Калибр-скоба Æ22,23
h7 мм
2.2.5 Выбор технологического оборудования и оснастки
Для обработки детали применяем универсальные станки 1В340Ф30, 16А20ФЗС43, 250ИТВ, 2Н118, А11U-550F, СОИ-10 стандартные приспособления для токарных операций и специальные приспособления для сверлильных операций, режущий и мерительный инструмент (в соответствии с таблицей 6).
2.2.6 Технико-экономическое обоснование предлагаемого варианта технологического процесса
Таблица 8 – Сравнительный анализ вариантов технологических процессов
Наименование позиции
Варианты
1-ый (существ.)
2-ой (предлаг.)
1. Отличающиеся операции механической обработки
005 Токарная
измерительное средство:
ШЦ-I-125 ГОСТ 166–89
005 Токарная
измерительное средство:
Калибр-скоба Æ22,23 h7 мм
2. Трудоемкость обработки, мин.
ТИЗМ
= 0,1 мин,
ТШТ.К
= 4,99 мин
ТИЗМ
= 0,05 мин,
ТШТ.К
= 4,3 мин
В результате замены штангенциркуля на калибр – скобу:
1. Уменьшается вспомогательное время, а следовательно и штучно-калькуляционное временя, что приводит к повышению производительности труда, а значит, к уменьшению срока сдачи партии изделий и увеличению количества оборотов продажи готовых изделий;
2. Снижения затрат на себестоимость изготовления изделия, что влечет за собой увеличение прибыли, рост рентабельности производства.
2.3 Расчет припусков и межоперационных размеров [3]
Припуск на обработку – это слой металла, удаляемый в процессе обработки резанием для получения окончательных размеров и требуемого качества поверхностей изделия.
Операционным припуском называют припуск, удаляемый при выполнении одной технологической операции.
В механической обработке различают минимальный, максимальный и номинальный припуски. Расчету подлежит обычно минимальный припуск. Значения номинальных припусков используют для определения номинальных размеров, по которым изготавливают технологическую оснастку. Максимальный припуск, снимаемый за один рабочий ход, определяет наибольшую нагрузку на режущий инструмент.
2.3.1 Требуемые технологические переходы определяем путем расчета коэффициентов уточнения
В результате механической обработки требуется получить точность диаметрального размера поверхности DД
= 34,9 h8, предельные отклонения es = +0,3 мм; ei = -0,3 мм и допуск:
(20)
В качестве заготовки выбран сортовой прокат шестигранного сечения обычной точности, для которого в диапазоне диаметров вписанного круга DЗ
=36 – 42 мм предельные отклонения и допуск диаметрального размера составляют esЗ
= +0,4 мм; eiЗ
= -0,7 мм и допуск:
(21)
Таким образом, в результате механической обработки следует получить требуемое уточнение:
мм
Необходимую конечную точность размера детали DД
= 34,9 h8 и шероховатость поверхности Rz = 6,3 мкм достигают тонким точением, которому должно предшествовать чистовое точение.
На чистовом точение достигают точность диаметрального размера по IT10 и шероховатость поверхности Rz = 32. Определяем для диапазона D = 30 – 50 мм допуск на операционный размер чистового точения:
Т2
= 0,01 мм
Следовательно, уточнение на операции тонкого точения составляет:
мм
Операции чистового точения предшествует черновое точение, на котором достигают точность диаметрального размера по IT12 и шероховатость поверхности Rz = 63. Определяем для диапазона D = 30 – 50 мм допуск на операционный размер чернового точения:
Т1
= 0,25 мм
Следовательно, уточнение на операции чистового точения составляет:
мм
Черновое точение выполняют непосредственно по заготовке, т.е. по горячекатаному прутку, а получаемое при этом уточнение составляет:
мм
Тогда общее уточнение, получаемое в результате выполнения выбранных переходов
, равно требуемому уточнению
, что гарантирует достижение требуемой точности детали.
Таким образом, технологический маршрут обработки включает:
2.3.2 Базирование детали при обработке поверхности Ø126h11
Черновая обработка вала осуществляется на токарном станке с ЧПУ.
При черновой обработке поверхности, деталь устанавливается до упора в цанговом патроне.
При чистовом и тонком точение деталь устанавливается в патрон с кулачками.
