1.4 Выбор заготовки метода её изготовления.

Одно из основных направлений современной технологии машиностроения – совершенствование заготовительных процессов с целью снижения припусков на механическую обработку.

Поковка	Прокат
Определение массы заготовки и массы отходов, кг ( ρ=0,0078 кг/см3 [2], mд=16кг)	Определение массы заготовки и массы отходов, кг ( ρ=0,0078 кг/см3 [2], mд=16кг)
кг. mотх= 19,7 – 16=3,7 кг	кг. mотх= 26.8 – 16=10.8 кг
Определение Ким=mд/Нрасх,	Определение Ким=mд/Нрасх,
Ким=16/19,7=0,81	Ким=16/26.8=0,6

При выборе заготовки первоначально решается вопрос об основных способах изготовления заготовки. Предпочтительным должен быть тот метод, который обеспечивает наименьшую технологическую себестоимость изготовления детали и более высокий коэффициент использования материала, что должно обосновываться технико-экономическим анализом двух близких по своим технологическим параметрам способов получения заготовок с учётом затрат на механическую обработку.

1.5 Разработка маршрутного технологического процесса изготовления инструмента.

Разработка технологического процесса включает комплекс взаимосвязанных работ (ГОСТ 14301-82):

- выбор технологических баз;

- определение последовательности и содержания операций;

- определение и выбор средств технологического оснащения;

- назначение и расчет режимов резания;

- выбор средств механизации и автоматизации элементов технологического процесса.

Базовый тех процесс на массовом производстве:

005 Отрезная.

010 Ковочная.

015 Термическая

020 Очистная

025 Токарная

030 Токарная программная

035 Фрезерная

040 Токарная

045 Фрезерная

050 Фрезерная

055 Термическая

060 Шлифовальная

065 Маркировочная

070 Контрольная

Таблица 5 – Маршрут изготовления детали “Торцевая фреза”.

Номер операции	Наименование операции
005	Токарно-винторезная
010	Токарно-винторезная
015	Вертикально-фрезерная
020	Горизонтально-фрезерная
025	Слесарная
030	Термообработка
035	Внутришлифовальная
040	Шлифовальная
045	Плоскошлифовальная
050	Слесарная
055	Протяжная
060	Контрольная

1.6 Выбор методов обработки поверхностей заготовки и выбор оборудования.

Для достижения мелкосерийного выпуска деталей целесообразно применить универсальные станки. Эти станки позволяют достигнуть оптимальных технических и экономических показателей. В данном технологическом процессе я предлагаю использовать токарно-винторезный станок модели 16К20, горизонтально-фрезерный станок 6Р80, вертикально - фрезерный станок 6Т12, внутришлифовальный станок 3К227А, станок плоскошлифовальный универсальный 3Г71. Они имеют следующие технические характеристики, приведенных в таблицах 6,7,8,9,10.

Таблица 6 – Техническая характеристика станка 16К20.

Параметры	Размер
Наибольший диаметр обрабатываемой детали над станиной, мм	435
Наибольший диаметр обрабатываемой детали над суппортом, мм	224
Расстояние между центрами, мм	710;1000
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм	50
Частота вращения шпинделя, об/мин	12,5-1600
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	10
Габарит, мм	2505х1198х1500
Масса, кг	2835

Таблица 7 - Техническая характеристика станка 6Р80

Наименование размера	Размеры
Размеры рабочей поверхности стола, мм	3801250
Число скоростей шпинделя	18
Частота вращения шпинделя, мм/об	31,5 – 1600
Число подач стола	18
Внутренний конус шпинделя, мм	50
Наибольший угол поворота шпиндельной головки, град.	650
Перемещение гильзы со шпинделем, мм	75
Мощность главного привода, кВт	7,5
Масса, кг	3120

Таблица 8 - Техническая характеристика станка 6Т12

Наименование размера		Размеры
Размеры рабочей поверхности стола, мм		3201250
Число скоростей шпинделя		18
Частота вращения шпинделя, мм/об		16 – 1600
Число подач стола		18
Внутренний конус шпинделя, мм		50
Скорость вертикального движения подачи стола, мм/мин.		4,1-400
Скорость продольного и поперечного движения подачи стола, мм/мин		12,5-1250
Мощность главного привода, кВт	7,5
Габаритные размеры: длина ширина высота	2000 1700 1950
Масса, кг	2850

Таблица 10 - Техническая характеристика станка 3К227А

Наименование размера		Размеры
Наибольший диаметр, мм		400
Наибольшая длина, мм		125
Диаметр шлифуемых отверстий, мм		5-150
Наибольший ход стола, мм		450
Наибольший угол поворота бабки, мм		45°
Частота вращения, об/мин		9000
Мощность главного привода, кВт	4
Габаритные размеры: длина ширина высота	2815 1900 1750
Масса, кг	4300

Таблица 10 - Техническая характеристика станка 3Г71

Наименование размера		Размеры
Длина (диаметр) рабочей поверхности стола, мм		640
Ширина стола, мм		200
Размеры шлифовального круга, мм		250
Частота вращения, об/мин		2000
Мощность главного привода, кВт	2.2
Габаритные размеры: длина ширина высота	1870 1550 1980
Масса, кг	2000

1.7 Выбор методов и средств технического контроля качества инструмента

Для контролирования инструмента применяются различные технологии:

основные из них:

Калибр пробка 50Н7 ГОСТ 24853-81.

