2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ. 

    2.1 Характеристика заданного типа производства. 

    Определение типа производства проводят беря за основу габариты, массу и годовую программу выпуска изделия, предусмотренного дипломным заданием. В соответствии с заданием годовая программа выпуска изделий – 1М63.21.182 вал составляет 5000 штук. Следовательно, производство – серийное.

    Серийное  производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых, периодически повторяющихся партиями и сравнительно большим объёмом выпуска. В таком производстве используется высокопроизводительное оборудование, причём наряду с универсальным применяют специальное и специализированное оборудование. Широко используют переналаживаемые быстродействующие приспособления, универсальный и специальный режущий и измерительный инструменты, увеличивающие производительность.

    В серийном производстве технологический  процесс изготовления деталей преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные операции, выполняемые на отдельных станках.  Оборудование расставляется по ходу технологического процесса изготовления основных деталей. Соблюдается принцип взаимозаменяемости. Квалификация рабочих – средняя. 

    Определение операционной партии: 

    n = N ´ t / Ф, где:

    N – годовая программа

    N = 5000 штук

    t = (3…5) дней

    Ф = 256 – число рабочих дней 

    n = 5000 ´ (3…5) / 256 = 58 – 97 

    Принимаю  n = 100 шт. 
 
 
 
 
 

    2.2 Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения

    заготовки. 

    Изготовляемой деталью является вал, исходя из этого, наилучшим методом получения заготовки будет прокат.

    Одно  из основных направлений современной  технологии машиностроения – совершенствование заготовительных процессов с целью снижения припусков на механическую обработку, ограничения ее операциями окончательной отделки, т.е. обеспечения малоотходной или безотходной технологии. Но повышение точности размеров заготовки и получение ее более сложной формы приводят к увеличению ее себестоимости.

    Выбор метода получения заготовки в  значительной мере зависит от размеров программного задания, а также от массы, размеров и формы детали и типа производства.

    Выбрать заготовку – значит установить способ её получения, назначить припуски на обработку каждой поверхности детали. Рассчитать размеры заготовки и указать допуски на неточность изготовления.

    Заготовкой  для данного вала является прокат. Наилучшим способом получения заготовок для таких деталей является поперечно-винтовая прокатка на трехвалковых станах. Такие станы имеют сравнительно малые установочные мощности, проще в эксплуатации и ремонте и занимают меньше производственной площади. По сравнению с другими способами получения аналогичных деталей, данный метод имеет преимущества: возможность полной механизации и автоматизации процесса получения заготовок; простота в переналадке стана на выпуск нового типоразмера проката; низкая стоимость и малый расход инструмента при изготовлении заготовок по сравнению со штамповкой; экономия металла на 15…30%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  заготовки

1. Исходные данные:
1. Материал – Сталь 45
2. Масса детали – 2,7 кг
2. Определяем размеры проката по СТМ 1 том 2001г.
1. Диаметр проката – d_заг = Ø48 мм (с. 182, т. 23) [1]
2. Диаметр проката с допустимыми отклонениями – d_заг= Ø    (стр. 3, табл.1)
3. Общий припуск на сторону:

4. Припуски  на механическую обработку торца  – Z_т= 3 мм           (стр. 183, табл. 24)
5. Длинна заготовки – L_заг= L_дет + 2Z_т = 354 + 3´2 = 360 мм
6. Назначаем допуск на длину заготовки – 360_-0,8                                 (с. 172, т.66)

Принимаем способ резки – абразивно-отрезной, d = 0,8…1,0

7. Масса заготовки

M_заг= (Мпм х Lзаг / 1000) = кг

3. Получившийся размер заготовки:

D_заг = Ø                L_заг = 360_-0,8

4. Определение коэффициента использования материала:

К_им = (Мпм х Lзаг / 1000) ´ 100%

где М_д — масса детали

М_з — масса заготовки

К_им = 2,7 / 5,16 = 0,52 
 
 
 
 

Рисунок. 1. Эскиз заготовки 
 
 
 
 
 
 
 

                 2.3 Разработка проектного  технологического  процесса. 

