Процесс изготовления машин или механизмов

Отверстия (Охватывающие поверхности).

 

DО = (DД - 2?Z) ± 2?0,25?ТО=(DД  - 2?Z) ± 0,5 ТО, мм (1.5.3.) ([21], стр.5)

 

Таблица 1.5.3. Размеры обрабатываемого  отверстия, в мм.

DДШероховатость поверхности, RаТОZ0,5?ТОDО = (DД - 2?Z) ± 0,5 ТО Размер  на чертеже отливки67,01,60,81,5±0,467,0-1,5?2=64,0±0,464±0,450,06,30,81,0±0,450,0-1,0?2=48,0±0,448±0,416,06,30,41,0±0,216,0-2,0?2=14±0,214±0,4

Валы (Охватываемые поверхности).

 

DО = (DД + 2?Z) ± 2?0,25?ТО=(DД  + 2?Z) ± 0,5 ТО, мм (1.5.4.) ([21], стр.5)

 

Таблица 1.5.4. Размеры обрабатываемых валов, в мм.

DДШероховатость поверхности, RаТОZ0,5?ТОDО = (DД + 2?Z) ± 0,5 ТО Размер  на чертеже отливки721,60,81,5±0,472,0+1,5?2=75,0±0,475±0,4

Способ №2. Литьё в кокиль.

Точность отливки 9-9-7-3 ГОСТ 26645-85, где:

- класс точности размеров;

- класс точности масс;

- степень коробления;

- ряд припуска на механическую  обработку.

 

Таблица 1.5.5. Размеры необрабатываемых поверхностей, в мм.

LДТО0,5 ?ТОLО= LД ± 0,5 ? ТОРазмер  на чертеже отливки105,02,0±1,0105,0±0,5 ? 2,0=105,0±1,0105±1,047,01,6±0,847,0±0,5 ? 1,6=47,0±0,847±0,848,01,6±0,848,0±0,5 ? 1,6=48,0±0,848±0,8

Таблица 1.5.6. Размеры обрабатываемой плоскости, в мм.

LДШероховатость поверхности, RаТОZ0,5?ТОLО= (LД + Z) ±0,5?ТО Размер  на чертеже отливки24,06,31,21,5±0,624,0+1,5=25,5±0,325,5±0,6115,06,32,01,5±1,0115,0+1,5=116,5±1116,5±162,56,30,41,5±0,262,5+1,5=64,0±0,264±0,260,03,20,42,0±0,260,0+2,0=62,0±0,262±0,238,0 3,21,41,5±0,7 38,0-1,5+2,0=38,5±0,7 38±0,76,31,42,0±0,7129,0 3,22,01,5±1,0 129,0+1,5+2,0=132,5±1,0 132,5±16,32,02,0±1,057,0 6,31,61,5±0,8 57,0-1,0+1,0=57,0±0,8 57±0,86,31,61,5±0,8

Таблица 1.5.7. Размеры обрабатываемого  отверстия, в мм.

DДШероховатость поверхности, RаТОZ0,5?ТОDО = (DД - 2?Z) ± 0,5 ТОРазмер  на чертеже отливки67,01,61,82,3±0,967,0-2,3?2=62,4±0,962,5±0,950,06,31,21,4±0,650,0-1,4?2=47,2±0,647±0,616,06,30,81,1±0,416,0-1,1?2=13,8±0,414±0,4

Таблица 1.5.8. Размеры обрабатываемых валов, в мм.

DДШероховатость поверхности, RаТОZ0,5?ТОDО = (DД + 2?Z) ± 0,5 ТО Размер  на чертеже отливки721,61,82,3±0,972,0+2,3?2=76,6±0,976,5±0,9

Определение коэффициента использования  материала.

Масса заготовки и детали определена с помощью системы  автоматизированного проектирования Компас-3D V9, которая позволяет автоматически  рассчитать электронной массу математической модели с точностью от 6 до 9 знака  после запятой.

Способ №1. Размеры отливок, полученных литьем по выплавляемым моделям, максимально приближены к размерам готовой детали, вследствие чего сокращается  объём механической обработки и  снижается стоимость готового изделия.

