Разработка технологического процесса изготовления детали «Гайка»

 

 

 

где – кривизна профиля сортового проката (=0,5 мкм на 1мм при длине до 120 мм без правки проката обычной точности [1], табл. 2.2, стр. 37);

- длина заготовки (=13 мм).

 

 

 

После отрезкиотрезным  резцом на токарном станке , торцы заготовки  обрабатываются последовательно на токарно-винторезном станке . чистовому точению торцовых поверхностей предшествует получистовое точение. При этом пространственные отклонения торцовых поверхностей будут складываться из пространственных отклонений, оставшихся после получистового точения .

 

 

где К_у – коэффициент уточнения (К_у=0,06 [1], табл.2.13, стр.42).

 

 

 

1.2)Определим погрешность установки.

Заготовка устанавливается в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне.

 

 

где - погрешность базирования (=0);

 – погрешность закрепления,  которая складывается из двух  составляющих: радиальной =280 мкм=0,28 мм и осевой =190 мкм=0,19 мм ([1], табл. 3.2, стр. 46). с учетом этого

 

 

1.3)Определим минимальные припуски.

Минимальный припуск на получистовое точение составит:

 

 

 

 

Минимальный припуск на чистовое точение составит:

 

 

 

)

 

 

1.4) Определим  максимальные припуски.

Максимальный  припуск на чистовое составит:

 

 

где =0,4 мм – поле допуска на размер, обеспечиваемый отрезкой;

=0,12мм – поле допуска на получистовой обработке.

 

 

 

Максимальный  припуск на чистовое точение составит:

 

.

=0,12 мм – поле допуска  на получистовой обработке.

=0,1 мм – поле допуска  на чистовой обработке.

 

 

 

1.5) Определим номинальные межпереходные припуски.

Номинальный припуск на получистовое точение составит:

 

 

 

 

 

Номинальный припуск на чистовое точение составит:

 

 

 

 

 

1.6) Определим операционные размеры.

На  последней операции чистового точения:

 мм.

 

На  операции получистовоготочения точения:

 

Округляем мм.

 

Размер  заготовки:

 

Округляем мм.

Схема графического расположения припусков и допусков на обработку линейного размера  12_-0,1

 

2)Определим припуски и межоперационные размеры при обработке

отверстия Ø28,43^+0,22.

 

1. Определим качество поверхностного слоя.

Качество поверхности отверстия  после сверления составит:

=80 мкм=0,08 мм; =100 мкм=0,1 мм ([2], табл.27, стр.190)

Качество  поверхности отверстия после  зенкерования составит:

=25 мкм=0,025мм; =60 мкм=0,06 мм ([2], табл.27, стр.190)

2.2)Определим погрешность геометрической формы отверстия (отклонения от круглости и цилиндричности) .

Погрешность геометрической формы  отверстия находим как половину допуска на диаметральный размер соответствующего технологического перехода.

 

 

Так как  сверление и зенкерование происходит сразу после первой установки заготовки, то погрешность установки =0

2.3)Минимальный припуск на зенкерование составит:

 

 

 

2.4)Определим максимальный припуск.

Максимальный  припуск на зенкерование составит:

 

 

где =0,27 мм – поле допуска на размер, обеспечиваемый сверлением

=0,22 мм – поле допуска размера детали.

 

 

2.5)Определим номинальный  припуск.

 

 

ESи  EI- предельные отклонения размеров на предшествующем и выполняемом переходах.

 

2.6)Определим операционный размеры.

 

;

 

На  операции зенкерования:

 

Округляем

 Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия 28,43+^0,22

 

 

 

3.9.Разработка операций технологического процесса

3.9.1) Выбор схемы построения операций

 

Возможность совмещения элементов оперативного времени при выполнении станочных  операций зависит от схемы построения операции. Схема построения операции характеризуется числом заготовок, устанавливаемых для обработки, инструментов, участвующих в обработке, и порядком обработки поверхностей заготовок инструментами.

В базовом варианте при обработке  заготовки на токарно-винторезном  станке имеет место одноместная  многоинструментная параллельная схема построения операции, когда совмещаются технологические переходы, а совмещение вспомогательного времени с основным отсутствует. Но токарно-винторезный станок не подходит для условий крупносерийного производства. Состав основного времени зависит от порядка выполнения  лимитирующих технологических переходов. Во всех остальных случаях имеет место одноместная последовательная одноинструментная схема построения операций.