2.3.3 Пространственные отклонения
При выполнении первой операции, т.е. чернового точения, пространственные отклонения будут равны пространственным отклонениям заготовки:
;
(22)
Согласно таблице для заготовок из сортового проката:
(23)
,
(24)
где L – длина детали по чертежу, L=81,36 мм
Погрешность зацентровки:
(25)
где ITD – допуск на размер поверхности, по которой осуществляется базирование при зацентровке.
Для зацентровки используется поверхность, диаметр которой больше на величину припуска. Определяем предельные отклонения на этот размер для проката обычной точности.
Эти отклонения равны:
es = + 0,4 мм; ei = – 0,7 мм.
Тогда:
Кривизна профиля сортового проката обычной точности без правки для диаметра до 180 мм равна 0,5 мкм/мм. Тогда:
(26)
l=0,5 мм
мм
Подставляя полученные данные в формулу для определения пространственных отклонений заготовки, получим:
При выполнении чистового точения пространственные отклонения будут равны пространственным отклонениям, оставшимся после чернового точения.
Величину этих отклонений (Δчерн)
можно определить по формуле:
,
(27)
где КУ
– коэффициент уточнения;
Для чернового точения КУ
= 0,06. Тогда:
Пространственные отклонения, оставшиеся после чистового точения:
,
(28)
2.3.4 Погрешности установки на выполняемом переходе
При черновом точении деталь закрепляется в цанговом патроне. Погрешность базирования в цанговом патроне равна нулю. Погрешность установки (
) определяется по формуле:
(29)
где
- погрешность закрепления.
Погрешность закрепления складывается из двух составляющих: радиальной (
) и осевой (
). Ее наиболее вероятное значение можно определить по формуле:
(30)
По таблице находим, что
= 300 мкм = 0,3 мм, а
= 200 мкм = 0,2 мм (пруток горячекатаный обычной точности при закреплении по диаметру до 50 мм). С учетом этого:
При чистовом и тонком точении заготовка базируется в патроне с кулачками. Погрешность базирования в патроне с кулачками равна нулю.
Погрешность закрепления определяем по формуле (28):
По таблице находим, что
= 200 мкм = 0,2 мм, а
= 400 мкм = 0,4 мм (пруток горячекатаный обычной точности при закреплении по диаметру до 50 мм). С учетом этого:
2.3.5 Минимальные промежуточные припуски
Минимальный припуск на тонкое точение определяется по формуле:
,
(31)
где Rz2
– высота микронеровностей, полученная на предшествующем переходе (чистовом точении). По таблице находим, что Rz2
= 32 мкм = 0,032 мм, hз
= 30 мкм = 0,03 мм.
Минимальный припуск на чистовое точение определяем по формуле:
,
(32)
где Rz1
– высота микронеровностей, полученная на предшествующем переходе (черновом точении). По таблице определяем, что Rz1
= 63 мкм = 0,63 мм, hз
= 30 мкм = 0,3 мм.
Минимальный припуск на черновое точение определяем по формуле:
,
(33)
где Rz3
– высота микронеровностей, полученная на предшествующем переходе (черновом точении). По таблице определяем, что Rz1
= 12 мкм = 0,12 мм, hз
= 60 мкм = 0,6 мм.
где ITDi-1
– поле допуска на размер обрабатываемой поверхности, обеспечиваемый на предшествующем переходе;
TDi
– поле допуска на размер обрабатываемой поверхности, обеспечиваемый на выполняемом переходе.
Максимальный промежуточный припуск на тонкое точение
(35)
где ITD2
– поле допуска на размер 34,9, обеспечиваемое после чистового точения. чистовое точение обеспечивает 10 квалитет. По таблице находим, что:
;
Подставляя в формулу найденные значения, получим:
Максимальный промежуточный припуск на чистовое точение
(36)
где ITD1
– поле допуска на размер 34,9, обеспечиваемое после чернового точения. Черновое точение обеспечивает 12 квалитет. По таблице находим, что:
;
Подставляя в формулу найденные значения, получим:
Максимальный промежуточный припуск на черновое точение:
(37)
где ITD3
– поле допуска на размер заготовки.
По таблице находим предельные отклонения на размер заготовки. Точность проката обычной точности характеризуется следующими значениями предельных отклонений: es= +0,4 мм, ei = -0,7. Поле допуска:
(38)
Подставляя в формулу найденные значения, получим:
2.3.7 Номинальные межпереходные припуски
Номинальные межпереходные припуски составляют:
– для тонкого точения:
(39)
– для чистового точения:
(40)
– для чернового точения:
(41)
2.3.8 Операционные размеры
На последней операции тонкого точения:
мм
Округляем: 35-0,16
.
На операции чистового точения:
(42)
Округляем: 35,4-0,01
.
На операции чернового точения:
(43)
Округляем: 35,8-0,25
.
В результате размер заготовки:
(44)
Округляем размер заготовки до ближайшего большего целого значения, которое предусмотрено сортаментом проката шестигранного сечения:
мм
И получаем окончательный диаметральный размер.
Таблица 9 – Припуски для детали «Стакан»
№ поверхности
Размер, мм
Припуск, мм
Допуск на размер, мм
Табл.
Расчетн.
1
Торцевая поверхность диаметром 34,9 мм
1,3
±0,37
2
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм
1,43
0,14
+0,3
3
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 34,9 мм
1,43
0,14
+0,3
4
Цилиндрическая канавка диаметром 27,18 мм
0,45
+0,04
-0,07
5
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 29,97 мм
3
-0,26
6
Уклон 67 °30 '
0,25
±0,3
7
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 22,23 мм
1,3
±0,37
8
Фаска 3,3х30°
1,3
±0,3
9
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм
3
-0,06
10
Цилиндрическая канавка диаметром 20,9 мм
2
-0,05
11
Наружная цилиндрическая поверхность диаметром 25,349 мм
3
-0,06
12
Фаска 0,6х45°
0,45
±0,3
13
Торцевая поверхность диаметром 25,349 мм
0,25
±0,37
14
Уклон 30°
0,5
±0,3
15
Уклон 22°30 '
1,5
±0,3
16
Фаска 0,6х45°
0,45
±0,3
17
Цилиндрическое отверстие диаметром 15,95 мм
2
+0,1
18
Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм
1,3
+0,12
19
Цилиндрическое отверстие диаметром 8 мм
2
+0,36
20
Уклон 45°
0,5
±0,3
21
Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 17,5 мм
2
±0,35
22
Внутренняя цилиндрическая канавка диаметром 9,5 мм
0,45
+0,37
-0,11
23
Цилиндрическое отверстие диаметром 2,4 мм
1,5
+0,6
24
Цилиндрическое отверстие диаметром 2 мм
2
+0,2
-0,09
25
Цилиндрическое отверстие диаметром 16,6 мм
1,3
+0,5
26
Уклон 15°
1,5
±0,3
* – в соответствии с рисунком 1
2.4 Конструирование заготовки [4]
Определяем размеры исходной заготовки для рассматриваемой детали:
Наружный диаметр заготовки будет складываться из размера наружной поверхности детали плюс общий припуск на механическую обработку. Таким образом, получим:
(45)
где dд
– размер детали, мм
Z – общий припуск на механическую обработку, мм (см. табл. 9)
Принимаем наружный диаметр заготовки равным ø36 мм
По ГОСТ 1855–65 и ГОСТ 2009–55 допускаемые отклонения для сортового проката ±0,3 мм
Длина заготовки будет складываться из длины детали и общего припуска на механическую обработку торцовых поверхностей.
(46)
где Zот1
, Zот2
– общие припуски на механическую обработку торцовых поверхностей, мм (см. табл. 9)
Lд
– длина детали, мм.
Принимаем длину заготовки равной 83 мм
По ГОСТ 1855–65 и ГОСТ 2009–55 допускаемые отклонения для сортового проката – ±0,3 мм
Рисунок 5 – Эскиз заготовки
2.5 Расчет режимов резания [3]
Расчеты режима резания можно определить двумя способами:
2 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30'
Сверло ГОСТ 886–77, Калибр специальный
3 Переустановить деталь
4 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30'
Сверло ГОСТ 886–77, Калибр специальный
1 Глубина резания:
(57)
где D – диаметр сверла
;
2 Подача на оборот инструмента:
;
3 Длина рабочего хода:
,
(58)
где Lрез
– длина резания, мм;
Lдоп
– дополнительная длина хода, мм;
у – подвод, врезание и перебег инструмента
,
4 Стойкость инструмента:
(59)
где Тм
– стойкость инструмента машинного времени, мин;
λ-коэффициент времени резания
(60)
;
Тм
=Тр
, т. к. λ ‹ 0,7, значит:
Тм1
= 30 мин.;
Тм2
= 30 мин
5 Скорость резания:
;
(61)
;
6 Частота вращения шпинделя:
;
(62)
;
7 Фактическая скорость резания:
;
(63)
;
Таблица 12 – Режимы резания
Наименование операций,
Содержание переходов
Длина
рабочего хода, мм
Число рабочих
ходов
Глубина резания, мм
Подача мм/об, мм/мин
Скорость
резания, м/мин
Частота вращения, об/мин
Модель станка
Операция 005 Токарная с ЧПУ 4110
1. Установить деталь, закрепить
2 Подрезать торец
21
1
1
0,15
56,5
500
1В340Ф30
3 Точить поверхность Æ34,9 мм, выдерживая размер 65,07 мм и фаску 30°
68,07
1
0,55
0,15
56,5
500
4 Точить поверхность Æ29,97 мм, выдерживая размер 56,87 мм
59,87
1
2,465
0,15
54,8
500
5 Точить поверхность Æ25,9 мм, выдерживая размер 16,5 мм с образованием фаски 0,88х45°
43,37
1
2,035
0,15
47
500
6 Точить канавку Æ21,4 мм, выдерживая размеры 4,5 мм и 8,17 мм
5,25
1
4,5
0,1
20,33
250
7 Точить поверхность Æ22,23 мм, выдерживая размеры 10,94 мм, Æ27,05 мм, 16,5 мм
36,43
1
1,835
0,1
20
250
8 Точить канавку Æ27,4 мм, выдерживая размеры 3,2 мм, R 0,2
6,75
1
3,2
0,1
27,4
250
9 Нарезать резьбу
17
9
1,06
2,117
17
180
10 Центровать торец Æ25,9 мм
7,5
2
1
0,05
12,56
1000
11 Сверлить отверстие Æ14 мм на глубину 40±0,3 мм
46
1
7,5
0,1
13,8
315
12 Снять фаску, выдерживая размеры 17,5 мм и 30°
4
1
1,7
0,1
27,5
500
13 Отрезать деталь, выдержав размер 82±0,2 мм
21
1
3
0,1
28,3
250
030 Токарная с ЧПУ 4110
127
2
5,5
0,15
199
500
1 Установить деталь, закрепить
2 Подрезать торец, выдерживая размер 81,36 мм
21
1
0,64
0,15
56,5
500
16А20ФЗС43
3 Точить поверхность Æ34,9 мм, выдерживая размеры 7,92 мм и 30°
11
1
0,55
0,15
56,5
500
4 Центровать торец Æ34,9 мм
5 Сверлить отверстие Æ16,6 мм, выдерживая размер 21,3 мм
28
1
8,25
0,15
16,3
315
6 Расточить отверстие Æ17,33 мм, выдерживая размер 21,3 мм
23,5
1
0,5
0,1
27
500
7 Расточить отверстие, выдерживая размеры Æ20,6 мм, 45°, 15°, 2,54 мм
8
2
1,635
0,1
32
500
8 Нарезать резьбу, выдерживая размер 21,3 мм
15
7
0,794
1,588
6,8
125
040 Токарная с ЧПУ 4110
1 Установить деталь, закрепить
2 Зенкеровать отверстие Æ9,5 мм, выдерживая размер 47,63±0,3 мм и отверстие Æ15,5 мм предварительно, выдерживая размер 44,45±0,24 мм
42
10
1
0,5
7,5
0,2
0,1
14,8
315
16А20ФЗС43
3 Точить канавку, выдерживая размеры 8,5 max, 45°, 44,45 мм, Æ17,5 ±0,35 мм
15,5
1
1,25
0,075
27,5
500
4 Расточить отверстие Æ15,5 мм окончательно
38
1
0,25
0,1
24,3
500
5 Точить канавку, выдерживая размеры 1,2 мм, Æ17 мм, 9,3±0,24 мм
2,75
1
1,2
0,075
26,7
500
6 Притупить острые кромки
045 Токарная 4110
1 Установить деталь, закрепить
2 Центровать отверстие Æ2 мм
250ИТВ
3 Сверлить отверстие Æ1,7 мм предварительно
6
1
0,85
0,03
31,3
580
4 Зенкеровать отверстие Æ2 мм окончательно
6
1
0,15
0,05
27,9
444
5 Зенковать конус, выдерживая размеры 110°, 29,72±0,24 мм
2
1
7,4
0,05
23,7
448
6 Развернуть отверстие Æ2,362 мм, выдерживая размер 0,8 min
2
1
0,2
0,05
26
351
050 Сверлильная 4120
1 Установить деталь, закрепить
2 Сверлить два отверстия Æ8 мм напроход
30
1
4
0,05
12,56
500
2Н118
3 Переустановить деталь
4 Сверлить два отверстия Æ8 мм напроход
30
1
4
0,05
12,56
500
055 Сверлильная 4120
1 Установить деталь, закрепить
2 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30'
17
3
1,25
0,05
7,85
1000
2Н118
3 Переустановить деталь
4 Сверлить отверстие Æ2,4 мм, выдерживая размеры Æ12,8 мм, 22°30'
17
3
1,25
0,05
7,85
1000
083 Токарная 4110
1 Установить деталь, закрепить
2 Притереть центр
250ИТВ
085 Токарная 4110
1 Установить деталь, закрепить
2 Калибровать резьбу
16
2
-
2,117
7,5
80
250ИТВ
3 Зачистить канавку, выдерживая размеры R0,2, 57,15 мм, 17±0,24 мм, 3,2 мм, Æ27,18 мм
3,5
1
3,2
0,075
43
500
4 Притупить острую кромку R 0,1 max
090 Токарная 4110
1 Установить деталь, закрепить
2 Калибровать резьбу, выдерживая размер 14,3 min
17,3
2
-
1,588
4,8
80
250ИТВ
3 Зачистить отверстие Æ20,6 мм, выдерживая размеры 15°, 2,54 мм
5
1
-
0,1
32
500
4 Зачистить отверстие Æ2,362 мм
2
1
-
0,05
3,7
500
5 Зачистить отверстие Æ2 мм
6
1
-
0,05
6
1000
120 Шлифовальная 4130
1 Установить деталь, закрепить
2 Довести центр
А11U-550F
3 Шлифовать поверхность Æ25,349 мм
35,5
1
0,5
1,5
35
450
125 Шлифовальная 4130
1 Шарошить круг в размер 5,66 мм
2 Установить деталь, закрепить
3 Шлифовать канавку, выдерживая размеры 54,2±0,24 мм, 5,66±0,11 мм, Æ20,9 мм, R 0,4 max
10
1
0,5
1,6
25
350
А11U-550F
130 Шлифовальная 4130
1 Установить деталь, закрепить
2 Шлифовать отверстие Æ15,95 мм
18
1
0,5
0,075
30
500
А11U-550F
* – номера поверхностей в соответствии с рисунком 1
2.6 Расчет технических норм времени [5]
Операция 055 Сверлильная
Основное машинное временя обработки:
;
(64)
;
Определяем вспомогательное время:
Время на снятие и установку детали весом до 3 кг в специальном приспособлении:
tуст
= 0,307 мин;
Вспомогательное время связанное с переходом, на приемы, связанные с переходом не вошедшие в комплекс определяется по карте и включает время на изменение частоты вращения шпинделя, изменение величины и направления подачи, на смену резца:
tпер
= 0,36 мин;
tуст
= 0,17 мин;
Вспомогательное время на контрольные измерения:
tизм
= 0,9 мин;
Время на обслуживание рабочего места:
аобс
= 3,5%;
Время перерывов на отдых и личные надобности: при весе детали до 5 кг и оперативном времени свыше 1 мин:
аотл
= 6%.;
Подготовительно – заключительное время на партию: на наладку станка, инструмента и приспособлений:
tпз
= 9 мин;
Время на получение инструмента и приспособлений:
tпз
= 8 мин;
Определяем поправочный коэффициент на вспомогательное время: при 2-х сменной работе на токарных станках КtВ
=0,5.
Определяем вспомогательное время на обработку:
(65)
Определяем штучное время по формуле:
(66)
Определяем подготовительно-заключительное время по формуле:
(67)
Определяем штучно-калькуляционное время по формуле: