Разработка технологического процесса обработки детали пальца с годовой программой 6000 штук

3.Марганец оказывает раскисляющее действие и нейтрализует вредные

     влияния серы содержание марганца 0,8 -1%.

4.Кремний обладает раскисляющей способностью и св

язывает газы, а также повышает жидкотекучесть.

    Сталь 45 имеет следующие физико-механические свойства:

Физико-механические свойства стали 45.

 

Таблица 2.

Физические свойства	Механические свойства
1. Плотность  = 7,81г/см3 2.Коэффициент  теплопроводности    λ = 0, 162 кал/(см сек град) 3. Коэффициент  линейного расширения  =11,649 С-1	1. Предел прочности при  растяжении: в=61 кг/мм2 2.Предел текучести  т = 36 кг/мм2 3. Относительное  удлинение  =16% 4. Относительное  сужение ᴪ = 40% 5. Твердость по  Бринеллю НВ = 180

 

 

 

 

Сталь 45 применяется при изготовлении деталей машин типа: вал шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые термообработке детали, от которых     требуется повышенная прочность.

Для количественного анализа технологичности детали рассчитываем коэффициент точности и коэффициент шероховатости.

Рассчитаем коэффициент точности по формуле:

Кт= 1 -

, где

Tср-среднее арифметическое значение квалитетов точности детали.

Тср=

i, где

Ti-квалитет точности ni поверхности детали;

ni-число поверхностей детали; ni=10.

У детали палец 2 поверхности выполнены по 7 квалитету точности и 8 поверхностей - по 12 квалитету точности.

 

 

 

Тогда

Тср= 110/10 = 11

Коэффициент точности равен:

Кт = 1 – 1/11 = 0, 91

 

Рассчитаем коэффициент шероховатости:

Кш-1/ Rаcp., где

Raср.. – средняя величина параметра шероховатости поверхностей.

 

 

 

 

 

Raср.= ∑ Rai×ni/ ∑ni, где

Rai - шероховатость поверхности детали;

ni – количество размеров, ni = 10

Число поверхностей с шероховатостью Ra6,3= 8шт.

Число поверхностей с шероховатостью Ra0,63=2шт.

Тогда

Raср. = 50,4 + 1,26/10 = 5,2

Коэффициент шероховатости  равен:

Кш=1/5,2=0,19

На основе проведенного анализа детали делаем вывод, что деталь палец является технологичной по конструкции. Ее изготовление не требует применения специального инструмента и оборудования. Конструкция детали обеспечивает свободный доступ режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям. Обработка допускает применение универсального оборудования, стандартного режущего и измерительного инструмента.

 

 

 

       

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                     1.3 Выбор метода получения заготовки.

 

 

Заготовка - необходимый предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости и свойств материалов изготавливают деталь.

Основные способы получения заготовок - это литье и обработка металлов давлением.

Формообразование заготовки литьем осуществляется путем заполнения металлом полости заданной формы и размеров с последующим затвердением.

 Формообразование заготовки давлением происходит за счет  пластической деформации, в результате чего изменяется структура и физико-механические свойства материала.

Способы обработки металлов давлением: прокатка, волочение, свободная ковка, прессование, штамповка.

На основании анализа материала заготовки, назначения и конструкции детали, технических требований, серийности производства приходим к выводу, что самый целесообразный тип заготовки – сортовой покат. Выбираем круглый прокат – пруток.

Диаметр прутка выбираем с учетом припуска на обработку. Назначаем виды обработки для наибольшего диаметра детали - Ø24:

Т. к. наружная цилиндрическая поверхность Ø 24 выполнена по 12 квалитету точности и шероховатостью  Ra=6,3, то для достижения заданной точности и шероховатости необходимо выполнить получистовое точение.  Припуск на обработку t n. чист =1,5мм, табл.3.15 [3].

Тогда диаметр заготовки равен:

Дз.= Дд.+tn.чист = 24+1,5=25,5мм.

По  ГОСТу  2590-87 для круглого сортового проката  выбираем пруток  диаметром 26мм.

 

 

 

 

 Длина заготовки  с учетом припуска на подрезку  торца (tторц. = 1,0 табл.3.17 [3]) равна 72 мм.

 

Размеры заготовки приведены на рис.2

 

           

                                                              72                                         

 

Рис.2 Размеры заготовки

 

Определяем массу заготовки по формуле:

m3=p×V3, где:

      р - плотность стали, г/см3  р = 7,81 г/см3

     V3 - объем заготовки, см3

V3 = π×R2×h, см3

Тогда объем заготовки равен:

V3 = 3,14×1,352×7,14 = 40,9 см3

Масса заготовки:

m3= 7,81×40,9 = 319,4г. =0,32кг

 

Рассчитаем коэффициент использования металла:

К и.м. = mд / m3

      Масса детали mд = 0,21кг, тогда

   К и.м. = 0,21/0,32 = 0,65 кг = 0,7кг.

Для серийного производства Ки.м. = 0,7. Исходя из конструкции детали и коэффициента использования металла при среднесерийном производстве, делаем вывод, что выбор заготовки рационален.

 

 

2. Технологическая  часть

2.1 Проектирование  маршрута технологического процесса, выбор и обоснование баз

 

На основании анализа конструкции детали палец по точности и шероховатости, выбираем маршрут обработки с учетом того, что ответственными поверхностями являются две наружные цилиндрические поверхности Ø 18, которые выполнены по 7 квалитету точности, с шероховатостью Ra0,63.

 Для достижения  заданной точности и шероховатости  необходимы следующие виды обработки:

1.Точение черновое  - 14 квалитет точности, шероховатость поверхности Ra12,5

2.Точение получистовое - 12 квалитет точности, шероховатость поверхности Ra6,3

3. Шлифование  получистовое - 9 квалитет точности, шероховатость поверхности Ra1,6

4. Шлифование чистовое - 7 квалитет точности, шероховатость поверхности Ra0,63

Черновая и чистовая токарная обработка будет выполняться на токарно-винторезном станке.

    Для получения лыски на Ø 24 назначаем фрезерную операцию.

Для обработки данной детали назначаем следующий маршрут обработки:

                                             

                              005Токарная

                             015Фрезерная 

 

                             020Шлифовальная 

 

                            025 Контрольная

 

 

После каждой операции предусмотрены контрольные операции, на которых осуществляется контроль размеров обработанных поверхностей.

На токарной операции -005 в качестве базовой поверхности при закреплении заготовки будет являться диаметр прутка (Ø 26).

 В нашем случае эта поверхность будет являться черновой базой. При таком закреплении заготовка лишена четырех степеней свободы (рис.3).

 

 

 

Рис.3 Схема закрепления заготовки на операции 005Токарная

 

На токарной операции -010 и на шлифовальной операции в качестве базовой поверхности при закреплении заготовки будет являться диаметр прутка (Ø 24). Эта поверхность будет являться чистовой базой.

Заготовка будет закреплена в приспособлении и поджиматься центром задней бабки, тем самым лишая ее пяти степеней свободы (рис.4).

На токарной операции применяем 3х кулачковый патрон, на шлифовальной операции – поводковый патрон, при этом используем принцип постоянства баз.

 

 

Рис.4 Схема закрепления заготовки на операции 010Токарная

 

 

 

На фрезерной операции в качестве базовой поверхности при закреплении заготовки будет являться наружная цилиндрическая поверхность Ø 18. Эта поверхность будет являться чистовой базой (рис.5).

 

 

 

 

Рис.5 Схема закрепления заготовки на фрезерной операции

 

Принятые базы и метод базирования определяют более простую и надежную конструкцию приспособлений, удобство установки и снятия обрабатываемой детали.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2 Выбор технологического оборудования и приспособлений

 

 

Согласно разработанного маршрута обработки и габаритных размеров детали палец выбираем следующее оборудование:

1.Токарная операция

Выбираем станок токарно – винторезный 1А616. Станок предназначен для токарной обработки сравнительно небольших деталей из различных материалов как быстрорежущими, так и твердосплавными инструментами в условиях индивидуального и серийного производства. На станке можно, нарезать резцом метрические, дюймовые, модульные и питчевые резьбы.

Технические характеристики станка:

-максимальный наружный диаметр заготовки: 320мм.

-максимальный диаметр прутка, проходящего в патрон: 34мм

-расстояние между  центрами: 710 мм 

-пределы чисел оборотов: 11 – 2240 об/мин

-габаритные размеры: 2225 x 1275 x 1220

-масса станка:1500кг

В качестве оснастки на токарной операции применяем:

- Патрон самоцентрирующийся 3-х кулачковый со спирально-реечным механизмом ГОСТ 2675- 80. В трехкулачковых  самоцентрирующих патронах закрепляют детали круглой и шестигранной формы или круглые прутки большого диаметра.

- Центр вращающийся  для легких радиальных нагрузок  ГОСТ 13214-79

2.Фрезерная операция.

  Выбираем станок вертикально – фрезерный модели 6Р11. На фрезерных станках можно фрезеровать плоскости; горизонтальные, вертикальные пазы; уступы; канавки прямоугольного и профильного сечения; фасонные поверхности и т. д.

 

 

 

Технические характеристики станка:

 -рабочая поверхность стола: ширина стола - 250 мм;

                                                       длина стола - 1000 мм

         -частота вращения шпинделя: 50 - 1600 об/мин;

        - габаритные размеры : 1480х1990х2360мм;

         -масса: 2360 кг.

На вертикально – фрезерном станке на наружной цилиндрической поверхности ∅24 фрезеруем плоскую поверхность.

В качестве оснастки на фрезерной операции применяем:

-  Пневматические тиски со сменными губками ГОСТ 8615-79, которые предназначены для зажима деталей и заготовок на фрезерных, сверлильных, строгальных и других металлообрабатывающих станках.

3.Шлифовальная операция.

Выбираем кругло-шлифовальный станок модели 3М151. Этот станок предназначен для наружного шлифования цилиндрических, конических, и торцевых поверхностей деталей типа тел вращения. При обработке поверхности на станке детали устанавливают в патроне и в центрах.

Технические характеристики станка:

-наибольшие размеры устанавливаемой заготовки: диаметр- 200 мм

                                                                                              длина - 700 мм

- диаметр шлифовального  круга: наименьший - 450 мм

                                                         наибольший - 600 мм

-частота вращения шлифовального круга: 1590 об/мин;

-частота вращения заготовки: 50—500 об/мин;

-врезная подача: 0,01-3 мм/мин

       -габаритные размеры станка: длина - 4635× 2450×2170                                               

      -масса - 6032 кг

В качестве оснастки на шлифовальной операции применяем:

- Поводковый патрон  ГОСТ2571-71, хомутик ГОСТ 1621-70 
- Центр вращающийся ГОСТ 13214-79

 

 

2.3 Выбор режущего и вспомогательного инструмента

 

 

Для изготовления детали палец необходимо применить следующий режущий инструмент:

1. Токарная операция.

   -Резец проходной упорный с напайной пластиной из твердого сплава Т5К10 ГОСТ 18879-73, размер державки: Н × В = 20 ×16.

  -Резец проходной отогнутый с напайной пластиной из твердого сплава Т5К10 ГОСТ 18871-73, размер державки: Н × В = 20 ×16

     - Резец канавочный с напайной пластиной из твердого сплава Т5К10 ГОСТ 18884-73, размер державки: Н × В = 20 ×16. 

   - Сверло центровочное  ГОСТ 14952-75, диаметром 4мм, Р6М5.

   - Плашка М 16 – 7h, Р6М5. ГОСТ9740-71.

 Вспомогательным инструментом  на токарной операции является  патрон сверлильный ГОСТ17200-71 для закрепления сверла центровочного и плашкодержатель, который предназначен для закрепления плашки М16 во время нарезания резьбы.

2. Фрезерная операция.

-Фреза торцовая насадная Р6М5 ГОСТ 9304, диаметр фрезы - Ø50мм;

длина L – 36 мм, число зубьев z=12;

Для того, чтобы фрезу закрепить в шпинделе станка используем оправку, на которой крепится режущий инструмент при помощи шпонки и винта.

3.Шлифовальная  операция.

- Шлифовальный круг прямого профиля –ПП на керамической связке:

ПП 120×27×40 – 25А ГОСТ 2424-83.

На шпинделе станка шлифовальный круг закрепляется на переходных фланцах, которые являются вспомогательным инструментом для режущего инструмента.

 

 

 

2.4 Выбор средств технического контроля

 

Для контроля размеров детали шпилька потребуется следующий измерительный инструмент:

1)Штангенциркуль ШЦ-I, ГОСТ 160-80 с двусторонним расположением губок

 Цена деления 0,1 мм. Предназначен для измерения наружных цилиндрических поверхностей ø24мм, на ø18 мм длины: l=16 мм. и l=19 мм. на токарной операции. На фрезерной операции – применяем для контроля размера плоской поверхности на ø24