Розроблення технологічного процесу оброблення для деталі "Корпус ДПТМ 999.100.001"

Національнийуніверситет “Львівська політехніка”
Кафедра----------------------------------------

Курсовийпроект
Натему:
Розробленнятехнологічного процесу оброблення для деталі «Корпус ДПТМ 999.100.001»
Розробив:----------
Перевірив:---------
Львів2009

Зміст
 
Вступ.
1. Загально-технічна частина.
1.1 Службове призначення деталі, аналіз технічних умов та норм точності
1.2  Попереднє встановлення типу та організаційної форми виробництва
2. Технологічна частина
2.1 Відпрацювання конструкції деталі натехнологічність
2.2 Вибір способу отримання заготовки
2.3 Вибір методів оброблення поверхонь
2.4 Вибір та розрахункове обґрунтування технологічнихбаз
2.5 Детальне розроблення оптимального варіантатехнологічного процесу
2.5.1 Встановлення припусків та міжопераційнихрозмірів, проектування заготовки
2.5.2 Розмірний аналіз технологічного процесу
2.5.3 Визначення режимів різання
2.6.Встановлення контрольних, допоміжних та транспортних операцій

Вступ
Сучасні тенденції розвитку машинобудування в Україні, які орієнтуються на підвищення якості та конкуректноспроможності машинобудівних виробів, на широке застосування прогресивних конструкційних і інструментальних матеріалів, сучасної технології, накомплексну автоматизацію на основі застосуванняверстатів з ЧГЙС, напівавтоматів та іншого автоматизованогообладнання, потрібна підготовка висококваліфікованихспеціалістів» з глибокими теоретичними знаннями, які спроможні практично їх використовувати у своїй виробничій діяльності.
На даному етапі розвитку комп’ютеризації в технологічнихпроцесах, інженери-технологи, інженери-конструктори інженери-механікимасових спеціальностей «Технологія машинобудування»та «Металоршуч» верстати і інструменти» повинніволодіти комп'ютерною технікою» за допомогою якоїмайбутні спеціалісти можуть використовувати в роботі для проведення розрахунків технологічних розмірних ланцюгів, розмірного аналізу технологічних процесів, вибору раціональних схем базування заготовок, розрахунків,похибок установки та закріплення заготовки в пристосуванні, що впливає на точність механічної обробки, розрахунків припусків,оптимальних режимів обробки, норм часу і технологічної собівартості, а такожволодіти практичними навичками щодо розробки технологічнихпроцесів на технологічних картах.

1.Загально-технічна частина
 
1.1Службове призначення деталі, аналіз технічнихумов та норм точності
Виходячиз назви, можна припустити, що деталь використовується як основа, або елементоснови стола верстата, робочі поверхні якої виконують основне призначення якдеталі зокрема, так і для вузла в цілому. Виходячи з креслення, можна сказати, що до деталі висуваються підвищені вимоги до точності розмірів та взаємногорозташування поверхонь. Також високі вимоги і по шорсткості поверхонь. Це недає змогу обробляти тільки обмежене число поверхонь і застосовувати переважночорнові методи обробки а також отримувати заготовку способом, який може не забезпечувативисоку точність заготовки .
Матеріалдеталі — сірий чавун СЧ-20. Цей чавун відноситься до класу перлітних чавунів.Хімічний склад: 3,2-3,4% С; 1,4-2,2% Sі; 0,7-1,0% Мn;
Длязняття ливарних напружень і стабілізації розмірів чавунні виливки відпалюють,що ми і проведемо для даної деталі. Відпал проводиться при 500-600°С і витримці3 год. Охолодження проводять разом з піччю. Така термічна обробка мало змінюємеханічні властивості, проте внутрішні напруження знижуються на 80-90%.

1.2Попереднє встановлення типу та організаційної форми виробництва
 
Вихідні дані:річна програма випуску деталі – N =50 000 шт.; режим роботи –двозмінний; маса деталі ‑ /> кг.
1. Орієнтовневизначення типу виробництва.
Орієнтовновстановлений тип виробництва – великосерійний для річної програми випуску N=50 000 шт. та маси деталі />кг.
2. Дійснийрічний фонд часу Fд роботи устаткування.
Прийнятий дійснийрічний фонд часу роботи устаткування – Fд = 4055 год прикількості робочих змін – 2 [9, c.18].
3. Тактвипуску деталей:
/> хв.
 
4. Розробленняпопереднього маршруту виготовлення деталі і його наближене нормування.
Технологічниймаршрут оброблення деталі “Корпус ДПТМ 999.100.001”.
005. Вертикально-фрезерна.
Фрезерувати пов.1 та 14 одноразово одночасно з перевстановленням.
Пристрійдвомісний, різальний інструмент – фреза торцьова; одночасне оброблення двохплощин у двох заготовках з перевстановленням. Контрольний інструмент – скоба.
010. Вертикально-свердлильна.
1. Свердлити 2отв. 9 послідовно з поворотом заготовки.
2. Розвернути 2отв. 9 послідовно з поворотом заготовки.
Пристрій –одномісний поворотний. Різальні інструменти – свердло, розвертка. Допоміжнийінструмент – патрон швидкозмінний. Контрольний інструмент – калібр – пробка.
015..........................................................
020..........................................................
025..........................................................
030.Горизонтально-розточувальна.
1. Розточити пов.7 та 6 начисто послідовно.
2. Розточити пов.3 та 2 начисто послідовно.
Пристрій –одномісний. Різальний інструмент – різці розточувальні (4 шт.). Допоміжнийінструмент – борштанга розточувальна (2 шт.). Контрольний інструмент –калібр-пробки.
035Алмазно-розточувальна.
Розточити пов. 2та 6 тонко одночасно.
Пристрій –одномісний. Різальний інструмент – різці розточувальні (2 шт.). Допоміжнийінструмент – борштанга розточувальна (2 шт.). Вимірювальний інструмент –калібр-пробки.
5.Розрахуноккоефіцієнта закріплення операцій і встановлення типу виробництва.
Результатинаближеного нормування технологічного маршруту оброблення деталі зведено втабл. 2.1.
 
Таблиця 2.1.
Наближененормування технологічного процесу оброблення деталі.Номер, назва, зміст операції
Розрахункове значення ТО, хв
Φk
ТШТ, хв
005. Вертикально-фрезерна
Фрезерувати пов. 1 та 14 одноразово одночасно з перевстановленням
Т005 = 1,286;
Т1 = 0,0059·L = 0,0059·218 = 1,286; 1,51 1,942
010. Вертикально-свердлильна
1.Свердлити 2 отв. 9 послідовно з поворотом заготовки.
2.Розвернути 2 отв. 9 послідовно з поворотом заготовки.
Т010 = Т1 + Т2=0,107 + 0,084 = 0,191;
Т1 = 2·0,00056·D·L = 2·0,00056·8·12 = 0,107;
Т2 = 2·0,000436·D·L = 2·0,000436·8·12 = 0,084; 1,41 0,269 015. .................................................................... ... ... 020. .................................................................... ... ... 025. .................................................................... ... ...
030. Горизонтально-розточувальна
1.Розточити пов. 7 та 6 начисто послідовно.
2.Розточити пов. 3 та 2 начисто послідовно.
Т030 = Т1 + Т2 = 0,406 + 0,729 = 1,135;
Т1 = 0,00018·(D1·L1+ D2·L2) =0,00018·(40·27+ 47·25) = 0,406;
Т2 = 0,00018·(D1·L1+ D2·L2) = 0,00018·(70·27+ 80·25) = 0,729; 3,25 3,689
035. Алмазно-розточувальна
Розточити пов. 2 та 6 тонко паралельно.
Т030 = Т1 = 0,360 ;
Т1 = 0,00018·(D2·L2) = 0,00018·(80·25) = 0,360; 3,25 1,170
Нормативнийкоефіцієнт завантаження устаткування для попередньо встановленого великосерійноготипу виробництва приймаємо рівним hн = 0,85;
Розрахунковакількість робочих місць /> наоперації 005 “Вертикально-фрезерна”:
/>.
Прийнятакількість робочих місць (верстатів) – />.
Фактичнийкоефіцієнт завантаження робочого місця (верстата) />:
/>.
Загальнакількість можливих (для інших деталей) фрезерних операцій — /> які можуть бути виконаніна даному робочому місці (верстаті) при нормативному завантаженні />:
/>.
Результатирозрахунків для решти операцій технологічного процесу обробки наведені в табл.2.2.
 
Таблиця 2.2.
Кількість робочихмісць (верстатів) та їх коефіцієнти завантаження№ з/п № операції Назва операції
/>, хв
/>
/>
/> О Поперед. знач. Кінцеве знач. Поперед. знач. Кінцеве знач. 1 005 Вертикально-фрезерна 1,942 0,39 1 1 0,39 0,39 3 2 020 Горизонтально-розточувальна 2,746 0,56 1 1 0,56 0,56 2 3 030 Горизонтально-розточувальна 3,689 0,76 1 2 0,76 0,38 3 4 035 Алмазно-розточувальна. 1,170 0,24 1 1 0,24 0,24 4 5 010 Вертикально-свердлильна. 0,269 0,06 1 1 0,06 0,12 8 6 015 Вертикально-свердлильна. 0,085 0,02 1 0,02 7 025 Вертикально-свердлильна. 0,188 0,04 1 0,04 Разом по ТП: 10,089 6 20
Розрахункововстановлено, що технологічний процес оброблення деталі “Корпус ДПТМ 999.100.001” доцільно реалізувати на 6-ти робочих місцях (верстатах). Операція 030„Горизонтально-розточувальна” виконується на двох робочих місцях (верстатах) –кінцевий коефіцієнт завантаження робочого місця – 0,38. Операції 010, 015 та020 „Вертикально-свердлильна” здійснюються на одному робочому місці (верстаті)кінцевий коефіцієнт завантаження якого – 0,12. Для повнішого використаннядійсного фонду часу роботи устаткування, робочі місця (верстати) можуть використовуватисядля виконання відповідних операцій з виготовлення інших деталей.
Загальнакількість робочих місць необхідних для виконання маршруту обробки деталі – />.
Загальнакількість всіх можливих операцій які можуть бути виконані на встановленихверстатах – />.
Коефіцієнтзакріплення операцій:
/>.
Відповідно доГОСТ 14.004-83 отримуємо – великосерійний тип виробництва (/>).
Середня нормаштучного часу />:
 
/> хв
 
6.Встановлення організаційної форми виробництва.
Середнє числоробочих місць /> які припадаютьна одну операцію.
/>.
Виконується умова/>, тому доцільно застосуватигрупову форму організації виробництва.
Орієнтовне добовезавдання />:
/>деталей,
де Д –кількість робочих днів у році (прийнято Д = 254 дні).
Попереднявеличина партії запуску />:

/>деталь,
де а –періодичність запуску партії деталей (прийнято а = 3 дні).
Кількість змін />, які необхідні дляоброблення партії деталей розміром />:
/> зміни,
де /> – добовий фонд часу роботиустаткування в одну зміну (прийнято />хв.).
Прийняте числозмін /> зміни.
Фактичнакількість деталей у партії />:
/> деталей.
Приймаємо /> деталей.

2.Технологічна частина
 
2.1.Відпрацювання конструкції деталі на технологічність
 
2.1.1 Аналіз геометричної форми
Геометричнаформа даної деталі погана для оброблення: тут присутні поверхні під кутом, щоутруднює виготовлення моделей для литва а також вимагає при обробленнівикористання спеціальних, досить складних, пристосувань для закріплення деталіі надання їй необхідного положення. Також на деталі наявні отвори, яківимагають при обробці застосування спеціальних різальних інструментів.
 
2.1.2 Аналіз фізико — хімічних і технологічних властивостейматеріалу
Хімічнийсклад даної деталі є хорошим з точки зору технологічності: даний матеріал добренадається для виготовлення заготовок литвом, потребує простої термічноїобробки, а також непогано обробляється різанням.
Досуттєвих недоліків за механічними властивостями даного матеріалу слід віднестите, що він не може оброблятися операціями вільного кування і штампування.
 
2.1.3 Аналіз показників базових поверхонь
Поверхнінапрямних „ластівчин хвіст" обробляються до шорсткості 0,63 і 1,25 мкм.Неплощинність поверхонь напрямних не більше 0,016 мм., базової площини Е не більше 0,025 мм. Непаралельність напрямних не більше 0,025 мм. Непрямолінійність робочої поверхні „основи" не більше 0,016 мм.на довжині 180 мм.

2.1.4 Аналіз наявності стандартних базових поверхонь
Наданій деталі наявні такі стандандартні базові поверхні:
— площини 7,24,8,19,1,2,3,4,5,6,13,14,22,23,25,26,27,28,32,33
— отвори 9,10,11,12,15,16,17,18,20,21,29,30,31
 
2.1.5Аналіз можливості застосуванняуніверсальних інструментів
Дляоброблення і контролю даної деталі потрібне застосування як універсальних, такі спеціальних різальних інструментів. Спеціальні різальні інструментиобов'язково необхідні при обробці конусних отворів. Також, судячи з програмивипуску N=20 000 штук, необхідно застосовувати спеціальні вимірні інструменти
 
2.1.6 Кількісні показники технологічності
Показникипо поверхням зводимо в таблиці, а потім за цими таблицями порахуємокоефіцієнти: точності, шорсткості, уніфікації і використання матеріалу.
Таблиця5.2.1
Поверхня
Квалітет
Шорсткість Ra, мкм
Уніфікованість
1 10 8
-
2 10 8
-
3 10 1,25
-
4 8 1,25
-
5 8 1,25
-
6 8 1,25
+
7 11 2,5
+
8 11 2,5
-
9 10 8
-
10 10 8
+
11 10 8
+
12 10 8
+

2.2 Вибір способу отримання заготовки
 
Вибірзаготовки здійснюємо виходячи з матеріалу, програми випуску і маси деталі.Вибрати заготовку означає встановити спосіб її одержання і форму, розрахуватирозміри і вказати допуски на неточність виготовлення. Для встановленнярозмірів заготовки потрібно знати припуски на оброблення, які згідно зрозділами пояснювальної записки будуть розраховуватися пізніше.
Вихідніданні для вибору способу отримання заготовки:
матеріалдеталі: чавун СЧ-20 ;
масадеталі: 13,5 кг ;
річнапрограма: N = 20 000 шт.;
виробництво: великосерійне
Так,як у нас матеріал СЧ-20, то розглянемо такі два способи отримання заготовки :
литвоу піщані форми ;
литвоу кокіль;
Порівняльніпараметри обох способів зводимо в таблицю 2.2.1
 
Таблиця 2.2.1
Параметри
1-ий варіант
2-ий варіант 1. Вид заготовки литво у піщані форми литво у кокіль 2. Клас точності розмірів. 8 8 3. Група серійності. 3 3 4. Група складності. 1 1 5. Вартість тони матеріалу заготовок грн./т 380 398 6. Вартість тони матеріалу відходів грн./т 65 65 7. Маса заготовки 16,8 15,3
Виливкиотримані методом литва у піщані форми хороші тим, що вони найдешевші іззаготовок, що отримуються литвом і при застосуванні машинної формовки можливезастосування цього методу у великосерійному виробництві.
Вартістьзаготовок згідно першого варіанту :
/>(2.1)
S1 = 8.54
де CI= 380 грн. — базова вартість 1 тони заготовок ;
kt =1,1 — коефіцієнт, що залежить від класу точності
кс =0,7- коефіцієнт, що залежить від групи складності [16] ;
kb =0,9 — коефіцієнт, що залежить від маси [16] ;
km =1,04 — коефіцієнт, що залежить від марки матеріалу;
кп =1,0- коефіцієнт, що залежить від об’єму виробництва заготовок [16] ;
Q =16,8 кг-маса заготовки ;
q =13,5 кг-маса деталі;
Sb =65 грн/т — вартість тони відходів.
Виливкиотримані литвом у кокіль добрі тим, що вони досить точні (11-12 квалітет, Rz10...40 ) і тому деталі потребують мінімальної механічної обробки. Цей методможна застосовувати у великосерійному виробництві.
Вартістьзаготовок згідно другого варіанту :
/>
S1 = 8.38
де CI= 398 грн. — базова вартість 1 тони заготовок ;
Q =15,3 —масазаготовки ;
Kt =1,1 — коефіцієнт, що залежить від класу точності ;
Кс =0,7 — коефіцієнт, що залежить від групи складності [16];
Kb =0,9- коефіцієнт, що залежить від маси ;
Km =1,04 — коефіцієнт,що залежить від марки матеріалу ;
Кп =1,0- коефіцієнт, що залежить від об’єму виробництва;
q =13,5-маса деталі;
Sb =65 грн/т — вартість тони відходів.
Такимчином, вибираємо литво у кокіль, як раціональніший метод отримання заготовки.
 
2.3Вибір методів оброблення поверхонь
 
Необхідновстановити методи оброблення отвору Ø75Н7(+0,030).
З кресленнязаготовки встановлюємо, що допуск заготовки на цю поверхню складає Тз= 0,56 мм, і лежить між 12 і 13 квалітетами.
2. Встановлюєморозрахункове уточнення
/>
Встановлюємо зтаблиці 5 [___, с. 11] кінцеві методи оброблення, які забезпечують одержаннядопуску деталі Тд = 30 мкм та шорсткість Ra = 2,5 мкм. Це можуть бути: точне розвертання,тонке розточування, чистове шліфування, розкатування, калібрування, алмазневигладжування. Застосування останніх трьох методів і розвертання нерекомендується для глухих отворів, а також для отвору малого діаметру. Томузалишається тонке розточування.
Встановлюємонеобхідну кількість методів обробок
/>

Приймаємо 3методи.
Встановлюємо зцієї ж таблиці 5 [___] попередні методи оброблення: розточування чистове ірозточування чорнове.
Визначаємо длякожного методу оброблення середньо-економічний квалітет і допуск з таблиці 5[___].
Визначаємоуточнення для кожного методу оброблення.
Визначаємозагальне уточнення всіх оброблень.
/>
Перевіряємоправильність призначених методів оброблення.
/>
 
Це значить, щовибрано достатню кількість методів оброблення. Всі розрахунки необхідно звестидо таблиці 2.3.1
 
Таблиця2.3.1
Методиоброблення поверхонь деталі
№
з/п Назва поверхні і методів оброблення Квалітет Допуск Уточнення позначення величина, мкм формула значення 1. Поверхня Ø75Н7 7 ТД 25
/> 18,700 Заготовка 12-13
Тз 560 Розточування: чорнове 11
/> 160
/> 3,500 чистове 8
/> 39
/> 4,103 тонке 7
/> 25
/> 1,560 Загалом:
/> 22,402 2. Поверхня ... ... ... ... ... ...

2.4Вибір та розрахункове обґрунтування технологічних баз
Згідноз ГОСТ-м 21495-76 при виборі технологічних баз користуємося правилом „шеститочок" та принципом єдності, постійності та спадковості баз. Вибіртехнологічних баз включає в себе три етапи:
A)Аналізпризначення різних поверхонь деталі;
Б)Вибір чистовыхбаз;
B)Вибір чорнових баз;
А)За результатамианалізу виявляємо основні та допоміжні бази деталі. Основними базами вважаютьсяповерхні, які визначають положення деталі відносно інших деталей у вузлі. Уданому випадку це поверхня типу „ластівчин хвіст". Допоміжними базами єповерхні, які визначають положення всіх інших деталей, що приєднуються до даної,займаючи визначене положення відносно основних баз. У даному випадку це пази,отвір ф 10, отвір ф 28 Н7. Решта поверхонь відносяться до вільнихповерхонь.
Б)виходячи ізслужбового призначення деталі, аналізу технічних вимог,
зметою досягнення необхідної точності деталі, за чистові технологічні базивибираємо поверхні, від яких задано положення виконавчих поверхонь. Оскількиосновна база — поверхня типу „ластівчин хвіст" та поверхня — обробляютьсятричі (фрезерування чорнове, шліфування напівчистове, шліфування чистове), то вякості чистових баз необхідно вибрати саме їх, поперемінно чергуючи длязабезпечення принципу спадковості баз. Щодо обробки допоміжних баз (пазів,отворів ф 10, ф 28 Н7), то тут можливі наступні варіанти:
Обробленняотвору Ø 10.
Установчоюбазою в обох варіантах є попередньо оброблена пов.2
Напрямноюбазою в обох варіантах є попередньо оброблена пов.4
Вякості упорної бази може бути пов.31, або пов.7

/>
Рис.2.4.1.Теоретичнісхеми базування.
Принеобхідності витримати розмір Аг= 10 ± 0,18похибка базування буде меншою у другому випадку.
Якщоприйняти перший варіант, то похибка базування складе:
єб=0,29 + 0,16 = 0,45 мкм.
В)Вибір чорновихбаз. Для обробки чистових баз єдиним варіантом
базуванняє:
Установчабаза — поверхня 4;
Напрямнабаза — поверхня 1; Упорна база — поверхня 7;
 
2.5Детальне розроблення оптимального варіанта технологічного процесу
Аналізуєморобоче креслення та призначення деталі у вузлі, річну програму випуску, а такожвідомі технологічні процеси досягнення точних параметрів, враховуємо можливістьдосягнення повної відповідності креслення деталі його службовому призначенню.Використовуємо при цьому різноманітні можливості обладнання, методи і схемиобробки, технологічне оснащення. При цьому будуть відрізнятися лише витрати навиробництво. Для скорочення цих витрат доцільно максимально механізувати іавтоматизувати виробничий процес та максимально зменшити час обробки. Одним ізважливих факторів є зменшення припуску на обробку, тобто зменшення витрат наматеріал — чавунне литво, зменшення глибини різання — для застосування більшпрогресивних режимів різання та зменшення витрат на електроенергію іексплуатацію обладнання та вивільнення робітників, що зайняті важкою фізичноюпрацею, шляхом використання автоматизації виробництва.
Складаємотаблицю норм часу на ведучі операції для визначення оптимального варіантутехнологічного процесу.
 
Таблиця2.5.1
Нормичасу на основні операції.№ Зміст операції формула Розрахунок Тс
Тшт 1 2 3 4 5 005
а)фрезерування пов.4 стругання пов.4
б) фрезерування пов.1 стругання пов.1
Т0= 6·l·10-3
Т0=0,065·B·l
Т0=6·l·10-3
Т0=0,065·B·l
Т0=6·300·0,001=1,8
Т0 =0,065·300·200=4,5
Т0 =6·180·-0,001= 1,08
Т0=0,065·300·180=3,5
2,72
7,78
1,63
6,07 010 фрезерування пов.6,5,3 стругання пов.6,5,3
Т0= 6·l·10-3
Т0=/>
Т0=6·180·0,001=1,08
Т0 =0,065·180·20·0.0014 =0,94
1,63
1,62 015 Шліфувати пов.3,5,6
Т0= 2,5·l·3·0,001
Т0=2,5·180·3·0.001=1,35 2,83 020 Обробити отв.9,10,11,12
Т0 =0,52·d·l·0,001
Т0 =(0,52·11·36) ·4·0,001=0,82 2,2 025 Обробити отв.31
Т01 =0,21·d·l·0,001
Т02 =0,43·d·l·0,001
Т03 =0,86·d·l·0,001
Т04 =0,052·d·l·0,001
Т01 =(0,21·28·36) ·2·0,001=0,42
Т02 =(0,43·28·36) ·0,001=0,43
Т03 =0,86·28·36·0,001=0,86
Т04 =2,53
2,2
3,3
Якосновний критерій оптимізації вибираємо штучний час Тшт. Другий критерій — фактичнийкоефіцієнт завантаження прямує до найбільшого значення Дані для різних варіантівоброблення поверхонь зводимо у (табл.2.5.2)