Разработка технологического чертежа детали

Аналитический раздел

 

Разработка технологического чертежа детали

 

При разработке рабочего чертежа детали необходимо выполнить достаточное количество проекций что бы иметь полное представление о конструктивных элементах детали, при этом нужно выполнить достаточное количество разрезов и видов; проставить размеры всех поверхностей с допусками; определить технические требования на изготовление, определить материал детали.

Чертеж  по оформлению должен соответствовать стандартам ЕСКД.

 

Анализ рабочего чертежа детали: описание конструкции, назначение детали, её работа в узле

 

Рабочий чертеж втулки содержит две проекции и дополнительные сечения, показывающие расположение резьбового отверстия М16-7Н под углом 15°. Проставлены все размеры с посадками, имеются сведения о материале детали. Чертеж детали выполнен в масштабе 1:2.

Втулка представляет собой тело вращения, имеет цилиндрические поверхности с двух сторон фланца диаметром 185h9 и диаметром 205h9. На фланце втулки имеется лыска в размер 280 мм и четыре отверстия Ø22 расположенные на диаметре 260мм. С боковой стороны фланца имеется сквозное резьбовое отверстие М16-7Н, расположенное под углом 15° к оси детали. Габаритные размеры втулки: Ø315×165 мм. 

Втулка служит опорой вращающего вала в подшипниковом узле по отверстию Ø100Н7 и крепится к корпусу механизма посредством четырех отверстий Ø22 мм. Наклонное резьбовое отверстие во фланце втулки предназначено для установки масленки для смазки подшипникового узла.

Основными требованиями при изготовлении - это обеспечение концентричности наружных поверхностей с отверстием и перпендикулярности торцов к оси детали.

Точность размеров основных поверхностей заданы в пределах IT7, IT9, остальные поверхности выполнены по 14-му квалитету точности.

Точность взаимного расположения задана величиной допуска перпендикулярности 0,03 мм относительно оси детали.

Шероховатость ответственных цилиндрических поверхностей: наружных – Ra3,2 мкм, внутренних – Ra0,8 мкм, прочих – Ra20 мкм.

 

Материал детали и его химико-механические свойства

 

Втулка изготовлена из серого чугуна марки СЧ 18 ГОСТ 1412 – 85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок.

Химический состав и физико-механические свойства материала приведены в таблице 1, 2.

 

Таблица 1 - Химический состав СЧ 18 ГОСТ 1412 – 85

в процентах

Углерод	Кремний	Mарганец	Фосфор	Сера
3,4 – 3,6	1,9 – 2,3	0,5 – 0,7	не более 0,2	не более 0,15

 

Таблица 2 – Физико - механические свойства

Предел прочности (временное сопротивление) σВ. МПа	Предел текучести σ0,2, МПа	Относительное удлинение, δ5, %	Относительное сужение. ψ, %
180	65	10	1

 

Технологические свойства

Свариваемость – не применяется для сваривания конструкций.

Применение: станины, корпуса, кронштейны, опоры, плиты, крышки, траверсы, колосники

 

Качественный анализ технологичности конструкции детали

 

В детали втулка обрабатываются как наружных поверхностей, так и внутренние. Все поверхности имеют хороший доступ режущих и мерительных инструментов. Закрытыми поверхностями являются две канавки, но их обработка не представляет трудностей. Для обработки резьбового отверстия на торце фланца втулки выполнено цекование торца в размер Ø26×1 мм, что улучшает условия обработки. Шероховатость поверхностей соответствует точности обработки. Имеются сведения о материале.  Заготовкой для втулки принимаем отливку, что приближает размеры и конфигурацию заготовки к размерам готовой детали, уменьшая тем самым механическую обработку, что способствует меньшей себестоимости готовой детали.

В целом деталь технологична, можно приступать к разработке техпроцесса..

 

Технологический раздел

 

Выбор заготовки

 

Определение массы заготовки

 

Масса заготовки

,

где V_З – объём заготовки, мм²;

g – удельная плотность серого чугуна, g = 7,2 кг/м³.

Рассчитываем  массу детали

где К – коэффициент при нахождении площади сектора [5, с 323]

Выбор и обоснования баз

 

Задача  это обеспечение концентричности наружных поверхностей втулки относительно отверстия и перпендикулярность торцовых поверхностей к оси отверстия может быть решена обработкой:

- всех поверхностей за два установа или за две операции с базированием при окончательной обработке по наружной поверхности. (Обработка от вала);

- всех поверхностей за два установа или за две операции с базированием при окончательной обработке наружной поверхности по отверстию (обработка от отверстия).

Выбираем первый вариант, т.е на первой операции обрабатываем наружные поверхности Ø315 и торец, затем на чистых технологических базах производим обработку наружной поверхности Ø205h9, торца и отверстия Ø100Н7.

Фрезерование лыски, сверление 4-х отверстий Ø22 и обработка резьбового отверстия производится с базирование по отверстию Ø100Н7 и торцу.

Таблица 4 – Маршрутный технологический процесс

Номер операции	Наименование, краткое содержание операции	Технологическая база	Модель оборудования
1	2	3	4
005	Контрольная Проверить качество и размеры отливки
010	Токарная с ЧПУ 1.Установить заготовку, закрепить 2. Подрезать торец в размер 1 эскиза по программе 3. Точить наружную пов. 2, 3, 4, 5, 6 в размеры эскиза по программе 4. Расточить отв. 7 предварительно по программе 5. Снять деталь	Наружная необработанная пов.и торец	Токарный с ЧПУ Haas SL20
	Эскиз операции
015	Токарная с ЧПУ 1.Установить заготовку, закрепить 2. Подрезать торец в размер 1 эскиза по программе 3. Точить наружную пов. 2,3, 4, 5 предварительно по программе 4. Точить наружную поверхность в размеры эскиза по программе 5. Расточить отв. 6 и фаску 4 предварительно по программе 6. Расточить отв. 6, фаску 4 в размеры эскиза по программе	Наружная обработанная пов.и торец	Токарный с ЧПУ Нaas SL20

 

 

Продолжение таб. 4

1	2	3	4
	7. Расточить последовательно две канавки в размеры 7, 8, 9 эскиза по программе 8. Снять деталь
	Эскиз операции
020	Сверлильная с ЧПУ 1.Установить заготовку, закрепить 2. Фрезеровать торец в размер 1 по программе 3. Центровать 4 отв. по программе, выдерживая размеры: 2, 3, 4 4. Сверлить 4 отв. Ø15 по программе, выдерживая размеры: 2, 3, 4 5. Рассверлить 4 отв. 5 в размеры эскиза по программе 6. Снять деталь	Наружная обработанная пов.и торец	Вертикально-сверлильный станок Haas DТ-1
	Эскиз операции

 

 

Продолжение таб. 4

1	2	3	4
025	Слесарная Зачистить заусенцы		Верстак слесарный
030	Сверлильная 1.Установить заготовку, закрепить 2. Цековать торец в размер 1, 2, 3 согласно эскиза 3. Сверлить отв. Ø14 напроход под резьбу М16-7Н, выдерживая размер 1 4. Нарезать резьбу в отв., выдерживая размеры: 5, 6 5. Открепить, снять деталь	Наружная пов. и торец	Вертикально-сверлильный станок 2А135
	Эскиз операции
035	Слесарная Зачистить заусенцы		Верстак слесарный
040	Промывка водой		Моечная машина
045	Контрольная Контроль всех размеров		Стол ОТК

 

Расчет режимов резания

 

Расчет режимов резания произведём на операцию 020 Сверлильная с ЧПУ. переход 3, 4 – обработка отверстия Ø22

Исходные данные:

Станок –вертикально-фрезерный  ОЦ Hааs  ТМ-1

Приспособление – специальное зажимное

Инструмент – сверло спиральное  для станков с ЧПУ Ø15; Ø22 Р18

Материал детали – СЧ18; 170…240 НВ;

Охлаждение – без охлаждения

Точность обработки поверхности - IT14

Заготовка – отливка

Состояние поверхности – обработанная

Масса детали – 32,6 кг

Содержание перехода операции:

 – зацентровать отверстия

- сверлить отв. Ø15Н14

- рассверлить отв. Ø22Н14

Наладка станка производится оператором.

Переход 3. Расчет режимов резания для сверления отверстия Ø15 мм.

1.Глубина резания при сверлении 

t=0,5D=7,5 мм

2. Выбор подачи при сверлении серого чугуна s₀=0,35 мм/об [6, табл. 35]

3. Период стойкости сверла Т=60 мин [6, табл. 40]

4. Скорость резания

  

Значения коэффициента и показателей степени [6, табл. 38]

 

где К_MV- коэффициент на обрабатываемый материал;

K_ИV – коэффициент на инструментальный материал;

K_Lv – коэффициент, учитывающий глубину сверления

 

где НВ – фактический параметр, характеризующий обрабатываемый материал

5. Частота вращения шпинделя

 

где D – диаметр инструмента. мм

6. Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения

6.1 Осевая сила резания, Н

.

Значения коэффициента  и показателей степени находим [6, табл. 42]:

Поправочный коэффициент К_МР принимаем [6]:

.   

Подставив значения в формулу, получаем:

.

6.2 Крутящий момент, Нм

    

   

6.3 Мощность резания, кВт

;    

.

Рассчитанные режимы резания должны не превышают мощности привода главного движения станка при условии:

 

где η – КПД станка

Вывод. Установленные режимы резания по мощности осуществимы.

Переход 4. Расчет режимов резания для рассверливания отверстия Ø22 мм.

1.Глубина резания при рассверливании 

2. Выбор подачи при рассверливании отверстия в детали из серого чугуна s₀=0,5 мм/об [6, табл. 35]

3. Период стойкости сверла Т=60 мин [6, табл. 40]

4. Скорость резания при рассверливании

  

5. Частота вращения шпинделя

где D – диаметр инструмента. мм

6. Проверка выбранных режимов по мощности привода главного движения

6.1 Осевая сила резания, Н

.

Значения коэффициента  и показателей степени находим [6, табл. 42]: 

.

6.2 Крутящий момент, Нм

6.3 Мощность резания, кВт

;

.

Рассчитанные режимы резания должны не превышают мощности привода главного движения станка при условии:

Вывод. Установленные режимы резания по мощности осуществимы.

 

Расчет норм времени

 

Операция 010 Токарная с ЧПУ.

Норма штучного времени на операцию при работе на станках с программным управлением определяется по формуле:

где t₀ – основное время на операцию, мин;

t_B – вспомогательное время, мин;

t_В.У – время на установку и снятия заготовки, t_В.У=0,2 мин;

t_М.В. – вспомогательное время, связанное с выполнением вспомогательных ходов и перемещений при обработке поверхности, мин;

t_обс – время обслуживания рабочего места, мин;

t_п – время на личные потребности, назначается в процентах от оперативного времени мин.

где L_i – длина обрабатываемой поверхности, мм;

i – число рабочих ходов;

S_M – минутная подача, мм/мин

Переход 1. Точение по торцу Ø191

Переход 2. Точение поверхности Ø185 мм, торца Ø315, поверхности Ø315

L_Р.Х.=20∙2 +(315-185)/2+31+4=140 мм.

Переход 3 Растачивание черновое отверстия Ø95 L=168 мм

Общее технологическое время на операцию:

Количество переходов на операцию – 3 переходов.

Количество смены инструментов – 2.

Количество установов - 3

Вспомогательное время:

Машинно-вспомогательное время при работе на станках с ЧПУ:

- на одновременное перемещение рабочих органов станка по осям Zи Х (ускоренное по дине) – 0,03 мин/300 мм;

- установочное – 0,1 мин;

- установочное (холостое) в зоне резания – 0,08 мин;

- на поворот револьверной головки – 0,02 мин

К_П – количество позиций, на которое необходимо повернуть револьверную головку, К_П = 2;

Вспомогательное время автоматической работы станка

Вспомогательное время – время выполнения ручной вспомогательной работы, не перекрываемой временем автоматической работы станка [10]

Т_ВОП состоит из следующих работ:

- включить станок/выключить – 0,04 мин

- открыть заградительный щиток/закрыть – 0,03 мин

- установить координаты Х, Y – 0,1 мин

- ввести коррекцию – 0,04 мин

- установить  деталь в кулачки – 0,2 мин

Итого: 0,41 мин.

Вспомогальное время

Оперативное время

Т_ОП = Т₀ +Т_В

Т_ОП = 3,8+1,0 = 4,8 мин

Время обслуживания рабочего места , составляет 11,5% от оперативного времени: [10, табл. 18]

.

Штучное время на операцию составит:

3. Специальный раздел:

Разработка УП

 

Создать УП токарной черновой обработки детали «Втулка» на токарном станке Hааs SL-40, ЧПУ Fanuc.

Составляем рукопись УП. В программе заданы циклы:

G71 – черновое точение наружных и внутренних поверхностей;

G70 – чистовая обработка;

 

Таблица 9 - Координаты опорных точек

Координаты, мм	Номер точки
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Х (в диаметрах)	100	320	92	181	185	185	191	315	315	320	100
Z	160	0	0	2	-2	-17	-20	-20	-55	-55	160

 

Таблица 10 - Управляющая программа токарной обработки детали «Втулка»

Состав кадров	Пояснение к кадрам
1	2
%	Начало УП
0 0070 (VTYLKA)	Наименование детали
T101 (PROHODNOI)	Номер инструмента и корректора
G97 S1500 M03	Отмена постоянной скорости резания n=1500 мин^-1, включить шпиндель
G00 G54 X320. Z0	Позиционирование в т. 1 Х320; Z0
G96 S155	Включение постоянной скорости резания
G01 X0 F0,6	Т.2 Подрезка торца S =0,6 мм/об
G00 X181 Z2	Выход на фаску, т.е. в исходную точку цикла G71
G71 P1Q2 D2,5 U0,25 W0,13 F0,6	Цикл обработки наружных поверхностей: - Р1 – кадр начала описание контура; - Q2 – конечный кадр описания контура; - D2,5 – глубина резания 3,8 мм; - U0,25 – припуск на диаметр чистового прохода - W0,13 – припуск по оси Z - F0,6 – подача, мм/об
N1 G01 X185 Z-2	Обработка фаски начало описания цикла
Z-27	Обработка диаметра Ø185, Z-17
X315	Подрезка торца до Ø315
Z-55	Обработка диаметра Ø315, Z-55
G00 G54 Z0	Уход инструмента быстрый
G70 P1 Q2 F0,5	Цикл чистовой обработки - Р1 – кадр начала описание контура; - Q2 – конечный кадр описания контура; - F0,5 – подача, мм/об
G00 G54 X100	Уход инструмента в исходную точку
G00 G54 X160

 

Продолжение таб. 10

1	2
T505 (RASTOCHNOI)	Номер, наименование инструмента и корректора
G97 S330 M03	Отмена постоянной скорости резания n=330 мин^-1, включить шпиндель
G00 G54 X96.Z1.	Позиционирование в т. Х96, Z1
N1 G01 X96.Z0	Начала описания цикла, позиционирование в т. Х96, Z0
G01 X96.Z-170	Точка Х96, Z-170
N4 G01 X96	Окончание описания цикла, точка Х96
G01 Z1	Точка Z1
	Выключить  шпиндель
G00 G54 X100	Уход инструмента в исходное положение
G00 G54 Z160
М30	Конец УП
%

 

Аналитический раздел

 

Разработка технологического чертежа детали

 

При разработке рабочего чертежа детали необходимо выполнить достаточное количество проекций что бы иметь полное представление о конструктивных элементах детали, при этом нужно выполнить достаточное количество разрезов и видов; проставить размеры всех поверхностей с допусками; определить технические требования на изготовление, определить материал детали.

Чертеж  по оформлению должен соответствовать стандартам ЕСКД.