Разработка технологического процесса механической обработки детали "крышка"
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Воронежский государственный технический университет
Кафедра автоматизированного оборудования
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Технология машиностроения»
Тема: «Разработка технологического процесса механической обработки детали «КРЫШКА»
Воронеж 2009
Содержание
Введение
1. Описание назначения детали и условий работы ее основных поверхностей
2. Описание типа производства и формы организации работы
3. Анализ технологичности детали
4. Обоснование выбора базирующих поверхностей
5. Определение и обоснование метода получения заготовки
6. Разработка маршрута обработки отдельных поверхностей и полной маршрутной технологии
7. Аналитический расчет припуска на поверхность Ø 50е8
8. Основные принципы выбора технологического оснащения
9. Расчет режимов резания и техническое нормирование
Заключение
Список литературы
Введение
Технология машиностроения является прикладной наукой, вместе с этим имеет значительную теоретическую основу, включающую в себя: учение о типизации технологических процессов и групповой обработке, о жесткости технологической системы, о точности процессов обработки, рассеянии размеров обрабатываемых заготовок, погрешностях технологической оснастки и оборудования и т.д. Технология машиностроения является комплексной инженерной и научной дисциплиной. Само определение технологии машиностроения как науки об изготовлении машин трактует ее как синтез технических проблем («изготовление машин требуемого качества»), организации производства («в установленном производственной программой количестве»), планирования («в заданные сроки») и экономики машиностроения («при наименьшей себестоимости»).
Машиностроение, поставляющее новую технику всем отраслям народного хозяйства, определяет технический прогресс страны и оказывает решающее влияние на создание материальной базы общества. Именно развитие машиностроения позволит нашей стране в кратчайшие сроки перейти от продажи ресурсов на внешнем рынке к продаже машин и высоких технологий. В настоящее время работают в основном предприятия, выпускающие металлоемкую машиностроительную продукцию. В связи с этим развитию отрасли машиностроения придавалось огромное значение.
Выполнение курсового проекта способствует получению экономистом навыков в использовании специализированной литературы, опыта проектирования технологического процесса обработки деталей машин, выбора производительного оборудования, режущего и мерительного инструментов. Ведь молодым специалистам, работающим на машиностроительных предприятиях, необходимо целостно представлять себе механизм его работы для принятия конструктивных решений и оптимальных мер по его развитию.
Темой данного курсового проекта является разработка технологического процесса механической обработки детали «Крышка» (размеры и материал являются заданными).
Целью работы является закрепление, расширение и углубление теоретических знаний по технологии машиностроения, приобретение навыков практического применения полученных теоретических знаний к комплексному решению конкретных задач, предусмотренных в курсовом проекте, развитие необходимых навыков по проведению расчетов и составлению технико-экономического обоснования применяемых технологических решений, получение навыков самостоятельного и творческого подхода к решению конкретных инженерных задач, оформление технической документации, выполнение чертежей и схем согласно стандартам ЕСКД и ЕСТД.
Курсовой проект содержит пояснительную записку и графическую часть, выполняемую на листах размера А1. Пояснительная записка содержит информацию о назначении и технологичности детали, характеристиках основных поверхностей, типе производства, методе получения заготовки.
Курсовой проект выполнен с использованием методической, учебной, технической справочной литературы и нормативной документации.
1. Описание назначения детали и условий работы ее основных поверхностей
По своей форме и технологическим признакам заданная деталь относится к классу валов. По конструкции вал ступенчатый с односторонним расположением ступеней.
В общем случае валы предназначены для передачи крутящего момента или в качестве опор. Данная деталь предположительно используется для крепления вала с подшипником для ременной передачи. Поверхность диаметром 85 с шероховатостью 12,5 имеет ступенчатое осевое отверстие, с большим диаметром 30 с шероховатостью 3,2 для входа вала и меньшим диаметром 16 и шероховатостью 6,3 для крепления подшипника. Так же имеется четыре отверстия диаметром 3,3 с шероховатостью 25 для закрепления крышки.
Материал детали – сталь 45 ГОСТ 1050-7488. Цифра 45 показывает среднее содержание углерода в сотых долях процента. Это качественная углеродистая сталь, она отличается от стали обыкновенного качества более высокими механическими свойствами, так как содержит меньше серы (не более 0,040%), фосфора (не более 0,035%) и неметаллических включений. Такая сталь применяется для деталей типа валов, шатунов, осей, зубчатых колес и т.п., к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости и повышенной износостойкости при малой деформации.
