3. Проектирование технологического процесса изготовления детали

3.1. Анализ технологичности детали «гайка»

Деталь изготавливается из стали 45 (С ≈ 0,45%; S <0.09%; Р <0.035%), поэтому заготовка может быть получена разными способами. Деталь не имеет перепада диаметров, что позволяет использовать пруток в качестве заготовки и не требует применения литья или штамповки. Предварительную обработку наружных и внутренних поверхностей предполагается делать на токарно-револьверном станке, отверстие Ø4H14 - на вертикально-сверлильном станке с использованием специального приспособления с кондукторной втулкой для сверления на цилиндрической поверхности и выдерживания размера 6 мм. Форма детали удобна для изготовления и автоматического контроля, но требует разных приспособлений при обработке внутренней поверхностей. В связи с этим обработка внутренней должна производиться в разных операциях. Конфигурация детали обеспечивает легкое удаление стружки. Прутковая заготовка позволяет вести обработку в универсальном трехкулачковом самоцентрирующем патроне на черновых операциях.

3.2 .Проектирование технологического маршрута

Проектирование технологических процессов (ТП) механической обработки начинается с изучения служебного назначения детали, технических требований к ней, норм точности и программы выпуска, анализа возможности предприятия по обработке данной детали.

Проектирование ТП представляет собой многовариантную задачу, правильное решение которой требует проведения ряда расчетов. В начале проектирования предварительно устанавливаются виды обработки отдельных поверхностей заготовки и методы достижения их точности, соответствующие требованиям чертежа, серийности производства и существующего на предприятии оборудования.

При низкой точности исходных заготовок ТП начинается с черновой обработки поверхности, имеющей наибольшие припуски. При этом в самую первую очередь снимается припуск с тех поверхностей, на которых возможны дефекты с целью скорейшего отсеивания брака.

Дальнейший маршрут строится по принципу обработки сначала грубых, а затем более точных поверхностей. Наиболее точные поверхности обрабатываются в последнюю очередь.

В конце маршрута выполняются и второстепенные операции (сверление малых отверстий, нарезание крепежной резьбы, снятие фасок, заусениц и т.д.). Наиболее легко повреждаемые поверхности обрабатываются на заключительной стадии ТП.

Таблица 3.1. Технологическая карта (предварительная)

обработки детали «Гайка»

4. Расчет припусков на обработку

4.1. Расчет припусков при обработке наружной поверхности ø50h14

Расчет припусков на обработку поверхности Ø50h14(_-0,62) ведем путем составления табл.4.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки поверхности и все значения элементов припуска.

Расчет минимальных значений припусков для поверхностей типа «тело вращения» производим, пользуясь основной формулой (учитывая малую вероятность совпадения направления погрешность заготовки из-за коробления ρ_i-1 и погрешности установки ε_i ):

, (4.1)

где: 2z_min i – минимальный припуск на диаметр для рассматриваемой обработки, мкм; R_z i-1 – шероховатость поверхности после предыдущей обработки, мкм; Т_д i-1 - толщина дефектного слоя после предыдущей обработки, мкм; ρ_i-1 – погрешность заготовки из-за коробления после предыдущей обработки, мкм; ε_i – погрешность установки и закрепления перед рассматриваемой обработкой (во время рассматриваемой обработки).

Расчет минимальных значений припусков для тел вращения можно производить и с учетом совпадения направлений ρ_i-1 и ε_i :

, (4.2)

Расчет минимальных значений припусков для поверхностей не тел вращения производим с учетом совпадения направлений ρ_i-1 и ε_i :

z_{min i} = Rz_i-1 + T_{def i-1} + ρ_i-1 + ε_i, (4.3)

Суммарное значение R_z и Т_д, характеризующее качество поверхности заготовок из проката определяем по табл.27 [4, стр. 66]. Для каждого последующего технологического перехода эти значения определяем по табл.29 [4, стр. 67].

Суммарное отклонение погрешности по короблению и смещению ρ определяем по формуле:

, (4.4)

где: ρ_см – погрешность заготовки по смещению относительно оси в радиальном направлении; ρ_кор – погрешность заготовки по короблению.

Таблица 4.1. Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности (уточненный)

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм							Расчетный припуск 2zmin , мкм	Рассчитан-ный размер dp, мм	Допуск T, мкм	Предельный размер, мм
	rz		Т			ρ	ε				dmin	dmax
Торец прутка
Заготовка - прокат сортовой (h16)	300	300			1000
Обтачивание:
Обточить торец (h14)	50	50				600	110	1710	22h14	520
Поверхность Ø50h14(-0,62)
Заготовка - прокат сортовой (h16)	150	250			1000				53h16	1900	53.02	54.92
Обтачивание:
(h14)	50	50				600	110	2∙1510	50h14	620	49,38	50
Поверхность М24 1,5-7Н(+0,021)
Сверление центровочного отверстия (H18)	50	50				600	---	не требуется определ.	8H14	36	8	8.36
Сверление (H14)	20	30				34	110	нет предв. обраб.отв	16Н14	43	16	16,43
Рассверливание (H14)	20	30				86.3	110	не треб. определ.	22,3Н14	52	22,3	22,82
Нарезание резьбы М24 1,5-7Н(+0,021)	20	30				73	110	не треб. определ	М24 1,5-7Н
Поверхность Ø4h14(-0,3)
Мерная заготовка (h14)	50	50		600
Сверление Ø4H14(-0,3)	20	30		16			110	нет предв. обраб.отв.	4Н14	30	4	4.30
Поверхность М6-7Н(+0,015)
Сверление отверстия Ø4,95H14	50	50				600	---	не треб. определ.	4,95	30	4.95	5.25
Рассверливание Ø7H14	20	30				36.6	110	нет предв. обраб.отв	7Н14	43	16	16,43
Нарезание резьбы М6-7Н(+0,015)	20	30				36.6	110	не требуется определ	М6-7Н

Погрешность заготовки по смещению определяется из табл.32 [4, стр.72]: ρ_см =1 мм = 500 мкм.

Погрешность заготовки по короблению определяется произведением длины заготовки на удельную кривизну ∆_к , зависящую от метода получения заготовки на предыдущей операции. Удельная кривизна ∆_к определяется из табл.32 [4, стр.72].

ρ_кор = ∆_к× = 0,10∙90 = 9 мкм.

Суммарное отклонение погрешности по короблению и смещению:

≈ 1000 мкм

Остаточное пространственное отклонение заготовки после проката

ρ_з=1000 мкм.

После этого находим величину остаточного пространственного отклонения после обтачивания через коэффициент остаточного коробления:

p₁=k_y×p₃ = 0,06∙1000 = 600мкм .

Так как заготовка закрепляется в трёх кулачковом патроне, определим погрешность установки по формуле:

,

где погрешность базирования ε_б →0 0 (т.к. при установки заготовки в приспособление технологическая база совпадает с конструкторской); погрешность закрепления в универсальном трёхкулачковом самоцентрирующем патроне ε_з = 110 мкм.

Для детали «Втулка» определяем минимальный припуск по уравнению (4.1) для обработки поверхности Ø50h14(_-0,62):

• под обтачивание (по 14 квалитету):

= 2812 мкм;

С учетом мелкосерийного производства для детали «Втулка» определяем минимальный припуск по уравнению (4.2) (для увеличения надежности обработки поверхностей) при обработке поверхности Ø50h14(_-0,62):

• под обтачивание (по 114 квалитету):

2z_{min i} = 2(150 + 250 + 1000 + 110) =2×1510 = 3020 мкм;

Результаты расчетов по уравнению (4.2) заносим в табл. 4.1.