Проектирование механической обработки крышки фрикционной

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

1. Подготовка к проектированию технологического процесса механической обработки детали

деталь механический обработка

1.1 Служебное назначение и конструкция детали

Деталь «Крышка» является телом вращения, изготавливается из конструкционной стали 30 ГОСТ 1050-74. Габаритные размеры детали: диаметр - 380 мм, длина - 100 мм.

Наиболее точные поверхности:

- внутренняя цилиндрическая поверхность ш75 выполненная по 9 классу точности с параметром шероховатости Ra 3.2мкм;

- наружная цилиндрическая поверхность ш300 выполненная по 8 классу точности с параметром шероховатости Ra 3.2мкм;

- торцовая поверхность, сопрягаемая с поверхностью ш300Н8 выполнена с параметром шероховатости Ra 3.2мкм;

- боковые поверхности шпоночного паза выполнены по 9 классу точности с Ra 3.2 мкм.

Шероховатость поверхности -- совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Измеряется в микрометрах (мкм). Шероховатость относится к микрогеометрии твёрдого тела и определяет его важнейшие эксплуатационные свойства.

1.2 Выбор метода получения исходной заготовки

Выбор способов получения заготовки определяется технологическими свойствами материала, назначением и конструкцией детали.

Выбранный способ получения заготовки должен обеспечивать минимальную норму расхода материала. Коэффициент использования материала определяется из соотношения:



Учитывая материал изготовления детали - сталь конструкционная углеродистая качественная, возможны следующие методы получения заготовки: поковка и прокат.

Учитывая форму детали - тело вращения, которую условно можно разделить на две ступени диаметром 380 мм и диаметром 120 мм, длиной 70 мм, для данной формы наиболее оптимальным методом получения является поковка. Получение заготовки методом поковки обеспечивает наиболее высокий коэффициент использования материала.

Расчет припусков и допусков на поковку.

Расчет производится по ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски»

Наименование детали - Вал.

Штамповочное оборудование - молот штамповочный.

Нагрев заготовок пламенный.

Исходные данные по детали

1. Материал -- сталь 30 ГОСТ 1050-88

2. Масса детали -- 22,36 кг.

Исходные данные для расчета

Масса поковки (расчетная)

расчетный коэффициент К_р=1,5…1,8 принимаем 1,6 (приложение 3, табл.20) G_п= 22,36*1,6 = 35,8 кг

Класс точности -- Т4 (приложение1, табл.19)

Группа стали -- М2 (таблица 1) Средняя массовая доля углерода в стали до 0,45 %

Степень сложности -- С2 (приложение 2)

Размер описывающей поковку фигуры (цилиндр):

диаметр --380*1,05= 399 мм

длина --100*1,05= 105 мм

Масса описывающей фигуры (расчетная) -- G_ф= 102,7 кг

G_п / G_ф =35,8/102,7 = 0,34 (от 0,32 до 0,63 - С2)

Конфигурация поверхности разъема штампа П(плоская) -- (таблица 1)

Исходный индекс

ИН=NI+(MS-1)+(ST-1)+(KT-1)

NI - номер интервала, в который попадает масса поковки

NI= 8

MS - группа стали MS=2 для группы стали М2

ST - степень сложности поковки ST=2 для С2

KT - класс точности КТ=4 для Т4

ИН=8+(2-1)+(2-1)+(4-1)=13

Таблица 1.1. Определение припусков и размеров поковки.

Размер детали, мм	№ поверхн.	Шерохо-сть пов-сти, Ra, мкм	Припуск на сторону, мм	Припуск на размер, мм	Размер заготовки, мм
380	1	6,3	2,5	2,5х2=5	???
120	2	6,3	2,0	2,0х2=4,0	???
75H9	3	3,2	1,8	1,8х2=3,6	??
100	4	6,3	2,3	2,3х2=4,6	???

Величина радиусов закруглений наружных углов поковки равна 4,0 мм (табл.7);

Допускаемая величина смещения по поверхности разъема штампа равна 1,2 мм (табл. 9);

Допускаемая величина высоты заусенца на поковке по контуру обрезки облоя не должна превышать 5 мм.(п.5.10)

Кузнечные напуски выполняются согласно п.6: штамповочные уклоны на наружной поверхности - 7є

Рис. 1.1. Эскиз заготовки

2. Анализ технологичности детали

2.1 Качественный анализ

Конфигурация детали простая, что облегчает выбор заготовки.

