Промышленность производство : Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления детали "Пробка"
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:
Ø чертеж детали;
Ø материал- сталь 45;
Ø чистота обработки Rz10;
Ø 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 рациональным использованием 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
Sзаг = 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),
Sзаг = (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. Поэтому рк = 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:
ü после предварительного обтачивания ~
р1 = 0,06∙33 = 1,98 (мкм);
ü 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 не
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; RZ10.
Инструмент: резец подрезной по ГОСТ 18874-73.
Переход 2: точить наружную поверхность начерно Æ61,6; RZ20.
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;
RZ10.
Инструмент:
резец токарный
проходной упорный по ГОСТ 18878-73.
Переход 2: точить начерно наружную поверхность Æ60 на длину 16,2; RZ20.
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; RZ10.
Инструмент:
резец проходной
отогнутый ГОСТ 188877-73.
Переход 2: точить начерно внешнюю поверхность Æ35 на длину 16,4; RZ20.
Инструмент: проходной упорный резец по ГОСТ
18883-73.
Переход 3:снять фаску 1,5x300; RZ10.
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; RZ10.
Инструмент: резец подрезной по ГОСТ 18874-73.
Переход 2: точить внешнюю поверхность Æ52,5 начерно на длину 24; RZ20.
Инструмент: резец токарный проходной упорный по
ГОСТ 18878-73.
Переход 3: точить канавку Æ49,7±0,31 на длину 3,2±0,15 ; RZ10.
Инструмент: резец канавочный ГОСТ 18873-73.
Переход 4: точить резьбу М52x1,5 начисто; RZ10.
Инструмент: проходной резец для нарезания резьбы по ГОСТ
17933-72.
Переход
5: снять фаску 1,5x450;
RZ10.
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;
RZ10.
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 Kmn - коэффициент учитывающий влияние
материала заготовки;
Kпn - коэффициент учитывающий состояние
поверхности заготовки;
Kun - коэффициент учитывающий материал
инструмента;
Значение коэффициентов Kmn, Kun и Kпn выбираем из т. 1-6 [2].
Kmn = 0,8; Kun = 1; Kпn = 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.
|