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:
Станки широкого назначения (универсальные) с широким диапазоном параметров, размеров заготовок, обрабатываемых на них. Целесообразно применять в единичном и мелкосерийном производстве.
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.)
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.
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;--PAGE_BREAK--
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 продолжение
--PAGE_BREAK--
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. продолжение
--PAGE_BREAK--
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. продолжение
--PAGE_BREAK--
/> 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. dmaxмоей 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. продолжение
--PAGE_BREAK--
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; продолжение
--PAGE_BREAK--
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: продолжение
--PAGE_BREAK--
/>,
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
0,05
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
0,05
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
0,05
0,22
0,278
6
0,017
0,297
7
700000
0,297
Снятие фаски чистовое
0,003
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
0,05
0,22
0,278
6
0,017
0,296
7
700000
0,296
Точение канавки чистовое
0,012
0,05
0,22
0,282
6
0,017
0,334
7
700000
0,334
Нанесение резьбы
6,269
0,03
0,22
6,519
6
0,391
7
7
700000
7,000
Снятие фаски чистовое
0,003
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.