Возможные планы обработки детали сведены в таблицу 2.6.

Рисунок 1 – Элементарные поверхности детали

Таблица 2.6 Планы обработки

Размер	IT	Rа	Возможные планы обработки
1	2	3	4
НЦП 1 НЦП 2 НЦП 3 ВШП 4 ВШП 5 НЦП 6 НТП 7 НТП 8 ПП 9 НФ 10 ВШП 11 ПП 12 ПП 13 ПП 14 НФ 15 НТП 16 КП 17	12 11 12 12 11 11 9 13 12 13 9 11 12 11 13 13 13	12,5 6,3 12,5 12,5 6,3 6,3 3,2 12,5 12,5 12,5 3,2 6,3 12,5 6,3 12,5 12,5 12,5	Тчр Тчр, Тпч Тчр Свчр, Пр Свчр, Пр Тчр, Тпч Тчр, Тпч, Тч Тчр Фрчр Тчр Пр Пробчр, Кпч Пробчр, Кпч Пробчр, Кпч Тчр Тчр Тчр

Условные обозначения:

НТП – наружная торцовая поверхность;

НЦП – наружная цилиндрическая поверхность;

ВШП – внутренняя шлицевая поверхность;

ПП – плоская поверхность;

КП – канавочная поверхность;

НФ – наружная фаска.

Т – точение;

Фр – фрезерование;

Св – сверление;

Пр – протягивание;

Проб – пробивка;

К – калибровка.

чр – черновой этап;

пч – получистовой этап;

ч – чистовой этап.

Таблица 2.7 Маршрутная карта технологического процесса

Оборудование	№ операции
			Установ		Поз	Переходы
1	2	3		4	5
Агрегатный АБ2637	005	А		1	Свчр4, Свчр5
Токарный полуавтомат КСП-6-160	010	А		1	Загрузочная
				2	Тчр1, Тчр8, Тчр16
				3	Тчр1, Тчр8
				4	Тчр2, Тчр10
				5	Тчр7, Тчр16, Тчр2
				6	Тчр15, Тчр17
Фрезерный ДФ913-1	015	А		1	Фрчр9
Пресс чеканочный	020	А		1	Проб12, Проб13, Проб14 К12, К13, К14
Вертикально-протяжной МП7Б33-001	025	А		1	Пр4, Пр5, Пр11
Зачистка	030
Промывка	035
Термообработка	040
Контроль	045

В базовом технологическом процессе не рациональным является то, что после получистового точения выполняется черновое фрезерование. Таким образом, нарушается этапность выполнения операций.

Спроектированный технологический процесс отличается от базового применением для загрузки деталей механизма загрузки и автоматизацией перемещения деталей по участку, установкой протяжного станка в конце технологического процесса, так как на нем осуществляется чистовая обработка шлиц.

На фрезерном и токарном станках применяются фрезы и резцы с механическим креплением твердосплавных пластин, что обеспечивает сокращение вспомогательного времени на настройку фрез и резцов на размер.

9. Разработка операционного технологического процесса

2.9.1 Назначение оборудования

На операции 010 применяем токарные полуавтоматы КСП-6-160. Данное оборудование позволяет производить обработку деталей с параллельным выполнением позиций, что является рациональным в условиях крупносерийного производства.

На операции 005 используется агрегатный станок, на операции 015 специальный фрезерный, на операции 020 чеканочный пресс, на операциии 025 вертикально-протяжной станок.

Согласно своим техническим характеристикам вышеперечисленное оборудование подходит для обработки ступицы ведомого диска сцепления.

Всё применяемое в проекте оборудование обладает высокой производительностью и возможностью автоматизации. Оснащенные устройствами автоматической загрузки, выгрузки и ориентации и соединенные автоматической транспортной системой, станки позволяют добиться минимального использования ручного труда и как следствие высвобождение численности работающих.

