Проектиране на технологичен процес

3.1. Литературен обзор.

• Детайлът “Tĕleso” (Тяло) е основен елемент от изделието “Кран с

обратен клапан”. Габаритните размери и размерите на фланците са

стандартизирани по ANSI B 16.10 / ANSI B 16.5. Предназначението на този

вид тръбопроводна арматура е

да спира евентуално връщане

на потока. Може да се

използва за неагресивни

течности, вода, пара, масло,

нефтени продукти.

Принципът на действие

на този вид тръбопроводна

арматура е следния(фиг.1):

На резбовата повърхнина

М120 се навива стоманен

уплътнителен пръстен(5), по

който в последствие се допира затварящия диск-клапа(3). В напречния отвор

(сечение А-А) се монтира ос(9), на която шарнирно се установява

повдигача(4). В долния край на повдигача е закрепен диска-клапан.

Изделието се затваря херметично посредством капак(2) монтиран на фланеца

с φ240mm. Провеждат се изпитвания за херметичност с пробно налягане 3,2

МРа с флуид ‘вода’ според стандарт API 598.

Детайлът се изработва от материал стомана A216 WCB по (DIN,ČSN).

• Детайлът “Тяло” е елемент от изделието “Кран сферичен DN50”

– от номенклатурата на изделията произвеждани в АД “Арма” гр. Лозница.

Предназначението на сферичните кранове е да регулират потока

флуиди преминаващи през тръбопровода. Регулирането се осъществява от

сферично тяло(3) (фиг.2) поставено в крана, което се завърта около

фиг.1

вертикална ос(4)

посредством ръкохватка. За

да може да се постави

сферата корпусът на

детайла се изработва от две

части – “Тяло”(1) и

“Притискач”(2), които се

присъединяват един към

друг посредством 4

винта(11).

Детайлът “Тяло” се

изработва от материал

стомана 20. размерите на

присъединителните краища

и размерите на фланците са

стандартизирани по

DIN 3202-F17 / DIN 3357.

Изпитва се на якост с пробно налягане 6,3 МРа и флуид ‘вода’.

3.1.1. Тръбопроводна арматура

Устройствата, предназначени за управляване потока на флуидите (газ,

пара или течност), протичащи през тръбопроводи, носят общото название

тръбопроводна арматура [13].

Те биват:

• затварящи – вентили, шибъри и кранове;

• регулиращи – вентили за регулиране, за редуциране;

• осигурителни – предпазни вентили.

Към тръбопроводната арматура се числят също и кондензните гърнета,

указателите на ниво, обратни вентили и клапи и др.

фиг.2

Тръбопроводните арматури се изчисляват при условно налягане py в Ра,

което се определя в зависимост от работното налягане и температурата на

преминаващия през арматурата флуид. Хидравличното изпитване на

арматурите се извършва при пробно налягане pпр .

Елементите, които осигуряват взаимозаменяемостта на арматурите, са

присъединителните им фланци или муфи и строителната им дължина. Под

условен диаметър на арматурата се разбира номиналният вътрешен диаметър

на тръбопровода. Условните диаметри са стандартизирани по БДС 1622-73.

Размерите на фланците се избират в зависимост от условния диаметър,

условно налягане py и от материала.

Гладките уплътнителни повърхнини на фланците се употребяват за

условни налягания до 2,5 Ра и номинални условия (пара, вода, въздух и т.н.).

При условни налягания от 4 до 20 МРа фланците трябва да бъдат с

вдлъбнатина и издатина, като вдлъбнатината бъде на арматурата.

Уплътнителната повърхнина на фланците се прави на зъб и глъб, в случай че

съществува опасност от избиване на уплътнителя.

Строителната дължина на арматурата изразява размера между

краищата на присъединителните й фланци.

При избора на материала за арматурата се изхожда от налягането,

температурата и химичния състав на флуида, който ще преминава през тях.

Телата, капаците и клапаните на арматурите поради сложната им форма

обикновено се отливат. При високи налягания и при малки диаметри се

прибягва към ковани или щамповани детайли. При арматури с температура

на средата до 250°С се употребява чугун. при по-високи температури не се

препоръчва употребата на чугун. За предназначените за нефт или нефтени

продукти арматури максималната температура на средата не бива да

надвишава 200°С. При условни налягания py ≤ 4 МРа и температурата на

средата t ≤ 450°С се употребяват въглеродни стомани марка 15, 25 и 35 –

нормални качества. При py ≥ 6,4 МРа – същите стомани, но с повишено

качество. При работна температура t = 450÷ 475°С отливките трябва да бъдат

трябва да бъдат от топлоустойчиви легирани стомани. Бронз и месинг се

употребяват при налягания до 1,6 МРа. Цинковите сплави са по-евтини от

бронзите. Могат да се използват (без специално покритие) само за вода с

t < 60°С и налягане до 0,3 - 0,4 МРа.

3.1.2. Корпусни детайли

Корпусните детайли в повечето случаи се явяват базови детайли, на

които се монтират отделни сборни единици и детайли съединени помежду си

с необходимата точност на относителното положение. Корпусите трябва да

осигуряват разположението на сглобените към тях елементи както в статично

състояние, така и в процес на експлоатация на машината, а също и плавна

работа и отсъствие на вибрации.

По отношение на точността на обработка на корпусните детайли се

предявяват следните основни изисквания:

• точност на относителното положение на равнинни базиращи

повърхнини: в една равнина, в успоредни или перпендикулярни такива;

• точност на разстоянията между успоредни равнини;

• точност на формата на базиращите повърхнини: равнинност или

праволинейност на равнините в определени направления;

• точност на диаметралните размери и геометричната форма на

отворите;

• точност на разстоянията между осите на отворите или осите на

отворите и базови равнини, съосност на отворите;

• успоредност или перпендикулярност на осите на отворите;

• определена грапавост на повърхнините.

Спазването на всички изброени изисквания може да бъде необходимо

само в отделни, изключителни случаи при изработването на сложни

отговорни детайли. Обикновено към отделни корпусни детайли се предявяват

само някои от изброените изисквания.

Конструктивната форма и размерите на корпусните детайли,

използваните материали, както и точностните им характеристики зависят от

тяхното предназначение и условията, в които те работят. По своето

предназначение и конструктивни форми корпусните детайли могат да се

разделят на следните основни групи:

• призматично – корпусни – скоростни и подавателни кутии на

металорежещи машини, корпуси на редуктори и др. Биват монолитни и

разглобяеми. Общото за тях е наличието на равнинни повърхнини и системи

от отвори, част от които се изработват с висока точност;

• корпусни детайли с гладки вътрешни повърхнини – цилиндрови

блокове на двигатели и компресори, корпуси на хидро и пневно апаратура и

др. Обикновено отворите са подложени на интензивно триене и основното

изискване към тях е за ниска грапавост и за износоустойчивост;

• корпусни детайли със сложни пространствени форми – корпуси

на центробежни помпи, турбини, вентилатори и др. Сложната

пространствена форма е продуктивна от необходимостта за осигуряване на

необходимия поток на флуидите;

• корпуси с направляващи повърхнини – детайли осигуряващи

въртеливото и постъпателно движение в МРМ и поради това са със

значително висока точност – маси, планшайби, супорти и други;

• плочи, ъгълници, конзоли, колони и др. – по-прости корпусни

детайли, често изпълняващи функции на допълнителни опори за валове,

червяци, ходови винтове и други детайли на задвижването или явяващи се

основи за установяване и осигуряване на правилното относително положение

на отделните възли на машините.

Изборът на материал, от който се изработват корпусните детайли се

определя не само от съображенията за якост, стабилност и виброустойчивост,

но и от технологични съображения свързани с избора на най-икономичен

метод за получаване на заготовката и лесна обработваемост на повърхнините.

Като материал се използва чугун, сплави от цветни метали и по-рядко

стомана. Основен метод за получаване на заготовките е леенето (около 95%).

След получаване, те се подлагат на контрол, който обхваща проверка на

химичния състав и физико-механичните свойства, дефектоскопия за наличие

на шупли и пукнатини, контрол на размерите. Необходим етап при

подготовката на заготовките за механично обработване е и подходящата им

термообработка.

3.1.3. Основни етапи в технологичния процес за обработка на

корпусни детайли

Въпреки съществуващото голямо разнообразие от конструктивни фор-

ми на корпусни детайли, механичната им обработка има много общи неща.

Технологичният маршрут за обработка на корпусни детайли включва [8] :

• грубо и чисто обработване на повърхнините, които ще бъдат

използувани за технологични бази.

• обработване на останалите външни повърхнини.

• грубо и чисто (или получисто) обработване на основните отвори.

• обработване на второстепенните отвори и на други повърхнини.

• довършващо обработване на повърхнините, основните бази и

основните отвори.

В някои случаи се включват и етапи за термично обработване, чието

място в процеса може да бъде различно. Тази принципна последователност

на технологичния маршрут може да се изменя в зависимост от конкретните

условия (характера на детайла, служебното му предназначение и

изискванията за точност).

3.1.4. Базиране на детайлите

Последователността на обработване на повърхнините се определя

основно от избора на база и схема на размерните връзки на различните

повърхности на детайла.

Избирането на технологичните бази се предшествува от задълбочено

изучаване предназначението на детайла в изделието и анализиране на

предписаната точност на размерите и грапавост на повърхнините.

При избора на черни (първични) бази се спазват следните изисквания:

• за чернови технологични бази трябва да се избират повърхнини

или съвкупност от повърхнини, спрямо които при първата операция могат да

се обработят други повърхнини, които ще бъдат използвани като базиращи.

• за осигуряване точността на ориентирането и надеждността на

закрепването на детайла в приспособлението, черновата база трябва да има

достатъчни размери и възможно най-голяма точност и малка грапавост.

• за чернови бази не трябва да се използват повърхнини, върху

които са разположени мъртви глави и леяци, а също и шевове на

разделителни повърхнини на отливки, щамповки или заваряване.

• черновите бази трябва да позволяват обработването на комплекта

чисти бази при едно установяване.

• за да се осигури правилно взаимно разположение на няколко

обработени повърхнини на един детайл спрямо необработените, за чернова

база е целесъобразно да се използва съвкупност от повърхнини, които

остават необработени.

• ако за чернова база се налага да се вземат повърхности

подлежащи на обработка е добре да се вземат такива, които имат минимални

допуски на обработване. Тогава на следващите операции, където ще се

обработват взетите за база на първа операция повърхности, допуските ще се

разпределят равномерно и лесно ще се осигури необходимата точност на

обработваните повърхности.

Обикновено в първичната база на корпусните детайли се включват

само равнинни повърхнини. Друга възможност е тя да се формира от отвори

и равнинни повърхнини, при което се осигурява равномерност на прибавката

за обработване на тези отвори.

При избора на чисти технологични бази действат две основни

съображения, които се изразяват в следните принципи:

- принцип за единство (съвместяване) на базите;

- принцип за неизменност на базите.

Спазването на първия принцип се състои в това, че за елемент на

конструкторската, технологичната и измервателната база се използва една и

съща повърхнина.

Принципът за неизменност на базите изисква обработването на

повърхнините да става от един и същ комплект технологични бази.

При избирането на чистите бази трябва да се има предвид следното:

• базирането на детайлите по възможност да се извършва по

основни технологични бази, при което се получават най-малки грешки;

• базиращите повърхнини трябва да бъдат достатъчно големи и по

възможност да са най-близо до обработваните повърхнини така, че

деформацията на детайла от силите на рязане и закрепване да бъде малка;

• базиращите повърхнини трябва да бъдат избрани по такъв начин,

че приспособленията за установяване на детайлите да са възможно най-

евтини, прости и удобни за работа.

Най-често базирането по чисти бази се осъществява по три

взаимноперпендикулярни равнинни повърхнини или по равнинна

повърхнина и два отвора.

3.1.5. Технологична подготовка за обработване на детайли

върху металорежещи машини с ЦПУ [10]

Технологичната подготовка за обработване на детайли върху

металорежещи машини с ЦПУ се различава от технологичната подготовка

при универсалните машини. Преди всичко се увеличава сложността на

решаваните технологични задачи и обема на проектирането на

технологичния процес, като трябва да се спазва изискването за най-

ефективно използване на скъпоструващи машини. Появява се принципно

ново звено в технологичната подготовка – изработването на управляващи

програми за машините с ЦПУ.

Особено значение има въпроса за оценяване на технико-иконо-

мическата полза от обработването на детайлите върху машини с ЦПУ и за

правилния подбор на подходящи детайли за обработване върху тези машини.

Нов елемент е необходимостта от анализ и оценка на технологичността на

конструкцията на детайлите не само от гледна точка на технологията на

механичната обработка, но и от програмирането.

Необходимо е да се проектира подробна операционна технология,

която не е характерна по вид и обем за дребносерийното производство с

универсални машини. Това от друга страна дава възможност за прилагане на

методи за оптимизация на траекторията на режещия инструмент и режимите

на рязане.

Съществено внимание при проектирането на технологичния процес се

отделя на необходимите приспособления и режещи инструменти и на

изработването им. Възникват допълнителни изисквания към

приспособленията по отношение на закрепването и ориентацията на

заготовката, произтичащо от необходимостта за точно размерно обвързване

на траекторията на инструмента с координатната система на машината,

изходната точка на обработването и положението на заготовката.

Повишените изисквания към режещите инструменти са резултат от

необходимостта за концентрация на операциите, използването на устройства

за автоматична смяна на инструментите и голямото влияние, което оказва

режещия инструмент върху точността на размерите и грапавостта на

обработените повърхнини на детайла.

Главната задача на технологичната подготовка е осигуряването на по-

ефективна обработка на детайлите върху машини с ЦПУ в сравнение с

универсалните машини.

3.1.6. Етапи при проектиране на технологичен процес за

обработване на детайли върху МРМ с ЦПУ [10]

При проектиране на технологичния процес се разработват маршрутът

на обработване и операционната технология, като се изпълнява определена

последователност от дейности:

1) Анализиране на изходните данни: чертеж на детайла и

технически изисквания към обработваните повърхнини; чертеж на

заготовката; данни за машината, на която ще се извърши обработването.

2) Избиране на бази, разделяне на установки, избиране на

приспособления, избор на координатни системи.

3) Определяне на последователността на преходите при различните

установки.

4) Избиране на режещи инструменти и съставяне задание за

конструиране на специална инструментална екипировка.

5) Определяне на последователността на работа на инструментите и

изчертаване при необходимост на траекторията на движение.

6) Окончателен избор на приспособленията и съставяне на задание

за конструирането им.

7) Определяне режимите за рязане и различните нормовремена.

8) Съставяне на управляваща програма.

9) Нанасяне на програмата върху програмоносител.

10) Извънмашинно настройване на инструментите.

11) Тестване на управляващата програма на машината с ЦПУ и

окончателното и уточняване.

3.1.6. Проектиране на технологичен процес при многостранна

обработка на корпусни детайли върху обработващи центри.

Високата производителност на машините тип ОЦ се реализира главно

благодарение на високата степен на концентрация на операциите. За да се

гарантира обработването на корпусния детайл при минимален брой

операции, към неговата конструкция се предявяват следните изисквания:

• конфигурацията на детайла да е сравнително проста, за да бъде

облекчен достъпа на инструментите до обработваните повърхнини;

• детайла да разполага с такива технологични бази, които да

позволяват неговото обработване при минимален брой установявания – по

възможност на една установка;

• в конструкцията на детайла да се предвидени повърхнини, по

които да се приложи закрепващо усилие без да се създава опасност от

деформации след закрепването;

• да се избягва назначаването на обработване на вътрешни челни

повърхнини;

• обработваните отвори да са разположени нормално спрямо

плоските повърхнини.

При обработването са възможни две структури на технологичния

процес.

При първата структура цялостното обработване се извършва при едно

установяване по черни технологични бази. Такава структура е възможна ако

в корпусния детайл има необработени повърхнини, които да отговарят на

условието за базиране, т.е. да гарантират надеждно и стабилно установяване

при възможен достъп на инструментите до всички обработени повърхнини. В

случаите когато обработването на детайла не може да стане на една операция

(на една машина), заготовката се установява в приспособление спътник. При

такава структура се избягва операцията свързана с подготовка на чисти

технологични бази.

При втората структура на първата операция се извършва подготовка на

чистите технологични бази. Тя се извършва най-често на универсални

машини, но в някои случаи може и на цифрови. На втората операция

обработването се извършва при установяване на заготовката по чисти бази.

При МРМ с ЦПУ не се използват сложни приспособления от вида на

шаблони, кондукторни плочи и др. Характерно за приспособленията е, че в

тях липсват звена осигуряващи точното положение на детайлите спрямо

инструментите. Главното изискване е приспособленията да осигуряват

правилното разположение на детайла спрямо координатната система на

машината. Друго важно изискване е да се осигури възможност за бързо

установяване и закрепване на приспособлението върху масата на машината,

както и за бързото му настройване.

Въз основа на изложеното до тук и като се имат в предвид

особеностите на конкретните детайли и годишната програма може да се

направи следния извод:

• с използването на МРМ с ЦПУ ще се постигне максимална

концентрация на обработването, висока точност и производителност поради

това, че се намалява броя на установките, приспособленията и работниците,

намалява спомагателното време, оптимизират се режимите на рязане,

отпадат междинните контролни операции.

Въз основа на това може да се формулира целта на настоящия

дипломен проект: Проектиране на технологичен процес и екипировка за

обработване на корпусни детайли, чрез който да се получи висока

производителност и ниска себестойност на обработването при зададената

точност.

За постигане на тази цел са предвидени следните задачи:

1. Проектиране на технологични процеси за детайлите “Tĕleso” и

“Тяло”;

2. Разработване на операционна технология;

3. Проектиране на приспособление за детайл “Tĕleso”;

4. Разработване на управляваща програма;

5. Технико-икономически анализ.

3.2. Проектиране на технологичния процес

3.2.1. Анализ на технологичността на детайла

3.2.1.1. Рационалност на конфигурацията на детайла

• “Tĕleso” – 1 BA 4585-305

Предписаната точност на размерите на детайла предполага минимална

обработка чрез рязане. На механична обработка подлежат сравнително

прости геометрични повърхнини – равнинни, цилиндрични, челни.

Съществува необходимост от обработка на глухи и светли отвори, някои от

които са с резба. Детайлът притежава също и сложни геометрични

повърхнини като резбовата повърхнина разположена във вътрешността на

детайла, също така и вътрешните повърхнини за чието обработване са

необходими специални инструменти.

Конфигурацията на детайла осигурява сравнително лесен достъп на

инструментите до повърхнините подлежащи на обработване. За лесно

базиране и закрепване са предвидени технологични издатъци, които могат да

бъдат постигнати чрез метода за получаване на заготовката.

При разглеждането на конфигурацията на детайла се вижда, че той е

удобен за обработване върху обработващ център. Обработването може да се

извърши на една установка. Единствено за вътрешното чело на глухия отвор

ще е необходимо ръчно поставяне на инструмента (челен зенкер).

• “Тяло”

Повърхнините, които се обработват са: външни цилиндрични, отвори,

челни, резбови и една равнинна. Всички повърхнини са открити и достъпни

за обработване. Няма повърхнини, които да затрудняват механичното

обработване. Единствено за получаване на достъп на инструмента за

обработването на канала е предвидена технологична фаска 5х45º, която не

пречи на функционирането на изделието в последствие. За установяването на

детайла на металорежещите машини не е необходимо проектиране на

специално приспособление.

Означените изисквания за точност и грапавост на обработваните

повърхнини са достижими. Не възниква необходимост от използване на

специални режещи инструменти.

Обработването може да се извърши най-малко на 4 установки. Могат

да се използват както универсални така и МРМ с ЦПУ. Машините с ЦПУ

дават възможност за извършване на обработването при минимален брой

установки.

При разглеждане конфигурацията на детайла се вижда, че той е удобен

за обработване върху струг с ЦПУ и обработващ център. Точките на контура,

необходими за съставянето на управляваща програма се намират лесно и

няма да представлява трудност бързото написване (в т.3.4 е съставена

управляваща програма за обработка на детайла върху СЕ 063).

3.2.1.2. Точност на размерите и грапавост на повърхнините

Точността по всичките й показатели има отношение както към

производствената, така и към експлоатационната технологичност на

изделието. В общия случай двата вида технологичност налагат противопо-

ложни изисквания – от производствени съображения за предпочитане е по-

малка точност, а от експлоатационни – по-голяма.

За анализиране точността на размерите в зависимост от технологичните

преходи, чрез които се получават, са използвани таблици I.2, I.3 и I.4 [2],

съответно за външни цилиндрични повърхнини, отвори и равнинни

повърхнини. Резултатите са представени в табл.1 и табл.2.

Грапавостта на повърхнините е характеристика, която има най-пряко

отношение към експлоатационната технологичност на конструкцията и в тази

връзка задаването на оптимална грапавост е сложен проблем. В много от

случаите грапавостта се задава по аналогия на изпитани в практиката

съединения или видове повърхнини. За повърхнините, по които няма да се

реализират стандартни сглобки, зададената грапавост се оценява по това,

дали може да се постигне от технологичния преход осигуряващ точността на

размера, според табл. I.2, I.3 и I.4 [2]. Резултатите са представени в табл.1 и

табл.2.

Таблица 1.

Повърхнина Назначенклас наточност

Назначенаграпавост

Технологиченпреход

Достъпенклас на точност

Достъпнаграпавост

Заключение

292± 1.6 14 6,33,2

Фрезованегрубо

12 ÷ 8 20÷ 12,5 Техноло-гично

Фрезованечисто

11 ÷ 7 5 ÷ 0,8 Техноло-гично

18 14 0,2 Фрезоване 12 ÷ 8 20÷ 12,5 Техноло-гично

Притриване 5 0,63÷ 0,1

Техноло-гично

51 14 12,5 Подрязване челно


Зенкероване 12 10÷ 6,3 Техноло-гично

φ173 14 12,5 Фрезованегрубо


Фрезованечисто

11 ÷ 7 5 ÷ 0,8 Техноло-гично

φ18Н11 11 6,3 Свредловане 12 ÷ 11 20÷ 3,2 Техноло-гично

Зенкероване 12 ÷ 10 10÷ 3,2 Техноло-гично

Забележка: Останалите размери са по 14 клас на точност и с изисквана грапавост Ra25, затова не са дадени в таблицата.

Таблица 2.Повърхнина Назначен

клас наточност

Назначенаграпавост

Технологиченпреход

Достъпенклас на точност

Достъпнаграпавост

Заключение

1 2 3 4 5 6 7

93-0,35 10 2,5Подрязване челно грубо

14÷ 10 40÷ 12,5 Техноло-гично

Подрязване челно чисто


54 14 2,5 Подрязване челно грубо


Подрязване челно чисто


15,9 14 2,5 Подрязване челно чисто


1 2 3 4 5 6 7

9,5 14 2,5Разстъргване

грубо12÷ 11 20÷ 6,3 Техноло-

гичноРазстъргване

чисто10÷ 8 5÷ 1,6 Техноло-

гично6 14 2,5 Разстъргване

грубо12÷ 11 20÷ 6,3 Техноло-

гичноРазстъргване

чисто10÷ 8 5÷ 1,6 Техноло-

гично74 14 5 Фрезоване

грубо12 ÷ 8 20÷ 12,5 Техноло-

гично

φ50 14 2,5 Свредловане 12÷ 11 20÷ 3,2 Техноло-гично

Разстъргване грубо


Разстъргване чисто


φ92 14 5 Струговане еднократно




φ72+0,12 10 2,5 Разстъргване грубо




φ84 14 2,5 Разстъргване грубо
















φ19 14 5 Свредловане 12÷ 11 20÷ 3,2 Техноло-гично

М10 6Н 6 12,5 Резбонарязване

8÷ 6 12,5÷ 3,2

Техноло-гично

3.2.1.3. Точност на формата и взаимното разположение на

детайлите.

• “Tĕleso” – 1ВА 4585 – 305

Конструкторът не е задал изисквания за точност на формата и

взаимното разположение за този детайл.

• “Тяло”- 01.00.00

Конструкторът е задал следните изисквания за точност и взаимно

разположение към детайла:

⊥0,

2А

Допустимото отклонение от неперпендикулярност на челата спрямо

оста е 0,2мм. При челно подрязване(чисто) се постига до VIII степен на

точност и неперпендикулярност 0,040 мм (табл.I.4 [2]). Зададената стойност

0,2>0,040 следователно е технологична.

⊥0,

1А

Допустимото отклонение от неперпендикулярност на радиалния

резбови отвор М24 спрямо оста на детайла е 0,1 мм. При обработване на

отвори на обработващи центри взаимното разположение на 2

перпендикулярни отвора се получава 0,02 мм (табл.3,7 [9]). Зададената

стойност 0,1>0,02 следователно е технологична.

В заключение може да се направи извода, че конфигурацията на

детайлите е рационална, точността на размерите, формата, взаимното

разположение, грапавостта на повърхнините са зададени технологично.

3.2.2. Проектиране на технология за изработване на детайл

“Tĕleso” 1ВА 4585 – 305

3.2.2.1. Избор на заготовка.

Видът, формата и размерите на заготовките оказват съществено

влияние на технико-икономическите показатели на целия технологичен

процес. Избирането на заготовките включва определянето на метода за

тяхното получаване, вида, формата, размерите, леярските наклони,

прибавките и допуските[9].

За да се изберат правилно вида и формата на заготовките е необходимо

да се направи технико-икономически анализ, който трябва да включва не

само себестойността на заготовката, но и разходите за обработване, които ще

бъдат различни за заготовки, получени по различни методи.

Като се изхожда от типа на производството, могат да се сравнят

заготовки, получени по различни методи.

В случая поради сравнително сложната конфигурация на детайла

заготовката може да бъде изработена единствено чрез леене. Могат да бъдат

приложени методите за получаване на отливки – леене в пясъчни форми и

леене в черупкови форми.

Леенето в черупкови форми се отличава с редица предимства [14]:

• възможност за получаване на отливки с повишена точност и

гладкост, респективно намаляване на разходите за механична обработка;

• значително намаляване на разхода на формовъчна смес;

• много добри възможности за механизиране и автоматизиране на

процеса;

• благоприятни условия по отношение на леярските свойства:

подобряване на запълняемостта и намаляване на напреженията;

• малка грапавост на повърхността и висока точност на размерите

на отливката (клас на точност 14÷ 16, грапавост Ra 20÷ 5µm).

С оглед сравнително ниската изисквана грапавост на повърхнините не

подлежащи на механична обработка, годишна програма за производство

(1000) и съкращаване на механичната обработка, получаването на отливките

чрез леене в черупкови форми ще бъде по-ефективния метод.

3.2.2.2. Избор на технологични бази.

Поради това, че теорията на базирането не е разработена достатъчно

пълно, практическото й приложение се свежда до общи правила, чрез които

ефективно се осигурява точността при автоматичното получаване на

размерите. От тези правила най-важен и обобщаващ е т. нар. принцип за

съвместяване на базите, който се състои в това, че за елемент на

конструкторската, технологичната и измервателната база се използва една и

съща повърхнина.

Избраните бази за детайла са показани в операционните схеми.

• Конструкторски бази

- за диаметралните размери – осевите линии

- за линейни размери – челата на фланците.

• Технологични бази

Механичната обработка на детайла се осъществява на една установка

при базиране по черни бази. Базирането се осъществява по не регулируеми

постоянни опори като се отнемат 6-те степени на свобода. Трябва да се

отбележи, че детайла разполага с ограничен брой повърхнини за базиране.

3.2.2.3. Проектиране на технологичен маршрут за обработване на

детайл “Tĕleso” 1ВА 4585 – 305

Технологичният маршрут може да се синтезира чрез определяне

методите и последователността на обработване на повърхнините, включени в

конфигурацията на детайла или да се избере като типов за дадения клас

детайли.

Типовите технологични маршрути се използват като информационна

основа при разработване на работни технологични маршрути, в случаите

когато съдържащата се в тях информация е достатъчна и не се нуждае от

конкретизация, те се прилагат направо като работни. Много често обаче,

както е и в този случай, поради конструктивните особености на детайла се

налага съставяне на оригинален технологичен маршрут.

В таблица 3 е даден маршрута за обработване на детайла.

Таблица 3.

Вид на заготовката

Материал Размер на заготовката

Брой на детайлите от една заготовка

отливка A216 WCB по модела 1операция

№съдържание на операцията машина приспособления

и бази1 Обстъргване еднократно φ240 и

φ229МС032 специално с

базиране по технологичните

издатъци2Фрезоване грубо на челата на фланците, фрезоване чисто, получаване на гнездото за

уплътнението на капака φ172

3Центроване (всички отвори),

свредловане на 8хφ19, обработване на гнездата за

болтовете φ35

4Свредловане на 8хφ16,

обработване на гнездата за болтовете φ30

5Фрезоване на канал с φ122,

фрезоване на челото на φ140, разстъргване на φ118,

резброфрезоване М120х2-6Н

6

Свредловане, зенкероване φ18Н11, фрезоване на челото и гнездото за уплътнението φ32,

обстъргване на вътрешното чело φ37, резбонарязване М20х1,6-6Н

7зенкероване на вътрешното чело

φ37 (ръчно установяване на инструмента)

8 Притриване на вътрешната повърхнина

9 Измиване10 Контрол

3.2.2.4. Последователност на обработване на повърхнините.

Последователността на обработване на повърхнините на детайла е

дадена в таблица 4.

Таблица 4

Операция Преход Съдържание на операцията1 1 Обстъргване грубо φ240

2 Обстъргване грубо φ2292 1 Фрезоване грубо челото на фланец 1

2 Фрезоване грубо челото на фланец 2

3 Фрезоване грубо челото на фланец 3

4 Фрезоване грубо на леглото за уплътнението на капака φ173

5 Фрезоване чисто на леглото за уплътнението на капака φ173

6 Фрезоване чисто челото на фланец 1

7 Фрезоване чисто челото на фланец 2

3 1 Получаване на всички центрови отвори

2 Свредловане на отвори 16хφ19

3 Подрязване на гнездата за болтовете (φ35)

4 1 Свредловане на отвори 8хφ16

2 Подрязване на гнездата за болтовете (φ30)

5 1 Фрезоване на канал φ122 (вътрешен под ъгъл 5°)2 Фрезоване на челото φ140 (вътрешен под ъгъл 5°)3 Разстъргване на повърхнина φ118

4 Резбофрезоване М120х2 – 6Н

6 1 Свредловане на отвор φ18

2 Зенкероване на отвор φ18Н11

3 Фрезоване на челото на отвора

4 Фрезоване на гнездото за уплътнението φ32

5 Обработване на вътрешното чело φ37

6 Резбонарязване М20х1,6 – 6Н

7 1 Зенкероване на вътрешното чело

3.2.2.5. Определяне на прибавките, междинните размери и

размерите на заготовките

• Определяне прибавките за механична обработка

Големината на прибавките за обработване на уточнените вече

технологични преходи може да се определи по изчислително-аналитичен път

или от таблици. Първия метод осигурява определянето на оптимални

прибавки, но е твърде трудоемък. Прибавките в разработената технология са

избрани таблично като за целта се използват съответните таблици в [2, 9]

• Определяне на междинни размери и размерите на заготовката

Междинните размери и размерите на заготовката се определят като се

използва теорията на размерните вериги. Размерът на детайла, междинната

прибавка и размерът на заготовката образуват размерна верига, с решението

на която могат да се определят всички междинни размери от технологичния

процес за механично обработване. Определянето на всеки междинен размер

се свежда до конкретно решаване на размерна верига, при която затварящо

звено е прибавката. Тези къси размерни вериги се решават по метода на

пълната взаимозаменяемост.

Ще бъде посочен пример за изчисляване на междинни размери и

прибавки. Примерът е за размер 292± 1,6, за чието получаване се предвиждат

технологичните преходи фрезоване грубо и фрезоване чисто. Използваме

методиката описана в [2].

Фрезоване чисто на челото на фланеца.

Допускът на търсения междинен размер А6 се избира от таблица I.4 [2]

за фрезоване чисто, 10- ти клас на точност е ТА6 = 0,25 mm

Средното отклонение на този размер е 2

66

TAеmA −=

emA6 = – 0,125 mm

Допускът на междинната прибавка z4 се определя чрез формулата:

∑−

==

1

1

n

iizi TAT , mm

където ТАi е допускът на I-тото съставно звено;n – броят на звената в размерната верига, включително и затварящото.

Tz4 = TA7 + TA6 = 3,2 +0,25 =3,45 mm

Средното отклонение на допусковото поле на прибавката z4 се изчислява по следната формула:

iizi emAem .∑= ξ , mm

където emAi е средното отклонение на допусковото поле на I – тото съставно звено;

ξI – предавателно отношение на съставните звена, за увеличаващи /+1/, за намаляващи /-1/.

emz4 = emA6 – emA7 = -0,12 – 0 = - 0,12 mm

Най-малката стойност на междинната прибавка z4m се избира от таблица 5.29 [9] за чисто струговане на отливки от стомана: z4m = 0,16 mm.

Номиналната стойност на междинната прибавка се изчислява от зависимостта:

zi = zim + 0,5.Tzi – emzi , mm

z4 = z4m + 0,5. Tz4 – emz4 = 0,16 + 0,5.3,45 – (-0,12) = 2 mm.

Номиналната стойност на размер А6 се определя като се има предвид следната формула:

∑=

=n

iiii Az

1

.ξ , mm,

където zi е номиналната стойност на прибавката;Ai – номиналната големина на съответното съставно звено в

размерната верига.

А6 = A7 + z4 = 292 + 2 = 294 mm.

Граничните отклонения на размерите се определят по формулите:

eSAi = emAi + 0,5.TAi = - 0,125 + 0,5.0,25 = 0eIAi = emAi – 0,5.TAi = - 0,125 – 0,5.0,25 = - 0,25

Аналогично се определят останалите междинни размери и размерите на заготовката. Резултатите от изчисленията на всички размери са посочени в таблица 5 и са нанесени в операционните схеми на детайла.

Таблица 5О

пера

ция Технологиче

н преход

Раз

мер

При

бавк

а Схема на размерната

верига

Изходни данни Резултати от изчисленията Означение

Ti emi zim Tz emz zi Ai es ei

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 155 Фрезоване

грубоА15 - - 0,87 0 - - - - 87,6 0,43 -0,43 87,6± 0,43

5 Фрезоване грубо

А14 - - 0,52 0 - - - - 18 0,26 -0,26 18± 0,26


А13 - - 0,74 0 - - - - 77,5 0,37 -0,37 77,5± 0,37

7 Зенкероване А12 - - 0,74 +0,37 - - - - 51 0,74 0 51+0,74

4 Подрязване А11 - - 0,43 -0,21 - - - - 16 0 -0,43 16-0,43

3 Подрязване А10 - - 3,00 +1,5 - - - - 22 3 0 22+3


А9 - - 1,00 0 - - - - 160 0,5 -0,5 160± 0,5

2 Фрезоване чисто

А7 - - 3,20 0 - - - - 292 1,6 -1,6 292± 1,6


А4 - - 4,00 +2 - - - - 24 4 0 24+4


A8 z5 A8

A11 z5

0,30 -0,15 0,5 0,73 0,06 0,8 16,8 0 -0,30 16,8-0,30


A6 z4 A6

z4 A7

0,25 -0,12 0,16 3,45 -0,12 2 294 0 -0,25 294-0,25


A2 z4 A2

z4 A4

0,12 -0,06 0,16 4,12 -2,06 4,28 28,3 0 -0,12 28,3-0,12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 152 Фрезоване

грубоA5 z3 A5

A6 z3

0,40 -0,2 0,16 0,65 -0,08 0,57 294,6 0 -0,4 294-0,4


A1 z2 A1

A6 z2

0,40 -0,2 1,4 0,65 -0,08 1,8 296,4 0 -0,4 296,4-0,4


A3 z3 A3

A10 z3

0,30 -0,15 1,5 3,3 -1,65 4,8 26,8 0 -0,3 26,8-0,3

6 Фрезоване Б14 - - 0,62 0,31 - - - - 32 0,62 0 φ32+0,62

6 Зенкероване Б13 - - 0,11 0,05 - - - - 18 0,11 0 φ18+0,11

7 Зенкерован челно

Б12 - - 0,62 0,31 - - - - 37 0,62 0 φ37+0,62

5 Разстъргване Б11 - - 0,87 0,43 - - - - 118 0,87 0 φ118+0,87

5 Фрезоване Б10 - - 1,00 0,50 - - - - 140 1 0 φ140+1

5 Фрезоване Б9 - - 1,00 0,50 - - - - 122 1 0 φ122+1

4 Подрязване Б8 - - 0,52 0,26 - - - - 30 0,52 0 φ30+0,52

4 Свредловане Б7 - - 0,43 0,22 - - - - 16 0,43 0 φ16+0,22

3 Подрязване Б6 - - 0,62 0,31 - - - - 35 0,62 0 φ35+0,62

3 Свредловане Б5 - - 0,52 0,26 - - - - 19 0,52 0 φ19+0,52


Б4 - - 1,00 0,50 - - - - 173 1 0 φ173+1


Б3 - - 1,00 0,50 - - - - 157 1 0 φ157+1

1 Обстъргване чисто

Б2 - - 1,15 0,57 - - - - 240 1,15 0 φ240+1,15

1 Обстъргване грубо

Б1 - - 1,15 0,57 - - - - 229 1,15 0 φ292+1,15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Заго

товк

а В1 z1 В1

A1 z1

3 0 4 3,4 0,2 5,5 291 1,5 -1,5 291± 1,5

В2 z1 В2

A2 z1

1,6 0 3 1,72 0,06 3,8 32 0,8 -0,8 32± 0,8

Отл

овка В3 z1 В3

A3 z1

1,6 0 3 1,9 0,15 3,8 31 0,8 -0,8 31± 0,8

В4 z6 В4

A13 z6

2 0 3 2,74 0 4,37 82 1 -1 82± 1

В5 z7 В5

z7/2 A12 z7/2

1,6 0 2x1,5

2,34 -0,37 4,54 46,5 0,8 -0,8 46,5± 0,8

В6 z8 В6

z8/2 Б11 z8/2

2 1 3 2,87 0,57 5 113 2 0 φ113+2

В7 z9 В7

z9/2 Б10 z9/2

2 1 3 3 0,42 4 136 2 0 φ136+2

В8 z10 В8

z10/2 Б9 z10/2

2 1 3 3 0,5 4 118 2 0 φ118+2

В9 z11 В5

z11/2 Б2 z11/2

2,4 -1,2 4 3,55 -0,7 6,5 246,5 0 -2,4 φ246-2,4

В10 z12 В5

z12/2 Б1 z12/2

2,4 -1,2 4 3,55 -0,7 6,5 235,5 0 -2,4 φ236-2,4

3.2.2.6. Избор на машините

Първоначалният избор на конкретната машина се извършва в

зависимост от [2]:

• приетия метод за обработване на дадена повърхнина или

съчетание от повърхнини;

• техническите изисквания към обработваните повърхнини

(точност на размерите, формите, взаимното разположение и грапавостта на

повърхнините);

• габаритни размери на обработвания детайл;

• годишната производствена програма;

• големината на прибавките и др.

Като се имат предвид тези данни, както и сложността на детайла и

възможността за максимална концентрация на преходите е целесъобразно

използването на обработващ център МС 032.

Технологични възможности и технически характеристики на МС 032. [16]

Обработващият център МС 032 е петкоординатен полуавтомат с

контурна CNC Система за ЦПУ. Предназначен е за високопроизводително и

точно обработване на външни и вътрешни цилиндрични, равнинни и

профилни повърхнини на призматично-корпусни детайли. Наличието на

магазин за инструменти, сменяни автоматично позволява извършването на

разнообразни технологични преходи при едно установяване на обработвания

детайл.

Машината е изградена от независими модулни единици, управлявани

от система за ЦПУ FANUC 6М-В. Тя осигурява управление на движението по

пет координатни оси – праволинейни по осите X, Y и Z и кръгови около Х

(движение А) и Z (движение С), като по време ма работа могат да се

управляват едновременно две от тях. Системата за ЦПУ дава възможност да

бъдат дефинирани и до шест работни координатни системи (с командите от

G54 до G59), Създаващи удобство при съставяне на управляваща програма,

особено когато детайла се обработва от няколко страни.

3.2.2.7. Избор на инструменти

Типът на металорежещите инструменти се определя в зависимост от

метода на обработване, типа на машината, обработваната повърхнина,

конфигурацията и размерите на детайла и типа на производството.

Изборът на конкретния типоразмер на инструмента се извършва в

съответствие със следните основни фактори:

– технологичната характеристика и изискванията към изпълнявания

преход (форма, размери, точност и грапавост на повърхнината, грубо или

чисто обработване);

– типоразмера на металорежещата машина;

– големината на прибавките за обработване;

– физико-механичните качества на материала на детайла;

– типа на производството.

Необходимите измервателни инструменти за контролиране на детайла

се избират в зависимост от формата и размера на контролираната

повърхнина, зададената точност и типа на производството.

Видът и основните характеристики на избраните металорежещи

инструменти е показан в Приложението.

3.2.2.8. Определяне на режимите на рязане

Съществуват главно два метода за определяне режимите на рязане: по

таблици и чрез аналитично изчисляване. И при двата метода се спазва една и

съща последователност на работа [2].

1) Определя се дълбочината на рязане t. При грубите преходи е

целесъобразно цялата прибавка да се снеме на един проход. Разбира се, това

зависи от мощността на машината и стабилността на технологичната

система.

2) Определя се подаването s. За да се получи по-голяма

производителност, е необходимо да се работи с по-голямо подаване, което

създава също така условия за рязане без трептения. Подаването се ограничава

от изискванията към грапавостта и точността на обработваните повърхнини,

от стабилността на технологичната система, якостта на режещата част на

инструмента и др.

3) Определя се трайността на режещия инструмент Т като се изхожда

от вида и материала на инструмента, условията на работа и броя участващите

при настройването инструменти.

4) Определя се скоростта на рязане v в зависимост от избраните t, s и

Т, а от нея се изчислява честотата на въртене.

5) Проверява се определеният режим на рязане с възможностите на

машината, при което трябва да бъдат изпълнени условията:

гл

РрязРмаш

η≥ ; Fx ≤ Fx под ,

където Рмаш е мощността на машината, kW;

Рряз – мощността на рязане, kW;

Fx – осовата сила на рязане при избрания режим, N;

Fx под – подавателната сила, която се допуска от здравината на

подавателния механизъм, N;

η гл – КПД на главния превод на машината.

В разработената технология за механично обработване на детайла,

режимите на рязане са определени по табличен метод като са използвани

справочници [10, 15] и каталози на доказани имена в тази област като Sandvik

Coromant и NIKKEN. Избраните стойности са отразени в операционните

схеми.

3.2.3.Проектиране на технология за обработване на детайл “Тяло”

01.01.00

3.2.3.1. Избор на заготовка

Заготовката се избира изхождайки от минималната себестойност на

готовия детайл при зададената годишна програма.

Колкото повече формата и размерите на заготовката се доближават до

тези на детайла, толкова по-скъпа е тя за изработване, но пък по-проста и по-

евтина е последващата механична обработка. Изхождайки от факта, че

детайла е със сравнително малка годишна програма, а също и от неголямата

разлика в диаметрите, избирам заготовка от прътов валцован материал.

Използването му се допуска при обработване на детайли, конфигурацията на

които е близка до тази на напречните сечения на прътовете и когато за

получаване на окончателната форма на детайла не се налага снемане на

голямо количество материал.

От табл.I.5 [2] избирам стомана горещо валцована тръбна с диаметър

d= 160 mm

3.2.3.2. Избор на бази

Следвайки правилата и изискванията за избор, за съответния детайл

могат да се определят следните бази:

• конструкторска база

Елементите на конструкторската база за диаметрални размери са

осевата линия, а за линейни размери двете чела на тялото.

• черна технологична база

Детайлът се установява по необработена повърхнина φ160 и чело.

• чисти технологични бази

Получават се след установяване по черна технологична база и

последваща механична обработка. Чисти технологични бази са повърхнините

φ152, φ156 и челата.

3.2.3.3. Проектиране на технологичен маршрут за обработване на

детайл “Тяло” 01.01.00 (табл.6)

Таблица 6

Вид на заготовката Материал Размери на заготовката

Брой на детайлите от една заготовка

прокат стомана 20 φ160х102 1

Операция Съдържание на операцията

Машини Приспособление

1 Струговане грубо външната цилиндрична повърхнина до φ156

и подрязване грубо на челото

СЕ 063 Установяване по черна база в патронник

Подрязване чисто на челото

СЕ 063 - | | -

Свредловане на отвор до φ48 СЕ 063 - | | -

Разстъргване грубо СЕ 063 - | | -

Разстъргване чисто СЕ 063 - | | -

2 Обръщане на заготовката. Струговане грубо външната

повърхнина до φ152 и подрязване на челото

СЕ 063Установяване по чиста база

в патронник

Подрязване чисто на челото. Стругване на канала

СЕ 063 - | | -

3 Центроване. Свредловане

на 4 отвора φ19

МС032 Установяване по чиста база в патронник

4 Обръщане на заготовката. . Свредловане на 6 отвора φ9.

Резбонарязване М10 6Н

МС032 Установяване по чиста база в патронник

Фрезоване на площадката

МС032 - | | -

Центроване. Свредловане φ19,5 и дълбочина 22 mm. Фрезоване φ24

до дълбочина 27 mm. Свредловане φ16,5 до светъл

отвор. Резбонарязване М24х1,5 6Н. Свредловане φ7.

Резбонарязване М8 – 6Н

МС032

- | | -

5 Измиване

6 Контрол

3.2.3.4. Последователност на обработване на повърхнините (табл.7)

Таблица 7

Операция Преход Съдържание на операцията

1

1 Струговане грубо φ156

2 Подрязване чисто

3 Свредловане φ48

4 Разстъргване грубо

5 Разстъргване чисто2 1 Обръщане на заготовката и струговане грубо


3 Струговане на канал

3 1 Центроване на всички отвори

2 Свредловане на отвор φ19

4 1 Обръщане на заготовката и свредловане на глух отвор φ9

2 Нарязване на резба М10

3 Фрезоване на равнинната площадка

4 Свредловане φ19,5

5 Фрезоване

6 Свредловане φ16,5

7 Резбонарязване М24

8 Свредловане на глух отвор φ7

9 Резбонарязване М8


размерите на заготовката

Прибавките са определени таблично, аналогично на избраните

прибавки за предния детайл и са показани в таблица 8. За определяне на

междинните размери и размерите на заготовката е следвана същата методика

както и при предходния детайл дадена в 3.2.2.5

Таблица 8О

пера

ция Технологиче

н преход

Раз

мер

При

бавк

а Схема на размерната

верига

Изходни данни Резултати от изчисленията Означение

Ti emi zim Tz emz zi Ai es ei

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 152 Подрязване

чистоА16 - - 0,35 -0,17 - - - - 93 0 -0,35 93-0.35

2 Струговане грубо

А15 - - 0,43 -0,21 - - - - 15,9 0 -0,43 15,9-0,43


А14 - - 0,74 -0,37 - - - - 54 0 -0,74 54-0.74

1 Разстъргване чисто

А12 - - 0,36 0 - - - - 9,5 0,18 -0,18 9,5± 0,18


А10 - - 0,36 0 - - - - 6 0,18 -0,18 6± 0,18


А11 - - 0,74 0 - - - - 55,5 0,37 -0,37 55,5± 0,37


А14 - - 0,35 -0,17 - - - - 93 0 -0,35 93-0.35

2 Подрязване грубо

А13 z4 A13

A16 z4

0,40 -0,20 0,4 0,75 -0,03 0,8 93,8 0 -0,40 93,81-0,40


А3 z3 A3

z3 A13

0,16 -0,08 2,5 0,56 0,12 2,66 96,5 0 -0,16 96,5-0,16

2 Подрязване грубо

А1 z2 A1

z2 A3

0,40 -0,20 0,4 0,56 -0,12 0,8 97,3 0 -0,4 97.3-0,4


А6 z8 A11

z8 A6

0,30 0 1 1,17 0 1,59 53,91 0,15 -0,15 53,91± 0,15

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 Разстъргване

грубоА5 z8 A5

z8 A12

0,30 0 0,7 0,66 0 1,03 8,47 0,15 -0,15 8,47± 0,15


А8 z9 A10

z8 A8

0,30 0 0,6 0,66 0 0,93 5,07 0,15 -0,15 5,07± 0,15


А17 - - 0,74 0 - - - - 74 0,37 -0,37 74± 0,37


Б14 - - 0,87 -0,43 - - - - 86 0 -0,87 86-0,87

2 Обстъргване грубо

Б15 - - 1 -0,5 - - - - 152 0 -1 152-1


Б13 - - 0,14 +0,07 - - - - 96 0,14 0 96+0,14


Б12 - - 0,14 +0,07 - - - - 90 0,14 0 90+0,14


Б11 - - 0,87 -0,43 - - - - 84 0 -0,87 84-0,87


Б10 - - 0,12 +0,06 - - - - 72 0,12 0 72+0,12


Б9 - - 0,74 +0,37 - - - - 50 0,74 0 50+0,74


Б1 - - 1 -0,5 - - - - 156 0 -1 156-1


Б8 z10 Б13

z10/2 Б8 z10/2

0,35 0,17 2х0,25

0,49 0,1 0,65 95,35 0,35 0 φ95+0,35


Б7 z11 Б12

z11/2 Б7 z11/2

0,35 0,17 2х0,25

0,49 0,1 0,65 89,35 0,35 0 φ98+0,35

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 Разстъргване

грубоБ6 z12 Б11

z12/2 Б6 z12/2

0,35 0,17 0,50 1,22 -0,26 1,37 82,63 0,35 0 φ83+0,35


Б5 z13 Б10

z13/2 Б5 z13/2

0,30 0,15 0,40 0,42 0,09 0,52 71,48 0,30 0 φ71,5+0,30


Б4 z14 Б9

z14/2 Б4 z14/2

0,30 0,15 0,40 1,04 -0,22 1,14 48,86 0,30 0 φ48,9+0,30


Б3 z15 Б4

z15/2 Б3 z15/2

0,30 0,15 0,40 0,60 0 0,7 48 0,30 0 φ48+0,30

заго

товк

а

прок

ат

В1 z1 A1

z1 В1

3,2 0 2,5 3,6 0,20 4,1 101,4 1,6 -1,6 102± 1,6

В2 z2 3,4 0,8 - - - - 160 0,9 -2,5 φ160

3.2.3.6. Избор на машини, режещи инструменти и определяне на

режимите за рязане

Взимайки под внимание изискванията посочени в т.3.2.2.6 и с цел

максимална концентрация на преходите е целесъобразно използването на

металорежещи машини с ЦПУ:

– струг с ЦПУ СЕ 063;

– обработващ център МС 032.

Изхождайки от материала и конфигурацията на заготовката избирам

металорежещите инструменти изложени в Приложението.

Режимите на рязане са определени таблично като са използвани

справочници и каталози, изброени в т.3.2.2.8. Получените стойности са

отразени в операционните схеми.

3.3. Проектиране на приспособление

3.3.1. Изисквания и способности на приспособленията за машини с

ЦПУ [4]

Ефективността от приложението на МРМ с ЦПУ е пряко свързано с

използваните на тях приспособления за закрепване на заготовките. Те не

трябва да ограничават технологичните възможности и гъвкавостта на

цифровите машини. За това при проектирането на тези приспособления

трябва да се имат предвид следните изисквания:

• необходимостта от пълна ориентация на заготовката в

приспособлението, тъй като машините с ЦПУ работят по метода на

автоматичното получаване на размерите;

• необходимост от пълна ориентация на приспособлението и

успоредност на неговите координатни оси спрямо осите на машината;

• висока точност и стабилност;

• приспособлението трябва да осигурява:

– нечувствителност към деформации, предизвикани от силите на

рязане и силите на закрепване;

– свободно придвижване на режещите инструменти към

обработвания детайл от необходимите страни при една установка;

– бърза смяна на обработвания детайл с цел намаляване на

спомагателното време;

– възможност за бързо базиране и закрепване върху самата машина,

с оглед съкращаване на времето за пренастройване на машината;

• конструкцията на приспособлението да е проста и да дава

възможност за използване на универсални елементи.

3.3.2. Анализ на изходните данни и приетото конструктивно

решение

Предназначението на приспособлението е да осигури необходимото

базиране и закрепване на детайла по време на обработката му върху

обработващ център МС 032

За пълното ориентиране на детайла са използвани 6 постоянни опори

като 3 са с назъбена глава, а останалите със сферична глава. Базирането на

заготовката се осъществява по черна база (технологичните издатъци и

вътрешно чело на детайла) като обработването се осъществява без

преустановяване. Закрепването се осъществява чрез един елементарен винтов

механизъм посредством планка притискаща детайла срещу две от опорите. За

подсилване на приспособлението и от гледна точка добра виброустойчивост

са използвани ребра, като вътрешните служат още и за водачи на

притискащата планка.

3.3.3. Определяне на необходимата закрепваща сила

Необходимата закрепваща сила се определя при най-тежкия режим на

работа, така че да се гарантира неизменното положение на детайла спрямо

базиращите елементи.

Най-тежкият режим при обработването на детайла е при свредловане

на отвор φ19. Осовата сила се изчислява по следната формула [2]:

Fyq

F ksDCF FF ....81,90 = , N,

където константата CF и степенните показатели са дадени в таблица VI.25.[2]

CF = 63qF = 1yF – 0,7

коефициентът kF = kmF и се отчита от таблица VI.5.[2]

kmF = 0,85

F0 = 9,81.63.191.o,350,7.0,85 = 4763,5 N

Тази осова сила се стреми да премести

(преплъзне) заготовката по установъчните

елементи [4]. Заготовката се осигурява срещу

преместване от силите на триене, които

възникват в участъците на контакта й с

установъчните елементи и закрепващото устройство(фиг.3). Съгласно това

условие, трябва да е изпълнено неравенството: F<Qf1 + Qf2, където f1 и f2 са

коефициенти на триене на заготовката със закрепващото устройство и

установъчните елементи. Тогава закрепващата сила ( )21

.

ff

FkQ

+= ,

където к е коефициент на сигурност определящ се по формулата:

к = к0.к1.к2.к3.к4.к5, където к0 = 1,5 – гарантиран коефициент на

сигурност;

к1 = 1,2 – коефициент, отчитащ състоянието на базиращата повърхнина;

к2 = 1,1 – коефициент, отчитащ увеличението на силата на рязане в

резултат износването на инструмента (таблица 7.3 [2]);

к3 = 1 – коефициент, отчитащ нарастването на силите на рчзане при

непрекъснато рязане;

к4 = 1,3 – коефициент, отчитащ вида на закрепващия механизъм;

к5 = 1 – коефициент, отчитащ наличието на въртящ момент, стремящ се

да завърти обработвания детайл.

к = 1,5 . 1,2 . 1,1 . 1 . 1,3 . 1 = 2,57

f1 – коефициент на триене между закрепващото устройство и детайла; f1

= 0,25

F

Q

f1

f2

фиг.3

f2 – коефициент на триене между детайла и установъчния елемент;

f2=0,26 за назъбени опори.

Коефициентите f1 и f2 се избират от таблица 7.4 [2]

144036,025,0

5,4763.57,2 =+

=Q N

3.3.4. Определяне на закрепващото устройство

Номиналният размер на винта се определя от израза [4]:

σQ

cd = ,

където с = 1,4 за основна метрична резба;

σ = 80÷ 100 МРа – напрежение на опън (натиск)

mmd 8,16100

144034,1 ==

Приемам стандартен диаметър М20

Необходимия момент на завиване за получаване на зададената сила се

определя от зависимостта [4]:

М = 0,2 . d . Q = 0,2 . 0,02 . 14403 = 57,6 Nm

Дължината на рамото необходима за получаване на момента за

завиване се определя от зависимостта:

mF

Ml

рабp ,≥ ,

където Fраб е силата на работника – приемам Fраб = 160 N

36,0160

6,57 =≥pl m

За притискащата планка е необходимо да се направи якостно

изчисляване на огъване, което би се получило под действието на

закрепващата сила.

За пресмятането е необходимо да се определят разрезните усилия и

огъващите моменти, а за застрашеното сечение и напрежението на опън.

5,72012

=== QFF BA N

за участък АС

00 =⇒=∑ xi Nx

∑ ==⇒= 5,72010 Azi FQz N

sFMM Ayc .0 =⇒=∑

My (0) = 0

My (89) = 612127,5 Nm

за участък СВ

00 =⇒=∑ xi Nx

∑ ==⇒= 5,7201.0 sFQz Bzi N

85mm 85mmC

A B

Q

CB

Qzs FA

NxMy

z

x

CA

QzsFA

NxMy

z

x

00 =⇒=∑ yc MM

My = 612127.5 Nmm

На фигура 4 е дадена

диаграмата на разрезните

усилия.

Огъващият момента Му е

най-голям в точката на

прилагане на закрепващата

сила, следователно

застрашеното сечение е в

точка С (фиг.5).

Напрежението на огъване се получава

по следната формула:

zJ

M

y

yx .=σ ,МРа ,

където Jy е главен инерционен момент [cm4] ;

Максималното напрежение се получава по:

y

yx W

M=σmax ,

където Wy e осовия съпротивителен момент, [cm3];

z

JW y

y max=

Получената стойност за maxσx трябва да е по-малка или равна от

допустимото напрежение за избрания материал/[σ] за стомана 40 е 600МРа./

[ ]σσ ≤xmax

12

. 3hbJ y = b = 2 cm h = 1,9 cm

43

14.112

9,1.2cmJ y ==

85mm 85mmC

A B

F=14403 N

Nx

Qz

My

7201,5 N

7201,5 N

612127.5 Nmm

фиг.4

см

см σx

maxσx

Qz

My

z

y

фиг.5

фиг.4

max z = 0,95 cm

32.195,0

14,1

maxcm

z

JW y

y ==

MPaW

M

y

yx 510

10.2,1

1,612

10.max

66=== −−σ

За избрания материал стомана 40 [σВ] = 600 МРа >510МРа

⇒ планката ще издържи с избраните размери.

3.3.5. Описание на работата на приспособлението

Приспособлението се установява към масата на обработващия център,

като ориентирането му се извършва чрез 3 цилиндрични палци (позиция 4 от

ПС 01.00.00 ЧС), които се базират по перпендикулярните канали на масата на

машината. Закрепването се осъществява посредством 4 винта М12х70 (поз. 5)

към резбовите отвори на масата.

Преди поставянето на детайла, масата заедно с приспособлението

трябва да бъде завъртяна на 90°, така че двете опори (поз. 15) да заемат най-

ниската точка. Детайлът се поставя на тези две опори като в последствие се

ориентира, така че да заеме положение, при което се опира до всичките 6

опори. Следва прилагане на закрепваща сила посредством навиване на

притискащия болт (поз.8) , който посредством планката (поз.6) притиска

детайла в 2 точки точно срещу 2 от опорите на плочата.

3.4. Съставяне на управляваща програма за обработване

на детайл “Тяло” върху СЕ 063.

Избраните точки за начало на работните координатни системи и

направленията на осите са показани в операционните схеми.

Програма O100 ;

N1 G28 U0 ;

N2 G28 W0 ;

N3 G50 X… Z… ; (в зависимост от настройката)

N4 G96 S200 M04 ;

N5 G50 S1200 ;

N6 G00 Z200. ;

N7 X200. ;

N8 M00 ;

N9 T0101 ;

N1S162 F55

N10 G00 X161. Z97.3 ;

N11 G01 X0 ;

N12 G00 Z99. ;

N13 X156 ;

N14 G01 W-56.7 ;

N15 G00 X157. ;

N16 X200. Z200. ;

N17 T0202 ;

N18 S261 F14 ;

N19 G00 X157. Z96.5 ;

N20 G01 X0 ;

N21 G00 X200. Z200. ;

N22 T0303 ;

N23 S160 ;

N24 G00 Z99. ;

N25 X0 ;

N26 G74 Z97.3 K8. F12 ;

N27 G00 Z99. ;

N28 X200. Z200. ;

N29 T0404 ;

N30 S146 F55 ;

N31 G00 X50. Z98. ;

N32 G71 P34 Q43 U-0.8 W-0.4 D2 ;

N33 G00 X96 ;

N34 G01 Z94.5 ;

N35 X90. ;

N36 Z90.5 ;

N37 X84. ;

N38 W-35.6 ;

N39 X72. W-10.4 ;

N40 W-9.5 ;

N41 X50. ;

N42 Z-1. ;

N43 G00 X48. Z98. ;

N44 X200. Z200. ;

N45 T0505 ;

N46 S288 F20 ;

N47 G00 X50. Z98. ;

N48 G70 P34 Q45 ;

N49 T0101 ;

N50 S162 F55 ;

N51 G00 X157. Z91.5 ;

N52 G01 X95. ;

N53 X92. Z93.8 ;

N54 X49. ;

Обръщане на детайла.

N55 G00 X152. Z95. ;

N56 G01 Z54. ;

N57 G00 X200. Z200. ;

N58 T0202 ;

N59 S261 F14 ;

N60 G00 X94. Z93. ;

N61 G01 X49. ;

N62 G00 X200. Z200. ;

N63 T0606 ;

N64 S120 F70 ;

N65 G00 X163. Z52. ;

N66 G01 X162. ;

N67 X157. Z57. ;

N68 Z73.85 ;

N69 M98 P200 L32 ;

N70 G00 X157. ;

N71 G01 W0.25 ;

N72 X92. ;

N73 Z57. ;

N74 X153. ;

N75 G00 X200. Z200. ;

N76 M99 P8 ;

Подпрограма О200

a. G01 U-1 ;

b. W-16.6 ;

c. U-1 ;

d. U16.6 ;

e. M99 ;

3.5. Технико-икономически анализ

Изборът на икономически най-изгоден технологичен вариант трябва да

се направи въз основа на задълбочен икономически анализ и сравнителна

оценка на икономическата му ефективност.

Достатъчно е да се следва принципа – да се анализират и сравнят само

тези разходи, които се изменят при преминаването от един технологичен

процес към друг. Сумата на тези разходи представлява технологичната

себестойност на изделието. За всеки от изброените технологични процеси се

определят технико-икономическите показатели и ефективността му. При

определяне на технологичната себестойност трябва да се има предвид,че част

от разходите зависят от годишния обем на продукцията и се изменят

правопропорционално на него (променливи разходи), а други не зависят от

годишното производство (постоянни разходи).

Поради липса на информация за цените на материалите,

инструментите, приспособленията, реалните разходи и др. сравнение на две

технологии не може да бъде направено. За това по-долу е изложена

необходимата методика за направата на технико-икономически анализ.

• Технологичната себестойност се определя от израза:

Ст = Рм + Рз +Ре +Рпи , лв. за детайл;

където Рм са разходите за материали, лв.;

Рз – разходите за работна заплата, лв.;

Ре – разходите за експлоатация на работното място, лв.;

Рпи – разходите за приспособления и инструменти

• Разходите за материал се определят по формулата:

Рм = Gз . Цз – (Gз – Gд) . Цот, лв. за детайл;

където Gз е масата на заготовката, кg;

Цз – цената на заготовката, лв. за кg;

Gд – масата на детайла, кg;

Цот – цената на отпадъците, лв. за кg.

• Разходите за работна заплата се определят по формулата:

60

..25,1. к

мм

нЧз

Т

к

кСP + , лв. за детайл,

където СЧ е часовата тарифна ставка за съответния разряд;

кн – коефициент на заплатата на настройчика;

кмм – коефициент на многомашинно обслужване;

Тк – калкулационната норма на времето;

1,25 – коефициент на допълнително заплащане и отчисления за

обществено осигуряване.

• Разходите за експлоатация на работното място, падащи се на един

детайл се определят по израза:

60. ед

едс

ТРР = , лв. за детайл;

където Ред са часовите разходи за експлоатация на работното място

• Разходите за приспособления и инструменти се определят от:

100..5,0

N

СР еи

пи = , лв. за детайл,

където Сеи е първоначална стойност на приспособленията и инструментите;

N – годишна програма.

• Сравняването на вариантите приключва с определянето на

икономическия ефект Ие от внедряването на по-изгодния от тях:

Ие = (С1 – С2) . N, лв.;

където С1 и С2 са технологичните себестойности на различаващите се части

от сравняваните варианти, лв. за детайл.

Използвана литература

1.Велчев С., Русев К. Режими на рязане и инструменти за струговане

– справочник, Русе, 1991г.

2.Гатев Г. и др. Ръководство за курсово проектиране по технология на

машиностроенето, София, Техника,1980г.

3.Гатев Г., Ненов Г. Специален курс по технология на

машиностроенето, Русе, 1996г.

4. Замфиров И., Технологична екипировка, Русе, 1996г.

5. Замфиров И., Ръководство по технологична екипировка, Русе, 1994г

6.Любенов А. и др. Металорежещи машини – справочник, София,

Техника, 1989г.

7. Монахов Г. А. Обработка металлов резанием, Москва, 1976г.

8. Патарински П. Технология на машиностроенето, I том, София,

Техника, 1975г.

9.Пашов Ст. Справочник на технолога по механична обработка, I том,

София, Техника, 1990г.

10. Пашов Ст.Справочник на технолога по механична

обработка, II том, София, Техника, 1990г.

11. Петров П. и др. Машинни елементи – курсово проектиране,

София, Техника, 1984г.

12. Русева Сл. и др. Справочник по конструкторска

документация, София, Техника, 1998г.

13. Христов Д и др. Пресмятане и конструиране на машинни

елементи, София, Техника, 1980г.

14. Градинаров А. Металолеене, Русе, 1985г.

15. Белькевич Б, и др. Справочное пособие технология

машиностроительного завода

16. Михайлов Р., Ръководство за програмиране обработката

върху обработващ център МС 032. С., Техника, 1985г.

Съдържание

3.1. Литературен обзор........................................................................................... 1

3.1.1. Тръбопроводна арматура........................................................................ 2

3.1.2. Корпусни детайли.................................................................................... 4

3.1.3. Основни етапи в технологичния процес за обработка на

корпусни детайли.................................................................................................... 6

3.1.4. Технологична подготовка за обработване на детайли

върху металорежещи машини с ЦПУ.................................................................. 8

3.1.5. Етапи при проектиране на технологичен процес за

обработване на детайли върху МРМ с ЦПУ......................................................10

3.2. Проектиране на технологичния процес...................................................... 13

3.2.1. Анализ на технологичността на детайла............................................ 13

3.2.1.1.Рационалност на конфигурацията на детайла........................... 13

3.2.1.2.Точност на размерите и грапавост на повърхнините................ 14

3.2.1.3.Точност на формата и взаимното разположение на детайлите..17

3.2.2. Проектиране на технология за изработване на детайл “Tĕleso”....... 17

3.2.2.1. Избор на заготовка........................................................................ 17

3.2.2.2. Избор на технологични бази.........................................................18

3.2.2.3. Проектиране на технологичен маршрут за

обработване на детайл “Tĕleso”...........................................................................19

3.2.2.4. Последователност на обработване на повърхнините.................20


размерите на заготовките.....................................................................................22

3.2.2.6. Избор на машините........................................................................29

3.2.2.7. Избор на инструменти...................................................................30

3.2.3.Проектиране на технология за обработване на детайл “Тяло”...........32

3.2.3.1. Избор на заготовка.........................................................................32

3.2.3.2. Избор на бази..................................................................................32

3.2.3.3. Проектиране на технологичен маршрут за

обработване на детайл “Тяло”.............................................................................33

3.2.3.4. Последователност на обработване на повърхнините.................34

Приложение

Списък на използваните металорежещи инструменти за обработване

на детайл “Tĕleso”

№ в

магазина

Наименование на

инструмента

Означение

Т01Остъргваща глава

SANDVIK CoromantPCGNL 25CA-19

пластина CNMG 160616-MRТ02

Остъргваща главаSANDVIK Coromant

PCGNL 25CA-19пластина CNMG 160616-MR

Т03 Фреза челно-цилиндрична за грубо обработване

SANDVIK CoromantR290.90-050Q22-15M

пластина R290.90-15.04M-WMТ04 Фреза челно-цилиндрична за

чисто обработванеSANDVIK Coromant

R282.2-080-50пластина BPEX 1504 PD

Т05 Центрово свредло пересто φ10СТ на СИВ 839-78

Т06 Винтово свредло с конусна опашка

φ19БДС 978-78

Т07 Вътрешно обстъргващ нож NIKKENBF120-16x32x30

Т08 Винтово свредло с конусна опашка

φ19БДС 978-78

Т09 Вътрешно обстъргващ нож NIKKENBF120-16x32x30

Т10 Фреза дискова φ80БДС146508788

Т11 БорщангаТ12 Фреза за метрична резба φ80 тип”А”

ОН-04 66646-75Т13 Винтово свредло с конусна

опашкаφ16,25

БДС 978-78Т14 Зенкер цилиндричен с

конусна опашкаφ18

СТ на СИВ 841-78Т15 Фреза опашкова челно-

цилиндричнаφ32 тип”N”

БДС 4021-81Т16 Вътрешно обстъргващ нож NIKKEN

BF120-16x32x30Т17 Метчик машинен за

метрична резбатип”С” М20х1,5

СТ на СИВ 571-77 Т18 Зенкер челен специален

Списък на използваните металорежещи инструменти за обработване

на детайл “Тяло”

№ в

магазина

Наименование на

инструмента

Означение

Т01 Нож стругарски проходен PCLNR 202012пластина CNMM 120408

Т02 Нож стругарски проходен PDJNR 252515пластина DNMM 150608

Т03 Свредло със сменяеми твърдосплавни пластини

φ48пластина WCMX080412

Т04 Нож стругарски разстъргващ PCLNR 202012пластина CNMM 120408

Т05 Нож стругарски разстъргващ PDJNR 252515пластина DNMM 150608

Т06 Нож канален SANDVIK CoromantR151.23-2525-50

пластина N151.2-600-50-5PТ01 Центрово свредло пересто φ10

СТ на СИВ 839-78Т02 Винтово свредло с конусна

опашкаφ19

БДС 978-78Т03 Винтово свредло с конусна

опашкаφ9

БДС 978-78Т04 Метчик машинен за

метрична резбатип”С” М10

СТ на СИВ 571-77 Т05 Фреза челно-цилиндрична за

грубо обработванеSANDVIK CoromantR290.90-063Q22-15M

пластина R290.90-15.04M-WMТ06 Винтово свредло с конусна

опашкаφ19,5

БДС 978-78Т07 Фреза опашкова челно-

цилиндричнаφ24 тип”N”

БДС 4021-81Т08 Винтово свредло с конусна

опашкаφ16,5


метрична резбатип”С” М24х1,5

СТ на СИВ 571-77 Т16 Винтово свредло с конусна

опашкаφ7


метрична резбатип”С” М8

СТ на СИВ 571-77

Проектиране на технологичен процес

Documents