Технологический процесс механической обработки детали «Стакан верхней опоры»

 

Максимальный  промежуточный припуск

 

Z_imax = Z_imin+ Т_i + Т_заг               (9)

 

Промежуточный размер

 

L_{н дет} + Z_i+1min + Т_i                     (10)

 

Общий номинальный припуск

 

Z_он = ΣZ_min + ΣТ                          (11)

 

Размер  заготовки

 

          L_{н заг} = L_н + Z_он                      (12)

 

 

4. Определим минимальные промежуточные припуски на заготовку из проката

4.1 Элементы припуска на торцы А и Б:

на 1 переход:

R_z + h = 200 мкм (стр. 180, табл. 3 [17])

Δ_пр = 0,5 · 60 = 30 мкм (стр. 180, табл. 4 [17])

ε_у1 = 520 мкм (стр. 42, табл. 13 [17])

2Z_1minА,Б = 2·(200 + 30 + 520) = 1500 мкм

на 2 переход:

R_z1 = 50 мкм (стр. 181, табл. 5 [17])

h₁ = 50 мкм (стр. 181, табл. 5 [17])

Δ_пр1 = 0,06 · 30 = 1,8 мкм (стр. 190, табл. 29 [17])

ε_у2 = 31,2 мкм (стр. 42, табл. 13 [17])

2Z_2minА,Б = 2·(50 + 50 + 1,8 + 31,2) = 266 мкм

 

4.2 Определяем допуски на заготовку на торцы А и Б:

Т_загА,Б = 2,0 · 1000 = 2000 мкм (стр. 39, табл. 319 [4])

Определяем промежуточный допуск Т_i

Т_{1 А,Б} = 740 мкм (стр. 192, табл. 32 [17])

 

4.3 Определяем максимальные промежуточные припуски  на торцы А и Б:

на 1 переход:

2Z_1maxА,Б = = 4,24 мм

на 2 переход:

2Z_2maxА,Б = = 2,27 мм

 

4.4 Определяем промежуточный размер

L_н1А,Б = = 61,0 мм

 

4.5 Определяем общий номинальный припуск на торцы А и Б:

2Z_онА,Б = = 4,5 мм

 

4.6 Определяем размер заготовки

L_{н загА,Б} = 60 + 4,5 = 64,5 мм

 

5. Определим минимальные промежуточные  припуски и размеры на отливку

5.1 Элементы припуска

На торцы А и Б:

на 1 переход:

R_z = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

h = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

Δ_пр = 2,5 · 60 = 150 мкм (стр. 183, табл. 8 [17])

ε_у1 = 100 мкм (стр. 42, табл. 13 [17)

2Z_1minА,Б = 2·(200 + 200 + 150 + 100) = 1300 мкм

на 2 переход:

R_z1 = 50 мкм (стр. 185, табл. 10 [17])

h₁ = 50 мкм (стр. 185, табл. 10 [17])

Δ_пр1 = 0,06 · 150 = 9 мкм (стр. 190, табл. 29 [17])

ε_у2 = 0,06 · 100 = 6 мкм (стр. 190, табл. 29 [17])

2Z_2minА,Б = 22·(50 + 50 + 9 + 6) = 230 мкм

 

На  поверхности В, Г, Д и Е

на 1 переход:

R_z = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

h = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

Δ_пр = 2,5 · 140 = 350 мкм (стр. 183, табл. 8 [17])

ε_у1 = 120 мкм (стр. 42, табл. 13 [17])

2Z_{1minВ,Г,Д,Е} = 2·(200 + 200 + 350 + 120) = 1740 мкм

 

На поверхность Ж

на 1 переход:

R_z = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

h = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

Δ_пр = 2,5 · 67 = 167,5 мкм (стр. 183, табл. 8 [17])

ε_у1 = 120 мкм (стр. 42, табл. 13 [17])

2Z_1minЖ = 2·(200 +200 + ) = 1212,1 мкм

 

На  поверхность З

на 1 переход:

R_z = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

h = 200 мкм (стр. 182, табл. 7 [17])

Δ_пр = 2,5 · 10 = 25 мкм (стр. 183, табл. 8 [17])

ε_у1 = 120 мкм (стр. 42, табл. 13 [17])

Z_1minЗ = (200 + 200 + 25 + 120) = 545 мкм

 

5.2 Определяем допуски на заготовку

На торцы А и Б:

Т_загА,Б = 1900 мкм (стр. 130, табл. 11 [4])

Определяем промежуточный допуск Т_i

Т_1А,Б = 740 мкм (стр. 192, табл. 32 [17])

На  поверхности В, Г, Д, Е:

Т_{загВ,Г,Д,Е} = 2500 мкм (стр. 130, табл. 11 [4])

На поверхность Ж:

Т_загЖ = 1900 мкм (стр. 130, табл. 11 [4])

На поверхность З:

Т_загЗ = 2500 мкм (стр. 130, табл. 11 [4])

5.3 Определяем максимальные промежуточные припуски 

На торцы А и Б:

на 1 переход:

2Z_1maxА,Б = = 3,94 мм

на 2 переход:

2Z_2maxА,Б = = 3,2 мм

На поверхности В, Г, Д, и Е:

на 1 переход:

2Z_{1maxВ,Г,Д,Е} = = 4,24 мм

На поверхность Ж:

на 1 переход:

2Z_1maxЖ =  = 3,1 мм

На поверхность З:

на 1 переход:

Z_1maxЗ = = 3,04 мм

 

5.4 Определяем промежуточный размер

На поверхности А, Б

L_н1А,Б =  = 61,0 мм

 

5.5 Определяем общий номинальный припуск

На торцы А и Б:

2Z_онА,Б = = 4,2 мм

На поверхности В, Г, Д, и Е:

2Z_{онВ,Г,Д,Е} = 4,24 мм

На поверхность Ж:

2Z_онЖ 3,1 мм

На поверхность З:

Z_онЗ = 3,04 мм

 

5.6 Определяем размеры заготовки

L_{н загА,Б} = 60 + 4,2 = 64,2 мм

L_{н загВ,Г,Д,Е} = 140 + 4,24 = 144,24 мм

D_{н загЖ} = 67 – 3,1 = 63,9 мм

L_{н загЗ} = 10 – 3,04 = 6,96 мм

 

Сведем все результаты в таблицу

 

Таблица 2 – Расчет припусков, допусков и промежуточных размеров по технологическим операциям

Поверх-ности, пере-ходы	Элементы припуска				2Zmin, мкм	Тi, мкм	Тзаг, мкм	2Zmax, мм	2Zон, мм	Dнi, мм	Dн заг, мм
	Rzi-1, мкм	hi-1, мкм	Δi-1, мкм	εуi, мкм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Прокат горячекатаный
А, Б    1	200		30	520	1500	740	2000	4,24	4,5	61,0	64,5
2	50	50	1,8	31,2	266	-		2,27
Отливка в кокиль
А, Б     1	200	200	150	100	1300	740	1900	3,94	4,2	61,0	64,2
2	50	50	9	6	230	-		3,2
В,Г,Д,Е	200	200	350	120	1740		2500	4,42	4,24		142,2
Ж	200	200	167,5	120	1212,1		1900	3,1	3,1		64
З	200	200	25	120	545		2500	3,04	3,04		7

 

2.2.2 Расчет масс детали  и заготовки

 

Масса фигуры определяется по формуле:

 

         (13)

 

где V – объем описанной фигуры, см³;

γ = 7,85 – плотность стали кг/см³.

 

1. Расчет массы заготовки из  проката

Рисунок 3 – Заготовка из проката

 

кг

2. Вычисляем массу штамповки

Масса заготовки составляет алгебраическую сумму масс всех фигур, из которых состоит заготовка.

Рисунок 4 – Заготовка-штамповка

 

кг

кг

кг

кг

кг

 

m_заг = m₁ + m₂ + m₃ - m₄ + m₅ – 4·m₆       (14)

 

m_заг = 2,23 + 0,02 + 2,39 – 1,62 + 0,104 – 4·0,003 = 3,11 кг

 

2.2.3 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

 

Согласно коэффициенту использования  материала, вариант с отливкой в кокиль использовать экономичнее.