    2.3.1 Технические условия на изготовление детали и их обеспечение. 
 

   Под точностью  детали понимается степень ее приближения  к геометрически правильному ее прототипу.

   Под точностью  обработки понимается степень соответствия изготовленной детали заданным размерам, форме и иным характеристикам, вытекающим из служебного назначения этой детали.

   Точность  складывается из 4-х элементов:

1. точность размеров участков;
2. точность взаимного расположения этих участков;
3. точность формы, т.е. степень соответствия отдельных участков тем геометрическим телам, с которыми они отождествляются;
4. степень точности шероховатости поверхности, т.е. степень соответствия реальной поверхности, поверхности, которая представляется идеально гладкой.

         Поверхность Ø25h6(-0.013),  допуск на радиальное биение 0,013мм.Точность обеспечивается путем установки детали в центрах и применением круглошлифовального станка. Контроль шероховатости производится путем сравнения с образцами шероховатости.  Для контроля поверхности используется калибр – скоба,                                             

         Поверхность Ø35h6(-0.013) допуск на радиальное биение 0.013мм. Точность обеспечивается путем установки детали в центрах и применением круглошлифовального станка. Для контроля поверхности используется калибр – скоба. Контроль шероховатости производится путем сравнения с образцами шероховатости.

                 Поверхность Ø35js6(±0.008). Точность обеспечивается путем установки детали в центрах и применением круглошлифовального станка. Для контроля поверхности используется калибр – скоба и биенеметр. Контроль шероховатости производится путем сравнения с образцами шероховатости.

    Торцовое  биение 0,025 мм. Для контроля биения используется биенеметр. 
 
 
 
 
 

    2.3.2 Составление маршрута  обработки 

    Для изготовления детали 1М63.21.182 вал предлагаю следующий маршрут обработки: 

1. 05 Отрезная 
2. 10 Фрезерно-центровальная
3. 15 Токарная с ЧПУ 16А20Ф3
4. 20 Токарная с ЧПУ 16А20Ф3
5. 25 Токарная с ЧПУ 16А20Ф3
6. 30 Круглошлифовальная
7. 35 Шпоночно-фрезерная

         8)    40 Шпоночно-фрезерная

8. 45 Слесарная
9. 50 Моечная
10. 55 контрольная
11. 60 Маркировочная

  На  операции №5 производится отрезка заготовки.

  На  операции №10 производится, обрабатывается торец и производится центрование

  На  операции №15 производится черновое точение  детали.

  На  операции №20 производится черновое и получистовое точение детали.

  На  операции №25 производится получистовое точение детали.

  На  операции №30 производится шлифование

  На  операции №35 производится фрезерование шпоночного паза

  На  операции №40 производится фрезерование шпоночного паза

  На  операции №45 производится притупление острых кромок, снимаются заусенцы

  На  операции №50 производится промывание детали в содовом растворе

        На операции №55 производится  проверка детали на соответствие  чертежу

         На операции №60 производится  маркировка  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.3.3 Обоснование выбора  технологических   баз 

    Базой называется поверхность или выполняющую  ту же функцию сочетание поверхностей, принадлежащая заготовке и служащая для базирования.

    Для обеспечения заданной точности, при  разработке технологического процесса важное значение имеет выбор баз. Заготовку всегда начинают обрабатывать на станке с создания технологической базы. На первой операции за технологическую базу принимается необработанная поверхность (черновая база).

