Формирование этапов технологического процесса
Первый этап технологического процесса предполагает получение заготовки детали. Деталь штампуется на ковочном молоте. Точность получаемых размеров наружных поверхностей находится в пределах IT 16, а шероховатость Rz = 160 мкм.
После данных операций заготовительного этапа заготовка поступает в механический цех. Первой операцией механообработки является токарная операция, предназначение которой состоит в подготовке установочных баз для последующей механообработки. Для черновой обработки точных поверхностей и окончательного формирования поверхностей, точность которых не превышает IT12
Получистовую обработку точных поверхностей детали производим на универсальных станках: токарных, сверлильных. Производится получистовая токарная обработка торцевых и цилиндрических поверхностей вращения, сверление радиальных отверстий. На этой стадии технологического процесса последовательность операций выстраиваем таким образом, чтобы более точные поверхности обрабатывались после обработки поверхностей, которые служат для них базами. Здесь же производим промежуточный контроль формы и свойств детали.
Термообработку для получения необходимой твердости и свойств материала производим после получистовой обработки. Твердость детали после термообработки: HRC>65.
Чистовая обработка детали производится для обеспечения максимальной точности и требуемой шероховатости поверхностей. Поводятся операции шлифования наружных и внутренних поверхностей. В конце технологического процесса производятся операции окончательного контроля, предназначенные для контроля всех геометрических параметров детали (по чертежу), и консервации детали – для предохранения от вредных внешних воздействий.
Выбор технологических баз и определение состава операций
Дальнейшее упорядочение технологических переходов требует их объединение в операции в пределах каждого этапа технологического процесса. Переходы группируются по общности применяемых технологических методов с учетом возможности обработки поверхностей от общего комплекта технологических баз.
Различают три технологических базы: исходная, установочная и измерительная. Из всех трех баз первой выбирается установочная.
Выбирая технологические базы, будем руководствоваться принципом совмещения баз. Он говорит о том, что для обеспечения наилучшей точности обработки при обработке конкретной поверхности необходимо в качестве конструкторской, исходной, установочной и измерительной базы выбирается один и тот же элемент детали. В случае невозможности осуществления принципа совмещения баз технологический процесс проектируют руководствуясь принципом обеспечения наименьшей погрешности обработки.
Анализ конфигурации детали показывает детали показывает, что основными технологическими базами при её обработке могут служить:
1. Торцы 1 и 10 базируются на упор в патроне (опорные базы), при этом они выступают в роли конструкторских и установочных. Деталь имеет одну степень свободы.
2. Поверхность 4 и 11 после обработки устанавливаются в патроне. В этом случае базой является ось, образуемая равномерно сходящимися кулачками патрона. Деталь имеет одну степень свободы.
Таким образом, для полной ориентации заготовки во время обработки могут быть использованы следующие базы:
1. Торец 10 и поверхность 4 – для обработки поверхностей: 1, 2, 11,13, 14.
2. Торец 1 и поверхность 2 – для обработки поверхностей: 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.
3. Торец 1 и поверхность 11 – для обработки поверхностей: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12.
Расчет припусков
Расчетно-аналитический метод основан на определении факторов, влияющих на величину операционного, а значит и промежуточного припуска для конкретных условий выполнения технологической операции, а значит и переходов, и нахождении расчетным путем значений каждой составляющей припуска, необходимой для компенсации влияния каждого фактора (дифференциально-аналитический метод).
Минимальный припуск при обработке поверхностей вращения рассчитывается по формуле.
;
где: 
- высота неровностей поверхности, оставшихся при выполнении предшествующей операции (перехода), мкм;
- глубина дефектного слоя, оставшегося при выполнении предшествующей операции (перехода), мкм;
- пространственные отклонения, возникшие при выполнении предшествующей операции (перехода), мкм;
- погрешность установки заготовки на данной операции (переходе), мкм.
Пространственные отклонения исходной заготовки определяют по формуле.
;
где: 
- погрешность коробления, мкм;
- погрешность смещения, мкм.
Следует отметить, что после термообработки возникает дополнительное коробление, определяемое по эмпирической формуле (мкм на 1мм длины рассматриваемой поверхности):
· l,
где: n – коэффициент, зависящий от вида термообработки;
D – диаметр заготовки, мм;
l – длина заготовки, мм.
При определении величины остаточных пространственных отклонений на всех последующих ступенях обработки, применяя формулу:
∆см i = Ki · ∆см i-1, где
Ki – коэффициент уточнения формы;
∆см i-1 – отклонение, обусловленное смещением штампов на предшествующей ступени, мкм.
∆кор i = Ki · ∆кор i-1 ,где
∆кор i-1 – коробление заготовки на предшествующей ступени, мкм.
После термообработки: ∆кор i = Ki · (∆кор i-1 + 
).
Таблица 8.1 - Расчет припусков аналитическим методом
| Ступень обр. | Маршрут обр. | Элемент припуска | Расчетный припуск 2Zmin | Составляющие ΔΣ | Коэф. уточнения | |||||||
| Rz | h | ΔΣ | ξ | Δсм | Δкор | |||||||
| Поверхность 11: ø10H7(+0.015), отверстие | ||||||||||||
| Штамповка | ||||||||||||
| Сверление | 0,06 | |||||||||||
| Растачивание | 0,05 | |||||||||||
| Растачивание чистовое | 0,04 | |||||||||||
Δто=1,25·2=2,5 ΔкорΣ=  ΔΣ=  =20,15 | ||||||||||||
| Шлифование | 0,03 | |||||||||||
| Поверхность 2: ø26h8(-0,033), вал | ||||||||||||
| Штамповка | ||||||||||||
| Черновое точение | 0,06 | |||||||||||
| Получистовое точение | 0,05 | |||||||||||
| Чистовое точение | 0,04 | |||||||||||
| Δто=1,25·2=2,5 ΔкорΣ= ΔΣ= =20,15 | ||||||||||||
| Шлифование | 0,03 | |||||||||||
Сущность нормативного метода состоит в назначении (установлении и оптимизации) общего припуска на формообразующие операции в зависимости от применяемых методов обработки, требуемой точности, шероховатости и размеров поверхности на основе опытно-статистических данных. Метод базируется на опытных данных, которые не могут учитывать конкретные условия построения технологического процесса. Поэтому нормативные припуски почти всегда получаются завышенными.
В авиационной промышленности величины общих припусков регламентированы отраслевыми стандартами.
Величина общего припуска в соответствии с принятым технологическим маршрутом распределяется между отдельными переходами обработки каждой поверхности. Распределение осуществляется по правилу прогрессирующего убывания:
- при разделении на припуски черновой и чистовой обработки на черновую обработку отводится 60...70 % общего припуска, а на чистовую - 30...40 %;
- при выполнении чернового, получистового и чистового этапов на них отводится соответственно около 50, 30 и 20 %;
Припуск 2Zi min p рассчитываем как разность по формуле:
2Zi min p=2Zi nom-Ti-1,
где: 2Zi nom- номинальное значение припуска , выбранное непосредственно из нормативов.
Таблица 8.2 – Расчет припусков нормативно-расчетным методом
| Ступени обр. | Маршрут обработки пов. | Расчетный (нормативный) минимальный припуск 2Zminр | Поле допуска | Допуск Т (отклонеия) | Расчетный (нормативный) номинальный припуск 2Zпот | ||||
| Поверхность 2: ø26 h8 (-0,033), вал | |||||||||
| Штамповка | - | ≈IT16 | (+0,8-0,4) | - | |||||
| Черновое точение | 1,4 | h12 | 0,210 | 1,8 | |||||
| Получистовое точение | 0,49 | h10 | 0,084 | 0,7 | |||||
| Чистовое точение | 0,416 | h9 | 0,052 | 0,5 | |||||
| Шлифование | 0,148 | h8 | 0,033 | 0,2 | |||||
| Поверхность 4: ø17 f7 (-0.016-0,033)=16,984 h7 (-0.018), вал | |||||||||
| Штамповка | - | ≈IT16 | (+0,8-0,4) | - | |||||
| Черновое точение | 0,9 | h12 | 0,180 | 1,3 | |||||
| Получистовое точение | 0,42 | h10 | 0,070 | 0,6 | |||||
| Чистовое точение | 0,33 | h8 | 0,027 | 0,4 | |||||
| Шлифование | 0,173 | h7 | 0,018 | 0,2 | |||||
| Поверхность 11: ø10 H7 (+0,015), отверстие | |||||||||
| Штамповка | - | ≈IT16 | (+0,8-0,4) | - | |||||
| Сверление | 0,8 | h12 | 0,150 | 1,2 | |||||
| Растачивание | 0,35 | h10 | 0,058 | 0,5 | |||||
| Растачивание чистовое | 0,242 | h8 | 0,022 | 0,3 | |||||
| Шлифование | 0,178 | h7 | 0,015 | 0,2 | |||||
Таблица 8.3 – Расчет припусков на обработку торцевой поверхности нормативно-расчетным методом
| Ступени обр. | Маршрут обработки пов. | Нормативный номинальный припуск Znom н | Поле допуска | Допуск Т (отклонеия) | Расчетный минимальный припуск 2Zmin p | ||||
| Поверхность 1: ø26; длина участка 24 мм. | |||||||||
| Штамповка | - | ≈IT16 | 1,3(+0,8-0,4) | - | |||||
| Черновое точение | 2,2 | IT14 | 0,520 | 0,9 | |||||
| Чистовое точение | 0,6 | IT13 | 0,330 | 0,8 | |||||
| Шлифование | 0,2 | IT12 | 0,210 | ||||||
| Поверхность 3: ø26; длина участка 22 мм. | |||||||||
| Штамповка | - | ≈IT16 | 1,3(+0,8-0,4) | - | |||||
| Черновое точение | 2,2 | IT14 | 0,520 | 0,9 | |||||
| Чистовое точение | 0,6 | IT13 | 0,330 | 0,8 | |||||
| Шлифование | 0,2 | IT12 | 0,210 | ||||||
| Поверхность 10: ø17; длина участка 24 мм. | |||||||||
| Штамповка | - | ≈IT16 | 1,3(+0,8-0,4) | - | |||||
| Черновое точение | 2,2 | IT14 | 0,520 | 0,9 | |||||
| Чистовое точение | 0,6 | IT12 | 0,210 | 0,08 | |||||
Список использованной литературы
1. Учебное пособие под общей редакцией Б.С.Белоконя «Проектирование технологических процессов механической обработки. Расчеты припусков и операционных размеров» ХАИ, 2014г.
2. Справочник технолога машиностроителя под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова 1 т. М. «Машиностроение» 1985г. 655с.
3. Справочник технолога машиностроителя под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова 2 т. М. «Машиностроение» 1985г. 495с.
4. Учебное пособие В.Ю. Гранин, А.И. Долматов, Э.А. Лимберг «Определение припусков на механическую обработку и технологические размерные расчёты» ХАИ, 1990г-28с