Курсовая работа: Технологический процесс изготовления детали

Таблица 6.3

Рассчитанные вручную припуски совпадают с припусками рассчитанными на ПЭВМ (таблица 6.4). Приступаем к вычерчиванию заготовки.

6.2 Анализ и обоснование схем базирования и закрепления

Выбор технологических баз в значительной степени определяет точность линейных размеров относительно положения поверхностей, получаемых в процессе обработки, выбор режущих и измерительных инструментов, станочных приспособлений, производительность обработки [3, с.109].

Проанализируем варианты базирования для вертикально-фрезерной операции (020) и горизонтально-расточной операции (030).

Выполним схему базирования для операции вертикально-фрезерной, на которой будет производится фрезерование предварительное плоскости на фланце корпуса. Плоскость будет служить чистовой базой для выполнения последующих операций. На операцию заготовка корпуса поступает предварительно обработанная на токарном станке, поэтому в качестве установленной базы будем использовать торец корпуса. Будучи установленная на этот торец заготовка лишается трёх степеней свободы (перемещение вдоль оси и вращения вокруг двух других осей) – установочная база.

Затем в качестве базовой поверхности будем использовать предварительно обработанное отверстие (размер ). Будучи установленная на валец этим отверстием заготовка лишается ещё двух степеней свободы (перемещение вдоль двух осей) – двойная опорная база.

И в качестве черновой базы будем использовать поверхность двух бобышек. Будучи установленная на подводимую опору этими бобышками, заготовка лишается последней 6-й степени свободы (вращение вокруг оси) – опорная база.

Так как, размер выдерживаемый на операции – расстояние от оси отверстия  до обрабатываемой поверхности на чертеже это размер (170) идёт от одной базы, мы соблюдаем при базировании принцип совмещения баз, т.е. измерительная и установочная базы совпадают.

Рисунок 6.2 Схема базирования и закрепления заготовки на вертикально-фрезерной операции.

Значит, погрешность базирования на операции будет равна нулю. Зажимную силу нужно направить так, чтобы она прижимала заготовку к наиболее развитой установочной базе. Схема базирования и закрепления представлена на рисунке 6.2.

Выполним схему базирования для операции горизонтально-расточной, на которой будет производиться сверление и растачивание отверстия Æ85 и Æ90Н12. На операцию заготовка корпуса поступает предварительно обработанная на фрезерном станке. В качестве установочной базы будем использовать торец корпуса. Будучи установленная на этот торец заготовка лишается трёх степеней свободы (перемещение вдоль оси и вращения вокруг двух других осей) – установочная база.

Затем в качестве базовой поверхности будем использовать предварительно обработанное отверстие (размер ). Будучи установленная на валец этим отверстием заготовка лишается ещё двух степеней свободы (перемещение вдоль двух осей) – двойная опорная база.

Как видно, установочная и двойная опорная база те же, что и на предыдущей операции. Таким образом, соблюдается принцип постоянства баз.

И в качестве опорной базы будем использовать плоскость на фланце корпуса. Будучи установленная на подвижную опору этой плоскостью, заготовка лишается последней 6-й степени свободы (вращение вокруг оси) – опорная база.

Рисунок 6.3 Схема базирования и закрепления заготовки на горизонтально-расточной операции.

Так как размер, выдерживаемый на операции – расстояние от оси отверстия Æ90Н12 до обрабатываемой поверхности (на чертеже это размер (110)) идёт от торца противоположного установочной базе, принцип совмещения баз не соблюдается, т.е. измерительная и установочная базы не совпадают. Зажимную силу нужно направить так, чтобы она прижимала заготовку к наиболее развитой установочной базе. Схема базирования и закрепления представлена на рисунке 6.3. Погрешность базирования на размер 110 (расстояние от оси отверстия Æ85 до необрабатываемого торца заготовки) равна допуску на размер 210 (соединяющий измерительную и технологическую базы). Размер 210 выполнен по 14 квалитету точности. Значит, допуск на этот размер равен 1150 мкм [11, табл.2, с.441]. Погрешность базирования равна 1150 мкм.

6.3 Обоснование выбора металлорежущего оборудования

Выбор типа станка определяется, прежде всего, его возможностью обеспечить выполнение технических требований, предъявляемых к обработанной детали в отношении точности ее размеров, формы и класса шероховатости поверхностей.

В экономике технологического процесса, весьма большое значение имеет производительность станка, так как станок должен полностью использоваться по времени. Однако иногда представляется невыгодным применить станок более высокой производительности и в том случае, когда загрузка его по времени неполная, если при этом себестоимость обработки получается ниже, чем на другом станке, хотя бы и полностью загруженном. В связи с этим следует помнить, что применение специальных, агрегатных и других высокопроизводительных станков должно быть экономически обосновано.

На фрезерной операции используется вертикально-фрезерный станок модели 6Р13.

Технические характеристики станка модели 6Р13:

Размеры рабочей поверхности стола (ширина х длина)     400х1600

Наибольшее перемещение стола:

продольное                                                                                                1000

поперечное                                                                                                300

вертикальное                                                                                   420

Перемещение гильзы со шпинделем                                              80

Наибольший угол поворота шпиндельной головки,°                             ± 45

Внутренний конус шпинделя (конусность 7:24)                                      50

Число скоростей шпинделя                                                             18

Частота вращения шпинделя, об/мин                                   31,5 – 1600

Число подач стола                                                                           18

Подача стола, мм/мин:

продольная и поперечная                                                     25 – 1250

вертикальная                                                                          8,3 – 416,6

Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин:

продольного и поперечного                                                           3000

вертикального                                                                                 1000

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт   11

Габаритные размеры:

длина                                                                                               2560

ширина                                                                                             2260

высота                                                                                              2120

Масса (без выносного оборудования), кг                                                4200

Как видно из технической характеристики данный станок подходит для фрезерования плоскости фланца. Данный станок позволяет обрабатывать деталь заданных размеров и обеспечивает необходимую точность обработки.

На горизонтально-расточной операции применяется станок модели 2Б635.

Технические характеристики станка модели 2Б635:

Тип компоновки станка                                                                            В

Диаметр выдвижного шпинделя                                                     220

Конус для крепления инструментов в выдвижном шпинделе

Метрический                                                                              120

Размеры встроенного поворотного стола                                      8100

Плита из трёх секций 5000х

Наибольшая масс обрабатываемой заготовки, кг               50000

Наибольшее перемещение:

вертикальное шпиндельной бабки                                        3000

продольное выдвижного шпинделя                                               1800

радиального суппорта                                                           550

поперечное передней стойки                                                 6000

Число скоростей:

шпинделя                                                                                Б/с

планшайбы                                                                                      Б/с

Частота вращения, об/мин:

шпинделя                                                                                1 – 510

планшайбы                                                                                      1 – 135

Подача, мм/мин:

шпинделя                                                                               1 – 2500

шпиндельной бабки                                                               1,25 – 2500

радиального суппорта планшайбы                                                0,2 – 400

передней стойки                                                                     0,2 – 400

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт   55

Габаритные размеры:

длина                                                                                                11350

ширина                                                                                   11280

высота                                                                                     7800

Масса, кг                                                                                141 600

Как видно, по своим параметрам данный станок подходит для сверления и растачивания отверстий Æ85 и Æ90Н12. Исходя из технической характеристики станка, можно сделать вывод, что габариты данной детали, позволяют использовать станок данной модели. Геометрическая точность станка позволить выполнить требуемую точность детали в соответствии с требованиями. Количество инструмента, которое позволяет использовать станок, достаточно для выполнения всех переходов операций. Этот станок является оптимальным для работы в условиях среднесерийного производства.

6.4 Обоснование выбора станочных приспособлений, металлорежущего и мерительного инструмента

Для условий среднесерийного производства рекомендуется применять станочные приспособления типа: универсально-сборные (УСП), сборно-разборные (СРП), универсально-безналадочные (УБП) и неразборные специальные приспособления (СНП) [11, с.66].

Трудоёмкость и длительность цикла подготовки производства, себестоимость продукции можно уменьшить за счёт применения стандартных систем приспособлений, что сохраняет трудоёмкость, сроки и затраты на проектирование и изготовление станочных приспособлений.

Исходя из этого, для вертикально-фрезерной операции выбираем универсально-сборные (УСП) приспособления.

При выборе режущих инструментов руководствуемся требованиями к операции. Для чернового фрезерования рационально применять торцевые фрезы с неперетачиваемыми пластинами из твёрдого сплава. Для обработки стали 25Л ГОСТ 977 – 88 рекомендуется применять режущие пластины марки Т15К6 [12, с.17] или Т15К10.

Для нашего случая достаточно применение твёрдого сплава марки Т15К6, так как она имеет достаточную красностойкость и хорошо работает при черновой обработке сплошных поверхностей. Т15К10 рекомендуется применять при черновой обработке прерывистых поверхностей, т. е. при работе с ударами.

Выбираем размеры фрезы исходя из размеров обработки на заготовке. Для нас подходит торцевая фреза  мм (так ширина фрезерования В = 50 мм) с числом зубьев z = 8, с посадочным отверстием  мм по ГОСТ 22085 – 76 [12, с.189, табл. 97]. Для установки фрезы на шпинделе станка потребуется вспомогательный инструмент в виде оправки с хвостовиком конусностью 7:24 6222 – 0118 ГОСТ 26538 – 85 [13, с.356, табл. 50].

На горизонтально-расточной операции выбираем:

1) для сверления отверстия - сверло спиральное с напайными пластинами из твёрдого сплава с коническим хвостовиком. Марка материала пластин – вольфрамокобальтовый сплав ВК8 [14, с.168]. Из всех существующих твёрдых сплавов, сплавы на основе WC-Co при одинаковом содержании кобальта обладают более высокими ударной вязкостью и пределом прочности при изгибе, а также лучшей тепло- и электропроводностью. Однако стойкость этих сплавов к окислению и коррозии значительно ниже. С ростом содержания кобальта в сплаве его стойкость при резании снижается, а эксплуатационная прочность растёт. Сплав ВК8 рекомендуется применять для черновой обработки с пониженной скоростью резания и увеличенным сечением среза в условиях ударных нагрузок.