Рассчитаем технологическую стоимость  заготовки из проката по формуле:

 

        (15)

 

где k_ф – коэффициент, учитывающий форму заказа металлопроката. Прокат мерной длины k_ф = 1,06;

С_оп – себестоимость операции правки на штучные заготовки.

 

         (16)

 

где С_пз – часовые приведенные затраты на рабочем месте, С_пз = 16,29 руб/час;

k_вн – коэффициент выполнения норм, k_вн = 1,3;

t_шт – нормы штучного времени на отрезание одной заготовки, t_шт = 0,4 мин

руб

руб

 

Рассчитаем технологическую стоимость заготовки отливки по формуле:

 

(17)

 

где – масса отливки, кг;

 – масса детали, кг;

 – стоимость 1 кг материала, руб;

 – стоимость механической обработки заготовки, руб;

 – стоимость 1 кг.

 

          (18)

 

где С_отл^б – базовая стоимость отливки, С_отл^б = 80 руб;

k_М – коэффициент, учитывающий массу; k_М = 1,18;

k_Т - коэффициент, учитывающий точность; k_Т = 1;

k_В = 0,9 ÷ 0,95 (таб. 22 [13]), принимаем интерполированием k_В = 0,9125;

k_С – коэффициент, учитывающий сложность;

 

          (19)

 

где М_заг – масса заготовки, кг;

М_оп.фиг – масса описанной фигуры, кг.

значит заготовка второй степени  сложности – С₂ из табл. 22 [13], выбираем k_С = 0,83.

k_П – коэффициент, учитывающий; k_П = 1,15 (табл. 23 [13])

руб

руб

 

Годовой экономический эффект:

 

(20)

 

где N = 1500 - годовая программа выпуска детали, шт.

Таким образом, изготовление детали методом проката не рационально и окончательно выбираем заготовку, полученную методом литья кокиль, что значительно уменьшит расход материала и время на механическую обработку.

 

 

2.3 Технические условия на деталь и методы их достижения

 

Точность размера Ø72^+0,03 и шероховатости R_a1,25 достигается точным растачиванием на оправке.

Точность сверления 4х отверстий  Ø13±0,2 достигается сверлением по кондуктору.

Точность резьбовых поверхностей М12-7Н и М10×1 достигается нарезанием метчиком.

Точность размеров и форм остальных поверхностей с шероховатостью R_z40 обеспечивается обработкой на станках с нормальной точностью.

Покрытие обеспечивается химическим оксидированием. Покрытие наружной поверхности обеспечивается нанесением эмали зеленой для предохранения детали от коррозии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Проектирование маршрутного  технологического процесса

 

