Выбор и обоснование технологических баз. Разработка теоретических схем базирования.

Для того чтобы приступить к обработке детали, необходимо её забазировать, т. е. установить на технологические базы, предать ей требуемое положение относительно режущего инструмента. От правильного выбора технологических баз зависит точность обработки, степень конструктивной сложности приспособлений и затрат вспомогательного времени на установку заготовки. При выборе технологических баз ориентируются на основные принципы базирования:

1. правило единства и постоянства баз;

2. установление минимально-необходимого количества поверхностей,

принимаемых за технологические базы.

Проанализировав рабочий чертеж поворотного кулака, приводим таблицу теоретических схем базирования.

Таблица 2.4Теоретические схемы базирования поворотного кулака.

Номер	Схемы базирования	Погрешность
1	2	3
005 Фрезерное центрирование		Еб=4 Еб=а

Продолжение таблицы 2.4

1	2	3
020 Шлифовальная		Еб=0
060 Обкатная		Еб=0

Продолжение таблицы 2.4

1	2	3
025 Сверлильная		Еб0

Продолжение таблицы 2.4

1	2	3
030 Фрезерная		Еб1=0,2Еб=0 – настройка инструмента

Продолжение таблицы 2.4

1	2	3
035 Сверлильная		Еб=0 Еб зоц=0,5

Продолжение таблицы 2.4    

1	2	3
040045 Автоматно-линейная

Продолжение таблицы 2.4

1	2	3
055 Агрегатная		Еб=0

Продолжение таблицы 2.4

1	2	3
050 Сверлильная		Еб=0

Разработанный технологический процесс обработки с указанием применяемого оборудования

При составлении маршрута были соблюдены следующие правила:

в первую очередь обрабатываются поверхности, которые являются
базовыми для последующей обработки;

обрабатываются поверхности, на которых удаляется наибольший слой
металла;

затем обрабатываются те поверхности, относительно которых на чертеже детали закоординировано наибольшее число других поверхностей;

поверхности, к которым предъявляются требования по точности и
качеству обработки, обрабатываются в конце маршрута;

вспомогательные операции выполняются на стадии чистовой обработки,
последовательность операций может быть различной.

Маршрут обработки поворотного кулака

Таблица 2.6.

Продолжение таблицы 2.6

Расчет режимов резания.

Операции 010 Токарная.

1. Определение длины рабочего хода:

L = L_p + L_n + L_g = 174,6 + 6 + 9,4 = 190мм

где L_p = 174,6мм - длина резания;

L_n = 6мм - величина подвода, врезания и перебега инструмента

L_g = 9,4 - дополнительная длина хода, вызванная особенностями конфигурации детали.

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя So мм/об при максимальной глубине резания l = 3,57 мм:

S_o = 0,45 мм/об 

Уточняем подачу по паспорту станка

S_o=0,39 мм/об.

3. Определение стойкости резца

Т_р = 45 мин.

4. Расчет скорости резания V м/мин и частоты вращения шпинделя n об/мин:

V = V_таблK₁K₂K₃ м/мин

где V_табл = 150 м/мин (К Т - 4, стр. 19);

К₁= 0,8 при НВ 269 (стр.20)

К₂= 1 приТ15К10(стр. 21)

Кз = 1,06 при Тр = 45 мин

V = 150∙0,8∙1,06 = 130 м/мин

n = 1000V/_πD= 1000∙130/_π∙95 = 440 об/мин

Уточняем по паспорту станка:

n = 400 об/мин

V = nπD/1000 = 400∙π∙95/1000 = 118 м/мин.

5. Находим минутную подачу:

S_M = S_on = 0,39∙400 = 156 мм/мин

Уточняем по паспорту станка:

S_M = 160 мм/мип

6. Расчет основного времени обработки:

Т_о= L_pK/S_on = 190/160 =1,2 мин

Операция 040. Пер. 3. Фрезерная.

