Технологический процесс механической обработки деталей машин

 

5. Определение припусков на обработку.

5.1 Аналитический метод  определения припусков.

   Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки.

   Рассчитывается припуск для поверхности d = 95Н8 мм на обработку.

Операция: 010. Токарная (черновая).

                   020  Протяжная (чистовая)

                   050. Шлифовальная (черновое).

                   060. Шлифовальная (чистовое).

   Величина промежуточного припуска для поверхностей типа тел вращения:

2Z_min = 2(R_z + Т +

),

где R_z - высота микронеровностей поверхности, мкм, [1] (R_z = 240 мкм);

      Т - глубина дефектного поверхностного слоя, мкм, [1] (Т = 250 мкм);

      ρ₀ - суммарные отклонение расположения, возникшие на предшествующем технологическом переходе, мкм;

      ε_у – величина погрешностей установки заготовки, мкм:

Суммарные отклонение расположения проката:

                                               

где ρ_М – величина отклонения расположения(местная или общая), мкм;

       ρ_ц – величина расположения заготовки при зацентровки, мкм, (ρ_ц =1 мкм);

Величина отклонения расположения (местная) проката ρ_ом;

При консольном креплении: ρ_ом = ∆_у ∙ L_к;

где ∆_у – величина удельного отклонения расположения мкм/мм [1],  (∆_у = 0,07);

      L_к – расстояние от сечения, мм (L_к ≤ L = 406 мм);          

ρ_ом = 0,07 ∙ 406 = 28,4 мкм

   Величина остаточного суммарного расположения заготовки после выполнения перехода (операции):

где К_у – коэффициент уточнения, (К_у = 0,06);

      ρ_з – суммарные отклонения расположения заготовки, мкм;

Погрешность установки на заготовку:

где ε_б – погрешность базирования, мкм;

       ε_зк – погрешность закрепления заготовки, мкм, [1] (ε_зк=200мкм);

При закреплении в приспособлениях тисочного типа:

ε_у = ε_зк = 200;

2Z_min = 2(240 + 250 +

) = 1384 мкм;

Максимальный припуск на чистовую обработку заготовки, мкм:

2Z_max = 2Z_min + δ_Dn – δ_Dm;

где δ_n и δ_Dn – допуск на размер на предшествующем переходе, мм, [1] (δ_Dn = 1800 мм);

      δ_m и δ_Dm - допуск на размер на выполняемом переходе, мм, [1] (δ_Dm = 460);

2Z_max = 2∙1384 + 1800 - 460 = 4108 мкм:

   Величина погрешности установки  при чистовой обработке поверхности  заготовки:

ε_у.ч. = 0,06 ∙ ε_у = 0,06 ∙ 200 = 12 мкм;

   При последующей обработке   поверхности детали погрешности установки из – за малости её величины в расчёт не принимаем.

   Расчёт минимального и  максимального припуска на черновую шлифовальную обработку детали:

2Z_min = 2(10 + 20 +

) = 84,24 мкм;

2Z_max = 2∙84,24 + 460 - 70 = 558,5 мкм:

   Расчёт минимального и  максимального припуска на чистовую  шлифовальную обработку детали:

2Z_min = 2(5 + 15 ) = 40 мкм;

2Z_max = 2∙40 + 70 - 30 = 120 мкм:

   Промежуточные расчётные размеры по обрабатываемым поверхностям:

Для чистовой токарной обработки:

D_min = D_р.черн - 2z_{min шл чист} = 95 - 0,040 = 94,96 мм;

Для черновой токарной обработки:

D_р.чер = D_р.черн - 2z_{min шл черн} = 94,96 - 0,0842 = 94,876мм;

Для заготовки детали:

D_р.з = D_р.черн - 2z_min = 95,124 - 1,4 = 93,724 мм:

 

Минимальный промежуточные размеры:

D_чист = D_д - 2z_{min шл чист} = 94,945 - 0,04 = 94,91 мм;

D_{min чист} = D_чист - 2z_{min шл черн} = 94,91 - 0,08 = 94,83 мм;

D_{min з} = D_черн - 2z_{min черн} = 94,83 – 1,4 = 93,43 мм:

Максимальный промежуточный расчёт:

