6.Разработка проектируемого технологического процесса

Качество детали обеспечивают постепенным ужесточением параметров точности и выполнением остальных технических требований на этапах превращения заготовки в готовую деталь.

6.1 Технические условия на изготовление детали и методы их обеспечения

В данном разделе необходимо описать методы обеспечения перечисленных в пункте 2 технических требований.

Каждому методу обработки соответствует определенный диапазон квалитетов допусков размеров, степеней точности формы, параметров шероховатости Ra и глубины дефектного слоя.

Обработка отверстий осевым режущим инструментом часто выполняется на многошпиндельных станках, на которых условия обеспечения точности отличаются от условий одноинструментальной последовательной обработки на универсальных сверлильных станках.

При одновременном сверлении отверстий с обеспечивается точность диаметральных размеров 13-го квалитета; при зенкеровании– 8-11-го квалитетов; при развертывании – 7-го квалитета.

На точность отверстий при зенкеровании влияет, выполняется ли оно после сверления или для отверстий, полученных в отливках или поковках.

Повышению точности при зенкеровании и развертывании способствует: работа с минимальным вылетом конца инструмента за торец втулки; увеличение длины направляющей втулки; уменьшение зазора в сопряжении втулка – инструмент (при развертывании – до 5 – 12 мкм для отверстий диаметром до 25 мм); применение схемы направления по пояскам на цилиндрической поверхности вспомогательного инструмента вместо схемы направления по режущей части; применение плавающего соединения инструмента со шпинделем станка. При наиболее благоприятных условиях после развертывания можно обеспечить точность расположения оси отверстия от баз 0,04 мм, а межосевое расстояние - 0,035 мм.

6.2 Выбор технологического оборудования и технологической оснастки

Выбор станков производится исходя из следующих соображений:

- выбранный станок должен обеспечивать выполнение технических требований, предъявляемых к изготовлению детали;

- размеры рабочей зоны станка должны соответствовать габаритным размерам обрабатываемой детали;

- производительность станка должна соответствовать заданной программе выпуска деталей;

- мощность, жесткость и кинематические возможности станка должны позволять вести обработку на оптимальных режимах резания с наименьшей затратой времени и наименьшей себестоимостью.

При выборе оборудования предпочтение следует отдавать тем моделям станков, которые оснащены контрольно-измерительными головками для измерения деталей и настройки инструментов непосредственно на станке и адаптивными системами управления .

Выбор приспособлений производится в зависимости от вида обработки, типа станка и типа производства.

Для крупносерийного и массового производства характерно применение высокопроизводительных специальных приспособлений, снабженных быстродействующим зажимным устройством .

В серийном и единичном производстве применяются, в основном, универсальные и универсально-наладочные приспособления.

Выбранные приспособления должны обеспечивать:

- правильную установку детали,

- повышение производительности труда,

- надежность и безопасность работы,

- расширение технологических возможностей станка,

- автоматическое получение заданной точности,

- экономичность обработки.

В условиях мелкосерийного и серийного производства следует применять стандартные универсальные приспособления: патроны, машинные тиски, поворотные столы, кондукторные приспособления, предусматривая для них дополнительные наладки для заданного изделия .

Выбор режущего инструмента зависит от вида станка, метода обработки, материала обрабатываемой детали, требуемой точности и шероховатости поверхностей, типа производства.

В крупносерийном и массовом производстве широко используются специальные инструменты. Особое значение имеет применение комбинированного инструмента, дающего возможность обрабатывать несколько поверхностей за один проход, модульного инструмента, позволяющего осуществлять автоматическую смену, увеличить технологическую жесткость.

Измерительный инструмент выбирается в зависимости от вида измеряемой поверхности, размеров поверхности, точности механической обработки, типа производства.

В единичном, мелкосерийном производстве применяются универсальные измерительные инструменты: штангенциркули, микрометры и другие.

В крупносерийном и массовом производстве применяются калибры, шаблоны, автоматические устройства для активного контроля.

Таблица 6 - Оборудование и технологическая оснастка по операциям.

Операция	Наименование станка, тип (модель), основные размеры, мощность	Приспособления	Режущий инструмент	Измерительный инструмент
Токарно-винторезная	Токарно-винторезный станок 16К20.Высота центров-215 мм. Расстояние между центров-2000 мм. Высота от опорной поверхности резца до линии центров-25 мм. Мощность-10 кВт. КПД станка-0.8	Патрон 3-х кулачковый	Резец левый отогнутый с углом в плане f-45° с механическим креплением, Сверло ∅18	Штангенциркуль, калибр – пробка ∅18
Токарная с ЧПУ	Токарно-винторезный станок 16К20Т1. Наибольший диаметр обрабатываемой детали-400 мм. Наибольшая длина обработки-900 мм. Число позиций револьверной головки-6. Мощность-11 кВт.	Патрон 3-х кулачковый с пневматическим зажимом.	Резец левый отогнутый с углом в плане f-45° с механическим креплением, резец расточной f-60°	Штангенциркуль, Калибр - скоба
Фрезерная с ЧПУ	Вертикально фрезерный станок модели 6Р13Ф3. Размеры рабочей поверхности стола: ширина 400, длина 1600. Наибольшее перемещение стола: продольное – 1000, поперечное 300, вертикальное 380. Габаритные размеры (длина х ширина х высота) 3425 х 3200 х 2520	Тиски с призматическими губками	Фреза концевая ∅25, сверло – развертка ∅5/9	Штангенциркуль, калибр пробка ∅9H9
Вертикально - фрезерная	Вертикально – фрезерный станок 6Р13. Размеры рабочей поверхности стола: ширина 400, длина 1600. Наибольшее перемещение стола: продольное – 1000, поперечное 300, вертикальное 420. Мощность 11 – кВт. КПД станка – 0.8	Тиски с призматическими губками	Фреза дисковая ∅80	Штангенциркуль
Вертикально сверлильная	Вертикально сверлильный станок 2Н150.Наибольший (диаметр) сверления в стали 50мм.Рабочая поверхность стола 500х560. Конус Морзе отверстия шпинделя 5. Частота вращения шпинделя 22-1000 об/мин. Мощность 7.5кВт	2 призмы	Сверло ∅10	Калибр – пробка ∅10H12
Кругло шлифовальная	Кругло шлифовальный станок модели 3М131. Наибольший размер устанавливаемой заготовки ∅140мм, длина 500мм. Наибольшая длина шлифования450мм. Мощность 7.5 кВт. Габаритные размеры (длина х ширина х высота) 2700 х 2540 х 1950	Патрон 3-х кулачковый	Шлифовальный круг	Калибр - скоба
Внутришлифовальная	Внутришлифовальный станок модели 3К228В. Наибольший∅ устанавливаемой заготовки 560мм, в кожухе 400мм. Наибольшая длина устанавливаемой заготовки при наибольшем∅ заготовки – 200мм. Наибольший ход стола 630мм. Шлифование отверстий ∅45-200мм.	Патрон 3-х кулачковый	Шлифовальная головка	Калибр – пробка ∅50H8

Таблица 7-Маршрут обработки

№ операции	Операция			Оборудование
	Код	Наименование	Код		Наименование оборудования, модель
005	-	Заготовительная	-		-
010	4114	Токарно-винторезная	381148		Токарно– винторезный станок модели 16К20
015	3808	Токарная с ЧПУ	381163		Токарно– винторезный станок модели 16К20Т1
020	3908	Фрезерная с ЧПУ	381611		Вертикально фрезерный станок модели 6Р13Ф3
025	4261	Вертикально фрезерная	381611		Вертикально фрезерный станок модели 6Р13
030	4122	Вертикально сверлильная	381829		Вертикально сверлильный станок модели 2Н135
035	4131	Кругло шлифовальная	381311		Кругло шлифовальный станок модели 3М131
040	!4132	Внутришлифовальная	381312		Внутришлифовальный станок модели 3К228В
045	0200	Контрольная	-		-

6.4 Разработка операционного технологического процесса

6.4.1 Расчет припусков

Припуск на обработку поверхности детали может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков (РАМОП).[8], [12]

Применение РАМОП сокращает в среднем отход металла в стружку по сравнению с табличным значением, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам заготовок, способствует повышению культуры производства.

Припуски на все операции и переходы определяются справочным методом по справочникам. Расчет припусков для одной поверхности произведен аналитическим методом [12].

Таблица 8 Форма для расчета припусков, допусков и промежуточных размеров по технологическим переходам при справочном методе расчета.

