Разработка технологического процесса изготовления стакана

а)  расчет припусков  на обработку поверхности Æ 150h9

Исходные данные: стакан масса 5,93 кг, заготовка литье в оболочковые формы, материал – чугун серый СЧ20 ГОСТ 1412-79.

Технологический маршрут  обработки поверхности Æ 150h9 состоит из течения однократного и шлифования. Закрепление детали осуществляется в оправке. Расчетные данные заносим в таблицу 4.

 

Таблица 4. Расчет припусков  и предельных размеров по технологическим  переходам на обработку поверхности Æ 150h9

 

 

 

Техноло-гические переходы обрабо-тки поверхно-сти Æ 190h9	Элементы припуска				Расчетный при-пуск 2Zmin мкм	Расчет-ный диа-метр dе мм	Допуск δ мкм	Предельные размеры		Предельные значения припусков
	Rzмкм	Т мкм	ε мкм	ρ мкм				dmin мм	dmах мм	2Zпрmin мкм	2Zпрmах мкм
Заготовка	40	260	1	326		151,75	800	151,75	152,55
Течение однократ-ное	30	30	20	16	2*626	150,05	250	150,05	150,3	1700	2250
Шлифова-ние	10	20	1	-	2*76	149,9	100	149,9	150	150	300

 

Величины R_z и Т характеризующие поверхности литья по (2) составляют:

R_z – 40 мкм,   Т  - 260 мкм

Для точения R_z = 30;   Т = 30 мкм

Для шлифования R_z  = 10;  Т = 20 мкм

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определится по формуле

           

ρ_з=√ ρ²_кор + ρ²_ст

Коробление следует учитывать  как в диаметральном, так и  в осевом его сечении, поэтому

      .

ρ_кор=√ (∆_кd)²+ (∆_кl)²

     

ρ_кор=√ (0,7*150)² + (0,7*105)² = 128 мкм

 

Для нашего случая ρ_ст  согласно схемы (2) равняется допуску на длину размер 105 мм.

Следовательно ρ_ст  принимаем равным 300 мкм

Следовательно

           

ρ_з=√ 128² + 300²  = 326 мкм

 

Остаточное пространственное отклонение после растачивания

ρ ₁= 0,05* ρ_з = 0,05*326 = 16 мкм

Погрешность установки заготовки  в оправке принимаем  ε_у = 20 мкм

Остаточная погрешность установки

ε_у2 = 0,05* ε_у = 0,05*20 = 1 мкм

 

На основании записанных в таблице  данных производим расчет минимальных  значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой

      .

2Z_min = 2*(R_zi-1 + T_i-1 + √ ρ²_i-1 + ε²_i   )

 

Минимальный припуск под точение

 

2Z_min1 = 2*(40 + 260 + √ 326 ² + 20 ² ) = 2*626 мкм

 

Шлифование

   .

2Z_min2 = 2*( 30 + 30 + √ 16² + 1² ) = 2*76 мкм

 

Графу таблицы 2.4. «Расчетный размер»  (d_е) заполняем начиная с конечного (чертежного) размера последовательным  прибавлением расчетного минимального припуска каждого технологического  перехода:

 

d₂ = 149,9 + 0,152 = 150,052 ≈ 150,05 мм

d₁ = 150,05 + 1,252 = 151,752 ≈ 151,75 мм

Определяем наибольшие предельные размеры прибавлением допуска  на обработку к округленному  размеру:

d_max2 = 149,9 + 0,1 = 150 мм

d_max1 = 150,05 + 0,25 = 150,3 мм

d_max3 = 151,75 + 0,8 = 152,55 мм

 

Предельные значения припусков Z^пр_max  определяем как разность наименьших предельных размеров и  Z^пр_min – как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

2 Z^пр_max2 = 150,3 – 150 = 0,3 мм = 300 мкм

2Z^пр_max1 = 152,55 – 150,3 = 2,25 мм = 2250 мкм

 

2Z^пр_min2 = 150,05 – 149,9 = 0,15 мм = 150 мкм

2Z^пр_min1 = 151,75 – 150,05 = 1,7мм = 1700 мкм

Общие припуски Z _оmax и Z _оmin определяем, суммируя промежуточные припуски, и записываем их значения  внизу соответствующих граф:

2Z _оmin = 1700 + 150 = 1850 мкм

2Z _оmax = 2250 + 300 = 2550 мкм

Общий номинальный припуск

Z _оном = Z _оmin  + Н₃ – Н_q

Нижнее отклонение заготовки  находим по ГОСТ 26645 – 85

Н₃ = 400 мкм

Z _оном = 1850 + 400 – 100 = 2150 мкм

d_зном = 149,9 + 2,150 = 152,05 мм

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

 

Z^пр_max2 - Z^пр_min2 = 300 – 150 = 150 мкм

δ₂ – δ₁ = 250 – 100 = 150 мкм

 

Z^пр_max1 - Z^пр_min1 = 2250 – 1700 = 550 мкм

δ₃ – δ₂ = 800 – 250 = 550 мкм

Расчеты выполнены верно.

Строим график расположения припусков и допусков

Рис. 1.

Рис. 1.  Схема графического расположения  припусков и допусков на обработку  поверхности Æ 150h9

 

Произведен расчет припусков на поверхность Æ 130Н7.

Технологический маршрут  обработки  поверхности состоит  из точения чернового и чистового. Закрепление детали в трехкулачковом патроне.

Расчетные данные заносим  в таблицу 5.

 
Таблица 5. Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Æ 130Н7

 

Технологические перехо-ды	Элементы припуска				Расчетный при-пуск 2Zmin мкм	Расчет-ный диа-метр dе мм	Допуск δ мкм	Предельные размеры		Предельные значения припусков
	Rzмкм	Т мкм	ε мкм	ρ мкм				dmin мм	dmах мм	2Zпрmin мкм	2Zпрmах мкм
Заготовка	40	260		370		128,12	800	127,32	128,12
Течение черно-вое	50	50	200	18,6	2*720	129,56	100	129,46	129,56	1440	2140
Растачивание чисто-вое	20	25	10	-	2*121	130,04	40	130	130,04	480	540

 

Величины R_z и Т характеризующие поверхности литья по (2) составляют:

для заготовки R_z – 40 мкм,   Т  - 260 мкм

для чернового растачивания R_z = 50;   Т = 50 мкм

для чистового растачивания R_z = 20;   Т = 25 мкм

 

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного  типа определится по формуле

           

ρ_з=√ ρ²_кор + ρ²_ст

 

Коробление отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом его сечении, поэтому

      .

ρ_кор=√ (∆_кd)²+ (∆_кl)²

     

ρ_кор=√ (0,7*130)² + (0,7*125)² = 126 мкм

 

В данном случае при закреплении детали в патроне по наружной поверхности с прижимом к торцевой поверхности ρ_ст  = δ_в  в нашем случае допуску на длину детали.

ρ_ст  = 350 мкм

Таким образом, суммарное  пространственное отклонение заготовки

           

ρ_з=√ 126² + 350²  = 371 мкм

 

Остаточное пространственное отклонение после чернового растачивания

ρ ₁= 0,05* ρ_з = 0,05*371 = 18,6 мкм

Погрешность установки в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне    ε = 200 мкм

Остаточная погрешность  установки

ε₂ = 0,05* ε = 0,05*200 = 10 мкм

 

На основании записанных в таблице данных производим расчет минимальных значений межоперационных  припусков, пользуясь основной формулой

      .

2Z_min = 2*(R_zi-1 + T_i-1 + √ ρ²_i-1 + ε²_i   )

Минимальный припуск  под растачивание

черновое     

2Z_min1 = 2*(40 + 260 + √ 370 ² + 200 ² ) = 2*720 мкм

 

чистовое

    .

2Z_min2 = 2*( 50 + 50 + √ 18,6² + 10²    ) = 2*121 мкм

 

Графа «Расчетный размер»  заполняется начиная с конечного (в нашем случае с чертежного) размера последовательным  вычитанием расчетного минимального припуска каждого технологического  перехода.

Таким образом:

для чернового растачивания

d_р1 = 130,04 + 0,242 = 129,56 мм

d_р2 = 129,56 + 1,440 = 128,12 мм

Минимальные предельные значения припусков Z^пр_min  равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные  значения Z^пр_max – соответственно разности наименьших предельных размеров

Тогда для чистового растачивания :

2 Z^пр_min2 = 130,04 – 129,56 = 0,48 мм = 480 мкм

2Z^пр_max2 = 130 – 129,46 = 0, 45 мм = 540 мкм

для чернового растачивания

2Z^пр_min2 = 129,56 – 128,12 = 1,44 мм = 1440 мкм

2 Z^пр_max2 = 129,46 – 127,32 = 2,14мм = 2140 мкм

Общие припуски Z _оmax и Z _оmin определяем, суммируя промежуточные припуски. 2Z _оmin1 = 480 + 1440 = 1920 мкм

2Z _оmax1 = 540 + 2140 = 2680 мкм

Общий номинальный припуск

Z _оном = Z _оmin  + В₃ – В_q = 1920 + 400 – 40 = 2280 мкм

d_зном = d_qном - Z _оном = 130 - 2,28 = 127,72 мм

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

 

Z^пр_max2 - Z^пр_min2 = 540 – 480 = 60 мкм

δ₂ – δ₁ = 100 – 40 = 60 мкм

 

Z^пр_max1 - Z^пр_min1 = 2140 – 1440 = 700 мкм

δ₃ – δ₂ = 800 – 100 = 700 мкм

Расчет выполнен верно.

На основании данного расчета строим схему графического расположения припусков и допусков рис. 2.

Рис. 2. Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия Æ 130Н7 стакана

 

 Табличным методом.

На остальные обрабатываемые поверхности стакана припуски и допуски выбираем по таблицам (ГОСТ 26645 – 85) и записываем их значения в таблицу 6.

В связи с тем, что  предельные отклонения элементов отливки  меньше половины допуска на заготовку  дополнительный допуск не назначаем. Основной допуск на торцы стакана размер 125 мм составит для шестого класса точности, второго ряда 1,8 мм.

Аналогично выбираем припуск на толщину фланца

 

Таблица 6. Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности стакана

 

Поверхность	Размер	Припуск		Допуск
		Табличный	Расчетный
1	Æ 150	1,8	1,175	± 0,4
2	125	1,8		± 0,4
3	Æ 130	1,8	1,340	± 0,4
4	15	1,4		± 0,22

 

Рис. 3. Заготовка

 

 

 

 

 

 

Расчет режимов резания.

Расчетным методом.

Расчитываем режимы резания  для двух поверхностей для  Æ 150h9 на Æ 130Н7. На все остальные поверхности режимы резания назначаем табличным способом.

Для поверхности Æ 150h9 будем производить однократное точение и шлифование.

Для точения по (  ) выбираем подачу  S= 1 мм/об,  глубина резания получена при расчете припусков t=1,12. Стойкость инструмента принимаем 60 мин.

Расчет скорости резания производим по формуле

V= C_v/T^m*t^x*S^y*K_v

где C_v =243; х=0,15; у=0,4; m=0,2