Совершенствование технологического процесса детали «колесо зубчатое» С52.20.00.06 на основе применения станков с ЧПУ

 

1.5 Выбор метода получения заготовки

Исходя  из конфигурации и параметров обрабатываемой детали, предлагается 2 варианта получения  заготовки:

- прокат;

- штамповка.

Экономическое обоснование заключается в сравнении  себестоимости получения заготовок.

Стоимость заготовки из проката определяется по формуле

 

             (7)

где С_1. – стоимость заготовки, руб.;

      М – затраты на материал заготовки, руб.;

    ∑С_о.з. – технологическая себестоимость заготовительной операции, руб.

 

Расчет затрат на материалы  М, руб. выполняется по формуле

 

                                (8)

где m_з – масса заготовки, кг;

               m_з = 4,2 кг;

       Ц – цена 1кг материала заготовки, руб;

              Ц = 7800 руб;

        m_д – масса детали, кг;

                 m_д = 1,446 кг;

        Ц_отх – цена 1кг отходов, руб;

                   Ц_отх = 780 руб;

 

Расчет технологической  себестоимости С_тех, руб. выполняется по формуле

                                            (9)

где С_пз – приведенные затраты на рабочем месте, руб/ч;

       Т_{шт(шт-к)} – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения

заготовительной операции, мин;

 

 

Штучное или  штучно- калькуляционное время Т_{шт(шт-к)}, мин, рассчитывается по формуле

 

                    (10)

где L_рез – длина резания при разрезании проката на штучные заготовки, мм

                L_рез = 135 мм;

       у – величина врезания и  перебега при разрезании дисковой  пилой, мм;

             у= 7 мм;

       Sм – минутная подача при разрезании, мм/мин;

                Sм = 80 мм/мин;

       φ – коэффициент, показывающий  долю вспомогательного времени  в

             штучном;

             φ =1,84.

 

Расчет  стоимости  заготовки полученной штамповкой выполняется  по формуле

,                    (11)

где – коэффициент, зависящий от класса точности;

               ; [1, с.33];

       – коэффициент, зависящий от группы сложности;

              ; [1, с.33];

       – коэффициент, зависящий от массы;

              ; [1, с.33];

       – коэффициент, зависящий от марки материала;

              ; [1, с.34];

       – коэффициент, зависящий от объема производства;

              ; [1, с.33];

     m_з – масса заготовки, кг;

     m_д – масса детали, кг.

 

По результатам  расчета в качестве заготовки  для детали колесо зубчатое С52.20.00.06 принимаем поковку Ø134×32,2 мм по ГОСТ 7505-89.

Расчёт экономической  эффективности выполняется по формуле

 

,      (12)

где  B – годовой объём выпуска деталей, шт.

 

1.6 Разработка маршрутного техпроцесса

 

Технологический процесс должен обеспечить заданное качество инструмента (точность,  шероховатость  обработанных поверхностей) и производительность, обеспечивающую заданный объем производства.

В данном технологическом процессе используем станок с ЧПУ, так как они сочетают точность специализированных станков  и имеют более высокую точность, чем станки общего назначения. Заменяем станок токарно-винторезной группы на станок с ЧПУ.

 

 

Таблица 5 – Маршрутный техпроцесс изготовления вала

1	2	3	4
Номер опер.	Вид операции	Содержание операции	Оборудование
005	Токарная	1 установ Подрезать торец 30-0,2 Точить поверхность Ø131-0,5 Точить поверхность Ø112+0,8 , выдержав размер 7,5-0,2 Точить фаску 0,5 х 450 Точить поверхность Ø68-0,7, выдержав размер 7,5-0,2 Точить фаску 0,5 х 450 Расточить поверхность Ø58 Точить фаску 1 х 450 Расточить поверхность Ø62+0,7, выдержав размер 13+0,4 2 установ Подрезать торец 30-0,2 Точить поверхность Ø131-0,5 Точить поверхность Ø112+0,8 , выдержав размер 7,5-0,2 Точить фаску 0,5 х 450 Точить поверхность Ø68-0,7, выдержав размер 7,5-0,2 Точить фаску 0,5 х 450 Точить фаску 2 х 450	16К20
1	2	3	4
010	Токарная с ЧПУ	1установ Подрезать торец  29,3-0,2 Точить поверхность Ø130-0,1 Точить фаску 1 х 450 2установ Точить поверхность Ø130-0,1 Точить фаску 1 х 450 Расточить поверхность Ø60+0,03	16К20Ф3С32
015	Сверлильная	Сверлить 8 отверстий Ø12,5 +0,18	2Н135
020	Зубофрезерная	Фрезеровать зубья колеса Z=63	53А80Н
025	Плоскошлифовальная	Шлифовать поверхность, выдержав размер  29-0,2	3Б722
030	Контрольная	Стол ОТК

 

1.7 Расчёт припусков

1.7.1 Аналитический метод расчета припусков на поверхность Ø .

Технологический маршрут обработки состоит из: растачивания чернового, растачивания чистового, тонкого растачивания.