         При выборе баз следует руководствоваться следующими:

   Для черновых баз:

   1.Для  деталей, у которых не обрабатывается  поверхность, следует выбирать  эту поверхность, чтобы обеспечить  правильное расположение обрабатываемых  поверхностей относительно необработанной;

   2.Для деталей, имеющих несколько необрабатываемых поверхностей, принимается та из них, которая должна иметь наименьшее смещение относительно обработанных;

   3.Для  деталей, обрабатываемых полностью,  принимается поверхность, имеющая наименьший припуск, что исключает брак по “черноте”;

   4.Поверхности  для черновой базы по возможности  должны быть ровными, чистыми,  точными по размерам и форме;

   5.После  выполнения первой операции черновые базы должны быть заменены чистовыми - обработанными; повторная установка на черновые базы недопустима;

     Для чистовых баз:

   1.в  первую очередь принимать конструкторскую  базу, при невозможности ее использования перейти на другую;

   2.при  выполнении точных размеров совмещать технологическую базу с измерительной;

   3.для  достижения точности соблюдать единство баз;

   4.принимать  поверхности с наименьшим допуском  и шероховатостью.

   Принятые  базы должны исключить упругие деформации детали от усилий зажима и резания, а так же обеспечивать простоту и надежность приспособлений, удобство обслуживания. 
 

   При обработке заданной детали имеется  возможность совмещения конструкторской, технологической и измерительной базы.

   Применительно к обработке заданной детали (вала) выбираем следующие

      базы: 
 
 

   Для операции 10 за базу принимается необработанная наружная поверхность Ø48. Эта база является черновой.

   Для операции 15 за базу принимается необработанный торец и необработанная наружная поверхность Ø48. Эта база является черновой. А также центровое отверстие.

   Для операции 20 за базу принимается гладкая  наружная поверхность Ø36,07. Эта база является черновой.

   Для операции 25 за базу принимается гладкая  наружная поверхность Ø25,32 база является чистовой.

   Для операции 30 за базу принимается гладкая наружная поверхность Ø25h6 к6. Эта база является чистовой.

   Для операции 35 за базу принимается гладкая  наружная поверхность 

   Ø35h6. Эта база является чистовой.

           Для операции 40 за базу принимается гладкая наружная поверхность

   Ø40. Эта  база является чистовой. 
 
 
 

    2.3.4 Выбор технологического  оборудования и

      технологической  оснастки. 

    Выбор технологического оборудования – одна из важнейших задач при проектировании технологического процесса механической обработки детали. Для любой операции необходимо подобрать соответствующее оборудование. Выбор оборудования происходит исходя из габаритных размеров детали, вида обработки, точности и жёсткости станка, а так же серийности.

    При серийном типе производства на ряду со станками с ЧПУ рекомендуется использовать и универсальные станки.

    Для проектируемого технологического процесса рекомендуется следующее технологическое оборудование:

    Станок  токарный патронно-центровой 16А20Ф3

    с системой ЧПУ НЦ-201. 

    Этот  станок предназначен для обработки деталей типа тел вращения, в замкнутом полуавтоматическом цикле. Применяется в среднесерийном и мелкосерийном производстве. Класс точности П по ГОСТ 8-82Е.

Основные  данные:

   Устройство  ЧПУ –  Балт-Систем НЦ-201

   Максимальный  диаметр заготовки устанавливаемой над станиной – 500 мм

   Максимальная  длина обработки в центрах  – 900 мм

   Наибольший  диаметр заготовки обрабатываемой над станиной – 320 мм

   Наибольший  диаметр заготовки обрабатываемой над суппортом – 200 мм

   Число позиций инструментальной головки – 8

   Наибольший  ход суппорта, не менее:

            по оси x – 210 мм

            по оси y – 905 мм

   Число оборотов шпинделя – 20…2500 мин-1

   Рекомендуемая скорость рабочей подачи:

            продольная – 2000 мм/мин 

            поперечная – 1000 мм/мин

   Основные габариты вместе с системой ЧПУ:

            длина – 3700 мм, ширина – 3000 мм, высота – 2100 мм

   Масса станка, кг не более с отдельно стоящим  шкафом УППУ без транс                      портёра стружка удаления – 4150

