Разработка технологического процесса изготовления детали "Стакан"

Требования по качеству поверхностей не высоки и поэтому деталь не требует специальных методов обработки. Обработку всех поверхностей вращения и торцевых поверхностей можно выполнить на токарном станке с ЧПУ.

Определение характера производства

Рассчитаем массу детали:

= =0,429 (кг),

Рис. 1

где =2,8 - плотность Сплав АМг6, г/см3; V - объем детали, мм3

Vдет == 3.1449226 = 196017 мм3

V1 ==3.1422103 = 376 мм3

V2 = 3.1410220+3.146211=7523 мм3

V3 = 3.14424 = 200 мм3

V4,5 = 3.1445019 = 26847 мм3

V 6 = 3.146,9226 = 3886мм3

V 7,8 = 3.142554+3.141994 = 3717 мм3

V = 196017 - 376 + 7523 + 200 + 26847+3886 + 3717 = 153,4мм3

При годовой программе выпуска деталей 2500 шт. в год и весе детали 0,429 кг определяем тип производства - среднесерийное.

2. Определим размер партии деталей запускаемых в производство одновременно, по формуле:

n=(tЧN)/253=(152500)/253=148 шт.:

где N - годовой выпуск деталей = 2500 шт.;

t = 15 - норма запаса деталей (дней) для хранения на складе готовых деталей в ожидании сборки (для среднесерийного производства);

253 - число рабочих дней в году.

Полученный результат округляем до величины (N/12=208) кратной месячному выпуску деталей для обеспечения ритмичности работы.

Принимаем размер партии n = 208 шт.

3. Выбираем вид и способ получения заготовки.

Исходные данные:

- Материал - Сплав АМг6 (нетермообрабатываемый).

- Наибольший габаритный размер детали - 98 мм.

- Принимаем группу сложности отливки - средняя.

- Технологический процесс - литьё в кокиль без песчаных стержней.

Разработаем маршрутный технологический процесс изготовления детали «Стакан», который представим в виде таблицы:

Маршрутный технологический процесс обработки детали «Стакан»

В соответствии с исходными данными по таблице 9[5] находим, что ожидаемый класс размерной точности отливки изменяется в пределах 5-9.

С учётом примечаний к таблице, принимаем 7-й класс размерной точности отливки.

В зависимости от отношения наименьшего размера отливки (высоты = 26 мм) к наибольшему размеру (диаметр = 98 мм), 26/98 = 0,26 табл. 10[5], степень коробления отливки изменяется в пределах 1ч4. С учётом примечания к таблице принимаем 3-ю степень коробления отливки.

В соответствии с исходными данными по табл. 11[5], находим, что степень точности поверхности отливки находится в пределах 4-9.

С учётом примечаний к таблице принимаем 7 степень точности поверхности отливки (4+9)/2 = 7.

В соответствии с исходными данными по табл.13[5], находим, что класс точности массы отливки изменяется в пределах 3-10, с учётом примечаний к таблице, принимаем 8 класс точности массы отливки, среднее значение - 7).

Определим допуск смещения отливки по плоскости разъёма, для чего определим номинальный размер наиболее тонкой из стенок, выходящих на разъём (или пересекающих его). В нашем случае он равен (74-70)/2 = 2 мм.

По табл.14[5] для размера 2 мм и 7 класса размерной точности допуск на смещение равен 0,5 мм.

На чертеже отливки, в технических требованиях, укажем нормы точности отливки условным обозначением:

Точность отливки 7-3-7-7 см 0,5 ГОСТ26645-85.

Определим ряд припуска на обработку отливки, зависящий от:

- степени точности поверхности обработки - 7

- материала - Сплав АМг6

- типа производства - среднесерийное

По табл. 3.4[7], по указанным данным исходный ряд припусков на обработку находится в пределах 2-5. С учётом примечаний к таблице принимаем 3-й ряд припуска.

Вид окончательной обработки поверхности определяется в зависимости от соотношения между допуском размера детали и допуском размера отливки (ITд/ITз) и размера от базы обработки до обрабатываемой поверхности.