2.9.2 Эскизы обработки и схемы установки

Содержание технологического процесса записывается в технологические карты, для каждой операции вычерчиваем операционный эскиз (смотри технологические карты и приложенные к ним операционные эскизы).

На нашем участке отсутствуют станки с ЧПУ. Разработаем управляющую программу для сверлильной операции, предположим, что эта операция выполняется на вертикально-фрезерном станке 6Р13Ф3-37. Система ЧПУ – 2С42-61.

% ПС

№1 Т1 М06 ПС

№2 Х15000 Y-18000 F3000 G9 ПС

№3 М03 ПС

№4 G18 G49 Z-4200 R0100 R1-2200 R2 2200 L81ПС

№5 М02 ПС

% – начало программы

ПС – конец кадра

№1. Установка сверла (Т1 М06)

№2. Перемещение сверла Х=150 мм, Y=180 мм с подачей 3000 об/мин;

торможение (G9)

№3. Включение вращения шпинделя (М03)

№4. Коррекция длины сверла (G18 G49) ; опускание сверла Z=-42 мм

Рабочая подача 100 мм/мин (R0 -100), длина рабочего хода 22 мм

(R1-2200), обработка по постоянному циклу (L81)

№5. М02 – конец программы

2.9.3 Расчет операционных размеров и размеров заготовки

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры на 36h11_(-0,16) мм.

Заготовка – штамповка на КГШП. Материал - сталь 35 ГОСТ 1050-88 массой 1,02 кг.

Для данной элементарной поверхности определяем количество этапов обработки: черновой, получистовой. Черновой и получистовой этапы выполняются точением.

Для наглядности расчет диаметральных операционных размеров сопровождаем построением схемы припусков и операционных размеров (рис.3).

Расчет диаметральных размеров в соответствии со схемой производим по формулам:

;

.

Минимальное значение припуска 2Z_imin при обработке наружных и внутренних цилиндрических поверхностей определяется: [3, с.5]

(1)

где R_Zi-1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе [14, с.21, табл.П7]; h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе; [14, с.21, табл.П7]; _i-1 – суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечений осей, позиционное) и в некоторых случаях отклонения формы поверхности; ε _i – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе; [4, с.42, табл.13]

Значение R_Z и h, характеризующее качество поверхности штамповки, составляет 150 и 150 мкм соответственно [4,с.66, табл. 27]. Значения R_Z и h, достигаемые после механической обработки находим из [4,с.67,табл.29]. Суммарное значение пространственных отклонений для заготовок данного типа определяется:

[14],

где - общее отклонение расположения заготовки, мм; - отклонение расположения заготовки при зацентровке, мм.

Коробление заготовки находится по формуле:

где - отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1 мм (удельная кривизна заготовки);l – расстояние от сечения, для которого определяем величину отклонения расположения до места крепления заготовки, мм;

,

где Т_з =0,21 мм [14, с.20]– допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центровании, мм.

мкм=0,051 мм;

мм.

мм.

Для промежуточных этапов:

,

где К_у – коэффициент уточнения:

- черновое точение К =0,06;

- получистовое точение К = 0,05;

Получаем:

после чернового точения:

₁=0,06*0,304=0,018 мм;

после получистового точения:

₂=0,05*0,304=0,015 мм.

Значения допусков каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом вида обработки.

В графе предельные размеры d_min получаем по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наибольшие предельные размеры d_mах определяются из наименьших предельных размеров прибавлением допусков соответствующих переходов.

Определяем величины припусков:

2Z_{min чр} = 2  (150 + 150 + 304) = 1208 мкм = 1,208 мм

2Z_{min пч} = 2  (50 + 50 + 18) =236 мкм = 0,236 мм

Определяем Z_max для каждого этапа обработки по формуле:

2Z_maxj= 2Z_minj +Т_j+Т_j-1

2Z_{max чр} = 2Z_minчр + Т_заг +Т_чр = 1,208 + 0,62+ 0,25 = 2,078 мм.

2Z_maxпч = 0,236 + 0,25+ 0,16 = 0,646 мм.

Все результаты произведенных расчетов сведены в табл.2.8.

Таблица 2.8 Результаты расчетов припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ø

Технологические переходы обработки поверхности.	Элементы припуска, мкм			Расчетный припуск 2Z min, мкм	Допуск , мм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков, мм		Исполнительный размер
	RZ	T				dmin	dmax			d
Заготовка (штамповка)	150	150	304		0,62	37,694	38,314	-	-
Точение черновое	50	50	18	1,208	0,25	36,236	36,486	1,208	2,078
Точение получистовое	50	50	15	0,236	0,16	35,84	36	0,236	0,646

Аналогично определяются диаметральные размеры и для остальных цилиндрических поверхностей. Конечные результаты расчета приведем в табл.2.9.

Таблица 2.9 Операционные диаметральные размеры

Обрабатываемая поверхность	Технологические переходы обработки	Минимальный диаметр Dmin, мм	Максимальный диаметр Dmax, мм	Минимальный припуск 2Zmin, мм	Допуск T, мм	Операционны й размер, мм
1	2	3	4	5	6	7
НЦП Ø	Заготовка-штамповка Точение черновое Точение получистовое	387,694	38,314	-	0,62
		36,236	36,486	1,208	0,25
		35,84	36	0,236	0,16

Продолжение таблицы 2.9

1	2	3	4	5	6	7
НЦП Ø	Заготовка-штамповка Точение черновое Точение черновое	128,4 126,2 124,6	129,4 127,2 125	- 1,208 1,208	1,0 0,7 0,4
НЦП Ø	Заготовка-штамповка Точение черновое Точение получистовое	43,692 42,236 41,84	44,312 42,486 42	- 1,206 0,236	0,62 0,25 0,16	44,31
НЦП Ø	Заготовка-штамповка Точение черновое Точение черновое	58,156 56,208 54,7	58,896 56,948 55	- 1,208 1,208	0,74 0,74 0,3	58,90 56,95

Определим линейные размеры заготовки и межоперационные линейные размеры. Для удобства расчетов нарисуем эскиз.

Рисунок 3- Схема расположения припусков и операционных размеров

1. Z_А4 = А2' – А4

2. Z_А5 = Г – А5 – А4 – А3'

3. Z_А6 = А5 – А6

4. Z_А7 = А4 – А7

5. Z_А8 = А6 – А8 - Б

6. В = Г – А7 – А6

Конструкторские размеры: Г=А1'=22_-0,52 мм, Б=1±0,07 мм, В=6_-0,18 мм, А8=11±0,035 мм.

Составим размерную цепь для припуска Z_А8.

Z _А8min = А6 _min – А8 _max -Б _max

Выражая из уравнения неизвестную величину, получаем:

А6 _min = Z _А8min +А8 _max +Б _max

где А8 _max = 11,035 мм; Б _max=1,07 мм.

Z_{А8 min} = 0,3 мм

А6 _min = 0,3 +11,035 +1,07=12,405 мм

А6 _max = А6 _min + Т_А6

А6 _max = 12,405 + 0,07=12,475 мм.

Результаты расчетов оформим в виде таблицы 2.10.

Таблица 2.10 Расчет размерных цепей для определения межоперационных размеров

№ п/п	Уравнения	Неизвестный операционный размер	Z min	Допуск	Значение неизвестного параметра
					Аmin	Amax
1	ZА8 = А6 – А8 - Б	А6	0,3	0,07	12,405	12,475
2	ZА6 = А6 – А5	А5	1,0	0,27	11,135	11,405
3	В = Г – А7 – А6	А7	-	-	3,185	3,595
4	ZА7 = А7 – А4	А4	0,8	0,18	2,205	2,385
5	ZА4 =А4 – А2'	А2'	0,8	0,3	1,585	1,885
6	ZА5 = Г – А5 – А4 – А3'	А3'	1,0	0,36	7,69	8,05

2.9.4 Выбор рабочих приспособлений

При выборе рабочих приспособлений необходимо учитывать тип производства. Для заданного проектом крупносерийного типа производства необходимо применение специальных переналаживаемых автоматизированных приспособлений. В данном дипломном проекте применены приспособления с пневматическим приводом, обеспечивающие надежное удержание детали.

На операции 005, 010, 015, 020, 025, 030, 035, 040, 045 для установки детали принимаем пневматическое приспособление с зажимом на оправку. Данное приспособление обеспечивает достаточную точностью установки заготовки как в осевом, так и в радиальном направлениях и позволяет развивать необходимые усилия зажима для её надежной фиксации.

Так как время от времени при производстве деталей необходима переналадка с выпуска одной детали на другую, в конструкции приспособлений предусмотрены взаимозаменяемые базовые элементы.

Зажим приспособлений на станках производится при нажатии кнопки на пульте управления.

Применение вышеописанных приспособлений позволит значительно уменьшить время на переналадку оборудования, улучшить условия труда, повысить производительность и снизить себестоимость изготовления продукции.

Считаем выбор рабочих приспособлений и их конструкции рациональными и удовлетворяющими требованиям организации труда на автоматизированном участке.

Так как время от времени при производстве деталей необходима переналадка с выпуска одной детали на другую, в конструкции приспособлений предусмотрены взаимозаменяемые базовые элементы.

Зажим приспособлений на станках производится при нажатии кнопки на пульте управления.

Применение вышеописанных приспособлений позволит значительно уменьшить время на переналадку оборудования, улучшить условия труда, повысить производительность и снизить себестоимость изготовления продукции.

Считаем выбор рабочих приспособлений и их конструкции рациональными и удовлетворяющими требованиям организации труда на автоматизированном участке.

5. Выбор режущего и измерительного инструмента

При работе на станках рекомендуется применять режущий инструмент с механическим креплением твердосплавных пластин. Данные инструменты позволяют до минимума сократить вспомогательное время на наладку режущего инструмента.

Исходя из этого, для фрезерного станка и токарного станков выбираем фрезы и резцы с механическим креплением пластин из твердого сплава.

Специальным режущим инструментом являются протяжка.

При обработке деталей на токарных станках с ЧПУ в качестве измерительного инструмента применяется штангенциркуль и скоба, на протяжном, фрезерном и чеканочном станке специальные калибры.

Специальный измерительный инструмент применяется лишь для контроля радиального биения. Также для контроля размера 6,9 разработано специальное контрольное приспособление.

6. Расчет режимов резания

Произведем расчет режимов резания для операций 005 – сверлильной и 010 – токарной, позиции II.

2.9.6.1 Операция 005

Станок – агрегатный АБ2637.

Материал детали - сталь

Марка – 35 ГОСТ 1050-88

Характер заготовки - штамповка

Вес детали: черновой – 0,425 кг; чистовой – 1,02 кг

Материал режущей части инструмента – быстрорежущая сталь Р6М5

Обработка производится с охлаждением СОЖ «Велс-1»

1. Определение длины рабочего хода

L_р.х.=L_рез+y+L_доп,

где L_рез - длина обработки, мм

y - подвод, врезание и перебег инструментов,

L_доп - дополнительная длина хода

y= y_под+ y_врез + y_п ,

где y_под,y_врез, y_п - длина подвода, врезания и перебега соответственно

Сверло:

L_р.х =24+10=34 мм

2. Назначение подач суппортов на оборот шпинделя Sо, мм/об

Сверло: Sо=0,28мм/об

3. Определение стойкости инструментов

Тр=120мин

4. Расчет скоростей резания V в м/мин и числа оборотов шпинделя станка n в минуту:

V= Vтабл.К1К2К3 м/мин

где К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 - от стойкости и марки твердого сплава;

К3 - от вида обработки.

Сверло: V=22*0,8*1,0*0,8=14 м/мин

n=1000* V/n*D

Сверло: n=1000* 14/3,14*22,25=200 об/мин

5. Определение минутной подачи

Сверло: Sм=Sо*n=0,28*200=56 мм/мин

6. Расчет основного машинного времени обработки tм в мин

tм= L_р.х./ Sо*n

Сверло: tм= 34/ 56=0,6 мин

7. Основное машинное время обработки

tм = tм = 0,6 мин.

2.9.6.1 Операция 010, позиция II

Станок – КСП-6-160 токарный полуавтомат.

Материал детали - сталь

Марка – 35 ГОСТ 1050-88

Характер заготовки - штамповка

Вес детали: черновой – 0,425 кг; чистовой – 1,02 кг

Материал режущей части инструмента - твердый сплав

Обработка производится с охлаждением СОЖ «Велс-1»

1. Определение длины рабочего хода

L_р.х.=L_рез+y+L_доп,

где L_рез - длина обработки, мм

y - подвод, врезание и перебег инструментов,

L_доп - дополнительная длина хода

y= y_под+ y_врез + y_п ,

где y_под,y_врез, y_п - длина подвода, врезания и перебега соответственно

Подрезной резец:

L_р.х1=41,1+2,9=44 мм

L_р.х2=36,2+7,8=44 мм

Проходной резец:

L_р.х3 =7,4+3+2,6=13 мм

2. Назначение подач суппортов на оборот шпинделя Sо, мм/об

Подрезной резец: Sо₁= 0,25 мм/об

Sо₂= 0,25 мм/об

Проходной резец: Sо₃=0,16 мм/об

3. Определение стойкости инструментов

Тр=200мин

4. Расчет скоростей резания V в м/мин и числа оборотов шпинделя станка n в минуту:

V= Vтабл.К1К2К3 м/мин

где К1 - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

К2 - от стойкости и марки твердого сплава;

К3 - от вида обработки.

Подрезной резец: V1=135*0,75*0,8*1,35=109,4 м/мин

V2 =135*0,75*0,8*1,35=109,4 м/мин

Проходной резец: V₃=210*0,75*0,8*1,05=132,3 м/мин

n=1000* V/n*D

Подрезной резец:n₁=1000* 109,4/3,14*47=741 об/мин

n₂=1000*109,4/3,14*57=611 об/мин

Проходной резец: n₃=1000* 132,3/3,14*127=332 об/мин

5. Определение минутной подачи

Подрезной резец:Sм1=Sо*n=0,25*741=185,3 мм/мин

Sм2=Sо*n=0,25*611=153 мм/мин

Проходной резец: Sм3=Sо*n=0,16*332=53 мм/мин

6. Расчет основного машинного времени обработки tм в мин

tм= L_р.х./ Sо*n

Подрезной резец:tм1= 44/ 185,3=0,23 мин

tм2= 44/ 153=0,28 мин

Проходной резец: tм3= 13/ 53=0,24 мин

7. Основное машинное время обработки

tм = tм₁+ tм₂+ tм₃= 0,23+0,28+0,24= 0,75 мин.

7. Техническое нормирование

Произведем техническое нормирование для операций 005 и 010, позиции II, режимы резания для которых были рассчитаны в предыдущем разделе.

2.9.7.1 Операция 005

Штучное время:

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_об + Т_от

где Т_о= 0,6 мин – основное время

Т_в – вспомогательное время, мин

Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин

Т_от – время на отдых и личные надобности, мин

Т_в = Т_уст + Т_уп + Т_из

где Т_уст – время на установку и снятие детали

Т_уст = 0,3 мин

Т_уп - время на приемы управления

Т_уп = 0,015 мин

Т_из – время на измерение детали

Т_из = 0,3 мин

Т_в – вспомогательное время, мин

Т_в = 0,3 + 0,015 + 0,3 = 0,615 мин

Т_об = Т_тех + Т_орг

где Т_тех –время на техническое обслуживание рабочего места

где Т_о – основное время обработки

t_см – время на смену инструмента

Т – период стойкости инструмента

Т_орг = 0,04(Т_о+Т_в) – время на организационное обслуживание рабочего места.

