Разработка технологического процесса изготовления детали "Основа излучателя"

Министерство общего ипрофессионального образования РФСаратовский Государственный ТехническийУниверситетКафедра «Приборостроение»Пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине«Технология приборостроения» на тему «Разработка технологического процессаизготовления детали «Основа излучателя»Выполнил:Проверил:доц. Орлов Б.С.Саратов 2004
Содержание
Введение
1.  Анализэксплуатационных свойств детали и конструкторский контроль чертежа
2.  Анализтехнологичности конструкции
3.  Обоснованиеи выбор заготовки
4.  Разработкатехнологического процесса обработки детали
4.1       Обоснованиепоследовательности обработки и выбранного оборудования
4.2       Расчетпогрешностей базирования
4.3       Определениеприпусков и межоперационных размеров
4.4       Определениерациональных режимов резания и норм времени
5.  Расчетточности обработки
6.  Описаниеконструкции приспособлений
Заключение
Перечень использованнойлитературы
Аннотация
В данной пояснительной записке к курсовой работена тему «Разработка технологического процесса изготовления детали «Основаизлучателя» представлен технологический процесс, запроектированный исходя изанализа функциональных свойств детали, различных технологических факторовпроизводства, произведен расчет точностных характеристик производства, а так жерассчитаны теоретически рациональные нормы времени обработки детали.
Основной целью данного курсовой работы являетсяознакомление с основными приемами расчета заготовки, проектированиятехнологического процесса изготовления детали, выбора оборудования и егорежимов работы, технологической оснастки производства при изготовлении деталейданного вида.

Введение
Технология машиностроения– это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленномпроизводственной программой количестве и в заданные сроки при наименьшихзатратах. Предметом исследования и разработки в технологии машиностроенияявляются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припусков на нее, базирование заготовки, способымеханической обработки поверхностей, конструирование приспособлений.
Особенностьюприборостроения является то, что при малых габаритах деталей приборов имеютместо сопрягаемые поверхности небольших диаметров, малые модули зубчатыхзацеплений, мелкие резьбы. Малые габариты деталей определяют высокую точностьизготовления.
Повышенные требованияпредъявляются к обеспечению в деталях точности формы – уменьшению конусности,бочкообразности, нецилиндричности, некруглости и т.п. и расположениюповерхности в деталях – устранению непараллельности, перекоса осей,неперпендикулярности, несоосности, несимметричности, радиального биения. Приобработке деталей малых размеров используют особые технологические приемы,назначают специфические операционные допуски, припуски и базы.

1.  Анализэксплуатационных свойств детали и конструкторский
контроль чертежа
Деталь, рассматриваемая вданной пояснительной записке, носит название «Основа излучателя». Она входит всостав скважинного прибора – «Кедр-АКЦ60-150», разработанный ЗАО «ГеоФизМаш» икоторый широко используется в газовой и нефтяной промышленности приисследованиях скважин.
Основа излучателякрепится внутри скважного прибора к поршню, фланцу и излучателю и служит основойдля излучателя, а также защищает провода от повреждений. Масса всего прибора вцелом невелика – основную часть его составляют электронные схемы и датчики.Поэтому нагрузка на деталь невелика. Деталь не претерпевает больших вращающихмоментов, т.е. не вращается. Поверхность детали не изнашивается, требований кмоментам трения, магнитным и электрическим параметрам нет.
Исходя из этих условий,материал, применяемый для изготовления основы излучателя, выбран правильно – среднеуглеродистаяповышенной прочности сталь 45, имеющая состав:
Таблица 1. Химический состав(%) стали 45С Si Mn 0,42- 0,50 0,17- 0,37 0,50- 0,80
Таблица 2. Характеристикимеханических свойств стали 45
Предел прочности
sв,
Кгс/мм2
Предел текучести
sт,
Кгс/мм2
Удлинение
d5,
%
Поперечное сужение
y,
% 61 36 16 40
Основа излучателя крепитсяв приборе при помощи резьбовых соединений (на чертеже – М16х1,5-7H, М30х1,5-8g, М34х1,5-8g) среднего классаточности, т.к. здесь выполняется силовая функция, но в тоже время длягерметичного соединения необходимо, чтобы поверхности диаметрами 31,9-0.025, 35-0.025плотно прилегали к внутренним поверхностям излучателя и фланца. Поэтому здесьпредъявляется требование соосности этих двух поверхностей. По той же причинеэти поверхность имеют точный допуск, а также параметр шероховатости на диаметре31,9 взят Ra 1,6. Для подведения электрического питания и различных сигналов к электроннойначинке прибора в основе излучателя имеются сквозные отверстия. Конусообразное отверстие необходимо длявыхода проводов, идущих по отверстиям Æ3.Пазы, имеющиеся на Æ42,служат для того, чтобы деталь занимала постоянное положение относительно другихдеталей. Переход отверстия с Æ13на Æ8 не контролируется изависит от инструмента. Резьба М16х1,5-7H изначально на заводском чертеже предполагалась без канавки ифаски, что дает огромные трудности при сборке, поэтому канавка и фаска былисделаны: канавка Æ17и фаска 1,5 х 45 о. Неуказанные предельные отклонения размеров заданыпо 14 квалитету, а в приборостроении применяется максимально 12 квалитет.Неправильные обозначения допусков и обозначений типа база А и разрез А, база Б и отверстие Б исправлены в соответствии сЕСКД. Шероховатости и допуски в целом устраивают.
Схематично соединение основыизлучателя и других деталей представлено на рис.1
/>
Рис.1 Схема крепления основыизлучателя.

На рис.1 изображены:
1.        Фланец.
2.        Основаизлучателя.
3.        Излучатель.
4.        Поршень.
Деталь имеет формуступенчатой втулки, поэтому для ее описания достаточно одной проекции, но из-заспецифического отверстия необходим разрез, как и изображено на заводскомчертеже. Так же все размеры, необходимые при производстве детали имеют место начертеже.
Таким образом, заключаем,что в общем (кроме указанных случаев) заводской чертеж соответствуеттребованиям ЕСКД.

2. Анализ технологичностиконструкции детали
Деталь, изготавливаемаяна производстве должна иметь при этом минимальные трудовые и материальныезатраты. Их можно в значительной мере сократить путем выбора оптимальноготехнологического процесса, его оснащения и механизации, а так же примененияоптимальных режимов обработки.
Как можно установить изанализа чертежа детали, она состоит из унифицированных элементов – цилиндров,имеет достаточно оптимальные с точки зрения обработки степени точности ишероховатости и позволяет применить типовой технологический процессизготовления (ступенчатых втулок).
В качестве показателятехнологичности изделия можно взять коэффициент использования материала КИМ,который можно определить по формуле (3.1)
/>100% (3.1)
где: GД – масса детали.
GЗ – масса заготовки.
Рассчитаем массузаготовки. Для этого понадобятся следующие данные – объем детали V и плотность ее материала. Усредненнуюплотность возьмем из таб.13.2 [10] r=7.85 г/см3.
Объем детали рассчитаем,мысленно разделив деталь на элементарные части:
Объембазового прутка:
/>=210587,24 мм3 (3.2)
Объемвнешнего слоя, снимаемого при получении Æ35
/>=9101,59 мм3 (3.3)
Объемвнешнего слоя, снимаемого при получении Æ34
/>=60137,28 мм3 (3.4)
Объемвнешнего слоя, снимаемого при получении Æ31,9
/>=175,65 мм3 (3.5)
Объемвнешнего слоя, снимаемого при получении Æ30
/>=2032,15 мм3 (3.6)
Объемвнешнего слоя, снимаемого при получении Æ34
/>=921,27 мм3 (3.7)
Объемслоя, снимаемого при поручении фаски для захода резьбы Æ34
/>=58,76 мм3 (3.8)
Объемслоя, снимаемого при поручении фаски для захода резьбы Æ30
/>=51,69 мм3 (3.9)
Объемслоя, снимаемого при получении канавки Æ30
/>=765,37 мм3 (3.10)
Объемслоя, снимаемого при получении канавки Æ26
/>=804,49 мм3 (3.11)
Объемотверстия Æ 8:
/>=6179,52 мм3 (3.12)
Объемпримерный отверстия Æ4,2
/>=360,22 мм3 (3.13)
Объемпримерный 2 отверстий Æ3
/>=183,78 мм3 (3.14)
Объемпримерный отверстия Æ3
/>=81,29 мм3 (3.15)
Объемпримерный отверстия Æ3
/>=245,24 мм3 (3.16)
Объемконусообразной выточки Æ31
/>=1761,25 мм3 (3.17)
Объемотверстия Æ 13:
/>=3979,95 мм3 (3.18)
Объемслоя, снимаемого при поручении фаски для захода резьбы Æ16
/>=51,22 мм3 (3.19)
Объемслоя, при поручении фаски от сверления Æ14
/>=144,24 мм3 (3.20)
Объемслоя, снимаемого при получении канавки 17
/>=282,60 мм3 (3.21)

Результирующий объем
V=VПРУТКА-VОТВ1-VОТВ2-VОТВ3 -VОТВ4-VОТВ5-VОТВ6-VКАНАВКИ1 -VКАНАВКИ2- VКАНАВКИ3- VВН.СЛОЯ1- VВН.СЛОЯ2- VВН.СЛОЯ3- VВН.СЛОЯ4- VВН.СЛОЯ5-Vвыт-VФ1-VФ2-VФ3-VФ4=110855,71 мм3 (3.22)
Массадетали
GД=Vr=0.00785х110855,71=870,22 г =0.87 кг. (3.23)
Далее вычислим массузаготовки – прутка. Его размеры (с учетом припусков)
D=44 мм, L=154 мм.
Объем заготовки
/>=234346,99 мм3 (3.24)
Массазаготовки
GЗ=Vr=0.00785х234346,99 =1839,62г =1.84 кг. (3.25)
Коэффициент использованияматериала
/>100%=47 %
Аналогичным образомнайдем коэффициент использования материала для заготовки, получаемой литьем.
Объем такой заготовкивычислим исходя из рис.2.
/>
Рис.2 Форма заготовки.
Разделив заготовку начасти, находим общий объем
/>=22537,35 мм3 (3.26)
/>=11756,16 мм3 (3.27)
/>=88975,04 мм3 (3.28)
/>=27671,25 мм3 (3.29)
Массазаготовки
GЗ=(V1+V2+V3+V4)r=(22537.35+11756.16+88975.04+27671.25)0.00785=1184.9г =1.18 кг.

Коэффициент использованияматериала
/>100%=74 %
Таким образом, видим, чтоизготовление детали литьем технологичность выше, чем при изготовлении детали изпрутка. Однако прежде чем делать дальнейшие выводы, следует сделать расчетстоимости производства для обоих случаев.

3.  Обоснованиеи выбор заготовки
В этом разделе пояснительной запискипроанализируем два метода получения заготовок детали, а именно – заготовка изсортового проката и заготовка, получаемая литьем (по выплавляемым моделям).
Расчет будем вести по экономической себестоимостиизготовления детали, а точнее по разнице стоимости обоих способов получениязаготовок.
Расчет заготовки, получаемой литьем повыплавляемым
моделям
Форма получаемой заготовки изображена на рис.2.Стоимость такого способа [1] Сл=2.0 руб/кг. Ранее найденная масса детали – 1.18кг. Таким образом, стоимость заготовки составит
/>=2х1,18 =2,36 руб
3.2 Расчет заготовки из проката
Определим стоимость материала и работ поприведению заготовки к виду рис.2.
Методика и расчетные формулы приведены в [1]. Всерассчитанные числовые данные сведены в таблицу 3.
Таблица. 3.Расчетные данные для подсчетасебестоимости заготовки из прутка.Наименование обработки
Время на обработку
Т0, мин Разряд/ Стоимость коп/мин Коэффициент вида работ Стоимость обработки Отрезка  0.00019 х442=0.368 2/ 0.73 1,35 0,73 Подрезание торцов 2х 0.000037х442=0.143 2/0.73 1,35 0,28 Обтачивание поверхности 0.00017х22х37=0.138 2/0.73 1,35 0,27 Обтачивание поверхности 0.00017х96х36=0.59 2/0.73 1,35 1,16 Сверление 0.00052х156х8=0.649 2/0.73 1,3 1,23 Развертывание 0.00043х30х11=0.142 2/0.73 1,35 0.28 Стоимость материала 8.1 коп/кг. Итого  Сз п= 3,95+8.1=12,05
Сравнивая Сз л и Сз п, приходим к выводу, чтоэкономически более выгодно применять заготовки из сортового проката.

4.   Разработка технологическогопроцесса обработки детали
4.1 Обоснование последовательности обработки ивыбранного
оборудования
Разработка маршрутноготехнологического процесса механической обработки заготовки является основойвсего курсового проекта. Вследствие того, что тип производства – крупносерийный- технологический процесс следует проектировать, ориентируясь на использованиепеременно поточных линий, когда параллельно изготавливаются партии деталей, чтопозволяет использовать преимущества массового производства. Таким образом –нужно по возможности дифференцировать производственный процесс.
В соответствии с условиемполучения требуемой формы детали, а так же с учетом точности и шероховатостиповерхностей, был спроектирован следующий технологический процесс.
Таблица 4. Маршрутопераций.Наименование операции Базовая поверхность Оборудование Наименование приспособления 1. Заготовительная Æ 44, торцевая поверхность Отрезой круглопильный полуавтомат 8А631 3-х кулачковый патрон. 2. Фрезерно-центровальная Æ 44 Фрезерно-центровальный полуавтомат МР-77 Зажимные тиски 3. Токарная Æ 44, центровые отверстия Токарный многорезцовый полуавтомат 1П752МФ3 Центра 4. Токарная Æ 30, центровые отверстия Токарный многорезцовый полуавтомат 1П752МФ3 Центра 5. Токарная Æ 30, центровые отверстия Токарный станок 16К20 Центра 6. Токарная Æ 30, центровые отверстия Токарный станок 16К20 Центра 7. Токарная Æ 31,9, центровые отверстия Токарный станок 16К20 Центра 8. Токарная Æ 31,9, центровые отверстия Токарный станок 16К20 Центра 9. Токарно-револьверная Æ 42, левая торцевая поверхность Токарно-револьверный станок 1365 Цанговый патрон 10. Токарная Æ 31,9, правая торцевая поверхность Токарный станок 16К20 Цанговый патрон 11. Сверлильная Æ 34, правая торцевая поверхность Вертикально-сверлильный станок 2М112 Кондуктор 12. Фрезерная Æ 31,9, правая торцевая поверхность, отверстие Æ4,2 Фрезерный широкоуниверсальный станок 6712В Цанговый патрон 13. Сверлильная левая торцевая поверхность, поверхность паза, оправка Вертикально-сверлильный станок 2М112 Кондуктор 14. Сверлильная левая торцевая поверхность, поверхность паза, оправка Вертикально-сверлильный станок 2М112 Кондуктор 15. Сверлильная правая торцевая поверхность, поверхность паза, оправка Вертикально-сверлильный станок 2М112 Кондуктор 16. Контрольная Микрометр ММ-2 Приспособление для измерения несоосности
Воспользовавшисьвозможностями станков, составим переходы на операции:
На первой операциинеобходимо из ГОСТированного прутка изготовить заготовку основы излучателя .
Таблица 5. Переходы заготовительнойоперации (1).Номер перехода Содержание перехода А Установить заготовку в 3-х кулачковый патрон и подать до упора 1 Отрезать заготовку в размер 154.

Затем необходимофрезеровать торцы начисто и центровать заготовку для возможности последующегозакрепления в центрах.
Таблица 6. Переходыфрезерно-центровальной операции (2).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в зажимные тиски. 1 Фрезеровать торцы в размер 152. 2 Центровать Æ4 с двух сторон. Б Снять деталь.
Далее необходимообработать все возможные внешние цилиндрические поверхности с одной стороны:
Таблица 7. Переходытокарной операции (3).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в центра с упором плавающего центра в торец. 1 Обточить поверхность до 29,92, обточить поверхность до 32,5, обточить поверхность до Æ34 согласно чертежу. 2 Проточить канавку шириной 3, обточить фаску 1,5х45 о согласно чертежу. Б Снять деталь.
и с другой:
Таблица 8. Переходытокарной операции (4).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в центра с упором плавающего центра в правый торец. 1 Обточить поверхность до Æ33,92, обточить поверхность до Æ42 согласно чертежу. 2 Проточить канавку шириной 3, обточить фаску 1,5х45 о согласно чертежу. Б Снять деталь.

На операциях 5,6,7,8деталь проходит чистовую обработку и нарезается резьба внешних поверхностей.
Таблица 9. Переходытокарной операции (5).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в центра с упором плавающего центра в левый торец. 1 Обточить поверхность до 31,9 согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Таблица 10. Переходытокарной операции (6).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в центра с упором плавающего центра в левый торец. 1 Нарезать резьбу М30х1,5-8q резцом согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Таблица 11. Переходы токарнойоперации (7).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в центра с упором плавающего центра в правый торец. 1 Обточить поверхность до Æ35 согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Таблица 12. Переходытокарной операции (8).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в центра с упором плавающего центра в левый торец. 1 Нарезать резьбу М34х1,5-8q резцом согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Наконец переходим косевым отверстиям и внутренним поверхностям (операции 9,10):

Таблица 13. Переходытокарно-револьверной операции (9).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в цанговый патрон с упором в левый торец. 1 Сверлить отверстие Æ8 напроход. 2 Расточить отверстие с 8 до 14,5 на глубину 30.  3 Расточить канавку шириной 3 до 17, выдерживая 20.  4 Расточить фаску 1,5х45 о.  5 Нарезать резьбу М16х1,5-7Н лев. метчиком согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Таблица 14. Переходытокарной операции (10).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в цанговый патрон с упором в правый торец. 1 Расточить коническое отверстие с Æ31 до Æ8 под углом 65 о.  Б Снять деталь.
Требуется просверлитьотверстия 4,2.
Таблица 15. Переходы сверлильнойоперации (11).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в кондуктор. 1 Сверлить отверстие Æ4,2 сквозное согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Необходимо фрезероватьпазы:
Таблица 16. Переходыфрезерной операции (12).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в цанговый патрон с упором в правый торец. 1 Фрезеровать пазы шириной 6 в размер 35,5 согласно чертежу.  Б Снять деталь.

Затем требуетсяпросверлить отверстия Æ4, Æ3, Æ5на проход.Операции производятся с применением кондуктора, повышающего точность сверления.
Таблица 17. Переходытокарной операции (13).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в кондуктор. 1 Сверлить отверстие Æ3 сквозное согласно чертежу. Б Переустановить деталь в кондукторе, повернув вокруг оси на 180 о. 2 Сверлить отверстие Æ3 сквозное согласно чертежу.  В Снять деталь.
Таблица 18. Переходысверлильной операции (14).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в кондуктор. 1 Сверлить отверстие Æ5 сквозное согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Таблица 19. Переходысверлильной операции (15).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в кондуктор. 1 Сверлить отверстие 3 сквозное согласно чертежу.  Б Снять деталь.
Последней операциейконтролируется несоосность поверхностей М30 относительно Æ31,9. Для этого используется специальное приспособление.
Таблица20. Переходыконтрольной операции (16).Номер перехода Содержание перехода А Установить деталь в приспособление для измерения несосности. 1 Вращая деталь на 360о, контролировать величину несоосности поверхностей М30 относительно Æ31,9.
На этом разработкутехнологического процесса можно считать оконченной.
 
4.2 Расчет погрешностейбазирования
При выборетехнологических баз были приняты во внимание следующие принципы: принципединства баз – когда конструкторская, технологическая и измерительная базыпредставляют одну и ту же поверхность детали, принцип постоянства баз –использование одной и той же технологической базы. Так же учтено то, что необработанныеповерхности должны приниматься за базу только один раз на черновых операциях –черновые базы.
Приведенные условия повозможности были выполнены, однако есть такие операции, где их выполнение поразличным причинам невозможно. В этом случае возникает погрешность базированияпри изготовлении детали.
Погрешности обработкискладываются из погрешности установки детали e у, погрешностистатической настройки системы СПИД – D С.Н. и погрешностидинамической настройки системы СПИД – D Д.Н… В свою очередь погрешностьустановки складывается из погрешности базирования ed и погрешности закрепления eЗ.
Основной задачей прирасчете точности является обеспечение допуска d, заданного чертежом.
Оценка выбранного способабазирования заключается в определении фактической погрешности e УФ при выбранной технологической базе и сравнении ее с допустимойпогрешностью базирования, определяемой по неравенству (5.2.1) [1]

/> (5.2.1)
Очевидно, что
e уф£e у. (5.2.2)
Рассчитаем погрешностьбазирования на токарную чистовую операцию (5)
Как видно изоперационного эскиза на эту операцию (с.м. лист 2 приложения), технологическаябаза не совпадает с конструкторской базой для обрабатываемых поверхностей.Возникающие при обработке погрешности определяются допуском на размер,соединяющий конструкторскую и технологическую базы [1]:
ed10 = d 152=0.1
ed25 = d 152=0.1
Для оценки погрешности размера35, составим размерную цепь [1]
/>/>/>/>                            152
/>/>   А                      10             25
/>


edА = АMAX-АMIN = 35,18 — 34,82 = 0,36 мм
где:
AMAX=10MAX +25MAX =10,075 + 25,105=35,18 мм
AMIN=10MIN +25MIN = 9,925+24,895=34,82 мм
Просчитаемдопустимую погрешность базирования на размер 35 – А, 10, 25:
/>=/>=0.34 мм
/>=/>=0.105 мм
/>=/>=0.16 мм
Статические идинамические погрешности настройки станка взяты из таб. 11 (стр. 29) и таб. 24(стр. 70) [3]
Как видим, неравенство(5.2.2) соблюдено. Допуск на размер 152 удовлетворяет условиям для получения точногоразмера 35 .
4.3 Определение припускови межоперационных размеров
Заготовка,предназначенная для последующей механической обработки, изготовляется сприпуском на размеры готовой детали, т.е. припуском на обработку. Припускомназывается слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижениязаданных свойств обрабатываемой поверхности.
Минимальный симметричныйприпуск при обработке наружних и внутренних поверхностей вращения [1]
/> (5.3.1)
Минимальный симметричныйприпуск при обработке противолежащих плоских параллельных плоскостей узаготовок с одной установки определяется по выражению [1]
/> (5.3.2)
Минимальный асимметричныйприпуск [1]
/> (5.3.3)
где: Rzi-1 – высотамикронеровностей поверхности по ГОСТ 2789-73, полученный на предшествующейоперации.
Ti-1 – глубина дефектногоповерхностного слоя, полученного на предшествующей операции.
ri-1– суммарноезначение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей, получившихсяпосле выполнения предшествующей операции.
ei – погрешность установкизаготовки, возникающая на выполняемой операции.
Для установки в центрахформула примет вид :
/> (5.3.4)
Пространственныеотклонения прутковых заготовок при обработке внешних поверхностей – изогнутостьоси r ко (кривизна) и погрешность зацентровки rц.
/> (5.3.5)
Общая кривизна заготовкиопределяется по формуле
r ко = DК L (5.3.6)
гдеDК – удельная кривизнапроката в мкм/мм, принимаемая из ГОСТ на сортамент. Из таб. 4 (стр. 180) [3]принимаем DК=1.3 мкм/мм.
L – длина заготовки.
Рассчитаемприпуск на один из точных поверхностей – диаметр 31,9-0.025 .
Общаякривизна заготовки
r ко=1.3 х 152=197,6 мкм.
Так как обработка ведетсяв центрах, принимаем r ц = 0,25 х d 44 ,
где d 44 – допуск на диаметрзаготовки.
r ц =0,25 х 700 = 175 мкм
Таким образом /> =264 мкм.
После черновогообтачивания
r ЧЕР=0.06 х r ко=0.06 х 264=15,84 мкм.
После чистовогообтачивания
r ЧИС=0.04 х r ЧЕР=0.04 х 15,84=0,64мкм
Данныепо качеству поверхности и точности после соответствующей обработки возьмем изтаб. 5 (стр. 181) [3] и таб. 3.31 [7]. Расчет сведем в таблицу
Таблица 21.Таблица расчета припусков.Наименование операции Rz
T
Мкм Квалитет
Допуск
мкм
r
мкм
2Zi min
мкм Токарная черновая 63 60 12 250 15,84 278 Токарная чистовая 8 12 7 25 0,64
Отсюдаопределяем минимальный и максимальный диаметры для черновой обработки
DЧ min = D ЧИС + 2Zi =31,9+0,278=32,2 мм
DЧ max= DЧИС min+dЧИС= 32,2+0,25=32,5 мм
DЧ=32,5-0.3
Для остальных размероввеличины припусков возьмем из справочных данных таб. 3.68 и 3.73 [4].
Таблица 22. Расчетмежоперационных размеров поверхности 42.Наименование операции
2Zi min
мкм
Допуск
мкм
Dmin
мм
D max
мм
DЧ
мм Заготовительная 700 43,5 44,2
44 +0,2
 -0,5 Токарная черновая 1500 100 41,9 42,0
Таблица 23. Расчетмежоперационных размеров поверхности 35.Наименование операции
2Zi min
мкм
Допуск
мкм
Dmin
мм
D max
мм
DЧ
мм Токарная черновая 1500 300 35,6 35,3 35,6-0,3 Токарная чистовая 300 25 35,0 34,975
Таблица 24. Расчетмежоперационных размеров размера 152.Наименование операции
2Zi min
мкм
Допуск
Мкм
Dmin
мм
D max
мм
DЧ
мм Заготовительная 1000 153,7 154,7
154 +0,7
 -0,3 Токарная черновая 800 100 152,0 152,1
Таблица 25. Расчетмежоперационных размеров размера М34Наименование операции
2Zi min
мкм
Допуск
Мкм
Dmin
мм
DЧmax
мм
DЧ
мм Токарная чистовая 170 33,75 33,92
Таблица 26. Расчет межоперационныхразмеров размера М30.Наименование операции
2Zi min
мкм
Допуск
Мкм
Dmin
мм
DЧmax
мм
DЧ
мм Токарная черновая 170 29,75 29,92

Таблица 27. Расчетмежоперационных размеров размера М16.Наименование операции
2Zi min
мкм
Допуск
Мкм
Dmin
мм
D max
мм
DЧ
мм Токарная черновая 200 14,3 14,5
Рассчитанные величинымежоперационных размеров проставляем на операционных зскизах.
4.4 Определениерациональных режимов резания и норм времени
Важным элементомнастройки металлорежущих станков является установление рациональных режимоврезания. В обычных условиях обработки режимы резания назначают исходя из задачидостижения высоко производительности при малых затратах на режущий инструмент.В случаях точной обработки заготовок, кроме требования высокойпроизводительности и экономичности обработки выдвигается задача обеспечения требуемойточности.
При назначении элементоврежимов резания учитывается характер обработки, тип и размеры инструмента,материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.
В данной пояснительнойзаписке проведем аналитический расчет режимов резания на токарную чистовуюоперацию (5). На две остальные (токарная чистовая (7) и сверлильная (11))режимы определим из справочной литературы.
Аналитический расчетпроводится по следующим формулам
Скорость резания (дляточения)
/> (5.4.1)

Cvr – коэффициент,зависящий от условий работы и физико-механических свойств материала.
Т – стойкостьинструмента, т.е. время нормальной работы (здесь берется значение 120мин.) [3]
t – глубина резания(обычно равняется величине припуска)
s – подача – выбирается изсправочных данных максимально возможной, при которой обеспечивается заданнаяшероховатость обрабатываемой поверхности.
Kmv – коэффициент, зависящийот обрабатываемости материала.
Kuv — коэффициент, зависящийот инструментального материала.
Kпv – коэффициент,учитывающий влияние состояния поверхности на скорость резания.
Сила резания Pz
/> (5.4.2)
Коэффициенты Ki учитывают фактическиеусловия резания (зависят от геометрии резца)
Эффективная мощностьрезания
/> (5.4.3)
Потребная мощностьдвигателя станка
/> (5.4.4)
h — КПД станка (0.7-0.8)
Перед началом расчетаукажем материал режущих инструментов для всех операций (Таблица 3.120 [4]) Стр117
Таблица 28. Материалрежущего инструмента.Наименование операции Материал режущего инструмента Токарная чистовая (обтачивание) Т15К6 Сверлильная Т5К10
Выберем геометрию резцана рассчитываемой операции (Таб.19,20,23 стр. 189-192) – в зависимости отусловий работы.
Таблица 29.Геометрические параметры режущего инструмента.Наименование параметра Значение Задний угол a, град. 15 Передний угол g, град. -15 Главный угол в плане j, град. 60 Вспомогательный угол в плане j, град. 10 Угол наклона главной режущей кромки l, град. Радиус при вершине резца r, мм . 1 Площадь закрепления в державке 16х25
Теперь перейдемнепосредственно к расчету режимов резания на токарную чистовую операцию.
Из справочных данных (Таб.1,2,5, 6,9, 14,17,22, 23 стр 264-275 [3]), рассчитанных припусков выбираемнеобходимые значения и по ним рассчитываем параметры режимов резания (поформулам (5.4.1) — (5.4.4).

Таблица 30. Расчетскорости резания.Обрабатываемая поверхность Припуск t, мм Подача s, мм/об Kmv Kuv Kпv Cv x y m Скорость резания Vмм/мин. Æ31,9 0, 3 0,2 0,7 0,8 0,9 420 0,15 0,20 0,20 134
Таблица 31. Расчет силырезания и потребной мощности станка (КПД станка 0.8).Обрабатываемая поверхность Kmp Kjp Kgp Klp Krp Cp x y n
Pz
Н
Nэфф
КВт
Nст
КВт Æ31,9 0,86 0,94 1,25 1 0,93 200 1 0,75 16,9 0,37 0,46
Как видно из таблицы,потребная мощность на операцию не превышает максимальной мощности станка (10кВт).
Частота вращения детали
/> (5.4.5)
Выбранный станок 16К20имеет следующие параметры:
Максимальная частотавращения шпинделя nmax=1600 об/мин
Минимальная частотавращения шпинделя nmin=12.5 об/мин.
Число ступеней частотывращения шпинделя Zст=24.
Диапазон регулированиясоставит в этом случае
j =nmax/ nmin=1600/12.5=128
По таблице 3.30 [7]находим ближайшее меньшее стандартное значение 101,72, что соответствует j =1,26
Расчетный диапазонрегулирования для расчетной частоты вращения шпинделя nРАСЧ.

/> (5.4.6)
Стандартная частотавращения шпинделя станка
/> (5.4.7)
Таблица 32. Расчетстандартной частоты вращения шпинделя.Обрабатываемая поверхность nРАСЧ j П расч j П таб j nСТ Æ31.9 1337 101,72 101,72 1,26 1271
По паспортным данным настанок 16К20 частота вращения шпинделя на предпоследней ступени – 1250 об/мин.[14 стр.163]
Для станка 16К20
Количество ступенейподачи станка Zст.р=22
Максимальная подача sMIN=2,8 мм/об.
Минимальная подача sMAX=0,05 мм/об.
Расчетный диапазонрегулирования подач станка
/> (5.4.8)
Подача станка
/> (5.4.9)
Таб.33. Расчетстандартной величины подачи.Обрабатываемая поверхность sРАСЧ j Прасч j Птаб j SСТ Æ31,9 0,2 4 4 1,26 0,2
По паспортным данным настанок 16К20 подача на один оборот шпинделя на девятой ступени – 0,2 мм/мин. [14стр.163]
Определим правильностьвыбранных режимов резания путем проверки на жесткость.
Под действием силырезания – деталь прогибается. Вычислим прогиб детали. Деталь в станке имеетзакрепление в центрах. Максимально возможный прогиб можно получить, еслирассмотреть как консольное закрепление относительно большего расстояния доодного из центров, в нашем случае – это плавающий центр.
Формула для определенияпрогиба в этом случае имеет вид:
/> (5.4.10)
Здесь Py –сила резания впоперечном направлении, которая вызывает прогиб детали.
a– расстояние отплавающего центра до точки приложения силы.
b– расстояние от центра доточки приложения силы.
l- длина детали.
Е – модуль упругости прирастяжении для стали.
J – момент инерции деталиотносительно оси, перпендикулярной оси детали и направлению приложения силы. (Находится как сумма произведений элементарных площадок на квадрат расстояния досоответствующей оси).
Силу резания примемравной Pz (максимальное значение) – случай максимального затупления резца.
l= 0,152 м
Модуль Юнга Е = 2,1 х 1011Па.
Чтобы упростить расчеты,момент инерции можно взять как минимальный через самую маленькую поперечнуюплощадь. Относительно плавающего центра
/> (5.4.11)
где D=0,0319 м (обрабатываемаяповерхность).
Результирующая величинапрогиба составила f=0,0028 х 10-6 м. Т.е. величина прогиба в значительной степенименьше допуска на операцию (25 мкм=25 х 10-6 м), что означает правильностьвыбора режимов резания.
Для двух других операций– токарной чистовой (7) и сверлильной (11) режимы резания возьмем из табличныхданных на основе требуемой точности и шероховатости (Таб. 14-20 (стр 268-272)[3].)
Таблица 34. Параметрырежимов резания на токарную чистовую операцию (7).Наименование перехода Величина подачи s, мм/об Скорость резания V, мм/мин Обработать Æ35 0,4 101
По паспортным данным настанок 16К20 частота вращения шпинделя на 18 — й ступени – 800 об/мин, подачана один оборот шпинделя на 13 — й ступени – 0,4 мм/мин. [14 Горбацевич стр.163]
Режимы резания беремисходя из аналогичных условий, из таблиц 25-27 (стр. 277-278) [3] и Таб. 23(стр. 255) [2].
Таблица 35. Параметрырежимов резания на сверлильную операцию (11).Наименование перехода Величина подачи s, мм/об Скорость резания V, мм/мин Сверлить отверстие Æ4,2 0,15 22
По паспортным данным настанок 2М112 частота вращения шпинделя на последней ступени – 1600 об/мин, подачана один оборот шпинделя — 0,15 мм/мин. [14 стр.163]
Затем рассчитаем нормывремени на указанные операции.
Техническую норму времениопределяют на основе технических возможностей технологической оснастки,режущего инструмента, станочного оборудования и правильной организации рабочегоместа. Норма времени является одним из основных факторов для оценкисовершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного вариантаобработки заготовки.
В серийном производствеобщая норма времени (мин) на механическую обработку одной заготовки: [7]
Тшт=То+Тв+Тто+Топ (5.4.12)
Где То – технологическое(основное) время, мин.
Тв – вспомогательноевремя, мин
Тто – время наобслуживание рабочего времени, мин
Топ – время на отдых иестественные потребности, мин
Основное время Тоопределяется в общем виде
/> (5.4.13)
где l1, l2 и l3 – соответственно –длина пути подвода, длина обработки по чертежу и длина пути врезания и перебегаинструмента или детали, мм.
n, s – число об./мин, иподача мм/ход.
Вспомогательное времявозьмем из справочных данных [14]. Данные сведем в таблицу

Таблица 36. Расчетвспомогательного времени.Наименование операции Затраты времени, мин Токарная чистовая операция Вспомогательное время на контрольные измерения 0,11 Вспомогательное время на установку, снятие и крепление детали 0,07 Сверлильная операция Вспомогательное время на контрольные измерения 0,11 Вспомогательное время на установку, снятие и крепление детали в кондукторе 0,67 Вспомогательное время на установку и снятие кондуктора 0,14
Расчет основного временина операции сведем в таблицу.
Таблица 37. Расчетосновного времени.Наименование перехода l1 l2 l3 n S To Токарная чистовая (5) Обточить поверхность Æ 31,9 2 10 ≈0 1250 0,2 0,048 Токарная чистовая (7) Обточить поверхность Æ 35 2 1,5 ≈0 800 0,4 0,011 Сверлильная (12) Сверлить отверстие Æ 4,2 3 34 - 1600 0,15 0,154
Тто и Топ берется вколичестве 1,5% от оперативного и 3 % от основного времени соответственно длятокарных, и 1% и 1% для сверлильной.
Таким образом, штучноевремя для каждой операции составило
Токарная чистоваяоперация (5) Тшт=0,24 мин.
Токарная чистоваяоперация (7) Тшт=0,20 мин.
Сверлильная (12) Тшт=1,074мин.
Штучно — калькуляционноевремя :
Тш-к=Тпз/n+Тшт
где Тпз – подготовительно– заключительное время ( 9 мин. )[14]
 n – количество деталей внастроечной партии (зададимся n=100).
Токарная чистоваяоперация (5) Тш-к=0,25 мин.
Токарная чистоваяоперация (7) Тш-к=0,21 мин.
Сверлильная (12) Тш-к=1,164мин.

5. Расчет точностиобработки
Технологическая системаСПИД представляет собой упругую систему, деформации которой в процессеобработки обуславливают возникновение систематических и случайных погрешностейразмеров и геометрической формы обрабатываемых заготовок. Вместе с тем этатехнологическая система является замкнутой динамической, способной квозбуждению и поддержанию вибраций, порождающих погрешности формыобрабатываемых поверхностей и увеличивающих их шероховатость.
При механическойобработке в условиях автоматического получения размеров, их погрешностьявляется функцией погрешностей заготовки, статической настройки, упругихдеформаций системы СПИД и т.д.
Оценить поле рассеиванияпогрешности выдерживания размера можно с помощью следующего выражения
/> ( 6.1)
где
С =Сp Sy Vn Kmp (6.2)
Подставляяв формулу значения из пункта по расчету режимов резания, получаем
С=200х0,20,75 х 1340=59,8 кг/мм
Куст, Кзаг, Кст, Кj – коэффициентыотносительного рассеивания. Для распределения Гаусса принимаем их равными 1.
K{Азаг, Ауст} –корреляционный момент случайных величин Азаг и Ауст (принимаем равным 0,8).
Еуст – принимается равнойпогрешности базирования (100 мкм – см. расчет погрешности базирования)
Dзаг – величина допуска на заготовку. Диаметр 31,9 обрабатываетсяпосле токарно-револьверной операции, допуск на которую составляет 300 мкм.
Dст – погрешность статической настройки станка (из предыдущегопункта принимаем 4 мкм)
Dj – колебания радиальной жесткости. По таблице из [1]принимаем 300
j – радиальная жесткость.По таблице из [1] принимаем 1000 кг/мм.
tзад – глубина резания (беремиз предыдущего пункта 0,3)
/>=0,056
/>=0,056
/>=0,944
/>=-0,000016
Подставляя эти данные вформулу (6.1), получаем
/>=21,8 мкм
Сравнивая полученнуювеличину с допуском на размер 31,9 (25 мкм), видим, что необходимая точностьпри обработке диаметра 31,9 обеспечивается.

6.Описание конструкции приспособлений
Станочные приспособлениярасширяют технологические возможности металлорежущего оборудования, повышаютпроизводительность обработки заготовок, облегчают условия труда.
В задании к курсовомупроекту было задано выбрать установочно-зажимное приспособление типа кондуктордля сверления двух отверстий диаметром 8 мм. Отверстия расположены друг противдруга. Так же желательно, чтобы погрешность базирования была минимальна.
С учетом этих и некоторыхдругих соображений, был спроектирован кондуктор.
В данном кондуктореприменен замок конусного типа, который отличается достаточной надежностью ипростотой конструкции. Силовое замыкание в таком замке осуществляется врезультате сил трения, возникающих на конусной поверхности зубчатого валика1,затягиваемого в конусное отверстие корпуса 3 приспособления и приводящего вдвижение реечные скалки 2 с кондукторной плитой.
Для создания затягивающейсилы, на оси валика при поворачивании его рукояткой 4, зубцы на валике и нарейке выполнены под углом bВеличина силы затягиваниязависит от величины силы Р, приложенной к рукоятке, и от угла b, а величина силы трения на сопряженных конусных поверхностях – отстепени точности и шероховатости этих поверхностей. Угол g, равный половине угла при вершине конусов, обычно не превышает10о. Поэтому при сравнительно небольшой осевой силе на валике возникает большаясила трения на конических поверхностях, надежно удерживающей валик отпроворачивания под действием силы W, возникающей на скалках при снятии силы Р срукоятки и равной силе зажима обрабатываемой детали.

/>
Рис.3. Схема коническогозамка.
Примечание. Количествозубьев и модуль валика выбраны таким образом, чтобы зажим происходил приповороте рукоятки на 35-40о.
Для того чтобыпогрешность базирования равнялась нулю, базой примем торцевую поверхностьдиаметра 42. Ее упрем с помощью винтового зажима в край призмы, на которойлежит деталь.
Расчет зажимающего усилияконусного замка
Требуемое зажимающееусилие
/> (7.1)
где l – расстояние от оси колонкидо зажима (l=33мм)
l1 – длина направляющейчасти колонки (l1=60 мм)
f – 0.1 – коэффициенттрения .
Q1 – фактическое осевоеусилие на колонке кондуктора.
/> (7.2)
Qp – усилие, прикладываемоек рукоятке.
F – сила трения,противодействующая опусканию колонки.

/> (7.3)
a- угол наклона зубьев колонки. (45о)
j- угол трения на конусе (15о).
Рассчитаем зажимноеусилие при следующих данных
Qp=140 Н, g=8o.
Подставив все указанныевеличины в соответствующие формулы, окончательно получим
Q=151 Н.
Расчет точности сверленияв кондукторе
Точность сверления вкондукторах обусловлена следующими основными факторами.
-           отклонениемрасстояния между центрами отверстий в кондукторной плите y.
-           Величинойзазора в посадочном отверстии сменной рабочей втулки Dвн-Dсм
-           Величиной зазора в направляющем отверстии втулки подсверло dвн-dсв.
-           Величиной зазора между направляющим пояском кондукторнойплиты и базовым отверстием заготовки Dзг-Dк.
-           Эксцентриситетом рабочей втулки Ерб.
-           Глубиной сверления b.
-           Длиной направляющего отверстия рабочей втулки t.
-           Расстоянием между нижним торцом рабочей втулки изаготовкой h.
Расчет точности будемпроизводить исходя из формулы
/>

соследующими данными
Эксцентриситетрабочей втулки – 0.01 мм. [11]. Расстояние h –1.5 мм. y’=± 0.02
Dвн=16.2 мм. Dсм=16.1мм.dвн=8.1. dсв=8.0мм.b=5 mm.
l=20 мм. F=0.8. K=0.5. m=0.4. P=0.35 [11]
Lконд=8 мм.
Подставляя значения,получаем
0.0266£yLизд£ 0.1677
Контрольно-измерительноеприспособление
В соответствии и заданиеми технологическим процессом, изготавливаемая деталь должна проверяться нанесоосность поверхности резьбы – диаметр 16 относительно поверхности диаметра 31.9.Для этого было спроектировано приспособление. В корпусе бабки запрессованавтулка – подшипник, в которой покоится шпиндель. Левый конец шпинделя имеетрезьбу, которая по приведенному среднему диаметру равна или несколько меньшеприведенного среднего диаметра соответствующего проходного калибра закрепляемойрезьбы. Внутри шпинделя проходит шток, на котором закреплена резьбовая втулка,нарезанная с одной установки с резьбой на шпинделе и соединяющаяся с ней выступамикулачковой муфты.
На правом конце шпинделянаходится маховичок, сидящий на шпонке и зажатый гайкой и контргайкой. Направом конце штока нарезана резьба и накручена фасонная гайка.
Перед надеванием изделияфасонная гайка отворачивается, вследствие чего резьба изделия свободнонавинтится на резьбу шпинделя и втулки. Для закрепления резьбового изделиянеобходимо навинтить фасонную гайку на резьбовой конец штока, благодаря чемурезьбы сближаются, сто равносильно изменению шага резьбы приспособления.Контролируемая деталь центрируется по резьбе и закрепляется. Для контролянеобходимо повернуть маховик на 360о. Во время контроля производитсянепрерывный съем показаний с индикатора. При этом фиксируются наибольшее инаименьшее отклонения. Половина их разности и составляет величину несоосности([15])
Точность такогоприспособления будет складываться геометрически из погрешности микрометра, погрешностиизготовления резьбы и погрешности подшипника.
Предельная погрешностьмикрометра dмк=0.004 ([6])
Погрешность резьбовогосоединения dр=0.004. ([10])
Погрешность подшипника dп =0.004 ([10])
Таким образом,погрешность измерения составит d=0.007.
Данная погрешность удовлетворяетнеобходимым требованиям.

Заключение
Проведенная работа по проектированиютехнологического процесса изготовления детали заглушка показывает, что этодостаточно трудоемкий процесс, требующий обстоятельного и глубокого изучениявсех его касающихся деталей. Вместе с тем, этот процесс носит большей частьютеоретический характер и требует его применения на настоящем производстве дляокончательной доработки и отшлифовки. Тем не менее, в такой отрасли, как«Приборостроение» необходимо предварительное проектирование для достиженияприемлемой степени точности. Поэтому данный курсовой проект имеет крайне важноезначение в плане получения навыков проектирования техпроцессов.
Перечень использованной литературы
1.  Технологияприборостроения. Методические указания к курсовому проекту. Саратов. 1984.
2.  Справочникметаллиста под ред. А.Н. Малова. Т1-5. М. Машиностроение. 1977
3.  Справочниктехнолога-машиностроителя. В 2-х томах. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1985. 656 с.
4.  БалабановА.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. –М.: Изд-во стандартов,1992. –464 с.
5.  МаталинА.А. Технология машиностроения. – Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1985.–496 с.
6.  Справочниктехнолога-приборостроителя: в 2-х т. 2-е изд. Перераб. И доп. / Под ред. П.В.Сыроватченко.-М.: Машиностроение, 1980.
7.  ДобрыдневИ.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» –М.:Машиностроение, 1985. 184с.
8.  КовшовА.Н. Технология машиностроения .-М.: Машиностроение, 1987.-320с.
9.  ГавриловА.Н. Основы технологии приборостроения. М., «Высшая школа». 1976. 328 с.
10.       ГжировР.И. Краткий справочник конструктора: Справочник –Л: Машиностроение, Ленингр.Отд-ние, 1984. –464 с.
11.       ГорошкинА.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – 7-е изд.,перераб. И доп. – М.: Машиностроение.: 1979. –303 с.
12.       БолотинХ.Л., Костромин Ф.П. Станочные приспособления. Изд. 5-у переработ. и доп. М.,«Машиностроение», 1973, 344 с.
13.       ТолченовТ.Н. Техническое нормирование станочных и слесарно-сборочных работ. М., Машгиз.1956.
14.       ГорбацевичА.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск., Высшаяшкола. 1983
15.       ПискорскийГ.А., Рабинович А.Н. Приборы для контроля цилиндрических резьб. М., Машгиз.1960