Анализ и усовершенствование ТП детали

2.4. Обоснование технологических и измерительных баз.

В типовом техпроцессе  рекомендуется осуществлять базирование по наиболее точным внутренней и наружной цилиндрическим поверхностям. Соответственно в качестве комплекта баз назначаем поверхности 2 и 3, а также 8 и 9. В итоге, эти базы являются конструкторскими, технологическими и измерительными, так как при обработке каждая в каждой операции ведется закрепление именно по эти поверхностям, Поверхности 2, 3 и 8 являются исполнительными, и так же от этих поверхностей ведется простановка размеров, как видно из рисунка 1. Соответственно это подтверждает соблюдение принципа совмещения баз.

 

2.5. Расчет линейных и диаметральных размеров, технологических размеров и допусков торцовых биений.

 

Таблица 7

Эскиз детали
Число поверхностей	12
Число участков контура	12
Последовательность участков контура	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
Число диаметральных размеров	6
Описание диаметральных размеров	№		Номинальный размер			Верхнее отклонение			Нижнее отклонение			Номер поверхности
	1		73			+0,010			-0,010			2
	2		95			0			-0,350			4
	3		71			0			-0,300			6
	4		68			+0, 030			+0,010			8
	5		60			+0,300			0			10
	6		52			+0,300			0			12
Число радиальных размеров	5
Описание радиальных размеров	№	Номиналь- ный размер			Верхнее отклонение			Нижнее отклонение			Номер левой границы			Номер правой границы
	1	0,8			0			–0,3			2			4
	2	0,6			+0,06			–0,06			4			6
	3	0,4			0			–0,2			10			8
	4	0,6			+0,06			–0,06			12			10
Число линейных размеров	5
Описание линейных размеров	№	Номиналь- ный размер			Верхнее отклонение			Нижнее отклонение			Номер левой границы			Номер правой границы
	1	15,7			0			–0,2			1			3
	2	2,5			+0,06			-0,06			3			5
	3	17			+0,09			–0,09			9			7
	4	13			+0,2			0			9			3
	5	1,2			+0,06			–0,06			1			11
Число допусков отклонений расположения	4
Описание допусков отклонений расположения	№			Номера баз			Номер поверхности			Вид отклонения			Величина допуска
	1			8,8,7			9			3			0,025
	2			8,3,3			2			1			0,025
	3			2,2,1			3			3			0,025
	4			2,3,3			8			1			0,025

 

 

Рис. 2 - Эскиз геометрической модели заготовки

Таблица 8

Описание геометрической модели заготовки

Параметр заготовки	Значение параметра
Количество поверхностей в первой части заготовки	3
Номера поверхностей первой части  заготовки	1, 2,3
Количество поверхностей во второй части заготовки	2
Номера поверхностей второй части  заготовки	4,7
Номера пар границ линейных размеров заготовки в порядке нумерации	1, 7; 3, 7.

 

Таблица 9

Описание операций

№ операции	Наименование операции, оборудование	Операционный эскиз
1030	Токарно-винторезная, 1К-62
1040	Токарно-винторезная, 1К-62
1050	Токарно-винторезная, 1К-62
1080	Фрезерная Вертикально-фрезерный с ПУ 6М13ГН-1
1120	Токарно-винторезная, 1К-62
1180	Токарно-винторезная, 1К-62
1200	Токарно-винторезная, 1К-62
1205	Токарно-винторезная, 1К-62

 

 

 

 

 

 

Таблица 10

Описание операций механической обработки

№ опера-ции	Чис-ло баз	Номера баз	Число обрабаты-ваемых поверх-ностей	Номера обрабатываемых поверхностей	Число линейных технологи-ческих размеров	Границы линейных технологических  размеров
1030	3	4,4,7	3	1,2,12	1	7,1
1040	3	2, 2, 3	4	4,7,8,9	2	1,7; 7,9
1050	3	8,8,9	2	2,3	1	1, 3
1080	2	2,2, 3	1	4	0
1120	3	8,8,9	2	1,12	1	7,1
1125	4	8,8,9	2	2,3	1	1,3
1180		2,2,1	6	7,4.5,6,10,11	3	1,7;3,5;1,11
1190	5	2,2,3	2	8,9	1	3,9
1200	5	2,3,5	2	8,9	1	3,9

 

Таблица 11

Расчет  линейных технологических размеров.

№ операции	Содержание операции	Эскиз	Станок, приспособ-ление
1010	Заготовитель-ная; штамповка
1030	Подрезка торца; расточка отверстия Ø50; проточка диаметра Ø75.		Токарный, 1К-62; 3х кулач-ковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80
1040	Подрезка торца; расточка отверстия Ø67 на размер2; проточка диаметра Ø96 напроход.		Токарный, 1К-62; 3х кулач-ковый патрон 7100-0010 ГОСТ 2675-80
1050	Проточка диаметра Ø74 на размер 1.		Токарный, 1К-62; 3х кулач-ковый патрон 7100-0010 ГОСТ 2675-80
1120	Подрезка торца на размер1; растачивание отверстия Ø52 Напроход		Токарный, 1К-62; 3х кулач-ковый патрон 7100-0010 ГОСТ 2675-80
1150	Проточка диаметра Ø73 на размер 1.		Токарный, 1К-62; 3х кулач-ковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80
1180	Подрезка торца на размер 1; проточка диаметра Ø71 на размер 2; проточка диаметра Ø91 напроход; Расточка отверстия Ø60 на размер 3.		Токарный, 1К-62; 3х кулач-ковый патрон 7100-0010 ГОСТ 2675-80
1190	Расточить отверстие диаметра Ø67,8 на размер 1.		Токарный, 1К-62; оправка цехового изготов-ления 23/45, Разрезное кольцо
1200	Расточить отверстие диаметра Ø68 на размер 1		Токарный, 1К-62; 3х кулач-ковый патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80, разрезное кольцо

 

 

3. Разработка  технологической операции механической  обработки. 

