Для детали типа шпилька целесообразно выбрать метод изготовления на ГКМ(горизонтально-ковочная машина), а заготовкой выбрать круглый прокат(пруток).
Преимущества которые имеет горизонтально ковочная машина:
· возможность получения специфичных для горизонтально ковочной машины поковок, типа стержня с утолщениями различной формы (с большой длиной стержневой части) поковок с полостями и штампуемых из труб, которые на другом оборудовании получить невозможно или трудно изготовить рационально;
· экономия металла и трудозатрат на механическую обработку из-за незначительных, а в ряде случаев полностью отсутствующих, штамповочных уклонов;
· возможность штамповки непосредственно от прутка, что снижает или исключает необходимость предварительной разделки заготовок;
· благоприятное волокнистое строение поковок.
Так как деталь будет изготовляется из стали 38ХС, чтобы получить заданную твердость 277-321 НВ необходимо произвести термообработку улучшением.
Улучше́ние – комплексная термическая обработка металлов, включающая в себя закалку и последующий высокий отпуск.
Закалка – нагрев стали до температуры выше критической с последующим быстрым охлаждением металла. При правильной термообработке металла в критическом температурном режиме и быстром охлаждении, происходит перекристаллизация стали и увеличения ее прочности. В процессе закалки сталь (или сплав) приобретает неравновесную структуру и для нормализации металлоизделия используют отпуск.
Отпуск – термообработка стали (сплавов) для снятия остаточного напряжения после закалки. Повышается вязкость и уменьшается твердость и, соответственно, хрупкость металла.
Разработка маршрутно-операционного технологического процесса
Деталь типа "Шпилька" будет обрабатываться за два установа.
Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой СЕ.
Маршрут изготовления детали Шпилька:
| № Операции | Операция | Оборудование |
| Заготовительная | ГКМ | |
| Токарная | Токарный станок с ЧПУ CK7130B | |
| Токарная | Токарный станок с ЧПУ CK7130B | |
| Фрезерная | Широкоуниверсальный фрезерный станок X6232B | |
| Фрезерная | Широкоуниверсальный фрезерный станок X6232B | |
| Термическая обработка (улучшение) | Индукционная установка ТВЧ | |
| Контрольная |
Маршрутно-операционный процесс:
Операция 010 – Токарная.
Данная операция состоит из следующих переходов:
1. Установить заготовку в патрон и закрепить.
2. Подрезать торец (1).
3. Точить поверхность (2) до ∅12 мм на длину 6 мм.
4. Точить поверхность под резьбу (3) до ∅16.
5. Точить фаску (4) 2х45°.
6. Точить поверхность (5) до ∅17.
7. Нарезать резьбу (6) М16-6g.
Расчет режимов резания:
Переход 3 – точение
Глубина резания: t= 0,8 мм.
Подача: S=0,66 мм/об.
Определяем расчетную скорость резания:
Kv=Kмv*Knv*Kиv – поправочный коэффициент.
Кмv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств.
σв=685 МПа,
Кг=1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.
nv =1 – показатель степени.
Кmv=0,8*(750/685)1=0,88
Кnv=0,8 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.
Киv=1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.
Kv=0,88*0,8*1=0,8
Т=90 мин.
Сv=350;
x=0,15;
y=0,35;
m=0,2.
V=350*0,7/(900,2*0,80,15*0,660,35)=120 м/мин
Рассчитаем частоту вращения:
n=1000*V/(π*d)=1000*120/(3,14*12)=3184 об/мин
Переход 4 – точение
Глубина резания: t= 1 мм.
Подача: S=0,66 мм/об.
Определяем расчетную скорость резания:
Kv=Kмv*Knv*Kиv – поправочный коэффициент.
Кмv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств.
σв=685 МПа,
Кг=1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.
nv =1 – показатель степени.
Кmv=0,8*(750/685)1=0,88
Кnv=0,8 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.
Киv=1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания.
Kv=0,88*0,8*1=0,7
Т=90 мин.
Сv=350;
x=0,15;
y=0,35;
m=0,2.
V=350*0,7/(900,2*10,15*0,660,35)=115 м/мин
Рассчитаем частоту вращения:
n=1000*V/(π*d)=1000*115/(3,14*16)=2289 об/мин
Переход 7 – резьбонарезание.
Число рабочих ходов i=6
Подача: Sz=0,5 мм/об.
Определяем расчетную скорость резания:
Kv=Kмv*Klv*Kиv – поправочный коэффициент.
Кмv - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств.
σв=685 МПа,
Кг=1 – коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости.
nv =1 – показатель степени.
Кmv=0,8*(750/685)1=0,88
Кnv=0,8 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания.
Кlv=1 – поправочный коэффициент влияющий на скорость резания при сверлении, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия.
Kv=0,88*0,8*1=0,7
Т=70 мин.
Сv=244;
x=0,23;
y=0,3;
m=0,2.
V=244*60,23/(700,2*0,50,3)=193 м/мин
n=1000*V/(π*d)=1000*193/(3,14*16)=3841 об/мин
Принимаем n=3500 об/мин.
Определяем фактическую скорость:
Vф=π*d*n/1000=3,14*16*3500/1000=175 м/мин
Операция 015 – Токарная.
Данная операция состоит из следующих переходов:
1. Установить заготовку в патрон и закрепить.
2. Подрезать торец (1).
3. Точить поверхность (2) ∅16 мм.
4. Точить поверхность (3) ∅13 мм.
5. Точить поверхность (4) под 15°.
6. Точить фаску (5) 2х45°.
7. Нарезать резьбу (6) М16-6g.
Операция 020 – Фрезерная
Данная операция состоит из следующих переходов:
1. Закрепить заготовку в тиски.
2. Фрезеровать поверхность(1,2) до 10 мм
Операция 025 – Фрезерная
Данная операция состоит из следующих переходов:
1. Установить заготовку в патрон и закрепить.
2. Фрезеровать паз(1) радиусом 6 мм.