5 Разработка технологического процесса механической обработки детали
В данном пункте курсовой работы мной будет предложена маршрутная технология обработки детали «Вал ведущий» с предварительным расчетом штучно-калькуляционного времени на каждую операцию. Время рассчитаем по формулам, приведенным в приложении [2].
Операция 005 Фрезерно-центровальная
На данной операции производится обработка торцов валика с их зацентровкой, а также сверление центрального отверстия под последующее растачивание. Данные поверхности будут являться базами для последующих операций.
Фрезерование торцов:
Центрование:
где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;
d – диаметр, мм
Сверление:
ТО – основное время, мин.
[2,
c 147]
где φk – коэффициент, учитывающий вспомогательное и дополнительное время. [2, c 147]
Операция 010 Контрольная
Контроль детали после фрезерно-центровальной операции, т.к. поверхности, обрабатываемые на предыдущей операции, являются базами для последующих операций.
Операция 015 Токарная
На данной операции производится черновая обработка детали установленной в центрах с одной стороны. Обработка производится на многорезцовом токарном полуавтомате, т.к. вал имеет небольшой перепад диаметров. Также на этой операции произведем точение фасок.
Точение цилиндрических поверхностей (лимитирующей является поверхность Ø32 мм и длиной 29 мм):
Точение фасок (лимитирующей является фаска 1х45° на поверхности Ø32). Обработка, как фасонный резцом:
где D-d – разность наибольшего и наименьшего диаметров обрабатываемой лимитирующей фаски.
Операция 020 Токарная
На данной операции производится черновая обработка детали установленной в центрах со второй стороны. Обработка производится на многорезцовом токарном полуавтомате, т.к. вал имеет небольшой перепад диаметров. Также на этой операции произведем точение фасок.
Точение цилиндрических поверхностей (лимитирующей является поверхность Ø30 мм и длиной 46 мм):
Точение фасок (лимитирующей является фаска 1х45° на поверхности Ø44). Обработка, как фасонным резцом:
Операция 025 Токарная
На данной операции производится чистовая обработка детали установленной в центрах с одной стороны. Обработка производится на многорезцовом полуавтомате, т.к. вал имеет небольшой перепад диаметров. Также на этой операции произведем точение канавок для выхода шлифовального круга.
Точение цилиндрических поверхностей (лимитирующей является поверхность Ø32 и длиной 29 мм):
Точение канавок (лимитирующей является канавка на поверхности Ø32 мм). Обработка, как фасонным резцом:
Операция 030 Токарная
На данной операции производится чистовая обработка детали установленной в центрах со второй стороны. Обработка производится на многорезцовом полуавтомате, т.к. вал имеет небольшой перепад диаметров. Также на этой операции произведем точение канавок для выхода шлифовального круга.
Точение цилиндрических поверхностей (лимитирующей является поверхность Ø30 и длиной 46 мм):
Точение канавок (лимитирующей является канавка на поверхности Ø30 мм). Обработка как фасонным резцом:
Операция 035 Токарная
На данной операции производится растачивание центрального отверстия детали и канавки.
Растачивание отверстия:
Растачивание канавки (обработка, как фасонным резцом, за 3 прохода):
Операция 040 Контрольная
Промежуточный контроль полноты и качества токарной обработки.
Операция 045 Долбежная (чистовое строгание за 3 прохода)
На данной операции производится обработка шпоночного паза долбежным резцом.
где В – ширина обрабатываемой поверхности, мм.
Операция 050 Зубофрезерная
На данной операции производится обработка зубьев червячной фрезой.
где b –длина зуба, мм
Операция 055 – Слесарная
Зачистка заусенцев после механической обработки перед контрольной и термической операциями.
Операция 060 – Контрольная
Промежуточный контроль полноты и качества механической обработки детали
Операция 065 Термическая
На данной операции производится окончательная термообработка детали для придания ей необходимых механических свойств.
Операция 070 Шлифовальная
На данной операции производится шлифование центрального отверстия.
Операция 075 Шлифовальная
На данной операции производится предварительное шлифование наружных цилиндрических поверхностей.
Операция 080 Шлифовальная
На данной операции производится окончательное шлифование наружных цилиндрических поверхностей.
Операция 085 Контрольная
Окончательный контроль готовой детали.
6 РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИЙ ТЕХНОЛОГИЧНСКОГО ПРОЦЕССА
В данном пункте курсовой работы я разработаю каждую операцию технологического процесса обработки детали «Вал ведущий» согласно маршрутной технологии, составленной в пункте 5.
Операция 005 – фрезерно-центровальная.
Оборудование – фрезерно-центровальный полуавтомат МР-76М
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Фрезеровать торец 1
2 Центровать отверстие 2
3 Фрезеровать торец 3
4 Центровать отверстие 4
5 Сверлить отверстие 4
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 6 – Операционный эскиз на 005 операцию
Операция 010 – контрольная
Оборудование – стол ТК.
На данной операции производится промежуточный контроль обрабатываемой детали, т.к. на 005 операции производится подготовка технологических баз для последующих операций.
Операция 015 – токарно-копировальная
Оборудование – токарно-копировальный многорезцовый полуавтомат 1Н713.
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Точить поверхности 2,3,5,6,8,9 начерно
2 Точить фаски 1,4,7,10
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 7 – Операционный эскиз на 015 операцию
Операция 020 – токарно-копировальная
Оборудование – токарно-копировальный многорезцовый полуавтомат 1Н713.
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Точить поверхности 1,3,4,5,6 начерно
2 Точить фаски 2,7
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 8 – Операционный эскиз на 020 операцию
Операция 025 – токарно-копировальная
Оборудование – токарно-копировальный многорезцовый полуавтомат 1Н713.
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Точить поверхности 1-6 начисто
2 Точить канавки 7,8
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 9 – Операционный эскиз на 025 операцию
Операция 030 – токарно-копировальная
Оборудование – токарно-копировальный многорезцовый полуавтомат 1Н713.
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Точить поверхности 1-5 начисто
2 Точить канавку 6
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 10 – Операционный эскиз на 030 операцию
Операция 035 – токарно-винторезная
Оборудование – токарно-винторезный станок 1А616
Содержание операции
А Установить и закрепить заготовку
1 Точить фаску 1
2 Расточить отверстие 2
3 Точить канавку 3
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 11 – Операционный эскиз на 035 операцию
Операция 040 – контрольная
Оборудование – стол ТК.
На данной операции производится промежуточный контроль обрабатываемой детали, качество обработанных поверхностей.
Операция 045 – долбежная (см. рисунок 12,а)
Оборудование – долбежный станок 7Д430
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Долбить паз 1
Б Открепить и снять деталь
Операция 050 – зубофрезерная (см. рисунок 12,б)
Оборудование – вертикально-зубофрезерный станок 5М310
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Фрезеровать последовательно 20 зубьев 1
Б Открепить и снять деталь
Операция 055 – слесарная
Оборудование – верстак
На данной операции производится зачистка заусенцев, образуемых после операций механической обработки перед термообработкой
Операция 060 – контрольная
Оборудование – стол ТК
На данной операции производится промежуточный контроль обрабатываемой детали, качество обработанных поверхностей
Операция 065 – термическая
На данной операции производится окончательная термообработка детали для придания ей необходимых механических свойств: закалка при температуре 850°С с охлаждением в воде потом в масле и отпуском при температуре 400°С с охлаждением в воде потом на воздухе. При такой термической обработке достигаются необходимая твердость детали – 42…46 HRC.
а)
б)
Рисунок 12 – Операционный эскиз на 045 и 050 операции
Операция 070 – внутришлифовальная
Оборудование – внутришлифовальный станок 3К225В
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Шлифовать поверхность 1
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 13 – Операционный эскиз на 065 операцию
Операция 075 – круглошлифовальная
Оборудование – круглошлифовальный станок 3Е12
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Шлифовать поверхности 1-3 предварительно
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 14 – Операционный эскиз на 070 операцию
Операция 080 – круглошлифовальная
Оборудование – круглошлифовальный станок 3Е12
Содержание операции:
А Установить и закрепить заготовку
1 Шлифовать поверхности 1,2 окончательно
Б Открепить и снять деталь
Рисунок 15 – Операционный эскиз на 075 операцию
Операция 085 – контрольная
Оборудование – стол ТК
Окончательный контроль готовой детали
7 НАЗНАЧЕНИЕ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКУ
В данном пункте курсовой работы я произведу расчет припусков на механическую обработку цилиндрической поверхности 1 детали (см. рисунок 16) Ø25±0,007(js6) и шероховатостью Ra1,6 мкм.
Рисунок 16 – Фрагмент детали.
Поверхность 1 подвергается следующим видам механической обработки [2, c 151]:
1 Обтачивание предварительное (квалитет 12, δ = 0,21 мм, Ra6,3 мкм)
2 Обтачивание чистовое (квалитет 10, δ = 0,084 мм, Ra3,2мкм)
3 Шлифование предварительное (квалитет 8, δ = 0,033 мм, Ra1,6мкм)
4 Шлифование чистовое (квалитет 6, δ = 0,014 мм, Ra1,6мкм)
Обработка на всех операциях производится в центрах, поэтому формула для определения припуска будет иметь вид:
[2,
c
62]
где Rz – средняя высота микронеровностей;
Т – глубина дефектного поверхностного слоя;
ρ – геометрическая сумма пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей;
Для расчета припуска составим таблицу 4.
Таблица 4 - Расчет припусков.
Технологические переходы |
Элементы припуска, мкм |
Расчетный припуск, мкм |
Расчетный размер, мм |
Допуск, мм |
||
Rz |
Т |
ρ |
2zmin |
dр |
δ |
|
Заготовка |
150 |
200 |
588 |
|
27,4 |
1,4 |
Точение предварительное |
50 |
50 |
35 |
1876 |
25,52 |
0,21 |
Точение чистовое |
30 |
30 |
24 |
270 |
25,245 |
0,084 |
Шлифование предварительное |
10 |
20 |
12 |
168 |
25,077 |
0,033 |
Шлифование чистовое |
5 |
15 |
|
84 |
24,993 |
0,014 |
Необходимые значения элементов припуска для стадии «заготовка» берем из таблицы 4.3 [2, с 63] и заносим в таблицу 4. Для остальных технологических переходов элементы припуска берем из таблицы 4.5 [2, c 64].
Суммарное отклонение для стадии «заготовка» определяется по формуле:
[2,
c
67]
где ρсм – отклонение, связанное со смещением одних участков поверхности относительно других. В нашем случае он равно допустимому смещению по поверхности разъема штампа (п. 4) и равно ρсм = 0,4 мм.
ρкор – отклонение, вызванное короблением детали.
ρц – погрешность зацентровки.
[2,
c
67]
где Δk = 0,8 мкм/мм – удельная кривизна заготовки (заготовка штампованная после термообработки) [2, c 71]
l = 26,5 мм – расстояние от базы до обрабатываемой поверхности.
[3,
c 79]
где δ =1,4 мм – допуск на диаметр базовой поверхности заготовки, используемой при зацентровке (см. п. 4).
Остаточное пространственное отклонение [2, c 73]:
после
предварительного точения:
;
после
чистового точения:
;
после
предварительного шлифования:
Минимальный припуск:
под точение предварительное:
под точение чистовое:
под шлифование предварительное:
под шлифование чистовое:
Расчетные размеры:
Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему размеру, который равен расчетному размеру. Рассчитанные размеры заносим в таблицу 5.
Предельные
значения припусков
определяем как разность наибольших
предельных размеров и
- как разность наименьших предельных
размеров предшествующего и выполняемого
переходов. Рассчитанные значения
заносим в таблицу 5.
Находим общий припуск суммированием промежуточных припусков. Рассчитанные значения внесем в таблицу 5.
Выполним проверку правильности произведенных расчетов:
3,07 – 1,88 = 1,4 – 0,21
1,19 = 1,19
0,401 – 0,275 = 0,21 – 0,084
0,126 = 0,126
0,219 – 0,168 = 0,084 – 0,033
0,051 = 0,051
0,103 – 0,084 = 0,033 – 0,14
0,019 = 0,019
Таблица 5 - Предельные размеры и припуски
Технологический переход |
Предельный размер, мм |
Предельные значения припусков, мм |
||
dmin |
dmax |
|
|
|
Заготовка |
27,4 |
28,8 |
|
|
Точение предварительное |
25,52 |
25,73 |
1,88 |
3,07 |
Точение чистовое |
25,245 |
25,329 |
0,275 |
0,401 |
Шлифование предварительное |
25,077 |
25,110 |
0,168 |
0,219 |
Шлифование чистовое |
24,993 |
25,007 |
0,084 |
0,103 |
Общий припуск zO: |
2,407 |
3,793 |
||
Определим общий номинальный припуск [2, c 62]:
где НЗ – нижнее отклонение размера заготовки
НД – нижнее отклонение размера готовой детали
Номинальный диаметр заготовки:
На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по ГОСТ 7505-89 (см. п. 4). Наносим припуски на деталь (см. рис. 17)
Рисунок 17 – Заготовка вала ведущего с начисленными припусками и допусками.
Строим схему графического расположения припусков и допусков на обработку вала Ø25js6(±0.007) мм.
Рисунок 18 – Схема графического расположения припусков и допусков на обработку вала Ø25js6(±0.007) мм