Составление технологического маршрута

 

Основной задачей этого этапа является составление маршрута обработки резанием выбранной заготовки, формулировка содержания операций технологического процесса и выбор оборудования.

При составлении маршрута обработки заготовки за основу взять типовой план обработки данного класса деталей с учетом индивидуальных свойств заданной детали (конструкции, точности, шероховатости, особых требований).

 

3.1 Типовой план обработки валов

 

005 Токарная

Подрезание торца, центрирование, переустановка, подрезание второго торца, центрирование.

010 Токарная

Точение черновое наружной поверхности, переустановка, точение черновое оставшейся поверхности заготовки.

015 Токарная

Точение чистовое, переустановка, точение чистовое оставшейся поверхности заготовки.

020 Фрезерная

Фрезерование лысок, шпоночных пазов, шлицев, зубьев, квадратов.

025 Сверлильная

Сверление радиального отверстия.  

030 Термообработка

Закалка ТВЧ; объемная закалка, отпуск; цементация, закалка, отпуск.

035 Шлифовальная

Шлифование черновое, переустановка, шлифование черновое оставшейся поверхности заготовки.

040 Шлифовальная

Шлифование чистовое, переустановка, шлифование чистовое оставшейся поверхности заготовки.

  045 Полировальная

Полирование поверхности заготовки.

050 Контрольная.

 

3.2 Типовой план обработки втулок (штучная заготовка)

 

005 Токарная

Подрезание торца «как чисто», сверление, рассверливание зенкерование, развертывание отверстия, снятие внутренней фаски, переустановка, подрезание второго торца в размер.

(после рассверливания отверстия во втулке диаметром более 30 мм целесообразно применять растачивание отверстия).

010 Токарная

Точение черновое и чистовое наружной поверхности.

015 Фрезерная

Фрезерование лысок и других конструктивных элементов на поверхности втулки.

020 Сверлильная

Сверление радиального отверстия.

025 Сверлильная

Снятие внутренней фаски на кромке отверстия

030 Контрольная.

При выборе маршрута обработки резанием наружной или внутренней поверхности детали следует руководствоваться данными табл.3.1.

 

Таблица 3.1 Точность и шероховатость поверхностей детали при различных методах обработки резанием

Методы обработки	Квалитет	Шероховатость, Ra, мкм
Наружная цилиндрическая поверхность 1. Точение черновое чистовое подрезание торца отрезание 2. Фрезерование: черновое чистовое 3. Шлифование: черновое чистовое 4. Полирование Внутренняя цилиндрическая поверхность 1.Сверление, рассверливание 2. Зенкерование 3. Развертывание 4. Растачивание: черновое чистовое 6. Шлифование 7. Хонингование:	9…10 8 9…10 10…12   9…10 8   7 6 6   10…11 9…10 8…9 7…8   9 8 6…7 6…7	3,2…6,3 1,6 3,2…6,3 3,2…6,3   6,3 1,6   0,8 0,4 0,2   6,3 3,2…6,3 3,2 1,6   3,2 1,6 0,4…0,8 0,4…0,8

Для всех технологических операций разработанного маршрута выбрать металлорежущие станки и указать их модели из табл. 3.2.

 

Таблица 3.2. Техническая характеристика металлорежущих станков

 

Модель станка	Размер детали, мм		Мощность, кВт
	Диаметр	Длина
Токарно-винторезные
1М61	320	710	4,0
1К625	500	710	10
I6К20	400	710	10
1М63Б	630	280	15
Вертикально-сверлильные
2Н118	18	150	1,5
2Н125	25	200	2,2
2Н135	35	250	4,0
2Н150	50	300	7,5
Кругло-шлифовальные
ЗМ131	280	700	4,0
ЗБ151	200	700	7,5
ЗБ161	280	100	7,5
Внутри-шлифовальные
ЗА225	6.25	50	1,1
ЗА227П	20-100	125	3,0
ЗА228П	50-200	200	5,5
Горизонтально-фрезерные
6М81	430	1000	4,0
6М82	400	1250	7,5
6М83	360	1600	10,0
Вертикально-фрезерные
6М11	445	1000	4,0
6М12П	400	1250	7,5
6М13П	450	1600	10,0

 

Определение припусков, допусков и размеров заготовки

 

В серийном и единичном производствах используют табличный метод определения операционных и общих припусков на обработку резанием заготовки, а в массовом и крупносерийном - расчетный метод.

 

Проектирование заготовки

 

При проектировании заготовки исходными данными являются форма и размеры готовой детали, ее материал и технические требования к точности изготовления и термической обработке. Прежде всего устанавливают способ изготовления заготовки. Если деталь стальная, то заготовкой как правило служит круглый прокат. Для поверхности детали, которая имеет наибольшие геометрические размеры и должна быть обработана с наибольшей точностью и наименьшей шероховатостью общий припуск на обработку резанием рассчитать табличным методом.

Последовательность расчета.

1.Составить маршрут обработки выбранной поверхности детали (последовательность выполнения необходимых технологических операций).

2.Для выполнения каждой технологической операции назначить номинальные припуски Zi (см. табл. 3.3).

3. Вычертить схему полей номинальных припусков на обработку выбранной поверхности рис.3.1.

Рисунок3.1. Схема расположения номинальных припусков и допусков для определения размеров заготовки.

где dн. -номинальный диаметр детали, d₁, d₂, d₃, d_4, d₅ -номинальные значения межоперационных размеров соответственно исходной заготовки, заготовки после чернового и чистового точения, чернового и чистового шлифования; Td₁, Td₅ соответственно поля допусков на исходную заготовку и готовую деталь, Z₁, Z₂, Z_3, Z₄ -номинальные припуски соответственно на черновое и чистовое точение, черновое и чистовое шлифование.

При построении схемы в качестве исходных данных взят максимальный диаметр готовой детали, который должен быть получен на последней технологической операции (чистовое шлифование).

Для вала к наибольшему предельному размеру d₅ прибавляют номинальный припуск Z₄ на обработку чистовым шлифованием, так получают межоперационный размер заготовки после чернового шлифования d₄. Прибавив номинальный припуск Z₃, получают межоперационный размер d₃, который принимают за номинальный операционный размер заготовки после чистового точения. К размеру d₃ добавляют номинальный припуск на чистовое точение Z₂ в результате чего получают номинальный межоперационный размер заготовки d₂ после чернового точения. Прибавив номинальный припуск на черновое точение Z₁, получают наименьший расчётный размер исходной заготовки d_1р. Затем необходимо к наименьшему расчётному размеру исходной заготовки d_1р прибавить допуск на размер заготовки Td₁ (см. табл.3.4).

Полученный размер заготовки округлить в большую сторону до стандартного ряда номинальных размеров и назначить предельные отклонения (см.табл.3.4), необходимые для получения номинального диаметра заготовки d_1.

Для определения длины заготовки следует воспользоваться табл.3.5.

 

Таблица 3.3 Номинальные припуски на обработку наружных цилиндрических поверхностей (прокат)

Диаметр заготовки, мм	Способ обработки	Припуск на диаметр при длине заготовки, мм
		до 120	120-260	260-500	500-600
Св.30 до 50	Точение:		1,4
	черновое	1,3	1,4	2,2	4,0
	чистовое	0,25	0,25	0,3	5,0
	Шлифование:
	черновое	0,20	0,20	0,20	0,20
	чистовое	0,05	0,05	0,05	0,05
Св. 50 до 80	Точение:
	черновое	1,5	1,8	2,5	4,5
	чистовое     чистовое	0,25	0,30	0,3	0,35
	Шлифование:
	черновое	0,25	0,40	0,75	1,2
	чистовое     чистовое	0,06	0,06	0,08	0,1
Св. 80 до 120	Точение:
	черновое   предварительное	1,2	1,3	1,7	2,3
	чистовое     чистовое	0,25	0,25	0,30	0,30
	Шлифование:
	черновое   предварительное	0,2	0,35	0,65	1,0
	чистовое     чистовое	0,06	0,06	0,06	0,06

 

 

Таблица 3.4 Точность сортового круглого проката (ГОСТ 2590-71)

Диаметр, мм	Предельные отклонения, мм		Диаметр, мм	Предельные отклонения, мм
1	2	3	4	5	6
	Обычной точности	Повышенной точности		Обычной точности	Повышенной точности
от 5 до 9	+0,3	+0.1	60; 62; 65; 68;	+0,5	+0,3
	-0,5	-0,3	70; 72; 75; 76	-1,1	-1,0
от 10 до 19	+0,3	+ 0,2	от 80 до 95	+0,5	+0,4
(через 1мм)	-0,5	-0,3	(через 5 мм)	-1,3	-1,2
20; 21; 22; 23;	+0,4	+0,2	100,110,115	+0,6	+0,5
24; 25	-0,5	-0,4		-1,7	-1,5
26; 27; 28; 29	+0,4	+0,2	120, 125, 130,	+0,8	+0,6
	-0,7	-0,6	140,150	-2,0	-1,8
от 30 до 42 ('через 1 мм) 44,48	+0,4 -0,7	+0,2 -0,6
50; 52; 54; 55;	+0,4	+0,2
56; 53	-1,0	-0,9

 

Таблица 3.5 Номинальные припуски на подрезание торцов и уступов

 

Диаметр заготовки, мм.	Длина заготовки, мм.
	до 18	18-50	50 - 120	120 - 260	260 - 500
до 30	0,4	0,5	0,7	0,8	1,0
30-50	0,5	0,6	0,7	0,8	1,0
50-120	0,6	0,7	0,8	1,0	1,2
120-300	0,8	0,9	1,0	1,2	1,4

Выбор режущего инструмента

 

Режущий инструмент назначают для каждого технологического перехода в зависимости от следующих основных факторов:

· от метода обработки резанием и формы обрабатываемой поверхности. Например, резец проходной, резец расточной, фреза концевая, сверло спиральное, зенкер насадной, абразивный круг и т.п.;

· от материала обрабатываемой заготовки и характера обработки резанием выбирают материал режущей части инструмента, например, для черновой обработки стальной заготовки следует принять резец, оснащенный пластинкой твердого сплава Т5К10 и пластинкой твердого сплава Т15К6 – для чистового точения. Для заготовки чугуна принять ВК-8 – для чернового точения и ВК-6 – для чистового точения.

Маркирование абразивного круга: КАЗ 24А 40П С2 6 К5-А 2кл ПП500х50х305 35м/с.

КАЗ - завод изготовитель; 24А - электрокорунд белый; 40 - номер зернистости; П - индекс зернистости; С2 - степень твердости; 6 - номер структуры; К5 - вид связки (керамическая); А - класс инструмента; 2кл - класс дисбаланса; ПП - форма круга (плоский прямой); 500 - наружный диаметр; 50 - высота; 305 - диаметр отверстия; 35м/с - допустимая окружная скорость вращения абразивного круга.

 

Расчет режимов резания

 

При расчете режима резания следует установить глубину резания - t, мм; подачу - S, мм/об; скорость резания - Vр, м/мин.

 

Режим резания при точении

 

Глубина резания:  t = , мм

где –максимальный припуск на диаметр при выполнении соответствующего техно-логического перехода.

Подача

Подачу S выбрать по табл. 3.6 и 3.7.

 

Таблица 3.6 Подачи при черновой токарной обработке

 

Глубина резания, мм	Диаметр заготовки, мм.
	18	30	50	80	120
Наружное точение
До 3,0	0,20	0,2-0,3	0,3-0,5	0,4-0,6	0,5-0,7

Примечание - большие подачи брать при обработке чугуна, а меньшие – при обработке сталей.

 

Таблица 3.7 Подачи при чистовой токарной обработке

 

Шероховатость поверхности, Rа,мкм	Радиус при вершине резца, мм
	0,5	1,0
1,6	0,10-0,15	0,11-0,20

Скорость резания принять с использованием табл. 3.8. При растачивании резец имеет меньшую жесткость, поэтому при обработке снимают стружку меньшего сечения и снижают скорость резания на 20°/_о

 

Таблица 3.8 Скорость резания при токарной обработке

 

Материал резца	Обрабатываемый материал	Скорость резания , м/мин, при обработке
		Вид обработки
		черновая	чистовая
Быстрорежущая сталь Р18	Сталь	20...30	35...45
Твердый сплав	Чугун	60…80 ВК8	80…100 ВК6
Твердый сплав	Сталь	100...140 Т5К10	150...200 Т15К6

 

4. После определения V_доп. по табл.3.8. определить частоту вращения шпинделя  

 , мин^-1,

где d₃- диаметр обрабатываемой поверхности заготовки, мм., и по выбранному станку установить ближайшею наименьшую частоту вращения шпинделя

 мин^-1.

Действительная скорость резания:

 

 , м/мин.

При черновом растачивании стальных заготовок глубина резания не превышает 1...2 мм, продольная подача - 0,08...0,2 мм/об, а скорость резания 25 м/мин (быстрорежущая сталь) и 50—100 м/мин (твердый сплав).

При чистовом растачивании глубина резания не более 0,5 мм, продольная подача — 0,05...01 мм/об, а скорость резания 30...50 м/мин (быстрорежущая сталь) и 120...180 м/мин (твердый сплав).