Технологические процессы механической обработки детали «Корпус 8009» на универсальных станках и станках с ЧПУ и их сравнительный анализ

    Оглавление
    Введение	5
     1	Исходные данные по ВКР	7
     1.1	Обзор и анализ способов получения заготовки и обоснование выбранного способа	7
     1.2	Современные станки с ЧПУ	11
     1.2.1	Станок сверлильно-фрезерно-расточный токарный с ЧПУ модели 400V…………………………………………………………………12
     1.2.2	Станок сверлильно-фрезерно-расточной с ЧПУ модели 500VS…………………………………………………………………………15
     2	Перечень подлежащих разработке вопросов	20
     2.1	Обзор и анализ научно-технической информации	20
     2.2	Технологический раздел	22
     2.2.1	Анализ конструкции детали с точки зрения технологичности при заданной программе. Расчет такта выпуска, определение типа производства	22
     2.2.2	Анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали «Корпус 8009»	28
     2.2.3	Обоснование выбора черновых и чистовых технологических баз	28
     2.2.3.1	Выбор черновых баз	29
     2.2.3.2	Выбор чистовых баз	30
     2.2.4	Обоснование принятого технологического процесса	31
     2.2.5	Обоснование выбора оборудования и вспомогательного инструмента………………………………………………………………….32
     2.2.6	Расчёт операционных припусков и размеров	34
    
    
    
     2.2.6.1	Расчет припусков для размера 22±0,5.	34
     2.2.6.2	Расчет припусков для размера ?114H11(+0,22)	38
     2.2.7	Расчет операционных размеров	43
     2.2.8	Расчет режимов резания	45
     2.2.8	Нормирование операции	47
     2.2.9	Расчёт ожидаемой суммарной погрешности производится для обработки цилиндрической поверхности отверстия ?54,5H9	50
     2.2.10	Определение загрузки станков и требуемого количества оборудования………………………………………………………………..52
     2.3	Конструкторская часть	54
     2.3.1	Станочное приспособление	54
     2.3.1.1	Описание конструкции	54
     2.3.1.2	Силовой расчет	54
     2.3.2	Контрольное приспособление	57
     2.3.2.1	Варианты контроля контролируемого параметра	57
     2.3.2.2	Описание конструкции	58
     2.3.2.3	Точностной расчет	59
     2.4	Организационно-экономический раздел	60
     2.4.1	Исходные данные	60
     2.4.2	Расчет необходимого количества технологического оборудования и коэффициента загрузки	71
     2.4.3	Труд и заработная плата	75
     2.4.3.1	Расчет численности промышленно-производственного персонала (ППП)…………………………………………………………….75
     2.4.3.3	Система оплаты труда и расчет заработной платы работников…………………………………………………………………..78
     2.4.4	Стоимость основных производственных фондов	81
     2.4.4.1	Стоимость технологического оборудования	81
     2.4.4.2	Расчет стоимости производственного инструмента	84
     2.4.4.3	Расчет стоимости приспособлений	91
     2.4.5	Технико-экономическое сравнение вариантов обработки…………………………………………………………………….96
     2.4.5.1	Затраты на основные материалы	97
     2.4.5.2	Величина основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих	97
     2.4.5.3	Амортизация оборудования	98
     2.4.6	Затраты на электроэнергию	100
     2.4.7	Калькуляция технологической себестоимости	101
     2.5	Безопасность жизнедеятельности на производстве	102
     2.5.1	Правовые основы охраны труда в РФ в сфере машиностроительного производства.	103
     2.5.2	Анализ производственного травматизма механического участка. Основные мероприятия по его снижению.	106
     2.5.2.1	Анализ производственного травматизма	106
     2.5.2.2	Снижение и средства защиты от травматизма.	110
     2.5.3	Нормирование содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны механического участка.	111
     Приложение Б (Библиографический список)	116
    
    Введение
    
    Основным направлением развития машиностроения является обеспечение требуемого качества продукции при необходимом размере выпуска при одновременном снижении трудовых и материальных затрат. Это обеспечивается путем совершенствования существующих и внедрение новых видов оборудования и технологических процессов, средств их механизации и автоматизации, а также улучшения организации и управления производством в соответствии с типом производства.
    Предметом технологии машиностроения является учение об изготовлении машин заданного качества в установленном программой выпуска количестве при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда, облегченного в максимальной степени и безопасного.
     В проекте требуется спроектировать технологический процесс изготовления детали «Корпус 8009».
    Целью работы является сравнение технологических процессов разработанных на станках с ЧПУ и универсальных станках. Провести сравнительный анализ технологических процессов, что бы обеспечит наиболее выгодную себестоимость изготовления детали. 
    Любое предприятие стремиться увеличить производительность труда, затратив при этом как можно меньше средств. 
    Сформулированная тема выпускной квалификационной работы включает в себя разработку технологического процесса на деталь "Корпус 8009" на универсальных станках и станках ЧПУ  и предполагает выполнение основных разделов: технологического раздела и конструкторского раздела. Так же следует выполнить  сравнительный анализ технологических процессов для выявления более выгодной с точки зрения себестоимости детали.
    Тема является актуальной, так как она связана с рядом решения важных проблем, таких как снижение трудоемкости обработки, улучшением условий труда, повышением качества и однородности продукции.
      Так же разрабатывается дополнительно станочное приспособление для механической обработки детали, а также  для  её контроля.
    Основными задачами данной выпускной квалификационной раблты являются:
     разработка двух технологических процессов и выбор наиболее рационального технологического процесса механической обработки детали «Корпус 8009»;
     разработка станочного и контрольного приспособления;
     оформление карты наладки для настройки станков осуществляющих обработку детали;
     провести необходимые технологические, конструкторские и экономические расчеты, подтверждающие получение необходимых параметров.
    Таким образом, данную тему можно считать актуальной, современной и полезной для современного производства.
     
    Исходные данные по ВКР
    Обзор и анализ способов получения заготовки и обоснование выбранного способа
     Заготовка для детали «Корпус 8009» изготавливается из  деформируемого алюминиевого сплава АК7ч. Его механические свойства и химический состав приведёны в таблицах 1.1 и 1.2.
     
     Таблица 1.1- Механические свойства сплава АК7ч
    
    Таблица 1.2- Химический состав сплава АК7ч
     
     Достоинства – высокая прочность и высокая сопротивляемость коррозии.
     Недостатки сплава – пониженная жаропрочность.
     Данный сплав подходит для изготовления заготовок только методом литья.
     Технологические свойства сплава АК7ч:
       температура плавления сплава - 570 0С;
       нагрев под закалку при 535±5 0С в течение 2…6 часов, охлаждение в воде с температурой 20…100 0С, искусственное старение при 150±5 0С в течение 1…3 часов;
      обрабатываемость резанием удовлетворительная.
    В настоящее время существует множество различных методов литья. От самого примитивного и не требующего особых затрат, литья в землю до точного литья, способного в некоторых случаях исключить  лезвийную обработку.
    	Но так как данная деталь не является ответственным изделием и не требует высокой точности и чистоты поверхности, то следует остановиться на двух методах: литье в землю и литье в кокиль.
    	Литье в кокиль применяется в серийном и крупносерийном производствах, для получения отливок с достаточно высокой точностью и шероховатостью поверхности. Литьем в кокиль получают сложные по конфигурации детали, небольших размеров и массы. Рассматриваемый метод требует подготовки металлической формы, что связано с немалыми финансовыми затратами. Он характеризуется  трудоемкостью т.к. требует специального инструмента и оснастки. 
    	Литье в землю технологично, дешево, не требует наличия пресс - формы. Конфигурация детали получается как копия деревянной модели, которая помещается в песчаные формы. Метод не требует изготовления металлических стержней, в отличие от предыдущего. К недостаткам метода можно отнести необходимость разрушать форму после получения каждой детали.
    Литье под давлением является самым производительным способом изготовления тонкостенных деталей сложной конфигурации. Процесс литья заключается в заливке расплавленного металла в камеру сжатия машины и последующем выталкивании его через литниковую систему в полость металлической формы, которая заполняется под давлением. Заполнение полости происходит при высокой скорости впуска металла, которая обеспечивает высокую кинетическую энергию, поступающего в форму металла.
    Данный метод литья имеет очень высокую производительность, отсутствует расход металла на литники, прибыли, выпоры, а так же высокая точность и чистота поверхности. К недостаткам же относятся высокая стоимость, ограниченность номенклатуры по материалу (легкоплавкие металлы) и массе,  невозможно получать изделия с внутренними полостями и сложной поверхностью. 
    О целесообразности определённого вида заготовки можно говорить после расчёта технологической себестоимости детали, по сравниваемым вариантам. Предпочтение следует отдать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали.
    Стоимость заготовок, получаемых такими методами, как литье в кокиль и литье в землю с достаточной степенью точности можно определить по формуле /2/:
    ,               (1.1)
    где Сi - базовая себестоимость 1 тонны заготовок, руб./2/;
         kТ ; kС ; kВ ; kМ ; kП - коэффициенты, зависящие от степени точности, группы сложности, массы, марки материала и объёма производства заготовок/2/;
         Sотх. - цена 1 тонны отходов, руб.;
         Q; q  масса заготовки и детали соответственно, 
    Сопоставление вариантов получения заготовок приводится в таблице 1.3.
    
    
    
    
    
    
    Таблица 1.3 - Сводная таблица данных для сопоставления вариантов получения заготовок 
    
    Используя формулу (1.1), получают стоимость заготовки, изготовляемой литьём в кокиль:
    
    Стоимость заготовки, изготовленной литьём в землю:
    
    Таким образом, исходя из экономических показателей, выгоднее получать заготовку литьём в кокиль.
    Годовой экономический эффект для сопоставленных способов получения заготовки определится по формуле /2/:
                                        ,                               (1.2)
    где N – программа выпуска, штук.
    Исходя из приведенных соображений, можно сделать вывод, что для нашей, достаточно простой по конфигурации детали, с довольно значительными размерами наиболее подходит метод литья в землю. Учитывая серийность производства, следует применять метод ручной формовки. Шероховатость поверхности большого значения иметь не будет, так как ответственные поверхности будут дополнительно подвергаться механической обработке, а для остальных качество поверхности не имеет значения. 
     Важным показателем метода получения заготовки является коэффициент использования материала КИМ, который рассчитывается по формуле:
          ,                                           (1.3)
      (1.4)
     
     где mдет - масса детали;
     mзаг – масса заготовки
     
    Современные станки с ЧПУ
    
    Для обработки детали “Корпус 8009”, условиях единичного и мелкосерийного производства применяют универсальные станки и станки с ЧПУ. Предприятий, выпускающих современные станки с ЧПУ много. Одно из таких предприятий ОАО "Стерлитамакский станкостроительный завод"/12/.
    Станкостроительный завод - один из крупнейших предприятий производящий металлорежущее оборудование в России, признанный лидер производящий универсальные станки, сверлильные станки, обрабатывающие центры, фрезерные станки с ЧПУ и токарные станки с ЧПУ. У нас вы можете купить станок для самых разных отраслей промышленности.
    Приоритетными направлениями в разработке и проектировании являются: 
     обрабатывающие центры;
     фрезерно - расточные станки с ЧПУ;
     токарные станки с ЧПУ;
     универсальные станки;
     специальные сверлильные станки, в том числе многошпиндельные;
     универсальные станки, сверлильные станки и фрезерные станки, в том числе настольные.
    Станки предприятия обеспечивает высокую производительность и гарантированное качество, стабильную точность, высокоэффективные методы труда, широкие технологические возможности, оптимальное использование свойств современного режущего инструмента.
     Станок сверлильно-фрезерно-расточный токарный с ЧПУ модели 400V
    Станок многофункциональный сверлилъно-фрезерно-расточный токарный с автоматической сменой инструмента (АСИ) и числовым программным управлением (ЧПУ) модели 400V (рисунок 1.1) предназначен для комбинированной обработки деталей различной сложности в контурном варианте. Область применения: машиностроительные предприятия различных отраслей промышленности.
    Технические характеристики станка представлены в таблице 1.4.
    
    
    Достоинства станка:
    -Возможность проведения сверлильных, фрезерных, расточных и токарных, резьбонарезных работ на одном станке;
    - трехосевая обработка (рисунок 1.2);
    -комплектующие изделия высокого качества.
    Недостатки:
    -Высокая стоимость;
    -Отсутствие наклонно-поворотного стола.
     
    Рисунок 1.1 – Станок сверлильно-фрезерно-расточный токарный с ЧПУ модели 400V
    
    Перемещения по осям:
    - ось X - вертикальное перемещение шпиндельной бабки;
    - ось Y - поперечное перемещение колонны;
    - ось Z - продольное перемещение стола.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Рисунок 1.2 – Перемещения по осям станка 400V
    Таблица 1.4 – Техническая  характеристика сверлильно-фрезерно-расточный токарный с ЧПУ модели 400V
    
     
    
    
    Продолжение таблицы 1.4
    
     Станок сверлильно-фрезерно-расточной с ЧПУ модели 500VS
    Станок сверлильно-фрезерно-расточной 500VS (рисунок 1.3) предназначен для комплексной обработки деталей из различных конструкционных материалов в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. Имеет возможность токарной обработки. Выполняет операции наружного и внутреннего точения, сверления, зенкерования, развертывания, получистового и чистового растачивания отверстий, нарезания резьбы метчиками и фрезами, фрезерования.
    Область применения станка сверлильно-фрезерно-расточного 500VS: машиностроительные предприятия различных отраслей промышленности.
    Технические характеристики приведены в таблице 1.5
    
    Таблица 1.5 – Техническая  характеристика станка модели 500VS
    
    Продолжение таблицы 1.5
    
    Достоинства станка:
    -Возможность проведения сверлильных, фрезерных, расточных и токарных (внутреннее и наружное точение), резьбонарезных работ на одном станке;
    - пятиосевая обработка (рисунок 1.4);
    - наличие наклонно-поворотного стола;
    - число одновременно управляемых осей координат;
    - высокая скорость перемещения по координатам;
    -комплектующие изделия высокого качества.
    Недостатки:
    -стоимость.
    
    Рисунок 1.3 - Станок сверлильно-фрезерно-расточный с ЧПУ модели 500VS
    
    
    
    
    
    
    
    
    Рисунок 1.4 Перемещения по осям станка модели 500VS
    Перемещения по осям:
    - ось X - продольное перемещение стола;
    - ось Y - вертикальное перемещение шпиндельной бабки;
     - ось Z - поперечное перемещение колонны;
     - ось А – наклон стола;
     - ось С – вращение стола.
    
     
     
     
     
     
     
     
     Перечень подлежащих разработке вопросов
    Обзор и анализ научно-технической информации
    Конструкция фрез.
    По конструкции фрезы делятся на три группы:  цельные, составные и сборные. Цельные фрезы изготовляют полностью из инструментального материала. Составные фрезы состоят из инструментального материала (режущая часть), а приваренный к ней хвостовик из конструкционной стали. Также к составным относятся  фрезы, у которых зубья состоят из пластин, которые изготовлены из инструментального материала и припаяны  к корпусу фрезы. У сборных, зубья закрепляют в корпусе механически при помощи крепежных элементов. 
    Режущий элемент фрезы - это зуб,  представляющий из себя резец с напаянной  пластинкой или монолитной пластинкой.
    Число зубьев должно быть по возможности должно быть как можно больше, так как от него пропорционально зависит минутная подача, то есть производительность обработки. Зубья должны быть прочными, а расстояние, форма и шероховатость должны обеспечивать отвод стружки. Число и размещение, а также их геометрия должны обеспечивать равномерную работу без значительных вибраций.
    Вибрации.
     Для обеспечения минимальной вибраций, следует изготавливать фрезы с неравномерным шагом зубьев. Так же угол наклона стружечных канавок должен обеспечивать плавную работу фрезы и требуемое направление отвода стружки.
    При чрезмерной вибрации возможны следующие причины и методы их устранения:
     Большой вылет инструмента
    Уменьшить вылет инструмента; выбрать фрезу с крупным неравномерным шагом и с углом в плане 45° для обеспечения баланса осевой и радиальной составляющих силы резания. Так же следует увеличить подачу на зуб.
     Недостаточная жесткость закрепления.
    Требуется определить направление сил резания и расположить в соответствии с этим опорные элементы крепления.
Либо снизить силы резания за счет уменьшения глубины резания.
     Большой вылет инструмента.
Уменьшить вылет или выбрать фрезу с крупным неравномерным шагом.
     Неравномерность подачи.
При неравномерной подаче нужно попробовать встречное фрезерование.
    Шероховатость.
    При высоких требованиях к шероховатости и к точности размеров должна обеспечиваться высокая размерная стойкость инструмента за счет применения фрез с регулируемым расстоянием между режущими кромками (для дисковых трехсторонних фрез).
    Не маловажным критерием является  выбор способа установки и закрепления фрезы, которое обеспечит минимальное биение зубьев, высокую прочность и жесткость.
    Так же  фактором, влияющим на шероховатость поверхности, является неточность радиусов режущих кромок лезвий. Погрешность расположения режущих кромок фрезы можно устранить путем прифуговки лезвий (выравнивание по одной линии вершин зубьев посредством их срезания) и применение гидравлического способа крепления фрезы на шпинделе станка.
    Технологический раздел
     Анализ конструкции детали с точки зрения технологичности при заданной программе. Расчет такта выпуска, определение типа производства
    Деталь «Корпус 8009» является базовой и служит основой для закрепления некоторых деталей. Они выполняют свои определенные функции и представляют собой отдельный сборочный узел изделия. Технологические требования к детали «Корпус 8009» состоят в необходимости получить: наружные и внутренние поверхности, используемые при работе данной детали, с требуемой точностью и шероховатостью; точные межосевые расстояния отверстий; точное взаимное расположение отверстий и поверхностей детали.
    Деталь «Корпус 8009» изготавливается из сплава алюминия АК-9ч  ГОСТ 1583-93 /13/  литьем в песчаные формы, поэтому конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.
    Механическая обработка данной детали затруднений не представляет. Имеются операции по обработке отверстий (сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы, растачивание) и также операции фрезерования, внутреннего и наружного точения.
    В целом  деталь «Корпус 8009» ТПЖА.731346.009 достаточно технологична.Тип производства определяется по коэффициенту серийности, который находится по формуле 3.1.
                                 ,                                               (3.1)
    где tB – величина такта выпуска;
    TШТср – среднее штучное время.
    Термообработка заготовки Т5 – закалка и кратковременное искусственное старение.
Такт выпуска рассчитывается по формуле 3.2
    	                                           ,		                       (3.2)
    где F - действительный годовой фонд времени работы оборудования, F = 2030 часов (количество рабочих смен в сутки равно 1);
    N - годовая программа выпуска, N = 150 штук.
    
    Среднее штучное время определяется по формуле 3.3.
    	                                                                      (3.3)
    где ТШТi – штучное время на каждой операции;
    n – число операций.
     
    Основное время на каждой операции определяется по формулам. Значения приведены в таблице 3.1.
    
    Таблица 3.1 – Определение основного и штучного времени 
    продолжение таблицы 3.1
    
    
    продолжение таблицы 3.1
    
    продолжение таблицы 3.1

    где l - длина пути резания, мм;
    d- диаметр обрабатываемой детали, мм;
    - коэффициент:
    для сверлильной операции – 1,3
    для фрезерных операций – 1,51
    для токарных операций – 1,41
    У каждой операции выбирается лимитирующая позиция и суммируется. Тогда,
    
    Тогда по формуле 3.3 определяется среднее штучное время;
    
    Тогда коэффициент серийности определяется по формуле 3.1:
    
    Т.к. коэффициент серийности Кс больше 40, то производство единичное.
    По формуле 3.4 определяется размер производственной партии:
                                                  (3.4)
    ,где N - годовая программа выпуска деталей, шт.;
    a - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей;
    F - число рабочих дней в году
    
    В производственной партии 2 детали.
    Важнейшие особенности этого типа производства:
     многономенклатурность выпускаемой продукции;
      применение специальных станков, универсального оборудования и станков с ЧПУ
     использование универсальной технологической оснастки;
     наличие большого объема ручных сборочных и доводочных операций;
     преимущественная численность высококвалифицированных рабочих-универсалов;
     нецелесообразность, автоматизации процессов контроля качества изделий.
     Анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали «Корпус 8009»
    
    Качество изготовления продукции определяется совокупностью свойств процесса ее изготовления, соответствием этого процесса и его результатов установленным требованиям. Основными производственными факторами являются качество оборудования  и инструмента, физико-химические, механические и другие свойства исходных материалов и заготовок, совершенство разработанного технологического процесса и качество выполнения обработки и контроля.
    В   машиностроении   показатели  качества изделий весьма тесно связаны с точностью  обработки   деталей машин. Полученные при обработке размер, форма и расположение элементарных поверхностей определяют технические параметры продукции, влияющие на ее качество, надежность и экономические показатели производства и эксплуатации.
    Производится анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали «Корпус 8009».
    На первых операциях технологического процесса помимо прочих, производится обработка поверхностей, используемых в качестве чистовых баз на последующих операциях, а именно обработка базовых поверхностей и обработка четырех отверстий, два из которых под пальцы. Обработка двух отверстий под пальцы предполагает сверление и развертывание. Необходимая шероховатость данных поверхностей – Ra = 1,6 мкм. 
     Обоснование выбора черновых и чистовых технологических баз
    При механической обработке заготовок на станках требуется определить положение детали, сориентировать ее относительно режущего инструмента и станка. Данная задача решается назначением соответствующих баз, которые делятся на черновые и чистовые базы.
      Выбор черновых баз
    При выборе черновых баз следует учитывать несколько основных правил:
         черновые базовые поверхности должны быть использованы только один раз, обеспечив получение чистовых базовых поверхностей; 
         черновые базирующие поверхности должны иметь достаточные размеры для обеспечения устойчивой установки с максимальной жесткостью;
         черновые базирующие поверхности должны быть по возможности ровными и чистыми, не иметь литников, облоя и дефектов.
         Поверхности, принимаемые за черновые базы, должны иметь наиболее точное расположение в заготовке относительно других поверхностей.
         Для корпусных деталей, как правило, в качестве черновых баз принимаются поверхности, остающиеся в "черном" виде, так как в этом случае обработанные поверхности будут иметь минимальное смещение относительно обработанных.
         С учетом вышеперечисленных требований в качестве черновых баз (рисунок 3.1)  для данной заготовки выбираются нижняя поверхность заготовки  (Операция105, технологического процесса обработки детали «Корпус 8009»). Эта поверхность оказывает минимальное влияние на точность изготовления детали.
    
    Рисунок 3.1 – Схема черновых баз
      Выбор чистовых баз
    При выборе чистовых баз также следует соблюдать правила:
     в качестве установочных баз должны быть использованы поверхности, от которых координируются размеры (принцип совмещения баз);
     на всех операциях нужно использовать одни и те же базовые поверхности (принцип постоянства баз);
     в качестве чистовых установочных баз использовать только обработанные поверхности и желательно более точные.
    
    Рисунок 3.2 – Схема первого комплекта чистовых баз
    
    Рисунок3.3 – Схема базирования детали
    
    С учетом выше перечисленных требований при дальнейшей обработке (кроме 130 операции) деталь базируется на два пальца (цилиндрический и ромбический) и на отфрезерованную поверхность, т.к. от нее указываются все основные размеры и имеет наибольшую поверхность опоры. На рисунке3.2 и3.3 представлено  расположение чистовых баз и базирования детали.
     Обоснование принятого технологического процесса
    При разработке технологического процесса механической обработки можно выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки и большое разнообразие станков позволяют создать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление деталей, полностью отвечающих требованию чертежа.
    Технологический процесс разработан в соответствии со спецификой данного оборудования. Технологические базы выбираются таким образом, чтобы из нескольких предложенных вариантов базирования выбирался тот, который обеспечивает минимальную погрешность  установки.
    Этапы выполнения операций выполнены на основе правил выполнения этапов операций:
     Заготовительная
     Термическая обработка
     Предварительная обработка (черновая IT12-15)
     Получистовая обработка (IT10-11)
     Получистовая обработка (IT8-9)
     Чистовая обработка (IT6-7).
    Технологический процесс выполнен в  соответствии с общими правилами составлении маршрута обработки детали. Обработаны чистовые базы и базы, от которых заданы наибольшее количество размеров. Последовательность обработки выполнена по правилу: чем точнее, тем позднее. 
     Обоснование выбора оборудования и вспомогательного инструмента
    Выбор оборудования и вспомогательного инструмента производится уже после того, как каждая операция предварительно разработана. Это значит, что намечены, выбраны или определены метод обработки поверхностей, точность и классы чистоты поверхностей, припуски на обработку, режущий инструмент, тип производства.
    При изготовлении заданной детали в соответствии с годовой программой выпуска детали необходимо произвести подбор соответствующего оборудования для обработки детали. 
    Признаки выбора станков:
     габариты детали
     требуемая мощность
     требуемая мощность обработки 
    Для единичного производства выбираются универсальные станки и универсальная технологическая оснастка, а не специальные из-за малого объема выпуска одинаковых изделий.
    Разнообразная номенклатура делает единичное производство более мобильным и приспособленным к условиям колебания спроса на готовую продукцию. 
    В целях уменьшения номенклатуры используют на похожих операциях один станок, например при фрезеровании на 130 операции можно использовать станок меньшей мощности и размеров, но т.к. ранее (110 операция) использовался станок вертикально-фрезерный 6Р12, выбирается именно он. Даже если не выполняются 3 признака по выбору станков. 
    Для режущего  инструмента при обработке АК7ч используются быстрорежущие стали. Наиболее распространенная и широко применяемая марка быстрорежущей стали — Р6М5. В данной работе из нее  изготовлены сверла, зенковки, развертки, цековки и метчики. 
    Остальной инструмент (резцы, фрезы) применяется из  твердого  сплава на основе вольфрама  ВК.
    Черновая и получистовая обработка (точение, фрезерование и растачивание) производиться сплавом ВК6. Сплавом ВК4 производиться получистовая обработка (точение и растачивание). Сплавом ВК3 производиться чистовая и окончательная обработка (растачивание).
    Вспомогательные инструменты служат для соединения, режущих инструментов со шпинделями станков или суппортами. Вспомогательными инструментами являются оправки различного назначения, переходные втулки и патроны для закрепления режущих инструментов.
    Для фрезерных станков используются оправки и распорные втулки.
    Для сверлильных: патроны цанговые, быстросменные, плавающие; цанги;  втулки переходные, быстросменные, регулируемые.
     Для токарных: борштанга.
     Расчёт операционных припусков и размеров
     При проектировании технологического процесса механической обработки допустимо установить оптимальную величину слоя металла, который обеспечивает заданную точность и качество поверхности. Под припуском понимается слой металла, удаляемый с поверхности заготовки с целью достижения заданных свойств и точности обработанной поверхности.
     Знание припусков и допусков на размеры устанавливает промежуточные и операционные размеры, поэтому правильный выбор припуска играет большую роль при разработке технологического процесса. Увеличение размера припуска ведет к увеличению расхода материала, введение дополнительных технологических переходов – все это увеличивает трудоемкость и повышает себестоимость детали. Уменьшение припуска не дает возможности удалить дефектный слой металла, достигнуть заданной точности, шероховатости.
      Расчет припусков для размера 22±0,5.
    1) Результаты расчета сведены в таблицу 3.2, схема расположения припусков и полей допусков при обработке поверхности показана на рисунке 3.4.
    Величина допуска заготовки зависит от выбранного способа ее получения и точности заготовки. Согласно (/5/, табл.А.1), для заготовки 8 класса размерной точности, допуск на данный размер составляет 1,1 мм, поэтому предельные отклонения на размер составляют ±0,55 мм.
    Поскольку размер выдерживается от необработанной поверхности, допуск должен быть не меньше 6Rzзаг=1200мкм. Допуск готовой детали составляет 1000мкм.
    2) Качество и шероховатость поверхности заготовки (Rz+h) определяются величиной 400 мкм (/5/, табл.Б.3). Глубина дефектного слоя, получаемого при механической обработке алюминиевого сплава, крайне мала, и ею пренебрегают, h=0.
    3) Минимальное значение припуска  определяется по формуле 3.5.
    		           .                             (3.5)
    Величина пространственного отклонения  определяется по формуле (3.6)
                                    ,                            (3.6)
    где ?к- удельная кривизна заготовки, для фрезерования применяется 0,7;
    В-ширина
    L-длина                        
    
    Величина остаточных пространственных отклонений  определяется по формуле (3.7)
    ,                                         (3.7)
    где Ку- коэффициент уточнения формы, при фрезеровании равен 0,05
    
    Погрешность установки  определяется как сумма погрешностей базирования и закрепления. Погрешность базирования . При установке на пластины и пальцы при закреплении детали механическим приводом погрешность закрепления на опоры составляет (/5/, табл.Д.3).
    Тогда
    мкм.
    Минимальное значение припуска для обработки базы детали на операции 105 определяется как:
    мкм.
    Определяются элементы минимального припуска.
    4) Номинальный припуск определяется (с учетом того, что размер выдерживается от черновой базы) в соответствии с формулой (3.8)
                                                                                (3.8)
    мкм,
    5) Общий (расчетный) припуск заготовки, определенный по формуле (3.9) 
                                                                   (3.9)
    
    6)  Определяются номинальные размеры детали: 
    - после обработки
    мм,
    полученный размер округляется в сторону увеличения массы до значения мм.
    7) Проводится проверка выполненных расчетов. Принятые предельные размеры
    мм
    мм
    8) Минимальные и максимальные принятые припуски, определяемые как разница между предельными размерами:
    
    
    Условие  () выполняется, припуска достаточно.
    
    
    Таблица 3.2 – Расчет припусков, операционных размеров и размеров заготовки.
                              Рисунок 3.4 – Схема расположения припусков и полей допусков при обработке поверхности
    
      Расчет припусков для размера ?114H11(+0,22)
    Ход и результаты расчета следует заносить в таблицу (табл. 3.3).
     Величина допуска заготовки зависит от выбранного способа ее получения и точности заготовки, согласно ГОСТ 26645-85 /14/. Для заготовки 8-го класса размерной точности допуск составляет 3,2 мм, поэтому предельные отклонения на размер отверстия в заготовке составляют ±1,6 мм.
    Назначается допуск на промежуточный переход – первый проход
    (поле допуска Н14, допуск 1000 мкм).
    Допуск готовой детали составляет 220 мкм (поле допуска Н11).
     Качество и шероховатость поверхности заготовки (Rz+h) определяются величиной 400 мкм (/5/, табл. Б.3).
    Шероховатость поверхности после первого прохода – (Rz50 мкм), дефектный слой после черновой обработки чугуна и цветных сплавов можно принимать равным нулю h = 0.
     Минимальное значение припуска 2Zi min для i-го перехода определяется по формуле (3.10), т. е.
                               (3.10)
    Определяются элементы минимального припуска для перехода первый проход.
    Величина пространственного отклонения ? при базировании на наружную цилиндрическую поверхность определяется по формуле (3.11), т. е.
                                           (3.11)
    при этом смещение (эксцентриситет) оси отверстия заготовки от номинального положения в процессе формовки, в соответствии с эскизом заготовки, ?эксц = 400 мкм. 
    Коробление отверстия заготовки для отливки 4-й степени коробления определяе.......................