 

(1.5.5.) ([11], стр.17)

 

где:

Ки.м. - коэффициент использования  материала;

Mд = 3,91кг - масса детали;

Mз =4,99кг - масса заготовки;

Рисунок 1.5.5. 3D модель заготовки, литой по выплавляемым моделям

 

Способ №2.

,

где:

Ки.м. - коэффициент использования  материала;

Mд =3,91кг - масса детали;

Mз =5,21кг - масса заготовки.

Рисунок 1.5.6. 3D модель заготовки, литой в кокиль.

 

Расчет стоимости заготовки, литой по выплавляемым моделям

 

(1.5.6.) ([5], стр.31)

 

где:

Ci - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб ;

Мз - масса заготовки, кг.;

Мд - масса готовой детали, кг.;

Sотх - цена 1т отходов,  руб. ;

kт - коэффициент, зависящий  от класса точности отливки;с  - коэффициент, зависящий от группы  сложности отливки;в - коэффициент,  зависящий от массы отливки;м  - коэффициент , зависящий от марки  материала;п - коэффициент, зависящий  группы серийности (объёма производства  заготовок) ([5] стр. 33)

Mз= 4,9кг

Мд = 3,9кг

Ci = 160000 руб.

Sотх = 4000 руб. [24]т = 1с  = 1в = 0,50м = 1,04п = 1,23

Расчет стоимости заготовки, литой в кокиль

 

(1.5.7.), ([5], стр.33)

 

гдеCi - базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб ;

Мз - масса заготовки, кг.;

Мд - масса готовой детали, кг.;

Sотх - цена 1т отходов,  руб. ;

kт - коэффициент, зависящий  от класса точности отливкис - коэффициент, зависящий от группы  сложности отливкив - коэффициент,  зависящий от массы отливким - коэффициент , зависящий от марки  материалап - коэффициент, зависящий  группы серийности (объёма производства  заготовок) ([5], стр.36)

Mз= 5,2кг

Мд = 3,9кг

Ci = 29000 руб.]

Sотх = 4000 руб. [24]т = 1с  = 1в = 0,63м = 2,2п = 1

Несмотря на то, что стоимость  заготовки, полученной методом литья  по выплавляемым моделям, выше, чем  стоимость заготовки, литой в  кокиль, выбирается первый способ, поскольку  он увеличивает коэффициент использования  материала. При этом уменьшаются  общие припуски на механическую обработку, а следовательно и межоперационные, что позволяет миновать черновую стадию обработки и таким образом  значительно сократить материальные затраты на оснащение, электроэнергию, оплату труда рабочих.

 

1.6 Маршрут обработки

 

Таблица 1.6. Маршрут обработки.

Содержание операцииОборудованиеПриспособлениеРежущий  инструментМерительный инструментБазовые  поверхности005 Заготовительная Лить заготовку по отдельному процессу ОГМетВыплавляемые  модели----010 Контрольная Контролировать размеры заготовки по чертежуСтол  ОТК--Штангенциркуль ШЦ-I-135-0,1 ГОСТ 166-89 Угломер-015 Токарная. А. Установить и  закрепить заготовку. 1. Подрезать  торец в размер 130h12мм; 2. Расточить  отверстие Ø66Н12мм с подрезкой торца в размер 38Н14мм.Токарный станок CU400Патрон трёхкулачковый с пневмозажимом ГОСТ 2675-80.1. Резец проходной отогнутый Т5К10 ГОСТ 29132-91 2. Резец расточной подрезной Т15К6 ГОСТ 20874-75Штангенциркуль ШЦ-I-135-0,1 ГОСТ 166-89 Поверхность Ø75; упор в торцевую поверхность020 Токарная с ЧПУ. А. Установить и закрепить заготовку. 1. Подрезать торец в размер 129h12мм; 2. Точить Ø73h12мм на длину 47Н14мм; 3. Точить Ø74h14мм с подрезкой торца в размер 57Н14мм; 4. Точить фаску 8х30° на Ø72h9мм; 5. Точить Ø72h9мм на длину 47Н14мм с образованием фаски 1х45°; 6. Расточить отверстие Ø50Н14мм на проход; 7. Точить фаску 2х45° в отверстии Ø50мм.Токарный станок SK50PПатрон трёхкулачковый с пневмозажимом ГОСТ 2675-80.1. Резец подрезной (черновой) Т5К10 ГОСТ 20872-80 2. Резец подрезной (чистовой) Т15К6 ГОСТ 20872-80 3. Резец расточной проходной Т5К10 ГОСТ 20874-75Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 Калибр-скоба 72h9 ГОСТ 18360-93; Образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.Отверстие Ø66; упор в торцевую поверхность025 Токарная. А. Установить и закрепить заготовку. 1. Расточить отверстие Ø67Н9мм на глубину 38Н14мм; 2. Точить торцевую канавку шириной 2,5мм на глубину 4Н14мм; 3. Точить фаску 2х45° в отверстии Ø50мм.Токарный станок CU400Патрон трёхкулачковый с пневмозажимом ГОСТ 2675-80. Втулка разрезная1. Резец расточной подрезной (чистовой) Т15К6 ГОСТ 20874-75 2. Специальный режущий инструмент 3. Резец проходной отогнутый ВК8 ГОСТ 18884-73Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 Калибр-пробка 67Н9 ГОСТ 14812-69; Калибр-пробка 67Н9 ГОСТ 14813-69; Образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.Поверхность Ø72; упор в торцевую поверхность030 Сверлильная. А. Установить и закрепить заготовку. 1.Сверлить последовательно 4 отв. Ø14Н14мм на проход за 2 прохода.Вертикально-сверлильный станок 2Р135Ф2-1Специальное приспособление1.Сверло спиральное Ø14 Р10К5Ф5 ГОСТ 12121-77Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 Поверхность Ø72; торец цилиндрической бобышки; упор от проворота в торец фасонной бобышки035 Слесарная. Зачистить заусенцы, притупить острые кромки.ВерстакТиски Напильник ГОСТ 1465-80--040 Сверлильная с ЧПУ. А. Установить и закрепить заготовку. 1. Зенкеровать отв. Ø16Н14мм на проход. 2. Зенкеровать отв. Ø20Н14мм на глубину 8мм с образованием фаски 2х45°. 3. Зенковать торец в размер 62,5мм. 4. Сверлить последовательно 2 отв. Ø2,5Н14мм на глубину 7мм с образованием фаски 1х45°. 5. Нарезать резьбу М3-7Н последовательно в 2-х отверстиях на глубину 6мм (метчик черновой) 6. Нарезать резьбу М3-7Н последовательно в 2-х отверстиях на глубину 6мм (метчик чистовой)Вертикально-сверлильный станок 2Р135Ф2-1Специальное приспособление1. Зенкер Ø16 Т14К8 ГОСТ 3231-71 2. Специальный режущий инструмент 3. Специальный режущий инструмент 4. Специальный режущий инструмент 5. Метчик М3 ГОСТ 17927-72 (черновой) 6. Метчик М3 ГОСТ 17927-72 (чистовой)Калибр-пробка резьбовая М3-7Н ГОСТ 17756-72 Калибр-пробка резьбовая М3-7Н ГОСТ 17757-72 Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89Отверстие Ø67; отверстие Ø14; упор в торцевую поверхность045 Слесарная. Зачистить заусенцы, притупить острые кромки.ВерстакТискиНапильник ГОСТ 1465-80--050 Фрезерная. А. Установить и закрепить заготовку. 1. Фрезеровать паз шириной 20Н14мм на глубину 47Н14мм за два прохода на проход.Горизонтально-фрезерный станок НГФ-110-Ш4Специальное приспособление1.Фреза дисковая Ø180Т5К10 ГОСТ 5348-69Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89Отверстие Ø67; отверстие Ø14; упор в торцевую поверхность055 Слесарная. Зачистить заусенцы, притупить острые кромки.ВерстакТискиНапильник ГОСТ 1465-80--060 Контрольная. Контролировать размеры детали по чертежу.Стол ОТК--Штангенциркуль ШЦ-I-135-0,1 ГОСТ 166-89; Калибр-пробка 67Н9 ГОСТ 14812-69; Калибр-пробка 67Н9 ГОСТ 14813-69; Калибр-скоба 72h9 ГОСТ 18360-93; Калибр-пробка резьбовая М3-7Н ГОСТ 17756-72; Калибр-пробка резьбовая М3-7Н ГОСТ 17757-72; Образцы шероховатости ГОСТ 9378-93.-

1.6.1 Выбор оборудования  с обоснованием

Учитывая тип производства (среднесерийный), годовую программу  выпуска - 2000 шт., а так же габариты детали выбираю следующее оборудование.

Операция 015. Токарная.

Для подготовки технологических  баз (подрезание торца и расточка отверстия) применяется токарный станок модели CU400.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей  поверхности, а так же его мощностью. Также выбор данного станка связан с его простотой и универсальностью.

Техническая характеристика станка CU400:

-Основные параметры станка:

Наибольший диаметр обработки, мм:

над станиной440

над суппортом230

Высота центров, мм210

Расстояние между центрами, мм1500

Ширина направляющих, мм360

Шпиндель:

Диаметр отверстия шпинделя, мм62

Передняя бабка:

Количество скоростей  шпинделя21

Диапазон оборотов, об./мин20-2000

Мощность главного привода, кВт7,5(11)

Подачи:

Количество подач120

Диапазон продольных подач, мм/об0,039-12

Диапазон поперечных подач, мм/об0,018-6

Шаг нарезаемой метрической  резьбы, мм 0,5-120

Ход салазок, мм:

поперечных250

верхних130

Пиноль:

Диаметр пиноли, мм70

Конус Морзе пиноли, №5

Ход пиноли, мм220

Масса станка, кг2450

Операция 020. Токарная с ЧПУ.

Для чистового наружного  продольного точения, расточки отверстий  и подрезания торцов применяется  токарный станок с ЧПУ модели SK50P .

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, количеством  обрабатывающих инструментов, размерами  рабочей поверхности, а так же мощностью.

Применение станка с ЧПУ  позволит уменьшить долю вспомогательного времени, которое застрачивается на приёмы, связанные с изменением режимов  резания и сменой режущего инструмента, что сократит время на переналадку  оборудования.

Технические характеристики станка SK50P: [26]

- Станочные данные:

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм:

Над станиной 500

Над суппортом280

Расстояние между центрами, мм710/960/1460/1960

Шпиндель:

Частота вращения шпинделя, об/мин21 - 1620

Диаметр проходного отверстия  шпинделя, мм77

Сечение державки резца, мм25х25

Перемещения:

Перемещение по оси X, мм275

Перемещение по оси Z, мм650/900/1400/1900

Скорость перемещения  по оси X, мм/мин12000

Скорость перемещения  по оси Z, мм/мин6000

Задняя бабка:

Внутренний конус Морзе  пиноли задней бабки, № 5

Ход пиноли, мм 150

Поперечное перемещение  пиноли, мм±15

Общая потребляемая мощность, кВт7,5

Система ЧПУ FANUC Di mate

Габаритные размеры, мм 1250x1370x1690

Масса станка, кг2100

Операция 025. Токарная.

Для чистовой расточки отверстия  и выполнения канавки применяется  токарный станок модели CU400.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей  поверхности, а так же его мощностью.

Операция 030. Сверлильная  с ЧПУ.

Для глубокого сверления  сквозных отверстий применяется  вертикально-сверлильный станок с  ЧПУ модели 2Р135Ф2-1.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей  поверхности, а так же его мощностью.

Станок вертикально-сверлильный  с револьверной головкой, крестовым  столом и позиционной системой числового  программного управления предназначен для выполнения сверления, зенкерования, рассверливания, зенкования, цекования, развертывания, нарезания резьбы, легкого  прямолинейного фрезерования.

Применение станка с ЧПУ  позволит уменьшить долю вспомогательного времени, которое застрачивается на приёмы, связанные с изменением режимов  резания и сменой режущего инструмента. Позволит производить обработку  нескольких аналогичных деталей, на одном станке и этим сократит время  на переналадку оборудования.

