Разработка технологического процесса механической обработки штуцера

            Опытно-статистические данные составляют на основе обобщения опыта передовых заводов в виде нормативных таблиц. В справочной литературе приводятся табличные значения припусков на механическую обработку заготовок. Эти материалы охватывают лишь общие для различных отраслей машиностроения типовые детали машин, поэтому более объективным и обоснованным является определение оптимальных припусков расчетно-аналитическим методом.

             Расчетно-аналитический метод определения припусков основан на учете погрешности обработки на предшествующем и данном технологических переходах.

             При расчете минимального промежуточного припуска учитывают следующие элементы погрешности:

            - шероховатость поверхности (высоту неровностей R), полученную на предшествующем переходе;

            - состояние и глубину   измененного слоя заготовки в результате выполнения предшествующего перехода;

            - пространственные отклонения p, расположения обрабатываемой поверхности относительно базовых поверхностей заготовки на предшествующем переходе;

           - погрешность установки E   при выполнении данного перехода.

          Суммируя вышеуказанные величины получим минимальный расчетный припуск для технологического перехода (П ).

          Рассмотрим методы суммирования составляющих.

          При обработке плоскостей формула минимального припуска имеет вид: П =(Rz+h ) +(p+E),мкм.

          При обработке поверхности вращения их сумма равна:

           | p + ε |= 

          По такому же правилу складываются и пространственные отклонения p , если их больше одного.

                          Формулы для расчёта припуска:

1)     Припуск на сторону при обработке отдельной плоской поверхности

                               Z=(Rz+h)+( p + ε);                                    (1)

2) Припуск на две стороны при параллельной обработке противолежащих сторон

                              2 Z  = 2|( Rz+ h )+( p+ ε)|;                         (2)

3) Припуск на диаметр при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения

                            2 Z= 2|( Rz+ h)+ |                                (3)

           Значения Rz  , h ,  ε  приводятся в справочной литературе.

           Припуск, а также предельные промежуточные размеры заготовки следует записать в таблицу.

  В столбцы 2,3,4,5 и 8 вписывают значения, взятые из справочника.

     Далее определяем расчетную величину минимального припуска по всем технологическим переходам (столбец 6), пользуясь формулами (1), (2),  или (3) .

Для чернового зенкерования:

2 Z= 2|( Rz+ h)+ | = 2[(200+300)+]=1141 мкм

Для чистового зенкерования:

2 Z= 2|( Rz+ h)+ | =2 [(50+50)+]=300 мкм

Для шлифования:

2 Z= 2|( Rz+ h)+ | = 2[(20+20)+]=180 мкм

Для перехода, предшествующего конечному, определяется расчетный размер путем прибавления к наименьшему предельному размеру по чертежу припуска Z( в столбец 7).

Заготовка:1141/1000+21,00=22,14 мм

          Для чернового зенкерования: 20,70+300/1000=21,00 мм

Для чистового зенкерования: 20,52+180/1000=20,70 мм

Для шлифования: 20,52 мм

В столбец 10 записываем округленный наименьший предельный размер по каждому технологическому переходу (рассчитанный в столбце 7), округление  производить до того же знака, с каким был допуск на размер для каждого перехода.

Наибольший округленный размер каждого технологического перехода (столбец 9) определяется путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру (столбец 10).

В столбцы 11 и 12 записываются предельные значения припусков Z рассчитанные как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и Z как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого (выполняемого и предшествующего) переходов.

Затем необходимо произвести проверку расчетов.

Проверка правильности выполненных расчетов:

212-180=32;  84-52=32  верно

426-300=126; 210-84=126  верно

1310-1000=310; 520-210=310  верно

          5.Разработка технологического маршрута изготовления детали.

       Под технологическим маршрутом изготовления детали понимают последовательность выполнения ТО. Последовательность ТО устанавливают на основании разработанного ранее маршрута обработки основных поверхностей.

       При разработке маршрутной технологии следует придерживаться некоторых общих положений:

    - выявляется необходимость расчленения ТП изготовления деталей на операции черновой, чистовой и отделочной обработки;

    - операцию черновой обработки целесообразно отделить от чистовой с целью уменьшения влияния деформации заготовки после черновой обработки (в том случае если деформации незначительны, то данное расчленение не обязательно);

    - отделочная обработка, как правило, выполняется на конечных операциях ТП;

    - при формировании операции  следует стремиться к тому, чтобы определенная (желательно наибольшая) группа поверхностей обрабатывалась с одного установа;

   - в самостоятельные операции следует выделять: обработку зубьев, нарезание шлицев, обработку пазов, сверление отверстий и др.;

   - на первой операции необходимо обработать поверхности, которые будут использованы в качестве чистовых баз на последующих операциях;

   - при формировании маршрута следует предусмотреть при необходимости применение термической или химико-термической обработки;

   - в технологический маршрут включают все вспомогательные и контрольные операции.

           Разработка маршрутной технологии включает выбор оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента. При этом учитывают форму, габариты, вес заготовки, а также требования по точности и качеству обрабатываемых поверхностей.

           Разработанный маршрут изготовления детали приводится в виде маршрутной карты (Приложение 1). Технологический маршрут дополняется операционными эскизами, на которых указываются схемы базирования, обрабатываемые поверхности, главные и вспомогательные движения.

