Спроектировать технологический процесс механической обработки вала

Vтабл. = 175 м/мин.

Определяем стойкость инструмента. Принимаем стойкость резцов оснащенных многогранными пластинами 30 минут.

Определяем скорость резания по формуле:

V = Vтабл. · К1 · К2 • К3,

гдеV — скорость резания по таблице, К1, К2, К3 — коэффициенты зависящие от марки и твердости материала детали и инструмента.

К1 = 1,0 (НВ 217);

К2 = 1,0 (Т15К6 — группа Р10);

К3 = 1,2

V = 175 • 1,0 • 1,0 • 1,2 = 210 м/мин.

Расчетное число оборотов (частота вращения) детали определяется по формуле:

где d = 62 мм — диаметр заготовки.

Определяем основное время обработки То по формуле:

где Lр.х. = 175 мм — длина рабочего хода;

sо = 0,6 мм — подача на оборот;

n =1078 об/мин — число оборотов

У нас обработка происходит за два прохода, припуск равен 2,3 мм, следовательно:

То = 0,27 · 2 = 0,54 мин.

Тшт = 0,54 + 1,3 +0,18 + 0,17+0,16 = 2,35 мин Тшк = 2,35 + 20 /125 = 2,51 мин.

Время на токарную чистовую и на тонкое шлифование будет примерно таким же, так как даже при уменьшении толщины слоя снимаемого металла мы уменьшаем скорость для улучшения качества обрабатываемой поверхности.

035. Вертикально-фрезерная (фрезеровать лыску)

1.Исходя из размеров фрезерования указанных в наладке, определяем длину рабочего хода Lр.х. по формуле: Lр.х. = Lp + Lп, где Lp — длина резания,

Lп — величина подвода, врезания и перебега инструментаШирина фрезерования 75 мм, диаметр фрезы 80 мм,, величина Lврез. и Lпер. при фрезеровании L = 20 мм.

Lр.х. = 75 + 20 = 95 мм.

2. Подача при фрезеровании плоскостей S0=0,7 мм/об

3.Стойкость фрезы 180 мин.

4.Определяем скорость резания

Vтабл. = 330 м/мин;

V = 330 · 1·0,75 · 1,2 = 297 м/мин.

5.Рассчетное число оборотов

Специальный вопрос

Установку на центрах наиболее часто применяют для валов, барабанов, цилиндров, а также различных заготовок, закрепленных на оправках. Мелкие и средние по массе заготовки устанавливают на цельные упорные центры. В случае подрезания торца заготовки со стороны задней бабки используют полуцентр. Задние центры при обработке с высокими скоростями резания выполняют вращающимися. Точность установки на таких центрах ниже, чем на цельных (радиальное биение допускается до 0,007 и 0,015 мм соответственно для центров повышенной и обычной точности).

Применение рифленого центра (трехгранного или многозубого) позволяет полностью обработать гладкий вал или цилиндр по наружной поверхности и подрезать оба торца у заготовки, так как обработку ведут без поводка. Однако установка на рифленые центры не обеспечивает высокой точности (радиальное биение до 0,5 мм), допускает только однократное использование базы вследствие ее повреждения при первой установки (а нам больше и не надо).

Установка на плавающий передний центр с базированием заготовки по торцу обеспечивает высокую точность размеров по оси (при способе автоматического получения размеров). Для уменьшения вибрации системы предусматривают стопорение центра вручную — винтом или автоматически — при заклинивании центра плунжерами 1 (см. чертеж «Центр плавающий»). Наличие в конструкции поводковой шайбы 2 позволяет вести обработку заготовки за один установ, так как отпадает необходимость применения поводкового устройства. Эту схему применяют при обработке заготовок диаметром до 80 мм, длиной до 400 мм (как раз для нашего вала). При черновой обработке шайбу выполняют трехзубой, при чистовой многозубой (придется переустанавливать шайбы — экономия будет только по машинному (основному) времени). В последнем случае от зубьев поводкового устройства на торце детали остаются более мелкие следы.

Установку в патроне и на заднем центре применяют в случае обработки заготовок больших диаметра и длины, при отсутствии центрового отверстия со стороны передней бабки. Точность установки в самоцентрирующихся патронах 0,05−0,10 мм; при использовании четырехкулачкового патрона установку выполняют с выверкой положения заготовки со стороны патрона по высоте и биения с точностью 0,05 мм.

При установке в патронах обрабатывают заготовки небольшой длины. Наибольшая жесткость системы обеспечивается при креплении заготовки за наружную или внутреннюю поверхность обода (венца), а наименьшая — при креплении за ступицу. Установку в самоцентрирующихся патронах проводят без выверки с точностью 0,1 мм; в разрезной втулке или незакаленных кулачках — 0,03 мм; в четырехкулачковых патронах с выверкой по наружному диаметру и торцу — с точностью 0,05 мм.

Маршрутная технологическая карта Маршрутный план обработки гладкого вала на автоматизированной линии

№ операции Наиме-нова-ние и содер;

жание Обо;

рудо-вание При-спо-соб;

ле;

ние Инструмент Схема базирования Вспомогательный Режущий Контрольно-измерительный 1 2 3 4 5 6 7 8 05 Пилоотрезная Ленточно-пильный верти-кальный станок модели 8532 10 Термическая улучшить заготовку 1 2 3 4 5 6 7 8 15 Фрезерно-центровальная. Фрезеровать торцы начисто и зацентровать с 2 сторон Фрезерно-центровальный полуавтомат Модели МР-71 или 2Г942 Тиски (принадлежность станка) 2 оправки для торцевых фрез; 2 сверлильных патрона 2 торцевые фрезы; два центровочных сверла Линейка, штангенциркуль 20 Токарно-винторезная. Обточить вал начерно Токарно-винторезный станок мод. 16К20 Плавающий передний центр с ба зированием заготовки по торцу (наличие поводковой шайбы) Токарный проходной резец Предельные скобы для диаметрального реального размера

1 2 3 4 5 6 7 8 25 Токарно-винторезная. Обточить вал начисто и тонко обточить для доводки до h7 Токарно-винторезный станок мод. 16К20 Плавающий передний центр с ба зированием заготовки по торцу (наличие поводковой шайбы) Токарный проходной резец Предельные скобы для диаметрального реального размера Переход 1

Переход 2

1 2 3 4 5 6 7 8 30 Вертикально — фрезерная. Фрезерный консольный широкоуниверсальный станок модели 6Т82Ш Специальное пневматическое тисочного типа Оправка для фрезы Фреза торцевая Штангенциркуль 35 Слесар-ная Механизированный верстак Набор слесарного инструмента 40 Моечная Моечная машина Тара 45 Контроль

Маршрутный план Технологического процесса обработки гладкого вала на станке с ЧПУ Деталь Вид заготовки Мате;

риал и марка Размер партии запуска шифр Наиме-нование Прокат Сталь 40Х 125 № опер. Наиме-нование и содер-жание опера-ции оснастка 1 2 3 4 5 6 005 Пилоот-резная Ленточно-пильный вертикальный станок модели 8532 010 Термическая улучшить заготовку 015 Выходной контроль заготовок конролировать отсутствие раковин, трещин, окалины, размеры, твердость Универсаль-ный стенд для контроля заготовок

1 2 3 4 5 6 020 Комплектовочная уложить заготовку в тару Стенд для укладки деталей Тара Подъемник 025 Фрезерно-ценроваль-ная с ЧПУ Установить заготовку в прспособ-ление, закрепить, фрезеровать торец 1, сверлить отверстие 3, повернуть стол на 180°, фрезеровать торец 2, сверлить отверстие 4, снять деталь и уложить в тару Односторонний фрезерно-центровальный полуавтомат МР021Ф4 Приспособление Робот-манипулятор

1 2 3 4 5 6 030 Токарная с ЧПУ Установить заготовку в патрон, поджать задним центром, закрепить. Обточить поверхность 1. С пере-установом детали обточить поверхность 1, снять деталь и уложить в тару Токарный патронно-центровочный полуавтомат на базе станка модели 1720ПРФ3 Патрон гидравлический трехкулачковый типа К300С Робот-манипулятор 035 Фрезерная с ЧПУ. Установить деталь в приспособ-ление, за-крепить. Фрезеровать лыску, снять деталь и уложить в тару Фрезерно-сверлильный обрабатывающий центр Приспособление Робот-манипулятор

2 3 4 5 6 040 Слесарная Верстак Набор слесарного инструмента Подъемник 045 Моечная Моечная машина Тара 050 Контроль

Эффективность предлагаемого технологического процесса

Так как форма нашего вала очень простая, количество операций невелико, уже все отработано, трудно выразить в рублях эффективность проектируемого процесса. В базовом процессе фрезерно-центровочная операция и так проводится с параллельным фрезерованием и сверлением, как и было нами так же запроектировано на автоматической линии. А вот во втором проектируемом варианте (мы его привели как вариант, если бы мы знали полную картину выпуска продукции предприятия и смогли бы полностью загрузить оборудование за счет подобных деталей) эта операция у нас происходит с переустановкой, но за счет того, что это производит робот-манипулятор, потеря времени небольшая.

В специальном вопросе мы подняли тему о точении всей наружной поверхности вала за один установ заготовки. Единственное, перед чистовой токарной и тонким точением придется переустанавливать шайбы с трехзубой на многозубую, чтобы от зубьев поводкового устройства на торце детали оставались более мелкие следы. Но если требования к торцевым поверхностям специально не оговариваются, можно вообще проточить вчистую с одной установки.

В базовом процессе не была предусмотрена автоматическая подача и удаление заготовок на обработку, у нас это предусмотрено в обоих вариантах.

По количеству рабочих, обслуживающих базовый вариант, у нас были фрезеровщик и токарь. По спроектируемому процессу у нас тоже остается два человека — оператор станков и рабочий, следящий за черновыми операциями, так как идет большое количество стружки, которая может попасть на тот же робот-манипулятор.

Общие выводы и рекомендации

В результате выполнения курсового проекта был получен технологический процесс изготовления детали «Вал гладкий». Для этого был проведен тщательный анализ детали, выбор соответствующей заготовки.

В процессе разработки маршрутной технологии в двух вариантах, в одном были задействованы универсальные станки и автоматизированная подача заготовок, а во втором — станки с ЧПУ, автоматизированная подача заготовок и робот-манипулятор, что в свою очередь снизит время на подготовку производства.

Рекомендации, если бы у нас было много подобных деталей, чтобы полностью загрузить оборудование, то выгоднее было бы обрабатывать нашу деталь из прутка.

ГОСТ 3.1118−82. Единая система технологической документации. Формы и правила оформления маршрутных карт. М.: Из-во стандартов, 1995, 22с.

ГОСТ 3.1118−81. Единая система технологической документации. Общие положения. М.: Из-во стандартов, 1995, 5с.

Степанов Б. А. Айрапетян А.С., Граблев А. Н., Сафронов В. А. Технология машиностроения. Учебно-методическое пособие к выполнению курсового проекта. М.: МГИУ, 2008, 75 с.

ГОСТ 3.1103−82. Единая система технологической документации. Общие надписи. М.: Из-во стандартов, 1983, 10с.

ГОСТ 3.1129−93. Единая система технологической документации. Общие правила записи технологической информации в технологических документах на технологические процессы и операции. М.: Из-во стандартов, 1995, 5с.

Клепиков В.В., Порошин В. В., Голов В. А. Качество изделий М.: МГИУ, 2008, 248 с.

Гурин Ф.В., Клепиков В. Д., Рейн В. В. Технология автотракторостроения. М.: Машиностроение, 1971, 344 с.

Справочник Технологамашиностроителя. В 2-х т. под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1988 т. 1, 656 с.

Таратынов О.В., Аверьянов О. Н., Клепиков В. В. Проектирование и расчет металлорежущего инструмента на ЭВМ. М.: МГИУ, 2001.

Аверьянов О.Н., Клепиков В. В. Режущий инструмент. М.: МГИУ, 2007, 144 с.

Приложения