Таблица 3 – Маршрут обработки стакана верхней опоры

№ оп-ции	Наименование операции, содержание переходов	Эскиз обработки	Станок	Оснастка
1	2	3	4	5
005	Заготовительная
010	Транспортная
015	Токарная с ЧПУ 1.Установить заготовку, закрепить 2.Точить торец предварительно в размер 62,5 3. Точить торец окончательно  в размер 62,1 4.Снять деталь 5.Контроль ОТК		16К20Ф3	Патрон 3х-ку-лач-ковый
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
020	Токарная с ЧПУ 1.Установить, закрепить 2.Подрезать торец предварительно в размер 60,4 3.Расточить отверстие  напроход, выдерживая размер Ø67 4.Расточить отверстие предварительно, выдержать размеры Ø70 и 25 5.Снять 6.Контроль ОТК		16К20Ф3	Патрон 4х-ку-лач-ковый
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
025	Токарная с ЧПУ 1.Установить, закрепить в патроне 2.Расточить отверстие предварительно на глубину 25, выдерживая размеры Ø70 и 10 3.Снять деталь 4.Контроль ОТК		16К20Ф3	Патрон 3х-ку-лач-ковый
030	Токарная с ЧПУ 1.Установить заготовку, закрепить 2.Подрезать торец окончательно, выдерживая  размер 60 с образованием фаски 1×45° 3.Расточить отверстие и выдержать  размер Ø72 с		16К20Ф3	Оправка цанго-вая
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
	образованием фаски 1×45°, выдержать 25 4.Переустановить деталь 5.Расточить отверстие Ø72, выдержать  размер 25 6.Снять деталь 7.Контроль ОТК
035	Фрезерная с ЧПУ 1.Установить и закрепить 2.Фрезеровать  поверхность, выдерживая  размеры 140 и 10×45° 3.Снять деталь 4.Контроль ОТК		6Р13Ф3-01	Оправка
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
040	Сверлильная 1.Установить и закрепить 2.Сверлить 4 отверстия Ø13 выдерживая  размеры 100 3.Снять деталь 4.Контроль ОТК		2Н125	Оправка, кондук-тор для сверле-ния
045	Сверлильная 1.Установить, закрепить 2.Сверлить напроход отверстие Ø5 выдерживая расстояние 10 3.Рассверлить отверстие под  резьбу Ø9,8, выдерживая размер 12 4.Нарезать резьбу М10×1-7Н-9×12 в  отверстии, выдерживая		2Н125	Оправка, кондуктор для сверления  специаль-ный
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
	размер 9 5.Снять  6.Контроль ОТК
050	Сверлильная 1.Установить и закрепить 2.Сверлить отверстие под резьбу  Ø10,5 на глубину 26 3.Зенковать отверстие фаской 1×45° 4.Нарезать резьбу М12-7Н в  размер 11 5.Снять деталь 6.Контроль ОТК		2Н125	Оправ-ка, кондук-тор для сверле-ния специ-альный
055	Зачистная 1.Зачистить заусенцы
060	Контрольная
065	Гальваническая 1.Нанести покрытие химическим  оксидированием
Продолжение таблицы 3
1	2	3	4	5
070	Малярная 1.Нанести эмаль НЦ-132П зеленую, кроме поверхности В

 

 

2.5 Обоснование выбора баз

 

Для точной обработки  заготовки необходимо осуществить  ее правильное расположение по отношению к установкам станка, определяющим траектории движения подачи обрабатывающего инструмента, обеспечить постоянство контакта баз с опорными точками и полную неподвижность заготовки относительно приспособления в процессе ее обработки.

На операции 020 применим четырехкулачковый патрон и упор, которые лишат заготовку 6 степеней свободы.

На операции 015, 025 – трехкулачковый патрон и упор, которые лишат заготовку 5 степеней свободы.

На операции 030 применим цанговую оправку для обеспечения  соосности отверстий и лишим  заготовку 5 степеней свободы.

На операции 035 – оправку, лишая заготовку 4 степеней подвижности.

На операции 040 применим оправку и кондуктор для сверления  отверстий – 6 степеней свободы.

На операциях 045 и 050 применяем  оправку и специальные кондукторы для сверления отверстий, лишая  заготовку 6 степеней подвижности.

 

 

2.6 Выбор технологического оборудования

 

На каждую технологическую  операцию, связанную с механической обработкой выбираем технологическое  оборудование.

На токарные операции 015, 020, 025, 030 выбираем токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3, имеющий следующие технические характеристи-ки.

 

Таблица 4 – Технические характеристики станка 16К20Ф3

Параметр	Значение
1	2
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: над станиной над суппортом	400 220
Наибольший диаметр прутка, проходящего  через отверстие шпинделя	53
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки	1000
Шаг нарезаемой метрической резьбы	до 20
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5 – 2000
Число скоростей шпинделя	22
Наибольшее перемещение суппорта: продольное поперечное	900 250
Подача суппорта, мм/мин (мм/об): продольная поперечная	3 – 1200 1,5 – 600
Число ступеней подач	б/с
Скорость быстрого перемещения  суппорта, мм/мин
Продолжение таблицы 4
1	2
продольного поперечного	4800 2400
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры (без ЧПУ): длина ширина высота	3360 1710 1750
Масса, кг	4000