Разработка технологического процесса изготовления вала

Анализ служебного назначения и технологичности детали. Выбор способа получения заготовки. Обоснование схем базирования и установки. Разработка технологического маршрута обработки детали типа "вал". Расчет режимов резания и норм времени по операциям.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 15.07.2012
Размер файла 288,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Проектирование технологических процессов изготовления деталей машин является одним из наиболее ответственных этапов технологической подготовки производства. Технологический процесс должен обеспечивать высокую производительность труда и требуемое качество изделий при минимальных затратах материальных средств на их изготовление.

Целью курсового проекта является проектирование технологического процесса изготовления вала. При выполнении курсового проекта решаются следующие задачи:

1. Анализируется служебное назначение детали штанга, ее рабочий чертеж, технические требования, и разрабатывается технологический чертеж.

2. Оценивается технологичность детали.

3. Производится выбор методов получения заготовок.

4. Обосновываются методы обработки отдельных поверхностей.

5. Выбираются технологические базы, схемы базирования заготовок и установки.

6. Формируются структуры технологических процессов, разрабатываются маршруты обработки, строятся операции по двум вариантам.

7. Осуществляется выбор оборудования и средств технологического оснащения.

8. Выполняются расчеты режимов резания, техническое нормирование технологических операций и технико-экономический анализ вариантов операций.

В курсовом проекте используются техническая литература, справочные материалы, ГОСТы.

1. Служебное назначение детали

Деталь представляет собой тело вращения типа вал; данная деталь используется в насосах и двигателях. Она представляет собой вал Ш22 мм, длиной 162 мм. На одном её конце имеется три канавки под уплотнительные сальники шириной по 5 мм, во внутреннем отверстии с этой же стороны расположена коническая резьба. Имеется сквозное отверстие с переменным диаметром: Ш16 мм, Ш10,5 мм, Ш12 мм, и сквозной паз длиной 69 мм и шириной 12 мм.

2. Анализ рабочего чертежа

При анализе рабочего чертежа оценим достаточность числа проекций, размеров, сечений. В данном конструкторском чертеже число размеров, сечений, проекций достаточно.

Материал детали сталь 40Х.

Деталь подвергается термической обработке, твердость НRC 40…43.

Шероховатость свободных поверхностей, не указанных на чертеже, имеет значение Ra3,2. Неуказанные предельные отклонения размеров охватывающих по H14, охватываемых по h14, остальных по . Также к детали предъявляются требования к отклонению от соосноости.

3. Разработка технологического чертежа

При разработке технологического чертежа изображают деталь без размеров и производят присвоение номера каждой поверхности, подлежащей обработки, следующим образом: расстановка номеров поверхностей детали производится против часовой стрелки, начиная с правого крайнего торца.

При наличии на поверхности детали различных свойств (тонности, шероховатости, термообработки и т.д.) каждый участок рассматривается как отдельный элемент, каждому присваивается отдельный номер.

Комбинированной поверхности присваивается один номер в общем порядке.

Оценим состояние каждой поверхности детали и все сведения сведем в таблицу 1.

Таблица 1 - Состояние поверхности детали

№ п/п

Номинальный размер поверхности, мм

Допуск на размер Тр, мкм

Допуск формы Тф, мкм

Допуск расположения Тр

Шероховатость поверхности Ra

1

Наружная, плоская, торцевая

1000

600

600

3,2

2

Наружная, фасонная

-

-

-

3,2

3

Наружная, фасонная

60

36

36

3,2

4

Наружная, фасонная

60

36

36

3,2

5

Наружная, фасонная

60

36

36

3,2

6

Наружная, цилиндрическая

60

36

50

0,8

7

Наружная, фасонная

-

-

-

3,2

8

Наружная, торцевая, плоская

1000

600

600

3,2

9

Внутренняя, плоская

43

25,8

25,8

1,6

10

Внутренняя, плоская

43

25,8

25,8

1,6

11

Внутренняя, плоская

370

222

222

3,2

12

Внутренняя, цилиндрическая

300

180

180

3,2

13

Внутренняя, фасонная

430

258

258

3,2

14

Внутренняя, цилиндрическая

430

258

258

3,2

15

Внутренняя, цилиндрическая

18

10,8

50

0,8

16

Внутренняя, цилиндрическая

12

7,2

7,2

0,4

17

Внутренняя, цилиндрическая

12

7,2

7,2

0,4

18

Внутренняя, цилиндрическая

300

180

180

3,2

19

Внутренняя, плоская

620

372

372

3,2

20

Внутренняя, цилиндрическая

430

258

258

3,2

4. Анализ технологичности детали

Технологичностью называется возможность обработки каждой поверхности традиционными методами. Оценку технологичности выполним по балльной системе.

Предварительно оценим состояние каждой из поверхностей детали.

Таблица 2 - Оценка технологичности поверхностей по баллам

№ пов.

Вид поверхности

Б1

Б2

Б3

Б4

Б5

Б6

Б7

Б8

УБ

1

Плоская

1

1

1

3

1

1

1

1

10

2

Фасонная

-

-

-

3

3

1

1

1

9

3

Фасонная

3

2

2

3

3

1

1

1

16

4

Фасонная

3

2

2

3

3

1

1

1

16

5

Фасонная

3

2

2

3

3

1

1

1

16

6

Цилиндрическая

3

2

1

6

2

1

1

10

26

7

Фасонная

-

-

-

3

3

1

1

1

9

8

Плоская

1

1

1

3

1

1

1

1

10

9

Плоская

4

2

2

4

1

2

2

1

18

10

Плоская

4

2

2

4

1

2

2

1

18

11

Плоская

1

1

1

3

1

2

2

1

12

12

Цилиндрическая

1

1

1

3

2

2

2

1

12

13

Фасонная

1

1

1

3

3

2

3

1

15

14

Цилиндрическая

1

1

1

3

2

2

3

1

14

15

Цилиндрическая

6

4

1

6

2

2

3

1

25

16

Цилиндрическая

10

4

4

10

2

2

3

1

36

17

Цилиндрическая

10

4

4

10

2

2

3

1

36

18

Цилиндрическая

1

1

1

3

2

2

3

1

14

19

Плоская

1

1

1

3

1

2

3

1

14

20

Цилиндрическая

1

1

1

3

2

2

3

1

14

Проанализировав данные табл. 2 можно сделать вывод о том, что самыми нетехнологичными поверхностями являются поверхности 6, 16 и 17. В этом можно убедиться, посмотрев на рабочий чертеж детали. К данной поверхности предъявляются высокие требования по: соосности и шероховатости.

5. Выбор вида и способа получения заготовки

Проанализировав рабочий чертеж можно сделать вывод о том, что данную деталь можно получить из горячекатаного проката диаметром 25 мм. Габаритные размеры заготовки по длине 166 мм.

6. Выбор методов обработки отдельных поверхностей

Выбор методов обработки осуществляется по формуле:

еобщ.= .

Наружная, цилиндрическая поверхность 6 Ш22-0,06 мм:

еобщ.= 10

1. Обтачивание черновое по IT13:

е1= = 2,86

2. Обтачивание получистовое по IT11:

е2= = 1,6

3. Шлифование предварительное по IT9:

е3= = 2,5

Далее методом подбора определяем необходимое количество i способов обработки из известного соотношения:

еобщ= е1 • е2 • е3.

Тогда:

еобщ= 1,6 • 2,5 = 11,44.

7. Выбор и обоснование схем базирования и установки

Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработки определенное положение относительно деталей станка или приспособления.

Требуемое положение твердого тела (заготовки) относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических связей, лишающих тело трех перемещений вдоль осей XYZ и трех поворотов вокруг этих осей.

Каждая опорная точка, то есть точка, символизирующая одну из связей заготовки с выбранной системой координат, лишают заготовку только одной степени свободы. Следовательно, для базирования заготовки, то есть придания ей вполне определенного положения в приспособлении, необходимо и достаточно наличие шести опорных точек, лишающих заготовку шести степеней свободы.

Схема расположения опорных точек на базах заготовки называется схемой базирования.

По числу степеней, свободы лишают технологические базы, они подразделяются на:

- установочные (три степени свободы и одного поворота);

- направляющие (две степени свободы - перемещение вдоль оси и поворота вокруг другой оси);

- опорные (одной степени свободы - перемещение вдоль одной координатной оси или поворот вокруг оси);

- двойные направляющие (четырех степеней свободы - перемещение вдоль двух координатных осей и поворот вокруг этих осей);

- двойные опорные (две степени свободы - перемещение вдоль двух координатных осей).

8. Разработка маршрутной технологии и операций. Расчет припусков и предельных размеров. Выбор средств технологического оснащения

Из сформулированных операций составляют технологический маршрут обработки детали.

МОД представлен в табл. 3.

обработка вал маршрут заготовка

Таблица 3 - Технологический маршрут обработки детали

№ операции

Наименование операции

Уст. поз.

№ перехода

Наименование

Оборудование

Режущий инструмент

Приспособление

005

Токарно-винторезная

1

1

Точение п.1

16К20

Резец подрезной

Цанговый патрон

2

Центровка п.1

Сверло центровочное

2

1

Точение п.8

Резец подрезной

2

Центровка п.8

Сверло центровочное

010

Токарно-винторезная

1

1

Точение п.6

16К20

Резец проходной

Поводковый патрон, центры

2

Точить канавки п.3,4,5

Резец проходной

3

Отрезать выдерж. размер 162мм, п.8

Резец отрезной

015

Токарно-винторезная

1

1

Точить фаску п. 2

16К20

Резец проходной

Цанговый патрон

2

Сверление п.15

Сверло спиральное

3

Развертывание отв. п.14

Развертка

4

Растачивание п. 14

Резец расточной

5

Нарезание резьбы п.13

Метчик

2

1

Точить фаску п.7

Резец проходной

2

Сверление п.18

Сверло спиральное

3

Растачивание п.19,20

Резец расточной

020

Вертикально-сверлильная

1

1

Сверление п.12

2Н125Л

Сверло спиральное

Призма

025

Вертикально-фрезерная

1

1

Фрезеровать паз п.9,10,11

6Р11

Фреза цилиндрическая

Призма

030

Горизонтально-протяжная

1

1

Протяжка паза п.11

7Б55У

Протяжка

Призма

035

Вертикально-сверлильная

1

1

Сверление п.16

2Н125Л

Сверло спиральное

Призма

2

1

Сверление п.17

040

Бесцентрово-шлифовальная

1

1

Шлифовать п. 6

3М182А

Круг шлифовальный

Нож

Таблица 4 - Карта расчета припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам

Технолог. переходы

Элементы припуска, мкм

Расчетн. припуск 2Zmin, мкм

Расчетн. миним. размер, мм

Допуск на изг. Td, мкм

Разм. по перех., мм

Предел. припуски мкм

Rz

h

Д

е

dmin

dmax

2zmax

2zmin

Заготовка

63

50

36

-

-

22,99

600

23,0

23,6

-

-

Точ. черн. по IT13

50

80

60

86

412

22,58

210

22,58

22,79

810

420

Точ. п/чист. по IT11

25

40

-

86

469

22,11

130

22,11

22,24

550

470

Шлиф. по IT9

3,2

20

-

20

170

21,94

60

21,94

22

240

170

1600

1060

Величина Д определяется по формуле:

Д=Дu•l,

где Дu=0,2мкм/мм; l=180мм.

Д=0,0002•180=0,036 мм;

Д=36 мкм.

Величина е определяется по формуле:

е=.

Тогда:

е==86 мкм.

Величина 2zi min определяется по формуле:

2zi min=2[(Rz+h)i-1+].

Тогда:

2zi min 13=2(63+50)+=412 мкм.

2zi min 11=2(50+80)+=469 мкм.

2zi min 9=2(25+40)+=170 мкм.

Для припусков соблюдаются соотношения:

d=D-Td

2zmin=dmin i-1-dmin i

2zmax=2zmin+Td i-1-Td i

Таблица 5 - Выбор средств технологического оснащения

№ операции

Наименование операции

Оборудование

Приспособление

Режущий инструмент

005

Токарно-винторезная

16К20

N=11кВт

2505х1190

m=2835кг

Цанговый патрон

1. Резец подрезной отогнутый

2. Сверло центровочное

010

Токарно-винторезная

16К20

N=11кВт

2505х1190

m=2835кг

Поводковый патрон, центры

1. Резец проходной

2. Резец подрезной отогнутый

015

Токарно-винторезная

16К20

N=11кВт

2505х1190

m=2835кг

Цанговый патрон

1. Резец проходной

2. Сверло Ш12мм

3. Развертка

4. Резец расточной

5. Метчик для конической резьбы

020

Вертикально-сверлильная

2Н125Л

N=1,5кВт

770х780

m=620кг

Призма

Сверло Ш10,5мм

025

Вертикально-фрезерная

6Р11

N=5,5кВт

1480х1990

m=2360кг

Призма

Фреза цилиндрическая

030

Горизонтально-протяжная

7Б55У

N=17кВт

40700х1600

m=4700кг

Призма

Протяжка

035

Вертикально-сверлильная

2Н125Л

N=1,5кВт

770х780

m=620кг

Призма

Сверло Ш4мм

040

Бесцентрово-шлифовальная

3М182А

N=5,5кВт

2560х1560

m=3740кг

Нож

Круг шлифовальный

9. Выбор и расчет режимов резания

Рассчитанные или выбранные режимы резания при выполнении технологической операции должны обеспечивать требуемую точность обработки при максимальной производительности труда и минимальной себестоимости.

При выборе режимов обработки необходимо придерживаться определенного порядка, то есть при назначении и расчете режима обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его состояние. Элементы режимов обработки находятся в функциональной взаимной зависимости, устанавливаемой эмпирическими формулами.

При расчете режимов резания сначала устанавливают глубину резания в миллиметрах. Глубину резания устанавливают по возможности наибольшую, в зависимости от требуемой степени точности, шероховатости обрабатываемой поверхности, и технических требований на изготовление детали. После установления глубины резания устанавливается подача станка. Подачу назначают максимально возможную с учетом погрешности жесткости технологической системы, мощности привода станка, степени точности и качества обрабатываемой поверхности по нормативным таблицам.

Выбор и расчет режимов резания операции 015:

Установ 1: переход 1 - Точить фаску поверхность 2:

Глубина резания t=1 мм.

Подача s=0,45 мм/об.

Скорость резания:

V=,

где =420; T=40; m=0,2; y=0,2; x=0,15.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

где =1 - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; =0,6 - коэффициент, учитывающий материал инструмента; - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.

После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим:

V=•1=236 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

.

Тогда:

n=.

Установ 1: переход 2 - Сверление отв. поверхность 15:

Глубина резания t=5,75 мм.

Подача s=0,25 мм/об.

Скорость резания:

V=,

где =7; T=45; m=0,2; y=0,7; q=0,4; =1; =0,6; .

После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим:

V=•0,51=12 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=.

Установ 1: переход 3 - Развертывание отв. поверхность 14:

Глубина резания определяется по формуле:

t=0,5(D-d).

Тогда:

t=0,5(12-11,5)=0,25 мм.

Подача s=0,9 мм/об.

После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим:

V=•0,85=6 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=.

Установ 1: переход 4 - Растачивание отв. поверхность 14:

Глубина резания t=1,4 мм.

Подача s=0,1 мм/об.

Скорость резания V=105 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=.

Установ 1: переход 4 - Нарезание резьбы поверхность 13:

Глубина резания t=1 мм.

Подача s=0,15 мм/об.

После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим:

V=•0,8=55 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=.

Установ 2: переход 1 - Точить фаску поверхность 7:

Глубина резания t=1 мм.

Подача s=0,45 мм/об.

V=•1=236 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=.

Установ 2: переход 2 - Сверление отв. поверхность 18:

Глубина резания t=5,25 мм.

Подача s=0,2 мм/об.

После нахождения всех величин, входящих в формулу определения скорости резания находим:

V=•0,51=15 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=.

Установ 2: переход 3- Растачивание отв. поверхность 19, 20:

Глубина резания t=2,75 мм.

Подача s=0,1 мм/об.

Скорость резания V=105 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

n=.

10. Расчет технических норм времени (трудоемкости) по операциям технологического процесса

Штучное время:

Тшт=+++,

где То - основное время; Тв - вспомогательное время; Тобс - время обслуживания; Тп - время на отдых и личные потребности; Тизм - время на измерения.

Вспомогательное время:

Твв.у.в.пер.в.упр.в.изм.

Основное время:

,

где i - число проходов; L- длина обрабатываемой поверхности; Sм - минутная подача.

Минутная подача:

Sм=So•n.

Время оперативное:

Топов.

Время на обслуживание рабочего места:

Тобс=5%(Топ).

Операция 015 Токарно-винторезная:

Установ 1:

Переход 1: То=0,0003 мин.

Переход 2: То=0,602 мин.

Переход 3: То=0,349 мин.

Переход 4: То=0,084 мин.

Переход 5: То=0,080 мин.

Установ 2:

Переход 1: То=0,0003 мин.

Переход 2: То=0,495 мин.

Переход 3: То=0,191 мин.

Вспомогательное время:

На ручную установку и снятие детали - Тв.у.=0,17 мин.

Связанное с переходами - Тв.пер.=0,24 мин.

Связанное с изменением оборотов и чисел подач - Тв.упр.=0,16 мин.

На контрольные измерения - Тв.изм.=0,2 мин.

Общее вспомогательное время:

Тв=0,17+0,24+0,16+0,2=0,77 мин.

Время основное:

То=0,0003+0,602+0,349+0,084+0,08+0,0003+0,495+0,191=1,802 мин.

Время оперативное:

Топ=1,802+0,77=2,572 мин.

Время на обслуживание рабочего места:

Тобс=5%(2,572)=0,129 мин.

Время на отдых и лычные потребности:

Тобс=5%(2,572)=0,129 мин.

Норма штучного времени:

Тшт= То•(1+)=1,802(1+)=1,982 мин.

Список литературы

1. Н.В. Лысенко, Н.В. Носов. Курсовое проектирование по основам технологии машиностроения - Методич. пособие. - Самара, 2004. - 74с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. Том 1. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение. 1988. - 656с.

3. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение. 1988. - 496с.

4. Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. Ю.В. Барановского - М.: Машиностроение, 1972, - 407с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Анализ служебного назначения детали и физико-механические характеристики материала. Выбор типа производства и метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута, плана изготовления и схем базирования детали. Расчет режимов резания.

    дипломная работа [467,9 K], добавлен 12.07.2009

  • Анализ технологичности конструкции детали, выбор способа получения заготовки и разработка плана обработки. Выбор основного технологического оборудования и технологической оснастки, расчет режимов резания и припусков на обработку, анализ схем базирования.

    курсовая работа [480,1 K], добавлен 09.09.2010

  • Анализ эксплуатационных свойств и технологичности конструкции детали. Выбор заготовки и способа ее получения. Проектирование техпроцесса обработки. Расчет погрешностей базирования, припусков на обработку, режимов резания, размеров заготовок, норм времени.

    курсовая работа [285,0 K], добавлен 09.03.2014

  • Разработка технологического процесса изготовления корпуса. Выбор заготовки и способа её получения. Анализ технологичности конструкции детали. Разработка структуры и маршрута обработки детали. Выбор режимов резания, средств измерения и контроля.

    дипломная работа [2,8 M], добавлен 09.12.2016

  • Служебное назначение и технические требования детали. Технологический контроль чертежа и анализ технологичности конструкции. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрутной технологии обработки детали. Расчет режимов резания и норм времени.

    курсовая работа [2,0 M], добавлен 06.12.2010

  • Анализ служебного назначения вала ступенчатого. Физико-механические характеристики стали 45 по ГОСТ 1050–74. Выбор метода получения заготовки и ее проектирование. Разработка технологического маршрута, плана изготовления и схем базирования детали.

    курсовая работа [179,2 K], добавлен 13.06.2014

  • Описание конструкции детали. Анализ поверхностей детали, технологичности. Определение типа производства. Теоретическое обоснование метода получения заготовки. Расчеты припусков. Разработка управляющих программ, маршрута обработки. Расчеты режимов резания.

    курсовая работа [507,2 K], добавлен 08.05.2019

  • Выбор способа получения заготовки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор методов обработки поверхности заготовки, схем базирования заготовки. Расчет припусков, промежуточных технологических размеров. Проектирование специальной оснастки.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 04.02.2014

  • Анализ технологичности конструкции детали. Разработка технических требований на заготовку. Обоснование выбора технологических баз с расчетами погрешностей базирования и установки. Расчет припусков на обработку, режимов резания, технических норм времени.

    курсовая работа [934,4 K], добавлен 17.12.2012

  • Определение типа производства. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор вида и метода получения заготовки. Материал детали и его технологические свойства. Разработка технологического процесса обработки детали "Крышка". Расчет режимов резания.

    курсовая работа [705,4 K], добавлен 03.05.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.