Выбор исходной заготовки и метод её изготовления.

Для детали типа шпилька целесообразно выбрать метод изготовления на ГКМ(горизонтально-ковочная машина), а заготовкой выбрать круглый прокат(пруток).

Преимущества которые имеет горизонтально ковочная машина:

• возможность получения специфичных для горизонтально ковочной машины поковок, типа стержня с утолщениями различной формы (с большой длиной стержневой части) поковок с полостями и штампуемых из труб, которые на другом оборудовании получить невозможно или трудно изготовить рационально;

• экономия металла и трудозатрат на механическую обработку из-за незначительных, а в ряде случаев полностью отсутствующих, штамповочных уклонов;

• возможность штамповки непосредственно от прутка, что снижает или исключает необходимость предварительной разделки заготовок;

• благоприятное волокнистое строение поковок.

Так как деталь будет изготовляется из стали 38ХС , чтобы получить заданную твердость 277-321 НВ необходимо произвести термообработку улучшением.

Улучше́ние – комплексная термическая обработка металлов, включающая в себя закалку и последующий высокий отпуск.

Закалка – нагрев стали до температуры выше критической с последующим быстрым охлаждением металла. При правильной термообработке металла в критическом температурном режиме и быстром охлаждении, происходит перекристаллизация стали и увеличения ее прочности. В процессе закалки сталь (или сплав) приобретает неравновесную структуру и для нормализации металлоизделия используют отпуск.

Отпуск – термообработка стали (сплавов) для снятия остаточного напряжения после закалки. Повышается вязкость и уменьшается твердость и, соответственно, хрупкость металла.

Разработка маршрутно-операционного технологического процесса

Деталь типа "Шпилька" будет обрабатываться за два установа.

Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой СЕ.

Маршрут изготовления детали Шпилька:

№ Операции	Операция	Оборудование
005	Заготовительная	ГКМ
010	Токарная	Токарный станок с ЧПУ CK7130B
015	Токарная	Токарный станок с ЧПУ CK7130B
020	Фрезерная	Широкоуниверсальный фрезерный станок X6232B
025	Фрезерная	Широкоуниверсальный фрезерный станок X6232B
030	Термическая обработка (улучшение)	Индукционная установка ТВЧ
035	Контрольная

Маршрутно-операционный процесс:

Операция 010 – Токарная.

Данная операция состоит из следующих переходов:

1. Установить заготовку в патрон и закрепить.

2. Подрезать торец (1).

3. Точить поверхность (2) до ∅12 мм на длину 6 мм.

4. Точить поверхность под резьбу (3) до ∅16.

5. Точить фаску (4) 2х45°.

6. Точить поверхность (5) до ∅17.

7. Нарезать резьбу (6) М16-6g.

Расчет режимов резания:

Переход 3 – точение

Глубина резания: t= 0,8 мм.

Подача: S=0,66 мм/об.

Определяем расчетную скорость резания:

K_v=K_мv*K_nv*K_иv – поправочный коэффициент.

К_мv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств.

σ_в=685 МПа,

К_г=1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.

n_v =1 – показатель степени.

К_mv=0,8*(750/685)¹=0,88

К_nv=0,8 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.

К_иv=1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

K_v=0,88*0,8*1=0,8

Т=90 мин.

С_v=350;

x=0,15;

y=0,35;

m=0,2.

V=350*0,7/(90^0,2*0,8^0,15*0,66^0,35)=120 м/мин

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*V/(π*d)=1000*120/(3,14*12)=3184 об/мин

Переход 4 – точение

Глубина резания: t= 1 мм.

Подача: S=0,66 мм/об.

Определяем расчетную скорость резания:

K_v=K_мv*K_nv*K_иv – поправочный коэффициент.

К_мv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств.

σ_в=685 МПа,

К_г=1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.

n_v =1 – показатель степени.

К_mv=0,8*(750/685)¹=0,88

К_nv=0,8 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.

К_иv=1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.

K_v=0,88*0,8*1=0,7

Т=90 мин.

С_v=350;

x=0,15;

y=0,35;

m=0,2.

V=350*0,7/(90^0,2*1^0,15*0,66^0,35)=115 м/мин

Рассчитаем частоту вращения:

n=1000*V/(π*d)=1000*115/(3,14*16)=2289 об/мин

Переход 7 – резьбонарезание.

Число рабочих ходов i=6

Подача: S_z=0,5 мм/об.

Определяем расчетную скорость резания:

K_v=K_мv*K_lv*K_иv – поправочный коэффициент.

К_мv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств.

σ_в=685 МПа,

К_г=1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.

n_v =1 – показатель степени.

К_mv=0,8*(750/685)¹=0,88

К_nv=0,8 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.

К_lv=1 – поправочный коэффициент влияющий на скорость резания при сверлении, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия.

K_v=0,88*0,8*1=0,7

Т=70 мин.

С_v=244;

x=0,23;

y=0,3;

m=0,2.

V=244*6^0,23/(70^0,2*0,5^0,3)=193 м/мин

n=1000*V/(π*d)=1000*193/(3,14*16)=3841 об/мин

Принимаем n=3500 об/мин.

Определяем фактическую скорость:

V_ф=π*d*n/1000=3,14*16*3500/1000=175 м/мин

Операция 015 – Токарная.

Данная операция состоит из следующих переходов:

1. Установить заготовку в патрон и закрепить.

2. Подрезать торец (1).

3. Точить поверхность (2) ∅16 мм.

4. Точить поверхность (3) ∅13 мм.

5. Точить поверхность (4) под 15°.

6. Точить фаску (5) 2х45°.

7. Нарезать резьбу (6) М16-6g.

Операция 020 – Фрезерная

Данная операция состоит из следующих переходов:

1. Закрепить заготовку в тиски.

2. Фрезеровать поверхность(1,2) до 10 мм

Операция 025 – Фрезерная

Данная операция состоит из следующих переходов:

1. Установить заготовку в патрон и закрепить.

2. Фрезеровать паз(1) радиусом 6 мм.