Разработка технологического маршрута и выбор оборудования

Выбор оборудования производят в зависимости от вида обработки, точности, мощности, жесткости станка, технической характеристики станка, габаритов детали, режимов резания. Производительность станка должна быть достаточной для годовой программы выпуска. Выбор приспособления зависит от запроектированной операции, типа производства. В крупносерийном производстве применяют универсальные и специальные приспособления. Выбор режущего инструмента - зависит от запроектированной операции, требуемой мощности. Выбор мерительного инструмента зависит от вида производства. В качестве мерительного инструмента в крупносерийном производстве следует применять универсальный и специальный мерительный инструмент и комплексные инструменты - шаблоны.

Технологический маршрут механической обработки детали «корпус» и оборудование, используемое для его реализации, приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Технологический маршрут изготовления детали «корпус»

Номер и содержание операции	Оборудование	Базы	Приспособление	Режу-щий инстру-мент	Меритель-ный инструмент
005 Токарная с ЧПУ 1. Подрезать торец как чисто. 2. Точить Æ138мм на l =13. 1. Подрезать торец Л, точить Æ38,5, подрезать торец М, выдерживая 0.9 h13(_-0.14), точить Æ 136_-0.2 техн. на l = 35, точить Æ130.3h14 на l = 8.5 с образованием фаски 1.6×45° на Æ130.3. 3. Точить канавку Æ127h14, выдерживая размеры 9Н14,5Н14,<45º±1º. 4. Расточить Æ112Н14 на l = 6_+0.1техн. выдерживая Æ38h14 с притуплением Æ38 и образованием фаски 1×45° на Æ112 5. Сверлить отверстие Æ7Н14 на l = 37Н14	Токарный с ЧПУ мод. EX-105	Боковая поверхность и торец	Патрон, державки, втулка.	Резцы, сверла.	Приборы индикаторные, скобы, штангенциркуль, пробка.
010 Токарная с ЧПУ 1. Подрезать торец в размер 46.9h14 Æ115h14 в размер 6Н14, точить Æ135 на l =12. 2. Точить канавку Æ131h12, выдерживая размеры 6Н14, 2h14. 3. Расточить Æ110Н14 до Æ50Н14 в размер 4Н14. 4. Расточить Æ45Н14 в размер 4Н14.	Токарный с ЧПУ мод. EX-105	Æ 136_-0.2, торец Л	Патрон, державка.	Резец.	Скобы, калибры, пробки, уступомер, высотомер.

Продолжение табл.2.3

Номер и содержание операции	Оборудование	Базы	Приспособление	Режу-щий инстру-мент	Меритель-ный инструмент
015 Сверлильная с ЧПУ 1. Сверлить отв. Æ7.8 на l = 28.5 (под паз R4). 2. Рассверлить отв. Æ17.5 (предварит. Æ20 отв. Т) на l =28.5. 3. Рассверлить отв. Æ17.5 (предварит. Æ20 отв. С) на l = 21. 4. Сверлить отв. Æ7.8 на l = 32Н14 (Æ8Н12). 5. Сверлить отв. Æ7.8 насквозь (Д – Д) (Æ8Н10). 6. Рассверлить отв. Æ18Н14 в размер 17Н14 (Д – Д). 7. Развернуть отв. Æ8Н10 (Д – Д отв. П). 8. Снять фаску 0.5×45° в отв. Æ8Н10. 9. Развернуть отв. Æ8Н12 на l = 32Н14. 10. Сверлить отв. Æ9.5 на l = 25 (предварит. отв. С). 11. Рассверлить отв. Æ19.5 на l = 21 (предварит. отв. С). 12. Рассверлить ступенчатое отверстие, выдерживая размеры: Æ10Н13, Æ12.5Н13, Æ20Н12, 21.5Н14, 27Н13, 33Н14. 13. Рассверлить отв. Æ20Н14, выдерживая 29Н14 (отв. Т). 14. Фрезеровать паз в отв. Æ20, выдерживая R4, 8Н14. 15. Фрезеровать паз 3Н14 в разм. 2.5^+0.1(вид сверху, гл. вид). 16. Сверлить 2 отв. Æ12 (предварит. для Æ47) на l = 35.	Фрезерный с ЧПУ мод. UX-600/15-C	Æ 136_-0.2, торец Л	Патрон, приспособления, цанги, втулка.	Сверла, разверт-ки, зенкер, зенкер ступенчатый, фреза, фреза торцевая	Штанген-циркуль, пробки, приборы индикатор-ные, калибр на ширину, шаблон.
020 Фрезерная с ЧПУ. 1.Рассверлить 2 отв. Æ26 на l = 38 (предварит. для отв. Æ47) 2. Фрезеровать плоскость К, выдерживая R20, l = 33Н14, <12º, <128º, R39. 3. Фрезеровать 2 отв. Æ47Н14 на глубину 38.4Н14. 4.Фрезеровать 2 паза заподлицо с плоскостью Н, выдерживая размеры 16º, 5±0.2, 2.5Н14	Фрезерный с ЧПУ мод. UX-600/15-C	Æ136_-0.2 Æ8Н12, торец	Кондуктор Приспособление, втулки	Сверла Фреза концевая Фреза грибко-вая	Штангенциркуль Приборы индикатор-ные

Продолжение табл.2.3

Номер и содержание операции	Оборудование	Базы	Приспособление	Режу-щий инстру-мент	Меритель-ный инструмент
025 Сверлильная сЧПУ 1. Сверлить отв. Æ10,5 (предв. Æ11) на l=16 2. Сверлить отв. Æ3,9 (предв. Æ4,1) на l=45±1 3. Рассверлить отв. Æ11Н13 в размер 18Н14 4. Рассверлить отв. Æ15Н13 на l=3,4Н14 5. Развернуть отв. Æ4,1Н13 на l=45±1 6. Фрезеровать паз 4Н14 в размер 18,5±0,5, выдерживая R2, 0,1min, 2Н13 (Вид Б, вид lll)	Фрезерный с ЧПУ мод. UX-600/15-C	Æ20Н14, Æ20Н12, торец Л	Приспособление, патроны, цанги	Сверла, фреза торцевая	Пробки, глубино-мер, прибор индикатор-ный, щуп, калибр на ширину
030 Сверлильная. Сверлить отв. Æ1.5Н14, выдерживая 1.2±0.1 (вид l, вид Б)	Сверлиль-ный 2А135	Æ136_-0.2 Æ20Н12	Патрон, кондуктор	Сверло	Пробка
035 Сверлильная 1.Сверлить отв. Æ2.5^+0.14 под резьбу М3 – 7Н в размер 12±1, выдерживая 60±0.2 2.Зенкеровать фаску в отв. Æ2.5 под резьбу М3 – 7Н, выдерживая <90º±1º, 3Н14. 3.Нарезать резьбу М3 – 7Н на l = 8 min.	Сверлиль-ный 2А135	Æ8Н10, Æ20Н14, торец	Патрон, кондуктор	Сверло, зенковка метчик	Пробки.
035 Промывочная. Промыть и продуть по 1 шт.	Моечная машина М - 796	-	-	-	-
045 Контрольная.	Стол контролера	-	-	-	-

Расчет припусков

Расчет ведется по справочнику технолога-машиностроителя для поверхности Ø136_-0,2.

Технологический маршрут обработки поверхности Ø136_-0,2 состоит из точения чернового и точения чистового. Базируем заготовку в трехкулачковый патрон.

Расчет припусков ведется по формуле:

Параметр с индексом i-1 относится к предыдущему переходу, с индексом i – к переходу на котором осуществляется обработка.

Начиная с заготовки, выписываем значения микронеровностей R_z и дефектного слоя Т (в мкм) по переходам:

Rz₁=200; Rz₂=125; Rz₃=80

Т₁=300; Т₂=120; Т₃=80

Определяем суммарное отклонение расположения поверхностей (мкм):

ρ_Σк=ρ_к·l

ρ_к=0,5

l₁=52, l₂=52, l=46

ρ₁=26, ρ₂=26, ρ=23

Погрешность установки равна 130 мкм.

Значения допусков δ (мкм) по переходам, начиная с заготовки следующие:

δ₁=80, δ₂=80, δ₃=20.

Подставляем значения в формулу для расчета припусков, находим максимальные и минимальные припуски на каждый переход, полученные значения заносим в табл. 2.4.

мкм;

Максимальный припуск вычисляется по формуле:

мкм;

мкм.

Проверку расчетов осуществляем по формуле:

- общий максимальный припуск (2664 мкм), - общий минимальный припуск (2604 мкм), - допуск на размер заготовки, - допуск на размер детали.

2664-2604=80-20

60=60

Расчет выполнен правильно. По завершению расчета строим схему расположения припусков и допусков на обработку поверхности Æ136_{-0,2 мм}.

Таблица 2.4

Таблица расчета припусков поверхности детали Æ136_{-0,2 мм}

№	Элементы припуска	Доп.	Р-ры по перех.	Прип. по перех.
Rz	Т	ρ	ε_у	δ	D_MIN	D_MAX	2Z_MIN	2Z_MAX
1.							140,8
2.							138,8
3.						135,8

Рис. 2.1. Схема расположения припусков и допусков для поверхности Æ136_{-0,2 мм}

Выполним расчет припусков и предельных размеров на обработку поверхности, где получаемый размер Ø115h14_{-0,87 мм.}

Технологический маршрут получения данного размера состоит из ряда токарных операций.

Начиная с заготовки, выписываем значения микронеровностей R_z и дефектного слоя Т (в мкм) по переходам:

Rz₁=200; Rz₂=125; Rz₃=80; Rz₄=80

Т₁=300; Т₂=120; Т₃=80; Т₄=80

Определяем суммарное отклонение расположения поверхностей (мкм):

ρ_Σк=ρ_к·l

ρ_к=0,5

l₁=52, l₂=52, l=46, l=46

ρ₁=26, ρ₂=26, ρ=23, ρ=23

Погрешность установки равна 130 мкм.

Значения допусков δ (мкм) по переходам, начиная с заготовки следующие:

δ₁=80, δ₂=80, δ₃=20, δ₄=87

Подставляем значения в формулу для расчета припусков, находим максимальные и минимальные припуски на каждый переход, полученные значения заносим в табл. 2.5.

мкм;

Максимальный припуск вычисляется по формуле:

мкм;

мкм.

Проверку расчетов осуществляем по формуле:

- общий максимальный припуск (3181 мкм), - общий минимальный припуск (3188 мкм), - допуск на размер заготовки, - допуск на размер детали.

3181-3188=80-87

7=7

Расчет выполнен правильно.

Таблица 2.5

Таблица расчета припусков поверхности детали Ø115h14_{-0,87 мм}

№	Элементы припуска	Доп.	Р-ры по перех.	Прип. по перех.
Rz	Т	ρ	ε_у	δ	D_MIN	D_MAX	2Z_MIN	2Z_MAX
1.							140,8
2.							138,8
3.						135,8
4.						114,13

Расчет режимов резания

Режимы резания металлов определяются следующими основными параметрами: глубиной резания, подачей и скоростью резания. Исходными данными для выборов режимов резания являются: данные об изготовляемой детали и ее заготовке, данные о применяемом инструменте и оборудовании. Параметры режимов резания выбираются таким образом, чтобы достичь наибольшей производительности труда при наименьшей себестоимости данной технологической операции. Эти условия удается выполнить при работе инструментом рациональной конструкции, наивыгоднейшей геометрии его, с максимальным использованием эксплуатационных возможностей станка. При выборе режима обработки следует учитывать, что для уменьшения машинного времени надо работать с возможно большей технологически допустимой подачей и соответствующей этой подаче скорости резания.

Для повышения эффективности процесса обработки предлагается использовать инструменты фирмы «SANDVIK Coromant», поэтому для тех операций, где они используются, режимы резания выбираются по каталогу «СоroKey. Руководство по повышению производительности» (Издание № 6, 2000 год). В остальных случаях расчет режимов резания производится по справочнику технолога-машиностроителя.

Рассчитаем режимы резания при зенкеровании отверстия 20Н14.

Глубина резания при зенкеровании:

t=0,5·(D - d)=5 мм

Подача при зенкеровании:

s=0,7 мм/об

Скорость резания:

v= ,

где С_v =18, q = 0,6, x = 0,2, y = 0,3, m = 0,25 – коэффициент и показатели степени для определения скорости резания,

Т – период стойкости инструмента,

K_v – общий поправочный коэффициент на скорость резания:

K_v=K_м_v·K_и_v·K_lv·K_nv,

где K_м_v – коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания,

K_и_v – коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания,

K_lv – коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия,

K_nv - коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.

v = = 54 м/мин

Частота вращения инструмента:

859 об/мин

Корректируем по паспорту станка:

n_ст = 850 об/мин

Действительная скорость резания:

v_д=π·D·n_ст/1000=53,38 м/мин

Осевая сила при зенкеровании:

P_o=10·C_p·t^x·s^y·K_p=10·67·5^1,2·0,7^0,65·0,85=3115,8 Н

Крутящий момент при зенкеровании:

М_кр=10·C_м·D^q·t^x·s^y·K_p=10·0,09·20¹·5^0,9·0,7^0,8·0,85=49 Н·м

Мощность резания:

N=M_кр·n/9750=4,3 кВт

Расчет режимов резания на другие операции производится аналогично. Сведем расчет режимов резания в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Расчет режимов резания

№ операции	L, мм	s, мм/об	n, об/мин	v, м/мин
005 Токарная с ЧПУ 1 переход (резец оснащен пластиной СNMG 120408 – WM 4015) 2 переход (резец оснащен пластиной СNMG 120408 – WM 4015) 3 переход (резец оснащен пластиной СNMG 120408 – WM 4015) 4 переход (резец оснащен пластиной VNMG 160404 – PF 4015) 5 переход (резец оснащен пластиной СNMG 190608 – PM 4025) 6 переход(сверло Ø7 R415.5-0700-50-8С0 1040)		0,30 0,30 0,3 0,15 0,3 0,13		391,2 391,2 469,7 320,3 43,96
010Токарная с ЧПУ 1 переход (резец оснащен пластиной СNMG 190608 – PM 4025) 2 переход (резец оснащен пластиной VNMG 160408 – PM 4025) 3 переход (резец оснащен пластиной СNMG 190608 – PM 4025) 4 переход (резец оснащен пластиной СNMG 190608 – PM 4025)		0,3 0,3 0,3 0,3		282,6
015Сверлильная с ЧПУ 1 переход (cверло Ø7,8 R415.5-0780-50-8C1 1020) 2 переход (cверло Ø17,5 R415.5-1750-30-8C1 1020) 3 переход (cверло Ø17,5 R415.5-1750-30-8C1 1020) 4 переход (cверло Ø7,8 R415.5-0780-50-8C1 1020) 5 переход (cверло Ø7,8 R415.5-0780-50-8C1 1020) 6 переход 7 переход 8 переход (cверло Ø13 R415.5-1300-30-8C1 1020) 9 переход 10 переход (cверло Ø9,5 R415.5-0950-30-8C1 1020) 11 переход 12 переход 13 переход 14 переход 15 переход 16 переход (cверло Ø12 R415.5-1200-30-8C1 1020)		0,16 0,22 0,22 0,16 0,16 0,33 0,8 0,18 0,8 0,16 0,33 0,6 0,7 63 мм/мин 100 мм/мин 0,18		12,6 12,5 21,7 22,3 53,38 50,2
020Фрезерная с ЧПУ (сверло Ø 26 R416.2-0260Д32-21 оснащено пластинами WCMX 05 03 08R-53 1020) 1 переход (фреза концевая Ø25 R390-012А16-11Н оснащена пластинами R390-11Т3 08 МРМ 1025) 2 переход (фреза концевая Ø25 R390-012А16-11Н оснащена пластинами R390-11Т3 08 МРМ 1025)		0,12 0,15 мм/зуб 0,15 мм/зуб 80 мм/мин		78,5 78,5 37,6
025Сверлильная с ЧПУ 1 переход (cверло Ø10,5 R415.5-1050-30-8C0 1040) 2 переход (cверло Ø3,9 R415.5-0390-30-8C1 1040) 3 переход 4 переход 5 переход 6 переход		0,18 0,13 0,25 0,28 0,8 0,25		24,5 34,5 12,8 25,1
030 Сверлильная		0,15		4,71
035 Сверлильная 1 переход 2 переход 3 переход		0,15 0,15 0,15		7,9 12,5 9,4