Калибр пробка 65Н9 ГОСТ 24853-81.

ШЦ-I — штангенциркуль с двусторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров и с линейкой для измерения глубин.

ШЦ-III — с односторонним расположением губок для измерения наружных и внутренних размеров.

1.8. Разработка технологических операций и операционного технологического процесса.

1.8.1 Назначение межпереходных припусков и размеров.

Рассчитаем припуск на диаметр Ø детали «Фреза». Шероховатость обработанной поверхности Ra=0,63 мкм. Материал детали – Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Для обеспечения заданной степени точности и шероховатости необходимо предусмотреть следующую последовательность обработки поверхности:

Точение черновое, точение чистовое, шлифование.

Двусторонний минимальный припуск на обработку внутренних поверхностей определяется по формуле:

_{; (1.9)}

где ; (1.10)

_{; (1.11)}

R_Zi-1 – высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм

h_i-1 – глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

ε_i – погрешность установки заготовки на выполненном переходе

Δ_Σi-1 - суммарное отклонение расположения поверхности, мкм

Δ_{Σкi-1 -} суммарное отклонение оси детали от прямолинейности (кривизна), мкм

Δ_ui-1 – погрешность центрирования заготовки, мкм

L – длина заготовки

Td_i-1 – допуск на диаметральный размер базы, используемой при центрировании, мкм.

В качестве заготовки используется поковка, Rz+h=500 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности включает перекос отверстия ∆ _п, коробление ∆ _к, погрешность расположения отверстия относительно технологических баз ∆ _ртб.

∆ _п=5·90=450 мкм;

∆ _к=1·D=1·280=280 мкм;

∆ _ртб=200 мкм;

(1.12)

мкм;

Остаточное отклонение расположения заготовки (кривизна) после обработки определяется по формуле:

Δ_ост=К_у·Δ_Σ, (1.13)

где Ку – коэффициент уточнения

Величина коэффициента уточнения после точение чернового – 0,06,

точения получистового -0,05, точения чистового – 0,04, [4]. Следовательно, остаточная кривизна после:

точения черновое - Δ_Σ1=566·0,06=34(мкм)

точения чистовое - ΔΣ₂=34·0,05=1,7 (мкм)

шлифование- ΔΣ₂=1,7·0,04=0,07 (мкм)

При закреплении заготовки в 3-х кулачковом самоцентрирующимся патроне ε=200 [8].

Параметры, характеризующие точность и качество поверхности заготовки после механической обработки, необходимые для расчета припусков, приведены в таблице 6 [8].

Таблица 1.5 – Данные для расчета припуска

Вид обработки	Квалитет	Допуск Td, мкм	Rа, мкм	h, мкм
1. Точение черновое	12	250	20	20
2. Точение чистовое	9	62	10	20
3. Шлифование	7	25	5	5

Исходя из вышеизложенного определим расчетную величину минимального припуска: на точение черновое:

0. на точение чистовое:

0. на шлифование:

Таблица 1.6 – Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Элементарная поверхность детали и тех. маршрут ее обработки	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, Zmш мкм	Расчетный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые (округленные) размеры по переходам, мм		Полученные предельные припуски, мкм
	Rа	h	Δ	έ				dmax	dmin	2 Zmах	2 Zmin
1. Поковка	500		566	-	-	47,614	1000	46,614	47,614	-	-
2.Точение черновое	20	20	34	200	2182	49,796	250	49,546	49,796	2932	2182
3.Точение чистовое	10	10	1,7	20	160	49,956	62	49,894	49,956	348	160
4. Шлиф.	5	5	0,07	2	44	50	25	50	50,025	106	44

Проверка расчета: Td_з-Td_д=2Z_omax-2Z_omin,

где 2Z_omax и 2Z_omin – соответственно полученные суммы предельных припусков;

Td_з – допуск на изготовление заготовки;

Td_д – допуск на изготовление детали.

2Z_omax = 2932+348+106=3386мкм;

2Z_omin = 2182+160+44=2361мкм;

1000-25=3386-2361=750=750=0.

Рассчитаем припуск на диаметр Ø детали «Фреза». Шероховатость обработанной поверхности Ra=3,2 мкм. Материал детали – Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Для обеспечения заданной степени точности и шероховатости необходимо предусмотреть следующую последовательность обработки поверхности:

Точение черновое, точение чистовое.

В качестве заготовки используется поковка, Rz+h=500 мкм.

Суммарное отклонение расположения поверхности включает перекос отверстия ∆ _п, коробление ∆ _к, погрешность расположения отверстия относительно технологических баз ∆ _ртб.

∆ _п=5·90=450 мкм;

∆ _к=1·D=1·280=280 мкм;

∆ _ртб=200 мкм;

(1.12)

мкм;

Величина коэффициента уточнения после точение чернового – 0,06,

точения чистового -0,05, [4]. Следовательно, остаточная кривизна после:

точения черновое - Δ_Σ1=566·0,06=34(мкм)

точения чистовое - ΔΣ₂=34·0,05=1,7 (мкм)

При закреплении заготовки в 3-х кулачковом самоцентрирующимся патроне ε=200 [8].

Таблица 1.5 – Данные для расчета припуска

Вид обработки	Квалитет	Допуск Td, мкм	Rа, мкм	h, мкм
1. Точение черновое	12	250	20	20
2. Точение чистовое	9	74	10	20

Исходя из вышеизложенного определим расчетную величину минимального припуска: на точение черновое: