Анализ детали на технологичность

Качественный анализ на технологичность

Копир” 16Б20П.061.060/02 представляет собой отливку из стали 45Л-1. С точки зрения механической обработки деталь довольно технологична и позволяет обработку с большими скоростями резания.

Количественный анализ на технологичность

Таблица 1.4 – Отработка элементов детали на унифицированность

, (1.4)

где Q_У.Э. - число конструктивных элементов детали, которые выполнены по стандартам;

Q_ОбЩ. - число всех конструктивных элементов детали;

Деталь считается не технологичной, так как Ку=0, 53< 0, 6

Коэффициент использования материала:

, (1.5)

где m_Д – масса детали, кг; m_Д=0, 4 кг;

Н_РАСХ. – норма расхода материала, кг;

Н_РАСХ.=m_ЗАГ+m_ОТХ.З, (1.6)

где m_ОТХ.З – масса отходов при производстве заготовки, кг.

m_ОТХ.З для отливки составляет 10% от массы заготовки.

Н_РАСХ.= 0, 6+0, 06=0, 66 кг

Деталь не технологична с точки зрения коэффициента использования материала, так как КИМ=0, 60 0, 75.

2 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

2.1 Рекомендации по разработке проектного технологического процесса

2.1.1 Анализ базового технологического процесса, рекомендации по его изменению

Перечень операций базового ТП:

020 Горизонтально-фрезерная

1 Фрезеровать литник заподлицо

030 Токарная с ЧПУ

1 Подрезать торец

2 Снять фаску

3 Расточить выточку Ø 36^{+0, 5}

4 Расточить отверстия Ø 23^{+0, 52}; Ø 28^{+0, 52}; Ø 35Js7 начерно и начисто

5 Расточить канавку В=1, 4^{+0, 25} выдерживая размер 43, 2^{+, 02}

060 Сверлильная с ЧПУ

1 Сверлить, развернуть отверстие Ø 8Н7

2 Цековать отверстие Ø 12

062 Радиально-сверлильная

1 Зенковать фаску под углом 60^о

080 Фрезерная с ЧПУ

1 Расфрезеровать паз

086 Радиально-сверлильная

1 Калибровать отверстие Ø 35Js7

Существующий технологический процесс обеспечивает точность детали (по геометрическим) по размерам, форме, взаимному расположению поверхностей, а также по шероховатости. С целью упрощения технологического процесса и сокращения норм времени предлагается вместо операций 020, 030, 060, 062, 080 и 086 применить комплексную операцию с ЧПУ, выполняемую на обрабатывающем центре CTX gamma 1250 ТС

В связи с этим проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

020 Комплексная с ЧПУ

Установ А

1 Подрезать торец

2 Расточить отверстие 1 до Ø 23

3 Расточить отверстие 13и6 до Ø 33, 6

4 Расточить овепрстие13и6 до Ø 34, 6 с подрезкой торца

5 Расточить овепрстие13и6 до Ø 35 с подрезкой торца в размер 48^{+0, 2}

6 Расточить выточку 8 до Ø 36

7 Расточить фаску

8 Расточить канавку 12 до Ø 37

9 Расфрезеровать паз 14

10 Сверлить отверстие 3 Ø 7, 8

11 Зенковать фаску 4 под углом 60^о

Установ Б

12 Цековать отверстие 3 до Ø 12

13 Развернуть отверстие 3 до Ø 8Н7

2.1.2 Анализ технических требований на изготовление детали. Рекомендации по их обеспечению и контролю

Таблица 2.1 – Анализ технических требований на изготовление детали, рекомендации по их обеспечению и контролю

Номер конструктивного элемента	Размеры и требования к их диаметральной и линейной точности	Требования к шероховатости поверхности	Требования к точности взаимного расположения поверхностей и осей	Методы достижения точности: способы базирования и виды обработки	Методы контроля и средства измерения
	Ø 23	12, 5	-	Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Растачивание черновое	Сплошной Калибр-пробка
	Ø 12	12, 5	-	Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Цекование	Сплошной Калибр-пробка
	Ø 8Н7	1, 6		Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Сверление, развертывание	Сплошной Калибр-пробка
		12, 5	-	Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Зенкование	Выборочный ШЦ-1
6, 13	Ø 35Js7	1, 6		Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Растачивание черновое, п/чистовое, чистовое, калибрование	Сплошной Калибр-пробка
	Ø 36	12, 5	-	Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Растачивание черновое	Выборочный ШЦ-1
		12, 5	-	Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Подрезка торца черновая	Выборочный ШЦ-1
	1x45O	12, 5	-	Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Растачивание фаски	Визуально
	Ø 37+0, 34; 1, 4	12, 5	-	Базирование в трех-кулачковом патроне с упором в торец. Точение канавки	Сплошной ШЦ-1 Шаблон
Окончание таблицы 2.1
	20; R10; 12; 32; R12; 19, 78+0, 27; 27+0, 2	12, 5; 6, 3; 3, 2; 1, 6	-	Базирование в приспособлении	Сплошной Контрольное приспособление
		12, 5	-	Базирование в приспособлении	Выборочный ШЦ-1

2.2 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки

2.2.1 Описание метода получения заготовки

Заготовка–отливка. Изготавливается из стали 45Л-1. Сущность способа литья по выплавляемым моделям состоит в том, что модель изготовляют из такого материала, который без разрушения формы можно выплавить или растворить и получить неразъемную форму, что обеспечивает высокую точность отливок. Чаще всего материалом модели является легковыплавляемая воскообразная масса. Литьем по выплавляемым моделям получают отливки сложной конфигурации с толщиной стенки до 0, 5 мм в основном из стали и жаропрочных сплавов, трудно обрабатываемых механическим способом.

Преимущества литья по выплавляемым моделям: возможность изготовления отливок из сплавов, не поддающихся механической обработке; получение отливок с точностью размеров до 4–го класса и шероховатостью до 6-го класса чистоты, что в ряде случаев устраняет механическую обработку; возможность получения узлов машин, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей.
Литье по выплавляемым моделям можно использовать в условиях единичного (опытного), серийного и массового производства. Экономические показатели этого способа, рациональность его применения зависят от номенклатуры отливок. Наиболее целесообразно изготовлять этим способом мелкие, но сложные по конфигурации отливки, а также крупные отливки, к которым предъявляются высокие требования по точности размеров и чистоте литой поверхности, отливки из труднообрабатываемых сплавов.

2.2.2 Определение допусков на размеры заготовки, припусков на механическую обработку поверхностей по переходам, расчет размеров и массы заготовки

Класс размерной точности - 7

Степень коробления - 7

Степень точности поверхности - 7

Класс точности массы - 5т

Таблица 2.2− Назначение допусков и припусков на отливку

Номер поверхности	Номинальный размер детали	Вид размера	Допуск на заготовку с указанием предельных отклонений, мм
	Ø 23	Толщина	1, 5
6, 13	Ø 35Js7	Толщина	2
		Длина	1

Таблица 2.3 – Расчет размеров заготовки

Номер поверхности	Переходы механической обработки поверхности	Точность обработки	Припуск табличный, Z, мм	Расчет размеров заготовки (d или D), мм
Квалитет	Допуск, мм	Шероховатость, Ra, мкм
	Растачивание черновое	H14	0, 2	12, 5	1, 5\1, 5	Ø 23
Заготовка	-	1, 5	Rz630	-	Ø 23-1, 5-1, 5=20
Размер заготовки 20
6, 13	Растачивание чистовое	H8	0, 024	1, 6	0, 4	Ø 35
Растачивание п/чистовое	H10	0, 1	6, 3	1, 0	35-0, 4=34, 6
Растачивание черновое	H14	0, 620	12, 5	1, 6	34, 6-1, 0=33, 6
Заготовка	-		Rz630	-	33, 6-1, 6=32
Размер заготовки 32
	Точение однократное	h14	0, 3	12, 5
Заготовка	-		Rz630	-	62+1=63
Размер заготовки 63

Расчет массы спроектированной заготовки:

m_з=m_д+m_{отх.мех.обр.}, (2.1)

где m_{отх.мех.обр} – масса удаляемого в процессе механической обработки слоя металла, кг.

m_{отх.мех.обр} =V , кг (2.2)

где V_отх. – суммарный объём удаляемых в процессе механической обработки фигур, мм³;

ρ - плотность материала заготовки, кг/мм³; ρ ₃₅=7, 8∙ ^10-6 кг/мм².

Размеры фигур устанавливаются на основе размеров обработки и табличных припусков.

Определение объема удаленных фигур:

, (2.3)

где Д – диаметр заготовки, мм;

l – длина заготовки, мм.

мм

мм

мм

мм

мм

m_{отх.мех.обр} =10084, 685∙ 7, 8∙ 10^-6=0, 07 кг

Коэффициент использования заготовки:

(2.4)

где m_З – масса рассчитанной заготовки, кг;

m_з=0, 4+0, 07=0, 47 кг

Пересчитанный коэффициент использования материала:

, (2.5)

где Нрасх – пересчитанная норма расхода материала, кг(см. п.1.3,):

0, 75

2.3 Разработка проектного технологического процесса

2.3.1 Составление последовательности обработки для проектируемого техпроцесса

Проектируемый технологический процесс будет выглядеть следующим образом:

020 Комплексная с ЧПУ

Установ А

1 Подрезать торец 10

2 Расточить отверстие 1 до Ø 23

3 Расточить отверстие 13и6 до Ø 33, 6

4 Расточить отверстие 13и6 с подрезкой торца до Ø 34, 6

5 Расточить отверстие 13и6 с подрезкой торца в размер 48^{+0, 2} до Ø 35

6 Расточить выточку 8 до Ø 36

7 Расточить фаску

8 Расточить канавку 12 Ø 37

9 Расфрезеровать паз 14

10 Сверлить отверстие 3 до Ø 7, 8

11 Зенковать фаску 4 под углом 60^о

Установ Б

12 Цековать отверстие 3 до Ø 12 выдерживая размер 60^о

13 Развернуть отверстие 3 до Ø 8Н7

2.3.2 Выбор и обоснование технологических баз

В качестве чистовых технологических баз следует принимать те элементы детали, которые являются базами конструкторскими и измерительными, что уменьшает погрешность базирования, т.к. выполняется принцип совмещения баз.

В качестве черновых баз на первых операциях назначают те элементы, относительно которых обрабатываются будущие чистовые базы, и используют черновые базы только один раз.

На операции 020 Установ А в качестве черновой базы используется необработанная поверхность заготовки, образующая установочную базу лишающую заготовку трёх степеней свободы-торец и двойную опрную (наружная цилиндрическая поверхность) лишающая двух степеней свободы. Установ Б в качестве установочной базы используется обработанная поверхность заготовки, образующая установочную базу лишающую заготовку трёх степеней свободы-торец и двойную опорную (наружная цилиндрическая поверхность) лишающая двух степеней свободы.

2.3.3 Выбор оборудования и технологической оснастки

Таблица 2.4 – Выбор оборудования

Таблица 2.5 – Выбор установочно-зажимных приспособлений

Таблица 2.6 - Выбор режущего инструмента

Таблица 2.7 - Выбор вспомогательного инструмента

Таблица 2.8 - Выбор измерительного инструмента

2.4 Разработка операционного технологического процесса

2.4.1 Определение режимов резания на проектируемые операции

(переходы). Сводная таблица режимов резания

Табличный расчет режимов резания для операции 010

Расчет режимов резания на подрезку торца

Исходные данные:

Операция: 020 – Комплексная с ЧПУ на станке CTX1250 gamma TC

Переход: Подрезать торец 10

Обрабатываемый материал: сталь 45Л-1

Обрабатываемые размеры: Ø 46

Длина резания:

Lрез =7 мм

1 Выбор режущего инструмента

Принят токарный проходной резец с механическим креплением режущей

части пластины

Материал режущей части: запатентованный твердый сплав

Сечение державки H× B=25× 25

Геометрические параметры: φ = 95⁰, α = 10⁰, γ = 8⁰. [14, с.128, табл. 23]

2 Расчет режимов резания

Глубина резания:

t=1, 0 мм

Подача:

Sо = 0, 3 мм/об

в) Скорость резания:

т = 138 м/мин [11, карта 13, с.77]

г) Частота вращения: , мин

мин

.

е) Подача минутная

Sм = Sот × n = 0, 3× 950=285 мм/мин

3 Машинное время

где Lр.х - длина рабочего хода

Lр.х.= Lрез+ у +Δ =7+1, 5+1, 5=10мм

у = 1, 5 мм

Δ = 1, 5 мм

мин

Рисунок 2.1–Эскиз обработки поверхности

Переход: Расточить отверстие 1

Обрабатываемый материал: сталь 45Л-1

Обрабатываемые размеры: Ø 23

Длина резания:

Lрез =12 мм

1 Выбор режущего инструмента

Принят токарный расточной резец с механическим креплением режущей

части пластины

Материал режущей части: запатентованный твердый сплав

Сечение державки H× B=25× 25

Геометрические параметры: φ = 95⁰, α = 10⁰, γ = 8⁰. [14, с.128, табл. 23]

2 Расчет режимов резания

Глубина резания:

t=1, 5 мм

Подача:

Sо = 0, 2 мм/об

в) Скорость резания:

т = 100 м/мин [11, карта 13, с.77]

г) Частота вращения: , мин

мин

.

е) Подача минутная

Sм = Sот × n = 0, 2× 1380=276 мм/мин

3 Машинное время

где Lр.х - длина рабочего хода

Lр.х.= Lрез+ у +Δ =12+1, 5+1, 5=15мм

у = 1, 5 мм

Δ = 1, 5 мм

мин

Рисунок 2.2–Эскиз обработки поверхности

Таблица 2.10 – Сводная таблица режимов резания

2.4.2 Разработка управляющей программы обработки детали.

