ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВТУЛКИ. документа Подпись Дата Лист
 Скачать 4.73 Mb.
|
|
Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 23 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 2.1.3 Размерно-точностной анализ действующего технологического процесса С целью расчета припусков, замыкающих звеньев и возможности выявления брака проведем проверочный размерный анализ действующего технологического процесса. В данной размерной цепи замыкающих звеньев нет. Рассчитаем минимальные припуски на обработку. Минимальный припуск рассчитывается по формуле 𝑧 𝑚𝑖𝑛 = 𝑅𝑧 + 𝐷𝑓 (1) где Rz – величина шероховатости поверхности, полученная на предшествующей операции Df – величина дефектного слоя. После резки прокат имеет Rz = 130 мкм и Df = 120 мкм, соответственно получаем 𝑧 𝑚𝑖𝑛 = 130 + 120 = 250 мкм = 0,25 мм. Рассчитаем межоперационные размеры через припуски. 𝑧 расч = 𝑧 𝑚𝑖𝑛 + 𝑊 2 − [∆ 0 ] (2) где W – величина поля рассеяния, ∆ 0 – величина середины поля допуска) [ 17. .98] = (98. . 18) + (18. .17); (18. .17) = [17. .98] − (98. .18); 𝑧 расч = (18. .17) = 0,25 + 0,87+0,87 2 − [ 0+(−0,87) 2 − 0+(−0,87) 2 ] = 1,12 мм [17. .98] = 100 + 1,12 = 101,12 мм. 2) [ 17. .97] = (97. .98) + (98. .17); (97. .98) = [17 107] − (108 17); 𝑧 расч = (97. .98) = 0,25 + 0,87+2.2 2 − [ 0+(−0.87) 2 − 0+(−2.2) 2 ] = 2,45 мм [17. .97] = 2,45 + 101,12 = 103,57 мм ≈ 103,6 мм. Рассчитанная размерная цепь представлена на рисунке 11. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 24 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР При проведении размерного анализа были рассчитаны припуска и промежуточные размеры. 2.1.4 Выводы по разделу В базовом технологическом процессе применяется универсальные станки, режущие инструменты и приспособления. Что характеризуется малой производительностью и повышенной себестоимостью. Обработка на универсальных станках требует высокую квалификацию рабочих, а также обработка производиться значительно дольше. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 25 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 11 – Размерный анализ действующего технологического процесса Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 26 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 2.2 Разработка проектного варианта технологического процесса изготовления детали Втулка 2.2.1 Аналитический обзор, выбор и обоснование способа получения исходной заготовки Втулка – это деталь типа тело вращения. Материал исходной заготовки – Сталь 45. Выбираем способ получения заготовки исходя из условия работы детали. Т.к. втулка воспринимает нагрузки, следует выбирать заготовку из двух вариантов периодического проката, поковка. С целью повышения коэффициента использования материала возьмем поковку. Различают следующие методы получения поковок: штамповка на молотах штамповка на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП); штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ); штамповка на ковочных вальцах штамповка на обжимных ковочных машинах штамповка на высокоскоростных штамповочных молотах штамповка жидкого металла холодная штамповка. В данном случае наиболее оптимальным является штамповка на ГКМ, т.к. этот метод имеет такие преимущества как высокая производительность позволяет получать поковки различных форм экономия металла за счет отсутствия заусенец и малых штамповочных уклонов. В качестве исходного материала возьмем прутковый прокат. Эскиз заготовки представлен на рисунке 12. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 27 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 12 – Заготовка 2.2.2 Аналитический обзор и выбор основного технологического оборудования Главной задачей проектирования технологического процесса обработки детали Втулка является создание автоматизированного и современного технологического процесса с целью повышения эффективности и конкурентоспособности производства. Автоматизация технологического процесса осуществляется, в первую очередь, применением станков с ЧПУ. На 005 и 010 операциях проведем обработку на токарном обрабатывающем центре NLX2000SMC/500 (см. рис. 13). Данный станок имеет привод инструмента, что позволяет обработать отверстия находящиеся вне оси вращения заготовки. Основные параметры представлены в таблице 1. Описание системы ЧПУ Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 28 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Токарные обрабатывающие центры серии NLX оснащены ЧПУ модели M730BM на базе системы Mitsubishi. Стойка системы ЧПУ оснащена всеми необходимыми устройствами 10.4 дюймовый жидкокристаллический цветной дисплей Маховик ручной настройки станка Переключатели осей управления Переключатели, изменяющие скорость вращения шпинделя и скорость подач Кнопка аварийного останова Замок блокировки системы ЧПУ Джойстиком управления трехмерным изображением детали Отдельной кнопкой вызова калькулятора Вертикальными программируемыми клавишами, расположенными справа от дисплея (позволяют программировать открытие новых информационных окон Рисунок 13 – Токарный обрабатывающий центр rel="nofollow" href="http://yandex.ru/clck/jsredir?from=yandex.ru%3bsearch%2f%3bweb%3b%3b&text=&etext=1367.det_gwtbwyqjz5omrhx1ycchu3h5orwp3f29kw3cvnovfbxop4fnsraqc-zjiy2tna9duqkgp6nx0zm63jw8ba4owjvlzpt_cjbx7py3pli.b028a2a8505120d0bf82e10e031f3bf3e6901769&uuid=&state=petffutevd5kphnk9lio9bb4im1vpfe4w5x0c0-qwflirttifi6vaa&data=ulnrnmk5wktyejr0ewjfyk1ldmtxctlheuvcvjqwsw11qmncr3n3awdanfvhd0hjbjh3yv9joxbtbfnzunfkytq5sk8yue14mtjodnr6ltv3tdjrvhroyvbocudtludlrkm1mzbut2vqsmhdvw8yz0nfvku5vuhoq1zvnvmxv2xzs0vynufybu04sfz6bv8tx1btufq1nznotjdyz1hyywvqm3r3oxrhyw05v0jta2rrngjnylozqs02awdvzg1sexfjq1lcoxrumtrswdgtttfwmvjcn3nxykltc19vyta&b64e=2&sign=ede12ed526b8fbe2390bccaef8144966&keyno=0&cst=aiuy0dbwfj4bwm_uhlttxnf7r0mje7n7byfohm99qwxxpqiiv_9q_doak0zgxn65tpo6rbhfug7d9rawqc0nbzarxb3h0du9gnmlvxusleebdp5ypdzjdxz1owohy7n1zs2lc2n_bjilu22jy_viuc3je2is4yqz9pooclljba8b6cnlg11z4huoecb89rtgbsmsetghtzcaqhwt9fie2nivujvhqrwoqu-9amb9n2mwhwg0w-7ica7zl7gn1q0bvoy0mbrvcs8qpmaqxlb8yg&ref=orjy4mgprjk5bodnw0uvlrrd71vzw9kp9e2d9vdlmikqxdyacwmwwucla5ao_71uplqbytcmyo739a7m-wyixoxtfaqizvymmzctzhhmaf8bn_vs9rviyeg1gvo3vhxikscopignd0havflu7w7wpsimxg_ggojfj0pc2z-3rnhec5s-fabgrzzbi3iqfmx9_rcvudh7c5k57p2ctalxag7bswk96yeqsor3s2eyufjqws4njqqajg&l10n=ru&cts=1490096552564&mc=4.455202275666649"> NLX2000SMC/500 Таблица 1 – Основные параметры станка Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 29 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Диаметр обработки над станиной (мм) 923,8 Диаметр обработки над суппортом (мм) 755 Макс. диаметр точения (мм) 366 Стандартный диаметр точения (мм) 271 Максимальная длина точения (мм) 510 Макс. допустимый диаметр прутка (мм) 65 Перемещения по оси X (мм) 260 Перемещения по оси Z (мм) 290 Перемещения по оси Y (мм) 624 Макс. частота вращения шпинделя (об/мин) 5000 Макс. частота вращения приводного инструмента (об/мин) 10000 Кол-во позиций инструмента 12 Мощность приводов подач (кВт) X:2; Z: 3; B: 2 Мощность шпинделя (кВт) 15/11 Мощность приводного инструмента (кВт) 5,5 Объем бака СОЖ (л) 235 На круглошлифовальной операции выберем универсальный круглошлифовальный станок c ЧПУ Paragon GUH-3580 (см. рис. 14). В таблице 2 представлены основные параметры станка. На выбранном станке, возможно, выполнять шлифование деталей, установленных в патроне или центрах, в соответствии с различными схемами продольное шлифование цилиндрических и конических поверхностей врезное шлифование цилиндрических и фасонных поверхностей шлифование торцов с помощью разворота шпиндельной бабки внутреннее шлифование с использованием соответствующих приспособлений. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 30 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Таблица 2 – Основные параметры станка Paragon GUH-3580 Расстояние между центрами 800 мм Макс. диаметр обработки ∅320 мм Макс. вес обработки 150 кг Размеры шлифовального круга ∅610х160х203,2 мм Макс. скорость шлифовального круга 45 мс Перемещение по оси X 200 мм Перемещение по Z 1100 Подача 0,0001-10000 мм/мин Частота вращения шпинделя 0-1000 об/мин Мощность привода шлиф. круга 3,7 кВт Мощность привода по оси Х 1 кВт Мощность привода шлиф. круга при врезном шлиф. 1,6 кВт Масса станка 7000 кг Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 31 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 14 – Универсальный круглошлифовальный станок Paragon GUH-3580 2.2.3 Формирование операционно-маршрутной технологии проектного варианта 000 Заготовительная операция – штамповка на ГКМ; 001 Транспортная операция 005 Комплексная операция 010 Комплексная операция 011 Транспортная операция 015 Слесарная операция 016 Транспортная операция 020 Термическая операция 021 Транспортная операция 025 Гальваническая операция 026 Транспортная операция 030 Круглошлифовальная операция 031 Моечная операция Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 32 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 035 Контрольная операция. Операционный технологический процесс Операция 000 – Заготовительная операция. Эскиз заготовки представлен на рисунке 15. Рисунок 15 – Эскиз заготовки Операция 005 – Комплексная операция на токарном обрабатывающем центре. Операционный эскиз представлен на рисунке 16. Операция 010 – Комплексная операция на токарном обрабатывающем центре. Операционный эскиз представлен на рисунке 17. Операция 030 – Круглошлифовальная операция на универсальном круглошлифовальном станке. Операционный эскиз представлен на рисунке 18. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 33 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 16 – Комплексная операция Рисунок 17 – Комплексная операция Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 34 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 18 – Круглошлифовальная операция 2.2.4 Размерно-точностной анализ проектного варианта технологического процесса После штамповки поковка имеет Rz = 100 мкм и Df = 200 мкм, соответственно подставив в формулу 1 получаем 𝑧 𝑚𝑖𝑛 = 100 + 200 = 300 мкм = 0,3 мм. Рассчитаем межоперационные размеры через припуски по формуле 2. 1) [ 17. .98] = (98. . 18) + (18. .17); (18. .17) = [17. .98] − (98. .18); 𝑧 расч = (18. .17) = 0,3 + 0,87+0,87 2 − [ 0+(−0,87) 2 − 0+(−0,87) 2 ] = 1,17 мм [17. .98] = 100 + 1,17 = 101,17 мм. 2) [ 17. .97] = (97. .98) + (98. .17); (97. .98) = [17 107] − (108 17); Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 35 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 𝑧 расч = (97. .98) = 0,3 + 0,87+2.2 2 − [ 0+(−2,2) 2 − 0+(−0,87) 2 ] = 2,5 мм [17. .97] = 2,5 + 101,17 = 103,7 мм. 3) [ 17. .37] = (37. .38) − (38. .98) + (98. .17); (37. .38) = −(38. .98) + (98. .17) − [17. .37]; рас (37 38) = 0,3 + 0,87+0,87+1,3 2 − [ 0−0,87 2 − 0−0,87 2 − 0−0,13 2 ] = мм. [17. .37] = 2,5 − 83 + 101,17 = 20,67 мм. Замыкающее звено будет попадать в поле допуска, при выполнении размеров 46 мм и 15 мм по 12 квалитету и по 11 квалитету точности соответственно. Размерная цепь представлена на рисунке 19. При проведении размерного анализа были рассчитаны припуска, межоперационные размеры и размеры заготовки. Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 36 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР Рисунок 19 – Размерный анализ проектного варианта технологического процесса Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 37 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 2.2.5 Расчет режимов резания и норм времени на все операции проектного варианта технологического процесса Исходные данные Деталь – втулка (рис. Материал – сталь 45. Точность обработки поверхностей 11 – IT 11; 4– IT 6; остальные поверхности – IT 14. Шероховатость 4 – Ra = 2,5 мкм, 5, 8, 11, 13 – Ra = 6,3 мкм, Рисунок 20 – Чертеж детали Расчет режимов резания и норм времени для 005 операции На 005 операции производится обработка, поверхностей 2; 3; 4 и 6 – проходным резцом. Выбор стадий обработки Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 38 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР По карте 1, определяем необходимые стадии обработки. На токарной операции точность поверхности 4 достигается только до 8 квалитета точности. Для получения размера детали по 8-му квалитету необходимо вести обработку за четыре стадии черновая, получистовая, чистовая и отделочная. Для остальных поверхностей достаточно черновой стадии обработки. Выбор глубины резания Глубина резания для черновой стадии обработки определяют как разность из общего припуска на обработку и суммы глубины резания на последующих стадиях обработки. Припуск на обработку поверхностей 2 – 3 мм 3 – 2,5 мм 4 – 4,75 мм, и 6 – 3,4 мм. Для поверхности 2, глубина резания t = 3 мм. Для поверхности 3, глубина резания t = 2,5 мм. Для поверхности 4, по карте 2 определяем минимально необходимую глубину резания для получистовой, чистовой и отделочной стадии обработки. Для диаметра до 80 мм рекомендуется отделочный – t = 0,3 мм поз. № 4, инд. в чистовой – t = 0,8 мм (поз. № 4, инд. б получистовой – t = 1,5 мм (поз. № 4, инд. а. Исходя из этого получаем глубину резания для черновой стадии обработки t = 2,15 мм Для поверхности 6, глубина резания t = 3,4 мм. Выбор инструмента Геометрические параметры проходного резца представлены в п Выбор подачи Для черновой стадии обработки подачу выбирают по карте 3. Для поверхности 2 при точении заготовки диаметром до 180 мм с глубиной резания t = 3 мм рекомендуется подача 𝑆 𝑂 𝑇 = мм об (поз. № 2, инд. в. Для поверхности 3 рекомендуется подача 𝑆 𝑂 𝑇 = мм об (поз. № 2, инд. в. Для поверхности 4 рекомендуется подача 𝑆 𝑂 𝑇 = мм об (поз. № 2, инд. в. Для Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 39 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР поверхности 6 рекомендуется подача 𝑆 𝑂 𝑇 = мм об (поз. № 3, инд. б. По карте 3 определяем поправочный коэффициент на подачу в зависимости от инструментального материала И 1. Для получистовой стадии обработки значение подачи определяется по карте 4 аналогичным образом. Для поверхности 4 рекомендуется подача 𝑆 𝑂 𝑇 = мм об (поз. № 2, инд. в. По карте 4 определяем поправочный коэффициент на подачу в зависимости от инструментального материала И 1. Для чистовой стадии обработки подача определяется по карте 6. Для поверхности 4 рекомендуется подача 𝑆 𝑂 𝑇 = мм об (поз. № 4, инд. в. Для отделочной стадии обработки подача определяется по карте 7. Для поверхности 4 рекомендуется подача 𝑆 𝑂 𝑇 = мм об (поз. № 3, инд. в. По карте 5 определяем поправочный коэффициенты на подачу для черновой и получистовой стадий обработки для измененных условий обработки в зависимости отсечения державки резца Д 0,95; – прочности режущей части 𝐾 𝑆 ℎ = 1; – механических свойств обрабатываемого материалам схемы установки заготовки у 0,8; – состояния поверхности заготовки п 1; – геометрических параметров резца 𝐾 𝑆 𝜑 = 1; – жесткости станка 𝐾 𝑆 𝐽 = 0,7. Окончательно подачу для черновой стадии обработки определяют по формуле 𝑆 𝑂 = 𝑆 𝑂 𝑇 ∗ И Дм у п 𝐾 𝑆 𝜑 ∗ 𝐾 𝑆 𝐽 (3) Для поверхности 2 𝑆 𝑂 = 0,73 ∗ 1 ∗ 0,95 ∗ 1 ∗ 1,15 ∗ 0,8 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 0,7 = 0,45 мм/об. Для поверхности 3 Изм. Лист № документа Подпись Дата Лист 40 ЮУрГУ – 15.03.05.2017.451.000 ПЗ ВКР 𝑆 𝑂 = 0,73 ∗ 1 ∗ 0,95 ∗ 1 ∗ 1,15 ∗ 0,8 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 0,7 = 0,45 мм/об. Для поверхности 4 𝑆 𝑂 = 0,73 ∗ 1 ∗ 0,95 ∗ 1 ∗ 1,15 ∗ 0,8 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 0,7 = 0,45 мм/об. Для поверхности 6 𝑆 𝑂 = 0,32 ∗ 0,95 ∗ 0,95 ∗ 1 ∗ 1,15 ∗ 0,8 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 0,7 = 0,18 мм/об. Аналогично рассчитываем подачу для получистовой стадии обработки поверхности 4 𝑆 𝑂 = 0,49 ∗ 1 ∗ 0,95 ∗ 1 ∗ 1,15 ∗ 0,8 ∗ 1 ∗ 1 ∗ 0,7 = 0,3 мм/об. Рассчитанные подачи для черновой стадии обработки проверяют по осевому 𝑃 𝑥 и радиальному 𝑃 𝑦 составляющим силы резания, допустимым прочностью механизма подач станка. По карте 32 определяют табличные значения составляющих сил резания – при обработке поверхностей 2, 3 и 4 с глубиной резания t = 3 мм и подачей 𝑆 𝑂 = 0,45 мм/об, 𝑃 𝑥 𝑇 = 1050 Н (поз. № 3, инд. в, 𝑃 𝑦 𝑇 = 280 Н поз. № 4, инд. в – при обработке поверхности 6 с глубиной резания t = 3,4 мм и подачей 𝑆 𝑂 = 0,18 мм/об, 𝑃 𝑥 𝑇 = 1120 Н (поз. № 5, инд. а, 𝑃 𝑦 𝑇 = 230 Н поз. № 6, инд. а По карте 33 определяем поправочные коэффициенты на силы резания для измененных условий в зависимости от – механических свойств обрабатываемого материала 𝐾 𝑃 𝑀 = 0,9; – главного угла в плане 𝐾 𝑃 𝜑𝑥 = 𝐾 𝑃 𝜑𝑥 = 1; – главного переднего угла 𝐾 𝑃 𝛾𝑥 = 1,2, 𝐾 𝑃 𝛾𝑥 = 1; – угла наклона режущей кромки 𝐾 𝑃 𝜆𝑥 = 𝐾 𝑃 𝜆𝑥 = 1. Окончательное составляющие силы резания определяют по формуле 𝑃 𝑥 = 𝑃 𝑥 𝑇 ∗ 𝐾 𝑃 𝑀 ∗ 𝐾 𝑃 𝜑𝑥 ∗ 𝐾 𝑃 𝛾𝑥 ∗ 𝐾 𝑃 𝜆𝑥 (4) 𝑃 𝑦 = 𝑃 𝑦 𝑇 ∗ 𝐾 𝑃 𝑀 ∗ 𝐾 𝑃 𝜑𝑦 ∗ 𝐾 𝑃 𝛾𝑦 ∗ 𝐾 𝑃 𝜆𝑦 (5) Для поверхностей 2, 3 и 4 |