Проект технологического процесса изготовления детали «Вал»

В процессе обработки  детали соблюдается принцип постоянства  баз, на всех основных технологических  операциях необходимо использовать в качестве технологических баз одни и те же поверхности заготовки.

Принцип постоянства  баз способствует повышению точности взаимного расположения поверхности  детали. Соблюдение принципа постоянства  баз повышает однотипность приспособлений и схем обработки, что особенно важно  при автоматизации обработки. При выборе баз используется удобство и снятие заготовки, а так же надежность и удобство её закрепления в выбранных местах зажима, возможность подвода режущего инструмента с различных сторон заготовки.

Для детали вал на первой операции базовой поверхностью является наружная необработанная поверхность, далее базовой поверхностью является ось вала. Исходя из этого выбираю базы для каждой операции, которые сведены в таблицу 3.

 

Таблица 4 - Выбор баз и методов обработки, разработка технологического маршрута обработки деталей.

Номер операции	Заготовка
005	Прокат
010	Токарная предварительная Токарная (черновая): выполняется  за два установа на универсальном  токарно - винторезном станке. Установ А: сверлить, нарезать резьбу М10 ок-но, снять фаску уг.60 Точить ф37,29, 30с припуском под чистовое точение. Установ В: точить поверхность ф37, 24, 25с припуском под чистовое точение. Технологическая база наружный диаметр,  торец.
020	Токарная чистовая. Токарная (чистовая): в центрах на универсальном токарно - винторезном станке. Точить поверхность Ф37,25,30 с припуском под шлифование, остальное окончательно. Технологическая база центровые оверстия.
025	контрольная
030	Фрезерная 1. Фрезерование шлиц на – шлице-фрезерном станке 5350. Технологическая база центровые отверстия, наружний диаметр.
035	Термообработка Закалка объемная до твердости  по HRC 47…51.
040	Шлифовальная Шлифование поверхностей Ф37,25,30 на круглошлифовальном станке 3Е12. Технологическая база наружный диаметр, центровое оверстие.
045	Контрольная Контрольный стенд Окончательный контроль ОТК. Проверить размеры.

1.8 Составление  плана обработки

Таблица 4

Номер операции	Название и переходы операции
	Типовой технологический  процесс
Заготовка	Прокат
005	Заготовительная Резка заготовки на отрезном станке
010	Токарная предварительная Токарная (черновая): выполняется  за два установа на универсальном  токарно - винторезном станке 16К20. Установ А: Точить поверхности  с припуском под чистовое точение. Установ В: точить поверхность  с припуском под чистовое точение.
020	Токарная чистовая Токарная (чистовая): выполняется  за один установ на универсальном токарно - винторезном станке 16К20. Точить поверхность  с припуском под шлифование.
025	контрольная
030	Фрезерная 1. Фрезерование шлиц на шлице-фрезерном станке 5350.
035	Термообработка Закалка объемная до достижения заданной прочности
040	Шлифовальная Шлифование поверхностей на круглошлифовальном станке 3Е12
045	Контрольная Контрольный стенд

 

1.9 Выбор оборудования

 

При выборе металлорежущего станка в первую очередь обращают внимание на возможность закрепления заготовки. Смотрят параметры: наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, расстояние между центрами, анализируют мощность станка. Необходимо выбирать станки с большим диапазоном числа ступеней подач и частоты вращения.

1. Для токарной операции выбрал станок марки 16К20 с ручным управлением. Характеристики станка:

Ǿ обрабатываемой заготовки, мм: до 200

Длина обрабатываемой заготовки, мм: до 600

Частота вращения шпинделя, об/мин: 70…3500

Мощность станка, кВт: 10

Габаритные размеры, мм: 1380х730

2. Для фрезеровальной операции выбрал шлицефрезерный станок марки : 5350 с характеристиками:

Ǿ обрабатываемой заготовки, мм: 500

Длина обрабатываемой заготовки, мм: 750

Число скоростей: 18

Частота вращения шпинделя, об/мин: 80…250 об/мин

Мощность двигателя, кВт: 6,5

Масса, т: 3,9

Габаритные размеры, мм: 1550х1650

3. Для шлифовальных операций выбрал станок марки 3Е12 с характеристиками:

Наибольшие размеры  обрабатываемой заготовки, мм: Ǿ = 200

Частота вращения, об/мин: 78…780

Наибольшая длинна обрабатываемой заготовки, мм: 600

Мощность электродвигателя: 5,5

 

1.10 Выбор приспособления

 

Приспособления нужны  для того, чтобы закрепить деталь на станке, придав ей требуемое положение: патроны трех и четырех кулачковые, различные станочные тески, центра, хомутики.

