Анализ заводского технологического процесса обработки детали

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Выбор баз является один из важнейших вопросов при разработке технологического процесса деталей, т.к. правильным выбором баз в значительной степени обеспечивается точность обработки.

Для обеспечения наибольшей точности обработки деталей всегда стремятся к принципу единства баз, т.е., чтобы конструктивная, технологическая и измерительная базы представляли собой одну и ту же поверхность детали.

При обработке деталей тел вращения используются следующие методы базирования:

- обработка и центрирование заготовки в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне;

- обработка в центрах.

Более точной является обработка в центрах, установленных в шпинделе станка и задней бабке, особенно при длине заготовки, больше чем три ее диаметра. Но наиболее чаще применяется обработка в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне, т. к. это базирование более простое и удобное.

Для выполнения конструктивных требований, предъявляемых к детали, будем использовать трехкулачковый патрон, а на одной из операций обработку в центрах.

Таблица 7 - Общий план обработки детали

Поверхность	Размер	Последовательность обработки	Базы

торцовая поверхность	200 с11 Ra12.5	Фрезерование с11 Ra12.5	наружная цилиндрическая поверхность Ø 40
наружная цилиндрическая поверхность	Ø 30d9 Ra1.25	черновое точение h13 Ra50 точение чистовое h10 Ra2.5 шлифование d9 Ra1.25	наружная цилиндрическая поверхность Ø 40, центровые отверстия
наружная цилиндрическая поверхность	Ø 90d9 Ra1.25	черновое точение h13 Ra50 точение чистовое h9Ra1.25	наружная цилиндрическая поверхность Ø 40
наружная цилиндрическая поверхность	Ø 40d9 Ra2.5	черновое точение h13 Ra50 точение чистовое h10 Ra6.3 шлифование d9 Ra2.5	наружная цилиндрическая поверхность Ø 40, центровые отверстия

2.3 Разработка технологического процесса обработки детали

Из существующих видов технологических процессов: единичного, типового и группового, для данного производства изготовления детали «вала-шестерни» выбираем единичный технологический процесс.

Единичный технологический процесс разрабатывается для изделий одного наименования, типа, размера и исполнения. Он учитывает все конструктивные особенности данного изделия и поэтому позволяет создать такие условия изготовления, контроля, перемещения, которые более всего соответствуют данному конкретному изделию. Единичный процесс характерен специально изготовляемой технологической оснасткой под обрабатываемые детали и иногда специальным оборудованием.

Несмотря на многообразие конструктивного исполнения штоков, различия их геометрических форм, размеров и предъявляемых технологических требований в разработке и построении технологического процесса обработки резанием имеются общие закономерности. Эти закономерности относятся к задачам выбора технологических баз, к определению последовательности обработки поверхностей в соответствии с намеченными технологическими базами, к определению необходимого числа переходов по обработке определенных поверхностей детали, к выбору оборудования и формированию операций.

Для различных по конструкции и размерам валов технологический процесс обработки резанием включает следующие основные этапы:

- фрезерно-центровальная: фрезерование и центрирование торцов;

- токарная: черновое обтачивание одной стороны;

- токарная: черновое обтачивание другой стороны;

- токарная: чистовое обтачивание одной стороны;

- токарная: чистовое обтачивание другой стороны;

- сверлильная: сверление двух отверстий одновременно;

- зубонарезная: нарезание зубьев;

-зубошлифовальная: шлифование зубьев;

-круглошлифовальная: шлифование одной шейки и торца с одной стороны;

-круглошлифовальная: шлифование шейки с другой стороны и поверхности под шлицы.

Приведенные этапы являются общими, и построение технологических процессов обработки резанием заготовок различных корпусных деталей обычно не выходит за их рамки.

2.4 Составление технологического маршрута обработки детали

Маршрут обработки выбирают исходя из требований чертежа и принятой заготовки. Приступая к составлению технологического маршрута, необходимо в первую очередь наметить план обработки - структуру операций.

При составлении технологического маршрута руководствуются следующими общими правилами:

1) последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности;

2) в первую очередь следует обрабатывать поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций;

3) отверстия нужно сверлить в конце цикла, за исключением тех случаев, когда они являются базами для установки;

4) обработку поверхностей с точным взаимным расположением следует по возможности включать в одну операцию и выполнять за одно закрепление заготовки;

5) обработки ступенчатых поверхностей выполнять в такой последовательности, при которой общая длина рабочих движений режущего инструмента будет наименьшей;

6) технический контроль назначают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака, перед сложными дорогостоящими операциями, после законченного цикла, а также в конце обработки детали.

Составляем общий план обработки детали для крупносерийного производства, устанавливаем последовательность выполнения технологических операций, уточняем методы обработки поверхности детали и технологические базы.

Общий план обработки детали:

1) фрезерно-центровальная;

Фрезерование и центрование торцов

2) токарная с ЧПУ;

Обработканаружных поверхностей, ступеней валов: черновое и чистовое точение

3) зубофрезерная;

Нарезание зубьев

4) химико-термическая;

Закалка, отпуск

5) шлифовальная;

Шлифование зубьев

6) шлифовальная;

Шлифование наружных цилиндрических поверхностей

7) шлифовальная;

Шлифование наружных цилиндрических поверхностей

8) контроль.

2.5Технологические расчеты

Для решения технологических задач по обеспечению заданных требовании в дипломном проекте выполняем расчеты заданных параметров: припусков, точности обработки, технологических размерных цепей, режимов резания, технических норм времени. Расчетно-аналитический метод будем применять для одной операции, для остальных операций будем использовать опытно-статистический (табличный) метод расчетов.

2.5.1 Расчет припусков на обработку

При проектировании технологических процессов механической обработки заготовок необходимо установить оптимальные припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей, и экономию материальных ресурсов.

Припуски могут быть общие, операционные и промежуточные.

Имеются два основных метода определения припусков на механическую обработку поверхности: расчетно-аналитический и опытно-статистический (табличный).

Выполним расчет припусков аналитическим способом на одну поверхность, которой предъявляются высокие требования точности и качества – плоскость разъема детали. Данные расчетов заносим в таблицу 7.

Значения R_Z – высота неровностей профиля поверхности, h – глубина дефектного слоя, p – пространственное отклонение обрабатываемой поверхности относительно базовых поверхностей заготовки определяем из таблиц справочника технолога-машиностроителя.

Погрешность установки детали на выполняемом переходе ε _у складывается из погрешности базирования ε _б и погрешности закрепления ε _з. Погрешность базирования определяется расчетным путем в зависимости от схем базирования. Погрешность закрепления ε _з устанавливается по табличным данным. При обработке плоских поверхностей, параллельных установочной базе:

, (7)

Принимаем ε _у = 0.

При последовательной обработке противоположных или отдельно расположенных поверхностей минимальное значение припуска Z_imin на сторону определяется по формуле:

, (8)

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски, допуски и предельные отклонения на операционные размеры определяем по справочным данным.

Расчет параметров заготовкипроизводится в зависимости от исходного индекса поковки по ГОСТ 7505-89.

Таблица 8 - Расчёт припусков на обработку наружной цилиндрической поверхности Ø 30d9

	Rz, мкм	h, мкм	Погр, мкм	2z(min), мкм	d(min), мм	Td, мкм	d(maх), мм	d(min), мм	2z(max), мкм	2z(min), мкм
Поковка				-	34, 213		36, 3	34, 2	-	-
Точение черновое					31, 353		32, 24	31, 4
Точение чистовое					30, 373		30, 61	30, 4
Шлифование					29, 883		29, 935	29, 883
Суммарные припуски, мкм

2.5.2 Расчет режимов резания

Режимы резания определяются глубиной резания t, мм; подачей на оборот S₀, мм/об и скоростью резания V, м/мин.

Режимы резания оказывают влияние на точность и качество обрабатываемой поверхности, производительность и себестоимость обработки.

Так как для обработки детали было выбрано импортное высокопроизводительное оборудование, то и оснащать его будем импортным инструментом. Одним из лидеров в производстве металлорежущего инструмента являются фирмы Karloy(Корея) и Hoffmann (Германия), представительство которых есть и в нашем городе. По каталогам, предлагаемым этими фирмами, выбираем следующий режущий инструмент.

Для продольного точения:

· державка резца для наружной обточки SVABR 2525M16 , [26];

· пластины для резцаSVABR 2525M16 – для черновой и чистовой обработки детали, [26].

В обозначении пластин указана марка сплава, из которого она изготовлена. В данном обозначении это сплав YBD052.

В этом же каталоге предложены рекомендуемые режимы резания. Так, для стали 2ХН3А ГОСТ 2590-88 предлагаются следующие режимы резания:

· рекомендуемые режимы резания: S =0, 1-0, 4мм/об; V =90-30м/мин. [26];

· назначаем подачу для чернового точения: S =0, 2мм/об; [26];

· для чистового точения: S =0, 06мм/об; [26];

· для подрезки торца: S =0, 1мм/об; [26];

Назначаем скорость резания:

· для чернового точения: V =90м/мин;

· для чистового точения: V =80м/мин.

Определяем глубину резания обрабатываемой поверхности при черновом точении, исходя из припусков на дальнейшую обработку:

t = = =3мм (9)

Данную глубину будем проходить за два прохода i = 2; t = 3мм.

где D_заг – наружный диаметр заготовки, мм;

Dчерн. – диаметр детали после чернового прохода;

При продольном точении длина обработки определяется по формуле:

(10)

Величина врезания инструмента составляет принимаемl_вр= 1 мм

Длина обработки поверхности определяется из карты эскизов на данную операцию: Lзаг = 50 мм.

Тогда, расчетная длина обработки L_р., мм:

L_р.=50+1=51мм

Частоту вращения заготовки определяем по формуле:

Для чернового точенияп=300мин^-1

Для чистового точения п=400мин^-1

(11)

об/мин

Так как токарный станок с ЧПУ модели CTXalpha300 имеет бесступенчатую регулировку частоты вращения шпинделя, принимаем число оборотов шпинделя для черновой обработки n = 300 об/мин. При этом, фактическая скорость резания будет равна

=90 м/мин

для чистовой обработки n = 400 об/мин. При этом, фактическая скорость резания будет равна

=113 м/мин(12)

Силу резания определяем по формуле

(13)

гдеKр – поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала,

(14)

Численные значения этих коэффициентов приведены в табл. 9, 10 и 23 [2].

Значение коэффициента СР и показателей степеней x, y, n, определяем из таблицы 22 стр. 273 справочника [2].

Pz = 10× 204× 1× 0, 75× 0× 0, 72=1107Н

Мощность резания определяем по формуле

N= (15)

кВт

Для последующих операций все данные режимов резания определяем табличным способом.

2.5.3 Расчет технических норм времени

Под технически обоснованной нормой времени понимается время, необходимое для выполнения заданного объема работы (операции) при определенных организационно-технических условиях.

Норма штучного времени – это норма времени на выполнение объема работы, равного единице нормирования, на выполнение технологической операции.

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Т_Ш-К:

, (16)

где Т_П-З – подготовительно-заключительное время на партию деталей;

n – количество деталей в настроечной партии.

Норму штучного времени определяют по формуле:

, (17)

гдеt_о – основное время;

t_в – вспомогательное время;

t_об – время обслуживания рабочего места;

t_от – время перерывов на отдых.

Рассчитаем норму штучно-калькуляционного времени при обработке наружных цилиндрических поверхностей на токарной операция ЧПУ010,

Установ 1

точить наружную цилиндрическую поверхность Æ 30. Æ 40.Æ 90.

Основное технологическое время определяется по формуле:

, (18)

Длину рабочего хода L_р.х. считать по длине траектории движения вершины резца по УП отдельного для каждого участка с учетом величины подачи отдельно для чернового и чистового проходов, i=1, подача и число оборотов – по УП –для чернового прохода- 300*0, 2, для чистового -400*0, 06

гдеL_р – общая расчетная длина резания (L_р = мм);

S –подача инструмента, мм/об;

n – число оборотов шпинделя, об/мин;

Черновое точение

Чистовое точение

2, 4952+0, 2496+2, 0875+1, 249+2, 1229=8, 2042

3, 6866+8, 2042=11, 8908

Установ2

Черновое точение

Чистовое точение

2, 4972+0, 2496+1, 666+1, 277=5, 6898

2, 6816+5, 6898=8, 3714

Основное время токарной операции с ЧПУ (1-2 установы) - 11, 9+8, 4=20, 3мин

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приемы:

, (19)

гдеt_у.с. – время на установку и снятие детали, мин;

t_з.о. – время на закрепление и открепление детали, мин;

t_уп - время на приемы управления, мин;

t_из – время на измерение детали, мин.

мин

Время на обслуживание рабочего места определяется:

, (20)

гдеt_тех – время на техническое обслуживание;

t_орг – время на организационное обслуживание.

мин

Время перерывов на отдых t_от устанавливается ≈ 2, 5 % от основного времени -t_от = 0, 5мин

Тогда штучное время:

мин

Штучно-калькуляционное время:

(21)

Число деталей в партии определяется по формуле:

шт. (22)

Результаты расчетов заносим в таблицу 8.

Для остальных операций технологические нормы времени определяем табличным способом и заносим в маршрутные и операционные карты.

Таблица 9 – Сводная таблица норм времени по операциям, мин.

Номер опера- ции.	t_о	t_в	t_об	t_от	Т_шт	T_п-з	n, шт	T_ш-к
t_у.с.	t_з_._о_.	t_уп	t_из	t_тех	t_орг

	0, 93	0, 1	0, 1	0, 05	0, 05	0, 03	0, 02	0, 04	1, 32	1, 51
	20, 3	1, 5	1, 5	1, 0	1, 08	0, 4	0, 1	0, 5	26, 38	1, 36
	6, 29	1, 5	1, 5	1, 1	1, 09	0, 5	0, 1	0, 5	12, 6	12, 64
	0, 52	0, 15	0, 13	0, 06	0, 06	0, 03	0, 04	0, 05	0, 6	0, 61
	0, 47	0, 13	0, 12	0, 06	0, 06	0, 03	0, 03	0, 04	0, 5	0, 52
	0, 15	0, 1	0, 1	0, 06	0, 06	0, 03	0, 03	0, 04	0, 57	1, 55

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