Определяем  параметры характеризующие качество поверхности и допуски

, :

- для заготовки R_z=160 мкм, Т=200 мкм;

- для растачивания чернового R_z=40 мкм, Т=50 мкм;

- для растачивания чистового R_z=20 мкм, Т=20 мкм;

- тонкого растачивания R_z=5 мкм, Т=10 мкм.

Так как в  данном случае обработка введётся в  патроне , суммарная пространственное отклонение определяется по формуле

 

                                (14)

где ρ_см - смещение плоскостей разъёма штампов, 600мкм. по ГОСТ7505-89;

      ρ_эксц - отклонение от концентричности пробитого отверстия, 800мкм. по ГОСТ7505-89.     

 

Для остальных технологических  переходов обработки поверхности  остаточные пространственные отклонения , мкм, определяются по формуле

 

,                                               (18)

где К_у – коэффициент уточнения формы;

              К_у=0,06 при черновом растачивании;

              К_у=0,04 при чистовом растачивании;

              К_у=0,02 при тонком растачивании.

                                           мкм

                                            мкм

                                             мкм

 

Погрешность установки детали при закреплении  в патроне будет равна погрешности  её закрепления ε_з т.к. погрешность базирования в данном случае будет равна нулю из-за совмещения конструкторской и технологической баз.

Погрешность закрепления определяется по формуле

 

При обработке  наружных поверхностей минимальная  величина припусков  , мкм, определяется по формуле

 

          ,                                            (19)

где - высота микронеровностей;

         - глубина дефектного поверхностного слоя;

           - суммарное значение пространственных отклонений для поверх-

                    ности на предшествующем переходе.

                   мкм

                   мкм

                             

Расчетный размер определяется по формуле

      

,                                                          (20)

где N – номинальный размер, мм;

      e_i – нижнее отклонение, мм.

           мм

           мм

 мм

Максимальный диаметр  определяется путем прибавления  допуска.

 

 мм

 мм

                                                       мм

 

Определяем предельные значения минимальных  припусков

 

 мкм

 мм

 

Определяем  предельные значения максимальных припусков

 

           мкм

 мкм

               

Определяем значение общих припусков

 

  мм                    (21)

    мм                          (22)

 

Номинальный припуск определяется по формуле

 

                                                                                 (23)

 

Нижнее  отклонение заготовки определяется по формуле

 

                                                               (24)

      

 

Номинальный диаметр заготовки определяется по формуле

 

                                           (25)

 

Проверка правильности расчетов выполняется по формулам

                          

                                                (26)

                                                    

                                                        

 

Проверка  подтверждает правильность расчета.

Результаты расчётов сводим в таблицу 6 и строим схему расположения припусков и допусков.

 

Таблица 6 – Расчет припусков и предельных размеров

Технологичес-кие переходы обработки поверхности	Элементы припуска,мкм				Расчетный         припуск 2Zmin, мкм	Расченый размер dp, мм	Допуск IT, мкм	Предельный  размер, мм		Предельные  значения припусков, мм
	Rz	T	ρ	ε				dmin	dmax
Заготовка	150	250	1551	—	—	29,174	1600	29,174	30,774	—	—
Точение чисто-вое	50	50	78	—	2∙1951	25,272	62	25,272	25,334	3,902	5,440
Шлифование	10	20	62	—	2∙177,5	25,002	13	25,002	25,015	0,270	0,319
Итого										4,172	5,759

 

Рисунок 1 – Схема расположения припусков  и допусков на Ø

 

1.7.2 Табличное назначение припусков и допусков на обрабатываемые по-             верхности по таблицам  ГОСТ 7505-89

Назначенные припуски и допуски вносим в таблицу 7.

 

Таблица 7 – Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности детали  “Вал” 

        

Размер  детали, мм	Припуск, мм		Предельные отклонения
	Расчётный	Табличный
Ø60Н7	2	2∙2,8	+4,2 -2,1
Ø130	—	2∙2,5	+2,4 -1,2

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Схема расположения поверхностей

 

 

 

1.8 Расчет режимов резания

 

1.8.1 Аналитический  расчет режимов резания.

Операция 010 Вертикально-фрезерная. Станок вертикально-фрезерный модели 6К11. Фрезеровать шпоночный паз 8×31. Инструмент: фреза шпоночная Ø8, материал — инструментальная быстрорежущая сталь марки  Р6М5, СОЖ - эмульсия.

Табличная подача S_z = 0,070  мм/зуб;

Глубина резания  t = 4 мм.

Скорость  резания:

                                      

                                      

м/мин,                              (27)

где , q, х, у, u, m, р – коэффициент и показатели степеней;

                                       =19,3; q = 0,3; x = 0,3; у = 0,25; u = 0; m = 0,26;

                                        p = 0;

                                D – диаметр фрезы;

                                 Т  – период стойкости;

                                             В  – ширина фрезеруемой поверхности;

                                            Z – число зубьев фрезы;

                                            – поправочный коэффициент;

,

где – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого матери-

              ала; 

              =1,1;

      – коэффициент, учитывающий материал инструмента;

              =1,2;