Технические характеристики станка 2Р135Ф2-1: [26]

Класс точности станка по ГОСТ 8-82 Н

Диаметр сверления, мм 35,00

Рабочая поверхность стола, мм400´710´600

Пределы частот вращения шпинделя, об/мин

мin36,00

мax1600,00

Вылет шпинделя, мм450

Конус Морзе отверстия  шпинделя 4

Число инструментов в револьверной головке6

Мощность двигателя главного движения, кВт 10,00

Габариты станка , мм 1800´2170´2700

Масса станка, кг5390

Модель УЧПУ, установленного на станке 2П32-3

Операция 040. Сверлильная  с ЧПУ.

Применяется вертикально-сверлильный  станок с ЧПУ 2Р135Ф2-1.

Выбор данного станка обусловлен типом производства, характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью.

Операция 050. Фрезерная.

Для фрезерования сквозного  паза применяется горизонтально-фрезерный  станок модели НГФ-110-Ш4.

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей  поверхности, а так же его мощностью.

Технические характеристики станка НГФ-110-Ш4: [26]

Габариты стола, мм400х100

Перемещение стола, мм:

продольное 250

поперечное 85

вертикальное170

Перемещение на одно деление  лимба, мм:

продольное 0,05

поперечное 0,05

вертикально0,25

Расстояние от оси шпинделя до стола, мм30-200

Конус шпинделя Морзе3

Наибольший диаметр фрезы, мм30-110

Частота вращения шпинделя, об/мин125-1250

Электродвигатель, кВт/В0,75-1,1/380

Габариты станка, мм 685 х 640 х 925

Масса станка, кг240

 

1.6.2 Определение технологических  базовых поверхностей и выбор  приспособлений

Технологическими базами называют поверхности, используемые для  определения положения заготовки  или изделия в процессе изготовления.

Базирующие поверхности  определяют положение детали в приспособлении. Они должны обеспечить отсутствие недопустимых деформаций детали, а также простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой, креплением и снятием обрабатываемой детали

При выборе технологических  установочных баз на различном технологическом  оборудовании учитываются допускаемые  отклонения от правильных геометрических форм и взаимного расположения поверхностей указанные на чертеже детали конструктором, а именно - допуск перпендикулярности торцевой поверхности корпуса и  базы Б - центрального отверстия 60мкм.

Для выполнения требований чертежа  соблюдаются основные принципы базирования - постоянства и совмещения конструкторских, технологических и измерительных  баз:

на первой операции за установочную технологическую базу принимается  чёрная база, на последующих операциях - чистые базовые поверхности;

на последующих операциях  совмещаются установочные технологические  базы с конструкторской базой  и измерительной базой;

при обработке детали на различном  технологическом оборудовании по возможности  в качестве установочных технологических  баз применяются одни и те же базовые  поверхности.

Выбор станочных приспособлений на каждую операцию будет зависеть от формы, габаритных размеров и технических  требований, предъявляемых к обрабатываемой детали, типа производства - среднесерийное, модели станка и выбора базовых поверхностей.

Операция 015. Токарная. Токарный станок модели CU400.

Установ А.

Базовые поверхности: чёрная база - диаметр цилиндрической бобышки 75мм, упор в торцевую поверхность  фасонного основания. Подготовка базовых  поверхностей.

Используемое приспособление: трехкулачковый патрон с пневмозажимом  ГОСТ 2675-80.

Операция 020. Токарная с ЧПУ. Токарный станок с ЧПУ модели SK50P.

Установ А.

Базовые поверхности: чистая база - отверстие Ø66Н12мм, упор в чистый торец фасонного основания. Использование чистой базы позволяет произвести обработку наружных поверхностей по 9 квалитету точности.

Используемое приспособление: трехкулачковый патрон с пневмозажимом  ГОСТ 2675-80.

Операция 025. Токарная. Токарный станок модели CU400.

Установ А.

Базовые поверхности: чистая база - диаметр цилиндрической бобышки 72h9мм, упор в чистый торец основания.

Использование чистой базы позволяет  произвести чистовое растачивание отверстия  по 9 квалитету точности. Данное базирование  обеспечивает допуск перпендикулярности торцевой поверхности корпуса и  базы Б - центрального отверстия 60мкм. Соблюдается постоянство базовых  поверхностей с поверхностями, используемыми  в качестве базовых на операции 015 токарной.