Заполним графы 1 и 2 и «Сводной таблицы расчёта элементов отливки», далее по тексту «таблица»:

- в графу 1 внесём все размеры с чертежа детали, на которые следует рассчитать припуск и допуск для разработки чертежа отливки;

- в графу 2 внесём допуск размера детали.

Определим допуски на размеры отливки по таблице 3.5 [7] или табл.14 [5] для 7 класса размерной точности. Определяем величину допуска для каждого размера, найденные величины заносим в графу 3 таблицы.

Определим вид окончательной обработки, для чего определим для каждой поверхности отношение допуска размера детали к допуску размера отливки (значение графы 2 таблицы делим на значение графы 3 таблицы, результат заносим в графу 4 таблицы).

для ш98 - 0,87/1,1 = 0,79

для ш12 - 0,018/0,7 = 0,025

для ш78 - 0,019/1,1 = 0,017

для ш74 - 0,87/1,6 = 0,544

для 24- 0,52/0,8 = 0,65

Из таблицы 3.10 [7] по допуску на размер отливки и отношению допуска размера детали к допуску размера отливки определяем вид окончательной обработки для каждой поверхности детали.

Примечание.

1. Найденный по таблице 3.10 [7] вид окончательной механической обработки необходимо уточнить по таблице 3 Приложения 4 или по табл. 5.13 [1], так как в чертежах деталей есть поверхности с низкой точностью размеров (IT10чIT16), но высокой чистотой обработки.

В нашем примере по таблице 3.10 [7], вид окончательной механической обработки:

- для размера ш12H7(+0,018) - Тонкая

- для ш78 H6(+0,019) - Тонкая

С учётом данного примечания, заполняем графы 5 и 7 таблицы.

Определяем припуск на каждую поверхность отливки.

По таблице 3.14. [7] или табл.40 [5], для 3-го ряда припуска и общим допуском с учётом указаний изложенных на стр.60 [7] (припуски на поверхности вращения и противоположные поверхности берутся по половинному допуску), то есть для ш98, ш22, ш12, ш78, ш74 припуск назначаем по половинному допуску:

для ш98 по допуску 1,1/2 = 0,55 мм, припуск = 0,7 мм.

для ш 22 по допуску 0,8/2 = 0,4 мм, припуск = 0,6 мм.

для ш78 по допуску 1,1/2 = 0,55 мм, припуск = 0,7 мм.

для ш74 по допуску 1,1/2 = 0,55 мм, припуск = 0,7 мм.

для ш12 по допуску 0,7/2 = 0,35 мм, припуск = 0,8мм.

для размера 24 по допуску 0,8 мм, припуск = 0,9 мм.

Определённые припуски (на сторону) заносим в графу 6 таблицы. Общие допуски на каждый размер заготовки заносим в графу 9 таблицы.

Примечание:

При расчёте общего припуска на размер необходимо учитывать:

1. Величину смещения отливки по плоскости разъёма.При определении влияния допуска смещения на элементы отливки необходимо учитывать исходные базы и поверхности, обрабатываемые на первой операции механической обработки.

2. Если отливка выполняется в форме с песчаными стержнями, необходимо выявить элементы отливки, на которые действуют допуски смещения от перекоса стержня и смещения полуформ, необходимо найти эти допуски и учесть в припусках элементов отливки, на которые они влияют.

3. При расчете припуска на размеры заготовки, необходимо провести анализ каждого размера детали, переносимого на чертёж заготовки, с целью выявления размеров, на которые припуск не назначается, а назначается лишь допуск.

Из таблицы 3.14 [7] для каждой поверхности внесём в графу 8 таблицы припуск на сторону для каждого вида обработки:

Односторонний припуск на обработку: ш12H7(+0,018)

- Черновую - 0,5 мм.

- Получистовую - 0,7-0,5 = 0,2 мм.

- Чистовую - 0,8-0,7 = 0,1 мм.

- Тонкую - 0,9-0,8 = 0,1 мм.

ш78 H6(+0,019)

- Черновую - 0,7 мм.

- Получистовую - 0,9-0,7 = 0,2 мм.

- Чистовую - 1,0-0,9 = 0,1 мм.

- Тонкую - 1,1-1,0 = 0,1 мм.

Припуски на размеры детали будут иметь следующий вид:

- для ш98 припуск - 1,4 мм;

- для ш22 припуск - 1,2 мм;

- для ш12 припуск - 1,8 мм;

- для ш78 припуск - 2,2 мм;

- для ш74припуск - 1,4 мм;

- для размера 24 на чертеже припуск не назначаем.

Найденные общие припуски внесём в графу 9 таблицы.

Чертёж отливки (см. Приложение 1)

На чертеже отливки указываем:

- исполнительные размеры с симметричным расположением полей допусков (исполнительный размер получим суммируя размер детали (графа 1 таблицы) с припуском на размер детали (графа 9 таблицы));

- точность отливки;

- литейные уклоны ([5, стр.213, табл.5]);

- литейные радиусы;

- величину смещения 0,5 мм;

- шероховатость поверхности для 8-й степени точности поверхности отливки не более 10 мкм ([7, табл.3.8]) отсюда 4*10= 40 мкм (табл.2, методических указаний).

Допуск круглости ш98, ш78 и ш74 не должен превышать допуска на размер заготовки 7-го класса размерной точности ([7, табл.3.5]):

Допуск неплоскостности торцов отливки найдём по таблице 3.6 [7], для чего, по табл. 3.9 [7], найдём степень коробления отливки, при отношении высоты отливки 26 мм к диаметру ш98 мм равному 0,26, для многократной формы, степень коробления лежит в пределах 1-4 степени. Принимаем 3-ю степень коробления. По таблице 3.6 [7], допуск неплоскостности торцов для 3-й степени коробления равен 0,24 мм.

Для отверстия Ш 78H6(+0,019)произведем расчет припуска и предельных размеров по технологическим переходам расчетно-аналитическим методом.

Устанавливаем следующий маршрут обработки отверстия Ш 78H6(+0,019)

(см. [7, стр. 22-23, табл.2.3]):

Черновое растачивание-13 квалитет

Чистовое растачивание-10 квалитет

Вся указанная обработка выполняется с установкой заготовки в трехкулачковом патроне

Примечание:

Точность обработки наружных поверхностей (см. [7, стр.17-18, табл.2.1])

Точность обработки линейных размеров (см. [7, стр.18-19, табл.2.2]) Свободная таблица расчетов элементов отливки. для ш78 - 0,74/2,2 = 0,336

Примечание: *- припуск определен по половинному допуску отливки.

Заносим маршрут обработки в графу 1 (см. табл.3 методических указаний).

Данные для заполнения граф 2, 3, 13 таблицы берем для:

отливки при литье в кокиль ([5, стр.329, табл.7]) квалитет 14-15 принимаем - 15 квалитет,

Rz =200мкм; h=100мкм,

чернового растачивания ([7, стр.25, табл.2.13]) Rz =100мкм; h=50мкм,

получистовое растачивания ([7, стр.25, табл.2.13]) Rz =80мкм; h=50мкм,

чистовое растачивания ([7, стр.25, табл.2.13]) Rz =20мкм; h=20мкм,

По размеру отверстия(Ш 78мм) и квалитету (Н6) по ([5, стр.341,табл.32], или [7, стр.21,табл.2.4]),определим величину допуска Td для каждого способа обработки, полученные значения занесём в графу 8 таблицы.

Расчет отклонений расположения поверхностей

(По таблице 2,14 [7, стр. 27] (рисунок 3))

Ранее найден допуск смещения отливки по плоскости разъема = 0,5 мм. = 500 мкм.

Коробление отливки определяем используя табл. 2.26 [7, стр. 32]

Для корпусных деталей коробление составляет 0,7 ч 1,0 мкм на 1 мм длины.

Принимаем ?Кy = 0,8 мкм на 1 мм длины

Длина детали L =26 мм, тогда

?Кор = ?Ку • L = 0,8 • 26 = 20,8 мкм.

Отклонение расположения Ш 78 отливки

Заносим в графу 4 табл.

Величину остаточных пространственных отклонений для технологических переходов определяем по формуле: (Выражение 2.2 [7]). где Кy - коэффициент уточнения

([7, стр. 33, табл. 2.27])

Для чернового растачивания Ку = 0,06

= • 0,06 = 30,02 ? 30мкм.