Исходные данные:

1) Станок – CTX gamma 1250 операция 020;

2) УЧПУ – 2Р22;

3) Материал – Сталь 45Л-1 ГОСТ 977-88;

4) Заготовка – отливка

Рисунок 2.4 – Эскиз детали

Таблица 2.11 – Последовательность обработки детали

№	Содержание перехода	Режущий инструмент	Режимы резания
Установ А
	Сверлить отверстие 3 Ø 7, 8	Сверло	n=1260 мин S=0, 24 мм/об
	Зенковать фаску 4 под углом 600	Зенковка	n=1060 мин S=0, 2 мм/об
Установ Б
	Цековать отверстие 3 до Ø 12	Цековка	n=780 мин S=0, 2 мм/об
	Развернуть отверстие 3 Ø 8Н7	Развертка	n=990 мин S=0, 1 мм/об

Таблица 2.14 – Разработка УП

№ перехода	Эскиз обработки	Управляющая программа
		%1 N5 М08 N10 T05 G18 ПС N15 L89 ПС N20 G90 G00 G47 Z5 S1260 F0, 24 E01 ПС(и.т.) N25 G98 G81 X-30 Y0 R5 Z-22 ПС N30 G80 G40 M05 ПС N35 L90ПС
		N40 T06 ПС N45 L89 ПС N50 G00 G47 Z5 S1060 E01 F0, 2 ПС(и.т.) N55 G98 G81 X-30 Y0 R5 Z-7 ПС N60 G80 G40 M05 ПС N65 L90ПС
		N70 T07 ПС N75 L89 ПС N80 G00 G47 Z5 S780 E01 F0, 2 ПС(и.т.) N85 G98 G82 X-30 Y0 R5 Z-7 ПС N90 G80 G40 M05 ПС N95 L90ПС
		N100 T08 ПС N105 L89 ПС N110 G00 G47 Z5 S990 E01 F0, 1 ПС(и.т.) N115 G98 G81 X-30 Y0 R5 Z-7 ПС N120 G80 G40 M05 ПС N125 L90ПС

2.4.3 Нормирование проектируемой операции. Сводная таблица

норм времени

Расчет нормы штучно-калькуляционного времени на 020 операцию.

Время основное на операцию:

, мин (2.6)

Таблица 2.12 – Описание обработки на проектируемой операции

1. Определяем машинное время:

где – сумма всего основного времени.

2. Время цикла автоматической работы станка:

где –основное время, мин;

– время машинно-вспомогательное, мин;

3. Определяем время машинно-вспомогательное:

Т_в= t_ус+ t_упр+ t_изм, мин

где – время на установку и снятия детали, мин;

– время на управление станком мин;

– время на измерение, мин;

; [ОНВ, к3, п7]

; [ОНВ, к14, п1, 4, 6]

т.к. – то время на измерение перекрывается и не учитывается во вспомогательном времени.

мин

4. Определяем оперативное время обработки:

5. Определяем штучное время:

где – время на организацию и техническое обслуживание рабочего места, мин;

–времяна отдых и личные надобности, мин;

6. Определяем штучно-калькуляционное время:

где – время подготовительно заключительное, мин;

–величина производственной партии, шт;

Тпз - подготовительно-заключительное время, мин

Тпз = Тпз_орг+Тпз_нал+Тпз_п.о, мин (2.28)

Тпз_орг= , мин

Тпз_орг1= 4 мин (к.21.п.3) – получить чертеж, технологическую документацию, программоноситель, режущий.

Тпз_орг2= 9 мин (к.21.п.2) – и вспомогательный инструмент, контрольно – измерительный инструмент, заготовки исполнителем до начала и сдать после окончания партии детали.

Тпз_орг3=3 мин(к.21.п.3) – ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки.

Тпз_орг4= 2 мин (к.18.п.4) - инструктаж мастера.

Тпз_орг=9+2+3+4=18 мин

Тпз_нал1= 4 мин (к.21, п.5) – установить и снять патрон трехкулачковый.

Тпз_нал2=7, 3 мин (к.21п.13) – установить исходные режимы работы станка (n, S и т.д.). Время на одно измерение.

Тпз_нал3= 0, 25 мин (к.21, п.16) – установить и снять инструментальный блок в магазине. Время на один блок.

Тпз_нал= 4+7, 3+2, 3=11, 55 мин

Тпз_п.о =18 мин (к.21, п.53)

Тпз = 18+7, 3+11, 55=47, 55мин

н

Таблица 2.13 − Сводная таблица норм времени

3 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ: РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ АНАЛИЗ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ИЛИ ДРУГОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

3.1 Конструирование и расчет режущего инструмента

Токарный канавочный резец с пластинкой из твердого сплава для точения канавки в стакане из стали 35. Диаметр заготовки D=16мм, подача на оборот S_o=0, 1 мм/об, вылет резца l=20мм.

Решение:

1 В качестве материала для корпуса резца выбираем сталь 45 с =167 НВ и допустимым напряжением на изгиб =20кгс/мм²