Таблица 1- Химический состав стали 45,%
|
Углерод C |
Кремний Si |
Марганец Mn |
Хром Cr |
Сера S |
Фосфор P |
|
Не более |
|||||
|
0,42 – 0,50 |
0,17 – 0,37 |
0,5 – 0,8 |
0,25 |
0,040 |
0,035 |
Таблица 2 - Механические свойства стали 45
|
Температура Нормализации,
|
|
|
|
|
|
МПа |
% |
|||
|
Не менее |
||||
|
860 |
350 |
600 |
16 |
40 |
,
предел текучести
,
предел прочности
,
относительное удлинение
,
относительное сужение2. Описание типа производства и формы организации работы
Заданный тип производства – индивидуальный.
В машиностроении в зависимости от производственной программы и характера изготовляемой продукции различают три основных вида производства: единичное, серийное и массовое. Индивидуальные тип производства – это частный случай единичного, при котором производство ориентируется на заданные заказчиком требования.
Индивидуальное производство характеризуется тем, что изготовляемая продукция выпускается в единичном экземпляре, поэтому на каждом станке выполняют разнообразные работы, периодически не повторяющиеся.
На предприятиях с единичным производством применяют преимущественно универсальное оборудование с расположением его в цехах по групповому признаку (т.е. с разбивкой на участки токарных, фрезерных, строгальных станков и т.д.). Эта форма организации работ называется «По видам оборудования». Технология производства характеризуется применением нормального режущего и универсального измерительного инструмента. Так как конструкции изготовляемых в единичном производстве машин нестабильны и подвергаются частым изменениям, то при обработке заготовок принципы полной взаимозаменяемости не соблюдаются (иначе потребовалось бы большое количество специальных измерительных средств, затраты на изготовление которых чрезмерно увеличили бы накладные расходы производства), поэтому при сборке применяют подгоночные работы.
Важной характеристикой станка является его производительность. Наиболее простым и наглядным показателем производительности является количество обработанных деталей за единицу времени. На станках с неавтоматизированным управлением производительность повышают путем рационального и удобного расположения органов управления и применения преселективного управления. Последнее позволяет сократить время на перестройку режимов обработки путем предварительного, в процессе рабочего хода на предыдущий операции, набора нужного сочетания блочных колес коробок скоростей и подач, требуемых на следующей операции.
Неавтоматизированное управление станком не должно утомлять рабочего, рукоятки управления должны находиться на высоте, предусмотренной соответствующими правилами, а усилие воздействия на них должно быть возможно минимальным. Большое внимание необходимо уделять плавности движения рабочих органов, исключающей возможность возникновения вибраций, ударов и повышенного шума.
Тип производства оказывает весомое влияние на формирование структуры предприятия, условия, требования и критерии рациональной организации производства.
При единичном производстве, например, в структуре предприятия, как правило, отсутствуют кузнечный и литейный цехи, заготовительный участок, самостоятельные цехи по изготовлению нестандартного оборудования и технологического оснащения.
Коэффициент закрепления операции Кз.о.=40 и более.
3. Анализ технологичности детали
В комплексе требований, предъявляемым к технико-экономическим показателям, важное место занимает вопрос о технологичности конструкции.
Отработка изделия на технологичность представляет собой одну из наиболее сложных функций технологической подготовки производства. Она обусловлена тесной взаимосвязью между конструкцией изделия и технологией его производства.
Главными факторами, определяющие требования технологичной конструкции является вид изделия, объём выпуска и тип производства.
При анализе технологичности детали устанавливают, на сколько конструкция детали соответствует требованиям минимальной трудоёмкости, материалоёмкости и экономичности изготовления.
В соответствии с исходными данными крышка будет выполнена из стали. Сталь – это металл, для работы с которым нет необходимости использовать специальное оборудование. Обработка может осуществляться резцами известной формы. Таким образом, можно утверждать, что в производстве будут использоваться стандартные режущие и мерительные инструменты. Фиксатор будет изготавливаться на двух станках – токарном и шлифовальном. В соответствии с технологическими требованиями, предъявляемыми к детали, ее конструкция обеспечивает возможность удобства выполнения обработки – токарная работа. Затем деталь необходимо отшлифовать под конечные размеры. Крышка обрабатывается на предварительно настроенных станках. Измерение и наблюдение за процессом не вызывает затруднений.
Конструкция детали и материал ее изготовления позволяет получить заготовку методом проката.
Базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Поверхности заготовок или деталей, используемые при базировании, называют базами. Предположительно, в нашем случае базирующей поверхностью является поверхность диаметром 35мм. Выбор оптимален тем, что предположительно эта поверхность предназначена для посадки подшипника и целесообразно вести все расчёты исходя из этого диаметра.
Эксплуатационные свойства детали и долговечность ее использования в значительной степени зависят от состояния поверхности. В отличие от теоретической поверхности деталей, изображаемых на чертеже, реальная поверхность всегда имеет неровности различной формы и высоты, образующиеся в процессе обработки. Высота, форма, характер расположения неровностей зависят от ряда причин: режима обработки, условий охлаждения и смазки режущего инструмента, химического состава материала и других.
Шероховатость поверхности – это совокупность неровностей с относительно малыми шагами (расстоянием между вершинами характерных неровностей измеренного профиля), образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого выбирается в зависимости от характера поверхности и равна базовой длине. Шероховатость 12,5, 25, 6,3, 3,2, 0,8 поверхности ответственных деталей машин.
Точностью называют степень соответствия изготовления детали заданному эталону или образцу. Различают точность размеров, формы и взаимного расположения поверхностей. Точность размеров задается на чертеже либо цифровыми показателями, либо специальными значками. Величина несоответствия называется допуском. Количественная величина допуска зависит от размера и важности поверхности. Для удобства требования по ответственности, важности разделены на квалитеты. Квалитет – совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для всех номинальных размеров. Для нашей детали установлены 11 квалитет.
В результате проведенного анализа можно утверждать, что деталь технологична. Размеры крышки позволяют использовать для ее производства стандартные методы изготовления заготовок, мерительный и режущий инструменты. Она отвечает технологическим требования по ее изготовлению, удобна для обработки, требует минимальных трудовых и материальных затрат. Деталь имеет хорошую обрабатываемость и оптимальное соотношение перепада диаметров.
4. Обоснование выбора базирующих поверхностей.
При проектировании технологических процессов большое значение имеет выбор технологических баз. Особенно важно правильно выбрать технологические базы для выполнения первой операции (черновой базы). Целью первой операции является создание чистовых технологических баз для последующей обработки. Установка на необработанной поверхности производится только на первой операции.
При выборе черновых баз руководствуются следующими рекомендациями:
1) черновая базовая поверхность должна обеспечивать устойчивое положение заготовки в приспособлении;
2) если у детали имеются необрабатываемые поверхности, то эти поверхности могут быть использованы в качестве черновых баз;
3) если все поверхности заготовки подлежат обработке, то в качестве черновых баз используются поверхности с минимальными припусками.
При выборе чистовых баз руководствуются следующими рекомендациями:
использовать по возможности принцип совмещения баз, т.е. в качестве технологических баз использовать поверхности, являющиеся измерительными и конструкторскими;
использовать по возможности принцип постоянства технологических баз, т.е. в ходе обработки на большинстве операций в качестве технологических баз использовать одни и те же поверхности;
стремиться выполнять принцип смены баз, т.е. в случае необходимости смены баз использовать наиболее точные поверхности;
выбранные базовой поверхности должны иметь ответствующие размеры для надежного и точного закрепления приспособления.
Заготовку необходимо зажать на участке диаметром 85мм и проточить другие участки под диаметры 16мм, 30мм, 35мм, 6,6мм - первоначальная база.
5. Определение и обоснование метода получения заготовки
При определении метода получения заготовки следует учитывать, что предлагаемый метод должен обеспечивать для данного типа производства наиболее высокий коэффициент использования материала (Ким), трудоемкости и экономичности ее обработки. Выбор метода получения заготовки определяется технологическими характеристиками детали, конструктивными формами и размерами заготовки, требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностных слоев, величиной программы выпуска и заданными сроками выполнения этой программы. Выбранный метод получения заготовки должен обеспечивать наименьшую себестоимость детали, т.е. издержки на материал, выполнение заготовки и последующую механическую обработку вместе с накладными расходами должны быть минимальны.
В индивидуальном типе производства в соответствии с материалом детали, ее конфигурации наиболее оптимальным способом получения детали является прокат.
Определим коэффициент использования материала, для этого вначале необходимо рассчитать размер заготовки из проката.
Длина заготовки из проката определяется прибавлением к длине готовой детали припуска на обработку торцов 3 мм.
19+3= 21мм
Массу заготовки из проката определяем по формуле
= П
d² / 4 *
*
,
где d- диаметр заготовки м;
-
плотность стали,
,
7850 кг/м³;
-
длина заготовки из проката;
=
0,44 кг. = 3,14 * 0,0072 / 4 * 0,021 * 7850 = 0,93 кг
Определим объем детали = (3,14 * 0,085² / 4 * 0,01 + 3,14 * 0,035² / 4 * 0,009) – 4 * 3,14 * 0,0066² / 0,01 – 3,14 * 0,016² / 0,006 – 3,14 * 0,03² / 0,009 = 0, 0,0000532 м³
Масса детали :
М дет = V * q = 0,0000532 м³ * 7850 кг/ м³ = 0,42 кг
Определяем коэффициент использования материала.
Коэффициент использования материала заготовки из проката
=
=
0,42 кг / 0,93 кг = 0,45.
Коэффициент использования материала 0,45 < 0,8, следовательно такой способ получения детали экономически выгодный.
6. Разработка маршрута обработки отдельных поверхностей и полной маршрутной технологии
Для каждого типа производства характерны свои маршруты изготовления детали. Проектирование тех. операции должно решать конкретные задачи: удалить наибольший слой металла с обработанной поверхности (черновая обработка), или получить более точные размеры и взаимное расположение поверхности (чистовая), или добиться высокой точности и качества обработки поверхности (отделочная обработка). Какая бы задача не ставилась в разработанной информации необходимо исходить из условий сокращения трудовых затрат и повышения качества выпускаемой продукции.
Разработка маршрутного техпроцесса механической обработки заготовки является основой всего проектирования. От правильности и полноты разработки техпроцесса во многом зависит организация производства.
Разрабатывая техпроцесс обработки детали необходимо выполнить следующие условия:
наметить базовые поверхности, которые должны быть обработаны в самом начале процесса;
выполнить операции черновой обработки, при которых снимают наибольший слой металла, что позволяет сразу выявить дефекты заготовки и освободиться от внутренних напряжений, вызывающих деформацию;
обработать в начале те поверхности, которые не снижают жесткости детали;
первыми следует обрабатывать такие поверхности, которые не требуют высокой точности качества;
при выборе технологических баз следует стремиться к соблюдению основных принципов базирования – совмещение и постоянство баз.
Затем, принимая во внимание все принципы, формируем маршрутный техпроцесс. Расписываем операции по переходам, выбираем техническое оборудование, оснастку, режущий и мерительный инструмент, производим расчет режимов резания и техническое нормирование.
Маршрутный технологический процесс.
Операция 005 Токарная
Оборудование: токарно-винторезный станок
Деталь устанавливаем в трехкулачковый клиновой пневмо патрон.
В качестве базы используем необработанный торец заготовки.
А. Установить и снять деталь
Подрезать торец
Сверление диаметра 16мм
Точение диаметра 35мм черновая и чистовая
расточения диаметра 30 мм
снятие фрезки 1x45°
Операция 010 Шлифовальная
Оборудование: кругло-шлифовальный станок
А. Установить и снять деталь
Крышка устанавливается на оправку, в качестве базовой поверхности служит предварительно обработанный торец
1. шлифование диаметра 30мм до заданной точности
Операция 015 Сверлильная
Оборудование: настольно-сверлильный станок
Заготовка устанавливается в приспособлении
А. Установить и снять деталь
1. сверление четырёх отверстий диаметром 6,6мм
7. Аналитический расчет припуска на поверхность Ø 35f7
Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали. Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу.
Припуски подразделяют на общие, т.е. удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций. Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных на предыдущей и последующей операциях.
1. Определяем последовательность обработки: заготовка, черновое точение, истовое точение, шлифование предварительное, шлифование окончательное.
2. Определяем R>zi>>-1 и >T>i>>-1 >исходя из таблиц Приложения П 1.1, П 1.2> >
3. Определяем для каждого
технологического перехода и заготовки
значение суммарного пространственного
отклонения
.
При обработке в патроне
,
50
мкм. ( Приложение П 1.3)
= ΔК*Lзагот
= 4*19 = 76 мкм, где ΔК из приложения П1.4
Δ>к> = 4 мкм на 1 мм
ρ = 91 мкм.
Для переходов:
ρост = ρзагот * Куточнения, где Куточнения - Приложение П1.5
ρост1 = 91 * 0,06 = 5,46
ρост2 = 91 * 0,04 = 3,64
ρост3 = 91 * 0,03 = 2,73
ρост4 = 91 * 0,02 = 1,82
4. Погрешность установки заготовки в трехкулачковом патроне при черновом точении = 200 мкм (Приложение П1.6)
5. Определяем минимальные припуски по переходам по формуле:
Для чернового точения: 2Zmin = 2(200+300+√91²+200²) = 1439 мкм
Для чистового точения: 2Zmin = 2(50 + 120 +5,5) = 351 мкм
Для шлифования предварительного 2Zmin = 2(6,3+ 20 + 2,7) = 58 мкм
Для шлифования окончательного 2Zmin = 2(3,2 + 15 +1,8) = 40
6. Допуск определяем исходя из Приложения П1.7 и квалитетов 16, 14 и 8.
7. Определяем предельные размеры:
Определяем расчетные размеры
,допуски
на заготовку и технологические переходы,
предельные размеры по всем технологическим
переходам:
округляя
расчетные размеры в сторону увеличения;
округление производится до того же
знака десятичной дроби с каким дан
допуск на размер для каждого перехода;
прибавляя
допуск к округленному наименьшему
предельному размеру.
Полученные значения заносим в таблицу 3.
8. Определяем предельные значения припусков:
как
разность наибольших предельных размеров
предшествующего и выполняемого переходов;
как
разность наименьших предельных размеров
предшествующего и выполняемого переходов.
Полученные значения заносим в таблицу 3.
Таблица 3 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности
|
Маршрут обработки поверхности |
Элементы припуска, мкм |
Расчетный припуск, мкм |
Расчетный размер, мм |
Допуск по переходам, мкм |
Предельные Размеры, мм |
Предельные припуски, мм |
|||||
|
R>zi-1> |
T>i-1> |
ρ>i-1> |
ε>i> |
max мм |
min |
max |
min |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
заготовка |
200 |
300 |
91 |
200 |
- |
36.863 |
620 |
36.8 |
37.4 |
- |
- |
|
Черновое точение |
50 |
120 |
5,5 |
- |
1439 |
35.424 |
210 |
35.42 |
35.63 |
1,77 |
1.37 |
|
Чистовое точение |
25 |
50 |
3,6 |
- |
351 |
35.073 |
113 |
35.07 |
35.18 |
0,45 |
0,355 |
|
Шлифование предварительное |
6.3 |
20 |
2,7 |
- |
58 |
35.025 |
35 |
35.025 |
35,07 |
0,12 |
0,042 |
|
Шлифование окончательное |
3.2 |
15 |
1,8 |
- |
40 |
34.975 |
25 |
34.975 |
35 |
0,06 |
0,05 |
8. Основные принципы выбора технологического оснащения
В состав технологического оснащения входит оборудование и технологическая оснастка – установочные приспособления, режущий, мерительный и вспомогательный инструменты.
Выбор станочного оборудования является одной из важнейших задач при разработке техпроцесса механической обработки заготовки.
От правильности его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, механизацией и автоматизацией ручного труда, электроэнергии и в итоге себестоимости изделия.
При выборе станочного оборудования необходимо учитывать:
характер производства
методы достижения заданной точности при обработке
соответствие станка размерам детали
мощность станка
габаритные размеры
удобства управления и обслуживания
Чтобы правильно выбрать оборудование для изготовления детали необходимо ознакомиться с технической характеристикой станка.
Для изготовления крышки я выбрала токарно-винторезный станок 16К20.
Техническая характеристика
токарно-винторезного станка мод. 16К20.
ГОСТ 18097-72
Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм 400
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм 70
Наибольшая длина обтачивания, мм 645,935,1335,1935
Диапазон частоты вращения шпинделя, об/мин 12,5-1600
Пределы подач, мм/об:
Продольных 0,05-2,8
поперечных 0,025-1,4
Мощность главного электродвигателя, кВт 10
Станок имеет 24 частоты вращения шпинделя при прямом вращении и 12 при обратном. Причем n=500 об/мин и n=630 об/мин повторяются дважды. Установка частоты вращения шпинделя осуществляется рукоятками. /6/,/8/
Кроме того, нам понадобится круглошлифовальный станок 2М35.
Техническая характеристика
круглошлифовального станка 2М35
Наибольший диаметр обрабатываемой детали 200
Наибольшая длина обрабатываемой детали 125
Наибольший диаметр шлифования 700
Число оборотов изделия в минуту 50-550
Выбор станочных приспособлений. Применение станочных приспособлений и вспомогательных инструментов при обработке заготовок дает ряд преимуществ:
1) повышает качество обработки детали
2) сокращает трудоемкость обработки заготовок
3) расширяет технологические возможности станков
4) создает возможность одновременной обработки нескольких заготовок
Наиболее широко распространенными приспособлениями для токарных и шлифовальных работ являются кулачковые и цанговые патроны, которые применяют также и при других работах (например, сверлильных).
Из патронов, применяющихся для установки и закрепления заготовок на токарных станках, наиболее распространены самоцентрирующие трехкулачковые патроны. Патрон трехкулачковый самоцентрирующий Ø 250 мм ГОСТ 2675-63.
Для зажима детали в шлифовальный станок используем тиски ГОСТ 4045-57.
Выбор режущего инструмента. Режущий инструмент предопределяет производительность обработки, а в ряде случаев качественно-точностные характеристики. При выборе режущего инструмента прежде всего определяют его тип, а затем размер и материал режущей части.
Учитывая марку материала и способ обработки поверхности, для изготовления данной детали целесообразнее всего использовать режущий инструмент из твердого сплава Т5К10.
1. Для подрезания торцов используются подрезные резцы, Р18 ГОСТ 18880-73.
2. Для точения наружной поверхности крышки используется проходной резец Р18 ГОСТ 18878-73.
3. Для шлифования используется шлифовальный круг (абразивный) ПП (плоский прямого профиля) ГОСТ 17123-79.
Выбор мерительных инструментов. В условиях индивидуального производства контроль геометрической точности корпусных деталей выполняют на специальных приборах, обеспечивающих автоматическое измерение одновременно нескольких параметров точности детали. Измерительная система таких приборов основана обычно на применении пневматических, индуктивных или электроконтактных датчиков.
При выборе измерительных средств необходимо учитывать требования к точности контролируемой детали и допускаемые предельные погрешности измерительного прибора. Предельная погрешность измерительных средств, как правило, не должна превышать 0,1…0,2 мм допуска на контролируемый параметр и лишь в отдельных случаях при малом допуске возможно допустить погрешность измерения в пределах 0,3 допуска.
Штангенциркули применяют для измерения наружных и внутренних поверхностей, а также глубин и высот. По ГОСТ 166-51 штангенциркули изготовляют с пределом измерения 100; 125; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 800; 1000; 1500 и 2000 мм с величиной отсчета по нониусу 0,1; 0,05; 0,02 мм.
Нутромеры применяются для точных наружных измерений диаметров, длины, толщины. По ГОСТ 6507-60 нутромеры имеют пределы измерений: 0-25; 25-50; 50-75; 75-100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250; 250-275; 275-300; 300-400; 400-500; 500-600; 600-700; 700-800; 800-900; 900-1000; 1000-1200; 1200-1400; 1400-1600 мм с ценой деления 0,01 мм.
деталь технологичность резание поверхность
9. Расчет режимов резания и техническое нормирование
В оформлении данного раздела по каждой из операций технологического процесса заносится следующая информация:
1.Номер и наименование операции
2. Оборудование: полное наименование и модель
3. Краткое описание работы, выполняемой в операции
4. Тип приспособления
Затем по каждому переходу заносится:
5. Номер перехода и его содержание
6. Наименование режущего инструмента, его основная характеристика и материал рабочей части
7. Расчет режимов резания. Он выполняется в следующей последовательности:
- Глубина резания
- Подача
- Скорость резания
- Частота вращения
- Коррекция частоты вращения (по паспорту станка)
- Действительная скорость резания
8. Техническое нормирование, связанное с переходом:
- Основное время
- Вспомогательное время
9. Основное время на операцию. Определяется как сумма основного времени по переходам.
10. Вспомогательное время на операцию определяется как сумма времени на установку и снятие детали и вспомогательного времени по переходам. В автоматизированном производстве при определении вспомогательного времени, связанного с переходом, следует учитывать время, затраченное на позиционирование, ускоренное перемещение рабочих органов станка, подвод инструмента вдоль оси в зону обработки и последующий отвод, автоматическую смену режущего инструмента. Вспомогательное время определяется по таблицам (приложение 3).
11. Оперативное время
12. Дополнительное время
13. Штучное время
Расчет режимов резания на один - два технологических перехода выполняется расчетно-аналитическим методом. На остальные переходы оптимальные режимы резания определяются по таблицам.
Техническое нормирование выполняется на одну – две операции.
Расчет режимов резания.
Расчет режимов резания на участок детали Ø35f7. Исходные данные: деталь крышка из стали 45. Заготовка – прокат. Обработка производится на токарно-винторезном станке. Режущий инструмент – проходной резец. Инструментальный материал – Т5К10.
Операция 005 Токарная. Переход 2. Точить поверхность Ø35f7.
1.Глубина резания t, мм
t = 1,77 / 2=0,89 (расчет припусков)
2.Назначаем подачу S мм/об принимаем S = 0,8 мм/об. (табл П 2.7, для размера державки резца 25 мм).
3. Рассчитываем скорость резания Vм/мин
,
Т – период стойкости, мин
Т = 120мин.
Находим неизвестные (Приложение П2.2)
С>v> = 340
y = 0,15
x = 0,45
m = 0,20
Находим поправочные коэффициенты:
,
К>MV>-коэффициент на обрабатываемый материал (Приложение П 2.3 – 2.6)
;
К>И>>V> – коэффициент на инструментальный материал (Приложение П 2.7)
К>nv>=0.8;
К>UV>=1;
К>v>=1*0,8*1=0,8.
Подставляем значения в формулу:
V= (C>V>> >/Т*tX*SY)*K>V>> >= (340/1200,2 * 0.890,45 *0,80,15) = (340/2,16*1,10*0,967) =340/2,78=122,30 м/мин.
4. Рассчитываем скорость вращения дисковой фрезы n об/мин
n= 1000*V/П*D=1000*122/3,14*155,474=249,90об/мин.
5. Уточняем частоту вращения дисковой фрезы и корректируем по паспорту. Принимаем n = 400 об/мин.
6. Пересчитываем фактическую скорость шлифования V м/мин
V=П*D*n/1000=3.14*155.474*400/1000=195,27м/мин
Переход 2.
Точить поверхность окончательно.
1) Глубина резания – t = 0.23 мм. (приложение 1).
2) Подача – S = 0,4 мм/об
3) Скорость резания
По таблице П 2.11 выписываем значения Сυ и показатели степеней x, y, m.
Сυ = 420;
x = 0,15;
y = 0,2;
m = 0,2.
Период стойкости инструмента принимаем – Т = 120 мин.
Находим поправочные коэффициенты.
Кυ = Кmυ ∙ Кnυ ∙ Киυ ∙ Кφv ∙ Кφlv ∙ Кr,
где Кmυ = 1,0 (табл. П 2.1, П 2.2),
Кпυ = 1,0 (табл. П 2.5),
Киυ = 1,0 для Т15К6 (табл. П 2.6).
Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние параметров резца на скорость резания, (табл. П 2.12).
Кφv = 0,7;
Кφlv = 1,0;
Кr = 0,94;
Кυ = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 0,7 ∙ 1,0 ∙ 0,94 = 0,66;
.
4) Определим частоту вращения шпинделя – п, об/мин.
.
5) Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.
Принимаем п = 800 об/мин – максимальное число оборотов у станка.
6) Пересчитываем скорость резания, Vф – фактическая скорость резания, м/мин.
.
Операция 010 круглошлифовальная. Переход 1. Шлифовать поверхность Ø35f7 предварительно.
1. Глубина шлифования t =0,06, мм (расчет припусков).
Д шлифовального круга, мм.
Д = 75 мм.
2 Величина подачи, S = 0,15 мм/об
3. Скорость шлифования, м/мин
.
Т = 180,
Сυ = 332,
y = 0,4,
m = 0,2,
q = 0,2,
u = 0,2,
x = 0,1,
p = 0.
Общий поправочный коэффициент на скорость шлифования, учитывающий фактический условия,
K>v> = K>м>>v> K>nv>> > K>uv>,> >
К>м>>v> – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала
K>м>>v> = 1;
K>nv> – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки
K>nv> = 1;
К>и>>v> – коэффициент, учитывающий материал инструмента
К>и>>v> = 1;
К>v> = 1.
Подставляем значения в формулу
м/мин.
4. Рассчитываем чистоту вращения шлифовального круга, n об/мин
об/мин.
5. Уточняем частоту вращения шлифовального круга по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону, принимаем n = 850 об/мин.
6. Пересчитываем фактическую скорость шлифования,
V м/мин
м/мин.
Операция 010 круглошлифовальная. Переход. Шлифовать поверхность Ø35f7окончательно.
1. Глубина шлифования t =0,03, мм (расчет припусков).
Д шлифовального круга, мм.
Д = 75 мм.
2 Величина подачи, S = 0,08 мм/об
3. Скорость шлифования, м/мин
.
Т = 180,
Сυ = 332,
y = 0,4,
m = 0,2,
q = 0,2,
u = 0,2,
x = 0,1,
p = 0.
Общий поправочный коэффициент на скорость шлифования, учитывающий фактический условия,
K>v> = K>м>>v> K>nv>> > K>uv>,> >
К>м>>v> – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала
K>м>>v> = 1;
K>nv> – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки
K>nv> = 1;
К>и>>v> – коэффициент, учитывающий материал инструмента
К>и>>v> = 1;
К>v> = 1.
Подставляем значения в формулу
м/мин.
4. Рассчитываем чистоту вращения шлифовального круга, n об/мин
об/мин.
5. Уточняем частоту вращения шлифовального круга по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону, принимаем n = 1200 об/мин.
6. Пересчитываем фактическую скорость шлифования,
V м/мин
м/мин.
Техническое нормирование на примере обработки диаметра Ø35f7 (предварительная и окончательная обработка поверхности).
Исходные данные: деталь «Крышка» сталь 45. Заготовка «прокат».
Длина обрабатываемой поверхности 9 мм. Обработка производится на токарном станке 16К20. Приспособление – патрон.
Переход 1.
Точить поверхность предварительно.
Резец проходной упорный Т5К10. Угол резца в плане φ = 90.
1) Основное время.
lpx = 9 мм – длина рабочего хода инструмента (по чертежу);
lвр.пер = 3 мм – величина врезания и перебега инструмента, табл. П 3.17;
п = 400 об/мин – частота вращения (по расчету режимов резания);
Sм = 0,8 мм/об – подача на оборот (по расчету режимов резания).
2) Вспомогательное время, связанное с переходом.
Т>всп> = 0,06 мин. (Приложение П 3.1)
Переход 2.
Точить поверхность окончательно.
Резец проходной упорный Т5К10. Угол резца в плане φ = 90.
1) Основное время.
lpx = 9 мм – длина рабочего хода инструмента (по чертежу);
lвр.пер = 3 мм – величина врезания и перебега инструмента, табл. П 3.17;
п = 800 об/мин – частота вращения (по расчету режимов резания);
Sм = 0,4 мм/об – подача на оборот (по расчету режимов резания).
2) Вспомогательное время, связанное с переходом.
Т>всп> = 0,06 мин. (Приложение П 3.1)
Нормирование операции:
1) Основное время.
Тосн = ∑То = То1 + То2;
Тосн = 0,08 + 0,08 = 0,16 мин.
2) Вспомогательное время.
Твсп = Туст.оп + ∑Твсп;
Туст.оп = 0,33 поз. 4 табл. П 3.2;
∑Твсп = Твсп1 + Твсп2;
∑Твсп = 0,29 + 0,75 = 1,04 мин;
Твсп = 0,33 + 1,04 =1,37 мин.
3) Оперативное время.
Топер = Тосн + Твсп;
Топер = 0,16 + 1,37 = 1,53 мин.
4) Время на обслуживание рабочего места.
Тобс = 4 - 6% Топер; Тобс = 0,05 ∙ 1,53 = 0,08 мин.
5) Время на отдых.
Тотд = 4% Топер; Тотд = 0,04 ∙ 1,53 = 0,06 мин.
6) Штучное время.
Тшт = Тосн + Твсп + Тобс + Тотд
Тшт = 0,16 + 1,37 + 0,08 + 0,06 = 1,67 мин.
Операция 010 Круглошлифовальная.
Переход 1. Шлифовать поверхность Ø35f7 предварительно.
1. Основное время
9 / (850 * 0,15) = 40 / 127,5 = 0,07 мин
2. Вспомогательное время, связанное с переходом
Т>всп> = 0,04 мин (Приложение П3.2)
Переход 2. Шлифовать поверхность Ø35f7окончательно.
1. Основное время
9 / 0,08 * 1200= 0,09 мин
2. Вспомогательное время, связанное с переходом
Т>всп> = 0,04 мин
1. Основное время
Т>осн> = 0,07 +0,09=0,16 мин.
2. Вспомогательное время
∑Т>всп.>= 2*0,04=0,08
Т>уст.оп> = 0,35 мин
Т>всп> = 0,08 + 0,35 = 0,43мин
3. Оперативное время
Т>опер.> =0,08 + 0,43= 0,51 мин
4. Время на обслуживание рабочего места
Т>обс> = 4 –6 % Т>опер>
Т>обс.> = 0,05 · 0,51 = 0,026 мин
5. Время на отдых
Т>отд> = 4 % Т>опер>
Т>отд.> = 0,02 мин
6. Штучное время
Т>шт> = Т>о> + Т>всп> + Т>обс> + Т>отд>
Т>шт> =0,16 +0,43+0,026+0,02=0,64мин.
Заключение
Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору и подготовке производственного процесса, выбору заготовки, к уровню их технологичности, в значительной мере определяющей затраты на технологический процесс производства, себестоимость, надёжность и долговечность изделий.
В соответствии с предъявляемыми требованиями в курсовом проекте разработан технологический маршрут изготовления детали «Крышка» (сталь 45), произведен анализ служебного назначения детали, технических требований и точности. Приведена характеристика индивидуального типа производства, проведено обоснование выбора способа получения заготовки, а так же рассчитаны технологические припуски и выбраны режимы резания. Подробно разработана технология токарной обработки внешней поверхности Ø35f7. Оборудование, инструмент и приспособления применены с учетом технической характеристики крышки, вида производства, точности, экономичности.
Список литературы
Пачевский В.М. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004, 177 с.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1986.- 496 с.
Данилевский В.В. Технология машиностроения: учебник для техникумов./ В.В. Данилевский.- М.: «Высшая школа».-1977.- 497 с.
Ковшов А.Н. Технология машиностроения: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. – М.: Машиностроение. -1987.- 320 с.
Маталин А.А Технология машиностроения: учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты».- Л.: «Машиностроение».-1985.- 496с.
Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под ред. А.А. Панова, 2-е изд., перераб и доп. – М.: Машиностроение, 2004. – 784 с.
А.М Малов Справочник технолога машиностроителя: изд. «Машиностроение»; том 2, М.- 1972, 558 с.
Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: учебник для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» / Н.Н. Чернов.- М.: Машиностроение. - 1988. - 416 с.
Курсовое проектирование по технологии машиностроения / Под общ. ред. А.Ф. Горбацевича. – Минск, «Вышейшая школа», 1975.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – М.: Машиностроение, 1979.
Технология технического контроля в машиностроении: Справочное пособие / Под ред. В.Н. Чупырина. – М.: Изд-во стандартов, 1990.
Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В2-х т.:/ А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др.- М.: Машиностроение, 1991.
Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М.: Изд-во стандартов, 1992.