   Наибольшая  высота резца, мм – 25

   Наибольший крутящий момент на шпинделе не менее, Нм – 30 

   Технологическая оснастка: 

    ПР: патрон 7100 – 0017 ГОСТ 2675 – 80;

    центр 7032 – 0685 ГОСТ 13217 – 79;

    РИ: 39 2191 2441 резец Т15К6;

    39 2191 4051 резец Т5К10;

    39 2195 1051 резец  Т15К6;

    СИ: штангенциркуль ШЦ – I – 0,05 ГОСТ 166-89. 
 
 
 

   Полуавтомат фрезерно-центровально-обточной

   модели 2Г942 

    Предназначен  для обработки торцов деталей  типа валов в серийном и массовом производстве со встроенной автоматической загрузкой устройств и в составе АЛ. Основные операции выполняемые на полуавтомате: фрезерование торцов и сверление центровых отверстий с двух сторон, обточка шеек на концах валов. Может производиться сплошная цековка до  40мм, кольцевая подрезка и расточка. Класс точности полуавтомата Н по ГОСТ 8 – 77. 

   Основные  данные:

   Длина устанавливаемой детали, мм – 100...1000

   Диаметр устанавливаемых в тисках валов, мм – 20…160

   Наибольшее  усилие зажима обрабатываемой детали, Н – 25500

   Диаметр применяемых центровочных сверл, мм стандартных – 3,15…10,12

   Специальных – до 12

   Наибольший  диаметр, мм сверления – 16

   Устанавливаемой фрезы – 160

   Подрезаемого  торца – 100

   Растачиваемых отверстий – 100

   Количество  шпинделей – 4

   Частота вращения шпинделя, мин^-1:   сверлильного – 290…2300 
                                                                  фрезерного – 125…712

   Бесступенчатая  подача шпинделя, мм/мин:     сверлильного – 20…2000

                                                                             фрезерного – 20…2000 

                          Технологическая оснастка:

   ПР:  тиски самоцентрирующие призматические;

   ВИ:  патрон (2) 6151 – 0051 ГОСТ 17200 – 71;

           оправка (2) 6222 – 0118 ГОСТ  26538 –  85;

           втулка 30 ГОСТ Р50161 – 92;

           втулка 6143 – 0111 ГОСТ 15936 – 70;

                  втулка 6105 – 0053 ГОСТ 17178 – 71

   РИ:  фреза (2) 2210 – 0083  Р6М5  ГОСТ 9304 – 69;

           сверло (2) 2317 – 0001 Р6М5 ГОСТ 14952 –  75;

           сверло 2301 – 3579 Р6М5 ГОСТ 10903 –  77;

           сверло 2301 – 3580 Р6М5 ГОСТ 10903 –  77;

           метчик 2620 – 3468 Р6М5  ГОСТ 17933 – 72;

           зенковка 2353 – 0135 Р6М5 ГОСТ 14953 –  80;

         СИ:  штангенциркуль ШЦ – I – 800 – 0,1 ГОСТ 166-89.

           пробка 8221 – 3053 7Н  ГОСТ 17758 –  72;

           линейка 1000 ГОСТ 427 – 75. 
 
 
 
 
 

Станок  кругло-шлифовальный универсальный

модели 3У131ВМ 

    Предназначен  для наружного и внутреннего  шлифования цилиндрических, конических, фасонных и торцевых поверхностей методом  продольного шлифования в условиях единичного и серийного производства.