1. Определение длины рабочего хода:

L = L_p + L_n + L_g = 53 + 3 + 7 = 73мм

где L_p = 53мм - длина резания;

L_n = Змм - величина подвода, врезания и перебега инструмента (П - 5, стр. 17);

L_g = 7 - дополнительная длина хода, вызванная особенностями конфигурации детали.

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя S_o мм/об при максимальной глубине резания t = 2 мм:

S_z= 0,06 мм/об (К Ф - 2, стр. 45).

 Уточняем подачу по паспорту станка

S_z = 0,06 мм/об.

S_o = S_zz =0,06 ∙ 34 = 1,02 мм/об

3. Определение стойкости фрезы (К Ф - 3, стр. 52):

Т_р = 300 мин.

4. Расчет скорости резания V м/мин и частоты вращения шпинделя n об/мин:

V =V_таблK₁K₂K₃ м/мин где

V_табл = 120 м/мин (К Ф - 4, стр. 57);

K₁ = 0,8 при НВ 269 (стр.20)

К₂= I при Т5К10(стр. 21)

K₃ = 1,06 при Тр = 300 мин (стр. 21).

V= 120∙0,81 ∙ 06 =101 м/мин

n = 1000V/πD= 1000 ∙ 101/π ∙ 345 = 110 об/мин

Уточняем по паспорту станка:

n = 100 об/мин

V = nπD/1000 = 100∙π∙345/1000 = 108 м/мин

5. Находим минутную подачу:

S_M = S_on = 1,02∙100 = 120 мм/мин

Уточняем по паспорту станка:

S_M = 120 мм/мин

6. Расчет основного времени обработки:

Т_о = L_px/S_on = 73/160 =0,6 мин

Операция 025. Сверлильная.

1. Определение длины рабочего хода:

L = L_p + L_n + L_g = 27 + 10 + 13,5 = 50,5мм

где L_p = 27мм - длина резания;

L_n = 10мм - величина подвода, врезания и перебега инструмента (П 5, стр. 419);

L_g = 13,5 - дополнительная длина хода, вызванная особенностями конфигурации детали (совмещение сверла и развертки).

2.Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя So мм/об

S_o = 0,18 мм/об (К С - 3, стр. 70).

Уточняем подачу по паспорту станка (стр. , Л):

S_o = 0,18 мм/об.

3. Определение стойкости резца (К С - 2, стр. 69):

Т_р = 50 мин.

4. Расчет скорости резания V м/мин и частоты вращения шпинделя n об/мин:

V = V_таблK₁K₂K₃ м/мин

где V_табл = 19 м/мин(К С 4, стр. 73);

K₁ =0,85 при НВ 220 (стр.73)

K₂ = 1 при So реком/So_пасп = 1 (стр. 74)

Кз ⁼ 1,1 при Т_р = 50 мин (стр. 74).

V= 19∙0,85∙1,1 = 18 м/мин

n = 1000V/πD= 1000*18/71*12 = 472 об/мин

Уточняем по паспорту станка:

n = 350 об/мин

V = nπD/1000 = 350∙π∙12/1000 = 13,19 м/мин.

5. Находим минутную подачу:

S_M = Son = 0,18∙350 = 63 мм/мин Уточняем по паспорту станка:

S_M⁼⁼ 160 мм/мин

6. Расчет основного времени обработки:

Т_о = L_px/S₀n = 50,5/63 =0,8 мин

Операция 020 Шлифовальная:

Шлифовать одновременно шейку до D 50^+0,050_+0,034 и торец D 69,5 ; шейку

до D 45-^-0,009_-0,025; шейку до D 35^-0,009_-0,025;

1 .Расчет скорости шлифовального круга V_крв м/с

Исходные данные:

Диаметр круга D= 790;

Число оборотов круга по станку n круга = 2000 об/мин

V_кр = πDn_кр /1000 • 60 = π ∙790 ∙ 2000 /1000 ∙60 = 80 м/с

2. Выбор характеристики шлифовального круга Исходные данные:

Обрабатываемый металл: Сталь 40Х

Скорость круга: V_кр = 80 м/с

Выбираем по ГОСТ 2424-83 шлифовальный круг: 24А25М2     

7 К5 80 м/с

3. Расчет скорости V в м/мин и числа оборотов детали п в минутах
Исходные данные:

Скорость круга: V_кp = 80 м/с

Обрабатываемый металл: Сталь 40Х

Диаметр детали: D= 50 мм

а) Определение рекомендуемой нормативами скорости вращения детали:
По таблице стр. 173 принимаем V дет = 45 м/мин

б) Расчет числа оборотов шпинделя, соответствующего рекомендуемой
скорости, и уточнение его по паспорту станка

п = 1000 V/nd = 1000 • 45/ π ∙50 = 286 об/мин

По паспорту станка принимаем п = 216 об/мин

в) Уточнение скорости вращения детали по принятым оборотам шпинделя

V_дет = πdn /1000 = 3,14 • 50 • 216/1000 = 33,5 об/мин

4. Выбор поперечной подачи S_p в мм/мин

а) Шлифование шейки Исходные данные:

Автоматизированный цикл шлифования

Диаметр детали: d= 50 мм

Ширина шлифования: в - 57 мм

Обрабатываемый металл: Сталь 40Х

Скорость круга V кр = 80 м/с   

б) Припуск на сторону а = 131 мкм      

Подача S_p при автоматическом цикле и окончательной обработке:

S_p = S_p (табл.) К₁ К₂ К₃

где: S_p (Табл.) - минутная подача по таблице

S_p (табл.) =1,45 мм/мин.

К₁- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга; К₁ выбираем по таблице. К₁ =1,4 .

К2 - коэффициент, зависящий от припуска и точности; К2 выбираем по табл. На стр. 175.К2 = 0,8

Кз - коэффициент, зависящий от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности; Кз выбираем по таблице..Кз=1,0

S_p = S_p (табл.) • К₁• К₂ • К₃ = 1,45• 1,4 • 0,8 • 1,0 = 1,64 мм/ мин

6) Шлифование торца S_p = S_p (табл.) • К₁• К2 • К3 Исходные данные:

Наибольший диаметр шлифования: d₁= 69,5 мм

Наименьший диаметр шлифования: d₂= 50 мм

Обрабатываемый металл: Сталь 40Х

Скорость круга: V кр = 80 м/с

Припуск на сторону: а = 0,131 мм

Точность обработки: б = 0,030 мм

Диаметр круга: D= 790 мм

Количество одновременно работающих кругов: К =2

S_p= S_p (табл.) •К₁К₂К₃

По таблицам на страницах 173-176 принимаем:

S_p (табл.) = 1 ,6 мм/мин.

К₁ = 1,4;К₂=0,8;Кз=1,0

S_p= S_p (табл.) •К₁К₂К₃= 1,6 •1,4• 0,8•1,0 = 1,79 мм/мин

5. Определение времени выхаживания t_вых в мин
Исходные данные:

Класс чистоты: 7

Точность обработки: б = 0,025 мм

Наибольший диаметр шлифования: d₁= 69,5 мм

Наименьший диаметр шлифования: d₂= 50 мм

а) на шлифование шейки t_вых выбираем по таблице t_вых = 0,1 мин

б) на шлифование торца t_вых выбираем по таблице

t_вых =0,1 4мин

В) t_вых = t_вых + t_вых = 0,24 МИН

6. Определение величины слоя, снимаемого при выхаживании а_вых, в мм
Исходные данные:

Поперечная подача S м = 1,79 мм / мин

Время выхаживания t_вых = 0,24 мин

а _вых определяем по табл. на стр. 176. а _вых =0,05 мм

7. Расчет машинного времени t_м в мин

а) На шлифование шейки при автоматическом цикле Исходные данные:

Общий припуск на сторону: а = 0,131мм

Припуск на сторону, снимаемый на этапе предварительной подачи:

а_пр = (0,4... 0,5) • а = 0,05 мм

3) Припуск на сторону, снимаемый на этапе окончательной подачи:

а_ок = а - (а_пр + а _вых) = 0,131 - (0,05 + 0,05) =0,031 мм

Коэффициент, учитывающий потери на этапе врезания: 1,3

Поперечные подачи при автоматическом цикле:

S_p= S_p (табл.) ∙К₁К₂К_з= 1,6 ∙1,4∙ 0,8∙1,0 = 1,79 мм/мин где: S_р._ок= 1,6мм мин

S_{р пр} - минутная подача при автоматическом цикле и предварительной обработке

б) Время выхаживания: t_вых = 0,24 мин

7) Слой, снимаемый на этапе выхаживания: а_вы= 0,05 мм

t_M = 1,3 а_пр / S_{р пр} + а_ок / S_p+t_вых = 1,3 • 0,06/ 1,79 + 0,031/1,6 + 0,24 = 0,3мин

б) На шлифование торца t_м в мин Исходные данные:
1) Припуск на сторону: а = ОД31 мм

Коэффициент, учитывающий потери на этапе врезания: (1,3)

Минутная поперечная подача: S_р = 1,79 мм/мин

Время выхаживания: t_вых = 0,24 мин

Слой снимаемый при выхаживании: а_вых⁼0,05 мм

t_м = 1,3 (а - а_вых) / S_р +1 _вых = 1,3 (0,131 - 0,05) /1,79 + 0,24 = 0,295 мин

в) Расчет общего машинного времени

t_M=t_{M +} t_M

t_M =0,3 + 0,295 = 0,585 мин

РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ.

2. Диаметр: 45 -0,009-0,025; Ra = 0,8 2.1 .Материал: Сталь 40Х

2.2.Учитывая вес поковки и годовой выпуск, выбираем заготовку в виде поковки на ковочном прессе.

Рассчитываем припуск на обработку диаметра: 45 -0,009-0,025. (Л.6)

По таблице 10 определяем, что для достижения заданной
шероховатости и в соответствии с точностью размеров по чертежу, обработку указанной поверхности следует производить в 4 этапа:

Черновое обтачивание

Чистовое обтачивание

Предварительное шлифование

Чистовое шлифование

2.5.  Установочной базой для обработки заготовки выбираем центровые
отверстия.

2.6.По таблицам 3 и 5 выбираем значения Rz, П. Rz = 240 мкм;П=250мкм Чистовое шлифование JT7; Rz=5mkm; П=15мкм; Т=25мкм Предварительное шлифование JT9; Rz=10mkm; П=20мкм;

Т =62мкм

Чистовое точение JT11; Rz=2.0mkm; П=25мкм; Т=100мкм

Черновое точение JT13; Rz=80mkm; П=50мкм; Т=390мкм

2.7.По таблице 10 определяем значения допусков Т для соответствующих операций: Черновое точение Т=460 мкм

Чистовое точение Т=120 мкм

Черновое шлифование Т=74 мкм

Чистовое шлифование Т=30 мкм

Допуск на заготовку - стр. 35 табл. 23

Т_заг= 1650мкм (+1.10-0.55)

2.8. Определяем суммарное значение пространственных отклонений для чернового и чистового точения р: (Л. 6 стр. 16 табл. 4 с 19).

Для второй группы точности и штамповки на ГКМ

где р_см = 0,30 мм - смещение стержня

р_хор⁼0,25 мм - коробление отливок

р = мм

2.9.Определяем пространственные отклонения для чернового и числового точения:

рocт₁ = р_заг∙ к_{у черн} = 0,39•0,06 = 0,0234мм = 23,4 мкм

рост₂ = р_заг∙ Ку_чист =0,39•0,04 = 0,0156мм =15,6 мкм

На операциях шлифования пространственные отклонения малы и не учитываются.