Шестишпиндельный токарный автомат подходит для крупносерийного производства и также позволяет использовать одноместную многоинструментную параллельная схему построения операций, позволяет использовать пруток для изготовления детали.

 

3.9.2)Выбор и обоснование технологического

оборудования, технологической оснастки, режущего и 

контрольно-измерительного инструмента

 

При выборе станочного оборудования следует  учитывать характер производства, методы достижения заданной точности при обработке, необходимую производительность, соответствие станка размерам детали, мощность электродвигателя главного привода станка, габаритные размеры, кинематические данные станка (подачи, частоты вращения шпинделя и т.д.), возможность оснащения  станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации.

 

Токарная  черновая и чистовая обработка торцовых поверхностей , обработка осевым инструментом отверстия , нарезание резьбы проводится на Шестишпиндельном токарном автомате 1265М-6 с технической характеристикой:

• Наибольший диаметр обрабатываемого прутка  65мм
• Количество шпинделей 6
• Число скоростей вращения шпинделей 26
• Пределы чисел оборотов шпинделей в минуту 73-1065
• Наибольшая длина подачи прутка  200мм
• Наибольшая длина обработки прутка 175мм
• Время холостого хода 3,5сек
• Мощность главного электродвигателя 30кВт

 

 

Шлифование  второго торца происходит на плоскошлифовальном станке с выдвижным круглым магнитным столом и вертикальным шпинделем 3Д756:

• Длина (диаметр) рабочей поверхности стола, мм 800
• Размеры шлифовального круга,мм 500, 100, 400
• Частота вращения шлифовального круга, об/мин 1460

• Мощность двигателя главного движения, кВт 30
• Габарит станка: 4440 х 2530 х 2520

 

Сверление отверстий  происходит на специальном станке С-25, который изготавливается на предприятии.

 

 

Фрезерование  паза происходит на специализированном фрезерном станке ОФ-55, с техническими характеристиками :

• Рабочая площадь вертикального стола, мм 650х195
• Рабочая площадь съемного углового стола  стола, мм 630х260
• Кол-во подач стола 2

• Обороты, об./мин 55-2450
• Максимальное перемещение горизонтального стола: 
• продольное, мм 250
• вертикальное, мм 290
• Угол поворота верхней головки в обе стороны, градусы 45
• Мощность 2кВт

Нарезание резьбы в отверстии происходит на резьбонарезном станке Р-130:

• Количество шпинделей 1
• Вылет шпинделя в мм 100
• Наименьшее и наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола в мм 50—130
• Диаметр отверстия под цангу в мм 7
• Наибольший ход шпинделя в мм 35
• Рабочие размеры стола в мм 170X120
• Мощность электродвигателя в квт 0,18
• Габариты станка (длина х ширина х высота) в мм 450х200х670

Для получистовой и чистовой подрезки торца при постоянном сечении срезаемого слоя выбираем сплав Т15К6([3], табл. 3, стр. 116).Выбираем подрезной отогнутый (правый) резец 2112-0037 ГОСТ 18871-83 с геометрическими параметрами: φ=90°; φ₁=15°; α=8°; α₁=8°; γ=20°; λ=0°;r=2

Для обработки центрального отверстия под резьбу выбираем сверло из быстрорежущей стали Р18 диаметром 27,25 мм ГОСТ10903-77  с геометрическими параметрами :L=291мм; l=165мм,α=11°;b=5,5; h=3,3 ; к=4,5 ; l₁=35 и зенкер диаметром 28 ГОСТ 12489-71  с геометрическими параметрами :L=291; l=170мм,α=10°;φ=60°φ₁=30°;ω=30°;γ=16°;

При отрезании заготовки рекомендован твердый сплав Т5К10 ([3], табл. 3, стр. 116). Выбран автоматный отрезной резец Т5К10 геометрическими параметрами: φ=90°; α=8°; α₁=5°; γ=12°; λ=0°; r=0,5; L=110; а=2.

Для нарезания резьбы выбираем метчик М30х1,5-6Н по ГОСТ 3266-81 для метрической резьбы, с геометрическими параметрами :

L=138 ; l=48; l₁=18; γ=10°;

Для отверстий диаметром 4,2 выбираем сверло из быстрорежущей стали Р18 с коническим хвостовиком  по ГОСТ 4010-77 с геометрическими параметрами :L=55мм; l=22мм,α=11°;α₁=7°

Для отверстия диаметром 4,5 выбираем сверло из быстрорежущей стали Р18 с коническим хвостовиком  по ГОСТ 4010-77 с геометрическими параметрами :L=58мм; l=24мм,α=11°;α₁=7°

Для резьбы М5-6Н выбираем метчик по ГОСТ 3266-81 с геометрическими параметрами :L=66 ; l=16мм; l₁=2,4мм; d=5; l₂=9мм

Для контроля размеров применяют контрольно-измерительный  инструмент. В крупносерийном производстве на рабочих местах для контроля линейного  и диаметрального размеров детали «гайка»  применяют микрометры, калибр-скобы, штангенциркули. Для контроля размера  резьбы  и отверстий под ключ применяют калибр-пробки.

 

 

 

3.9.3)Расчет и определение режимов резания

и норм времени  на каждую операцию

 

 

1. Получистовое точение торца :

 

Скорость  резания при наружном продольном точении определим по формуле:

 

 

 

где - коэффициент скорости резания;

m,x,y– показатели степени;

- период стойкости инструмента,  мин.;

- глубина резания, мм;

 – подача, мм/об;

- поправочный коэффициент

 

 

 

где – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

 – коэффициент, отражающий  состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий  качество материала инструмента.

 

 

 

где - коэффициент. характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- предел прочности при  растяжении (=850 МПа);

- показатель степени.

Используя справочную литературу определим значения коэффициентов:

=0,95; =1,0 ([3], табл. 2, стр. 262).

 

 

 

=0,9 ([3], табл. 5, стр. 263);

=1 ([3], табл. 6, стр. 263);

 

 

Максимальный  припуск на получистовое точение  торца составляет =0,906мм, следовательно, глубина резания =0,45 мм.

 

Определим значение подачи =0,5-0,9 мм/об ([3], табл. 11, стр. 266). Корректируем значение подачи по паспорту станка=0,7 мм/об.

=350; x=0,15;y=0,35; m=0,20 ([3], табл. 17, стр. 269); =60 мин

Подставляем найденные значения в формулу:

 

 

 

Определим частоту  вращения шпинделя станкапо формуле:

 

 

 

 

 

По  паспорту станка уточняем значение числа  оборотов шпинделя:

 

n_шп=500 мин^-1, тогда фактическая скорость резания составит:

 

 

 

Определим значение силы резания по формуле:

 

 

 

 

 

 

n=0,75 ([3], табл. 9, стр. 264)

 

 

=0,89; =1; =1,0; =1,0 ([3], табл. 23, стр. 275)

 

Подставляем найденные значения в формулу:

 

 

=300; x=1,0; y=0,75; n=-0,15 ([3], табл. 22, стр. 273)

 

Подставляем найденные значения в формулу:

 

 

 

Мощность  резания рассчитаем по формуле:

 

 

 

 

Определим необходимую  мощность электродвигателя станка:

 

 

 

где – коэффициент полезного действия станка (=0,85)

 

 

 

Процесс точения  возможен, так как выполняется  условие:

 

 

Определим основное технологическое время по формуле:

 

 

где – длина обработки (=57 мм);

- величина врезания инструмента  (=2,1 мм);

- величина перебега инструмента  (=0,5 мм);

- число оборотов шпинделя, мин^-1;

 

 

 

2)Чистовое точение торца :

=0,95; =1,0 ([3], табл. 2, стр. 262).

 

 

 

=0,9 ([3], табл. 5, стр. 263);

=1 ([3], табл. 6, стр. 263);

 

 

Максимальный припуск на получистовое точение торца составляет =0,28мм, следовательно, глубина резания =0,14 мм

Определим значение подачи =0,5-0,9 мм/об ([3], табл. 11, стр. 266). Корректируем значение подачи по паспорту станка=0,7 мм/об.

=350; x=0,15;y=0,35; m=0,20 ([3], табл. 17, стр. 269); =60 мин

Подставляем найденные значения в формулу:

 

 

Определим частоту  вращения шпинделя станкапо формуле:

 

 

 

 

 

 

По  паспорту станка уточняем значение числа  оборотов шпинделя:

 

n_шп=600 мин^-1, тогда фактическая скорость резания составит:

 

 

 

Определим значение силы резания по формуле:

 

 

 

 

 

 

n=0,75 ([3], табл. 9, стр. 264)

 

 

=0,89; =1; =1,0; =1,0 ([3], табл. 23, стр. 275)

 

Подставляем найденные значения в формулу:

 

 

=300; x=1,0; y=0,75; n=-0,15 ([3], табл. 22, стр. 273)

Подставляем найденные значения в формулу:

 

 

 

Мощность  резания рассчитаем по формуле: