Разработка технологического процесса изготовления детали

 

 

 

2. Описание типа производства и форма организации работ

Гибкое автоматизированное производство — автоматизированная производственная система, в которой на основе соответствующих технических средств и определенных решений обеспечивается возможность оперативной переналадки на выпуск новой продукции в достаточно широких пределах ее номенклатуры и параметров. Начало ГАП было положено в 50-х годах в связи с созданием станков с ЧПУ. Крупные достижения в робототехнике, разработка различных АСУ, САПР, появление микропроцессоров резко расширили возможности создания и внедрения ГАП. Современные ГАП включают в себя:

• системы автоматизированного  проектирования;

• автоматизированное управление технологической  подготовкой производства, числовыми  программными устройствами;

• роботы (манипуляторы);

• автоматизированные транспортные средства;

• автоматизированные склады;

• автоматизированные системы контроля технологических процессов, качества продукции;

• автоматизированные системы контроля и управления предприятием.

ГАП позволяют существенно сократить  время на проектирование и переналадку производства для выпуска новой продукции.

При среднесерийном производстве специализация ограничивается более узкой номенклатурой, а  производственные линии и цехи имеют  предметную и технологическую специализацию. Подготовка производства, как правило, также выделяется из основного производственного  процесса. К среднесерийному производству относятся, например, станкостроение и  двигателестроение, многие виды проката  чёрных и цветных металлов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Определение и обоснование  метода получения заготовки

Метод выполнения заготовок  деталей машин определяется назначением  конструкции детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью  выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать  допуски на неточность изготовления. От правильного выбора заготовки  зависит трудоемкость и себестоимость  обработки.

Для данной детали можно использовать следующий  метод получения заготовок - горячая объемная штамповка. Рассчитаем массу детали:

m=V*ρ

V = П/4*(d² *l)* ρ; 

ρ = 7820 кг/м³ – плотность стали

V₁= 0,08²*0,02=0,000128

V₂=0,065²*0,004=0,0000169

V₃=0,07²*0,021=0,0001029

V₄=0,045²*0,004=0,0000081

V₅=0,05²*0,041=0,0001025

V=0,0003584*3,14/4=0,000281344

m_д=0,000281344*7820=2.2

Рассчитаем  массу заготовки:

V₁= 0,085²*0,0215=0,000155337

V₂=0,075²*0,025=0,000140625

V₃=0,055²*0,0465=0,000140662

V=0,000436624*3.14/4=0.000342749

m_з= 0.000342749*7820=2.68

Рассчитаем К_ИМ:

К_ИМ= m_д/ m_з

К_ИМ =2.2/2.68=0.82

 

6. Разработка  маршрута обработки отдельных  поверхностей и полной

   маршрутной технологии

Деталь –  вал;

Материал  – сталь 35 XM

Производство  – гибкое среднесерийное автоматизированное

Заготовка –  горячая объемная штамповка

005- Токарная

А.Установить и снять деталь.

 

 

 

 

 

 

 

Приспособление: токарный трехкулачковый самоцентрирующий патрон, плавающий центр, вращающийся центр.

1. Подрезать  торец 1

2. Центровать  отверстие 2

3. Точить поверхность 3 предварительно

4. Точить  поверхность 3 чисто

010- Токарная

А.Установить и снять деталь.

 

 

 

 

 

 

 

 

Приспособление: токарный трехкулачковый самоцентрирующий патрон, вращающийся центр, плавающий центр

1. Подрезать  торец 4

2. Центровать  отверстие 5

3. Точить поверхность 6

4. Точить  поверхность 7 и снять фаску  8

5. Точить  канавку 9 и 10

 

 

015- Шлифовальная

А.Установить и снять деталь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приспособление:  центр зубчатый, центр вращающийся.

1. Шлифовать  поверхность 3 предварительно.

2.Шлифовать  поверхность 3 окончательно.

 

 

 

 

 

 

7.Аналитический расчет припуска  на поверхность   Ø 80 Н7

 

Исходная  заготовка – штамповка. Масса исходной заготовки 7,7кг. Расчёт припусков на механическую обработку будем вести для поверхности диаметром Ø70Н7.Технологический маршрут обработки поверхности Ø70Н7 состоит из:

1. точение  предварительное

2. точение чистое

3. шлифование

Аналитический расчет припуска на поверхность Ø70Н7.

                                                                                             Таблица 1.

№ п/п	Маршрут обрабоки поверхности	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск мкм		Расчетный Размер  мм		Допуск по переходам в мкм		Предельные размеры, мм				Предельные припуски , мм
		Rzi-1	Ti-1	ρi-1	εi								max	min	max		min
1	2	3	4	5	6		7		8		9		10	11	12		13
1	Заготовка штампованнаяНаружная поверхность Ø780Н7	160	200	719	-		-		82,195		870		83,065	82,195	-		-
а	точение предварительное	50	50	43	300		1439		80,756		350		81,106	80,756	1,959		1,439
б	чистовое	25	25	1	0		298		80,458		220		80,678	80,458	0,428		0,298
в	шлифование  предварительное	10	20	0	160		420		80,038		57		80,095	80,038	0,583		0,42
г	шлифование окончательное	5	15	0	0		60		79,978		22		80	79,978	0,095		0,06
															∑=3,065		∑=2,217

 

В графу 2 записываем элементарную поверхность детали и  технологические переходы в порядке  последовательности их выполнения.

