Технологический процесс изготовления детали «муфта»

Обрабатываемость материала (углеродистая качественная конструкционная сталь) хорошая.

Форма детали в целом  технологична, простые цилиндрические поверхности и плоскости легко  обрабатываются на универсальных токарных станках. Форма детали позволяет проводить обработку без затруднений доступа инструмента к обрабатываемым поверхностям.

Общая точность поверхностей детали невысокая – Rz30, точность отдельных поверхностей не превышает Ra1,25. Деталь не является прецизионной и по показателю точности также является технологичной.

В целом деталь “муфта” является технологичной.

 

1.5 Анализ технических  требований

 

Таблица 2.

Анализ технических  требований чертежа.

ТТ чертежа	Назначение ТТ и способы их обеспечения
1	2
радиальное биение внутренней цилиндрической поверхности D2 относительно D3 и внутренней поверхности D3 к внешней D4	Радиальное биение относится  к суммарным отклонениям формы  и расположения профиля. Точность взаимного  расположения данных цилиндрических поверхностей обеспечивается: D3 к D4 – на оп. 05 при совместной обработке и на оп.20, где D4 является технологической базой для обработки D3; D2 к D3 – на оп.10, когда D3 является базой для обработки D2.

 

 2 Анализ технологического процесса

 

Технологический процесс включает следующие основные этапы:

-заготовительный (оп.00);

-черновой (оп.05 и 10);

-получистовой (оп.15);

-окончательный (оп.20).

Таблица 3.

ТП изготовления детали «муфта».

 

3 Расчет линейных  технологических размеров

 

Расчет ведется по методике [8].

 

 

Таблица 4.

Исходные данные для расчета ЛТР.

Хар-ка операции			Допуск				Припуск
№  оп в ТП	Содержание	Символ  размера	Точность IT	Ориентировочная величина	Табличный допуск	Доминирующая погрешность	Качество пов-тей		Припуски
							Rz ij, мм	T ij, мм	Символ	Z ij min, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
00	Заготовительная	А0.1 А0.2 А0.3	15 15 15	132 22 52	1,6 0,84 1,2	- - -	0,16 0,16 0,16	0,2 0,2 0,2	- - -	- - -
05	Токарная черновая	А5.1 А5.2	13→12 13→12	132 82	0,63→0,4 0,54→0,35	ρк=0,5 -	0,03 0,03	0,08 0,08	Z5.1 Z5.2	0,36 0,36
10	Токарная  черновая	А10.1 А10.2	13→12 13→12	132 22	0,63→0,4 0,33→0,21	- -	0,03 0,03	0,08 0,08	Z10.1 Z10.2	0,36 0,36
15	Токарная получистов→чистовая	А15.1 А15.2	11→10 11→10	52 22	0,19→0,12 0,13→0,084	- -	0,008 0,008	0,02 0,02	Z15.1 Z15.2	0,11 0,11
20	Шлиф-ная предв-ная	А20.1	9	110	0,087	-	0,008	0,02	Z20.1	0,028

 

Таблица 5.

Ожидаемые погрешности  и уравнения замыкающих звеньев.

Замыкающее звено	Погрешность замыкающего звена ρ(s.z)мм	Заданные значения S,Z мм			Уравнения размерной цепи	Порядок расчета
		ном	min	max
1	2	3	4	5	6	7
S1	0,73→0,47		129,4	130	S1-A5.2-А15.1=0	2
S2	0,11		49,8	50	S2-A15.1=0	1
S3	0,022		109,9	110	S3-A20.1=0	3
Z5.1	-	-	0,36	-	Z5.1-A0.1+A5.1=0	6
Z5.2	-	-	0,36	-	Z5.2-A0.3+A5.1-А5.2=0	7
Z10.1	-	-	0,36	-	Z10.1+A10.1-A5.1=0	5
Z10.2	-	-	0,36	-	Z10.2-А10.2+А10.1-А5.1+A0.2=0	9
Z15.1	-	-	0,11	-	Z15.1+А15.1+А5.2-А10.1=0	4
Z15.2	-	-	0,11	-	Z15.2-A15.2+A5.2-A10.1+A10.2=0	10
Z20.1	-	-	0,028	-	Z20.1+А20.1-А10.1+A10.2=0	8

Проверка показывает, что точность размера S1 не выдерживается.  Вывод: необходимо ужесточить допуски, для чего вносим изменения в табл.4. 
 
 
 
4 Анализ технологической операции

 

4.1 Выбор  оборудования

 

Осуществление различных  технологических процессов изготовления деталей предусматривает наличие  средств технологического оснащения (СТО), которые включают технологическое  оборудование и технологическую оснастку. СТО для механической обработки – это металлорежущие станки, приспособления (станочные, контрольные, вспомогательные) и инструмент.

Оборудование выбирается универсальное, широкого применения. На универсальных станках выполняют  самые разнообразные работы, используя заготовки многих наименований.

Токарный 16К20 имеет следующие  характеристики:

• Наибольший диаметр заготовки над станиной – 400 мм;
• Наибольшая длина заготовки – 1000 мм;
• Частота вращения шпинделя – 12,5÷1600 об/мин;
• Мощность электродвигателя – 11 кВт.

Внутришлифовальный 3К227В имеет следующие характеристики:

• Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки – 400 мм;
• Диаметр шлифуемых отверстий – 5÷015 мм;
• Наибольший диаметр и высота шлифовального круга – 80х50 мм;
• Максимальная частота вращения внутришлифовального шпинделя – 22000 об/мин
• Мощность электродвигателя привода шлифовального круга – 4 кВт.

На токарных операциях 5, 10, 15 применяем патрон трехкулачковый самоцентрирующий рычажно-клиновой по ГОСТ 24351-80, который применяется для токарного оборудования для закрепления как по обработанным, так и по необработанным ранее поверхностям [11].

Для шлифовальной операции 20 применяем патрон трехкулачковый спирально-реечный высокой точности ГОСТ 2675-80 [11].

 

 

4.2 Выбор инструмента

 

На токарных операциях 05, 10 и 15 используем резцы с режущими пластинами из быстрорежущего сплава Т15К6. Применение твердосплавных пластин нецелесообразно для резания материала с хорошей обрабатываемостью, а также ввиду их стоимости и необходимости использования менее производительных режимов обработки.

Шлифовальные круги  прямого профиля находят самое  широкое применение, при диаметре до 150 мм – для внутреннего шлифования.  Круги с керамическими связками предназначены для всех основных видов шлифования, кроме прорезки узких пазов и обдирочных работ на подвесных станках. Выбор зернистости круга зависит от области его применения. Для предварительного и чистового шлифования деталей с параметром шероховатости Ra=2,5÷0,32 мкм используются круги зернистостью 40 или 32.

Таблица 6.

Выбор инструмента  для механической обработки.

№ оп.	Переход		Применяемый инструмент
	№	содержание
05	1	подрезать торец	подрезной резец ГОСТ 18871-73
	2	расточить отверстие Ф45	расточной ГОСТ 18883-73
	3	проточить Ф75 с подрезкой торца	проходной упорный отогнутый ГОСТ 18870-73
10	1	подрезать торец	подрезной резец ГОСТ 18871-73
	2	расточить отверстие Ф65 с подрезкой торца	расточной ГОСТ 18883-73
	3	проточить Ф130	проходной прямой с пластиной из быстрорежущей стали ГОСТ 18869-73
15	1	подрезать торец	подрезной резец ГОСТ 18871-73
	2	расточить отверстие Ф45	расточной ГОСТ 18883
	3	расточить отверстие Ф65 с подрезкой торца	расточной ГОСТ 18883
	4	проточить Ф130	проходной прямой с пластиной  из быстрорежущей стали ГОСТ 18869-73
20	1	шлифовать торец	шлифовальный круг прямого профиля на керамической связке зернистостью 40
	2	шлифовать отверстие Ф45	шлифовальный круг прямого  профиля  на керамической связке зернистостью 40

 

 

 

4.3 Расчет режимов  резания

 

Расчет режимов резания на оп.10 – токарная черновая. Режимы резания определяются согласно рекомендациям [11].

При назначении элементов  режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и  состояние оборудования.

Назначают следующие  режимы резания:

• Глубина резания
• Подача
• Скорость резания.

Глубина резания t  при черновом точении принимается равной припуску на обработку.

Подачу S выбирают максимально возможную, исходя из жесткости и прочности технологической системы, мощности привода станка и других ограничительных факторов.

Скорость резания рассчитывается по формуле:

,

где Т – стойкость  инструмента (при токарной одноинструментальной обработке рекомендуется принимать  равной 30-60 мин).

Коэффициент C_v и показатели степеней х, у, m принимаются равными рекомендуемым табличным значениям:

Коэффициент K_v является произведением коэффициентов, учитывающих влияние материала заготовки K_mv, состояние поверхности K_nV, материала инструмента K_иV.

K_v = K_mv K_nv K_иV

Обороты станка n определяем по формуле:

 n = 1000 ∙ V / πD.

Полученная расчетная  частота вращения n принимается равной ближайшей частоте вращения по паспорту станка.

По паспортной частоте  вращения пересчитывается фактическая  скорость резания по формуле:

V = πDn/1000.

Сила резания определяется по формуле:

 Р_z,_у,х = 10 C_pt^xS^yVⁿK_p.

С_Р, х, у, n выбираются из таблиц по справочным данным:

Поправочный коэффициент  К_р представляет собой произведение ряда коэффициентов:

K_p = K_mp K_φp K_γp K_λp K_rp.

 

 

Таблица 7.

Расчет режимов  обработки.

№ перехода	1 переход	2 переход	3 переход
Содержание перехода	подрезать торец	расточить отверстие Ф65 с подрезкой торца	проточить Ф130
глубина резания t, мм	0,36	0,36	0,36
подача S, мм/об	1,1	0,3	1,1
коэффициент Kmv по табл.2	1,0	1,0	1,0
коэффициент  Kv=Kmv Knv Kиv= =1,0∙0,8∙1,0	0,8	0,8	0,8
стойкость инструмента  Т, мин	60	60	60
коэффициент Cv и показатели степеней х, у, m по табл.17	Cv=340 х=0,15 у=0,45 m=0,20	Cv=420; х=0,15 у=0,20; m=0,20; для внутренней обработки  доп. коэф. для V 0,9	Cv=340; х=0,15 у=0,45; m=0,20;
скорость резания  , м/мин	116,69	172,26	116,69
число оборотов шпинделя  n=1000∙ V/πD	285,86	844	285,86
ближайшее табличное  значение n	320	900	320
фактическая скорость резания, м/мин	130,624	183,69	130,624
коэффициенты СР, х, у, n по табл.22	Cр=200;х=1,0 у=0,75;n=0	Cр=200;х=1,0 у=0,75;n=0	Cр=200;х=1,0 у=0,75;n=0
коэффициент Kp=Kmp Kφp Kγp Kλp Krp	1,0∙1,0∙1,1∙1,0∙0,93 = 1,023
сила резания  Рz,у,х=10CptxSyVnKp, Н	791,065	298,307	791,065