Т_орг =0,04(0,6+0,615)= 0,04 мин

Т_об = 0,025 + 0,04 = 0,065 мин

Т_от – время на отдых и личные надобности, мин

Т_от = 0,06(Т_о+Т_в)= 0,06(0,6+0,615)= 0,07 мин

Т_шт = 0,6 + 0,615 + 0,065 + 0,07 = 1,35 мин

Штучно-калькуляционное время

где Т_пз – подготовительно-заключительное время

m – расчетное количество деталей в партии

Количество деталей в партии запуска

m=Па/F

где а=24 дня – периодичность запуска, соответствующая потребности сборки

F=256дн. – число рабочих дней в году

m=15000024/256=14063 шт.

Т_пз=Т_ни+Т_пи

где Т_ни = 35= 3 мин – время на наладку инструмента

Т_пи = 35= 3 мин – время на получение инструмента

2. Операция 010, позиция II

Штучное время:

Т_шт = Т_о + Т_в + Т_об + Т_от

где Т_о= 0,75 мин – основное время

Т_в – вспомогательное время, мин

Т_об – время на обслуживание рабочего места, мин

Т_от – время на отдых и личные надобности, мин

Т_в = Т_уст + Т_уп + Т_из

где Т_уст – время на установку и снятие детали

Т_уст = 0,3 мин

Т_уп - время на приемы управления

Т_уп = 0,015 мин

Т_из – время на измерение детали

Т_из = 1 мин

Т_в – вспомогательное время, мин

Т_в = 0,3 + 0,015 + 1 = 1,315 мин

Т_об = Т_тех + Т_орг

где Т_тех –время на техническое обслуживание рабочего места

где Т_о – основное время обработки

t_см – время на смену инструмента

Т – период стойкости инструмента

Т_орг = 0,04(Т_о+Т_в) – время на организационное обслуживание рабочего места.

Т_орг =0,04( 0,75+1,315)= 0,08 мин

Т_об = 0,04+ 0,08= 0,12 мин

Т_от – время на отдых и личные надобности, мин

Т_от = 0,06(Т_о+Т_в)= 0,06( 0,75+1,315 )= 0,12 мин

Т_шт = 0,75+1,315+0,12+0,12 = 2,3 мин

Штучно-калькуляционное время

где Т_пз – подготовительно-заключительное время

n – расчетное количество деталей в партии

Количество деталей в партии запуска

m=Па/F

где а=24 дня – периодичность запуска, соответствующая потребности сборки

F=256дн. – число рабочих дней в году

m=1500024/256=14063 шт.

Т_пз=Т_ни+Т_пи

где Т_ни = 15= 5 мин – время на наладку инструмента

Т_пи = 15= 5 мин – время на получение инструмента

10. Особенности проектирования обработки деталей на автоматизированных участках

Автоматизированные участки должны обеспечивать высокую производительность и надежность, а также достаточную гибкость.

Отличительной особенностью АУ является :

1. Высокая концентрация операций

2. Наличие автоматических конвейеров для перемещения деталей внутри линии

3. Постоянство циклов работы оборудования, встроенного в АУ

4. Возможность переналадки линии для выпуска другого вида деталей.

Автоматизированный участок, разработанный в данном дипломном проекте, обладает следующими характеристиками:

1. По типам используемого оборудования – со станками общего назначения

2. По характеру связи между станками - с жесткой связью.

3. Со спутниками

4. Со сквозным перемещением заготовок

5. Многопоточная

Для удаления стружки с территории участка используется транспортер, расположенный в полу. Установка и снятие деталей на станках производится с помощью механизма загрузки. Контроль размеров производится при помощи измерительных приспособлений.