Получистовая Ку = 0,05

= 30 • 0,05 = 1,5 мкм.

Чистовая Kу = 0,04

= 1,5 • 0,04 = 0,06 мкм.

Полученные результаты заносим в графу 6 таблицы округлив до десятых долей.

Погрешности базирования определяем по ([7, стр.39 ч 41, табл. 2.34]) для самоцентрирующего патрона с упором = 0

Заносим в графу 5 таблицы.

Расчет минимальных припусков на диаметральные размеры для каждого перехода производим по уравнению(9): (при =0)

Черновое точение:

2Z1min=2 (200 + 100 + ) = 2 • 800,4 = 1600 мкм.

Получистовое:

2Z2min =2(100 + 100 + 30) = 2 • 460 = 920мкм.

Чистовое:

2Z2min =2(80 + 50 + 1.5) = 2 • 320 = 263мкм.

Полученные результаты заносим в графу 6 таблицы (округляем до целого значения).

Расчет наибольших размеров отверстия по технологическим переходам для предшествующего перехода производим вычитая из значений наибольших предельных размеров отверстия выполняемого технологического перехода. Величина припуска на выполняемый переход:

Di-1max = Di max - 2zi min

Di=3 max = Dном + Td (допуск на окончательный размер отверстия).

Di=3 max = 80 + 0,03 = 80,03 мм

Di=2 max = Dном + Td

Di=2 max = 80 + 0,019 = 80,019 мм

Di=1 max = 80,019 - 0,32 = 79,699 мм

Dзагmax = 79,699 - 1,6 = 78,099 мм

Наибольшие расчетные размеры заносим в графу 7 таблицы. Наибольшие предельные размеры округленные заносим в графу 9.

Затем определяем наименьшие предельные размеры по перехода.

= (из “7” вычитаем “8”)

Dmin 2 = 80,019- 0,019 = 80 мм.

Dmin 3 = 80,03- 0,03 = 80 мм

Dmin 1 = 80- 0,460 = 79,54 мм.

Dmin заг = 78,099- 1,20 = 76,899 мм.

Округленные результаты расчетов вносим в графу 10.

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вычитая соответственно значения наименьших и наибольших предельных размеров, соответствующих выполняемому и предшествующему технологическим переходам:

2zi max = di min - di-1min

2zi mix = di man - di-1man

Минимальные припуски (2zmin)

і = 3 80,03 - 79,8= 0,23 мм.

І = 2 80,01- 79,699= 0,31 мм.

і = 1 79,699- 78,099= 1,6 мм.

Результаты заносим в графу 12 таблицы.

Максимальные припуски

і = 3 80 - 79,54= 0,46 мм

І = 2 80 - 79,54= 0,46 мм.

і = 1 79,54 - 76,899= 2,641 мм.

Результат расчета заносим в графу 11 таблицы.

Расчеты общих припусков производим по уравнениям:

- наибольшего припуска (12)

z0max = Z0max= 2,641+ 0,46 = 3,101 мм.

- наименьшего припуска (14)

z0mix = = 1,6+ 0,32 = 1,92 мм.

Проверку правильности расчетов проводим по уравнению (14)

z0max - z0mix = 3,101 - 1,92 = 1,181 мм = T3 -Tg= 1,2 - 0,019 = 1,181 мм

Расчет режимов резания для подрезки торца

Операция токарная 005 переход 1

1) Подача S [мм/об]

Для сплава АМг6, максимальном диаметре детали 98 мм, при глубине резания t = 0,7 мм, размерах державки резца 16 х 25 мм подачи будет равна s = 1,44 (мм/об).([2], стр364, табл11)

2) Скорость резания Vрез [м/мин]

Т [мин] ? период стойкости режущего инструмента. Т находится в диапазоне от 30 до 60 минут. Принимаем Т = 60 мин. Материал режущей части - P6M5. Следовательно:

CV = 328; y = 0,5; m = 0,28; x = 0,12.([2], стр367, табл17)

Kv = KmvKпvKиvKтvKuvKrv

KMV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, KПV - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки, KИV - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента. Т.к. материал заготовки ? сталь, следовательно

Так как В больше, чем 450 МПа. (В = 600 МПа), . Следовательно, КГ = 1 и nV = 1.