D_maxчист = D_д - 2z_{max шл чист} = 94,008 - 0,12 = 93,888 мм;

D_{max чист} = D_чист - 2z_{max шл черн} = 93,888 - 0,56 = 93,33 мм;

D_{max з} = D_черн - 2z_{max черн} = 93,33 – 4,1 = 89,23 мм:

 

Вид заготовки и технологическая операция	Точность заготовки  и обрабатываемой поверхности	Допуск на размер, мм	Элементы припруска, мкм				Промежуточный размер заготовки, мм		Промежуточные припуски, мм
			Rz	n	p		Dmax	Dmin	Zmax	Zmin
Заготовка	h13	1.8	240	200	514	-	89,23	93,43	-	-
Токарная
Токарная	h12	0.46	60	60	30	200	93,33	94,83	4,1	1,4
Протяжная	h8	0.04	30	30	18	-	93,88	94,91	0.56	0,08
Шлифовальная	h8	0.01	10	20	5	-	94,33	94,876	0,558	0,0842
Шлифовальная	h8	0.01	5	15	0	-	94,88	94,96	0,12	0,04

 

 

6. Выбор оборудования, режущего инструмента,

измерительных средств.

      При серийном типе производства применяют универсальные станки с ЧПУ (числовым программным управлениям), с лезвийным инструментом.

   К лезвийным инструментам относятся сверла, зенкеры, развертки, расточные резцы и протяжки. Разновидности и характеристики выбранных инструментов приведены ниже. Обработку отверстий лезвийным инструментом производят на станках следующих групп: сверлильной (вертикально - сверлильные, радиально-сверлильные); расточной (горизонтально-расточные, горизонтальные и вертикальные отделочно-расточные, координатно-расточные); протяжной группы (горизонтальные и вертикальные полуавтоматы) как обычного исполнения, так и с ЧПУ.

Кроме того, отверстия обрабатываются практически на всех станках, полуавтоматах и автоматах токарной группы. Сверлением получают отверстия в сплошном материале. Для неглубоких отверстий используют стандартные сверла диаметром 0,30...80 мм.

   Существуют два метода сверления: 1) вращается сверло (станки сверлильно-расточных групп); 2) вращается заготовка (станки токарной группы). Обработку отверстий диаметром до 25...40 мм осуществляют спиральными сверлами за один переход, при обработке отверстий больших диаметров (до 80 мм) - за два и более перехода сверлением и рассверливанием или другими методами. Для сверления отверстий диаметром свыше 80 мм применяют сверла или сверлильные головки специальных конструкций.

   Растачивание основных отверстий, определяющих конструкцию детали, производится на горизонтально-расточных, координатно-расточных, радиально-сверлильных, карусельных и агрегатных станках, многоцелевых обрабатывающих центрах, а также в некоторых случаях и на токарных станках.

   Существуют два основных способа растачивания: растачивание, при котором вращается заготовка (на станках токарной группы), и растачивание, при котором вращается инструмент (на станках расточной группы).

При этом следует учитывать  некоторые закономерности расточки отверстий:

- при вращающейся детали значительно проще обеспечить прямолинейность оси и точность ее положения, труднее получить правильность формы;

- при вращающемся инструменте труднее получить ось, но легче достигается правильность формы;

овальность шеек шпинделя при работе на станках, где вращается деталь, целиком передается отверстию; при работе же на станках с вращающейся расточной скалкой овальность шпинделя (или скалки) передается детали в меньшей степени;

- если вращается скалка, то овальность подшипников и шейки скалки прямо сказывается на точности формы отверстия, а при вращающейся детали влияние овала подшипников меньше.

Это объяснимо, если учесть, что результирующее давление резания и веса детали прижимает при вращающейся детали различные точки шейки к одной точке шейки подшипника, а при вращающейся скалке - определенная точка шейки (противоположная направлению давления на резец) прижимается к различным точкам окружности подшипника.

Типичными для токарных станков операциями являются растачивание одиночного отверстия и растачивание соосных отверстий универсальным методом - резцом (резцами).

Типичными для расточных  станков операциями являются растачивание одиночного отверстия, соосных отверстий и растачивание отверстий с параллельными осями.

   Внутреннее шлифование применяют для окончательной обработки отверстий закаленных деталей или в тех случаях, когда невозможно применить другие, более производительные методы обработки. Оно осуществляется на внутришлифовальных станках и бесцентрово-внутришлифовальных автоматах. Отверстия обрабатывают на проход и методом врезания (короткие отверстия).

 

 

Внутреннее шлифование имеет свои технологические особенности. Диаметр абразивного круга выбирают наибольший, допустимым диаметром обрабатываемого отверстия d_кр = (0,8...0,9)d_отв. Высоту (ширину) круга принимают в зависимости от длины обрабатываемого отверстия (l_кр= О,8 l_дет).

   Чистовым шлифованием обеспечивается точность размеров отверстий IT6...IT7; шероховатость поверхности Ra = 0,8...3,2 мкм. При длительном выхаживании достигается Ra = 0,4 мкм.

Для внутреннего шлифования рекомендуются следующие режимы:

- для чугуна V_кр = 20...30 м/с;

- для стали V_кр = 30...45 м/с;

V_заг = (0,015...0,03) V_кр;

S_np = (0,2...0,3)b - чистовое шлифование;

S_np = (0,6...0,8)b - черновое шлифование.

   Припуски на шлифование отверстий зависят от диаметра отверстия и его длины и рекомендуются 0,07...0,25 мм для диаметра до 30мм; 0,18...0,75 для диаметра до 250 мм. Наиболее распространенным методом является шлифование на проход с продольным движением подачи. Это шлифование обеспечивает точность размеров, формы и, при соответствующем базировании,- точность взаимного расположения обработанных поверхностей.

Различают три основных вида внутреннего шлифования: во вращающейся заготовке; в неподвижной заготовке (планетарное); бесцентровое.

Шлифование отверстия  во вращающейся заготовке осуществляется так же, как шлифование наружных поверхностей тел вращения.

   Для шлифования торца детали после шлифования отверстия в ней целесообразно пользоваться станками, имеющими помимо круга для шлифования отверстия, круг для шлифования торца. Это обеспечивает соблюдение строгой перпендикулярности торцовой поверхности и оси отверстия за счет обработки за один установ.

 

В качестве измерительного инструмента применяют:

1. Штангенциркуль ШЦ-III-500-0,1 ГОСТ 166-89;
2. Скоба 8102-0030Н6-П-ПР ГОСТ 18355-73:
3. Микрометр МК-125-1 ГОСТ  6507-90.

     4. Нутромер  индикаторный 50-100-1 ГОСТ 862-88

 

 

 

 

Используемые  инструменты:

1. Резец токарный прямой проходной правый ВК8 ГОСТ 18879-75;
2. Резец отрезной ВК8 ГОСТ 18879-75;
3. Сверло 50 ГОСТ2092-77;
4. Протяжка круглая d50, d95 Сталь Р12 ГОСТ 19265-73
5. круг шлифовальный 15А 40С17К1А.  

            Геометрические параметры резца из основного твердого сплава ВК8: главный угол в плане =45⁰, передний угол =10⁰, задний угол =3⁰, и угол подъема режущей кромки =0.

 

Техническая характеристика внутришлифовального станка 3А252:

  Диаметр шлифуемого  отверстия, мм:

          наибольший…………………………………………………………200

          наименьший………………………………………………………….50

наибольшая длина шлифования, мм…………………………………200

     наибольший диаметр  обрабатываемой детали, мм………………… 620

     расстояние от оси  шпинделя до стола, мм……………………………315

     предел чисел оборотов  шлифовального шпинделя, мм…………3550-10000

     мощность приводного  электродвигателя, кВт……………………….4,5.

 

 

Техническая характеристика токарно-винторезного станка РТ-706:

     наибольший диаметр  обрабатываемой заготовки: над  станиной……1000

над суппортом……600

     частота  вращения шпинделя об/мин…………………………………2,5-500

     число скоростей  шпинделя………………………………………………..24

     мощность  эл.двигателя главного привода, кВт…………………………22

     габаритные  размеры: длина……………………………………………5750

                                          ширина…………………………………………..2157

                                          высота……………………………………………1850

     наибольшие  перемещения суппорта: продольное…………………….2600

                                                                     поперечное……………………..650

     число ступеней  подач……………………………………………………48

     скорость  быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного…..2946

                                                                                               поперечного…..1970