Поверхность, операция, технологический переход	Припуск, мм	Расчетный размер, мм	Допуск, мм
∅100 точение черновое	1.2	∅100	h14
∅70 точение черновое	1.2	∅70	h14
∅50 точение черновое	1.2	∅50	h14
∅51 точение черновое	1.2	∅51	H14
∅18 точение черновое	1.2	∅18	H14
Паз 20H9 фрезерование	1.2	20	H9
Отв. ∅10H12 сверление	1.2	∅10	H12
4отв. ∅8.1сверление 4отв. ∅9H9 развертывание	4.05 0.45	∅5 ∅9	H12 H9
Паз 10х15 фрезерование	1.2	10	H12
торец ∅70 черновое точение	1.2	∅70	h14
торец ∅50 черновое точение	1.2	∅50	h14
Левый торец ∅ 100 черновое точение точить на чисто шлифование	0.9 0.2 0.1	∅100.3 ∅100.1 ∅100	h14 h9 h7
Правый торец ∅ 100 черновое точение	1.2	∅100	H14
Торец ∅ 70h7 точение черновое чистовое точение шлифование	0.9 0.2 0.1	∅70.3 ∅70.1 ∅70	h14 h9 h7

6.4.2 Расчет припусков аналитическим методом

1. Таблица 9 – Форма для расчета припусков, допусков и промежуточных размеров по технологическим переходам при аналитическом методе расчета

Расчетная поверхность, вид обработки	Элементыприпуска					Расчетный припуск		Расчетный размер		Допуск		Пред.размеры				Пред.значения припуска
	Rzi-1	hi-1		Ei-1
					max							min	max			min
	мкм	мкм	мкм	мкм	мкм		мм		мкм		мм		мм	мкм			мкм
Отверстие ∅50H8	-	-	-	-	-		-		-		-		-	-			-
Заготовка	-	-	-	-	-		47.514		0.620		48.12		47.5	-			-
Растачивание черновое	400	400	224.9	110	1300.6		48.814		0.100		48.9		48.8	780			1300
Растачивание чистовое	90	-	13.494	-	206.98		49.02		0.062		49.062		49	162			200
Шлифование	40	-	8.99	-	97.98		50		0.039		50.039		50	97			100

1) Разработка технологического маршрута обработки поверхности детали ∅50H8. растачивание черновое H11(+0.100) растачивание чистовое H9(+0.062) шлифование H8(+0.039) 2)Расчет припусков на черновое растачивание. 2.1) (Rz + h) = 400мкм 2.2)Суммарное отклонение расположений поверхностей отливок. Δ_∑ = где,Δ_кор– отклонение плоскостей поверхности отливки от плоскостности. Δ_к = 0.3 – 1.5 мкм на 1мм длины. принимаем Δ_к= 1 Δ_кор= Δ_к * L = 1 * 100 = 100мкм Δ_см–отклонение стержня от параллельности плоскости Δ_оп, мкм на на 1 мм длины, и перекос отверстия Δ_п мкм на 1мм длины. Δ_см= Δ_оп+ Δ_п Δ_оп =1.5мкм Δ_оп =1.5 * 100 = 150мкм. Δ_п= 2-4 мкм на 1 мм длины принимаем Δ_п= 2 мкм на 1 мм длины Δ_п= 2 * 100 = 200 мкм. Δ_см= 200 + 1.5 = 201.5 мкм Δ_∑= 224.9мкм.

2.3) Погрешность при установке при черновом растачивании. Е_у= 110мкм. 2.4) ) = 2(400= 1300.6мкм. 3) Расчет припусков на чистовое растачивание. (Rz + h) = 50 + 40 = 90мкм. 3.1) Суммарное отклонение (остаточная величина после чернового растачивания). Δ_ост = Ку * Δ_∑ = 0.06 * 224.9= 13.494 мкм. 3.2) Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании Е2=0.05 * Е1=0.05 * 110 = 5.5 – величина мала и в расчетах не учитывается. 3.3) = 2(90 + ) = 206.98мкм 4) Расчет припусков на шлифование (Rz + h)= 20 + 20 = 40 Δ_ост= 0.04 * 224.9 = 8.99мкм 4.1) Остаточная погрешность установки при чистовом растачивании Е3=0.05 * Е2=0.05 * 110 = 5.5 – величина мала и в расчетах не учитывается. 4.2) 2Zmin= 2(40 + = 97.98мкм 5) Определение расчетных размеров ∅50 5.1) Шлифование– 50мм 5.2) Чистовое растачивание 50 – 0,98 = 49,02мм 5.3) Черновое растачивание 49,02 – 0.206 = 48,814мм 5.4) Заготовка 48,814 – 1,300 = 47,514мм 6) Предельный минимальный припуск 6.1) 50 – 49.02 = 0,98 6.2) 49,02 – 48,814 = 6.3) 48,814– 47,514 = 7) Предельный максимальный припуск по переходам 7,1) 50.039– 49.062 = 0.097 7.2) 49.062 – 48.9 = 0.162 7.3) 48.9 – 48.12 = 0.78