Технологический процесс изготовления детали - штуцер

          Работа по назначению баз начинается  с выбора черновой базы.

          В качестве черновых баз обычно  используют поверхности, удобные  для установки заготовок и,  в дальнейшем, не обрабатываемые.

          Черновые базы должны быть  связаны размерами и условиями  с технологическими базами.

         Деталь штуцер представляет собой  втулку, на одном конце которой  есть внутренняя или наружная  резьба для крепления к разным  трубопроводам или емкостям. Другой  конец штуцера может иметь  разные формы в зависимости  от того, каким способом он  присоединяется к последующим  деталям.  Базами для заготовки  служат торец детали и наружный  диаметр. В качестве черновых  баз используется наружная поверхность  и торец детали. В качестве  технологических баз используется  отверстие и торец.

        Заготовку  необходимо лишить пяти степеней  свободы.

        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.План обработки отдельных поверхностей

 
  Деталь представляет собой совокупность определенным образом расположенных поверхностей, поэтому логично работу по проектированию технологического процесса обработки деталей начать с установления планов обработки (маршрутов) ее отдельных поверхностей. Для каждой поверхности должно быть определено число ступеней обработки (операций, переходов), методы выполнения каждой ступени и их последовательность. При ручном методе разработки технологических процессов эта работа выполняется технологом одновременно с анализом рабочего чертежа детали. На число ступеней обработки и на состав планов обработки поверхностей детали влияют следующие факторы:

- Требуемые квалитеты,  шероховатость, масса изделия

- Внешний вид исходной  заготовки

1.Точность формы и размеров  заготовки – чем заготовка  точнее, тем меньше число ступеней  обработки потребуется для достижения  требуемой чертежом точности  формы и размеров поверхности. 
2. Число ступеней обработки зависит также от требуемого по чертежу качества данной поверхности. В отдельных случаях способ окончательной обработки не обеспечивает заданного качества поверхности (шероховатости, физико-механический свойств поверхностного слоя). Тогда вводят еще 1-2 ступени обработки – отделочную или упрочняющую операции.

Выбор методов обработки  поверхностей детали

Внутренняя цилиндрическая поверхность	Растачивание черновое Растачивание чистовое
Торец	Точение черновое, чистовое
Отверстие	Сверление черновое, чистовое, растачивание, нарезание резьбы
Наружная цилиндрическая поверхность	Точение черновое, чистовое

 

 

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.

 

 

 

 

Маршрутный технологический  процесс изготовления  детали штуцер

№ операции	Название операции	Содержание
005	Заготовительная	Установить деталь в тиски  Отрезать заготовку
010	Токарная	Установить заготовку  в патрон, закрепить. Токарная обработка наружной цилиндрической поверхности под резьбу, подрезка торца, чистовая токарная обработка выточки, сверление центрового отверстия, нарезание резьбы плашкой. Точение фасок
015	Фрезерная	Установить заготовку Фрезеровать шестигранник Сверлить отверстие
020	Слесарная	Зачистить заусенцы
025	Контрольная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

6.Делительная  головка для фрезерного станка.

Делительные головки  используются для расширения штатных  технологических возможностей фрезерных  станков. Эти приспособления способны устанавливать заготовку под  нужным углом относительно оси шпинделя, поворачивать обрабатываемую деталь на заданную величину (деление), а также  обеспечивать ее непрерывное вращение. Такие операции необходимы для фрезеровки сложных поверхностей деталей - пазов, шлиц, граней, винтовых канавок, торцов. Помимо этого делительная головка  для фрезерного станка позволяет  работать с заготовками, которые  невозможно вставить в стандартные  зажимы рабочего стола.  
Головки могут применяться как с простыми бытовыми станками, так и с профессиональным фрезерным оборудованием. В зависимости от назначения они различаются по классу точности, размерному ряду, диапазону настроек. Как правило, делительная головка имеет один шпиндель. Однако существуют модели с 2-мя или 3-мя шпинделями, предназначенные для одновременной обработки нескольких деталей.

