Разработка технологического процесса обработки ступенчатого вала (стр. 2 из 3)

Определим коэффициент использования материала заготовки по формуле:

Ким=

,

где Мд- масса детали;

Мз – масса заготовки.

Ким=

=0,89

Заготовку, получаем на горячештамповочном прессе в закрытом штампе.

5. Проектирование маршрутной технологии обработки детали

Процесс изготовления вала состоит из следующих этапов:

- Подрезка торцев, черновое точение диаметров, центрование отверстий;

- Фрезерование лысок;

- Чистовое точение диаметров.

6. Выбор технологических баз для механической обработки

В типовом технологическом процессе обработки деталей класса «Валы» (длинной более 120 мм) предусмотрено обеспечение принципа постоянства баз за счет обработки вала в центрах. Поэтому на первых операциях будет проходить черновая обработка диаметров и торцев вала, а так же получение центровочных отверстий.

Обработка будет производиться на станке токарном с ЧПУ DOOSANS280N. Зажим заготовки будет производиться кулачками самоцентрирующего токарного патрона с упором в торцы. Это позволит обеспечить постоянство линейных и диаметральных размеров.

Схема базирования на операциях 05 и 10 «Токарная с ЧПУ» представлены на рисунках 6.1 и 6.2

Рис. 6.1 Схема базирования заготовки на операции 05

Рис. 6.2 Схема базирования заготовки на операции 10

Рассмотрим варианты схем базирования заготовки при обработке лысок (рис. 6.3).

Рис. 6.3 Схема базирования заготовки на операции 15

Для первого варианта (рис. 6.3 а), при установке заготовки в призмы, погрешность базирования ( εδ_1l) будет определяться по формуле:

εδ_1l=0,5Td

Для второго варианта (рис. 6.3 б), при установке заготовки на плоскость (в станочных тисках) погрешность базирования будет равняться половине допуска на диаметр заготовки:

εδ_1l=0,5Td

Для третьего варианта (рис. 6.3 в), при установке заготовки в центрах, погрешность базирования будет равняться нулю( εδ_1l= 0), т.к. установочная и измерительная базы совпадают.

Следовательно, целесообразно выбирать третий вариант.

7. Выбор оборудования, оснастки и средств автоматизации

Так как годовая программа выпуска деталей соответствует крупносерийному производству, для изготовления деталей используем линию станков с числовым программным управлением.

На первой и второй операциях используется станок токарный с ЧПУ DOOSANS280N. В качестве зажимного приспособления используется самоцентрирующий токарный патрон с специально изготовленным комплектом кулачков. В качестве вспомогательного инструмента используем резцедержатель на револьверной головке и разрезную втулку для крепления центровочного сверла. Режущий инструмент – резец для контурного точения со сменными 2-х гранными пластинами из твердого сплава стандарта ISO производства компании ISCAR (рис. 7.1).

Применение данного инструмента позволяет сократить номенклатуру приобретаемого инструмента, затраты на инструмент ( необходимо менять пластины а не весь резец), вспомогательное время (нет смены инструмента во время обработки),время на переналадку оборудования и позволяет работать на высоких режимах резания с высокой производительностью.

Рис. 7.1 Общий вид резца для черновой токарной обработки

Черновое точение

Державка: PCLNR/L 2020К-12

Пластина: CNMG 120408T-NR

радиус при вершине r=0,8 мм

сплав пластины IC 9250

твёрдый сплав, покрытый методом химического осаждения тремя слоями покрытия из TiN, AL₂O₃, TiCN.

Рекомендуемые режимы резанья:

V=150..250 м/мин

S=0,15..0,5 мм/об

t= до 5мм

В качестве контрольно-измерительного инструмента используется штангенциркуль.

На третьей операции обработка лысок производиться на фрезерно-сверлильно-расточном станке с ЧПУ, модели МА-655А. В качестве приспособления используются специальные пневматические тиски. Вспомогательным инструментом служат патрон типа Weldon для крепления концевой фрезы. Режущий инструмент – концевая фреза со сменными пластинами производства компании ISCAR (рис. 7.2). В качестве контрольно-измерительного инструмента используется штангенциркуль.

Рис. 7.2 Общий вид концевой фрезы для фрезерной обработки

Фреза концевая: HPE90AN-D40-8-W32-07

Пластина: HP ANKT 0702PNTR

радиус при вершине r=0,5 мм

сплав пластины IC 908

твёрдый сплав, покрытый методом химического осаждения двумя слоями покрытия из TiALN и поликристаллическим алмазом PVD.

Рекомендуемые режимы резанья:

V=305..325 м/мин

S=0,08..0,15 мм/зуб

a_p= до 7,5 мм

На четвертой операции проводиться окончательная обработка вала в центрах на станке токарном с ЧПУ DOOSANS280N.В качестве приспособлений используются: поводковый патрон с плавающим центром, вращяющийся центр. В качестве вспомогательного инструмента используем резцедержатель на револьверной головке.

Режущий инструмент – резец для контурного точения со сменными 2-х гранными пластинами из твердого сплава стандарта ISO производства компании ISCAR (рис. 7.3).

Контрольно-измерительный инструмент: микрометр, штангенциркуль, образцы шероховатости поверхности.

Рис. 7.3 Общий вид резца для чистовой токарной обработки

Чистовое точение:

Державка: SVJCR 2020К-16

Пластина: VCGT 160404E-14

радиус при вершине r=0,4 мм

сплав пластины IC 9250

твёрдый сплав, покрытый методом химического осаждения тремя слоями покрытия из TiN, AL₂O₃, TiCN.

Рекомендуемые режимы резанья:

V=250..400 м/мин

S=0,12..0,25 мм/об

t= до 2,5мм

8. Расчет припусков на механическую обработку

Выбрав и обосновав метод получения исходной заготовки определяются размеры заготовки по формуле:

Для валов

d_з = d_σ + z_о

где d_з – диаметр заготовки вала,

d_σ– диаметр вала по чертежу детали,

z_о – общий припуск на обработку.

Таким образом,

d₁ = 86 + 3 = 89 мм

d₂ = 69 + 3 = 71 мм

d₃ = 47 + 3 = 50 мм.

9. Расчет режимов резания и норм времени

Нормирование операции 05 Токарная с ЧПУ

1) Определение длины рабочего хода:

Токарная обработка

L_р.х. = L_p + L_n,

где L_n= 2 мм.

L_р.х = 200 + 2 = 202 мм.

Центрование отверстия

L_р.х. = L_p + L_n,

где L_n= 2 мм.

L_р.х = 3 + 2 = 5 мм

2) Назначение подачи инструмента на оборот шпинделя S_o мм/об:

Токарная обработка

S_o = 0,3 мм/об

Центрование отверстия

S_o = 0,12 мм/об

3) Определение стойкости инструмента Т_р мин

Токарная обработка

Т_р = Т_м х λ

Т_м = 60мин, согласно рекомендациям производителя

λ – коэффициент времени резания, принимаем равным единице

Т_р = 60 х 1 = 60

Центрование отверстия

Т_р = Т_м х λ

Т_м = 20мин, согласно рекомендациям

λ – коэффициент времени резания, принимаем равным единице

Т_р = 20 х 1 = 20

4) Расчет скорости резания V, м/мин, и частоты вращения шпинделя n, об/мин

Токарная обработка

V = V_табл х k₁ х k2 х k₃

Учитывая небольшой припуск на обработку, принимаем 250 м/мин.

k₁ = 1,1; k₂ =1; k₃ = 1;

Тогда: V = 250 х 1,1 х 1 х 1 = 275 м/мин

n =

n =

= 984 об/мин

Так как обработка производится на токарном станке с ЧПУ, то возможно задавать любые значения оборотов шпинделя в минуту в пределах установленных для оборудования.

Принимаем n = 984 об/мин.

Центрование отверстия

V_табл = 24 м/мин; k₁ = 1,1; k₂ =1,25; k₃ = 1.

V = 24 х 1,1 х 1,25 х 1 = 33 м/мин

n =

= 2101 об/мин

5) Расчет основного машинного времени Т_о

Т_о =

Т₁ =

= 0,68

Т₁ =

= 0,02

Т_о =

=0,7

Нормирование операции 15 Программная

1) Определение длины рабочего хода:

Lрх=Lрез+y+Lдоп

где Lрез – длина резания, равная длине обработки.

Lдоп – дополнительная длинна хода, вызванная в ряде случаев особенностями наладки и конфигурации детали.

y – длина подвода, врезания и перебега инструментов

Lдоп+y= 10 мм

L_рх1 = 47+10=57мм

L_рх2 = 69+10=79мм

L_рх2 = 86+10=96мм

2) Назначение подачи на зуб фрезы S_o мм/зуб:

S_z = 0,12 мм/зуб

3) Определение стойкости инструмента Т_р мин

Согласно справочным данным принимаем

Т_р = 90

4) Расчет скорости резания V, м/мин, и частоты вращения шпинделя n, об/мин