Кафедра КонструированияКурсовая работапо курсу: “Технология деталей и конструкционных материалов”на тему: “Разработка технологического процесса изготовлениядетали “Пробка”
Выполнил:
Котова В.В.
Проверил:
Бушунов Л.А.
Василевцы2007г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализисходных данных
2. Анализсовременных методов и оборудования
3. Выборметода изготовления детали
4. Обоснованиематериала
5. Выбороборудования и инструмента
6. Выбор бази расчет погрешности базирования
7. Расчетприпусков на обработку и выбор заготовки
8.Разработка техпроцесса изготовления
8.1 Выбортипового техпроцесса
8.2Разработка маршрутной и операционной технологии
8.3 Расчет иназначение режимов обработки
8.4Нормирование технологических операций
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Данная курсовая работа поразработке технологического процесса должна содержать анализ исходных данных,анализ современных методов и оборудования, выбор метода изготовления детали,обоснование материала, выбор баз и расчет погрешностей базирования, разработкутехпроцесса изготовления, расчеты типа производства, технико-экономических показателейдля выбора оптимального варианта заготовки, припусков на обработкуповерхностей, режимов резания и основного времени; выбор оборудования иинструмента для механической обработки заготовки и контроля точностивыполняемых размеров согласно чертежу детали.
Деталь, технологическийпроцесс изготовления которой предлагается разработать, ― ”пробка”.Предполагаемое назначение – герметизация камер, отверстий, в которые заливаютмасло, топливо, воду и т.д.
1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Исходными данными для разработки технологическогопроцесса изготовления “Пробка” являются:
Ø чертеж детали;
Ø материал- сталь 45;
Ø чистота обработки Rz10;
Ø коэффициент закрепления операций=12.
Масса детали составляет 0,615 килограмма. Ширинадетали- 48 мм, d=60 мм. В детали есть резьба М52*1,5 сдвумя фасками 1,6*45° чистота обработки которой />10,что соответствует 6 классу шероховатости поверхности. Для поверхности диаметром60 мм указана чистота обработки />1,6, чтосоответствует 6 классу шероховатости поверхности.
Чистоту обработки />10можно получить чистовым точением, а />1,6-однократным точением.
Данную деталь предлагается изготовить из стали 45ГОСТ 1050-74. Это среднеуглеродистая сталь (0,45% углерода). Она обладаетвысокой прочностью и пластичностью, малой чувствительностью к отпускнойхрупкости, хорошей прокаливаемостью, применяется, как правило, после закалки сотпуском и реже в нормализованном состоянии.
Деталь технологична, т.к. обеспечиваетпростой доступ инструмента.
Так как коэффициент закрепления операций равен 12, тотип производства является среднесерийным. В связи с этим используютуниверсальные станки (токарный станок) или полуавтоматы (токарно-винторезныйстанок модели 1А64, 1601, 1А616,16К20, или 16К1).
Шестигранник делается на фрезерном станке (вертикальномили горизонтальном) в данном случае я выбрала горизонтально-фрезерный станок6Р81Г, все остальное, в том числе и резьба, делается токарным станком.
2. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ ИОБОРУДОВАНИЯ
Эффективность производства, еготехнический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят отопережающего развития производства нового оборудования, машин, станков иаппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа.
Основными способами изготовления металлическихзаготовок и деталей являются литьё, обработка давлением и обработка резанием.Изделия сложной формы могут быть получены также сваркой, пайкой или клёпкойдеталей, полученных предварительно литьём или обработкой давлением. Всё большееколичество заготовок и деталей машин производят с использованием методовпорошковой металлургии. Для деталей сложной формы наиболее целесообразнымивидами заготовок являются отливки и поковки, позволяющие намного сократитьтрудоемкость обработки резанием и расход металла, превращаемого в стружку.Технико-экономическая эффективность литейных процессов обоснована возможностьюполучения заготовок деталей сложной формы с достаточно высокой геометрическойточностью и с наиболее рациональнымиспользованием материала.
Точение тел вращения осуществляется настанках токарной группы. Распространенными в единичном и мелкосерийномпроизводствах являются универсальные токарно-винторезные станки, на которыхможно осуществлять все виды точения, а также нарезание различных резьб,сверление, зенкерование, развертывание, накатывание и алмазное выглаживание. Всостав этих станков входят станина, передняя бабка, суппорт с резцедержателем,задняя бабка, ходовой винт, ходовой вал, фартук и коробка подач. Заготовкаможет устанавливаться в центрах, в трехкулачковом патроне или в другомприспособлении. Движение резания осуществляется вращением шпинделя станка сзакрепленной на нем заготовкой. Движение подачи обеспечиваются относительнымпродольным и поперечным перемещением суппорта станка с резцедержателем (резцом).
Фрезерование осуществляется на фрезерныхстанках, которые могут быть универсальными (вертикально-, горизонтально-,продольно-фрезерные) и специализированные (шлице-шпоночные, карусельно-,копировально-, резьбофрезерные и др.). По конструктивным особенностям эти станкиподразделяются на консольные, когда стол расположен на подъемномкронштейне-консоли; бесконсольные, у которых стол перемещается по неподвижнойстанине в продольном и поперечном направлениях; непрерывного действия(карусельные и барабанные). Примеры вертикально- и горизонтально-фрезерныхстанков: 6Р80Г,6Р10,6Р18Г,6Р11,6Р82Г,6Р12.В единичном, мелкосерийном и серийномпроизводствах наиболее распространены консольные станки.
Современное технологическое оборудование представленов виде надежных, высокопроизводительных, многофункциональных станков.
Технологическое оборудование подразделяется на четыре группы:
1. Станки широкого назначения (универсальные) с широким диапазономпараметров, размеров заготовок, обрабатываемых на них. Целесообразно применятьв единичном и мелкосерийном производстве.
2. Станки высокой производительности – автоматы и полуавтоматы,имеющие большее ограничение по размерам заготовок, которые могут на нихобрабатываться, а также ограничения по параметрам(1Б240П-4,1Б240-6,1Б240П-6 ит.д.)
3. Специализированные станки – агрегатные и переделанные из станковвысокой производительности, приспособленные для обработки какой-либоопределенной детали или группы деталей. Агрегатные станки компонуются изстандартных узлов, приспосабливаясь к изготовлению определенной детали.Специализированные станки применяются в крупносерийном и массовомпроизводствах.
4. Специальные станки – станки, спроектированные и изготовленные дляобработки заготовки в определенной технологической операции. Такие станкиобладают высокой производительностью, потому что режимы обработки соответствуютрасчетным режимам, но проектирование и изготовление их требует много времени исредств, так как производят их в единичном исполнении. Специальные станкирентабельны в массовом производстве при выпуске деталей в течении несколькихлет.
С развитием техники на смену обычнымстанкам пришли высокопроизводительные и быстропереналаживаемые станки спрограммным управлением и обрабатывающими центрами. На базе этих станков сиспользованием микропроцессорной техники и роботов создаются гибкиеавтоматизированные производства, что значительно повышает производительность икачество продукции. Следует отметить, что максимальный эффект можно получить,совмещая новые и старые “достижения”.
3. ВЫБОР МЕТОДА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Прежде чем принять решение о методах ипоследовательности обработки отдельных поверхностей детали и составитьтехнологический маршрут изготовления детали, необходимо произвести расчетыэкономической эффективности различных вариантов и выбрать из них наиболеерациональный для данных условий производства. Критерием оптимальности являетсяминимум приведенных затрат на единицу продукции. В качестве себестоимостирассматривается технологическая себестоимость, которая включает изменяющиеся повариантам статьи затрат.
Сравним два методаизготовления детали:Наименование показателей 1-й вариант 2-й вариант Вид заготовки литье прокат Класс точности II II Масса заготовки 0.7 1.2 Стоимость 1т заготовки, принятых за базу Ci, у.е. 58,58 143,3 Стоимость 1т стружки Sотх, у.е. 25 25
а) Себестоимость заготовкиизготовленной методом литья:
/>,
где Сi – базовая стоимость одной тоннызаготовок, у.е.;
КТ, КС,КВ, КМ, КП – коэффициенты, зависящие от классаточности,
группы сложности, массы, марки материала и
объёма производства;
Q – масса заготовки, кг;
q – масса готовой детали, кг;
Sотх – цена одной тонны отходов.
Согласно справочнымданным примем Сi=136 у.е.(табл. 2.6 [1]), КТ=1, [1], КС=0,7,(табл. 2.8 [1]), КВ=1,07,[1], КМ=1,22, (табл. 2.8 [1]), КП=0,5, (табл. 2.8 [1]).
/> у.е.
б) Себестоимость заготовки,получаемой из проката
Если использовать круглыйсортовой профиль общего назначения, то стоимость заготовок будет равна
Sзаг= М + ΣСоз ,
где М – затраты наматериал заготовки, у.е.;
SСоз – технологическаясебестоимость операций, у.е..
/>,
где Спз –приведенные затраты на рабочем месте, у.е./ч;
Тшт – штучноеили штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции, мин.
/>,
где S – цена одного килограмма заготовки,у.е..
Если заготовку из прокатаотрезать на абразивно-отрезных станках, то Спз = 121 у.е./ч, Тшт= 1,2 мин [1]. Тогда
/>
Согласно справочнымданным [1] S = 136 у.е. за одну тонну.Следовательно, учитывая (4),
Sзаг= (1,2·136)/1000 – (1,2 –0,615)·25/1000 + 0,0242 = 0,172 (у.е.)
Как видно, заготовка из проката оказалась намногодороже. Но т.к. у нас среднесерийное производство и для получения заготовкиметодом литья ещё необходима дорогая форма, то в итоге получении заготовкилитьем будет стоить дороже, чем получение прокатом. Т.о. мы будем изготавливатьзаготовку прокатом.
Сравним два варианта технологического маршрута поминимуму приведенных затрат.
а) При использовании токарно-винторезного станка1А616 часовые приведенные затраты равны
Спз = Сз + Счз + Ен·(Кс+ Кз),
где Сз – основная и дополнительнаязарплата с начислениями, у.е./ч;
Счз – часовые затраты по эксплуатациирабочего места, у.е./ч;
Ен – нормативный коэффициент экономическойэффективности капитальных вложений;
Кс и Кз – удельные часовыекапитальные вложения соответственно в станок и в здание, у.е./ ч.
Сз = ε·Стф ·k·y,
где ε – коэффициент,учитывающий дополнительную зарплату;
Стф – часовая тарифная ставка станочника-сдельщика, у.е./ч;
k – коэффициент, учитывающий зарплату наладчика;
y – коэффициент, учитывающий оплату рабочего примногостаночном обслуживании.
Примем ε = 1,53; Стф = 67 у.е./ч; k= 1; y = 1 [1]. Тогда
Сз = 1,53·67·1·1 =102,51 (у.е./ч)
Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:
/>
где /> –практические часовые затраты на базовом рабочем месте, у.е./ч;
Км – коэффициент, показывающий, во сколькораз затраты, связанные с рабо-той данного станка, больше, чем аналогичныерасходы у базового станка.
Примем /> = 36,3у.е./ч, для токарно-винторезного станка Км = 0,9.
/>
Удельные часовые капитальные вложения в станок:
Кс = (100·Ц)/(Fд·ηз) ,
где Ц – балансовая стоимость станка, у.е.;
Fд – действительный годовойфонд времени работы станка, ч;
hз – коэффициентзагрузки станка.
По справочным данным [1] берем длятокарно-винторезного станка Ц = 9390 у.е., Fд= 4029 ч, hз = 0,97.Тогда
Кс = (100·1750)/(4029·0,97) = 44,8 (у.е./ч)
Удельные часовые капитальные вложения в здание:
Кз = 7840·F/( Fд·ηз),
где F –производственная площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2:
F= f·kf,
где f – площадьстанка, м2;
kf – коэффициент, учитывающий дополнительнуюпроизводственную площадь проходов. Согласно [1] f = 1,9 м2,kf= 4. Тогда удельные часовые капитальные вложения в здание с учетом (10)равны
Кз =7840·1,9·4/(4029·0,97) = 15,2 (у.е./ч)
Принимаем Ен = 0,15. Тогда
/>
б) При использованиетокарно-копировального многорезцового полуавтомата 1Н713, приведенные затратырассчитываются также:
Сз = 1,53·67·1·1 =102,51 (у.е./ч)
/>(у.е./ч)
/> у.е./ч.
/> у.е./ч.
/> у.е./ч.
Итак, часовые приведенные затраты наизготовление детали на токарно-винторезном меньше, чем на токарно-копировальномстанке и т.к. стоимость первого гораздо меньше второго, поэтому будемиспользовать токарно-винторезный станок. Т.о. после прокатки заготовка будетобработана на токарно-винторезном станке 1А616, горизонтально-фрезерном станке6Р81Г .
4. ОБОСНОВАНИЕ МАТЕРИАЛА
Пробка должна бытьизготовлена из стали 45 ГОСТ 1050-74. Ее химический состав сведен в таблице 1,механические свойства – в таблице 2, физические свойства – в таблице 3.
Таблица 1. Химический состав стали 45 ГОСТ1050-74, %C Si Mn S, не более P, не более Ni Cr 0,40…0,50 0,17…0,37 0,50…0,80 0,045 0,045 0,30 0,30
Таблица 2. Механические свойства стали 45 ГОСТ1050-74T, МПа вр, МПа 5, МПа , %
aн,
Дж/см2 HB (не более) не менее горячекатаной отожженной 360 610 16 40 50 241 197
Таблица 3. Физические свойства стали 45 ГОСТ1050-74Температура испытания, °C 20 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Модуль нормальной
упругости, ГПа 200 201 193 190 172 – – – – – Модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа 78 – – 69 – 59 – – – – Плотность, кг/см3 7826 7799 7769 7735 7698 7662 7625 7587 7595 – Коэффициент теплопроводности, Вт/м·°С – 48 47 44 41 39 36 31 27 26 Коэффициент линейного расширения 11,9 12,7 13,4 14,1 14,6 14,9 15,2 – – – Удельная теплоемкость, Дж/кг·°С 473 498 515 536 583 578 611 720 780 –
Пробка, очевидно, должна будет обладать высокойизносостойкостью, поэтому для изготовления этой детали наиболее целесообразноиспользовать именно такой материал. Заменителями стали 45 могут служить стали40Х, -50, -50Г2. Но в нашем случае сталь 45 полностью удовлетворяет всемтребованиям.
5.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И ИНСТРУМЕНТА
Выбор оборудования и инструментаявляется одним из основных этапов разработки технологического процесса. Выбороборудования производится по главному параметру, в наибольшей степенивыявляющему его функциональное значение и технические возможности. При выбореоборудования учитывается минимальный объём приведенных затрат на выполнениетехнологического процесса при максимальном сокращении периода окупаемостизатрат на механизацию и автоматизацию. Станки для проектируемоготехнологического процесса выбираются по результатам предварительного анализавозможных методов обработки поверхности, точности, шероховатости поверхности,припуска на обработку, режущего инструмента и типа производства.
Для изготовления детали“Пробка” использованы следующие станки: деталь будем изготавливать натокарно-винторезном станке 1А616. На мой взгляд, этот станок наиболееэффективен для изготовления этой детали с экономической точки зрения. Станокимеет небольшие габаритные размеры, сравнительно небольшой мощности и полностьюподходит по параметрам для изготовления детали “Пробка”. Приведем некоторыетехнические характеристики этого станка:
Табл.4 – Техническая характеристикастанка 1А616.Цена и техническая характеристика 1А64 Цена, у.е. 1750 Наибольший диаметр обработки над станиной, мм 320 Расстояние между центрами, мм 750 Наибольший размер обрабатываемой заготовки над суппортом, мм 175 Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм 34 Количество ступеней частоты вращения шпинделя 21 Частота вращения шпинделя, мин-1 9…1800 Конец шпинделя по ГОСТ 1-6К 12595 – 72 Конус Морзе №5 Конус Морзе пиноли задней бабки №4 Наибольшее сечение резца резцадержателя суппорта, мм 25×25 Мощность электродвигателя, кВт 4 Габариты станка, мм 2335×852
Для фрезерованияиспользуем вертикально-фрезерный станок 6Р81Г с торцевой фрезой. Станокпредназначен для фрезерования различных деталей из стали, чугуна и цветныхметаллов цилиндрическими, дисковыми, фасонными, концевыми, радиусными и другимифрезами. На станке можно обрабатывать вертикальные, горизонтальные и наклонныеплоскости, пазы быстрорежущим и твердосплавным инструментом.
Табл.5 — Техническаяхарактеристика станка 6Р81Г.Цена и техническая характеристика 6Р81Г Цена, у.е. 2550 Расстояние от оси торца шпинделя до стола, мм 50…410 Расстояние от вертикальных направляющих до середины стола, мм 180…390 Размеры рабочего стола 1000×250 Расстояние торца шпинделя до подвески, мм 495 Количество скоростей шпинделя 16 Число ступеней подач стола 16 Частота вращения шпинделя, мин-1 50…1600
Подача стола, мм/мин:
продольных и поперечных
вертикальных
25…800
8,3…266,7
Мощность электродвигателя, кВт:
главного движения
подачи стола
5
1,5 Габариты станка, мм 1560×2045
Для получения фасок будем использоватьтокарный проходной прямой резец с пластинами из твёрдого сплава по ГОСТ18878-73.
Для получения канавки будемиспользовать канавочный резец по ГОСТ 18873-73.Для получения поверхности d=60 используем резец проходной упорный резец по ГОСТ18878-73.
Для получения угла в /> будем использоватьпроходной упорный резец по ГОСТ 18878-73.
Для получения резьбы используемпроходной резец для нарезания резьбы по ГОСТ 17933-72.
В качестве основногоизмерительного инструмента штангенциркуль
ШЦ-1 ГОСТ 166-80.
6. ВЫБОР БАЗ И РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИБАЗИРОВАНИЯ
Базирование – это придание заготовке илиизделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Базамимогут служить плоскости, отверстия, наружные и внутренние диаметры, центральныефаски и даже профильные поверхности, если по отношению к ним следуетвыдерживать размер, ограниченный допуском.
По назначению базы подразделяются наконструкторские (основные и вспомогательные), технологические ивспомогательные. Конструкторские базы используются для определения положениядетали в изделии. Технологические базы используют в процессе изготовления илиремонта для определения положения заготовки или детали при обработкеотносительно инструмента. Технологическими базами заготовка устанавливается вприспособление станка. Измерительные базы используют при проведении измерений.
Технологические базы подразделяются начерновые и чистовые. Черновые базы (необработанные поверхности) заготовкисоприкасаются с установочными элементами приспособления, чистовые базы(обработанные поверхности) служат для установки в приспособление.
При базировании заготовок и деталейнеобходимо соблюдать основные правила: 1) постоянство баз; 2) единство(совмещение) конструкторских, технологических и измерительных баз.
В качестве черновых баз выбираютсяповерхности:
§ обеспечивающие устойчивое положение заготовки в приспособлении;
§ необрабатывающиеся и обрабатывающиеся поверхности с наименьшимприпуском, от которых задаются размеры или положение других обрабатываемыхповерхностей;
§ наиболее чистые и точные;
§ используемые только один раз, т.к. после первой операции появляютсяболее чистые и точные поверхности.
В первой технологической операциинеобходимо обрабатывать поверхности, которые будут основными чистовыми базами.Это позволяет обеспечить принцип единства баз. Для чистовых баз выбираютповерхности, руководствуясь следующими правилами:
§ выбранная поверхность должна использоваться на всех технологическихоперациях, кроме первой;
§ при отделочных операциях установка должна производиться на основныебазы, чтобы при обработке деталь занимала то же положение, что и при работе визделии;
§ базой должна быть поверхность, от которой размер задаётся с наименьшимдопуском.
От способа базирования будутзависеть смещения и погрешности при обработке, а, следовательно, и качествоготовой детали.
При консольномзакреплении в самоцентрирующих патронах пространственное отклонение заготовкидлиной l равно
рк = Δк∙l,
где Δк –удельная кривизна заготовок на 1 мм длины, мкм.
По справочным данным [1]для данного случая Δк = 0,1 мкм/мм. Поэтому рк = 33·0,0001 = 0,033(мм)
Тогда остаточноепространственное отклонение при соответствующих коэффициентах уточнения формы0,06 для чернового и 0,04 для чистового точения [1] равно:
ü после предварительного обтачивания ~р1 = 0,06∙33 = 1,98 (мкм);
ü после окончательного обтачивания ~ р2= 0,04∙33= 1,32 (мкм).
Погрешность установкиравна
/>,
где εб – погрешностьбазирования, мм;
εз – погрешностьзакрепления, мм;
εпр –погрешность приспособления, мм.
Поскольку конструкторскаяи технологическая базы не совпадают, то
εб =0,37 (допуск на размер Æ60±0,37).Используя справочные данные [1], примем εз = 0,11 мм, εпр= 0,05 мм. Тогда
/>Точение необработанная поверхность детали Точение обработанная поверхность детали Фрезерование обработанная поверхность детали — резьба, с надетым на неё резьбовым кольцом
7. РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА ОБРАБОТКУ ИВЫБОР ЗАГОТОВКИ
Припуском называют слой материала,который снимают с заготовки для получения готовой детали.
Назначение рациональных припусков имеетважное технико-экономическое значение.
Завышенный припуск при обработкерезанием приводит к росту числа проходов и толщины снимаемой стружки, чтосоответственно вызывает увеличение усилий резания, увеличивает возможностьвозникновения значительных деформаций деталей в процессе обработки и уменьшаетточность их изготовления, повышает износ инструмента и перерасходэлектроэнергии.
Заниженный припуск не позволяет удалятьдефектный слой материала и получать требуемую точность и шероховатостьобрабатываемых поверхностей. Важно не только правильно выбрать припуск, но идобиться постоянства его размеров.
При определении припуска необходимоучитывать конфигурацию и размеры заготовки, назначенные методы обработки,характеристику выбранного оборудования и его фактическое состояние.
Допускаемые отклонения величины припускана обработку партии деталей определяются допуском на припуск, которыйпредставляет собой разность между наибольшим и наименьшим припуском.
Слишком малые допуски усложняютобработку, слишком большие допуски увеличивают припуск на последующие операции.
Допуск на общий припуск являетсяодновременно и допуском на заготовку.
Произведём расчёт для поверхности Æ60±0,37. Все результаты будем заносить в следующуютаблицу:
Таблица 6 – Расчёт припусков поверхностиÆ60±0,37.Технологические переходы обработки поверхности Æ60±0,37. Элементы припуска, мкм. Расчётный припуск 2Ζmin, мкм. Расчётный размер dp, мм. Предельный размер, мм. Предельное значение припуска, мкм. Допуск d, мм. Rz T r e dmin dmax
/>
/> 1. Заготовка 150 250 33 – – 62,22 62,22 63,23 – – 1100 2. Точение черновое 50 50 1,98 389 980 61,24 61,24 62,16 980 1160 920 3. Точение чистовое 20 25 1,32 389 868 60,37 59,63 60,37 1610 1790 740
Значения Rzи Т определяем по т. 4.3-4.6 [1].
Расчётный минимальный припуск наобработку:
/>
/> мм.
/> мм.
Далее для конечного перехода в графу“Расчётный размер” записываем наименьший предельный размер детали по чертежу.Для перехода, предшествующего конечному, определяем расчётный размерприбавлением к наименьшему предельному размеру по чертежу расчётного припуска:
/>
/> мм.
/> мм.
/> мм.
Записываем наименьшие предельные размерыпо всем технологическим переходам, округляя их до того знака десятичной дроби,с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
Определяем наибольшие предельные размерыприбавлением допуска к округлённому наименьшему предельному размеру:
/> (15)
/> мм.
/> мм.
/> мм.
Записываем предельные значения припусковкак разность наибольших предельных размеров /> и как разность наименьших предельных размеров /> предшествующего и выполняемого переходов:
/>
/> мм.
/> мм.
/> мм.
/> мм.
Определяем общие припуски, суммируяпромежуточные припуски на обработку: /> мм. /> мм.
Рассчитываем общий номинальный припуск:
/>,
где Нз – нижнееотклонение размера заготовки. Из т.3, стр. 120 [3]
Нз=0,67 мм.
Нд – нижнее отклонениеразмера диаметра. По чертежу Нд=0,37 мм.
/>/>мм.
Рассчитываем номинальный диаметр заготовки:
/>
/> мм.
Произведём проверку правильностивыполнения расчётов:
/>
/> мкм. />
/> мкм.
/> мкм. />
/> мкм.
Приведём схему расположения припусков идопусков на обработку поверхности Æ60±0,37:
На остальные обрабатываемые поверхностиприпуски и допуски назначаем по ГОСТ 7505-74.
Т.к. dmaxмоейзаготовки по расчетам равен 63,23 мм, то исходя из ГОСТ 7505-74 получаем, что dмоей заготовки будет 63мм +0,3;-1,1.
/>d заготовки– 1100мкм.
dmax заготовки – 63,23 мм.
dном заготовки – 61,78 мм.
dmin заготовки – 62,22 мм.
d обтачивания чернового – 920 мкм.
dmax обтачивания чернового – 62,16 мм.
dmin обтачивания чернового – 61,24 мм.
d обтачивания чистового – 740 мкм.
dmax обтачивания чистового – 60,37 мм.
dmin обтачивания чистового – 59,63 мм.
/>на обтачивание чистовое – 1610 мкм.
/>на обтачивание чистовое – 1790 мкм.
/>на обтачивание черновое – 980 мкм.
/>на обтачивание черновое – 1160 мкм.
Таблица 7. Припуски и допуски на поверхностидетали “пробка” Размер, мм Припуск, мм Допуск, мм - + 28,5 0,26 0,26 Æ60 0,62 0,37 0,37 16 0,215 0,215 48 0,31 0,31 24 0,26 0,26 М52*1,5 4 0,37 0,37 Æ30 0,28 - 34,6 2,7 0,31 0,31 Æ40 0,31 0,31 R 0,75 0,125 0,125 Æ49,7 5,15 0,31 0,31 3,2 0,15 0,15 5,2 0,15 0,15
8. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГОПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
8.1 ВЫБОР ТИПОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГОПРОЦЕССА
Типовой ТП разрабатывается на основе анализа множества действующих ивозможных ТП для типовых представителей групп изделий. Он должен бытьрациональным в конкретных производственных условиях и обладать единствомсодержания и последовательности большинства ТО для группы изделий, обладающихобщими конструктивными признаками.
Проектирование техпроцессов зависит от типа производства. Для простыхдеталей разрабатываются подробные маршрутные техпроцессы с указанием содержанияопераций и переходов, а также выдерживаемых размеров. Типовые техпроцессыобычно оснащаются универсальным станочным оборудованием и стандартной оснасткой.Применяются универсальные и групповые приспособления. В среднесерийномпроизводстве в качестве заготовок широко используются сортовой прокат,штамповки, отливки и другие виды заготовок, применение которых экономическицелесообразно. Технологический процесс должен обеспечивать изготовление деталейзаданного качества, удовлетворять требованиям высокой производительностиобработки, наименьшей себестоимости продукции, безопасности и облегченияусловий труда. Свойства деталей формируются поэтапно – от операции к операции,поскольку для каждого способа обработки (точения, шлифования и др.) существуют возможностиисправления исходных погрешностей заготовки и получения требуемых точности икачества обработанных поверхностей. Это объясняется прежде всего физическойсущностью способа обработки.
Обработка деталей обычно делится на следующие этапы:
- черноваяобработка, когда удаляется большая часть припуска, что обусловлено наличиемдефектов заготовки;
- чистовая,когда в основном обеспечивается требуемая точность;
- отделочная,когда достигается требуемая шероховатость поверхностей и окончательно обеспечиваетсяточность детали.
Проектируя технологическую операцию, необходимо стремиться к уменьшению еетрудоемкости. Производительность обработки зависит от режимов резания, количествапереходов и рабочих ходов, последовательности их выполнения.
Число и последовательность технологических переходов зависят от вида заготовоки точностных требований к готовой детали. Совмещение переходов определяется конструкциейдетали, возможностями расположения режущих инструментов на станке и жесткостьюзаготовки. Переходы, при которых соблюдаются жесткие требования к точности и
шероховатости поверхности, иногда целесообразно выделить в отдельнуюоперацию, применяя одноместную одноинструментальную последовательную обработку.
Форма детали «пробка»является правильной геометрической, является телом вращения.
Значение шероховатостейповерхностей соответствует классам точности их размеров и методам обработкиэтих поверхностей.
Для изготовления даннойдетали используются типовые операции:
— подрезка торцов; черновоеи чистовое точение; снятие фасок; точение канавки; фрезерование.
Имеется свободный подводи отвод режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям.
8.2 РАЗРАБОТКА МАРШРУТНОЙ ИОПЕРАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
При разработке технологическогопроцесса следует руководствоваться следующими принципами:
— приобработке заготовок, необработанные поверхности можно использовать в качествебаз для первой операции;
— при обработке узаготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операциицелесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками;
— в первую очередьследует обрабатывать те поверхности, которые являются базовыми в дальнейшейобработке;
— далее выполняютобработку тех поверхностей, при снятии стружки с которых в меньшей степениуменьшается жесткость детали;
— в началетехнологического процесса следует осуществлять те операции, в которых великавероятность получения брака из-за дефекта.
Технологический процессзаписывается пооперационно, с перечислением всех переходов.
005 Операциятокарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка: трехкулачковый самоцентрирующийпатрон.
Технологическая база: необработанная внешняя поверхностьзаготовки.
Установить заготовку в трехкулачковый самоцентрирующий патрон.
Переход 1: подрезать торец; RZ10.
Инструмент: резец подрезной по ГОСТ 18874-73.
Переход 2: точить наружную поверхность начерно Æ61,6; RZ20.
Инструмент: резец токарный проходной упорный поГОСТ 18878-73.
010 Операция токарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка: трехкулачковый самоцентрирующийпатрон.
Переход 1: обточить наружную поверхностьначисто, Æ60±37 мм;RZ10.
Инструмент:резец токарныйпроходной упорный по ГОСТ 18878-73.
Переход 2: точить начерно наружную поверхность Æ60 на длину 16,2; RZ20.
Инструмент:резец проходнойотогнутый ГОСТ 188877-73.
015 Операциятокарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка: трехкулачковый самоцентрирующийпатрон.
Переход 1: точить начисто наружную поверхность Æ60±37 на длину 16±0,22; RZ10.
Инструмент:резец проходнойотогнутый ГОСТ 188877-73.
Переход 2: точить начерно внешнюю поверхность Æ35 на длину 16,4; RZ20.
Инструмент: проходной упорный резец по ГОСТ18883-73.
Переход 3:снять фаску 1,5x300; RZ10.
Инструмент: резец токарный проходной спластинами из твердого сплава по ГОСТ 18878-73.
020 Операциятокарная
Оборудование: токарно-винторезный станок 1А616.
Оснастка: трехкулачковый самоцентрирующийпатрон.
Переустановить деталь.
Переход 1: подрезать торец; RZ10.
Инструмент: резец подрезной по ГОСТ 18874-73.
Переход 2: точить внешнюю поверхность Æ52,5 начерно на длину 24; RZ20.
Инструмент: резец токарный проходной упорный поГОСТ 18878-73.
Переход 3: точить канавку Æ49,7±0,31 на длину 3,2±0,15; RZ10.
Инструмент: резец канавочный ГОСТ 18873-73.
Переход 4: точить резьбу М52x1,5 начисто; RZ10.
Инструмент: проходной резец для нарезания резьбы по ГОСТ17933-72.
Переход5: снять фаску 1,5x450;RZ10.
Инструмент: резец токарный проходной прямой спластинами из твердого сплава по ГОСТ 188878-73.
025 Операцияфрезеровальная:
Оборудование: горизонтально-фрезерный станок6Р10.
Оснастка: делительная головка, резьбовоекольцо.
Технологическая база: обработанная внешняя поверхностьрезьбы с надетым на неё резьбовым кольцом.
Установить деталь вделительную головку.
Переход 1: фрезеровать поверхность до полученияшестигранника Æ28,5±0,26;RZ10.
Инструмент: упорная фреза, 2 штуки по ГОСТ2679-73.
030 Операцияконтрольно – измерительная
Переход 1: проверить размеры Æ60±0,37; Æ40±0,31;30-0,28, 16±0,22;28,5±0,26; М52x1,5±0,37; 48±0,31; 24±0,26; 34,6±0,31; Æ49,7±0,31; 3,2±0,15; 5,2±0,15.
Инструмент: штангенциркуль.
8.3 РАСЧЁТ И НАЗНАЧЕНИЕ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ
Основными элементами резания притокарной обработке являются: скорость резания V, подача S иглубина резания t.
Режимы резания приобработке детали рассчитаем расчетным методом.
а) При точении скоростьрезания рассчитываем по формуле:
/>;
где Т — среднее значениестойкости, мин;
(при одноинструментнойобработке Т=60 мин)
t — глубина резания;
S – подача;
Cv= 56; m = 0,125; y=0,66; x=0,25.
Значение величины подачи S берём из т. 11-14 [2].
Значение коэффициентов Cn и показателей степеней выбираем изт. 8
Коэффициент Kn определяется по формуле:
/>
где Kmn — коэффициент учитывающий влияниематериала заготовки;
Kпn — коэффициент учитывающий состояниеповерхности заготовки;
Kun — коэффициент учитывающий материалинструмента;
Значение коэффициентов Kmn, Kun и Kпn выбираем из т. 1-6 [2].
Kmn = 0,8; Kun = 1; Kпn = 0,8.
Определим число оборотовшпинделя станка.
/>
где V – cкоростьрезания;
D – диаметр обрабатываемой поверхности;
Определяем основноетехнологическое время:
/>
где lр.х. — длина рабочего хода резца, мм;
i — количество проходов, шт.
б) Скорость резания прифрезеровании:
v = Cv·Kv·Dq/(Tm·tx·sy·Bp·Zp);
где Bp и Zp – справочные коэффициенты.
Результаты расчётов поприведенным выше формулам заносим в таблицу 8.
Таблица 8 – Расчетрежимов резания. Наименование переходов Глуби-на реза-ния l p.x., мм i, шт Подача S, мм//об V, м//мин n пр, об//мин То, мин Подрезка торца 1 30 1 0,2 14,978 584,68 0,257 Точение черновое 0,21 30 1 0,3 5,868 1200,6 0,083 Точение чистовое 0,15 30 1 0,05 34,14 1702,4 0,352 Точение черновое 3 0,6 3 0,3 5,868 1200,6 0,005 Точение чистовое 0,1 17,3 1 0,05 34,14 1702,4 0,203 Точение черновое 2,7 3 1 0,3 5,868 1200,6 0,008 Снятие фаски чистовое 1 1 1 0,2 4,449 1472,7 0,003 Подрезка торца 1 30 1 0,2 14,978 584,68 0,257 Точение черновое 3 3 1 0,3 5,868 1200,6 0,008 Точение канавки чистовое - 1 1 0,05 5,461 1702,4 0,012 Нанесение резьбы - 21 1 0,05 29,361 67 6,269 Снятие фаски чистовое 1,6 1 1 0,2 4,449 1472,7 0,003 Фрезерование 1 17,3 1 0,04 22,9 468,2 0,924
В итоге имеем То=8,39 мин.
8.4 НОРМИРОВАНИЕ ТЕХОПЕРАЦИЙ
Технические нормы времени в условияхмассового и серийного производства устанавливаются расчётно-аналитическимметодом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционноговремени Тш-к по следующей формуле:
/> ,
где Тп-з –подготовительно-заключительное время, мин;
n – количество деталей в партии;
Тшт – нормаштучного времени, мин.
Норму штучного времени можноопределить по формуле:
/>,
где То – основноевремя, мин.;
Тв –вспомогательное время, мин.;
Тоб.от – время наобслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности мин..
Вспомогательное времяопределяется по формуле:
/> ,
где Тус – времяна установку и снятие детали, мин.; Тзо – время на закрепление иоткрепление детали, мин.;
Туп – время наприёмы управления, мин.; Тиз – время на измерение детали, мин. Времяна обслуживание рабочего места, на отдых и личные надобности определяется поформуле:
/>
Операционное время Топопределяется по формуле:
/>
Далее произведём расчётдля всех технологических операций, используя вышеприведенные формулы,результаты занесем в сводную таблицу 9 технических норм времени по операциям.
Таблица 9 – Сводная таблицатехнических норм времени по операциям (в минутах):
Тв Топ Поб.от Тоб+от. Тшт Тпз n Тш-к То Тус Тзо Туп Тиз Подрезка торца 0,257 0,26 0,05 0,05 0,22 0,837 6 0,050 0,887 7 700000 0,887 Точение черновое 0,083 0,05 0,22 0,353 6 0,021 0,374 7 700000 0,374 Точение чистовое 0,352 0,26 0,05 0,05 0,22 0,932 6 0,056 0,988 7 700000 0,988 Точение черновое 0,005 0,05 0,22 0,275 6 0,017 0,292 7 700000 0,292 Точение чистовое 0,203 0,26 0,26 0,05 0,22 0,993 6 0,060 1,012 7 700000 1,012 Точение черновое 0,008 0,05 0,22 0,278 6 0,017 0,297 7 700000 0,297 Снятие фаски чистовое 0,003 0,03 0,22 0,253 6 0,015 0,303 7 700000 0,303 Подрезка торца 0,257 0,26 0,05 0,05 0,22 0,837 6 0,050 0,887 7 700000 0,887 Точение черновое 0,008 0,05 0,22 0,278 6 0,017 0,296 7 700000 0,296 Точение канавки чистовое 0,012 0,05 0,22 0,282 6 0,017 0,334 7 700000 0,334 Нанесение резьбы 6,269 0,03 0,22 6,519 6 0,391 7 7 700000 7,000 Снятие фаски чистовое 0,003 0,03 0,22 0,253 6 0,015 0,273 7 700000 0,273 Фрезерование 0,924 0,26 0,05 0,15 0,22 1,604 6 0,096 1,7 23 70000 1,700
Найдём общее время наизготовление одной детали (мин.):
Тш-к=14,52 мин
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе курсовогопроектирования был разработан оптимальный вариант технологического процессаизготовления детали “пробка”, с учетом технических требований предъявляемых кдетали. Все расчеты выполнялись на основании чертежа детали и исходных данныхпо чистоте обработки, марке материала, а также на основании справочных данныхпо методике приведенной в рекомендованной для выполнения курсового проекталитературе.
В результате выполнениякурсовой работы были закреплены теоретических знаний о типовых технологическихпроцессах и их элементов, а также практические навыки оформления основнойтехнологической документации. Таким образом, были успешно выполнены всепоставленные цели и задачи.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовоепроектирование по технологии машиностроения: Учеб. Пособие для машиностроит. спец.вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. Школа, 1983. – 256 с.
2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/ Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1986. – 656 с.
3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. –М.: Машиностроение, 1986. – 496 с.
4. Грозберг Ю. Г. Методические указания к курсовомупроектированию по дисциплине “Материалы конструкций и технология деталей РЭС”для студентов специальности 2303, 1990. – 22 с.
5. Дриц М. Е., Москалёв М. А. Технологияконструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов. – М.: Высш.шк., 1990. – 447 с.