3.1. Обоснование  содержания и структуры операции.

1. Данная операция  является операцией формообразования. Нужную форму детали можно  получить за 5 переходов. Так как  операция является черновой, шероховатость после операции Rz80, то необходимую форму поверхности можно получить за один проход.

2. Операция одноместная, одноинструментальная, последовательная.

3. Деталь устанавливается в приспособление, центровка происходит по внешней цилиндрической поверхности детали, а положение детали определяется с помощью совмещения отверстий в детали и приспособлении. Инструмент устанавливается в заданное начальное положение по лимбам и соответственно программе производится обработка детали. Приспособление устанавливается на станок по двум цилиндрическим отверстиям с параллельными осями и перпендикулярной к ним  плоской поверхности, что обеспечивает точную ориентация в пространстве, лишая деталь 6-ти степеней свободы.

4. Точность обеспечивается  программой. Первую деталь проверить с помощью КИМ. Все остальные детали партии разрешается обрабатывать после получения справки о годности детали.

 

3.2. Выбор моделей  оборудования, приспособлений, режущего  и измерительного инструмента.

Для обработки титанового сплава выбираем концевую фрезу диаметром 30 мм с числом зубьев 4 из быстрорежущей стали Р6М5, отличающуюся повышенной прочностью и жаростойкостью.  В качестве СОЖ использовать эмульсию.

Станок вертикально-фрезерный  с ПУ 6М13ГН-1 имеет стол размерами 1600х400, что позволяет установить на нем приспособление за закрепленной деталью. Станок используется в серийном и массовом производстве, имеет диапазон частот вращения 40 – 20000 об/мин, мощность электродвигателя привода главного движения 7,5 кВт, имеет программное управление, следовательно можно автоматизировать выполнение операции.

 

3.3. Расчет режимов резания, технических норм времени, определение разряда работ.

Минутная подача S_м=200 мм/мин.

Подача на 1 зуб фрезы S_z=0,1 мм/зуб.

S_м=S_z·z·n,

откуда число оборотов n=200/0,1·4=500 об/мин.

Скорость резания V вычисляем по формуле

V=

 

·0,7·0,8·1=29,1 м/мин

D – диаметр фрезы , Т – стойкость, В – ширина фрезерования, t – глубина фрезерования, Z – число зубьев фрезы, К_мv – коэффициент, учитывающий материал заготовки, К_пv – коэффициент, учитывающий качество поверхности заготовки, К_мv – коэффициент, учитывающий материал инструмента. Остальные коэффициенты определяются опытным путем и их значения выбираются по таблицам, исп. [12].

Данное расчетное значение скорости резания 29,1м/мин не совпадает со значением 18,8 м/мин указанным в маршрутной карте, так как для определения скорости резания могут использоваться различные методики расчета, и представленная здесь методика является упрощенной на основе эмпирических данных. Но при этом V=18,8 м/мин и V=29,1 м/мин попадают в диапазон 10-40 м/мин, указанный для титановых сплавов в справочнике.

Сила резания:

P_z – окружная сила.

 

 

 

P_z=652 Н

P_h=-0.9·-652=-648Н – вертикальная сила.

P_v=0,8·652=590Н – радиальная сила.

P_y=0,5·652=326Н – осевая сила.

 

Крутящий момент: .

Мощность резания .

Время операции по программе 17,48 мин.

Рассчитаем нормы основного  и вспомогательного времени при  выполнении операции вручную. 

T_ш-к=Т_п-з/n+Т_о+(Т_ус+Т_з.о+Т_уп+Т_из)k+Т_об.от=

=28/100+1,5+0,505·1,85+0,15=2,86 мин.

Т_о=1,5 мин.

Т_ус=0,061 мин. Т_з.о=0,094 мин. Т_уп=0,13 мин. Т_из =0,22 мин.

Т_об.от=( Т_о+ Т_в)П/100=(1,5+0,505)·7,4/100=0,15мин.

Как видно из расчета, время, необходимое вручную меньше времени по программе, но выполнение операции на станке с ЧПУ обеспечивает более высокую точность обработке, исключает субъективные погрешности, связанные с человеком. Освобождает время оператору для других работ.

Для выполнения данной операции требуется  оператор  станков  с  ПУ 4-го разряда.

4. Проектирование приспособления для операции механической обработки детали

4.1. Анализ конструкции приспособления.

 

Задачей приспособления для фрезерования контура является обеспечить перемещение режущего инструмента, необходимое для получения нужной формы детали, при этом обеспечить надежное закрепление детали в приспособление и приспособления на столе станка.

1. Требуемая точность обработки достигается базированием детали по внешней цилиндрической поверхности и по одному из отверстий в детали. Такой способ базирования лишает деталь 6-ти степеней свободы. Точность установочного пальца, цилиндрической поверхности приспособления, по которой базируется деталь, а так же то, что после установки деталь зажимается в приспособление, следовательно исключается перемещение под действием сил резания и обеспечивает необходимую точность обработки детали.

2. Производительность  обработки соответствует выбранному  типу производства.  Конструкция  приспособление предусматривает  быструю замену деталей.