                        6.Проектирование технологических операций

                                           (Для фрезерования)

6.1 Общие положения

       Проектирование технологических  операций (ТО) выполняется в определенной последовательности и включает следующие этапы: разработка или уточнение структуры операции и проектирование схем наладок; выбор модели станка и средств технологического оснащения (СТО); расчет режимов резания; нормирование операций; выбор средств механизации и автоматизации.

       Выбор структуры операции производится на основе общих структурных схем и операций базового ТП , а также принципов концентрации и дифференциации операций.

       Концентрация характеризуется объединением нескольких простых технологических переходов в одну сложную операцию, выполняемую на одном станке. Концентрация операций осуществляется двумя способами:

      -  одновременной обработкой нескольких поверхностей набором инструментов;

      -  последовательной обработкой нескольких поверхностей на одном станке.

            Метод дифференциации операций характеризуется расчленением  технологического процесса обработки резанием на простые операции, выполняемые на большом числе станков, что характерно для условий крупносерийного и массового производства. Кроме того, этот метод обеспечивает  высокую гибкость производства. При этом не следует  дифференциацией разделение процесса на несколько операций, вызванное требованием высокой точности или малой шероховатостью поверхности. Также существует ряд переходов, которые нецелесообразно объединять с другими, так как это может привести к понижению точности и увеличению шероховатости поверхности.

        На машиностроительных заводах, как правило, сочетают оба принципа.

        При разработке структуры ТО следует также предусматривать возможность совмещения (перекрытия) основного и вспомогательного времени, что позволяет повысить производительность.

         При выборе модели оборудования уточняют следующие  характеристики станка: размеры рабочей зоны; возможность достижения  требуемой точности и шероховатости поверхности; соответствие мощности, жесткости и кинематических данных выбранным параметрам режима обработки; производительность и трудоемкость обработки; уровень автоматизации и безопасности труда. Модели станков выбирают по справочникам, каталогам и классификаторам металлорежущих станков. В данном технологическом процессе используется вертикально-фрезерный станок.

         Выбор технологической оснастки (приспособление, режущий и измерительный инструмент) производится на этапе уточнения содержания технологических переходов. На выбор оснастки, прежде всего, влияет тип и организационная форма производства, вид изделия и характер намеченного ТП.

        При выборе приспособлений, в первую очередь, учитывается тип производства. Так, в единичном и мелкосерийном производстве, в основном, используются универсальные приспособления, а в серийном  - универсальные переналаживаемые. Крупносерийное и массовое производство характеризуется применением специальных приспособлений, позволяющих резко сократить время на установку и закрепление заготовки и на снятие ее после окончания обработки.

           Выбор режущего инструмента производят с учетом метода обработки, материала обрабатываемой детали, размера и конфигурации детали, требуемого качества обрабатываемых поверхностей и программы выпуска. При выборе режущего инструмента следует ориентироваться на применение стандартного. Однако, на отдельных операциях применяют специальный и специализированный инструмент. Режущая часть инструментов изготавливается из материалов, обеспечивающих высокие скорости резания.            В качестве режущего инструмента (при операции фрезеровании) используется фреза торцевая…….

           Выбор измерительных инструментов  производят с учетом соответствия точностных характеристик инструмента, точности выполняемого размера, вида измеряемой поверхности, а также масштаба выпуска деталей. В условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства, в основном, применяют универсальный измерительный инструмент. В условиях крупносерийного и массового производства более целесообразно применять специальный инструмент, а также различные контрольно-измерительные приспособления и средства автоматического контроля.

           В качестве измерительного инструмента (при операции фрезерования) используется нутромер с измерительной головкой М109 ГОСТ 9244- 75.

           Элементы режима резания рассчитывают  или выбирают таким образом, чтобы обеспечить требуемое качество обработки при наибольшей производительности труда и наименьшей себестоимости ТО. Эти условия удается выполнить при назначении соответствующего типа и размера инструмента, материала и геометрии его режущей части, материала и состояния заготовки, типа и модели станка. Элементы режима резания назначаются в следующем порядке: глубина резания, подача, скорость резания.

          Глубина резания (мм): при черновой (предварительной) обработке назначается по возможности максимальной, равной всему припуску на обработку или большей части его; при чистовой (окончательной) обработке -в зависимости от требований точности размеров и шероховатости обработанной поверхности.

         Подача (мм/об, мм/дв. ход): при черновой обработке выбирают максимально возможную подачу, исходя из жесткости технологической системы, мощности привода станка, прочности инструмента и других ограничивающих факторов; при чистовой обработке – в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.

           Скорость резания рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки, которые имеют общий вид:

                              , м/мин

           Значения коэффициента и показателей степени, содержащихся в этих формулах, так же как и периода стойкости Т инструмента, применяемого для данного вида обработки, приведены в таблицах для каждого вида обработки.

        Вычисленная с использованием табличных данных скорость резания, учитывает конкретные значения глубины резания t, подачи s и стойкости Т и действительна при определенных табличных значениях ряда других факторов. Поэтому для получения действительного значения скорости резания V с учетом конкретных значений упомянутых факторов вводится поправочный коэффициент , тогда действительная  скорость резания:

                                  , где

- произведение ряда коэффициентов: ,,.