а) для установки  оси обрабатываемой заготовки под  требуемым углом относительно стола  станка (горизонтально, вертикально, наклонно);

б) для периодического поворота заготовки вокруг ее оси на определенные углы (деление на равные и неравные части);  
в) для непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых канавок (спиралей). 

Все типы универсальных  делительных головок независимо от их конструкции имеют червячную  передачу, при помощи которой поворачивается шпиндель головки. В переднем конце  шпинделя имеется коническое гнездо, в которое может быть вставлен передний центр 2. В этом случае на центр надевают поводок 3, который служит для захвата обрабатываемой заготовки. Снаружи передний конец шпинделя снабжен резьбой, на которую может быть навинчен трехкулачковый патрон.

Универсальный трехкулачковый самоцентрирующий токарный патрон имеет три кулачка, которые одновременно сходятся к центру или расходятся от него.

Установка заготовок в  патронах производится при обработке  деталей небольшой длины. Наиболее часто используются трехкулачковые самоцентрирующие патроны и цанговые патроны.  
 
Кулачки обеспечивают точное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения шпинделя). Кулачки 2 движутся в радиальных пазах корпуса' 3 патрона (рис. 1 а), В корпусе располагается диск, с одной стороны которого имеется спиральная резьба, а с другой — нарезаны зубья. Кулачки своими выступами на подошве входят в канавки спиральной резьбы. Диск 4 (рис. 1 б) приводится во вращение ключом, вводимым в гнездо одного из сопряженных с ним малых зубчатых колес 1. Кулачки патрона движутся к центру или от центра, закрепляя или освобождая заготовку. Рабочие поверхности кулачков самоцентрирующего патрона изнашиваются неравномерно, поэтому их периодически растачивают или шлифуют. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.Расчет припусков

Припуском называется слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в процессе механической обработки для достижения заданных точностей и качества детали.

Различают припуски промежуточные  и общие.

Промежуточный припуск- слой материала, необходимый для выполнения отдельного технологического перехода.

Общий припуск- слой материала, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов, т.е. всего процесса механической обработки данной поверхности от черной заготовки до готовой детали.

В качестве заготовки для штуцера выбран прокат. Допуск на диаметр составляет 1100 мкм [2, С. 169, таблица 62], что соответствует 16 квалитету [2, С. 192, таблица 32]. Рассчитаем количество технологических переходов для получения размера 40 мм по 12 квалитету. Для этого вычисляем коэффициент ужесточения точности размера по следующей формуле:

 

де  Td_3az = 1100 мкм - допуск заготовки по 16 квалитету;

Td_dem = 250 мкм - допуск детали по 12 квалитету (по требованиям чертежа).

 

 

Суммарное отклонение расположения при  обработке в трехкулачковом патроне  при консольном закреплении определяется по формуле:

где  = 44мм - длина обрабатываемой поверхности;

- отклонение оси детали  от прямолинейности.  [2, С. 180, таблица 4].

 

 мкм

 

Погрешность установки заготовки в трехкулачковом патроне [2, С. 42, таблица 13] для точения:

Расчетный припуск определяется по формуле:

где - высота неровностей профиля на предшествующем переходе, мкм;

- глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе, мкм;

- суммарные отклонения  расположения поверхности на  предшествующем переходе,

мкм;

Таким образом, расчетный припуск  на однократное точение составляет:

 

 

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск, 2Zmin, мкм	Расчетный дтаметр  dmin , мм	Допуск, мкм	Принятые размеры по переходам		Полученные предельные припуски
								dmax, мм	dmin, мм	2Zmax, мкм	2Zmin,  мкм
Прокат	___	___	____	____	____	40,4	1100		40,4	___	___
Фрезерование	160	250	44	340	831	39,3	250		39,3	1081	831

 

 

 

 

 

 

 

 

8.Проектирование технологических операций

                                           (Для фрезерования)

  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.

       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.

                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    Станок вертикальный фрезерный 6К11, стол 250х1000мм 

 Станок предназначен для выполнения всех видов фрезерных работ, сверления, зенкерования и растачивания отверстий на деталях из черных и цветных металлов, их сплавов и пластмасс в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства.