Введение
Целью данного курсовогопроекта является проектирование технологического процесса изготовления деталивтулка. Для этого должны быть решены следующие задачи:
- Описанаконструкция детали и выбран материал заготовки
- Проанализирован ивыбран тип производства
- Проанализированатехнологичность детали
- Составленамаршрутная технология
Выполнены следующиерасчеты:
- Расчет промежуточныхприпусков и размеров заготовки
- Расчет режимоврезания
- Определение нормвремени
Совокупность методов иприемов изготовления машин, выработанных в течении длительного времени ииспользуемых в определенной области производства, составляет технологию этойобласти. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технологияобработки давлением, технология сварки, технология механической обработки,технология сборки машин. Все эти области производства относятся к технологиимашиностроения, охватывающей все этапы процесса изготовления,машиностроительной продукции.
Под «технологиеймашиностроения» принято понимать научную дисциплину, изучающую преимущественнопроцессы механической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагивающуювопросы выбора заготовок и методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроениизаданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностейдостигаются в основном путем механической обработки, так как другие способыобработки не всегда могут обеспечить выполнение этих технических требований. Впроцессе механической обработки деталей машин возникает наибольшее числопроблемных вопросов, связанных с необходимостью выполнения техническихтребований, поставленных конструктором перед производством. Процессмеханической обработки связан с эксплуатацией сложного оборудования –металлорежущих станков; трудоемкость и себестоимость механической обработкибольше, чем на других этапах процесса изготовления машин.
Эти обстоятельстваобъясняют развитие «технологии машиностроения» как научной дисциплины в первуюочередь в направлении изучения вопросов технологии механической обработки исборки, в наибольшей мере влияющих на производственную деятельностьпредприятия. Сложность процесса и физической природы явлений, связанных смеханической обработкой, вызвала трудность изучения всего комплекса вопросов впределах одной технологической дисциплины и обусловила образования несколькихтаких дисциплин. Так, явления, происходящие при снятии слоев металла режущим иабразивным инструментом, изучаются в дисциплине «Резание металлов»; изучениеконструкций режущих инструментов и материалов для их изготовления относится кдисциплине «Режущие инструменты». Эти специализированные технологическиедисциплины сформировались раньше, чем комплексная дисциплина «Технологиямашиностроения». В «Технологии машиностроения» комплексно изучаются вопросывзаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемойдетали; пути построения наиболее рациональных, т. е. наиболее производительныхи экономических, технологических процессов обработки деталей машин, включаявыбор оборудования и технологической оснастки; методы рационального построениятехнологических процессов сборки машин.
Таким образом, дисциплина«Технология машиностроения» изучает основы и методы производства машин,являющиеся общими для различных отраслей машиностроения [1] .
1 Технологическая часть
1.1 Описание конструкции и назначениядетали
Деталь «Втулка»представляет собой тело вращения состоящая из посадочного отверстия Ø 40H7 ( поверхность А ), конического отверстия с проточками иканалами для смазки, торцевых и цилиндрических поверхностей к которымпредъявляются требования по биению, цилиндричности, саосности относительноповерхности А. Деталь работает в условиях агрессивных сред, поэтому завершающимэтапом технологического процесса будет нанесение покрытия химическимоксидированием. Твердость материала детали составляет 59…64 HRC. Марка материала детали сталь ХВГГОСТ 5950 — 73. Химический состав стали приведен в таблице [4]. Механическиесвойства приведены в таблице 2 [2].
Таблица 1 — Химическийсостав стали ХВГC Si Mn S P Ni Cr не более 0.05 0.6
0.8-
1.2 0.02 0.02
6.5-
7.5
66.5-
17.5
Таблица 2 — Механическиесвойства стали ХВГ
σт
σв
δ5
%
ан
КДж/м2 МПА 6,38 786 11 587
1.2 Анализтехнологичности детали
В общем детальтехнологична поверхности имеют свободный доступ для обработки за исключениемповерхности отверстия n40,5которые имеет больший диаметр по сравнению с диаметром посадочного отверстияпереход из меньшего диаметра в больший под прямым углом (так как на чертежедетали не указаны радиусы сопряжения этих поверхностей)заставляет использоватьспециальный режущий инструмент.
Выполнение двух смазочныхотверстий расположенных под углом 45° к оси детали заставляет спроектироватьспециальное установочное приспособление обеспечивающее базирование детали спогрешностью установки ±5’, эти отверстия высокоточные с допуском F8.
1.3 Выбор способаполучения заготовки
Выбор метода и способаполучения заготовки осуществляется на основе определения экономическойэффективности как минимум двух сравниваемых методов.
M= QS-(Q-q) Sотх/1000 (1)
S= (Сi/ 1000 QKт Kc Kв Kм Кп) – (Q – q) Sотх/1000(2)
Э = (M1(S1)– M2 (S2))Nгп (3)
Сравниваем методполучения заготовки из проката и штамповка на ГКМ(горизонтально ковачнаямашина).Стоимость заготовки из проката рассчитывается по формуле (1), где:
Q — масса заготовки, Q = 0,6 кг.
q — масса готовой детали, q = 0,3кг.
S — стоимость одного килограммазаготовки, S = 50 руб.
Sотх — стоимость одной тоны отходов, Sотх = 10000 руб.
М = 0,6∙50-(0,6-0,3)∙10000/1000= 27 руб.
Стоимость заготовкивыполненной штамповкой на ГКМ расчитывется по формуле (2), где:
Сi — стоимость одной тоны штамповочной заготовки, Сi=75000 руб.
Q — масса заготовки, Q = 0,45 кг.
q — масса готовой детали, q = 0,3кг.
Кт = 1,03
Кс = 0,77
Кв = 1,64
Км = 2,5
Кп = 1
Sотх- стоимость одной тоны отходов, Sотх=10000 руб.
S=(75000/1000∙0,45∙1,03∙0,77∙1,64∙2,5∙1)-(0,45-0,3)∙10000/1000=108,25руб.
Так как стоимостьзаготовки выполненной на ГКМ превышает стоимость заготовки выполненной изпроката, то мы выбираем метод получения заготовки прокат.
Экономическаяэффективность выбранного способа получения заготовки определяется по формуле(3), где:
Nгп – стоимость готовой продукции, Nгп = 1000 руб.
Эф з =(108,25 – 27) ∙ 1000 = 81250руб.
1.4 Характеристиказаданного типа производства
Под типом производствапонимают комплексную характеристику особенностей организаций и технологическогоуровня промышленного производства. На тип организации производства оказываютвлияние следующий факторы: уровень специализации, масштаб производства, сложностьи устойчивость изготовляемой номенклатуры изделий, обусловленной размерами иповторяемостью выпуска. Различают три основных вида производств: единичное,серийное и массовое.
Серийное производствопредусматривает одновременное изготовление сериями широкой номенклатурыоднородной продукции, выпуск которой повторяется в течение продолжительноговремени.
Под серией понимаетсявыпуск ряда конструктивно одинаковых изделий, запускаемых в производствопартиями, одновременно или последовательно, непрерывно в течение плавногопериода. Основные особенности организации серийного производственного процесса:
— постоянствоотносительно большой номенклатуры повторяющейся продукции, изготовляемой взначительных количествах;
— специализация рабочихмест для выполнения нескольких операций, закреплённых за одним рабочим местом;
— периодичностьизготовления изделий сериями, обработка деталей партиями;
— преобладаниеспециального и специализированного оборудования и технологического оснащения;
— наличие незначительногообъёма ручных сборочных и доводочных операций;
— преимущественнаячисленность рабочих средней квалификации;
— незначительнаядлительность производственного цикла;
— централизацияоперативно-производственного планирования и руководства производством;
— автоматизация контролякачества изготовляемой продукции;
— применениестатистических методов уравнения качеством продукции;
— унификация конструкцийдеталей и изделий;
— типизациятехнологических процессов и оснастки.
Примером серийноговыпуска продукции могут служить самолётостроительные и моторостроительныезаводы.
В зависимости отколичества одновременно изготовляемых изделий в серии различают мелкосерийное, среднесерийноеи крупносерийное производства.
Разновидность серийногопроизводства принято различать по значениям коэффициента закрепления операций
/>,
где /> - общее число операций,выполняемых в данном цехе (на участке) в месяц; /> — число единиц оборудования, действующегов цехе (на участке).
Принято считать, что цехиотносятся к той или иной разновидности серийного производства в зависимости отследующих значений коэффициента закрепления операций: к мелкосерийному – от 20до 40; к среднесерийному – от 10 до 20; к крупносерийному – от 2 до 10.
1.5 Выбор вида заготовки
Прокатка является однимиз наиболее распространённых и производительных видов обработки металловдавлением.
Значительная доляпрокатной продукции идёт в употребление без дополнительной обработки. Средисуществующих основных способов проката наиболее распространённым являетсяпродольная прокатка. Почти 90 % всего проката, в том числе весь листовой ипрофильный прокат, производится продольной прокаткой. Металлургическаяпромышленность РФ выпускает прокат различных профилей, отличающихся по формепоперечного сечения и по размерам. Совокупность прокатываемых профилейназывается сортаментом. Весь сортамент прокатных изделий можно разбить наследующие основные четыре группы: 1) сортовой; 2) листовой; 3) трубы;4)специальные виды проката (бандажи, колёса, периодические и гнутые профили идр.)
Наиболее разнообразнывиды сортового проката. В зависимости от формы поперечного сечения сортовойпрокат подразделяют на простые и сложные профили.
К простым профилям относятсякруг, квадрат и полоса. В настоящие время прокаткой получают круг диаметром 8-220 мм, квадрат со стороной 8-150 мм, горячекатные узкие полосы шириной 20-600 мм и толщиной 0,8- 4 мм.
Технологический процесспроизводства проката состоит из следующих основных элементов:
1) подготовкаслитков или заготовок к прокатке;
2) нагрев металлаперед прокаткой;
3) прокатка;
4) охлаждениеметалла после прокатки;
5) отделка проката.
Существуют дветехнологические схемы производства: из отдельных и неприрывнолитых слитков.
Схема технологическогопроцесса производства проката: а) – из обычного слитка; б) – из заготовки,полученной непрерывной разливкой.
Прокатное производствометаллургического завода, в соответствии с первой технологической схемой,включает систему станов, на которых получают полупродукт (блюмы, слябы и другиевиды заготовок) и систему станов для получения готового проката (сортовойстали, горяче- и холоднокатаных листов и лент, труб и пр.). Поэтому в составпрокатных цехов, как правило, входят обжимные (блюминги, слябинги) изаготовочные станины, являющимися основными агрегатами, связывающимисталеплавильные цеха и прокатные станы для дальнейшего передела блюмов, слябови других заготовок; сортовые станы (рельсо-блочные, крупно-, мелко- имелкосортные, проволочные и др.); листовые станы; трубные станы и др.
Технологическая схемаполучения того или иного вида готового проката предусматривает включение всехнеобходимых последовательных операций обработки, начиная с подготовки слиткаили заготовки для нагрева и кончая завершающей отделкой и определением качестваготового проката. Вместе с тем технология изготовления изделия может отличаться,если производствоего осуществляется на другом металлургическом заводе, в другомпрокатном цехе, на другом прокатном стане.
Назначение –вала-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели,бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализированные, улучшаемые иподвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуетсяповышенная прочность.
/>
Рисунок 1 — Технологическаясхема получения готового проката
2 Расчетная часть
2.1 Расчет промежуточныхприпусков и размеров заготовки
Исходные данные. Деталь«Втулка». Технические требования — диаметр
80, шероховатость Ra =6,3 мкм. Материал детали – сталь ХВГ. Общая
длина детали – 28 мм. Метод получения заготовки — прокат. Обработка производится в патроне на токарном станке 16К20.Требуется определить межоперационный и общий припуски и диаметральный размерзаданной поверхности заготовки.
1. Назначаемтехнологический маршрут обработки:
— точение черновое
— точение чистовое
2. В графу 2 записываемэлементарную поверхность детали и технологические переходы в порядкепоследовательности их выполнения.
3. Заполняем графы 3, 4 и9 по всем технологическим переходам. Данные для заполнения граф 3 и 4 взяты изтабл. П 1.11 и П 1.18, допуск (графа 9) на диаметральный размер проката взят изтабл. П 1.1.
Для выполнения расчетапромежуточных припусков при обработке
указанной шейки вала аналогичнымметодом необходимо собрать данные:
Rzi-1; Ti-1; ρi-1;εi..
4. Суммарное значениепространственных погрешностей (графа 5) взят из табл. П 1.6.
ρ1=14мкм.
Ку –коэффициент уточнения [5. табл. П 1.21.].
Ку = 0,06 –черновое точение
Ку = 0,05 –чистовое точение.
Таблица 3 — межоперационный и общий припуски и диаметральный размер поверхности заготовки.№ п/п
Маршрут
обработки
поверхности Элементы припуска, мкм Расчетный припуск, мкм Расчетный размер, мкм Допуск по переходам, в мм Предельный размер, мм Предельные припуски, мм
Rzi-1
Ti-1
ρi-1
εi
max
мм
min
мм
max
мм
min
мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Наружная поверхность n80 а Прокат 125 100 14 - - 81,211 620 81,21 80,59 - - б Черновое точение 100 80 0,84 200 850,98 80,361 540 80,36 79,82 1,39 0,23 в Чистовое точение 25 25 361,68 80 87 80 79,913 0,44 0,18
Тогда ρ1= 0,06 · 14 = 0,84мкм
ρ2 = 0,05· 0,84 ≈ 0 мкм
Данные заносим в графу 5.
5. Погрешность установкизаготовок (графа 6) в трехкулачковом
самоцентрирующем патронепри черновом обтачивании εi1=200мкм [табл. П 1.2.]; при чистовом обтачивании без переустановки – εi2 = 0
6. Расчет минимальногоприпуска (графа 7) при обработке наружной
поверхности проката впатроне производится по формуле:
2Zimin= 2(Rzi-1+Ti-1+√ρi-12+εi2)(4)
Для чернового точения:
2ZImin= 2(125+100+√142+2002)=2(225+√40196)= 850,98
Для чистового точения:
2Zimin= 2(100+80+√0,842)=2∙180,84= 361,68
7. Расчет промежуточныхминимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходутехнологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовойдетали к размеру заготовки, путем последовательного прибавления к наименьшемупредельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Zi min. Результатызаносятся в графу 8.
8. В графу 11 записываютсяразмеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того жезнака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода.
9. Наибольшие предельныеразмеры (графа 10) определяются путем прибавления допуска к округленномуминимальному предельному размеру.
10. Предельные размерыприпусков Zi max (графа 12) определяются как разность предельных максимальныхразмеров и Zi min (графа 13) – как разность предельных минимальных размеровпредшествующего и выполняемого переходов.
Исходные данные
Деталь «Втулка».Технические требования — диаметр
50, шероховатость Ra = 6,3мкм. Материал детали – сталь ХВГ. Длина обрабатываемой поверхности – 25 мм. Метод получения заготовки — прокат. Обработка производится в патроне на токарном станке 16К20.Требуется определить межоперационный и общий припуски и диаметральный размерзаданной поверхности заготовки.
Назначаем технологическиймаршрут обработки:
— точение черновое
— точение чистовое.
В графу 2 записывают элементарнуюповерхность детали и технологические переходы в порядке последовательности ихвыполнения.
Заполняем графы 3, 4 и 9по всем технологическим переходам. Данные для заполнения граф 3 и 4 взяты изтабл. П 1.4 и П 1.7., допуск (графа 9) на диаметральный размер проката взят изтабл. П 1.1.
Суммарное значениепространственных погрешностей (графа 5) взят из [5. табл. П 1.6.].
ρ0=14мкм.
Таблица 4 — межоперационныйи общий припуски и диаметральный размер поверхности заготовки.№ п/п
Маршрут
обработки
поверхности Элементы припуска, мкм Расчетный припуск, мкм Расчетный размер, мкм Допуск по переходам, в мм Предельный размер, мм Предельные припуски, мм
Rzi-1
Ti-1
ρi-1
εi
max
мм
min
мм
max
мм
min
мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Наружная поверхность n50 А Прокат 125 100 14 - - 51,211 620 51,21 50,59 - - Б Черновое точение 100 80 0,84 200 850,98 50,361 540 50,36 49,82 1,39 0,23 В Чистовое точение 25 25 361,68 50 87 50 49,913 0,44 0,18
Находим коэффициентыуточнения [5. табл. П 1.21.]. для:
— чернового точения Ку= 0,06
— чистового точения Ку= 0,05
ρ = ρ0· Ку
ρ1 = 14 ·0,06 = 0,84мкм
ρ2 = 0,05· 0,84 ≈ 0 мкм
Данные заносим в графу 5.
Погрешность установкизаготовок (графа 6) в трехкулачковом самоцентрирующем патроне при черновомобтачивании εу1 =200мкм /1/[5. табл. П 1.2.]; при чистовом обтачиваниибез переустановки – εу2 = 0 мкм.
Расчет минимальногоприпуска (графа 7) при обработке наружной поверхности проката в патронепроизводится по формуле:
Для черновом точении:
2Zimin=2(125+100+√142+2002)=2(225+√40196)=850,98
Для чистового точения:
2Zimin=2(100+80+√0,842)=2∙180,84=361,68
В графу 11 записываютсяразмеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того жезнака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода.
Наибольшие предельныеразмеры (графа 10) определяются путем прибавления допуска к округленномуминимальному предельному размеру.
Предельные размерыприпусков Zi max (графа 12) определяются как разность предельных максимальныхразмеров и Zi min (графа 13) – как разность предельных минимальных размеровпредшествующего и выполняемого переходов.
Исходные данные. Деталь «Втулка». Требуетсяопределить межоперационный и общий припуски и размер заготовки на отверстие диаметром40H7(+0,025) с шероховатостьюRa = 0,8 мкм. Материал детали – сталь ХВГ. Общая длина детали – 28 мм. Метод получения заготовки — прокат. Обработка производится на вертикально-сверлильном станке, приспособление- пневмотиски с призматическими губками.
Назначаем технологическиймаршрут обработки:
— сверление
— растачивание чистовое.
— шлифование.
Для выполнения расчетапромежуточных припусков при обработке
указанного отверстияаналогическим методом необходимо собрать данные:
Rzi-1; Ti-1; ρi-1;εi..
В графу 1 записываютэлементарную поверхность детали и технологические переходы в порядкепоследовательности их выполнения.
Заполняем графы 2, 3 и 8по всем технологическим переходам. Данные для заполнения граф 2 и 3 взяты изтабл. П 1.4 и П 1.19, допуск (графа 8) на диаметральный размер проката взят изтабл. П 1.1.
Суммарное значениепространственных погрешностей ρ∑ (графа 4) взят из табл.П 1.6. ρ∑ = 15 мкм.
Находим коэффициентуточнения [5. табл. П 1.21.]:
для сверления Kу=0,06
для растачиваниячистового Kу=0,05
для шлифования Kу=0,03
ρi-1 = ρ∑ ∙ Ky = 15 ∙ 0.06 = 0.9 мкм
ρi-1 = ρ∑ ∙ Ky = 0.9 ∙ 0.05 = 0.045 мкм
ρi-1 = ρ∑ ∙ Ky = 0,045 ∙ 0,03 ≈ 0
Данные заносим в графу 4.
Таблица 5 — межоперационный и общий припуски и диаметральный размер поверхности заготовки.
Маршрут
обработки
поверхности Элементы припуска, мкм Расчетный припуск, мкм Расчетный размер, мкм Допуск по переходам, в мм Предельный размер, мм Предельные припуски, мм
Rzi-1
Ti-1
ρi-1
εi
max
мм
min
мм
max
мм
min
мм 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Внутренняя поверхность n40Н7 Прокат 200 300 15 - - 38,1695 620 38,17 37,55 - - Сверление 100 70 0,9 200 1401,12 39,5706 250 39,57 39,32 1,77 1,4 растачивание чистовое 6,3 15 0,045 341,8 39,9124 100 39,9 39,8 0,48 0,33 шлифование 3,2 15 35 112,6001 40,025 25 40,025 40 0,2 0,125
Погрешность установкизаготовок (графа 5) в пневмотиски с призматическими губками при сверленииεу1=200мкм [5. табл. П 1.3.]; при растачивании безпереустановки — εу2=0мкм; при шлифовании в пневмотисках с призматическимигубками εу3=35мкм.
Расчет минимальногоприпуска (графа 6) при обработке отверстия
производится по формуле:
для сверления:
2Zimin=2(200+300+√152+2002)=2(500+√225+40000)=2(500+200,56)=1401,12мкм.
для чистовогорастачивания:
2Zimin=2(100+70+√0,92+02)=2(170+0,81)=341,8мкм.
для шлифования:
2Zimin=2(6,3+15+√0,0452+352)=2(21,3+35,00002)=112,6001мкм.
Расчет промежуточныхминимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходутехнологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовойдетали к размеру заготовки, путем последовательного вычитания к наименьшемупредельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Zi min.Результаты заносятся в графу 7.
В графу 10 записываютсяразмеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того жезнака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшиепредельные размеры (графа 9) определяются путем прибавления допуска кокругленному минимальному предельному размеру.
Предельные размерыприпусков Zi max (графа 11) определяются как разность предельных максимальныхразмеров и Zi min (графа 12) – как разность предельных минимальных размеровпредшествующего и выполняемого переходов.
2.2 Расчет режимоврезания
Расчет режимов резания нанаружную цилиндрическую поверхность диаметром 80. Шероховатость Ra = 0,63 мкм.
Исходные данные: деталь«Втулка» из стали ХВГ. Заготовка- «прокат». Обработка производится на токарномстанке. Режущий инструмент – резец с пластинами из твердого сплава Т15К6.Операция «Токарная». Переход 1. Точить поверхность 1предварительно.
1. Глубина резания –t, мм
t = 1,39 мм (данные берутся из расчета припусков).
2. Подача-S мм/об
S = 0,6 мм/об [5. табл. П 2.7.].
3. Скорость резания – Vм/мин
/> . (5)
втулкатехнология резание
По [5. табл. П 2.11.]выписываем значения Сυ и показатели степеней хυ,уυ, m.
σв = 750МПа
Сυ = 350
х = 0,15
у = 0,35
m = 0,20
Период стойкостиинструмента – T = 120 мин
Находим поправочныекоэффициенты
Кυ = Кмυ· Кпυ · Киυ, (6)
/> [5. табл. П.2.11.] (7)
где Кмυ — поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от материала заготовки,
Кпυ –поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от состоянияобрабатываемой поверхности,
Кпυ = 1[5. табл. П 2.5.],
Киυ — поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от режущего инструмента,
Киυ = 1[5. табл. П 2.6],
пυ= 1 [5.табл. П 2.2.],
Кr = 1 [5. табл. П 2.2.].
/>
/>
4. Определяем частотувращения шпинделя — n, об/мин
/>об/мин (8)
5. Уточняем частотувращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.
Принимаем n = 500 об/мин.
6. Пересчитываем скорость резания,VФ.
Vф – фактическая скорость резания, м/мин:
/> (9)Переход 2. Точить поверхность 1окончательно
1.Глубина резания –t, мм
t = 0,44 мм (данные берутся из расчета припусков).
2. Подача — S мм/об
S =0,144 мм/об. [5. табл. П 2.10.].
3.Рассчитываем скоростьрезания – Vм/мин
По [5. табл. П 2.11]выписываем значения Сυ и показатели степеней хυ,уυ, m.
Сυ =420,
х =0,15,
у = 0,20,
m = 0,20.
Период стойкости инструмента- Т = 120 мин
Находим поправочныекоэффициенты
Кпυ =1[5. табл. П 2.5.].
Киυ = 1[5. табл. П 2.6.].
пυ = 1; Кr = 1 [5. табл. П 2.2.].
Кυ = 1
/>
4. Определяем частотувращения шпинделя — n, об/мин
/>об/мин.
5.Уточняем частотувращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.
Принимаем n = 1000 об/мин.
6.Пересчитываем скорость резания,Vф.
Vф – фактическая скорость резания:
/>.
Расчет режимов резания нанаружную цилиндрическую поверхность диаметром 50. Шероховатость Ra = 0,63 мкм.
Исходные данные: деталь«Втулка» из стали ХВГ. Заготовка- «прокат». Обработка производится на токарномстанке. Режущий инструмент – резец с пластинами из твердого сплава Т15К6.Операция «Токарная». Переход 1. Точить поверхность 1предварительно.
1. Глубина резания –t, мм
t = 1,39 мм (данные берутся из расчета припусков).
2. Подача-S мм/об
S = 0,6 мм/об [5. табл. П 2.7.].
3. Скорость резания – Vм/мин
По [5. табл. П 2.11.]. выписываемзначения Сυ и показатели степеней хυ, уυ,m.
σв = 750МПа
Сυ = 350
х = 0,15
у = 0,35
m = 0,20
Период стойкостиинструмента – T = 120 мин
Находим поправочныекоэффициенты
Кпυ = 1[5. табл. П 2.5.],
Киυ — поправочный коэффициент на скорость резания, зависящий от режущего инструмента,
Киυ = 1[5. табл. П 2.6.],
пυ= 1 [5.табл. П 2.2.],
Кr = 1 [5. табл. П 2.2.].
/>
/>
4. Определяем частотувращения шпинделя — n, об/мин
/>об/мин
5. Уточняем частотувращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.
Принимаем n = 800 об/мин.
6. Пересчитываем скорость резания,VФ.
Vф – фактическая скорость резания, м/мин:
/>Переход 2. Точить поверхность 1окончательно
1.Глубина резания –t, мм
t = 0,44 мм (данные берутся из расчета припусков).
2. Подача — S мм/об
S =0,144 мм/об. [5. табл. П 2.10.].
3.Рассчитываем скоростьрезания – Vм/мин
По [5. табл. П 2.11.].выписываем значения Сυ и показатели степеней хυ,уυ, m.
Сυ =420,
х =0,15,
у = 0,20,
m = 0,20.
Период стойкостиинструмента — Т = 120 мин
Находим поправочныекоэффициенты
Кпυ = 1[5. табл. П 2.5)
Киυ = 1[5. табл. П 2.6.].
пυ = 1; Кr = 1 [5. табл. П 2.2.].
Кυ = 1
/>
4. Определяем частотувращения шпинделя — n, об/мин
/>об/мин.
5.Уточняем частотувращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.
Принимаем n = 1600 об/мин.
6.Пересчитываем скорость резания,Vф.
Vф – фактическая скорость резания:
/>
Расчет режимов резания наотверстие диаметром 40+0,025. Шероховатость Ra = 6,3 мкм. Исходные данные: деталь «втулка» из стали ХВГ.Заготовка – «прокат». Обработка производится на вертикально-сверлильном станке.Режущий инструмент – сверло спиральное, зенкер, развертка. Инструментальныйматериал – быстрорежущая сталь Р6М5
Операция «Сверлильная».
Переход 1. Сверлитьотверстие 1.
1.Глубина резания />, мм
/>, мм (данные берутся из расчета припусков).
2. Находим подачу S, мм/об [5. табл. П 2.16.].
S=0,28 – 0,33мм/об принимаем S = 0,29 мм/об.
1. Рассчитываемскорость резания Vм/мин
2. /> . (10)
Т – период стойкости, мин[5. табл. П 2.21]
Т = 45 мин.
Находим неизвестные [5.табл. П 2.19.].
Сv = 9,8,
q = 0,40,
y = 0,5,
m = 0,2.
Находим поправочные коэффициенты:
/>,
КMV-коэффициент на обрабатываемый материал[5. табл. П 2.1-П 2.4.].
/>[5. табл. П 2.1.]. (11)
/>,
КИV –коэффициент на инструментальныйматериал
/> [5. табл. П 2.6.].
К1V – коэффициент, учитывающий глубинусверления:
/> [5. табл. П 2.22.].
/>
Подставляем значения вформулу:
/>м/мин.
4. Рассчитываем скоростьвращения шпинделя n об/мин
/>об/мин.
5.Уточняем частотувращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.
Принимаем n = 200 об/мин.
6. Пересчитываемфактическую скорость резания Vм/мин:
/>м/мин.
Переход 2. Растачивание чистовоеотверстия 1.
1.Скорость резания V=150, мм [5.табл. П 2.13].
2.Расчитываем скоростьвращения шпинделя n об/мин
/>об/мин,
3. Уточняем частотувращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.
Принимаем n = 1000 об/мин.
4. Пересчитываемфактическую скорость резания Vм/мин
/>м/мин.
2.3 Определение нормвремени
Исходные данные: деталь«Втулка». Длина обрабатываемой поверхности 7 мм, диаметр 80. Заготовка – «прокат» из стали ХВГ. Обработка производится на токарном станке. Приспособление –токарный патрон.
Переход 1. Точить наружную поверхность 1 предварительно.
Резец проходной. Уголрезца в плане φ = 45.
1. Основное время
/>/>мин, (12)
lр.х= 7 мм– длина рабочего хода инструмента (почертежу).
lвр, пер = 2,6 мм – величина врезания и перебега инструмента [5. табл. П 3.17.].
n = 500 об/мин — частота вращения (порасчету режимов резания).
Sоб = 0,6 мм/об — подача на оборот (порасчету режимов резания).
2. Вспомогательное время,связанное с переходом
Твсп1 = 0,09мин [5. табл. П 3.9.]
Переход 2. Точить наружную поверхность 1 окончательно.
Резец проходной. Уголрезца в плане φ = 45.
1. Основное время
/>/>мин,
lр.х= 7 мм– длинарабочего хода инструмента (по чертежу).
lвр, пер = 2,6 мм – величина врезания и перебега инструмента [5. табл. П 3.17.].
n = 1000 об/мин – частота вращения (порасчету режимов резания).
Sоб = 0,144 мм/об — подача на оборот (порасчету режимов резания).
2. Вспомогательное время,связанное с переходом
Твсп2 = 0,09мин [5. табл. П 3.9.].
Исходные данные: деталь«Втулка». Длина обрабатываемой поверхности 21 мм, диаметр 50. Заготовка – «прокат» из стали ХВГ. Обработка производится на токарном станке.Приспособление – токарный патрон.
Переход 1. Точить наружную поверхность 1 предварительно.
Резец проходной. Уголрезца в плане φ = 45°.
1. Основное время
/>/>мин,
lр.х= 21 мм– длина рабочего хода инструмента (почертежу).
n = 800 об/мин — частота вращения (порасчету режимов резания).
Sоб = 0,6 мм/об — подача на оборот (порасчету режимов резания).
2. Вспомогательное время,связанное с переходом
Твсп1 = 0,09мин [5. табл. П 3.9.].
Исходные данные: деталь «Втулка» из стали ХВГ. Заготовка –«прокат». Обработка производится на вертикально-сверлильном станке. Приспособление– тиски пневматические с призматическими губками.
Переход 1. Сверлить отверстие 1.
Сверло спиральное.
1. Основное время
/>/>мин,
lр.х= 28 мм– длинарабочего хода инструмента (по чертежу).
lвр, пер = 6 мм – величина врезания и перебега инструмента [5. табл. П 3.18.].
n = 200 об/мин – частота вращения (порасчету режимов резания).
Sоб = 0,29 мм/об — подача на оборот (порасчету режимов резания).
2. Вспомогательное время,связанное с переходом
Твсп1 = 0,1мин [5.табл. П 3.11.].
3. Конструкторская часть
3.1 Описание конструкциии принципа работы мерительного устройстваШтангенциркули
ШтангенциркульШЦ-II-250-0,05 ГОСТ 166-89, Штангенциркуль ШЦ-II-250-0,1-2 ГОСТ 166-89, ПаспортШЦ-II-250.00.000 ПС
НАЗНАЧЕНИЕИЗДЕЛИЯ Штангенциркультипа ШЦ-II ГОСТ 166-89 предназначен для измерения наружных и внутреннихразмеров и разметочных работ. Диапазон измерений 0-250 мм, значение отсчета по нониусу 0,05 и 0,1 мм.
Пример обозначения призаказе штангенциркуля со значением отсчета по нониусу 0,05 мм:
ШЦ-II-250-0,05 ГОСТ166-89.
То же, со значениемотсчета по нониусу 0,1 мм класса точности 2:
ШЦ-II-250-0,1-2 ГОСТ166-89
ТЕХНИЧЕСКИЕХАРАКТЕРИСТИКИ
Наименование показателей
ШЦ-II-250-0,05
ШЦ-II-250-0,1-2
Диапазон измерений, мм
0 — 250
0 — 250
Значение отсчета по нониусу, мм
0,05
0,1
Класс точности штангенциркуля — 2
Погрешности измерений, мм
± 0,05
± 0,1
Габаритные размеры, мм
370×125×10
370×125×10
Масса, кг, не более
0,425
0,425
/>
1 — штанга; 2 — рамка; 3 — нониус; 4 — винт стопорный; 5 — движок; 6 — винтмикрометрический; 7 — винт стопорный; 8 – гайка
Рисунок 2 — Штангенциркуль
Штангенциркуль имеет две шкалы и микрометрическое устройстводля тонкой регулировки рамки. Основная шкала нанесена на штанге с делениямичерез 1 мм, вторая шкала — на нониусе, который закреплен на рамке. Фиксациярамки производиться при помощи стопорного винта. Плавное перемещение рамкиобеспечивается пружиной, расположенной внутри рамки.
Наружные размеры измеряются при помощи обеих пар губок.Верхние губки используются для разметочных работ. Для измерения внутреннихразмеров используются нижние нижние губки. При таких замерах измеряемый размерравен величине отсчета по шкале штангенциркуля плюс величина губок. Размерсдвоенных губок маркируется на одной из губок штангенциркуля.
Отсчет размеров производиться методом непосредственной оценкисовпадения деления шкалы с делениями нониуса.
Указание мер безопасности
Во избежание травматизма необходимо:
— осторожно обращаться с острыми разметочными губками;
— не допускать измерений размеров на ходу станка, придвижении режущего инструмента и при вращении измеряемой детали.
Подготовка к работе
Расконсервируйте штангенциркуль после извлечения из чехла:
— протрите штангенциркуль, особенно измерительныеповерхности, салфеткой, смоченной нефрасом;
— обдуйте теплым воздухом или протрите насухо чистойсалфеткой.
Проверьте установку нониуса на ноль. Совместите, принеобходимости, нулевые штрихи шкал и нониуса.
Порядок работы
В процессе работы и по окончании ее протирайте штангенциркульсалфеткой, смоченной в водно-щелочном растворе СОЖ, затем насухо — чистойсалфеткой.
По окончании работы покройте поверхности штангенциркулятонким слоем любого технического масла типа «Индустриальное» ГОСТ20799-88 и уложите в чехол.
Не допускайте в процессе эксплуатации:
— грубых ударов или падения во избежание изгибов штанги идругих повреждений;
— царапин на измерительных поверхностях;
— трения измерительных поверхностей об контролируемую деталь.
3.2 Описание конструкциии принципа работы режущего инструмента
/>
Обработка резанием является универсальным методом размернойобработки. Метод позволяет обрабатывать поверхности деталей различной формы иразмеров с высокой точностью из наиболее используемых конструкционныхматериалов. Он обладает малой энергоемкостью и высокой производительностью.Вследствие этого обработка резанием является основным, наиболее используемым впромышленности процессом размерной обработки деталей.
Режущий инструментРезцыдля обработки торцов и уступов. Торцы и уступы обрабатывают подрезными,проходными, отогнутыми или проходными упорными резцами.
Подрезной резец а) предназначен для обработкинаружных торцевых поверхностей. При подрезании торца подача резцаосуществляется перпендикулярно оси обрабатываемой детали. Подрезной резец б) позволяетобрабатывать различные торцевые и другие поверхности с продольной и поперечнойподачами. Рисунок 3 –подрезной резец
Подрезные резцыизготовляют с пластинами из быстрорежущих сталей и твёрдых сплавов. Главныйзадний угол α=10÷15˚, передний угол γ выбирают взависимости от обрабатываемого материала.
/>
Рисунок 4 – проходнойотогнутый резец.
Проходным отогнутымрезцом можновыполнять подрезку торца при поперечной подачи s1 и обтачивание при продольной подаче s2 резца.
/>
Рисунок 5 — Проходнойупорный резец.
Проходным упорнымрезцом можноподрезать торцы и обтачивать уступы при продольной подаче s1.
Резцы для подрезанияторцов должны устанавливаться точно по оси детали, иначе на торце деталиостаётся выступ. При большом диаметре торцевой поверхности припуск снимают споперечной подачей в несколько проходов. Уступы более 2 – 3мм подрезаютпроходным резцами в несколько приёмов. Сначала уступ образуется при продольнойподаче s1 резца, а затем подрезается припоперечной подаче s2
Режимы резанья. Приподрезании торцов и уступов поперечная и продольная подачи определяются так же,как и при обтачивании цилиндрических поверхностей. Поперечная подача обычноберётся меньше продольной. Для черновой обработки торцов рекомендуютсяпоперечные подачи 0,3 – 0,7мм/об при глубине резанья 2 – 5мм, а для чистовойобработки – 0,1 – 0,3мм/об при глубине резания 0,7 – 1мм.
Скорость резанья дляобработки торцов и уступов обычно на 20% выше, чем при обработке наружныхцилиндрических поверхностей, так как время участия резца в процессе резаниянезначительно и он не успевает нагреться до критической температуры.
3.3 Описание конструкциии принципа работы установочного приспособления
На токарных станкахприменяют двух-, трех- и четырехкулачковые патроны с ручным и механизированнымприводом зажима.
В двухкулачковыхсамоцентрирующих патронах закрепляют различные фасонные отливки и поковки;кулачки таких патронов, как правило, предназначены для закрепления одной детали.
В трехкулачковыхсамоцентрирующих патронах закрепляют заготовки круглой и шестигранной формы иликруглые прутки большого диаметра.
В четырехкулачковыхсамоцентрирующих патронах закрепляют прутки квадратного сечения, а в патронах синдивидуальной регулировкой кулачков – детали прямоугольной или несимметричнойформы.
Наиболее широко применяюттрехкулачковый самоцентрирующий патрон.
Рисунок /> />
6 — трехкулачковыйсамоцентрирующий патрон.
На однойстороне этого диска выполнены пазы (имеющие форму архимедовой спирали), вкоторых расположены нижние выступы кулачков, а на другой — нарезано коническоезубчатое колесо, сопряженное с тремя коническими зубчатыми колесами 5. Приповороте ключом одного из колес 5 диск 4 (благодаря зубчатомузацеплению) также поворачивается и посредством спирали перемещает одновременнои равномерно все три кулачка по пазам корпуса б патрона. В зависимости отнаправления вращения диска кулачки приближаются к центру патрона или удаляютсяот него, зажимая или освобождая деталь. Кулачки обычно изготовляюттрехступенчатыми и для повышения износостойкости закаливают. Различают кулачкикрепления заготовок по внутренней и наружной поверхностям; при креплении повнутренней поверхности заготовка должна иметь отверстие, в котором могутразместиться кулачки. Кулачковые патроны могут оснащаться механизированнымприводом тяговым или встроенным.
Патроны стяговым приводом имеют зажимные элементы, связанные цельными или пустотелымитягами с пневмо- или гидроцилиндром.
/>
Рисунок 7 — Патроны с тяговым приводом.
Патрон свстроенным приводом имеет встроенный пневмоцилиндр 6 с поршнем 5 икрепится к станку фланцем 1. Резиновое кольцо 11 смягчает ударыпоршня о фланец 4. Уплотнительные кольца 10 и 12 обеспечиваютгерметичность пневмопривода. Ползуны 7 (с зажимными кулачками 8) имеютвыступы 9, которые входят в пазы поршня 5. Угол наклона пазов 40°30’,что обеспечивает условия самоторможения. При подаче воздуха по каналам 2 иЗ в левую или правую полость цилиндра ползуны 7 перемещаются от центрапатрона или к его центру и через кулачки 8 разжимают или зажимаютзаготовку. Четырехкулачковый патрон с независимым перемещением кулачков состоитиз корпуса 1, в котором выполнены четыре паза, в каждом пазу смонтированкулачок 4 с винтом 3, используемым для независимого перемещения кулачковпо пазам в радиальном направлении. От осевого смещения винт З удерживаетсясухарем 2.
При повороте кулачков на1800 патрон может применяться для крепления заготовок по внутреннейповерхности. На передней поверхности патрона нанесены концентричные круговыериски (расстояние между рисками 10—15 мм), с помощью которых кулачкивыставляются на одинаковом расстоянии от центра патрона.
/>
Рисунок 8 — Четырехкулачковый патрон
Заключение
В результате выполнения КП по Технологии машиностроения былразработан технологический процесс механической обработки детали «Втулка»,который включает в себя: операции токарной обработки, сверление, шлифование. Нанаиболее точную поверхность осуществлен расчет межоперационных припусков, в результатевыполненного расчета спроектирована заготовка для данной детали. На часть операциймеханической обработки определены режимы резания путем аналитического расчета,а на остальные – назначены по общим машиностроительным нормативам. Проведеннотехнологическое нормирование операции механической обработки.
В конструкторской части курсового проекта рассмотреноустройство и принцип работы установочного приспособления, мерительногоинструмента, режущего инструмента для токарной операции.
В приложении курсового проекта представлен комплекттехнологической документации, который включает в себя: 1) комплект технологическойдокументации (технологический процесс механической обработки детали «Втулка»);2) графическая часть (чертеж детали, технологической наладки, режущегоинструмента).
Литература
1. Маталин А.А. Основы технологиимашиностроения., М. 1986г.
2. Горбацевич А.Ф. Курсовоепроектирование по технологии машиностроения. Минск. «Высшая школа» 1975г. 288с.с ил.
3. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборникзадач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. Изд. 3-е, перераб.и доп., М, Машиностроение 1977г. 288с. с ил.
4. Гелин Ф.Д. Металлические материалысправ. – Мн.: Высш. шк., 1987. – 368с.
5. Дёмина Л.Н. Шадрина Е.Л. Методическиеуказания и справочные материалы по выполнению курсового проекта. Воронеж. ВГКПТЭиС, 2008г.