Основы технологии машиностроения

 

Операция 020 Токарная

Для токарной операции в качестве оборудования выбираем токарно-копировальный  многорезцевой полуавтомат 1Н713. Этот станок предназначен для черновой и  чистовой обработки по механическому копиру деталей типа тел вращения – валов, колец, фланцев, шестерен – в центрах. патроне и на оправке в условиях серийного, крупносерийного и массового производств. Станок может оснащаться однокоординатной гидрокопировальной следящей системой для обработки конусных и фасонных поверхностей. Может встраиваться в автоматические линии. оснащён взаимозаменяемым, настраиваемым вне станка режущим инструментом. системой кинематического дробления стружки. Технические характеристики полуавтомата приведены в таблице 6.

Таблица 6

Характеристики полуавтомата 1Н713	Численное значение
Цена, руб.	750000
Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм	Над станиной – 400 Над суппортом - 250
Диаметр прутка, проходящего через  шпиндель, мм	60
Наибольшая длина обработки заготовки, мм	500
Частота вращения шпинделя, мин	50…2000
Число ступеней подач суппортов	Продольного (копировального) -13 Поперечного (подрезного) - 12
Подача суппортов, мм/мин	Продольного – 25…400 Поперечного – 25…315
Наибольший продольный ход копировального суппорта, мм	385
Наибольшее поперечное установочное рабочее перемещение суппорта. мм	Копировального – 90; 30 Поперечного - 200
Наибольшее сечение резцов, мм	25 32
Мощность электродвигателя, кВт	17
Габариты станка, мм	2435 1250

 

Операция 025 Накатка рифления

Для операции накатки рифления в качестве оборудования выбираем токарно-копировальный многорезцевой полуавтомат 1Н713.

Операция 035 Круглошлифовальная

В качестве оборудования выбираем круглошлифовальный станок модели 3А110.

Круглошлифовальный станок модели 3А110 является универсальным, предназначен для шлифования цилиндрических и  конических наружных и внутренних, а также торцовых поверхностей деталей. Шлифование изделий может осуществляться в неподвижных центрах, в трёхкулачковом патроне, в цангах. Шлифовальная бабка и бабка изделия выполнены поворотными, внутришлифовальный шпиндель – откидной, на шарнирной оси. Технические характеристики станка круглошлифовального модели 3А110 представлены в таблице 7.

Таблица 7

Характеристики станка 3А110	Численное значение
Цена, руб.	20000
Наибольший обрабатываемый диаметр, мм	140
Наибольшая обрабатываемая длина, мм	180
Рекомендуемый диаметр шлифования, мм	60
Рекомендуемый диаметр шлифуемого отверстия, мм	10…25
Конус Морзе передней бабки	№3
Наибольшие размеры шлифовального  круга, мм	250 20 76
Диаметры шлифовального круга  внутреннего шлифования, мм	8; 10; 20
Частота вращения шпинделя шлифовальной бабки, мин	2450; 2840
Частота вращения внутришлифовального  шпинделя, мин	14000
Частота вращения шпинделя изделия, мин	150…750
Скорость перемещения стола (бесступенчатое регулирование), м/мин	0,1…4
Угол поворота стола, град	10
Угол поворота шлифовальной бабки, град
Наибольшее поперечное перемещение  шлифовальной бабки, мм	0,001…
Поперечная подача шлифовальной бабки  на один ход стола (бесступенчатое регулирование), мм	0,038
Угол поворота передней бабки к  шлифовальному кругу, град	90
Угол поворота передней бабки от круга, град	30
Мощность электродвигателя, кВт	2,7
Габариты станка, мм	1600 1670

 

1.7 Выбор режущего инструмента

 

При разработке технологического процесса механической обработки заготовки  выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров в значительной мере предопределяется методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и качества обрабатываемой поверхности заготовки.

При выборе режущего инструмента  необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но, когда целесообразно, следует применять специальный, комбинированный, фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.

Правильный выбор режущей  части инструмента имеет большое  значение для повышения производительности и снижения себестоимости обработки.

При проектировании технологического процесса механической обработки заготовки  для межоперационного и окончательного контроля обрабатываемых поверхностей необходимо использовать стандартный измерительный инструмент, учитывая тип производства, но вместе с тем, когда целесообразно, следует применять специальный контрольно-измерительный инструмент или контрольно-измерительное приспособление.

Метод контроля должен способствовать повышению производительности труда контролера и станочника, создавать условия для улучшения качества выпускаемой продукции и снижения ее себестоимости. В единичном и серийном производстве обычно применяется универсальные: шкальные измерительные инструменты (штангенциркули, микрометры, угломеры, индикаторы) и бесшкальные – для контроля отклонений размеров, формы, расположения поверхностей (калибры: скоба, пробка).

Контроля точных параметров проводится прямым непосредственным методом  измерения размера детали, величину которого нужно определить. Измерение параметров осуществляется средствами: для измерения отверстий и валов – штангенинструменты, микрометры; линейных размеров – скобы; для контроля отклонений формы и расположения поверхностей – индикаторы часового тела. Для контроля годности размеров – калибры (пробки, скобы, кольца); для измерения шероховатости – наборы эталонов шероховатости.

Выбор режущих инструментов производится в соответствии с разработанным  окончательным вариантом маршрутной технологии.

При фрезеровании торцевых поверхностей применяют торцевую фрезу.

Операция 005 Фрезерно-центровальная

Вспомогательный инструмент – патрон 710-0009 ГОСТ 2675-80, державка специальная, фрезеруем торцы. Измерительный  инструмент – ШЦ – 11 – 160-0-0,05 ГОСТ 166-79.

Операция 010 Токарно-копировальная

392840 – центра вращающиеся А-1 – 4-Н ГОСТ 8742-75; 392150 – резец проходной отогнутый левый с пластинкой Т15Л6; К01-4229-00 ГОСТ 21131-73;

392150 – резец проходной  отогнутый левый Т15К6; К01-4229-000 ГОСТ 21131-73;

392160 – резец канавочный Т15К6; 393110 – калибр-пробка гладкий К01-4112-000 ТУ 2-П35-558-77;

393300 – измерительный  инструмент – штангенциркуль  ШЦ-1-1, 25-0,1 ГОСТ 166-80.

Операция 020 Токарная

392840 – центра вращающиеся А-1 – 4-Н ГОСТ 8742-75; 392160 – резец канавочный Т15К6; 393110 – калибр-пробка гладкий К01-4112-000 ТУ 2-П35-558-77.

Операция 035 Круглошлифовальная

381316 – приспособление  специальное для шлифования; круг ПП-250 20 76; 50 ПС Т15К6 35 м/с ГОСТ 2424-83.

 

1.8 Обоснование выбора технологических баз с расчетами погрешностей базирования и установки

 

Требуемое положение  заготовки в рабочей зоне станка достигается в процессе её установки, включающей базирование и закрепление.

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительной выбранной системы координат.

Закрепление – приложение силы или пары сил к изделию для обеспечения постоянства и неизменности его положения, достигнутого при базировании.

При токарной и круглошлифовальной обработке вал установлен в центрах. Это позволяет исключить погрешность базирования (∆ =0).

Операция 005 Фрезерно-центровальная.

Деталь крепится в  цанговом патроне.

Чтобы осуществить обработку  заготовки на станке, её необходимо закрепить на нём,  предварительно выбрав базы. Под базированием понимают придание заготовке требуемого положения относительно станка и инструмента.

Погрешность установки  определяется по формуле:

,

где - погрешность базирования; - погрешность закрепления заготовки; - погрешность изготовления и износа опорных элементов приспособлений. Погрешность базирования = 0, так как измерительная база совпадает с установочной.

Направления смещения заготовки: радиальное 50 мкм, осевое 30 мкм.  

Операция 020 Токарная

Деталь устанавливается  во вращающихся центрах (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Деталь во вращающихся центрах

 

Погрешность базирования  = 0.

Погрешность установки = 0,03

Операция 025 Накатка рифления

Деталь устанавливается  в цанговый патрон (рисунок 3).

 

Рисунок 3 – Деталь в цанговом патроне

 

Погрешность базирования  определяем по формуле:

,

где - отклонение от перпендикулярности базовых поверхностей к обрабатываемой поверхности.

= 2 мм;

 мм.

Операция 035 Круглошлифовальная

Деталь устанавливается  во вращающихся центрах (рисунок 2).

Погрешность базирования  = 0.

Погрешность установки  = 0,03

Для ориентации заготовки при обработке детали определённые её поверхности соединяются с поверхностями деталей технологической оснастки. Поверхности, принадлежащие заготовке или изделию и используемые при базировании, называются базами. Базы бывают следующих типов:

1. Конструкторские – для определения положения детали или сборочной единицы в изделии;

2. Технологические - для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте;

3. Измерительные – для определения положения средств измерения при контроле расположения поверхностей заготовки или элементов изделия.

Для полной ориентации предмета производства принято использовать несколько баз. Схему расположения опорных точек на базах называют схемой базирования.

Основные принципы базирования  заготовок:

1. При высоких требованиях  к точности обработки нужно  выбрать такую схему базирования,  которая обеспечивает наименьшую погрешность установки;

2. Для повышения точности  детали и собранных узлов необходимо  применять принцип совмещения баз – совмещение технологических, измерительных и конструкционных баз;

3. Целесообразно соблюдать  принцип постоянства базы. При  перемене баз в ходе технологического процесса точность обработки снижается из-за погрешности взаимного расположения новых и применявшихся ранее технологических баз.

При неоднократном базировании  заготовок происходит изнашивание  и 

смятие поверхностей, используемых в качестве баз. Смещение заготовки, связанное с этим явлением, учитывают при расчёте погрешности установки.

 

1.9 Определение припусков расчетно-аналитическим методом

 

На одну поверхность  припуск определяем расчетно-аналитическим  методом, на остальные по ГОСТ 7505-89.

Рассчитываем припуск  на размер Æ6,55h10 мм

План обработки:

1. Черновое точение
2. Чистовое точение
3. Шлифование

Обтачивание и шлифование производится в центрах, следовательно, отклонения расположения поверхностей равно:

,

где

 мм;

 мкм = 0,372 мм;

Допуск на поверхности, используемые в качестве базовых на фрезерно-центровальной операции, определяем по ГОСТ 7505-89:

Остаточная величина пространственных отклонений:

    После черновой  обработки

 мкм.

    После чистовой  обработки

 мкм.

Расчет минимальных  значений припусков производим по формуле:

   Минимальный припуск:

- под предварительное  обтачивание:

 мкм;

- под окончательное  обтачивание:

 мкм;

- под шлифование:

 мкм.

Полученные данные заносим  в таблицу 8 .

Таблица 8

Технологичес-кие переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм			Расчет-ный при-пуск 2Zmin	Расчет-ный размер dр, мм	Допуск d, мкм	Предельный  размер, мм		Предельные  значения припусков, мкм
	Rz	T	r				dmin	dmax	2Zmin	2Zmax
Заготовка	150	150	736		9,056	1600	8,34	10,34
Обтачивание предварительное	50	50	44	2*1036	6,966	160	6,98	7,14	2920	3872
Обтачивание окончательное	30	30	36	2*144	6,61	80	6,68	6,76	306	466
Шлифование	10	20	29	2*59	6,492	58	6,49	6,55	186	208