Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«Ярославский государственный технический университет»
Кафедра «Профессиональное обучение»
Разработка технологического процесса изготовления
передней крышки водомасляного радиатора
Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе
по дисциплине: «Технология машиностроения»
ЯГТУ 050501.65 – 014 КП
Работу выполнил
студент гр. МО-49
Назаров А.А._____
Нормоконтролер
канд.техн.наук, доцент
____Моднов С.И.
2007г
Содержание
Введение
1 Назначение и конструкция детали
2 Определение типа производства
3 Анализ технологичности конструкции детали
4 Выбор заготовки
5 Анализ существующего технологического процесса
6 Разработка технологического процесса
7 Расчет припусков на обработку
8 Расчет режимов резания и технических норм времени
9 Расчет металлорежущего инструмента
Заключение
Приложение А. Технологический процесс изготовления корпуса теплообменника
Реферат
36 л., 6 рис., 5 табл., 10 источников, 1 прил.
ДЕТАЛЬ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ЗАГОТОВКА, ОТЛИВКА, СПЛАВ, ПРОИЗВОДСТВО, БАЗА, ДОПУСК, ОПЕРАЦИЯ, ПРИПУСК, РЕЖИМ РЕЗАНИЯ, НОРМА ВРЕМЕНИ, ОБРАБОТКА.
Объектом исследования является технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора.
Цель работы – разработка технологического процесса изготовления передней крышки водомасляного радиатора.
В процессе работы проводился анализ существующего технологического процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора.
В результате исследования был разработан улучшенный технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора.
Эффективность изменений внесенных в технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора определяется сокращением времени на изготовление детали, уменьшение стоимость производства.
Разработанный технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора может применяться при производстве данной детали.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные характеристики: точность размеров и геометрических форм.
Введение
В настоящее время уровень жизни людей стал на порядок выше того уровня, который мы могли наблюдать в конце 80 – х начале 90 – х годов. В первую очередь, причиной этому послужило развитие и еще большее укрепление такой отрасли промышленности страны, как машиностроение. Эта отрасль промышленности включает в себя и такие наукоемкие производства, как станкостроение, самолетостроение. От успеха развития машиностроения зависит, практически, все: в первую очередь – это экономическое состояние страны, ее рейтинг среди европейских стран-производителей первоклассной техники, с которыми нам постоянно приходится конкурировать. Кроме того, повышение обороноспособности страны немыслимо без суперсовременных оборонительных комплексов, темпы развития и совершенствования которых напрямую связаны с уровнем развития машиностроения. Наша современная жизнь вообще немыслима без техники: она нас окружает и дома, и на работе и везде, где бы мы только ни были. Возможности современной техники практически безграничны: еще двадцать лет назад никто и подумать не мог о том, что в двадцать первом веке появится, например, такой вид развлечения, как космический туризм…
Повышению уровня развития машиностроительного производства во многом способствовало и развитие станкостроения, т.е. производства средств производства, потому что невозможно создать высокотехнологичную машину с помощью устаревшего изношенного оборудования. Поэтому повышение уровня машиностроительного производства напрямую связано с развитием и совершенствованием науки “Технология машиностроения”, которая изучает сам процесс производства, методы и способы получения высокотехнологичных и высокоточных деталей, из которых в дальнейшем будут собраны различные современные механизмы и машины в целом. Само машиностроительное производство невозможно без участия технически грамотного инженера – технолога, который, являясь проектировщиком и разработчиком технологий изготовления отдельных деталей, характеризуется как самое главное лицо, от знания и умения которого зависит точность, технологичность и экономичность всего производства.
Целью выполнения этой курсовой работы является закрепление, углубление обобщение и систематизация знаний, полученных ранее при изучении этого предмета, а также практическое применение знаний, полученных при изучении таких машиностроительных предметов, как “ Теория резания”, “МРИ”, “Материаловедение”, “Сопромат”, “МРС” и др. Также целью этой работы является приобретение навыков самостоятельной работы, умений работать с технической литературой: ГОСТами, справочниками, таблицами, схемами, графиками и т.д. Значение этой работы заключается еще и в том, что она помогает подготовиться и получить все необходимые знания для написания дипломной работы и успешной сдачи итоговых экзаменов.
1 Назначение и конструкция детали
Назначение:
Передняя крышка водомасляного радиатора предназначена для того, чтобы создавать замкнутый объем полости теплообменника, крышка содержит отверстие для обеспечения подвода масла, а также отверстие для слива .
Конструкция:
У крышек имеется с одной стороны цилиндрическая часть, по средствам которой она центрируется при установке на корпус теплообменника. В этой цилиндрической части имеется канавка для размещения резинового кольца, с помощью которого происходит уплотнение.
С другой стороны есть цилиндрическая расточка, в которую устанавливается конец цилиндрической трубы, при установке теплообменника на двигатель.
Крепление крышек к корпусу производится за счет шпилек с гайками.
Крышку масляного радиатора отливают из специального алюминиево – кремневого сплава АК9ч (Ал4) ГОСТ 1583-89.
Табл. 1.1 Химический состав сплава АК9ч (ГОСТ 1583-89), %
Марка сплава
Химический состав в %
Основные компоненты
Примеси не более
Si
Mg
Mn
Al
Cr
Ni
Cu
Ti
Zn
АК9ч (Ал4) ГОСТ 1583-89
8-10,5
0,2-0,35
0,2-0,5
остальное
0,6
0,1
0,1
0,6
0,2
Табл. 1.2. Механические свойства сплава АК9ч(ГОСТ 1583-89)
Марка сплава
Временное сопротивление разрыву, МПа
Относительное удлинение, %
Твердость по НВ--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
09
Промывка
поддон 9195-652
Ручные работы в существующем технологическом процессе большей частью обусловлены погрузкой и разгрузкой заготовки в станки. К ручным операциям можно также отнести слесарную обработку: снятие заусениц, острых кромок и т. д.
Цель окончательного контроля итоговая проверка соответствия полученных размеров заданным на чертеже. Кроме того, после отдельных операций обработки также производятся проверки полученных в ходе выполнения этих операций размеров, с тем, чтобы вовремя выявить брак и найти его причины. Основными причинами брака являются износ и поломка режущего инструмента, неправильная настройка станка, неточная настройка инструмента. Количество и вероятность появления бракованных деталей минимальны: общее их число не превышает 5% от всего объема партии.
6 Разработка технологического процесса
В процессе анализа существующего технологического процесса были введены изменения:
На операции 01 при точении целесообразнее использовать вместо токарно-винторезного станка 1К62 токарный гидрокопировальный станок мод. 1722.
На операциях 02 и 04 при обработке отверстий целесообразно заменить вертикально-сверлильный станок 2Н150 на агрегатно-сверлильный станок ЛС-214, тем самым облегчается труд рабочего, а именно — переустановка инструмента.
На операции 04 для обработки отверстий 1(Ø11,9/>) целесообразно использовать комбинированный инструмент, включающий в себя сверло Ø12 и зенковку. Это нововведение было сделано с целью обработки детали более точно.
7 Расчет припусков на обработку
Расчет припусков при обработке наружной цилиндрической поверхности.
Таблица 7.1 – Расчётная карта для определения припусков и допусков при обработке наружной цилиндрической поверхности Ø159,9 мм.
Номер операции
Послед. обработки поверхности и способ установки заготовки
Квалитет точности
Шероховатость, мкм
Толщина дефектного слоя, мкм
Пространственные отклонения, мкм
Погрешность установки, мкм
Минимальные припуски 2Zmin мкм
Допуски d0и di, мкм
Номинальные припуски 2Zном, мкм
Номинальные пром. размеры, мм
Заготовка- отливка
-
200
100
149,3
-
-
±2800
-
162,93
01
Чистовое точение с установкой в трёхкулачко-вый патрон
10
20
20
6
100
959,4
400
1760
159,9
Заготовка – алюминиевая отливка. Для заготовки назначаем класс точности 9т, что соответствует мелкосерийному типу производства (число отливок в год от 1000 до 10000 штук), тип литья – литьё в кокиль, наибольший габаритный размер 174 мм [4, стр. 68, табл. 3.3].
Общий припуск на механическую обработку плоскости Zобщ = 3,03 мм.
Устанавливаем точность выполнения промежуточных размеров, т.е. определяем достигаемый квалитет точности на каждой операции .
Устанавливаем шероховатость и толщину дефектного слоя.
Высота микронеровностей для заготовки Rz =200 [3, стр. 192, табл. 21].
Толщина дефектного слоя для заготовки T = 100 мкм [3, стр. 192, табл. 21].
Высота микронеровностей при чистовом точении Rz = 20 [3, стр. 194, табл. 23].
Толщина дефектного слоя при чистовом точении Т = 20 мкм [3, стр. 194, табл. 23].
Определяем суммарное значение пространственных отклонений.
Назначаем пространственные отклонения при базировании тел вращения в самоцентрирующихся патронах по наружному диаметру с прижимом к торцевой поверхности:
/>
для чистового точения: />
Погрешность установки заготовки при выполнении рассматриваемого перехода />:
/>по [4, с. 36, табл. 2,29];
Минимальный промежуточный припуск />по [1, c. 21]:
для чистового точения
/>(7.2),
/>
Допуски на промежуточные размеры.
Предельные отклонения заготовки по чертежу es=2200 мкм, ei=2200 мкм.
Так как операция на обработку поверхности единственная, то отклонения операционного размера на этой операции равны предельным отклонениям детали: esD1=esDд=0 мкм., eiD1=eiDд=400 мкм.
Номинальные промежуточные допуски />по: продолжение
--PAGE_BREAK--
/>(7.3)
Общий припуск на обработку по [1, c. 22]:
/>
Номинальные промежуточные размеры:
/>
/>
Рис 7.1 Схема полей припусков и допусков при обработке наружной цилиндрической поверхности.
Расчет припусков при обработке внутренней цилиндрической поверхности.
Таблица 7.2 – Расчётная карта для определения припусков и допусков при обработке внутренней цилиндрической поверхности Ø6,65 мм.
Номер операции
Послед. обработки поверхности и способ установки заготовки
Квалитет точности
Шероховатость, мкм
Толщина дефектного слоя, мкм
Пространственные отклонения, мкм
Погрешность установки, мкм
Минимальные припуски 2Zmin мкм
Предельные отклонения
Номинальные припуски 2Zном, мкм
Номинальные пром. размеры, мкм
Заготовка- отливка
-
200
100
25
-
-
-
-
-
02
Сверление с установкой в приспособле-ние
12
30
50
1,5
110
826
100
926
7,59
02
Нарезание резьбы с установкой в приспособле-ние
7
5
110
380
480
8
Заготовка – алюминиевая отливка. Для заготовки назначаем класс точности 9т, что соответствует мелкосерийному типу производства (числоотливок в год от 1000 до 10000 штук), тип литья – литьё в кокиль, наибольший габаритный размер 174 мм [4, стр. 68, табл. 3.3].
Устанавливаем точность выполнения промежуточных размеров, т.е. достигаемый квалитет точности на каждой операции([1], т. 4, с.8)
Устанавливаем шероховатость и толщину дефектного слоя.
Высота микронеровностей для заготовки Rz =200 [3, стр. 192, табл. 21].
Толщина дефектного слоя для заготовки T = 100 мкм [3, стр. 192, табл. 21].
Высота микронеровностей при сверлении Rz = 30 [3, стр. 195, табл. 24].
Толщина дефектного слоя при сверлении Т = 50 мкм [3, стр. 195, табл. 24].
Высота микронеровностей при нарезании резьбы Rz = 5 [3, стр. 195, табл. 24].
Толщина дефектного слоя нарезании резьбы Т = 0 мкм [3, стр. 195, табл. 24].
Суммарное значение пространственных отклонений:
/>
/>[3, с. 196, табл. 25];
для сверления: Δ1= Δ0·Ку=25·0.06=1,5 мкм
для развертывания: Δ2= Δ1·Ку=1,5·0.002=0,003≈0 мкм
Погрешность установки заготовки при выполнении рассматриваемого перехода />:
/>
/>по [4, с. 37, табл. 2.3].
Минимальный промежуточный припуски 2/>по [1, c. 21]:
/>
/>
По таблицам допусков в соответствии с номинальным минимальным размером и достигаемым на каждом переходе квалитетом точности находим допуски на промежуточные размеры. Допуски берутся по системе отверстия. [3, с. 19, табл. 9].
EI1=100мкм, EI2=0мкм
7.2.7 Номинальные промежуточные припуски:
/>(7.5),
/>
Промежуточные номинальные размеры: продолжение
--PAGE_BREAK--
/>
Общий припуск на обработку по [1, c. 22]:
/>.
/>
Рис. 7.2 Схема полей припусков и допусков при обработке Отверстия диаметром Dчерт
8 Расчет режимов резания и технических норм времени
Операция № 01 – Токарно-копировальная.
Операция выполняется на токарном гидрокопировальном станке мод. 1722. Инструмент –резец проходной Т15К6 ГОСТ 18880-73, канавочный резец Т15К6 ГОСТ 18874-73.
Копировальный суппорт, инструмент –резец проходной Т15К6 ГОСТ 18880-73:
1.Скорость резания V, м/мин [1.с.276]:
1.1Глубина резания:
точение торца ступицы: />
снятие фаски: />
точение наружного диаметра:
/>
точение торца венца: />
/>
/>— поправочный коэффициент [1.с.260], />, [1.с263.т.4], />[1.с.263.т6], />[1.с263.т.5], T=40 мин – период стойкости инструмента, S=0,2 мм/об — подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.270.т.4]: Cv=485 x=0,12 m=0,28 y=0,25.
/>
1.2.Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]
/>
Выбираем по паспорту станка n=1250 об/мин
1.3 Следовательно действительная скорость резанья Vдейс., м/минравна:
/>;
1.4 Осевая сила резания Pz, Н [1. с.270]:
/>
где Cр=40; x=1; y=0,75; n=0 — по [1. c.274 т.22]
/>— по [. c.274]
/>[1.c265, т10]/> />/>/>[1, с275, т23]
/>
Следовательно:
/>
1.5 Мощность резания Ne, кВт [1.с.280]
/>
Nст = 10 кВт > Nе = 3,3 кВт
Поперечный суппорт, инструмент канавочный резец Т15К6 ГОСТ 18874-73
1.Скорость резания V, м/мин [1.с.276]:
1.1Глубина резания />
/>
/>—
поправочный коэффициент [1.с.260], />, [1.с263.т.4], />[1.с.263.т6], />[1.с263.т.5], T=40 мин – период стойкости инструмента, t=5,6мм, S=0,2 мм/об — подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.270.т.4]: Cv=485 x=0,12 m=0,28 y=0,25.
/>
1.2.Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]
/>
Выбираем по паспорту n=1250 об/мин
1.3 Следовательно действительная скорость резанья Vдейс., м/минравна:
/>
1.4 Осевая сила резания Pz, Н [1. с.270]:
/>,
где Cр=40; x=1; y=0,75; n=0 — по [1. c.274 т.22]
/>— по [. c.274]
/>[1.c265, т10]/>/>/>/>[1, с275, т23]
/>
Следовательно:
/>
1.5 Мощность резания Ne, кВт [1.с.280]
/>
Nст= 10 кВт> Nе= 6 кВт
Nобщ=3,3+6=9,3 продолжение
--PAGE_BREAK--
2. Штучное время.
Тшт = То+ Тв + Тобс + Тотд,
где
То – основное машинное время, мин [6. с.83]:
Копировальный суппорт:
Точение торца ступицы
То = Lрх/nS, [7.c105]
Lрх =L+y =7,5+3=10,5 мм,
y =3 мм [7.c.303]; L=7,5 мм
Тогда
То = Lрх/nS =7,5/1250x0.32=0,02 мин
Точение фаски
То = Lрх/nS, [7.c105]
Lрх =L+y =1+1=2 мм,
y =1 мм [7.c.303]; L=1 мм
Тогда
То = Lрх/nS =2/1250x0.15=0,01 мин
Точение наружного диаметра
То = (Lрх/nS)х2, [7.c105]
Lрх =L+y =11,5+3=14,5мм,
y =3мм [7.c.303]; L=11,5 мм
Тогда
То = (Lрх/nS)х2 =(14,5/(1250x0.32))=0,08 мин
Точение торца венца
То = Lрх/nS, [7.c105]
Lрх =L+y =8+3=11 мм,
y =3 мм [7.c.303]; L=8 мм
Тогда
То = Lрх/nS =11/1250x0.32=0,03 мин
/>
Поперечный суппорт:
Точение канавки
То = (Lрх/nS)х2, [7.c105]
Lрх =L+y =3,55+5,6=9,15 мм,
y =5,6 мм [7.c.303]; L=3,55 мм
Тогда
То = (Lрх/nS) =9,15/1250x0.2=0,08 мин
/>мин
Тв — вспомогательное время, время на установку и снятие деталей,
Тв = 50% То = 0,5·0,14 = 0,07 мин [1. с.42].
Топ = То + Тв = 0,14+0,07 = 0,21 мин, где Топ – оперативное время [1. с.42].
Тобс – обслуживаемое время, Тобс = 5% Топ = 0,05 ·0,21 = 0,01 мин [1. с.42].
Тотд — время перерывов на отдых и личные надобности,
Тотд = 6% Топ = 0,06·0,21 = 0,01мин [1. с.42].
Тшт = То + Тв + Тобс + Тотд = 0,14+0,07+0,01+0,01=0,23 мин.
Операция 02 – Агрегатно-сверлильная.
Операция производится на агрегатно-сверлильном станке модели ЛС-214. Инструмент — Сверло Ø9, ГОСТ 12121-77(4 шт.); сверло-зенковка: Ø6,7/ 12 ГОСТ 4010-77(2 шт.); Метчик М8х1,5(2 шт.).
I позиция. Сверлить четыре отверстия напроход.
Инструмент Сверло Ø9, ГОСТ 12121-77(4 шт.)
1.1 Глубина резания t = 0.5 D = 0.5/>
1.2 Подача: />по [1.с.278.т.28].
1.3 Скорость резания: />по [2, том 2, с.276],
где D=9 – диаметр инструмента,
/>— поправочный коэффициент [1.с.176], />, [1.с263.т.4], />[1.с.263.т6], />[1.с280.т.31], T=20 мин – период стойкости инструмента, S=0,4 мм/об — подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.278.т.28]: Cv=36,3 q=0,25 m=0,125 y=0,55.
/>
1.4 Частота вращения режущего инструмента: />по [2, том 2, с. 280],
/>.
Действительное значение частоты вращения:
/>.
1.5 Действительное значение скорости:
/>.
1.6 Крутящий момент:
/>(8.20) по [2, том 2, с. 277],
где />; />; />по [1. c.281 т.32]; /> — коэффициент учитывающий фактические условия обработки (в данном случае зависит только от материала, поэтому />[2, том 2, с. 280]), продолжение
--PAGE_BREAK--
/>по [2, том 2, с. 264, табл. 9],
где />по [2, том 2, с. 264, табл. 9];
/>;
/>
1.7 Осевая сила:
/>(8.21) по [2, том 2, с. 277],
где />; />; />по [2, том 2, с. 281, табл. 32]; />;
/>.
1.8 Мощность резания:
/>(8.22) по [2, том 2, с. 280],
/>.
Мощность резания: />
Nст > Nе = 1,2 кВт
II позиция. Сверлить два отверстия напроход со снятием фаски.
Инструмент сверло-зенковка: Ø6,7/ 10ГОСТ 4010-77(2 шт.).
1.1 Скорость резания V, м/мин [4. с.276]:
1.1.1 Сверление
/>,
где D=6,7 мм – диаметр инструмента,
/>— поправочный коэффициент [4. с.276], /> nv=1,3; HB=190; [4.с262.т.1-2].
/>[4. с.263 т.6], />[4. с280 т.31], T=25 мин [4. с280 т.30]– период стойкости инструмента, S=0,1 мм/об [4. с277 т.25] — подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [4.с.278.т.28]: Cv=14,7; q=0,25; m=0,125; y=0,55.
/>м/мин.
1.1.2 Зенкование
/>, где
t = 0,5(D-d) = 0.5(10-6,7) = 1,6 мм – глубина резания;
D=10 мм, S=0,7 мм/об [4. с277 т.26], Т=30 мин [4. с280 т.30], Cv=16,3; q=0,3; m=0,3; y=0,5; х=0,2 [1.с.279.т.29].
/>м/мин
1.2 Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]
1.2.1 Сверление
/>об/мин
1.2.2 Зенкование
/>об/мин
Выбираем лимитирующую частоту вращения />об/мин, корректируем ее по паспорту станка />об/мин.
1.3. Следовательно, действительная скорость резанья Vдейс., м/минравна:
1.3.1 Сверление
/>м/мин.
1.3.2 Зенкование
/>м/мин.
1.4. Выбираем лимитирующую подачу S=0,1 мм/об
1.5. Осевая сила резания Pо, Н [4. с.277]:
1.5.1 Сверление
P0=10·Cp·Dq·Sy·Kp ;
где Cр=42,7; q=1; y=0,8; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
P0=10·Cp·Dq·Sy·Kp =10·42,7·6,71·0,10,8·1,0=725,64 H;
1.5.2 Зенкование
P0=10·Cp·tх·Sy·Kp ;
где Cр=23,5; х=1,2; y=0,4; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
P0=10·Cp·tх·Sy·Kp =10·23,5·1,61,2·0,10,4·1,0=208,02 H;
1.6.Крутящий момент Мкр, Н·м [4.с.277]:
1.6.1 Сверление
Mкр=10·Cm·Dq·Sy·Kp ;
где Cм=0,021; q=2; y=0,8; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
Mкр=10·Cm·Dq·Sy·Kp =10·0,021·6,72·0.10,8·1,0=4,4 Н·м продолжение
--PAGE_BREAK--
1.6.2 Зенкование
Mкр=10·Cm·Dq· tх·Sy·Kp ;
где Cм=0,085; q=0,85; x=0,75; y=0,8; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
Mкр=10·Cm·Dq· tx·Sy·Kp =10·0,085·100,85·1,60,75·0.10,8·1,0=2,17 Н·м
1.7. Мощность резания Ne, кВт [4. с.280]
1.7.1 Сверление
/>кВт
1.7.2 Зенкование
/>кВт
/>кВт
Мощность необходимая для резания />кВт
III позиция. Нарезать резьбу в двух отверстиях напроход.
Инструмент метчик М8х1,5(2 шт.).
Скорость резания:
/>
/>— общий поправочный коэффициент [4. с.297].
/>и /> — коэффициенты, учитывающие обрабатываемый и инструментальный материалы.
/>— коэффициент, учитывающий точность нарезаемой резьбы.
/>= 0,5; />= 1; />= 1 [4.с298.т.50].
T=70 мин [4. с296 т.49]– период стойкости инструмента, S=1,5 мм/об — подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [1.с.296.т.49]: Cv=83; q=0; m=0, 33; y=0.
/>м/мин.
1.2.Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]
/>об/мин
Корректируем по паспорту станка частоту:
nдейс. = 355 об/мин
1.3. Следовательно действительная скорость резанья Vдейств., м/минравна:
/>м/мин.
1.4. Крутящий момент:
Mкр=10·Cm·Dq·Рy·Kp; [4. c.297], где
Р = 1,5 – шаг резьбы;
Cм=0,013; q=1,4; y=1,5; — по [4. c.298 т.51];
/>— поправочный коэффициент по [4. c.298 т.50]
Следовательно:
Mкр=10·Cm·Dq·Рy·Kp =10·0,013·81,4·1,51,5·1,5=4,6 Н·м
1.5. Мощность:
/>кВт
Мощность необходимая для резания />кВт
2. Штучное время.
Тшт = То+ Тв + Тобс + Тотд, где
То – основное машинное время, мин [6. с.83]:
I позиция:
Сверление четырёх отверстий
То = Lрх/nS, [7.c105]
Lрх =L+y =12+4,5=16,5мм,
y =4,5мм [7.c.303]; L=12 мм
Тогда
То = Lрх/nS =16,5/(1500x0,4)=0,03 мин
II позиция.
Сверление двух отверстий напроход со снятием фаски
То = Lрх/nS, [7.c105]
Lрх =L+y =12+3,4=15,4 мм,
y =3,4 мм [7.c.303]; L=12 мм
Тогда
То = Lрх/nS =15,4/(355x0,18)=0,31 мин
III позиция
Нарезание резьбы в двух отверстиях напроход
То = 2Lрх/nS, [7.c105]
Lрх =L+y =12+4=16 мм,
y =4 мм [7.c.303]; L=12 мм
Тогда
То = 2Lрх/nS =32/(355x1,5)=0,08 мин продолжение
--PAGE_BREAK--
/>мин
Тв — вспомогательное время, время на установку и снятие деталей,
Тв = 50% То = 0,5·0,42 = 0,21 мин [1. с.42].
Топ = То + Тв = 0,42+0,21 = 0,63 мин, где Топ – оперативное время [1. с.42].
Тобс – обслуживаемое время, Тобс = 5% Топ = 0,05 ·0,63 = 0,03 мин [1. с.42].
Тотд — время перерывов на отдых и личные надобности,
Тотд = 6% Топ = 0,06·0,63 = 0,04мин [1. с.42].
Тшт = То + Тв + Тобс + Тотд = 0,42+0,21+0,03+0,04=0,7 мин.
Операция № 03 – вертикально фрезерная
На вертикально-фрезерном станке 6Р12 обрабатывают плоскость, глубина срезаемого слоя t =3 мм, ширина обрабатывающей поверхности В = 105 мм. Для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала, выбираем торцовую насадную фрезу диаметром D=250 мм со вставными ножами, оснащенными пластинами из твердого сплава ВК8 по ГОСТ 9473-80. Число зубьев фрезы z = 24 шт.
Инструмент фреза торцовая
1.1 Выбираем по [4. c.283 т.34] Sz =0.1 мм – подача на зуб для чернового фрезерования.
1.2Скорость резания V, м/мин [4. c.282]:
/>,
где Cv=445; q=0.2; x=0.15; y=0.35; u=0.2; p=0; m=0.32 — по [4. c.287 т.39]
Т = 240 мин – период стойкости по [4. c.290 т.40]
Kv = Kмv · Kпv · Kиv – общий поправочный коэффициент [4. с. 282]
/>[4. с.261 т.1], где nv = 1,25 по [4. с.262];
НВ = 200.
Кпv =0,8; Киv = 0,83 по [4. с263 т.5 и т.6],
Кv=0,94 · 0,8 · 0,83= 0,62.
/>
1.3. Частота вращения фрезы n, об/мин:
/>об/мин
Корректируем по паспорту станка частоту:
nдейс. = 125 об/мин [2. с.190 т.4.36].
1.4. Следовательно действительная скорость резанья Vдейств., м/минравна:
/>м/мин.
1.5. Минутная подача (поперечная) Sм, мм/мин [4. с. 282]:
Sм =Sz · z · nдейс. = 0,1 · 24 · 125 = 300 мм/мин
Корректируем по паспорту станка: Sм = 300 мм/мин.
1.6. Определяем окружную силу резания Pz, Н [4. с.282]:
/>,
где Cр=54,5; q=1; x=0,9; y=0,74; u=1.0; w=0 — по [4. c.291 т.41]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
/>
1.7. Мощность резания Nрез, кВт [4. c.290]:
/>кВт
1.8. Проверяем достаточность мощности двигателя у станка:
/>, т. е. обработка возможна.
2. Штучное время.
Тшт = То+ Тв + Тобс + Тотд, где
То – основное машинное время, мин:
То = Lрх/Sм, [1. c.46] где,
Lрх – длина рабочего хода.
Lрх =L + y=105 + 68 = 173 мм, где
L – длина обрабатываемой поверхности;
y – величина врезания и перебега инструмента, y = 20мм по [6. с.194].
/>
Тв — вспомогательное время, время на установку и снятие деталей,
Тв = 50% То = 0,5·0,6 = 0,3мин [1. с.42].
Топ = То + Тв = 0,6+0,3 = 0,9 мин, где Топ – оперативное время [1. с.42].
Тобс – обслуживаемое время, Тобс = 5% Топ = 0,05 ·0,9 = 0,05 мин [1. с.42].
Тотд — время перерывов на отдых и личные надобности,
Тотд = 6% Топ = 0,06·0,9 = 0,05 мин [1. с.42].
Тшт = То + Тв + Тобс + Тотд = 0,6+0,3+0,05+0,05=1 мин.
9 Расчет металлорежущего инструмента
Сверло-зенковка.
Обработка производится на вертикально-сверлильном станке модели 2Н150.
Заготовка крепится в приспособлении. Материал рабочей части сверла и зенковки – Р6М5 по ГОСТ 19265-73, материал хвостовика – сталь 45. Делать сверло-зенкер целиком из инструментального материала невыгодно, поэтому для уменьшения себестоимости инструмента хвостовая часть изготавливается из более дешевой конструкционной стали. Выбор материала режущей части обусловлен видом обрабатываемого материала и необходимой точностью обрабатываемой поверхностью.
Расчет:
1. Определение наружного диаметра сверла D.
Для сверления отверстия диаметром d = 6,7 мм принимаем диаметр сверла равным D = 6,7 мм ГОСТ 10903-77 [4. c.148 т.42]. продолжение
--PAGE_BREAK--
Для снятия фаски с = 1,6×45º принимаем диаметр зенковки равным D = 10 мм ГОСТ 12489-71 [4. c.153 т.47].
2. Определяем режим резания.
Сверление
/>,
где D=6,7 мм – диаметр инструмента,
/>—
поправочный коэффициент [4. с.276], /> nv=1,3; HB=190; [4.с262.т.1-2].
/>[4. с.263 т.6], />[4. с280 т.31], T=25 мин [4. с280 т.30]– период стойкости инструмента, S=0,1 мм/об [4. с277 т.25] — подача, Cv, q, m, y – различные коэффициенты определяемые по [4.с.278.т.28]: Cv=14,7; q=0,25; m=0,125; y=0,55.
/>м/мин.
Зенкование
/>, где
t = 0,5(D-d) = 0.5(10-6,7) = 1,6 мм – глубина резания;
D=10 мм, S=0,7 мм/об [4. с277 т.26], Т=30 мин [4. с280 т.30], Cv=16,3; q=0,3; m=0,3; y=0,5; х=0,2 [1.с.279.т.29].
/>м/мин
Частота вращения шпинделя n, об/мин [1.с.280]
Сверление
/>об/мин
Зенкование
/>об/мин
Выбираем лимитирующую частоту вращения />об/мин, корректируем ее по паспорту станка />об/мин.
Следовательно, действительная скорость резанья Vдейс., м/минравна:
Сверление
/>м/мин.
Зенкование
/>м/мин.
Выбираем лимитирующую подачу S=0,1 мм/об
Осевая сила резания Pо, Н [4. с.277]:
Сверление
P0=10·Cp·Dq·Sy·Kp ;
где Cр=42,7; q=1; y=0,8; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
P0=10·Cp·Dq·Sy·Kp =10·42,7·6,71·0,10,8·1,0=725,64 H;
Зенкование
P0=10·Cp·tх·Sy·Kp ;
где Cр=23,5; х=1,2; y=0,4; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
P0=10·Cp·tх·Sy·Kp =10·23,5·1,61,2·0,10,4·1,0=208,02 H;
Крутящий момент Мкр, Н·м [4.с.277]:
Сверление
Mкр=10·Cm·Dq·Sy·Kp ;
где Cм=0,021; q=2; y=0,8; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
Mкр=10·Cm·Dq·Sy·Kp =10·0,021·6,72·0.10,8·1,0=4,4 Н·м
Зенкование
Mкр=10·Cm·Dq· tх·Sy·Kp ;
где Cм=0,085; q=0,85; x=0,75; y=0,8; — по [4. c.281 т.32]
/>— по [4. c.264 т.9].
Следовательно:
Mкр=10·Cm·Dq· tx·Sy·Kp =10·0,085·100,85·1,60,75·0.10,8·1,0=2,17 Н·м
Определяем номер конуса хвостовика.
dср= ;
Следовательно по ГОСТ 2557-82 выбираем ближайший больший конус, т.е. конус Морзе № 0 со следующими основными конструктивными размерами: D1=9,045 мм, d2=6,1, l4=59,5 мм.
4. Определяем длину сверла-зенковки.
Общую длину сверла-зенковки L, длину рабочей части сверла l1, длину рабочей части зенковки l2, длину хвостовика lх, длину шейки lш принимаем по ГОСТ 10903 – 77, ГОСТ 12489-71 и в соответствии с длиной обрабатываемой поверхности. продолжение
--PAGE_BREAK--
L = l1 + l2 + lх + lш = 30 + 16 + 59,5 + 3 = 108,5 мм.
5. Определяем геометрические и конструктивные параметры рабочей части сверла.
Форму заточки принимаем ДП (двойная с подточкой перемычки) [4. c.151 т.43]. Угол наклона винтовой канавки ω = 30°. Углы между режущими кромками: 2φ = 118°; 2φо = 70°, b = 2 мм. Задний угол α = 16°. Угол наклона поперечной кромки ψ = 55°. Размеры подточенной части перемычки: a = 1 мм, l = 2 мм [4. c.151 т.44]. Шаг винтовой канавки:
H = π × D/tg ω = 3,14 × 6,7/tg30° = 36,44 мм.
/>
Рис. 5 Форма и размеры заточки вершины сверла
Толщину сердцевины сверла выбираем в зависимости от диаметра сверла. Для сверла диаметром D = 6,7 мм толщину сердцевины у переднего конца принимаем:
dс = 0,14 × D = 0,14 × 6,7 = 0,94 мм [5. c.123].
Утолщение сердцевины по направлению к хвостовику 1,4 – 1,8 мм на 100 мм длины рабочей части сверла. Принимаем это утолщение равным 1,5 мм.
Обратную конусность сверла (уменьшение диаметра по направлению к хвостовику) на 100 мм длины рабочей части для сверла диаметром D = 6,7 мм принимаем равной 0,09 мм [5. c.124].
Ширина ленточки f0и высота затылка по спине К выбирается по [5. c.124 т.59]. В соответствии с диаметром сверла f0 = 1 мм, К = 0,4 мм.
Ширина пера B = 0,58 × D = 0,58 × 6,7 = 3,9 мм [5. c.124].
Геометрические элементы профиля фрезы для фрезерования канавки сверла определяем упрощенным аналитическим методом.
Больший радиус профиля:
/>, [5. c.124],
где
/>;
/>;
при отношении толщины сердцевины dск диаметру сверла D, равном 0,14, Cr= 1;
/>,
где Dф– диаметр фрезы.
При Dф= 6,7 ×ÖD, Cф= 1.
Следовательно, R= 0,5 ×1 ×1 ×6,7 = 3,35 мм.
Меньший радиус профиля Rк= Cк×D, где
Cк= 0,015 ×ω0,75= 0,015 ×300,75= 0,192.
Следовательно, Rк= 0,192 ×6,7 = 1,29 мм.
Ширина профиля B= R+ Rк= 3,35 + 1,29 = 4,64 мм.
Устанавливаем основные технические требования и допуски на размеры сверла (по ГОСТ 885 – 77*).
Предельные отклонения диаметров сверла D= 6,7h9(-0,036)мм. Допуск на общую длину и длину рабочей части сверла равен удвоенному допуску по 14-му квалитету с симметричным расположением предельных отклонений />по ГОСТ 25347 – 82. Радиальное биение рабочей части сверла относительно оси хвостовика не должно превышать 0,15 мм. Углы 2φ = 118°± 2°; 2φ= 70°+5°. Угол наклона винтовой канавки ω = 30°-2°.
Предельные отклонения размеров подточки перемычки режущей части сверла +0,5 мм. Твёрдость рабочей части сверла 63 – 66 HRCэ, у лапки хвостовика сверла 32 – 46,5 HRCэ. продолжение
--PAGE_BREAK--
6. Определяем геометрические и конструктивные параметры режущей части зенковки по [4. c.151 т.43].
Диаметр зенковки D= 10 мм
Задний угол на главной режущей кромке />
Передний угол />
Угол при вершине />
Число зубьев 6.
Заключение
Курсовой проект по технологии машиностроения является самостоятельной и индивидуальной работой студента, ставящей перед ним задачу углубления и систематизации теоретических знаний по курсу «технология машиностроения» путем разработки технологического процесса изготовления детали –задней крышки водомасляного радиатора в цехе.
В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора в цехе 12-ти цилиндровых двигателей Ярославского моторного завода. Были рассчитаны припуски на обработку данной детали, режимы резания и норм времени, а так же рассчитан и спроектирован металлорежущий инструмент.
Данный технологический процесс адаптирован для производства конкретной детали – передней крышки водомасляного радиатора из алюминиевого сплава Ал4. Эта адаптация позволяет повысить производительность производства, за счет использования оптимальных режимов резания, универсального инструмента, приспособлений для обработки нескольких изделий.
Анализ заводского технологического процесса изготовления детали показал, что в нем используется не самый оптимальный по эффективности процесс обработки. Это может быть связано с невозможностью изменения технологии процесса обработки, отсутствием необходимой технической базы, недостатком средств для переорганизации производства, и рядом другими причинами. Возможные улучшения технологии производства были предложены в данном курсовом проекте.
В результате выполнения работы была организована работа с технологической документацией, с технической литературой, ГОСТами и по сбору материала на реальном производстве.
Список использованной литературы
Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении: учеб. пособ. для машиностроит. пед. вузов. /Я.М. Радкевич, В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе; под ред. Тимирязев.-М.: Высш.школа, 2004.-272 с. .
Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – 4-е изд. – Минск: Вышэйшая школа, 2007.-256 с.
Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении: Справочник технолога.-М.: Машиностроение, 1976.-288с.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – М. Машиностроение, 1986. 496 с.
Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту., М., «Машиностроение», 1977. 288с.
Общемашиностроительные нормативы вспомогательного времени и времени на обслуживание рабочего места на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Массовое производство.-М.: Машиностроение, 1974. Введ. 01.01.74.
Режимы резания металлов. Справочник. /Под ред. Ю.В. Барановского – М., «Машиностроение», 1972. – 410с.
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с числовым программным управлением. Часть 1 – Нормативы времени. – М., Экономика. 1990. 208с.
Проектирование и расчет метало режущего инструмента: Метод. Указания и задании /Сост. М.И. Иродов. – Яросл. политехн. ин-т. – Ярославль. 1993. – 40с.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Методическое указание для студентов специальности и направления «Профессиональное обучение» / Сост. С.И. Моднов. – Яросл. гос. тех. ун-т. Ярославль.1998. – 32с.
Анурьев В.И.Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т. 1. — 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. — М.: Машиностроение, 2001. — 920 с.
Приложение
Технологический процесс изготовления передней крышки водомасляного радиатора
Ф.11-58112
Дубл.
Взам.
Подл.
ЯГТУ
ЯГТУ 050500.62-014 КП
Крышка водомасляного радиатора передняя
продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
83
07
Н.Контр.
Моднов
Наименование операции
Материал
Слесарная
Твердость
ЕВ
МД
Профиль и размеры
МЗ
КОИД
Оборудование, устройство ЧПУ
Обозначение программы
Вертикально-фрезерный станок мод. 6Р12
То мин.
Тв мин.
Тп.з.
Тшт.
СОЖ
Р
ПИ
Dили В
L
t
i
S
n
V
О 01
Зачистить заусенцы и притупить острые кромки
02
Т 03
РИ Напильник плоский
04
Шабер трехгранный
05
06
07
08
09
10
ОК