Технологическая подготовка среднесерийного производства детали “Крышка ” с разработкой перспективного технологического процесса мех

9. Для определения  места операции ТО в технологическом  маршруте можно воспользоваться  таблицей 2.3.1.

 

Таблица 2.3.1

Твердость детали по чертежу	Место операции термической обработки в технол. маршруте	Краткое обоснование
НВ≤320 HRC≤32	До начала механической обработки, если материал заготовки  имеет достаточ-ную прокаливаемость (в наиболее массивных сечениях заготовки)	Относительно не высокая  твердость материала не ухудшает обрабатывае-мости резанием более, чем на 10…15%, а отсутствие термообработки по ходу обработки резанием не приводит к короблению и дефектам поверхностного слоя.
HRC=32-45 (HB=20- 450)	После предварительной  обработки резанием, обеспечивающей точность размеров в пределах 11…14 квалитетов	Основной объем металла  снимается при нормальных режимах  и обычными методами и инструментом, чистовая обработка должна твердосплавным и абразивным инструментами с  пониженной производительностью. Но коробление и дефекты поверхностного слоя будут удалены по ходу ТП без дополнительных финишных операций
HRC≥45 (HB≥450)	После всей обработки  резанием лезвийным инструментом (перед  финишной обработкой)	Высокая твердость не позволяет обрабатывать обычным  инструментом с нормальной производительностью, поэтому ТО осуществляется в конце технологического маршрута; для достижения требуемой точности размеров и шероховатости поверхностей в ТП включается финишная абразивная обработка

 

10. Намечают операции  технического контроля в технологическом маршруте обработки, при этом можно использовать следующие рекомендации:

- часто назначают входной  контроль заготовок, поступающих  в цех по кооперации;

- контрольные операции  необходимы после черновых операций  перед дорогостоящими и сложными чистовыми операциями; после ряда операций, выполняемых на однотипном оборудовании; в конце обработки, как окончательный контроль.

11. Технологический маршрут  обработки разрабатывают в следующей  последовательности:

- выбирают методы обработки

- назначают число и  последовательность переходов (предварительно)

- формулируют наименование  операций в соответствии с  ГОСТ 3.1702-79

- определяют типаж  применяемого оборудования (тип  и модель станка)

- определяют необходимость  универсальных, специализированных и иных приспособлений по каждой операции.

12. Для обработки составляют  обычно несколько вариантов маршрутного  ТП. После анализа и сопоставления  (обычно с базовым вариантом  - заводским) выбирают наиболее  удачный.

Окончательная обработка  поверхностей данной детали “Корпус задний” производится совместно с другими деталями корпуса.

Рассмотрим 3 варианта маршрутов  механической обработки детали.

1. Вариант

0005 Заготовительная.

0010 Токарно – винторезная.

0015 Слесарная.

0020 Токарно – винторезная.

0025 Слесарная.

0030 Радиально сверлильная.

0035 Слесарная.

0040 Радиально сверлильная.

0045 Слесарная.

0050 Контрольная.

2. Вариант

0005 Заготовительная.

0010 Токарно – винторезная.

0015 Слесарная.

0020 Токарно – винторезная.

0025 Слесарная.

0030 Токарная с ПУ.

0035 Слесарная.

0040 Токарная с ПУ.

0045 Слесарная.

        0050 Комплексная на ОЦ с ПУ

0055 Слесарная.

0060 Контрольная.

3. Вариант

0005 Заготовительная.

0010 Токарно – винторезная.

0015 Слесарная.

0020 Токарно – винторезная.

0025 Слесарная.

0030 Разметка.

0035 Радиально сверлильная.

0040 Слесарная.

0045 Контрольная.

 

    В варианте 1 применяется только универсальное  оборудование, необходимо проектирование  специальной оснастки, мерительного  и режущего инструмента.

    В варианте 2 в основном используется оборудование с программным управлением, но есть возможность выхода детали в брак по причине скрытых литейных дефектов ( поломка инструмента и невозможность выявления дефектов литья до чистовой обработке), а также увеличения количества операций по отношению к варианту 1.

    В варианте 3 имеется меньшее количество  операций  по сравнению с   вариантом 1, но наибольшая вероятность  получения дефекта в процессе  вскрытия отверстий по разметке.

    На основании выше приведенного анализа оставляем вариант 1 так как он обеспечивает получение наиболее качественной детали по сравнению с вариантом 2 и 3.

 

 

2.4. Разработка  технологического процесса детали

 

      Так как деталь  “крышка” будет изготавливаться при среднесерийном производстве и заготовка является отливкой будем использовать универсальное оборудование с применением специального режущего, мерительного и режущего инструмента.

       По каждой операции  отдельно произведем обоснование  выбора схем базирования, методов  обработки, типа и модели оборудования, станочных приспособлений, режущего и мерительного инструмента.

      

2.4.1. При выполнении токарно - винторезной операций 010 за базовую  поверхность  примем ф70,6 заготовки,  что дает нам возможность за  один установ обработать наибольшее  число поверхностей и создать базу для последующей механической обработки. Данная поверхность взята за базовую так, как на ней отсутствуют литейные уклоны. 

          За оборудование  примем токарно – винторезный  станок модели 16К20 как наиболее  распространяемое оборудование  на предприятиях машиностроения и позволяющий обработать деталь данных габаритов.

         За станочное  приспособление примем наиболее  распространенный 3-х кулачковый  самоцентрирующийся патрон ф250 7100 – 0009 ГОСТ2675 – 80 в основнм применяемый  для деталей типа тел вращения при обработке на токарно – винторезных станках. Специального приспособления для обработки детали в данной операции не требуется.

         При обработке  детали в данной операции примем  токарные резцы с пластинами  из твердого сплава марки ВК8 в основном применяемых для обработки чугуна. При обработке наружных поверхностей используем один резец проходной отогнутый 2102 – 0005 ВК8 ГОСТ 188877 – 73 позволяющий нам обработать без переустановки торец детали фаску и наружный диаметр. При обработке внутреннего выберем расточной рзец с пластиной из твердого сплава для обработки сквозных отверстий 2140-0007 ГОСТ 18882 – 73.

Для обработки канавки под уплотнение необходимо проектирование специального инструмента.

         Для контроля  размеров в данной операции используем универсальный мерительный инструмент штангенциркуль ШЦ - 1-125-0,10-2 ГОСТ 166 – 89, нутромер НМ – 175 ГОСТ 10 – 88 и специальный для контроля размера 15⁰±1⁰ что позволяет нам снизить затраты на проектирование и изготовление специального мерительного инструмента.

 

2.4.2. При выполнении токарно –  винторезной операции за базовую  поверхность примем ф 136 полученную  при выполнении предыдущих операций, которая позволяет обработать  за один установ оставшиеся  поверхности.

         Оборудование  и станочное приспособление примем с предыдущей токарно – винторезной операции что позволяет уменьшить время на переналадку оборудования. 

          Режущий  инструмент выберем резец 2102 –  0005 ВК8 ГОСТ 188877 – 73 с предыдущей  операции для подрезки торца.  Для обработки наружного диаметра выберем проходной упорный резец 2103-0007 ВК8 ГОСТ 18879 – 73 позволяющий еще обработать и торец. При обработке внутреннего диаметра с радиусом R2 необходимо проектирование специального режущего инструмента.

 

2.4.3. При выполнении радиально – сверлильной операции за базовую поверхность примем ф96 так, как он является базовым для обработки 4 отверстий ф 10.

         За оборудование  примем радиально – сверлильный  станок 2М55 как наиболее распространенный  и позволяющий получить деталь удовлетворяющую требованиям КД.

         За станочное  приспособление выберем специально  спроектированный кондуктор так,  как имеющиеся универсальная  стандартная станочная оснастка  не позволяет получить размеры  удовлетворяющих требованиям КД.

         При обработке отверстия диаметром 4 выберем спиральное сверло с коническим хвостовиком оснащенное пластинами из твердого сплава ВК8

2301 – 1678 ГОСТ22736-77

         Для контроля размера выберем  колибр пробку 10Н14

 

2.4.4. При выполнении  радиально – сверлильной операции за базовую поверхность примем ф96 так, как он является базовым для обработки 4 отверстий ф 10.

           За оборудование примем радиально  – сверлильный станок 2М55 как  наиболее распространенный и  позволяющий получить деталь  удовлетворяющую требованиям КД.

           За станочное приспособление  выберем распространенный 3-х кулачковый  самоцентрирующийся патрон ф250 7100 – 0009 ГОСТ2675 – 80 позволяющий нам  закрепить деталь за базовую  поверхность.

          Для обработки цековки диаметром  16 необходимо проектирование специальной цековки с направляющей цапфой.

         Для контроля глубины отверстия  выберем уневирсальный мерительный  инструмент штангенциркуль ШЦ - 1-125-0,10-2 ГОСТ 166 – 89, а диаметра колибр  пробку 16Н14.

 

2.4.5. При выполнении слесарных операций для притупления острых кромок в качестве оборудования выберем верстак слесарный 68М16 – 156 а в качестве инструмента напильник 2820 – 0018 ГОСТ 1465 – 80 в основном применяемых для выполнения данной операции на предприятиях машиностроения. 

 

2.5. Выбор и  назначение режущего инструмента

 

 

          При разработке технологического процесса в п.2.4. стандартный режущий инструмент был выбран поэтому в данном разделе произведем разработку специального режущего инструмента необходимого при выполнении механической обработке детали “Крышка”.

 

2.5.1. Расчет резца для  обработки  канавки размерами  15⁰, 7Н14:

 

1) В качестве материала  материала для державки резца  выбираем углеродистую сталь  45 с σ_в= 650 МН/м²(≈65кгс/мм²) и допускаемым напряжением на изгиб

σ_ид= 200 МН/м²(≈2065кгс/мм²)

 

2) Сила резания

 

 

3) Ширина прямоугольного  сечения державки резца при  условии, что Н≈1,6В

   Принимаем ближайшую по ГОСТу большую ширину державки В=16 мм. Руководствуясь приведенными соотношениями, получим высоту державки резца Н=1,5В=1,6*16=25,6 мм. По ГОСТ 10224 – 72 принимаем Н=25 мм.

 

4) Проверяем прочность  и жесткость державки резца:

а) максимальная нагрузка

 

б) максимальная нагрузка, допускаемая жесткостью резца

, где

f=0,1*10^-3м(≈0,1мм)- допускаемая стрела прогиба резца при черновом точении;

Е=2*10⁵МН/м²=2*10¹¹Н/м²=20000 кгс/мм²- модуль упругости материала державки резца;

J – момент инерции прямоугольного сечения державки:

   Резец обладает  достаточной прочностью и жесткостью, так как P_zдоп>P_z< P_zжест

(5550>3582,4< 5770)

 

5) Конструктивные размеры  берем по ГОСТ 10224-72:

а) общая длина резца L=200 мм;

 

6) По ГОСТ 5688-61 принимаем:

а) качество отделки передней и задней поверхностей режущей части  резца и опорной поверхности  державки;

б) предельные отклонения габаритных размеров резца;

в) марку твердого сплава пластинки и материал державки;

г) содержание и место  маркировки.

 

2.6. Назначение  и расчет режимов резания

 

2.6.1. Расчет припусков  на механическую обработку

 

Для определения конструктивных размеров модельных комплектов в первую очередь необходимо установить припуски на механическую обработку, припуски на усадку и формовочные уклоны.

Припуски на механическую обработку назначают по таблицам  по ГОСТ 26645-85, либо определяют расчетно-аналитическим  методом. Руководствуясь данным ГОСТом можно определить : класс точности размеров и масс отливок и ряды припусков на механическую обработку отливок; допуски линейных размеров отливок; верхние предельные отклонения масс; основные и дополнительные припуска на механическую обработку в зависимости от допусков на размеры отливок; предельные отклонения смещения от номинального положения элементов отливок по плоскости разъема формы и коробления элементов отливок; допуск неровностей поверхности отливок.

Рассчитываем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для поверхности детали «Крышка».