Расположение ступеней не вызывает затруднений при механической обработке, нет труднодоступных поверхностей;

Поверхности детали являются удобными базами для проведения токарной обработки;

Контроль параметров изделия может производиться стандартным универсальным контрольно-измерительным инструментом;

Для производства изделия не требуется специально обученного персонала высокой категории.

2.2 Количественный анализ

Составим технологический эскиз с обозначением поверхностей (рисунок 2.1)

Рис. 2.1. Технологический эскиз.

Таблица 2.1. Анализ элементарных поверхностей детали

№ пов-ти	Вид поверхности	Количество	Квалитет	Ra, мкм
1,7,10	ТП	3	14	6,3
2	Фаска	1	14	6,3
3	НЦП	1	8	3,2
4	ТП	1	14	3,2
5,8	НЦП	1	14	6,3
6,9	Фаска	2	14	6,3
11	Шпоночный паз	1	9	3,2
12	ВЦП	1	9	3,2
13,20	Фаска	2	14	6,3
14, 19	ТП	2	14	6,3
15,18	ВЦП	2	14	12,5
16	Отверстие	1	14	6,3
17	Отверстие	1	14	12,5

ВЦП - внутренняя цилиндрическая поверхность;

НЦП -наружная цилиндрическая поверхность;

ТП - торцовая поверхность;

Коэффициент унификации элементов

где количество унифицированных элементов;

количество поверхностей.

конструкция технологична

Коэффициент точности обработки:

где - средний коэффициент точности

где число размеров соответствующего квалитета;

число квалитетов

По данному коэффициенту деталь технологична.

Коэффициент шероховатости:

средний класс шероховатости;

Деталь считается технологичной, если Кш<0,32.

3. Проектирование технологического процесса механической обработки

3.1 Выбор и обоснование варианта маршрутного технологического процесса

Технологический маршрут обработки заготовки служит для установления последовательности выполнения технологических операций с соблюдением принципа единства и постоянства технологических баз.

Технологический маршрут обработки вала состоит из следующих основных операций:

005 Заготовительная;

010 Токарная с ЧПУ;

020 Протяжная;

025 Слесарная;

030 Контрольная;

3.2 Выбор оборудования

При выборе оборудования принимают во внимание конструктивные особенности и размеры детали, технические требования, определяющие точность обрабатываемых заготовок, технологические возможности, производительность и эксплуатационные свойства оборудования, экономическую целесообразность его применения.

Операция токарная с ЧПУ. Для выполнения данной операции выбираем токарный центр с ЧПУ QUICK TURN 350MSY.

Данный станок оснащен двумя шпинделями что позволяет обрабатывать деталь с двух сторон. https://www.youtube.com/watch?v=tBkJxSHp1Bs

Таблица 3.1 - технические характеристики

РМЦ	650 мм
Максимально устанавливаемый диаметр	830 мм
Максимально обрабатываемый диаметр	430 мм
Максимальный диаметр прутка (в зависимости от типа патрона)	102 мм
Главный шпиндель:
Размер патрона	12 дюйм
Максимальная частота вращения	3300 об/мин
Второй шпиндель:
Размер патрона	8 дюйм
Максимальная частота вращения	5000 об/мин

3.3 Проектирование технологических операций механической обработки

При проектировании технологического процесса следует руководствоваться следующими соображениями

- В первую очередь обрабатываются поверхности, принятые за чистые технологические базы;

-Последовательность обработки зависит от системы простановки размеров. В начало маршрута выносят обработку той поверхности, относительно которой координировано большее число других поверхностей;

- При невысокой точности сначала следует обрабатывать поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала. Далее последовательность операций устанавливается в зависимости от требуемой точности поверхности,

- Операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значение и не влияющих на точность основных параметров детали, следует выполнять в конце техпроцесса, но до операций окончательной обработки.

При разработке маршрутного ТП составляется маршрутная карта, в которую заносят наименование операций, их краткое содержание, тип оборудования и оснастку.

Операция 010:

Установить деталь

Точить торец 10 выдерживая 103±0,7

Точить торец 7 выдерживая 69,5±0,6

Точить пов 8 выдерживая Ш120,5-1

Точить торец 10 выдерживая 102,5±0,4

Точить пов 8 выдерживая Ш120

Точить фаску 9

Точить торец 7 выдерживая 70±0,4

Точить фаску 6

Расточить отв 12 до Ш74+0,7

Расточить отв 12 до Ш74,7+0,3

Расточить отв 12 до Ш75H9

Расточить фаску 13

Расточить пов 14

Сверлить 6 отв 17

Сверлить 6 отв 16

Расточить отв 15с подрезкой торца 14 до Ш300

Переустановить деталь (позиция 2)

Точить торец 1 выдерживая Ш100,5

Точить пов 5 выдерживая Ш380,5

Точить торец 4 выдерживая L=4 мм до Ш301

Точить пов 5 выдерживая Ш380

Точить торец 1 выдерживая 100

Точить торец 4 выдерживая L=4,5 мм до Ш300,3

Точить пов. 3,4 выдерживая L=5 мм до Ш300h8

Точить фаску 2

Расточить фаску 20

Расточить пов 18,19

Операция 015:

Протянуть шпоночной паз.

3.4 Выбор режущего инструмента

При выборе технологической оснастки следует отдавать предпочтение быстродействующим, автоматизированным, многоместным, приспособлениям, допускающим совмещение переходов, перекрытие основного и вспомогательного времени.

Черновая обработка наружных, торцовых поверхностей и растачивания отверстий:

Резец 2102-1333 ГОСТ 24996-81 - правый 25мм*25мм, l=150 мм

Резец 2102-1334 ГОСТ 24996-81 - левый 25мм*25мм, l=150 мм

Пластина 05114-160412 Т5К10 ГОСТ 19059-80

Чистовая обработка наружных и торцовых поверхностей и растачивания отверстий:

Резец 2102-1331 ГОСТ 24996-81 - правый 25мм*25мм, l=150 мм

Резец 2102-1332 ГОСТ 24996-81 - левый 25мм*25мм, l=150 мм

Пластина 05114-120408 Т15К6 ГОСТ 19059-80

Рис.3.1. Резец проходной упорный ГОСТ 19059-80

Сверло 2300-6373 ГОСТ 10902-77 - ш 13, Р6М5.

Обработка отверстия 16 - Сверло со сменными пластинами CoroDrill® 880- D2000L25-03: Диаметр резания (DC) 20 мм, функциональная длина (LF) 80,568 мм.

Пластина 880-04 03 W07H-P-GR 4324.

Рис.3.2. Сверло со сменными пластинами CoroDrill.

3.5 Выбор измерительного инструмента

Штангенциркуль ШЦ-II-400-0.05 ГОСТ 166-89;

Штангенциркуль ШЦ-I-125-0.05 ГОСТ 166-89;

Калибр-пробка 8136-0011 H9 ГОСТ 14815-69;

Калибр-скоба ш300h8;

Набор образцов шероховатости 3,2-6,3 Т ГОСТ 9378-93;

Шаблоны для контроля фасок.

3.6 Назначение режимов резания

Операция. Токарная с ЧПУ

Поправочный коэффициент на скорость резания (стр.267):

- Коэффициент, учитывающий материал заготовки (табл. 1, стр. 261);

где коэффициенты для хромоникелевой стали при работе резцами из твердого сплава.

- Коэффициент, учитывающий инструментальный материал (табл. 6, стр.263).

- Коэффициент, учитывающий состояние поверхности (табл. 5, стр.263).

- Коэффициент, учитывающий угол в плане (табл. 18, стр.271);

- Коэффициент, учитывающий вспомогательный угол в плане, для 10? (табл. 18, стр.271);

Черновая обработка: Кпv=0,8.

Пластина из твердого сплава Т15К6 - Киv=1

Глубина резания:

В зависимости от шероховатости обрабатываемой поверхности Ra=12,5 мкм и радиуса при вершине резца r=1,2 мм, принимаем подачу S=0,8 мм/об [табл.14].

Расчет скорости резания (стр.265)¹ Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. Т2. М.: Машиностроение, 1986.:

Выбор коэффициентов для расчета скорости резания:

Т=30…60 мин, рекомендуемое значение периода стойкости инструмента, принимаем Т = 45 мин.

Точить торец 10 выдерживая 103±0,7

Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

Таблица 3.2. Режимы обработки

	Ra	t	kv	S	d	v	n
Точить торец 10 выдерживая 103±0,7	12,5	2	0,40	0,8	124	63	163
Точить торец 7 выдерживая 69,5±0,6	12,5	2	0,40	0,8	385	63	52
Точить пов 8 выдерживая Ш120,5-1	12,5	3	0,40	0,8	124	63	163

Чистовая обработка Кпv=1.

Пластина из твердого сплава Т15К6 - Киv=1

Глубина резания:

В зависимости от шероховатости обрабатываемой поверхности Ra=6,3 мкм и радиуса при вершине резца r=0,8 мм, принимаем подачу S=0,5 мм/об [табл.14].

Выбор коэффициентов для расчета скорости резания:

Т=30…60 мин, рекомендуемое значение периода стойкости инструмента, принимаем Т = 45 мин.