Отсюда:

([2], стр358,361, табл1,5,6)

Поверхность с коркой, следовательно: KПV = 1 (табл. 5),KИV = 1 (по табл. 6). Теперь находим KV

Kv = 1,2 1 1 1 0,7 1 = 0,84

Теперь найдем скорость резания:

м/мин

3) Частота вращения шпинделя n [об/мин]

4)Мощность резания Nрез [кВт]

Pz = 10 Cp t s Vф Kp ,

где Cp = 40 - постоянный коэффициент,

x = 1 - показатель степени при глубине резания,

y = 0,75 - показатель степени при подаче,

n = 0 - показатель степени при скорости резания,

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания, определяется по формуле:

Kp = KmpKupKуpKлpKrp,(6)

где Kmp = 1 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости,

Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup = 1; Kуp = 1,15; Kлp = 1; Krp = 1

Kp = 111,1511 = 1,15 .

По формуле вычисляется сила резания:

Pz = 423,27 Н.

5)Машинное время Тм

,

где i -число проходов резцом, L ? длина прохода резца

Вывод результатов расчета режимов резания:

Подача S = 1.44 (мм/об)

Период стойкости режущего инструмента T = 60 мин

Скорость резания Vрез =76 (м/мин)

Частота вращения шпинделя n = 250 об/мин

Мощность резания Nрез = 0.53 (кВт)

Машинное время = 0.14

Сводная таблица расчетов режимов резания для каждого перехода.

Расчет штучного времени операций

Норма штучного времени на операцию

,

где ТО - технологическое (основное) время, мин; Тв - вспомогательное время, мин; Т.ПЗ - подготовительно-заключительное время, мин; N - партия.

ТПЗ/N=30/2500=0,012мин

Операция005

ТО берем из таблицы

ТО=0,15+1,73+0,03+0,47+0,01+0,007+0,006=2,3мин

ТВ=5мин

Тшт=2,5+5+0,012=7,3мин

Операция010

ТО=0,4+0,26+0,03+0,6+0,01+0,007+0,006+0,12=1,4мин

ТВ=4,33мин

Тшт=1,4 +4,33+0,012=6мин

Операция015

ТО=0,3мин

ТВ=2,5мин

Тшт=0,3+2,5+0,07=2,87мин

Операция020

ТО=0,1мин

ТВ=2,33мин

Тшт=0,1+2,33+0,07=2,5мин

Норма штучного времени

=18,6мин

Выбор автоматизированного приспособления для закрепления детали или инструмента

Технологическая оснастка является важнейшим фактором успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. В промышленности эксплуатируется более 25 миллионов специальных станочных приспособлений. Задача повышения эффективности и качества технологической оснастки стала одной из важнейших народнохозяйственных проблем.

Технологическая оснастка способствует повышению производительности труда в машиностроении и ориентирует производство на интенсивные методы его ведения. На предприятиях машиностроения до 90% организационно-технологических мероприятий, направленных на обеспечение роста производительности труда рабочих-станочников, связано либо с изменением конструкций, либо с изготовлением новых видов инструментов и приспособлений.

Конструкции всех станочных приспособлений основываются на использовании типовых элементов, которые можно разделить на следующие группы:

Установочные элементы, определяющие положение детали в приспособлении;

Зажимные элементы-устройства и механизмы для крепления деталей;

Элементы для направления режущего инструмента и контроля его положения;

Силовые устройства для приведения в действие зажимных элементов;

Корпуса приспособлений, на которых крепят все остальные элементы;

Вспомогательные элементы.

В нашем случае используется инерционный патрон с эксцентриковыми кулачками, предназначенный для передачи крутящего момента заготовкам типа валов, устанавливаемых в центрах.

Эксцентриковые кулачки 3 зафиксированы на осях 7 посредством штифтов и закреплены через шайбы 8 винтами 9. Оси запрессованы в корпус 5 и закреплены винтами. Рычаги 1 установлены на осях между корпусом и диском 6. К рычагам винтами 2 крепятся грузы. В рычагах по окружности выполнены пять отверстий под штифт 14, запрессованный в кулачок, что обеспечивает возможность установки кулачков в различных угловых положениях при наладке кулачков на различные диаметры.

Патроны двух типоразмеров позволяют обрабатывать заготовки диаметром 8 - 100 мм. К штырям 12, установленным на рычаге и в корпусе, прикреплены пружины 13, которые разводят кулачки в исходное положение по окончании обработки заготовки.

На корпусе закреплен переходный фланец 4 с отверстием, соответствующим наружному посадочному размеру шпинделя станка. Патрон закреплен на шпинделе станка шпильками 10 и гайками 11. После включения станка под действием центробежной силы грузы расходятся, и кулачки касаются заготовки. Под действием силы резания кулачки закрепляют заготовку.

Разработка управляющей программы в ISO-7bit

Таблицы координат точек.

Операция токарная 005 переход 1

Подрезать торец согласно эскизу.

Инструмент(T1), Резец подрезной ГОСТ 18877-73.

Операция токарная 010 переход 1

Подрезать торец и точить фаску, согласно эскизу.

Инструмент(T1), Резец подрезной ГОСТ 18877-73.

Операция токарная 010 переход 2

Расточка отверстия Ш74, согласно эскизу.

Инструмент(T2), Резец расточной ГОСТ 18062-73.

Операция токарная 010 переход 3

Расточка отверстия Ш78 согласно эскизу.

Инструмент(T3), Резец расточной ГОСТ 18062-73.

Операция токарная 010 переход 4

Зенкеровать отверстие сквозное Ш11.6, согласно эскизу.

Инструмент(T4), Зенкер ГОСТ 3231-71.

Операция токарная 010 переход 5

Развернуть отверстие сквозное Ш11.8, согласно эскизу.

Инструмент(T5), Развертка ГОСТ 1672-80.

Операция токарная 010 переход 6

Развернуть отверстие сквозное Ш12, согласно эскизу.

Инструмент(T6), Развертка ГОСТ 1672-80.

Операция протяжная 015 переход 1

Протянуть шпоночный паз, согласно эскизу.

Инструмент(T1), Протяжка шпоночная ГОСТ 23360-78.

Операция токарная 020 переход 1

Центровать отверстие Ш2, согласно эскизу.

Инструмент(T1), Сверло центровочное ГОСТ 14952-73.

Операция токарная 020 переход 2

Рассверлить отверстие Ш8, согласно эскизу.

Инструмент(T2), Сверло спиральное ГОСТ 4010-77.

Операция токарная 020 переход 3

Центровать три отверстия Ш2, согласно эскизу.

Инструмент(T3), Сверло центровочное ГОСТ 14952-73.

Операция токарная 020 переход 4

Рассверлить три отверстия Ш3, согласно эскизу.

Инструмент(T4), Сверло спиральное ГОСТ 4010-77.

Операция токарная 020 переход 5

Зенковать фаску в трёх отверстиях, согласно эскизу.

Инструмент(T5), Зенковка коническая 2353-0108 ГОСТ 14953-8.

Операция токарная 020 переход 6

Нарезать резьбу в трёх отверстиях M4, согласно эскизу.

Инструмент(T6), Короткий метчик с проходным хвостовиком для метрической резьбы ГОСТ 3266-81.

стакан деталь изготовление резание

Библиографический список

1. Тимирязев В.А. Расчет припусков и межоперационных размеров в машиностроении, М.: «Высшая школа», 2004.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/ Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение - 1, 2001 г. 944 с.

3. А.Г. Схиртладзе, В.Ю. Новиков. Станочник широкого профиля. М.: «Высшая школа», 2001.

4. Г.Н. Андреев, В.Ю. Новиков, А.Г. Схиртладзе. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства. М.: «Высшая школа», 2001.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя (3 тома). М.: Машиностроение - 2001.

6. Серебреницкий П.П. Программирование для автоматизированного оборудования, М.: «Высшая школа», 2003.

Размещено на Allbest.ru