Сверло Æ20 мм ГОСТ 22736 – 77. Конус Морзе – 3 [14, табл. 3.70, с.170].

2) для растачивания отверстия Æ85 – резец расточной для обработки сквозных отверстий со сменными пластинами из твёрдого сплава 02251 по ГОСТ 25395-82. Материал пластины – твёрдый сплав Т15К6. Сечение резца (высота х ширина) 20х16 [14, табл. 3.2, с.114]. Геометрия режущей части: угол в плане j = 60°, главный передний угол g = 10°, задний угол a = 6° [14, табл. 3.31, с.134].

3) для растачивания отверстия Æ90Н12 – резец расточной для обработки глухих отверстий со сменными пластинами из твёрдого сплава 06090 по ГОСТ 25397-82. Материал пластины – твёрдый сплав Т15К6. Сечение резца (высота х ширина) 20х16 [14, табл. 3.2, с.115]. Геометрия режущей части: угол в плане j = 95°, главный передний угол g = 15°, задний угол a = 8° [14, табл. 3.31, с.134].

В качестве мерительного инструмента для среднесерийного производства применяется как универсальный, так и предельные калибры. Для наших целей подходит штангенциркуль Ш Ц – 400 – I – 0,1 ГОСТ 166 – 89 [15, с. 18, табл. 1]. Цена деления штангенциркуля (0,1 мм) не превышает 0,3 допуска измеряемого параметра. Для проверки шероховатости поверхности после обработки применяем образцы шероховатости по ГОСТ 9378 – 75.

6.5 Расчёт режимов резания

6.5.1 Расчёт режимов резания на вертикально-фрезерную операцию

Ширина фрезерования «В» будет состоять из размера детали 50 мм и припуска снимаемого в дальнейшем с одного из торцов, т.е. В = 50 + 7,5 = 57,5 мм.

Глубина резания t = 4 мм [10, табл. 6].

Подача на зуб  мм [11, с.283, табл. 33].

Скорость резания допустимая стойкостью фрезы:

                        [11, с. 282]

где =332 – коэффициент [11, с. 286, табл. 39].

x = 0,1; q = 0,2; y = 0,4; u = 0,2; p = 0; m = 0,2 – показатели степеней [11, с.286, табл. 39];

z = 8 – число зубьев [найдено ранее];

T = 180 мин – стойкость фрезы [11, с. 290, табл. 40];

 - коэффициент.

 - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.

                                      [11, с. 261, табл. 1]

 для  для ст. 25Л [11, с. 262, табл. 2]

 [16, с. 314, табл. 13, 14]

 [11, с. 262]

 - коэффициент, учитывающий состояние поверхностного слоя заготовки [11, с. 263, табл. 5].

 - коэффициент, учитывающий свойства инструментального материала инструмента [11, с. 263, табл. 6].

 м/мин

Частота вращения шпинделя

 об/мин.

Уточним, имеется ли такая частота на станке. На станке: об/мин,  об/мин. Число скоростей m = 18.

;                                              [2, с. 94]

,

то есть ; по таблице [2, с. 254, табл. 13] , что соответствует .

;

В графе таблицы , находим ближайшее меньшее значение . Тогда

 об/мин.

Действительная скорость резания

 м/мин.

Сила резания.

Главная составляющая силы резания при фрезеровании

         [11, с. 282], где ; х = 1,0; у = 0,75; u = 1,1; q = 1,3; w = 0,2 [11, с .231, табл. 41].

                                   [11, с. 264, табл. 9], где n = 0,3.

;

Подставляем все данные в формулу главной составляющей силы резания:

 Н.

Составляющие силы резания:

;                                                [11, с. 232, табл. 42].

 Н;

;

 Н;

 Н.

Крутящий момент.

 Н.

Мощность резания

 кВт.

Резание невозможно, т.к. 14,28 > 11 кВт, поэтому уменьшим глубину резания до t = 2 мм, т.е. снимем припуск за два прохода.

Тогда

 Н.

 кВт.

Мощность шпинделя:

 кВт.

Резание возможно, так как

 кВт.

6.5.2 Расчёт режимов резания на горизонтально-расточную операцию

Сверление:

При сверлении глубина резания t = 0,5D [11, с.276],

где D = 20 мм – диаметр отверстия;

t = 0,5×15 = 7,5 мм.

Подача S = 0,39 мм/об [11, табл.25, с.277].

Скорость резания при сверлении:

 м/мин,                            [11, с. 276]

где    Сv = 34,2 – коэффициент [11, табл.28, с. 278];

q = 0,45; y = 0,30; m = 0,20 – показатели степеней [11, табл.28, с.278];

Т = 20 мин – среднее значение периода стойкости инструмента [11, табл.30, с.279];

 -

общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания [11, с.276],

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5