2.10. Определяем расчетные значения минимальных припусков:

Zi _min = 2(Rz i-1 + Пi-1+ )

Zi _min4= 2( 5+15) = 40 мкм

Z_{min з}= 2(10+20) - 60 мкм

Z _{min 2} = 2(20 +25+ ) = 233,43 мкм

Z_mm1 = 2(80+50+ )=407,4

2.11. Определяем расчетные припуски:

Z_расч4⁼Z_min 4 + Тз = 40 + 62 = 102 мкм

Z_{расч з}= Zmin 3 + Т₂ = 60 + 100 = 160 МКМ

Z_расч2= Z_min2+ Т₁ = 233,43 + 390 = 623,43 мкм

Z_{расч 1} = Zmin 1 + Тзаг = 407,4 + 1650 = 2057,4 мкм

2.12. Определяем расчетные размеры:

А₄ = 45 мм

Аз = 45+ 0,102 = 45,102 мм

А₂ = 45,fO2 + 0,160 = 45,262 мм А₁= 45,262 + 0,623 = 45,885 мм А₀= 45,885 + 2,057 = 47,942 мм

Определяем наибольшие предельные размеры путем округления в
большую сторону соответствующих расчетных размеров.

Определяем наименьшие предельные размеры:

А _нм4 = 45 - 0,016 = 44,84 мм

А_нмз = 45,102 -0,062 = 45,04 мм

А_им2 = 45,262 – 0,1 = 45,162 мм А_им1 = 45,885 - 0,39 = 45,495 мм А_им0= 47,942 -1,65 = 46,292 мм

2.15. Определяем предельные значения припусков:
Z_пр/мах4 =45,102 - 44,84 = 0,118 мм = 118 мкм

Z_пр/мах3 =45,262 - 45,04 = 0,217 мм = 217 мкм

Z_пр/мах2=45,885 - 45,162 =0,723 мм = 723 мкм

Z_пр/мах1=47,942 - 45,495 = 2,447 мм =2447 мкм

Z_пр/мin4 = 45,04 - 45 = 0,04 мм = 40 мкм

Z_пр/мin3 =45,162 - 45,102 = 0,06 мм = 60 мкм

Z_пр/мin2 =45,495 - 45,262 = 0,233 мм = 233 мкм

Z_пр/мin1=46,292 - 45,885 = 0,407 мм = 407 мкм

2.16. Определяем предельные значения общих припусков:

Z_{пр общ max} = 47,942 - 44,984 = 2,958 мм = 2598 мкм

Z_{пр общ min} = 46,292 - 45 = 1,292 мм = 1292 мкм

2.17.  Производим проверку по формулам:

Z_{i общ max} - Z_{i пр общ min}

2958-1292 = 1666 мкм

Полученные значения сводим в таблицу

Таблица 2.7 Таблица расчета припусков

Таблица 2.8 Таблица расчета припусков

РАСЧЕТ УЧАСТКА.

3.1. Описание планировки участка.

К планировке оборудования производственных участков, наряду с требованиями эстетики, предъявляется ряд производственных и эксплуатационных требований, основными из которых являются удобство и безопасность работы, а также максимальное облегчение межоперационной передачи деталей и многостаночного обслуживания. Кроме того, на участке обеспечен удобный подвод крупных приспособлений и запасных узлов оборудования. Внутри участка безопасный подход к станку для смазки и ремонта, а также для уборки стружки.

Оборудование внутри участка поставлено по группам станков. При монтаже станки устанавливаются в линию по выступающим деталям, так как при этом облегчается уборка помещения, вывод любого станка с участка, подключение приводов станков к оборкам, питающих их электроэнергией, а также доступ к станкам для обслуживания. Для облегчения безопасности и удобства работы выдерживаются монтажные расстояния между габаритами станков, несущими и ограждающими элементами зданий, а также транспортными устройствами.

Заготовки и обработанные детали хранятся и транспортируются в таре ящичного типа, что обеспечивает и значительно упрощает учет недовершенного производства.