1. Для токарной операции выбрал станок марки 16К20 с ручным управлением.

Приспособления: патроны  ГОСТ 267580.

2. Для фрезеровальной операции выбрал шлицефрезерный станок марки : 5350

Приспособления: упорные центры ГОСТ 14952-75, хомутки, патроны поводковые.

3. Для шлифовальных операций выбрал станок марки 3Е12

Приспособления: упорные  центры ГОСТ 14952-75, хомутки, патроны поводковые.

1.11 Выбор режущего  инструмента

Режущий: резцы, фрезы, сверла.

1. Для токарной операции

Режущий инструмент: для  обработки цилиндрических поверхностей проходные резцы–прямые или отогнутые (они более универсальные, их применяют при точении напроход и для обработки фасок), сверло, метчик, зенковка, центровочное сверло.

2. Для фрезеровальной операции

Модульная фреза  Р6М5

3. Для шлифовальных операций

инструмент режущий: круг прямого профиля ГОСТ 2424-83.

 

1.12 Выбор средств контроля

 

Инструмент бывает режущий  и мерительный.

Мерительный: штангенциркуль, микрометр, скобы и т.д. 1.

1. Для токарной операции

Средства измерения: штангенциркуль, калибр–скобы, образцы шероховатости, калибр резьбовой, калибр-пробка.

2. Для фрезеровальной операции

Средства измерения: шаблон профильный.

3. Для шлифовальных операций

Средства измерения: микрометр.

 

1.13 Расчет режимов резания аналитическим методом

 

При назначении элементов  режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и  состояние оборудования.

В  связи с отсутствием  расчета режимов резания в  базовом технологическом процессе, производим расчет режимов резания  измененных операций.

 

Операция 010:

Сверление размер Ø  8,5 мм  и нарезание метрической резьбы М10×1.5

Глубина сверления t = 11 мм

Подача S = 0.7 мм/об

Скорость резания:

;

Сv = 25.3; g = 0.25; y = 0.4; m = 0.125; T = 60; Kv = 1.

Частота вращения:

Крутящий момент

См = 0.021; g = 2.0; у = 0.8

Сила резания

;

Сp = 42.7; у = 0.8; g = 1.0; Kp = 1.

Мощность резания

Машинное время

Нарезание резьбы на поверхности в размер М10×1.5 мм

Глубина сверления t = 11 мм

Подача S = 1.5 мм/об

Скорость резания:

;

Сv = 64.8; g = 1.2; y = 0.5; m = 0.9; T = 90; Kv = 1.

Частота вращения:

Крутящий момент

См = 0.027; g = 1.4; у = 1.5

Мощность резания

Машинное время

Точить  поверхность  ø38мм,  ø26мм,  ø31мм,  ø29мм,  ø24мм 

Глубина точения  t = 1,5 мм

Подача S = 0.3 мм/об

Скорость резания:

;

Сv = 420; x = 0.15; y = 0.20; m = 0.20; T = 60 мин;

Kv = Кмv * Кnv * Кuv.

Кмv = 0.5; Кnv = 0.8; Кuv = 1.15

Kv = 0.5 * 0.8 * 1.15 = 0.46

Сила резания

;

Сp = 300; x = 1.0; y = 0.75; n = -0.15; Kp = 1.

Мощность резания

Частота вращения:

По паспарту станка

По паспарту станка

По паспарту станка

По паспарту станка

По паспарту станка

Машинное время

Операция 020:

Точить  поверхность  ø37,5мм,  ø25,5мм,  ø30,5мм.

Глубина точения  t = 0,5 мм

Подача S = 0.3 мм/об

Скорость резания:

;

Сv = 420; x = 0.15; y = 0.20; m = 0.20; T = 60 мин;

Kv = Кмv * Кnv * Кuv.

Кмv = 0.5; Кnv = 0.8; Кuv = 1.15

Kv = 0.5 * 0.8 * 1.15 = 0.46

Сила резания

;

Сp = 300; x = 1.0; y = 0.75; n = -0.15; Kp = 1.

Мощность резания

Частота вращения:

По паспарту станка

По паспарту станка

По паспарту

Машинное время

 

Операция 030

Фрезерование  шлиц, шлицевая фреза Р6М5 Ф30мм

Глубина фрезерования t = 6,4мм (окончательно)

Ширина фрезерования В = 229 мм

Подача S_z = 0.03 мм/об

S₀ = S_z × Z = 0.03 × 3 = 0.09 мм/об

Скорость резания:

;

Сv = 46.7; g = 0.45; x = 0.5; y = 0.5; u = 0.1; p = 0.1; m = 0.33; T = 80; Kv = 1.

Частота вращения:

Сила резания

;

Сp = 68.2; x = 0.86; y = 0.72; u = 1.0; g = 0.86; w = 0; n = 1.0; Kmp = 1.

Крутящий момент

Мощность резания

Машинное время

Операция 040

Круглое шлифование поверхностей ø37мм,  ø25мм,  ø30мм

По табл.55 [12] определяем

Vк = 35 м/с; Vз = 15 м/с; t = 0.01 мм; S = 0.7

N = C_N * V

* t^x * S^y * d^g

N = 0.3 * 15^0.3 * 0.01^0.35 * 0.7^0.4 * 158^0.3 = 0.57 кВт

 

1.14  Расчет норм времени

        Вспомогательное время определяется  по элементам [13]:

а) вспомогательное время на установку  и снятие детали: t_в.у. = 0.2 мин;

б) вспомогательное время, связанное  с переходами: t_в.пер. = 0.09 мин

в) вспомогательное время, связанное  с переходом на приемы, не вошедшие в комплекс, т.е. время на управление: t_в.упр. = 0.035 мин;

г) вспомогательное время на контрольные  измерения: t_в.изм. = 0.2 мин.

       Общее вспомогательное  время на операцию универсального  оборудования:

Т_в1. = t_в.у.1 + t_в.пер1. + t_в.упр1. + t_в.изм.1 = 0.5 мин               

а оперативное время                               Т_ОП = Т_о + Т_в                                        

       Время  на обслуживание рабочего места  (t_об = 4%)

;         

       Время  перерывов на отдых и личные  надобности (t_о.л.н. = 4%)

;                       

       Норма  штучного времени определяется  по формуле:

;                           

       Подготовительно-  заключительное время на партию:

а) на наладку станка, приспособления и инструмента – 13 мин;

б) на получение инструмента  и приспособления до начала и сдачу  их после окончания работы – 5 мин.

Итого : Т_п.з1. = 13 + 5 = 18 мин-  для универсального оборудования;

    

       Штучно  – калькуляционное время на  операцию определяется по формуле:

;                      

 

операция 010:

Т_ОП = Т_о + Т_в = 3,66+0,5=4,16 мин;

Т_об = 4,16* 0.04 = 0,16 мин;

Т_олн =4,16* 0.04 =0,16мин;

= ;

=

операция 020:

Т_ОП = Т_о + Т_в = 1,27+0,5=1,77 мин;

Т_об = 1,77* 0.04 = 0,07 мин;

Т_олн =1,77* 0.04 =0,07мин;

= ;

=

операция 030:

Т_ОП = Т_о + Т_в = 25,52+0,5=26,02мин;

Т_об = 26,02* 0.04 =1,04 мин;

Т_олн =26,02* 0.04 =1,04 мин;

= ;

=

Операция 040:

Т_о = 2.5 * l * 10^-3 = 2.5 * 71.2 * 10^-3 = 2.6

Т_ОП = Т_о + Т_в = 2.6 + 1.52 = 4.12 мин;

Т_об = 4.12 * 0.04 = 0.2 мин;

Т_олн = 4.12 * 0.04 = 0.2 мин;

= ;

=

 

1.15 Производственная санитария и техника безопасности на данном производстве

 

       Деятельность  любого промышленного предприятия  не может быть безотходной  и приводит к загрязнению атмосферного  воздуха, водоемов и почвы.  Источниками загрязнения атмосферного  воздуха является оборудование промышленных предприятий. Источником загрязнения водоемов являются производственные, бытовые и дождевые сточные воды. Источником загрязнения почвы являются отходы пяти классов опасности, образующиеся в результате производства и потребления, а также проливы нефтепродуктов, растворителей, красок, растворов гальванических производств и т.д.

       Отходы  производства и потребления (остатки  сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов), образовавшихся  в процессе производства и потребления подразделяются:

       По  классам опасности:

       - чрезвычайно  опасные;

       - высокоопасные;

       - умеренно  опасные;

       - малоопасные;

       - практически  неопасные.

       По  видам:

       - бытовые;

       - пищевые;

       - биологические;

       - химические  и т.д.

       По  видам опасности:

       - пожаро- и взрывоопасные;

       - горючие;

       - радиоактивные;

       - химические  реакционно-способные;

       - коррозионно-активные;

       - опасные  по степени воздействия на человека.

       По  способам удаления отходов:

       - захоронения;

       - переработка;

       - хранение.

       В  процессе изготовления детали  типа « корпус редуктора» возникают  следующие отходы:

       - стружка;

       - СОЖ.

       А  также возникают следующие вторичные отходы:

       - отработанное  масло;