    Класс точности В по ГОСТ 8-82Е 

    Основные  данные:

    Шероховатость обрабатываемых поверхностей

    Rа = 0,1 мкм – цилиндрическое наружное

    Rа = 0,2 мкм – цилиндрическое внутреннее

    Rа = 0,4 мкм – плоское торцевое

    Высота  центров, мм – 185

    Расстояние  между центрами, мм – 710

    Наибольшие  размеры шлифуемого изделия, мм  диаметр – 280

                                                                                    длина – 710

    Наибольшая  масса устанавливаемого изделия, кг     в центрах – 250

                                                                                         в патроне – 40

    Шлифовальный  круг ПП

    Диаметр шлифуемого отверстия, мм        наибольшее – 200

                                                                       наименьшее – 10

    Частота вращения , мин^-1     изделия – 40…500

                                шпинделя внутренней шлифовки – 6550, 16000, 27800

    Величина  поперечной подачи мм/о – 0,001…0,05

    Скорость  вращения шлифовального круга м/с  – 35; 50.

Технологическая оснастка: 

ПР:  центр 7032 – 0035 ГОСТ 13214 – 75;

        патрон 7108 – 0026 ГОСТ 2511 – 79;

        центр 7032 – 0035 ГОСТ 13214 – 75;

        хомутик 7107 – 0071ГОСТ 16488 – 70;

РИ:  ПП 600 ´ 80 ´ 305  25А40НСМ26КА 35м/с ГОСТ 2424-75;

СИ:  скоба 8113 – 0145h6  ГОСТ 18362 – 73;

        скоба  8113 – 0150js6 ГОСТ 18362 – 73;

        скоба  8113 – 0140js6 ГОСТ 18362 – 73

        ПБ – 500М ТУ2 – 034 – 534 –  81;

        ИЧ02 ГОСТ 577 – 68;

       Образцы шероховатости 0,8 ШП ГОСТ 9378 – 93 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Шпоночно-фрезерный  станок  модели  692Р 

   Станок  предназначен для обработки шпоночных  пазов концевыми шпоночными фрезами. Станок работает в автоматическом и полуавтоматическом цикле. Класс  точности  Н.

   Обработка пазов производится за несколько  рабочих ходов с подачей на глубину после каждого хода фрезы.

   Применяется в серийном и мелкосерийном производстве. 

   Основные данные:

   Длина обрабатываемой детали, мм – 100…1000

   Диаметр валов, устанавливаемых в тисках, мм – 20…160

   Наибольший  диаметр обработки, мм      при обтачивании: – 100

                                                                     при подрезании торца: – 60

   Частота вращения шпинделя, мин^-1 – 165…1525

   Рабочая подача, мм/мин – 10…2000

   Суммарная мощность электродвигателей, кВт – 39

   Габариты  станка, мм – 4580 ´ 1810 ´ 2110

   Масса станка, кг – 6800 

Технологическая оснастка:

ПР:  УСП

ВИ:  патрон 6151 – 0051 ГОСТ 1700 – 71;

        цанга 6113 – 0817 ГОСТ 172 – 71;

РИ:  фреза 2235 – 0215 Р9К5 ГОСТ 6396 – 68;

        фреза 2234 – 0067 Р9К5 ГОСТ 9140 –  79

СИ:  калибр 8136 – 0231 – 6  ГОСТ 24121 – 80;

         калибр 8154 – 0025 – 7  ГОСТ 24121 –  80. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.4 Разработка операционного  технологического  процесса 

2.4.1 Определение операционных  припусков и межоперационных  размеров 
 

    Рассчитываю припуски и допуски на межоперационные  размеры. В качестве поверхности, используемой для подробного расчёта, я выбираю поверхность Æ40

    Поверхность подвергается черновому, 16А20Ф3.  

1. Определяю расчётный припуск на черновое точение:

    Z _черн = D_заг – D_черн = 48 – 40 = 8 мм

      5.  Определяем припуск на обработку  торцев:

        Zm= 5 мм (таблица №33, стр. 346)

      Размер  заготовки по длине:

      Lзаг=Lдет + 2*Zm = 354+2*5=364 мм

      Допуск  заготовки по длинне:

      d= 0,8 – 1 принимаем 1 (таблица № 19, стр. 242)