Точить торец 10 выдерживая 103±0,4

Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

Таблица 3.3. Режимы обработки

	Ra	t	kv	S	d	v	n
Точить торец 10 выдерживая 102,5±0,4	6,3	0,5	0,77	0,5	124	178	457
Точить пов 8 выдерживая Ш120-0,8	6,3	0,5	0,77	0,5	124	178	457
Точить фаску 9	6,3	3	0,77	0,5	124	178	457
Точить торец 7 выдерживая 70±0,4	6,3	0,5	0,77	0,5	385	178	147
Точить фаску 6	6,3	3	0,77	0,5	386	178	147

Черновая обработка отверстия 12

Пластина из твердого сплава Т5К10 - Киv=0,65

Глубина резания:

Подача при черновом растачивании при вылете резца до 125 мм S=0,3 мм/об [табл.12].

Выбор коэффициентов для расчета скорости резания:

Т=30…60 мин, рекомендуемое значение периода стойкости инструмента, принимаем Т = 45 мин.

Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

Получистовая обработка отверстия 12

Обработка производится резцом с пластиной из сплава Т15К6 Киv=1.

Подача S=0,3 мм/об [табл.12].

Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

Чистовая обработка отверстия 12

Обработка производится резцом с пластиной из сплава Т15К6 Киv=1.

Подача S=0,25 мм/об [табл.14].

Рассчитываем частоту вращения шпинделя:

Таблица 3.4. Режимы обработки

	Ra	t	kv	S	d	v	n
Расточить отв 12 до Ш74+0,7	12,5	1	0,40	0,3	74	100	429
Расточить отв 12 до Ш74,7+0,3	6,3	0,35	0,77	0,3	74	225	966
Расточить отв 12 до Ш75H9	3,2	0,15	0,77	0,5	75	272	1154
Расточить фаску 13	6,3	2	0,77	0,5	74	255	1097

Расточить отв. 15 с подрезкой торца 14

Обработка производится расточным резцом

Таблица 3.5. Режимы обработки

	Ra	t	kv	S	d	v	n
Расточить отв. 15 с подрезкой торца 14 до Ш300	12,5	2,5	0,40	0,3	74	87	374

Сверлить 6 отв. 17.

Глубина резания:

Подача при сверлении S=0,28 мм/об, для твердости материала: HB 10 ^-1 = 179 МПа (табл. 25 с.277).

Расчет скорости резания:



Выбор коэффициентов для расчета скорости резания:

Т=30 мин.

Частота вращения шпинделя:

Сверлить 6 отв. 16.

Глубина резания:

Рекомендуемые режимы обработки:

Подача S= 0.18 (0.06-0.26) мм/об

Скорость резания v= 255 (305-180) м/мин.

Частота вращения шпинделя:

Таблица 3.6. Режимы обработки

	Ra	t	kv	S	d	v	n
Сверлить 6 отв 17	12,5	6,5	1,1	0,28	13	29	705
Сверлить 6 отв 16	6,3	3,5		0,18	20	225	3583

Позиция 2.

Назначаем режимы согласно выше приведенных расчетов.

Таблица 3.7. Режимы обработки

	Ra	t	kv	S	d	v	n
Точить торец 1 выдерживая Ш100,5	12,5	2	0,40	0,8	386	63	52
Точить пов 5 выдерживая Ш380,5	12,5	2	0,40	0,8	386	63	52
Точить торец 4 выдерживая L=4 мм до Ш301	12,5	2	0,40	0,8	386	63	52
Точить пов 5 выдерживая Ш380	6,3	0,25	0,77	0,5	380	178	149
Точить торец 1 выдерживая 100	6,3	0,5	0,77	0,5	380	178	149
Точить торец 4 выдерживая L=4,5 мм до Ш300,3	6,3	0,5	0,77	0,5	380	178	149
Точить пов. 3,4 выдерживая L=5 мм до Ш300h8	3,2	0,15	0,77	0,25	380	178	149
Точить фаску 2	4,2	2	0,77	0,25	380	178	149
Расточить фаску 20	6,3	2	0,77	0,25	75	272	1155
Расточить пов 18,19	12,5	2,5	0,40	0,3	74	87	374

Список литературы

1. Горбацевич А. Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов. - 5-е издание.- М.: ООО ИД «Альянс», 2007. -256 с.

2. Зайцев Б.Г. Справочник молодого токаря. М.: Высшая школа, 1979.

3. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. Т2. М.: Машиностроение, 1986.

4. Пашкевич М. Ф. Технология машиностроения: учеб. пособие. - Минск: Новое знание, 2008. 478 с.

Размещено на Allbest.ru

...