Для выполнения расчета промежуточных припусков  при обработке указанного отверстия  аналогическим методом необходимо собрать данные: R_zi-1; T_i-1; ρ_i-1; ε_i; δ_i..

Данные  для заполнения граф 3, 4 и 9 взяты из табл. П 1.11 и П 1.18, допуск (графа 9) на диаметральный размер штамповки взят из табл. П 1.1.

    Суммарное  значение пространственных погрешностей  ρо (графа 5) определяют по формуле при обработке внутренней поверхности в патроне.

 

 

 

Где ρсм-допускаемые погрешности по смещению осей фигур, штампуемых в разных половинах штампа(табл.П.1.16),тогда ρсм=700мкм,

ρкор-общая кривизна заготовки определяемая по формуле:

Где     удельная допустимая кривизна(табл.П.1.14)             =1,8мкм на 1мм;            93

ρкор=93*1,8=164,7

ρо=

 

Величина остаточной кривизны после выполнения перехода  обработки следует определить по формуле

 

 

 ρо- кривизна заготовки

Находим коэффициент уточнения  (табл. П 1.21)                                         

K_y=0,06-черновое точение

K_y=0,04-чистового точения

K_y=0,03-чернового шлифования

K_y=0,02-чистового шлифования

 ρо-=719,114*0,06=43,14684

 ρо=43,14684*0,04=1,7258736

 ρо-=1,7258736*0,03=0,051776208

 ρо=0,051776208*0,02=0,001035524

5. Погрешность установки заготовок (графа 6) в трех кулачковом самоцентрирующем патроне при предварительном точении

ε_у1 =300мкм,предварительное шлифование ε_у1= 160 (табл. П 1.2),(7);

при чистовом растачивании без переустановки - ε_у2 = 0, при тонком растачивании ε_у3=0.

На переходе шлифования обработка производится в центрах, т.е. ε_у4=160.

6. Расчет минимального припуска (графа 7) при обработке наружной поверхности штамповки в патроне производится по формуле:

,      

для чернового точения: 2Z_1min=2(160+200+(719²+(300)²)^1/2=1439,

для чистового точения: 2Z_1min=2(50+50+(49²+0²)^1/2=298,                      

для чернового шлифования: 2Z_1min=2(25+25+(1²+160²)^1/2=420, 

для чистового  шлифования: 2Z_1min=2(10+20+(0²+0²)^1/2=60.

  Расчет промежуточных минимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления к наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Z_{i min.} Результаты заносятся в графу 8

80-0,022=79,978

79,978+(60/1000)=80,038 
80,038+(420/1000)=80,458

80,458+(298/1000)=80,756

80,756+(1439/1000)=82,195

В графу 11 записываются размеры по всем технологическим  переходам, округляя их увеличением  до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода.

 82,195; 80,756;

80,458; 80,038; 79,978

Наибольшие  предельные размеры (графа 10) определяются путем прибавления допуска к  округленному минимальному предельному  размеру.

82,195+(870/1000)=83,065

80,756+(350/1000)=81,106

80,458+(220/1000)=80,678

80,038+(57/1000)=80,095

79,978+(22/1000)=80

Предельные  размеры припусков Z_{i max} (графа 12) определяются как разность предельных максимальных размеров

83,065-81,106=1,959

81,106-80,678=0,428

80,678-80,095=0,583

80,095-80=0,095

и Z_{i min} (графа 13) – как разность предельных минимальных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

82,195-80,756=1,439

80,756-80,458=0,298

80,458-80,038=0,42

80,038-79,978=0,06

Для определения  общих припусков Z_{0 min} и  Z_{0 max} суммируются соответствующие промежуточные припуски  на  обработку.

Выполняем проверку: 

Тd₃ – Тd_д = ∑3,065max - ∑2,217min.

0,87-0,022=3,065-2,217

0,848=0,848

9. Расчет режимов резания и  Техническое нормирование

 

Расчет режимов  резания на внутреннюю цилиндрическую поверхность диаметром      . Шероховатость Ra = 1,0.63 мкм.

Исходные  данные: деталь «вал» из стали 35ХМ. Заготовка- «центробежное литье». Обработка производится на токарном станке. Режущий инструмент – резец с пластинами из твердого сплава Т15К6.

Операция  «005 Токарная».

Переход 1. подрезать торец 1

1. Глубина  резания – t, мм

t = 1,5 мм

2. Подача-S мм/об

S = 1,2 мм/об (табл. П 2.7).(7)

3. Скорость  резания – Vм/мин

   

По табл. П 2.11 выписываем значения  С_υ и показатели степеней  х_υ, у_υ, m. 

σ_в = 750МПа, С_υ = 340 , х = 0,15,у = 0,45,m = 0,20

Период стойкости  инструмента – T = 120 мин

Находим поправочные  коэффициенты

К_υ = К_мυ · К_пυ · К_иυ ,                                    

                              (табл. П.2.11),    (7)

где К_мυ - поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки,