Похожие рефераты | Скачать .docx |
Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления детали "Пробка"
Кафедра Конструирования
Курсовая работа
по курсу: “Технология деталей и конструкционных материалов”
на тему: “Разработка технологического процесса изготовления детали “Пробка”
Выполнил:
Котова В.В.
Проверил:
Бушунов Л.А.
Василевцы 2007г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ исходных данных
2. Анализ современных методов и оборудования
3. Выбор метода изготовления детали
4. Обоснование материала
5. Выбор оборудования и инструмента
6. Выбор баз и расчет погрешности базирования
7. Расчет припусков на обработку и выбор заготовки
8. Разработка техпроцесса изготовления
8.1 Выбор типового техпроцесса
8.2 Разработка маршрутной и операционной технологии
8.3 Расчет и назначение режимов обработки
8.4 Нормирование технологических операций
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Данная курсовая работа по разработке технологического процесса должна содержать анализ исходных данных, анализ современных методов и оборудования, выбор метода изготовления детали, обоснование материала, выбор баз и расчет погрешностей базирования, разработку техпроцесса изготовления, расчеты типа производства, технико-экономических показателей для выбора оптимального варианта заготовки, припусков на обработку поверхностей, режимов резания и основного времени; выбор оборудования и инструмента для механической обработки заготовки и контроля точности выполняемых размеров согласно чертежу детали.
Деталь, технологический процесс изготовления которой предлагается разработать, ― ”пробка”. Предполагаемое назначение – герметизация камер, отверстий, в которые заливают масло, топливо, воду и т.д.
1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Исходными данными для разработки технологического процесса изготовления “Пробка” являются:
- чертеж детали;
- материал- сталь 45;
- чистота обработки Rz10;
- коэффициент закрепления операций=12.
Масса детали составляет 0,615 килограмма. Ширина детали- 48 мм, d=60 мм. В детали есть резьба М52*1,5 с двумя фасками 1,6*45° чистота обработки которой 10, что соответствует 6 классу шероховатости поверхности. Для поверхности диаметром 60 мм указана чистота обработки 1,6, что соответствует 6 классу шероховатости поверхности.
Чистоту обработки 10 можно получить чистовым точением, а 1,6- однократным точением.
Данную деталь предлагается изготовить из стали 45 ГОСТ 1050-74. Это среднеуглеродистая сталь (0,45% углерода). Она обладает высокой прочностью и пластичностью, малой чувствительностью к отпускной хрупкости, хорошей прокаливаемостью, применяется, как правило, после закалки с отпуском и реже в нормализованном состоянии.
Деталь технологична, т.к. обеспечивает простой доступ инструмента.
Так как коэффициент закрепления операций равен 12, то тип производства является среднесерийным. В связи с этим используют универсальные станки (токарный станок) или полуавтоматы (токарно-винторезный станок модели 1А64, 1601, 1А616,16К20, или 16К1).
Шестигранник делается на фрезерном станке (вертикальном или горизонтальном) в данном случае я выбрала горизонтально-фрезерный станок 6Р81Г, все остальное, в том числе и резьба, делается токарным станком.
2. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ И ОБОРУДОВАНИЯ
Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа.
Основными способами изготовления металлических заготовок и деталей являются литьё, обработка давлением и обработка резанием. Изделия сложной формы могут быть получены также сваркой, пайкой или клёпкой деталей, полученных предварительно литьём или обработкой давлением. Всё большее количество заготовок и деталей машин производят с использованием методов порошковой металлургии. Для деталей сложной формы наиболее целесообразными видами заготовок являются отливки и поковки, позволяющие намного сократить трудоемкость обработки резанием и расход металла, превращаемого в стружку. Технико-экономическая эффективность литейных процессов обоснована возможностью получения заготовок деталей сложной формы с достаточно высокой геометрической точностью и с наиболее рациональнымиспользованием материала.
Точение тел вращения осуществляется на станках токарной группы. Распространенными в единичном и мелкосерийном производствах являются универсальные токарно-винторезные станки, на которых можно осуществлять все виды точения, а также нарезание различных резьб, сверление, зенкерование, развертывание, накатывание и алмазное выглаживание. В состав этих станков входят станина, передняя бабка, суппорт с резцедержателем, задняя бабка, ходовой винт, ходовой вал, фартук и коробка подач. Заготовка может устанавливаться в центрах, в трехкулачковом патроне или в другом приспособлении. Движение резания осуществляется вращением шпинделя станка с закрепленной на нем заготовкой. Движение подачи обеспечиваются относительным продольным и поперечным перемещением суппорта станка с резцедержателем (резцом).
Фрезерование осуществляется на фрезерных станках, которые могут быть универсальными (вертикально-, горизонтально-, продольно-фрезерные) и специализированные (шлице-шпоночные, карусельно-, копировально-, резьбофрезерные и др.). По конструктивным особенностям эти станки подразделяются на консольные, когда стол расположен на подъемном кронштейне-консоли; бесконсольные, у которых стол перемещается по неподвижной станине в продольном и поперечном направлениях; непрерывного действия (карусельные и барабанные). Примеры вертикально- и горизонтально-фрезерных станков: 6Р80Г,6Р10,6Р18Г,6Р11,6Р82Г,6Р12.В единичном, мелкосерийном и серийном производствах наиболее распространены консольные станки.
Современное технологическое оборудование представлено в виде надежных, высокопроизводительных, многофункциональных станков.
Технологическое оборудование подразделяется на четыре группы:
1. Станки широкого назначения (универсальные) с широким диапазоном параметров, размеров заготовок, обрабатываемых на них. Целесообразно применять в единичном и мелкосерийном производстве.
2. Станки высокой производительности – автоматы и полуавтоматы , имеющие большее ограничение по размерам заготовок, которые могут на них обрабатываться, а также ограничения по параметрам(1Б240П-4,1Б240-6,1Б240П-6 и т.д.)
3. Специализированные станки – агрегатные и переделанные из станков высокой производительности, приспособленные для обработки какой-либо определенной детали или группы деталей. Агрегатные станки компонуются из стандартных узлов, приспосабливаясь к изготовлению определенной детали. Специализированные станки применяются в крупносерийном и массовом производствах.
4. Специальные станки – станки, спроектированные и изготовленные для обработки заготовки в определенной технологической операции. Такие станки обладают высокой производительностью, потому что режимы обработки соответствуют расчетным режимам, но проектирование и изготовление их требует много времени и средств, так как производят их в единичном исполнении. Специальные станки рентабельны в массовом производстве при выпуске деталей в течении нескольких лет.
С развитием техники на смену обычным станкам пришли высокопроизводительные и быстропереналаживаемые станки с программным управлением и обрабатывающими центрами. На базе этих станков с использованием микропроцессорной техники и роботов создаются гибкие автоматизированные производства, что значительно повышает производительность и качество продукции. Следует отметить, что максимальный эффект можно получить, совмещая новые и старые “достижения”.
3. ВЫБОР МЕТОДА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Прежде чем принять решение о методах и последовательности обработки отдельных поверхностей детали и составить технологический маршрут изготовления детали, необходимо произвести расчеты экономической эффективности различных вариантов и выбрать из них наиболее рациональный для данных условий производства. Критерием оптимальности является минимум приведенных затрат на единицу продукции. В качестве себестоимости рассматривается технологическая себестоимость, которая включает изменяющиеся по вариантам статьи затрат.
Сравним два метода изготовления детали:
Наименование показателей | 1-й вариант | 2-й вариант |
Вид заготовки | литье | прокат |
Класс точности | II | II |
Масса заготовки | 0.7 | 1.2 |
Стоимость 1т заготовки, принятых за базу Ci, у.е. | 58,58 | 143,3 |
Стоимость 1т стружки Sотх , у.е. | 25 | 25 |
а) Себестоимость заготовки изготовленной методом литья:
,
где Сi – базовая стоимость одной тонны заготовок, у.е.;
КТ
, КС
, КВ
, КМ
, КП
– коэффициенты, зависящие от класса точности,
группы сложности, массы, марки материала и
объёма производства;
Q – масса заготовки, кг;
q – масса готовой детали, кг;
Sотх – цена одной тонны отходов.
Согласно справочным данным примем Сi =136 у.е. (табл. 2.6 [1]), КТ =1, [1], КС =0,7,(табл. 2.8 [1]), КВ =1,07, [1], КМ =1,22, (табл. 2.8 [1]), КП =0,5, (табл. 2.8 [1]).
у.е.
б) Себестоимость заготовки, получаемой из проката
Если использовать круглый сортовой профиль общего назначения, то стоимость заготовок будет равна
S заг = М + ΣСоз ,
где М – затраты на материал заготовки, у.е.;
SСоз – технологическая себестоимость операций, у.е..
,
где Спз – приведенные затраты на рабочем месте, у.е./ч;
Тшт – штучное или штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.
,
где S – цена одного килограмма заготовки, у.е..
Если заготовку из проката отрезать на абразивно-отрезных станках, то Спз = 121 у.е./ч, Тшт = 1,2 мин [1]. Тогда
Согласно справочным данным [1] S = 136 у.е. за одну тонну. Следовательно, учитывая (4),
S заг = (1,2·136)/1000 – (1,2 – 0,615)·25/1000 + 0,0242 = 0,172 (у.е.)
Как видно, заготовка из проката оказалась намного дороже. Но т.к. у нас среднесерийное производство и для получения заготовки методом литья ещё необходима дорогая форма, то в итоге получении заготовки литьем будет стоить дороже, чем получение прокатом. Т.о. мы будем изготавливать заготовку прокатом.
Сравним два варианта технологического маршрута по минимуму приведенных затрат.
а) При использовании токарно-винторезного станка 1А616 часовые приведенные затраты равны
Спз = Сз + Счз + Ен ·(Кс + Кз ),
где Сз – основная и дополнительная зарплата с начислениями, у.е./ч;
Счз – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, у.е./ч;
Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений;
Кс и Кз – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и в здание, у.е./ ч.
Сз = ε·Стф · k· y,
где ε – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату;
Стф – часовая тарифная ставка станочника-сдельщика, у.е./ч;
k – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика;
y – коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании.
Примем ε = 1,53; Стф = 67 у.е./ч; k = 1; y = 1 [1]. Тогда
Сз = 1,53·67·1·1 =102,51 (у.е./ч)
Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:
где – практические часовые затраты на базовом рабочем месте, у.е./ч;
Км – коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с рабо-той данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка.
Примем = 36,3 у.е./ч, для токарно-винторезного станка Км = 0,9.
Удельные часовые капитальные вложения в станок:
Кс = (100·Ц)/( Fд · ηз ) ,
где Ц – балансовая стоимость станка, у.е.;
Fд – действительный годовой фонд времени работы станка, ч;
hз – коэффициент загрузки станка.
По справочным данным [1] берем для токарно-винторезного станка Ц = 9390 у.е.,Fд = 4029 ч, hз = 0,97. Тогда
Кс = (100·1750)/(4029·0,97) = 44,8 (у.е./ч)
Удельные часовые капитальные вложения в здание:
Кз = 7840· F/( Fд · ηз ),
где F – производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2 :
F = f · kf ,
где f – площадь станка, м2 ;
kf – коэффициент, учитывающий дополнительную производственную площадь проходов. Согласно [1] f = 1,9 м2 , kf = 4. Тогда удельные часовые капитальные вложения в здание с учетом (10) равны
Кз = 7840·1,9·4/(4029·0,97) = 15,2 (у.е./ч)
Принимаем Ен = 0,15. Тогда
б) При использование токарно-копировального многорезцового полуавтомата 1Н713, приведенные затраты рассчитываются также:
Сз = 1,53·67·1·1 =102,51 (у.е./ч)
(у.е./ч)
у.е./ч.
у.е./ч.
у.е./ч.
Итак, часовые приведенные затраты на изготовление детали на токарно-винторезном меньше, чем на токарно-копировальном станке и т.к. стоимость первого гораздо меньше второго, поэтому будем использовать токарно-винторезный станок. Т.о. после прокатки заготовка будет обработана на токарно-винторезном станке 1А616, горизонтально-фрезерном станке 6Р81Г .
4. ОБОСНОВАНИЕ МАТЕРИАЛА
Пробка должна быть изготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-74. Ее химический состав сведен в таблице 1, механические свойства – в таблице 2, физические свойства – в таблице 3.
Таблица 1. Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-74, %
C | Si | Mn | S, не более | P, не более | Ni | Cr |
0,40…0,50 | 0,17…0,37 | 0,50…0,80 | 0,045 | 0,045 | 0,30 | 0,30 |
Таблица 2. Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74
T, МПа | вр, МПа | 5, МПа | , % | aн, Дж/см2 |
HB (не более) | |
не менее | горячекатаной | отожженной | ||||
360 | 610 | 16 | 40 | 50 | 241 | 197 |
Таблица 3. Физические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74
Температура испытания, °C | 20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Модуль нормальной упругости, ГПа |
200 | 201 | 193 | 190 | 172 | – | – | – | – | – |
Модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа | 78 | – | – | 69 | – | 59 | – | – | – | – |
Плотность, кг/см3 | 7826 | 7799 | 7769 | 7735 | 7698 | 7662 | 7625 | 7587 | 7595 | – |
Коэффициент теплопроводности, Вт/м·°С | – | 48 | 47 | 44 | 41 | 39 | 36 | 31 | 27 | 26 |
Коэффициент линейного расширения | 11,9 | 12,7 | 13,4 | 14,1 | 14,6 | 14,9 | 15,2 | – | – | – |
Удельная теплоемкость, Дж/кг·°С | 473 | 498 | 515 | 536 | 583 | 578 | 611 | 720 | 780 | – |
Пробка, очевидно, должна будет обладать высокой износостойкостью, поэтому для изготовления этой детали наиболее целесообразно использовать именно такой материал. Заменителями стали 45 могут служить стали 40Х, -50, -50Г2. Но в нашем случае сталь 45 полностью удовлетворяет всем требованиям.
5. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА
Выбор оборудования и инструмента является одним из основных этапов разработки технологического процесса. Выбор оборудования производится по главному параметру, в наибольшей степени выявляющему его функциональное значение и технические возможности. При выборе оборудования учитывается минимальный объём приведенных затрат на выполнение технологического процесса при максимальном сокращении периода окупаемости затрат на механизацию и автоматизацию. Станки для проектируемого технологического процесса выбираются по результатам предварительного анализа возможных методов обработки поверхности, точности, шероховатости поверхности, припуска на обработку, режущего инструмента и типа производства.
Для изготовления детали “Пробка” использованы следующие станки: деталь будем изготавливать на токарно-винторезном станке 1А616. На мой взгляд, этот станок наиболее эффективен для изготовления этой детали с экономической точки зрения. Станок имеет небольшие габаритные размеры, сравнительно небольшой мощности и полностью подходит по параметрам для изготовления детали “Пробка”. Приведем некоторые технические характеристики этого станка:
Табл.4 – Техническая характеристика станка 1А616.
Цена и техническая характеристика | 1А64 |
Цена, у.е. | 1750 |
Наибольший диаметр обработки над станиной, мм | 320 |
Расстояние между центрами, мм | 750 |
Наибольший размер обрабатываемой заготовки над суппортом, мм | 175 |
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм | 34 |
Количество ступеней частоты вращения шпинделя | 21 |
Частота вращения шпинделя, мин-1 | 9…1800 |
Конец шпинделя по ГОСТ | 1-6К 12595 – 72 |
Конус Морзе | №5 |
Конус Морзе пиноли задней бабки | №4 |
Наибольшее сечение резца резцадержателя суппорта, мм | 25×25 |
Мощность электродвигателя, кВт | 4 |
Габариты станка, мм | 2335×852 |
Для фрезерования используем вертикально-фрезерный станок 6Р81Г с торцевой фрезой. Станок предназначен для фрезерования различных деталей из стали, чугуна и цветных металлов цилиндрическими, дисковыми, фасонными, концевыми, радиусными и другими фрезами. На станке можно обрабатывать вертикальные, горизонтальные и наклонные плоскости, пазы быстрорежущим и твердосплавным инструментом.
Табл.5 - Техническая характеристика станка 6Р81Г.
Цена и техническая характеристика | 6Р81Г |
Цена, у.е. | 2550 |
Расстояние от оси торца шпинделя до стола, мм | 50…410 |
Расстояние от вертикальных направляющих до середины стола, мм | 180…390 |
Размеры рабочего стола | 1000×250 |
Расстояние торца шпинделя до подвески, мм | 495 |
Количество скоростей шпинделя | 16 |
Число ступеней подач стола | 16 |
Частота вращения шпинделя, мин-1 | 50…1600 |
Подача стола, мм/мин: продольных и поперечных вертикальных |
25…800 8,3…266,7 |
Мощность электродвигателя, кВт: главного движения подачи стола |
5 1,5 |
Габариты станка, мм | 1560×2045 |
Для получения фасок будем использовать токарный проходной прямой резец с пластинами из твёрдого сплава по ГОСТ 18878-73.
Для получения канавки будем использовать канавочный резец по ГОСТ 18873-73. Для получения поверхности d=60 используем резец проходной упорный резец по ГОСТ 18878-73.
Для получения угла в будем использовать проходной упорный резец по ГОСТ 18878-73.
Для получения резьбы используем проходной резец для нарезания резьбы по ГОСТ 17933-72.
В качестве основного измерительного инструмента штангенциркуль
ШЦ-1 ГОСТ 166-80.
6. ВЫБОР БАЗ И РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ БАЗИРОВАНИЯ
Базирование – это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Базами могут служить плоскости, отверстия, наружные и внутренние диаметры, центральные фаски и даже профильные поверхности, если по отношению к ним следует выдерживать размер, ограниченный допуском.
По назначению базы подразделяются на конструкторские (основные и вспомогательные), технологические и вспомогательные. Конструкторские базы используются для определения положения детали в изделии. Технологические базы используют в процессе изготовления или ремонта для определения положения заготовки или детали при обработке относительно инструмента. Технологическими базами заготовка устанавливается в приспособление станка. Измерительные базы используют при проведении измерений.
Технологические базы подразделяются на черновые и чистовые. Черновые базы (необработанные поверхности) заготовки соприкасаются с установочными элементами приспособления, чистовые базы (обработанные поверхности) служат для установки в приспособление.
При базировании заготовок и деталей необходимо соблюдать основные правила: 1) постоянство баз; 2) единство (совмещение) конструкторских, технологических и измерительных баз.
В качестве черновых баз выбираются поверхности:
-обеспечивающие устойчивое положение заготовки в приспособлении;
-необрабатывающиеся и обрабатывающиеся поверхности с наименьшим припуском, от которых задаются размеры или положение других обрабатываемых поверхностей;
-наиболее чистые и точные;
-используемые только один раз, т.к. после первой операции появляются более чистые и точные поверхности.
В первой технологической операции необходимо обрабатывать поверхности, которые будут основными чистовыми базами. Это позволяет обеспечить принцип единства баз. Для чистовых баз выбирают поверхности, руководствуясь следующими правилами:
-выбранная поверхность должна использоваться на всех технологических операциях, кроме первой;
-при отделочных операциях установка должна производиться на основные базы, чтобы при обработке деталь занимала то же положение, что и при работе в изделии;
-базой должна быть поверхность, от которой размер задаётся с наименьшим допуском.
От способа базирования будут зависеть смещения и погрешности при обработке, а, следовательно, и качество готовой детали.
При консольном закреплении в самоцентрирующих патронах пространственное отклонение заготовки длиной l равно
рк = Δк ∙ l ,
где Δк – удельная кривизна заготовок на 1 мм длины, мкм.
По справочным данным [1] для данного случая Δк = 0,1 мкм/мм. Поэтомурк = 33·0,0001 = 0,033(мм)
Тогда остаточное пространственное отклонение при соответствующих коэффициентах уточнения формы 0,06 для чернового и 0,04 для чистового точения [1] равно:
- после предварительного обтачивания ~ р1 = 0,06∙33 = 1,98 (мкм);
- после окончательного обтачивания ~ р2 = 0,04∙33= 1,32 (мкм).
Погрешность установки равна
,
где εб – погрешность базирования, мм;
εз – погрешность закрепления, мм;
εпр – погрешность приспособления, мм.
Поскольку конструкторская и технологическая базы не совпадают, то
εб = 0,37 (допуск на размер Æ60 ±0,37 ). Используя справочные данные [1], примем εз = 0,11 мм, εпр = 0,05 мм. Тогда
Точение | необработанная поверхность детали |
Точение | обработанная поверхность детали |
Фрезерование | обработанная поверхность детали - резьба, с надетым на неё резьбовым кольцом |
7. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ И ВЫБОР ЗАГОТОВКИ
Припуском называют слой материала, который снимают с заготовки для получения готовой детали.
Назначение рациональных припусков имеет важное технико-экономическое значение.
Завышенный припуск при обработке резанием приводит к росту числа проходов и толщины снимаемой стружки, что соответственно вызывает увеличение усилий резания, увеличивает возможность возникновения значительных деформаций деталей в процессе обработки и уменьшает точность их изготовления, повышает износ инструмента и перерасход электроэнергии.
Заниженный припуск не позволяет удалять дефектный слой материала и получать требуемую точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей. Важно не только правильно выбрать припуск, но и добиться постоянства его размеров.
При определении припуска необходимо учитывать конфигурацию и размеры заготовки, назначенные методы обработки, характеристику выбранного оборудования и его фактическое состояние.
Допускаемые отклонения величины припуска на обработку партии деталей определяются допуском на припуск, который представляет собой разность между наибольшим и наименьшим припуском.
Слишком малые допуски усложняют обработку, слишком большие допуски увеличивают припуск на последующие операции.
Допуск на общий припуск является одновременно и допуском на заготовку.
Произведём расчёт для поверхности Æ60±0,37. Все результаты будем заносить в следующую таблицу:
Таблица 6 – Расчёт припусков поверхности Æ60±0,37.
Технологические переходы обработки поверхности Æ60±0,37. | Элементы припуска, мкм. | Расчётный припуск 2Ζmin, мкм. | Расчётный размер dp, мм. | Предельный размер, мм. | Предельное значение припуска, мкм. | Допуск d, мм. | |||||
Rz | T | r | e | dmin | dmax | ||||||
1. Заготовка | 150 | 250 | 33 | – | – | 62,22 | 62,22 | 63,23 | – | – | 1100 |
2. Точение черновое | 50 | 50 | 1,98 | 389 | 980 | 61,24 | 61,24 | 62,16 | 980 | 1160 | 920 |
3. Точение чистовое | 20 | 25 | 1,32 | 389 | 868 | 60,37 | 59,63 | 60,37 | 1610 | 1790 | 740 |
Значения Rz и Т определяем по т. 4.3-4.6 [1].
Расчётный минимальный припуск на обработку:
мм.
мм.
Далее для конечного перехода в графу “Расчётный размер” записываем наименьший предельный размер детали по чертежу. Для перехода, предшествующего конечному, определяем расчётный размер прибавлением к наименьшему предельному размеру по чертежу расчётного припуска:
мм.
мм.
мм.
Записываем наименьшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их до того знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
Определяем наибольшие предельные размеры прибавлением допуска к округлённому наименьшему предельному размеру:
(15)
мм.
мм.
мм.
Записываем предельные значения припусков как разность наибольших предельных размеров и как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:
мм.
мм.
мм.
мм.
Определяем общие припуски, суммируя промежуточные припуски на обработку: мм. мм.
Рассчитываем общий номинальный припуск:
,
где Нз – нижнее отклонение размера заготовки. Из т.3, стр. 120 [3]
Нз =0,67 мм.
Нд – нижнее отклонение размера диаметра. По чертежу Нд =0,37 мм.
мм.
Рассчитываем номинальный диаметр заготовки:
мм.
Произведём проверку правильности выполнения расчётов:
мкм.
мкм.
мкм.
мкм.
Приведём схему расположения припусков и допусков на обработку поверхности Æ60±0,37:
На остальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски назначаем по ГОСТ 7505-74.
Т.к. dmax моей заготовки по расчетам равен 63,23 мм, то исходя из ГОСТ 7505-74 получаем, что d моей заготовки будет 63мм +0,3;-1,1.
d заготовки – 1100мкм.
dmax заготовки – 63,23 мм.
dном заготовки – 61,78 мм.
dmin заготовки – 62,22 мм.
d обтачивания чернового – 920 мкм.
dmax обтачивания чернового – 62,16 мм.
dmin обтачивания чернового – 61,24 мм.
d обтачивания чистового – 740 мкм.
dmax обтачивания чистового – 60,37 мм.
dmin обтачивания чистового – 59,63 мм.
на обтачивание чистовое – 1610 мкм.
на обтачивание чистовое – 1790 мкм.
на обтачивание черновое – 980 мкм.
на обтачивание черновое – 1160 мкм.
Таблица 7. Припуски и допуски на поверхности детали “пробка”
Размер, мм |
Припуск, мм |
Допуск, мм | |
- | + | ||
28,5 | 0,26 | 0,26 | |
Æ60 | 0,62 | 0,37 | 0,37 |
16 | 0,215 | 0,215 | |
48 | 0,31 | 0,31 | |
24 | 0,26 | 0,26 | |
М52*1,5 | 4 | 0,37 | 0,37 |
Æ30 | 0,28 | - | |
34,6 | 2,7 | 0,31 | 0,31 |
Æ40 | 0,31 | 0,31 | |
R 0,75 | 0,125 | 0,125 | |
Æ49,7 | 5,15 | 0,31 | 0,31 |
3,2 | 0,15 | 0,15 | |
5,2 | 0,15 | 0,15 |
8. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
8.1 ВЫБОР ТИПОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Типовой ТП разрабатывается на основе анализа множества действующих и возможных ТП для типовых представителей групп изделий. Он должен быть рациональным в конкретных производственных условиях и обладать единством содержания и последовательности большинства ТО для группы изделий, обладающих общими конструктивными признаками.
Проектирование техпроцессов зависит от типа производства. Для простых деталей разрабатываются подробные маршрутные техпроцессы с указанием содержания операций и переходов, а также выдерживаемых размеров. Типовые техпроцессы обычно оснащаются универсальным станочным оборудованием и стандартной оснасткой. Применяются универсальные и групповые приспособления. В среднесерийном производстве в качестве заготовок широко используются сортовой прокат, штамповки, отливки и другие виды заготовок, применение которых экономически целесообразно. Технологический процесс должен обеспечивать изготовление деталей заданного качества, удовлетворять требованиям высокой производительности обработки, наименьшей себестоимости продукции, безопасности и облегчения условий труда. Свойства деталей формируются поэтапно – от операции к операции, поскольку для каждого способа обработки (точения, шлифования и др.) существуют возможности исправления исходных погрешностей заготовки и получения требуемых точности и качества обработанных поверхностей. Это объясняется прежде всего физической сущностью способа обработки.
Обработка деталей обычно делится на следующие этапы:
- черновая обработка, когда удаляется большая часть припуска, что обусловлено наличием дефектов заготовки;
- чистовая, когда в основном обеспечивается требуемая точность;
- отделочная, когда достигается требуемая шероховатость поверхностей и окончательно обеспечивается точность детали.
Проектируя технологическую операцию, необходимо стремиться к уменьшению ее трудоемкости. Производительность обработки зависит от режимов резания, количества переходов и рабочих ходов, последовательности их выполнения.
Число и последовательность технологических переходов зависят от вида заготовок и точностных требований к готовой детали. Совмещение переходов определяется конструкцией детали, возможностями расположения режущих инструментов на станке и жесткостью заготовки. Переходы, при которых соблюдаются жесткие требования к точности и
шероховатости поверхности, иногда целесообразно выделить в отдельную операцию, применяя одноместную одноинструментальную последовательную обработку.
Форма детали «пробка» является правильной геометрической, является телом вращения.
Значение шероховатостей поверхностей соответствует классам точности их размеров и методам обработки этих поверхностей.
Для изготовления данной детали используются типовые операции:
- подрезка торцов; черновое и чистовое точение; снятие фасок; точение канавки; фрезерование.
Имеется свободный подвод и отвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям.
8.2 РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОЙ И ОПЕРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
При разработке технологического процесса следует руководствоваться следующими принципами:
- при обработке заготовок, необработанные поверхности можно использовать в качестве баз для первой операции;
- при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операции целесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками;
- в первую очередь следует обрабатывать те поверхности, которые являются базовыми в дальнейшей обработке;
- далее выполняют обработку тех поверхностей, при снятии стружки с которых в меньшей степени уменьшается жесткость детали;
- в начале технологического процесса следует осуществлять те операции, в которых велика вероятность получения брака из-за дефекта.
Технологический процесс записывается пооперационно, с перечислением всех переходов.
005 Операция токарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка : трехкулачковый самоцентрирующий патрон.
Технологическая база: необработанная внешняя поверхность заготовки.
Установить заготовку в трехкулачковый самоцентрирующий патрон.
Переход 1: подрезать торец; RZ 10.
Инструмент: резец подрезной по ГОСТ 18874-73.
Переход 2: точить наружную поверхность начерно Æ61,6; RZ 20.
Инструмент: резец токарный проходной упорный по ГОСТ 18878-73.
010 Операция токарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка : трехкулачковый самоцентрирующий патрон.
Переход 1: обточить наружную поверхность начисто, Æ60±37 мм; RZ 10.
Инструмент: резец токарный проходной упорный по ГОСТ 18878-73.
Переход 2: точить начерно наружную поверхность Æ60 на длину 16,2; RZ 20.
Инструмент: резец проходной отогнутый ГОСТ 188877-73.
015 Операция токарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка : трехкулачковый самоцентрирующий патрон.
Переход 1: точить начисто наружную поверхность Æ60±37 на длину 16±0,22; RZ 10.
Инструмент: резец проходной отогнутый ГОСТ 188877-73.
Переход 2: точить начерно внешнюю поверхность Æ35 на длину 16,4; RZ 20.
Инструмент: проходной упорный резец по ГОСТ 18883-73.
Переход 3: снять фаску 1,5x300 ; RZ 10.
Инструмент: резец токарный проходной с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 18878-73.
020 Операция токарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка : трехкулачковый самоцентрирующий патрон.
Переустановить деталь.
Переход 1: подрезать торец; RZ 10.
Инструмент: резец подрезной по ГОСТ 18874-73.
Переход 2: точить внешнюю поверхность Æ52,5 начерно на длину 24; RZ 20.
Инструмент: резец токарный проходной упорный по ГОСТ 18878-73.
Переход 3: точить канавку Æ49,7±0,31 на длину 3,2±0,15 ; RZ 10.
Инструмент: резец канавочный ГОСТ 18873-73.
Переход 4: точить резьбу М52x1,5 начисто; RZ 10.
Инструмент: проходной резец для нарезания резьбы по ГОСТ 17933-72.
Переход 5: снять фаску 1,5x450 ; RZ 10.
Инструмент: резец токарный проходной прямой с пластинами из твердого сплава по ГОСТ 188878-73.
025 Операция фрезеровальная:
Оборудование : горизонтально-фрезерный станок 6Р10.
Оснастка: делительная головка, резьбовое кольцо.
Технологическая база: обработанная внешняя поверхность резьбы с надетым на неё резьбовым кольцом.
Установить деталь в делительную головку.
Переход 1: фрезеровать поверхность до получения шестигранника Æ28,5±0,26; RZ 10.
Инструмент: упорная фреза, 2 штуки по ГОСТ 2679-73.
030 Операция контрольно – измерительная
Переход 1: проверить размеры Æ60±0,37; Æ40±0,31;30-0,28 , 16±0,22; 28,5±0,26; М52x1,5±0,37; 48±0,31; 24±0,26; 34,6±0,31; Æ49,7±0,31; 3,2±0,15; 5,2±0,15.
Инструмент: штангенциркуль.
8.3 РАСЧЁТ И НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ
Основными элементами резания при токарной обработке являются: скорость резания V, подача S и глубина резания t.
Режимы резания при обработке детали рассчитаем расчетным методом.
а) При точении скорость резания рассчитываем по формуле:
;
где Т - среднее значение стойкости, мин;
(при одноинструментной обработке Т=60 мин)
t - глубина резания;
S – подача;
Cv = 56; m = 0,125; y =0,66; x=0,25.
Значение величины подачи S берём из т. 11-14 [2].
Значение коэффициентов Cn и показателей степеней выбираем из т. 8
Коэффициент Kn определяется по формуле:
где Km n - коэффициент учитывающий влияние материала заготовки;
Kп n - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки;
Ku n - коэффициент учитывающий материал инструмента;
Значение коэффициентов Km n , Ku n и Kп n выбираем из т. 1-6 [2].
Km n = 0,8; Ku n = 1; Kп n = 0,8.
Определим число оборотов шпинделя станка.
где V – cкорость резания;
D – диаметр обрабатываемой поверхности;
Определяем основное технологическое время:
где lр.х. - длина рабочего хода резца, мм;
i - количество проходов, шт.
б) Скорость резания при фрезеровании:
v = Cv ·Kv ·Dq /(Tm ·tx ·sy ·Bp ·Zp ) ;
где Bp и Zp – справочные коэффициенты.
Результаты расчётов по приведенным выше формулам заносим в таблицу 8.
Таблица 8 – Расчет режимов резания.
Наименование переходов | Глуби-на реза-ния | l p.x., мм | i, шт | Подача S, мм//об | V, м//мин | n пр, об//мин | То ,мин |
Подрезка торца | 1 | 30 | 1 | 0,2 | 14,978 | 584,68 | 0,257 |
Точение черновое | 0,21 | 30 | 1 | 0,3 | 5,868 | 1200,6 | 0,083 |
Точение чистовое | 0,15 | 30 | 1 | 0,05 | 34,14 | 1702,4 | 0,352 |
Точение черновое | 3 | 0,6 | 3 | 0,3 | 5,868 | 1200,6 | 0,005 |
Точение чистовое | 0,1 | 17,3 | 1 | 0,05 | 34,14 | 1702,4 | 0,203 |
Точение черновое | 2,7 | 3 | 1 | 0,3 | 5,868 | 1200,6 | 0,008 |
Снятие фаски чистовое | 1 | 1 | 1 | 0,2 | 4,449 | 1472,7 | 0,003 |
Подрезка торца | 1 | 30 | 1 | 0,2 | 14,978 | 584,68 | 0,257 |
Точение черновое | 3 | 3 | 1 | 0,3 | 5,868 | 1200,6 | 0,008 |
Точение канавки чистовое | - | 1 | 1 | 0,05 | 5,461 | 1702,4 | 0,012 |
Нанесение резьбы | - | 21 | 1 | 0,05 | 29,361 | 67 | 6,269 |
Снятие фаски чистовое | 1,6 | 1 | 1 | 0,2 | 4,449 | 1472,7 | 0,003 |
Фрезерование | 1 | 17,3 | 1 | 0,04 | 22,9 | 468,2 | 0,924 |
В итоге имеем То =8,39 мин.
8.4 НОРМИРОВАНИЕ ТЕХОПЕРАЦИЙ
Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчётно-аналитическим методом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Тш-к по следующей формуле:
,
где Тп-з – подготовительно-заключительное время, мин;
n – количество деталей в партии;
Тшт – норма штучного времени, мин.
Норму штучного времени можно определить по формуле:
,
где То – основное время, мин.;
Тв – вспомогательное время, мин.;
Тоб.от – время на обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности мин..
Вспомогательное время определяется по формуле:
,
где Тус – время на установку и снятие детали, мин.; Тзо – время на закрепление и открепление детали, мин.;
Туп – время на приёмы управления, мин.; Тиз – время на измерение детали, мин. Время на обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности определяется по формуле:
Операционное время Топ определяется по формуле:
Далее произведём расчёт для всех технологических операций, используя вышеприведенные формулы, результаты занесем в сводную таблицу 9 технических норм времени по операциям.
Таблица 9 – Сводная таблица технических норм времени по операциям (в минутах):
Тв | Топ | Поб.от | Тоб+от. | Тшт | Тпз | n | Тш-к | |||||
То | Тус | Тзо | Туп | Тиз | ||||||||
Подрезка торца | 0,257 | 0,26 | 0,05 | 0,05 | 0,22 | 0,837 | 6 | 0,050 | 0,887 | 7 | 700000 | 0,887 |
Точение черновое | 0,083 | 0 | 0 | 0,05 | 0,22 | 0,353 | 6 | 0,021 | 0,374 | 7 | 700000 | 0,374 |
Точение чистовое | 0,352 | 0,26 | 0,05 | 0,05 | 0,22 | 0,932 | 6 | 0,056 | 0,988 | 7 | 700000 | 0,988 |
Точение черновое | 0,005 | 0 | 0 | 0,05 | 0,22 | 0,275 | 6 | 0,017 | 0,292 | 7 | 700000 | 0,292 |
Точение чистовое | 0,203 | 0,26 | 0,26 | 0,05 | 0,22 | 0,993 | 6 | 0,060 | 1,012 | 7 | 700000 | 1,012 |
Точение черновое | 0,008 | 0 | 0 | 0,05 | 0,22 | 0,278 | 6 | 0,017 | 0,297 | 7 | 700000 | 0,297 |
Снятие фаски чистовое | 0,003 | 0 | 0 | 0,03 | 0,22 | 0,253 | 6 | 0,015 | 0,303 | 7 | 700000 | 0,303 |
Подрезка торца | 0,257 | 0,26 | 0,05 | 0,05 | 0,22 | 0,837 | 6 | 0,050 | 0,887 | 7 | 700000 | 0,887 |
Точение черновое | 0,008 | 0 | 0 | 0,05 | 0,22 | 0,278 | 6 | 0,017 | 0,296 | 7 | 700000 | 0,296 |
Точение канавки чистовое | 0,012 | 0 | 0 | 0,05 | 0,22 | 0,282 | 6 | 0,017 | 0,334 | 7 | 700000 | 0,334 |
Нанесение резьбы | 6,269 | 0 | 0 | 0,03 | 0,22 | 6,519 | 6 | 0,391 | 7 | 7 | 700000 | 7,000 |
Снятие фаски чистовое | 0,003 | 0 | 0 | 0,03 | 0,22 | 0,253 | 6 | 0,015 | 0,273 | 7 | 700000 | 0,273 |
Фрезерование | 0,924 | 0,26 | 0,05 | 0,15 | 0,22 | 1,604 | 6 | 0,096 | 1,7 | 23 | 70000 | 1,700 |
Найдём общее время на изготовление одной детали (мин.):
Тш-к =14,52 мин
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсового проектирования был разработан оптимальный вариант технологического процесса изготовления детали “пробка”, с учетом технических требований предъявляемых к детали. Все расчеты выполнялись на основании чертежа детали и исходных данных по чистоте обработки, марке материала, а также на основании справочных данных по методике приведенной в рекомендованной для выполнения курсового проекта литературе.
В результате выполнения курсовой работы были закреплены теоретических знаний о типовых технологических процессах и их элементов, а также практические навыки оформления основной технологической документации. Таким образом, были успешно выполнены все поставленные цели и задачи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. Пособие для машиностроит. спец. вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. Школа, 1983. – 256 с.
2.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 656 с.
3.Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 496 с.
4. Грозберг Ю. Г. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине “Материалы конструкций и технология деталей РЭС” для студентов специальности 2303, 1990. – 22 с.
5. Дриц М. Е., Москалёв М. А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов. – М.: Высш. шк., 1990. – 447 с.
Похожие рефераты:
Проектирование цеха ремонта поршневых компрессоров
Технологический процесс изготовления вала насоса
Разработать технологический процесс обработки детали "Вал" в условиях среднесерийного производства
Разработка технологических процессов на механическую обработку вала первичного
Технологический процесс изготовления корпуса цилиндра типа Г29-3
Технология изготовления детали типа "Вал"
Проект участка механической обработки детали "Стакан"