Курсовой проект по Технологии СДМ

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по: «Технологии машиностроения». Содержание 1.Цель работы 2.Исходные данные 3.Анализ конструкции детали 4.Выбор заготовки 5.Структура технологического процесса 7 б.Выбор оборудования и технологической оснастки 9 7 .Расчёт припусков и технических размеров 14 8 .Расчёт режимов резания 9. Нормирование технологических процессов 1. Цель работы

Заключается в решении комплекса вопросов связанных с проектированием технологического процесса механической обработки партии деталей: установить последовательность обработки, выбрать технологическое оборудование и оснастку, рассчитать технологические размеры, выбрать режимы резания, пронормировать технологический процесс. 2. Исходные данные 1 Рабочий чертёж; 2 Программа выпуска 1000 штук; 3 Справочная нормативная литератур. 3. Анализ чертежа детали

Тип детали – Ось. Материал вала Сталь 45 ГОСТ 1058-88. Химический состав стали Стали 45: углерода (С) до 0,45%. Партия выпуска 1000 шт. Деталь имеет габариты L=120 мм, Dmax=50 мм. По конфигурации деталь средней сложности, удобна для закрепления на станке. Шероховатость Ra 0,08; 50-0,5 Из совокупности обработок детали можно выделить:

1. Два отверстия  8 мм, на диаметре 50 мм; 2. Резьба внутренняя М16х1,5 перпендикулярно двум крайним отверстиям. Деталь подвергается термообработке (35…40 HRC) и оксидированию. 4. Выбор заготовки Факторы, влияющие на выбор заготовки следующие: 1. конфигурация детали, 2. материал детали, 3. программа выпуска,

4. наличие заготовительного оборудования и оснастки. Существует два пути выбора заготовки: 1)Точная заготовка, когда конфигурация детали близка к конфигурации заготовки (точное литье, объемная штамповка прессование, профильная штамповка ). Преимущества точной заготовки: 1) Небольшой расход материала. 2) Небольшой процент механической обработки , обрабатываются только точные поверхности.

3) Сложная конфигурация. Недостатку точной заготовки: 1)Сложное, дорогое и высокопроизводительное оборудование 2) Дорогая заготовка. Точная заготовка характерна для массового, крупносерийного производства и среднесерийного производства. II). Грубая заготовка, когда конфигурация заготовки не повторяет конфигурацию детали и только 2-3 размера заготовки близки к размерам детали.

Преимущества грубой заготовки: 1) Доступность. 2) Дешевизна. Недостатки грубой заготовки: 1) Большой расход материала. 2) Большой процент механической обработки. Грубая заготовка характерна для единичного и мелкосерийного производства. Существует третий путь выбора заготовки, который называется "заготовка на заказ", при этом точная заготовка заказывается на специализированное предприятие, на котором имеется дорогое

и высоко производительное заготовительное оборудование. В этом случае заготовка будет дешевле чем точная заготовка на данном предприятии и обладать всеми преимуществами точной заготовки. Исходя из конфигурации и габаритных размеров детали, выбираем исходную заготовку в виде проката 55 мм и длиной 2000, из которого впоследствии получаем заготовку длиной 126 мм. Шероховатость заготовки Rz40. Выпускаемое количество деталей является мелкосерийным, но в связи

с не соответствием конфигурации заготовки, не повторяющею конфигурацию детали, принимаю к обработке «грубую» заготовку, из Стали 45 ГОСТ 1058-5. Структура технологического процесса Структура технологического процесса - это количество и последовательность операций и переходов. Проектирование технологического процесса обуславливается выбором оптимального варианта технологического прояесса. Структура технологического процесса обуславливается:

1 Видом обработки; 2 Подготовкой технологических баз; 3 Видом заготовки; 4 Программой выпуска; 5 Точностью обработки (точность размеров, формы, расположения поверхности и шероховатостью; 6 Наличием термообработки; 7 Наличием покрытия; 8 Видом контроля. I) По виду обработки: Вводится операция или переход, чтобы внешняя поверхность детали обрабатывалась от чистой базы.

По виду обработки определяются операции: Токарная; Фрезерная. Я) Необходимо подготовить технологическую базу, вводится центровальный переход. III) Заготовка грубая- вся конфигурация детали обрабатывается механической обработкой, резаньем. IV) Программа выпуска разрабатывает различные по объёму технические процессы (чертеж детали, маршрут и операционный технический процесс), В зависимости от программы технические процессы могут быть:

1. Дифференцированный (большое количество простых операций). 2. Интегрированный (содержит небольшое количество сложных операций и много переходов). Технический процесс дифференцированный он содержит: токарную, фрезерную операции, V) Точность - приближение детали к геометрически правильному прототипу. Точность параметра - степень приближения его действительного значения к теоретическому значению.

Необходимую точность параметра, точный 55-0,5 с Ra0,08. Приближение I-го порядка закладывается в процесс заготовки. Приближение II-го порядка - в процесс черновой (предварительной) обработки. VI) Покрытие выполняется перед отделочной обработки. VII) Контрольная операция выполняется в конце обработки.

В результате анализа складывается следующий маршрут операций: 05 заготовительная; 010 токарная; 015 токарная: 030 сверлильная; 040 круглошлифовальная; 050 покрытие; 055 контрольная; 6. Выбор оборудования и технологической оснастки Выбор типа станка определяется его возможностью обеспечить точность размеров, формы, расположения и шероховатость.

Если эти требования можно обеспечивать на различных станках, то определяем станок из следующих требований: 1 Соответствие станка габаритам обрабатываемой детали; 2 Соответствие станка по производительности принятому типу производства; 3 Рациональное использование станка по режимам резания и полное использование по мощности; 4 Реальная возможность приобретения станка. Классификация по точности.

По точности станки делятся на 5 классов: 1. нормальной точности (Н), 2.повышенной точности (П), 3.высокой точности (В), 4.особо высокой точности (А), 5.сверх высокой точности (С) прецизионные. Выбор приспособлений Приспособления это дополнительные устройства к станкам, служащие для базирования и закрепления деталей при обработке на станках. По виду обработки приспособления классифицируются на

токарные, фрезерные, сверлильные и т.д. В зависимости от программы выпуска и типа производства приспособления классифицируются на универсальные, специальные и специализированные. Универсальные приспособления предназначены для широкого диапазона размеров и конфигураций деталей и используются в единичном и мелко серийном производстве. Достоинство: доступность, дешевизна. Недостатки : невысокая точность, невысокая автоматизация.

Специальные приспособления проектируются и изготавливаются для обработки одной детали на одной операции. В комплексе работ по подготовке производства более половины средств расходуется на изготовление специальных станочных приспособлений. Достоинства: высокая точность и автоматизация. Недостатки: дороговизна и невозможность использовать, если деталь сходит с производства или изменяется конструкция детали. Используются в массовом и серийном производстве.

Специализированные приспособления это переналаживаемые приспособления или УСП универсально- сборные приспособления, которые могут переналаживаться после схода изделия с производства. Они собираются из нормализованных деталей и узлов для различных видов работ. После использования их разбирают на отдельные узлы и детали из которых потом многократно собирают другие приспособления. Специализированные приспособления занимают промежуточное место между специальными и

универсальными приспособлениями. Любое приспособление должно обеспечивать точность изготовления, надежность закрепления, безопасность и удобство работы и экономичность использования. Выбор конкретного приспособления обуславливается вышеизложенным. Выбор режущего инструмента Резание металла производится за счет относительного движения инструмента и детали , которое осуществляется на станках. Многообразие видов обработки(точение , растачивание, сверление

, фрезерование, протягивание, шлифование и т.д.) породило еще большее разнообразие режущих инструментов. Кроме того различают нормализованный инструмент и специальный. Предпочтение отдается нормализованному инструменту, который изготавливается в соответствии с ГОСТами или нормалями на специализированных заводах. Специальный инструмент проектируется и изготавливается для обработки определенных поверхностей, которые

невозможно или невыгодно обработать нормализованным инструментом, на заводе - изготовителе или по заказу. При выборе режущего инструмента необходимо учитывать: 1. материал обрабатываемой детали и его физическое состояние, 2. материал режущей части инструмента, 3. оптимальные геометрические параметры режушей части инструмента. Материал обрабатываемой детали может быть легкообрабатываемым, вязким, твердым, со сливной стружкой

или вообще не обрабатываемым. Материал режущей части инструмента должен обладать следующими свойствами: 1. высокая твердость, 2. износостойкость, 3. красностойкость, (работоспособность при высоких температурах) 4. прочность. 5. обрабатываемость. Группы инструментальных материалов. 1. Углеродистые стали, стали с большим содержанием углерода (У7А -У13А) Содержание углерода от 0.7 до 1.3% , высокая поверхностная твердость при мягкой сердцевине, работа

при температуре 150 -200°С, допустимые скорости резания 15-20 м/мин, красностойкость 200-250°С. Применяются для слесарных инструментов (напильники, метчики, развертки, ножовки и т.д.). 2. Легированные стали, содержащие легирующие элементы: хром, вольфрам, молибден, ванадий др. (низколегированные не выше 3% легирующих элементов; среднелегированные стали от 3 до 5.5 % легирующих элементов; высоколегированные свыше 5,5% легирующих элементов) 9ХС, Х6ВФ, 9ХВГ, Х12,

Х12Ф1, 9ХС, ХГС, ХВГ, Х12ТФ. 3. Быстрорежущие стали, Стали нормальной теплостойкости, ванадия не более 2%: Р9, Р18, Р6М5. Стали повышенной теплостойкости, более высокое содержание ванадия и кобальт Р18ФЗ, Р6М5ФЗ, Р18К5Ф2, Р9К5, Р6М5К5, Р9М4К8 и др. 4.Твердые сплавы - спеченные гетерогенные материалы из зерен тугоплавких соединений (карбидов, нитридов или боридов) и связки пластичного металла.

5. Сверхтвердые материалы: Алмазы натуральные и искусственные, нитрид бора, оксид алюминия А12Оз Цирконид ZrO3, нитрид кремния ТСС. Это материалы кристаллической формы, используются в абразивных кругах, пастах, порошках, шлифовальных шкурках и т.д Выбор вспомогательного инструмента Вспомогательный инструмент это устройства, на которые базируется и крепится режущий инструмент. Вспомогательный инструмент должен быть надежным, точным, быстросменным

и безопасным. Выбор измерительного инструмента Измерительный инструмент должен обеспечивать: 1. Удобство измерения 2. Точность измерения (цена деления инструмента меньше допуска в 3 раза) 3. Минимальные затраты времени на измерение. В массовом производстве применяются приборы активного контроля, приборы для одновременного контроля нескольких параметров и предельные калибры. В единичном и серийном производстве универсальные измерительные инструменты.

Для каждой операции выбираем свой станок и технологическую оснастку: 1. Заготовительная операция Оборудование: Фрезерно-отрезной станок МП-101; Оснастка: 1. Приспособление – Патрон трехкулачковый 7100-0009 ГОСТ 2675-80; 2. Режущий инструмент – Пила дисковая 2245-0013 ГОСТ 4047-82; 3. Мерительный инструмент - Штангенциркуль

ЩЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80. 2. Токарная операция Оборудование: Токарно-винторезный станок 16К20; Оснастка: 1. Приспособление - Патрон 3-х кулачковый 7100-0005 ГОСТ 2675-80; кулачки - универсальные; 2. Режущий инструмент: Резец 2101-0084 ГОСТ 18880-73; Резец Проходной 2100-1565 ГОСТ 26611 85; 3.Мерительный инструмент:

Штангенциркуль ЩЦ-II-400-0,05 ГОСТ 166-80. 3. Сверлильная операция Оборудование: вертикально-сверлильный станок 2А135 Оснастка: 1. Приспособление- Патрон сверлильный 10-В16 ГОСТ 8522-79; 2. Режущий инструмент: Сверло 8 мм ГОСТ 16087-69; Сверло 14,5 мм ГОСТ 16087-69;

Зенковка 2253-0142 ГОСТ 14953-80; Метчик 2620-2461 ГОСТ 3266-81. 3.Мерительный инструмент: Пробка ГОСТ 14807-69; ЩЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80. 4. Круглошлифовальная операция Оборудование: Круглошлифовальная ЗУ10В Оснастка: 1. Приспособление: Центра- универсальное Хомутик-универсальное 2.

Режущий инструмент: Круг шлифовальный 600x63x305 24А100-П СТ2 7А; 3. Мерительный инструмент: Ш. рейсмас ШР-250-0,05 ГОСТ 164-90. 5 Контрольная операция Мерительный инструмент 1.Ш. рейсмас ШР-250-0,05 ГОСТ 164-90; 2. Ш.Ц. ШЦ-1-125-0.1 ГОСТ 166-80; 3. Ш.Ц. ШЦ-1-125-0.05 ГОСТ 166-80; 4. Пробка ГОСТ 14807-69 6

Контрольная операция Пробка ГОСТ 14807-69; ЩЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80. Штангенциркуль ЩЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80. Ш. рейсмас ШР-250-0,05 ГОСТ 164-90. 7. Расчёт припусков и технологических размеров Припуск - слой металла который необходимо удалить, чтобы получить поверхность лучшего качества и точности. Припуск не должен быть большим и маленьким а должен быть оптимальным.

Определяется припуск аналитическим и статистическим способом. Минимально необходимая величина припуска должна обеспечивать удаление микронеровностей, слоя материала с измененными физико-механическими свойствами и структурой и пространственными отклонениями взаимосвязанных поверхностей, полученными при предшествующей обработке. Минимальный припуск, который необходимо снять на I операции определяется по формуле:

Z¬¬min I=Rz i-I+Ti-I+i-I+I; Rz i-I - max высота неровностей предшествующей операции; Ti-I - наибольшая глубина дефектного слоя материала, полученного на предшествующей обработке; i-I - пространственные отклонения взаимосвязанных поверхностей, получившихся на предшествующем переходе; I - погрешность базирования на данном переходе.

Две последние составляющие припуска могут суммироваться вероятностным способом. Z¬¬min I=Rz i-I+Ti-I+ ; Все составляющие припуска определяются по справочно-статистическим данным. Технологические размеры совпадают с конструкторскими или включают припуск и рассчитываются по средним величинам по теории размерных цепей, в которых конструкторские размеры являются исходными звеньями , припуски - замыкающими звеньями а технологические размеры составляющими звеньями.

Tср=Кср+Zср – при съеме одностороннего припуска; Tср=Кср+Zср – при съеме двухстороннего припуска; Дсрт = Дкср +2Zcp – при обработке цилиндрических поверхностей; Zср = Zmm + Zmax /2 ; Zmax = Zm|n + ITZ ; ITZ = IТк +ITt ; Допуск припуска равен сумме допусков конструкторского и технологического размеров, так как припуск является замыкающим звеном технологической размерной цепи.

Расчет диаметра заготовки Расчет производим по формулам: Дано: ; ; ; =0,5; =0,62; 0,74; =49,75; Решение: =0,5+0,62=1,12; =0,62+0,74=1,36; =0,351+1,12=1,471; =0,904+1,36=2,264; ; =49,75+20,911=51,572; ; =51,572+21,584=54,74. Принимаем Dз=55 мм. Аналогично рассчитываются размеры заготовкм в осевом направлении, если условно принять, что торцы подрезаются одновременно. Дано: ; ; ; =2; =0,87; 0,25; =120;

Решение: =2+0,87=2,87; =0,87+0,25=1,12; =0,64+2,87=3,51; =0,391+1,12=1,511; ; =120+22,075=124,15; ; =124,15+20,951=126,052. Принимаем Lз=126 мм. 8. Расчёт режимов резания Для обеспечения необходимой точности детали и качества её поверхностей, необходимо правильно задать режимы резания, которые заключаются в определении глубины резания, подачи, числа оборотов детали (режущего инструмента), количества проходов и скорости резания.

1) Глубина резания -t - слой металла, приходящийся на режущую кромку инструмента за один проход. 2) Подача - S - скорость вспомогательного движения инструмента, мм/мин. От подачи напрямую зависит шероховатость поверхности. 3) Скорость главного движения - V. Чем она выше, тем качественнее получается поверхность. , где СV - коэффициент,учитывающийобрабатываемостьа териала;

КV , XV, YV - коэффициенты, учитывающие вид и условия обработки; ТM - относительная стойкость инструмента; - подача; - глубина резания. 4) Число оборотов где V - скорость резания, м/мин; D - обрабатываемый диаметр, мм; 5) Силы резания Рz=CpSxptyp Px/Pz=0,3-0,4; Py/Pz=0,4-0,5. 6) Мощность резания Рассчитывать режимы резания не будем, т.к. эта операция

заложена в программе ЭВМ. Из выведенных результатов выпишем режимы резания для характерных переходов. Материал-Сталь 45 ГОСТ 1058-88. 005 Заготовительная Установ А. Переход 1. Отрезать заготовку длиной 126 мм. Фреза 2245-0013 ГОСТ 2679-73 Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода

L, мм Глубина резания t, мм Число проходов N Подача S, мм/мин Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 55 57 55 1 - 100 0,21 010 Токарная Установ А. Переход 1. Подрезать торец прутка с припускам не более 1,5 мм Резец подрезной 2121-0031 ГОСТ 188871-73-Р18. Штангенциркуль

ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм Глубина резания t, мм Число проходов N Подача S, мм/мин Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 55 27,5 1,5 1 0,19 800 65 Переход 2. Точить цилиндр с двух сторон, выдерживая размеры 52-0,62

Резец проходной SSSCR 1616Н12 ЕУ2-035-1040-86 Т15К6 Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,05 ГОСТ 166-80. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм Глубина резания t, мм Число проходов N Подача S, мм/мин Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 55 120 0,8 2 0,3 800 65 015

Токарная Установ А. Переход 1. Подрезать торец выдерживая размер 120±1. Резец подрезной 2112-0084 ГОСТ 18880-73-ВК6. Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-80. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм Глубина резания t, мм Число проходов N Подача S, мм/мин Частота вращения л, об/мин

Скорость главного движения V, м/мин 52 27,5 1,5 1 0,19 800 65 Переход 2 Точить цилиндр с двух сторон, выдерживая размеры 50-0,5 Резец проходной SSSCR 1616Н12 ЕУ2-035-1040-86 Т15К6 Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,05 ГОСТ 166-80. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм Глубина резания t, мм

Число проходов N Подача S, мм/мин Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 52 120 1 1 0,3 800 65 030 Сверлильная Установ А. Переход 1. Сверлить 2 отверстия 8+0,5 Сверло  8 мм ГОСТ 16087-69. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм Глубина резания t, мм

Число проходов N Подача S, мм/об Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 50-0,5 57 50 1 0,1 475 10 Установ Б. Переход 1. Сверлить отверстие 14,3 мм. Сверло 8, 14,3 ГОСТ 10902-77. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм

Глубина резания t, мм Число проходов N Подача S, мм/об Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 50 57 50 1 0,1 475 10 Переход 2. Зенковать 2-ве фаски под 45. Зенковка 2253-0142 ГОСТ 14953-80. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм Глубина резания t, мм

Число проходов N Подача S, мм/об Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 16 16 3,35 1 1 60 2 Переход 3. Нарезать резьбу М16х1,5-7Н. Метчик 2620-2461 ГОСТ 3266-81. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм Глубина резания t, мм Число проходов N Подача

S, мм/об Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 16 53 0,85 1 1 60 2 045 Круглошлифовальная Установ А. Переход 1. Шлифовать цилиндр, выдерживая размеры 50-0.5. Круг шлифовальный 600х63х305 24 А 100-П СТ2 7А 2кл. Обрабатываемый диаметр D,MM Длина рабочего хода L, мм

Глубина резания t, мм Число проходов N Подача S, мм/об Частота вращения л, об/мин Скорость главного движения V, м/мин 50 120 0,03 5 - 1112 35 9. Нормирование технологического процесса Нормирование технологического процесса - это оценка времени производства. Время затрачиваемое на обработку 1 детали, 1 операции называется штучным.

Тшт=То+Тв+Тобс+Тотд, где То - основное (машинное время), мин. То=Lpx/Sm=Lpx/(Son), где Lpx - длина рабочего хода инструмента, мм, Lpx=l+(lвр+lпер), Тв - вспомогательное время. Время управления станком; Топ - оперативное время, Топ=То+Тв Тобс – время обслуживания станка (Определяется по нормативам справочного хронометража), То6с=(4 6)% отТоп Тотд - время отдыха,

Тотд=(46)/Топ Тштк - штучно калькуляционное время, Тштк=Тшт+Тпз/n, где Тпз – подготовительно заключительное время (время на наладку станка). Зависит от количества инструментов и точности обработки; n – количество деталей в партии, шт. Наименование 005 010 015 030 035 040 045 Заготовительная Токарная Токарная Токарная Сверлильная Круглошлифовальная

Контрольная Время подготовительно - заключительное мин - 20 9 10 3 12 - Время штучное мин 1 7,04 5,73 4,64 1,15 3.09 - Время вспомогательное мин - 1,1 1.1 1.1 0.3 0.91 - Время основное мин - 0.09 2,13 0,99 0,17 0 - Время штучно - калькуляционное мин - 7,06 5,74 4,65 1,15 3,1 -