Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Машиностроение - это комплекс отраслей промышленности, изготовляющих орудия труда для народного хозяйства, транспортные средства, а так же предметы потребления и оборонную продукцию.

Основными направлениями развития в технологии машиностроения являются:

- создание принципиально новых технологических процессов изготовления деталей, узлов и агрегатов, обеспечивающих экономию различных видов ресурсов (материальных, энергетических, трудовых и финансовых);

- комплексная автоматизация и механизация производства на основе разработки и освоение новых видов высокопроизводительного технологического оборудования;

- совершенствование системы управления технологическими процессами на основе программно-целевого метода.

Машиностроение является ведущей отраслью промышленности. Продукция предприятий машиностроения играет решающую роль в реализации достижений научно- технического прогресса во всех областях хозяйства. На долю машиностроительного комплекса приходятся почти 30% от объема промышленной продукции. По экспорту машиностроение занимает 2 место после ТЭК. Эта отрасль дает 12% экспорта России. Он обеспечивает научно- технический прогресс и перестройку экономики всей страны, поэтому его отрасль развивается ускоренными темпами, а их число непрерывно растет. По роли и значению в народном хозяйстве их можно объединить в 3 взаимосвязанных группы:

1. Отрасли, обеспечивающие развитие научно- технической революции во всем народном хозяйстве - это приборостроение, химическое машиностроение, электротехническое и энергетическое машиностроение.

2. Отрасль, обеспечивающие развитие научно- технической революции в машиностроении - это станкостроение и инструментальная промышленность.

3. Отрасль, обеспечивающие развитие научно- технической революции в отдельных отраслях хозяйства - это строительство дорог, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, автомобилестроение и др.

Современное машиностроение представлено собственно машиностроением и металлообработкой, которые включают несколько десятков отраслей и под отраслей. В целом машиностроение относится к так называемым «отраслям свободного размещения», т.к. оно в меньшей степени, чем любая другая отрасль промышленности, испытывает влияние таких факторов, как природная среда, наличие ресурсов полезных ископаемых, воды и т.д. Размещение машиностроения определяется в значительной степени трудоемкостью изделий, уровнем квалификации используемого труда, а также особенностями спецификации и кооперативных связей предприятий.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Фиксатор».

1. Анализ исходных данных

1.1 Технологический анализ материала детали

Материал детали - Сталь 45 ГОСТ 1050-74

Сталь 45 - Сталь конструкционная углеродистая качественная с содержанием ?0,45 углерода, 1% хрома. Использование в промышленности: после нормализации или без термообработки крюки кранов, муфты, вкладыши подшипников и другие детали, работающие при температуре от -40 до 450°С под давлением, после ХТО - шестерни, червяки и другие детали, к которым предъявляются требования высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины; без термообработки или нормализации - патрубки, штуцера, вилки, болты, фланцы, корпуса аппаратов и другие детали из кипящей стали, работающие от -20 до 425°С, после цементации и цианирования - детали от которых требуется высокая твердость поверхности и невысокая прочность сердцевины (оси, крепежные детали, пальцы, звездочки)

Таблица 1 Химический состав в % стали 45

C	0,42-0,5
Si	0,17-0,37
Mn	0,5-0,37
Ni	До 0,25
S	До 0,04
P	До 0,035
Cr	До 0,25
Cu	До 0,25
A	До 0,08
Fe	~97

Максимальный диаметр детали равен 44 мм, а минимальный равен 8 мм. Максимальная длина детали равна 90 мм.

1.2 Технологический анализ рабочего чертежа детали

Технологичность конструкции детали включает в себя следующие понятия: производственная, ремонтная и эксплуатационные технологичности. Под производственной технологичностью конструкции понимают ее соответствие заданному качеству изготовления при минимальных затратах труда и материалов в условиях заданного типа производства. Под ремонтной технологичностью понимают свойство конструкции, позволяющие ремонтировать ее в условиях данного производства с наименьшими затратами труда и материалов. Эксплуатационная технологичность это способность конструкции длительное время сохранять заданные эксплуатационные качества.

Рисунок 1 Номера поверхностей

В курсовом проекте рассматривается только производственная технологичность. Оценка производственной технологичности производится по количественным и качественным показателям, количественная оценка направлена на сравнение расчетных показателей с эталонными, в количественном выражении производится по следующим коэффициентам: коэффициент точности обработки, коэффициент шероховатости поверхностей, коэффициент используемого материала.

Таблица 2 Технологичность конструкции определяется по следующим коэффициентам

№ поверхности	квалитет	Класс шероховатости
1	8	10
2	14	10
3	14	10
4	14	1,25
5	14	10
6	14	10
7	14	10
8	14	10
9	14	10
10	14	2,5
11	14	10
12	14	2,5
13	14	10
14	14	10
15	14	0,32
16	14	10
17	14	10
18	14	10
19	14	10
20	8	10
21	14	10

1. Под точностью обработки подразумевают степень соответствия изготовленной детали требованиям чертежа и технических условий. Заданная точность поверхностей готовой детали в значительной степени влияет на маршрут обработки. Если в детали не требуется получить точные поверхности, значит, нет необходимости в дополнительных чистовых операциях, станках с ЧПУ, обработку можно поручить рабочим с более низкой квалификацией. В целом, затрачивается меньше времени на обработку, применяется менее точное оборудование, в совокупности со сниженной зарплатах рабочих, это приводит к уменьшению затрат на производство. Если же в изготовляемой детали предъявляется высокое требование к точности, необходимо использовать гораздо более лучшие оборудование, инструмент, приспособления, рабочих с высокой квалификацией, что ведет к значительному увеличению затрат и, следовательно, себестоимости детали.

Для определения данного параметра, рассчитывают коэффициент точности обработки по формуле (а), если он превышает значение 0.8, деталь считается технологичной с точки зрения обрабатываемости резанием.

а) коэффициент точности обработки поверхностей - рассчитывают по формуле:

К_ТЧ = 1 - ? 0.8

А_СР = = =13,4

К_ТЧ = 1 -

Условие выполнено

2. Качество поверхности детали, это состояние поверхностного слоя как результат воздействия одного или нескольких последовательностей применяемых технических методов. В зависимости от требуемого качества поверхностей выбирают способы обработки, разрабатываемые операции должны обеспечивать заданные параметры микро и макро геометрии, а так же волнистость поверхностей. Важную роль в получении высокого качества образуемых поверхностей играют назначаемые режимы обработки и инструмент. При назначении режимов необходимо учесть марку обрабатываемого материала, его физико-механические и химические свойства, а при выборе инструмента- тип, материл, форму и размеры режущей части, этому пункту необходимо уделить особое внимание, так как инструмент наряду со способами обработки играет самую важную роль в достижении высокого качества.

Заданное качество влияет на состав всего техпроцесса, трудоемкость и себестоимость производства, оно оценивается коэффициентом шероховатости, который рассчитывается по формуле (б). Деталь считается технологичной по данному коэффициенту, если его значение находится в интервале от 0,16 до 0,32.

б) коэффициент шероховатости поверхности - рассчитывают по формуле:

К_Ш =

где Б_СР - средний класс шероховатости

Б_СР = = ,

К_Ш = Условие выполнено

3. Последним из рассчитываемых коэффициентов, характеризующих технологичность детали в разрабатываемом техпроцессе, является коэффициент использования материала. Этот коэффициент показывает насколько экономически целесообразно использовать выбранный метод получения заготовки, определяется как отношение массы готовой детали к сумме масс заготовки и отходов, образующих в процессе механической обработки, рассчитывается по формуле (в). Для различных видов заготовок значение коэффициента различно. В проектируемом техпроцессе мной выбран вид заготовки- пруток, для нее значение коэффициента должно составлять не менее 0,55.

в) коэффициент использования материала.

В данном пункте коэффициент использования материала определяется для анализа технологичности конструкции детали.

К_ИМ = ? 0,55

К_ИМ =

m_заг=(1,4…1,5) =1,5*0,14=0,21

m_отх=

К_ИМ ? 0,55

0,6 ? 0,55 - Условие выполнено

Вывод: Исходя из рассчитываемых выше коэффициентов, считаю, что конструкция детали технологична.

сталь шероховатость токарный

2. Определение типа производства

Размер программного задания зависит от установленного объёма выпуска изделий, т.е. от количества изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделением в течение определенного интервала времени. Объём выпуска изделия и его трудоемкость позволяет с достаточной точностью установить тип производства и целесообразный вид технологического процесса.

Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций К_зо.

Коэффициент К_зо показывает отношение числа всех операций, выполняемых или подлежащих выполнению в цехе в течение месяца, к числу рабочих мест, т.е. характеризует число операций, приходящихся в среднем на одно рабочее место в месяц, или степень специализации рабочих мест.

При К_зо ? 1 производство массовое; если 10 ? К_зо > 1- крупносерийное; если 20 ? К_зо > 10- среднесерийное; если 40 ? К_зо > 20- мелкосерийное. В единичном производстве К_зо не регламентируется.

В проектных условиях можно полагать, что коэффициент закрепления операций определяет число операций такой же трудоемкости, как рассматриваемая, которое можно было бы закрепить за одним рабочим местом для полной его загрузки в течение месяца.

Тогда коэффициент закрепления операций

( 7)

Где t_в - так выпуска;

F- месячный фонд времени односменной работы рабочего места, ч;

m- принятое число смен;

К_от - коэффициент, учитывающий простои по организационно- техническим причинам (ремонт, перерывы на отдых и т.п.);

N_мес - число изделий, запускаемых в производство, шт/мес;

Т_шт - штучное время (по укрупненным расчетам или по данным действующего предприятия), мин.

В условиях учебного технологического проектирования при заданной годовой программе выпуска и известной трудоемкости основных операций технологического процесса, коэффициент закрепления операций можно определить

(8)

Где ?П_о - суммарное число различных операций;

Р - число рабочих подразделений, выполняющие различные операции;

К_в - коэффициент выполнения норм, К_в = 1,3;

?N_i•T_i - суммарная трудоёмкость программы выпуска, ч;

N_i- программа выпуска каждой i-й позиции номенклатуры;

T_i- трудоёмкость i-й позиции, ч.

В условиях учебного технологического проектирования при заданной годовой программе выпуска N и известной трудоемкости основных операций технологического процесса Т_шт (Т_шт-к) явочное число рабочих Р может быть принято равным числу рабочих мест Р_р.м.. В то же время условное число однотипных операций П_оi, выполняемых на одном рабочем месте, может быть определенно как

, (9)

Где n_н - нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями; n_ф - фактический коэффициент загрузки данной операцией.

Фактический коэффициент загрузки рассчитывается по формуле:

, (10)

Где К_В - коэффициент выполнения норм; F_g - действительный годовой фонд времени оборудования, ч.

Приняв по справочным данным К_В= 1,3; n_н = 0,8 и F_g = 4015ч, получим

(11)

И тогда

(12)

Производство среднесерийное.

3. Проектирование заготовки

Метод получения заготовки выбирают, учитывая ряд факторов: материал детали; технические требования на ее изготовления; объём и серийность выпуска; форму поверхности и размеры детали. Оптимальным считается метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость. Одна из главных задач при выборе вида заготовок и способ их получения максимально приблизить геометрические формы и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали. Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки. В машиностроение для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы:

- обработка давлением;

- литье;

- сварка;

- комбинация этих методов.

В моем случае для обеспечения всех требований наиболее выгодно будет применить в качестве заготовки - штамповку.

Исходные данные детали:

Класс точности Т3

Группа стали М2

Степень сложности С4

Масса поковки Мп=0,21

Исходный индекс И9



Таблица 3 Основные припуски и кузнечные напуски

Наименование р-ра	Величина р-ра	Шероховатость п-ти	припуск
Диаметр	10	10	1,0
	16	10	1,0
	44	2,5	1,4
диаметр	8	10	1,0
Длина	14	10	1,0
	18	10	1,0
	3	10	1,0
	37	1,25	1,4

Дополнительные припуски :

-смещение по поверхности штампа 0,3 мм

-отклонение от плоскостности 0,3 мм

Штамповочный уклон:

-по наружной поверхности 7

Размеры поковки:

-Диаметры:

10+(1,0+0,2)*2=12,4 принимаем 12,5

16+(1,0+0,2)*2=18,4 принимаем 18,5

44+(1,4+0,2)*2=47,4 принимаем 47,5

8+(1,0+0,2)*2=10,4 принимаем 10,5

-Длины:

14+(1,0+0,2)*2=16,4 принимаем 16,5

32+(1,0+0,2)*2=34,4 принимаем 34,5

3+(1,0+0,2)*2=5,4 принимаем 5,5

10+(1,4+0,2)*2=13,2 принимаем 13,5

Допускаемы отклонения размеров, мм:

Диаметры

Длины:

Допускаемая величина остаточного облоя 0,4 мм.

3.1 Определение операционных припусков, операционных размеров с допусками

Под припуском понимают слой материала, удаляемый с заготовки в процессе обработки резанием для получения требуемых размеров и качество поверхности детали. Припуск назначается только на поверхности, подлежащие обработке, если имеется необрабатываемые поверхности, размер на них назначают с чертежа детали. Общий припуск на каждый из размеров подразделяются на ряд операционных припусков.

Операционный припуск - слой металла, снимаемый на первой операции и который определяется разностью размеров, полученных на предыдущей и последующей операции.

Таблица 4 Определение припусков на размеры

Наимен опер	Опер припуск	Получ р-р	Величина д-ка	Шероховатость
?8 черновая	1,2	8	+0,33	10
?16 черновая	1,95	16,55	±0,43	10
Получистовая	0,25	16,3		6,3
чистовая	0,3	16		1,25
?44 черновая	1,2	44	±0,74	10
?10 черновая	1,2	10	+0,33	10
?16 черновая получист.	1,95	16,55	±0,43	10
	0,25	16,3		6,3
?16 чистовая	0,3	16	±0,43	0,32
32 черновая	1,5	33	-0,14	10
Шлиф. получист	0,7	32,3		6,3
Шлиф. чистовая	0,3	32		0,32
10 черновая	2,2	11	±0,36	10
Получистовая	0,7	10,3	-0,14	6,3
чистовая	0,3	10		1,25
3 черновая	1,2	3	±0,25	10
14 черновая	1,2	14	±0,25	10

4. Составление плана обработки

Выбор метода обработки осуществляется исходя из требований чертежа деталей принятой заготовки и типа производства. При составлении технического процесса выдержан принцип максимальной концентрации операции, а так же выполнены следующие правила:

1. В первую очередь образуется поверхность, которая будет служить механической базой для последующих операций;

2. Каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности;

3. Отделочные операции производятся в конце технического процесса с целью уменьшения опасности повреждения число обрабатываемых поверхностей.

4. При определение последующих переходов предусматриваются опережающие выполнение тех которые подготавливают возможность осуществления следующих замене переходов.

Таблица 5

Размер	Допуск на р-р	Получ. р-р	Шерох. Ra	Кол-во стад.обр.
8	+0,33	8	10	1
16	±0,43	16	1,25	3
44	±0,74	44	10	1
10	+0,33	10	10	1
32	-0,14	32	0,32	3
10	±0,36	10	1,25	3
3	±0,25	3	10	1
14	±0,25	14	10	1

С учетом описанных принципов и положений сформируем план обработки детали «Фиксатор». Маршрутная технология механической обработки детали включает в себя следующие формообразующие операции: 010,015 токарная, 020 и 025 токарные с ЧПУ, 030 фрезерная,035,040,045,050 токарная,055 шлифовальная обеспечение шероховатости R1,6, 060,065 шлифовальная, обеспечение шероховатости Ra 1,6 и Ra 0.32.

5. Разработка операций технологического процесса

Для данной детали можно выбрать различные методы обработки. С целью снижения количества всевозможных перемещений между группами станков, обработка осуществляется по следующему методу:

Сначала проводятся токарные операции, при которых создаются базы для дальнейшей обработки детали и новые поверхности, после этого производится фрезерование поверхности, после этого производим токарную операцию для получения шероховатости vRa 6,3, затем проводим шлифовальную операцию для получения шероховатости vRa 1,6 иvRa 0,32 после цементации.

Операция 010 Токарная.

На данной операции мы обрабатываем торец заготовки, точим наружную поверхность. Базовыми поверхностями являются: наружная цилиндрическая поверхность и необработанный торец.

Операция 015 Токарная.

На данной операции мы переворачиваем деталь и обрабатываем торец заготовки, точим наружную поверхность. Базовыми поверхностями являются: наружная цилиндрическая поверхность и необработанный торец.

Операция 015 Токарная с ЧПУ.

В этой операции заготовка базируется по обработанным поверхностям в операции 010. Производится нарезание канавок, базовыми поверхностями являются поверхности, образованные на 010 операции.

Операция 020 Токарная с ЧПУ.

В этой операции заготовка базируется аналогично как и в операции 015. Производится нарезание канавок, базовыми поверхностями являются поверхности, аналогичные 015 операции.

Операция 025 Фрезерная.

В этой операции заготовка базируется по поверхностям обработанными в операции 010. Производится фрезерование поверхности.

Операция 030 Токарная.

В этой операции заготовка базируется аналогично операции 010. Производится нарезание резьбы.

Операция 035 Токарная.

В этой операции заготовка базируется аналогично операции 015. Производится нарезание резьбы.

Операция 040 Токарная.

На данной операции точим наружную поверхность. Базовыми поверхностями являются: наружная цилиндрическая поверхность и торец.

Операция 045 Токарная.

На данной операции мы переворачиваем деталь точим наружную поверхность. Базовыми поверхностями являются: наружная цилиндрическая поверхность торец.

Операция 050 Токарная.

На данной операции мы переворачиваем деталь точим наружную поверхность. Базовыми поверхностями являются: наружная цилиндрическая поверхность торец.

Операция 055 Токарная.

На данной операции точим наружную поверхность. Базовыми поверхностями являются: наружная цилиндрическая поверхность и торец.

Операция 060 Шлифовальная

Обработка необходима для того, чтобы обеспечить точность детали с шероховатостью Ra 1,6.

Операция 066 Шлифовальная

Обработка необходима для того, чтобы обеспечить точность детали с шероховатостью Ra 0,32 после цементации.



Рис. 1



Рис. 2



Рис. 3



Рис. 4

Заключение

В данном курсовом проекте мы разработали наиболее оптимальный и выгодный технологический процесс детали «Фиксатор»

Деталь Фиксатор предназначена для фиксации положения детали относительно друг друга. Фиксатор используют для придания определенного положения детали относительно приспособления.

Данная деталь изготавливалась в условиях среднесерийного производства

Деталь является технологичной с точки зрения обрабатываемости резанием, так как полученный коэффициент точности 0,93 превышает значение 0,8.

Также деталь является технологичной по параметру качество поверхности детали (коэффициент шероховатости), в виду того, что полученное значение 0,2 находится в оптимальном интервале 0,16…0,32

Последним из рассчитываемых коэффициентов, характеризующих технологичность детали в данном техпроцессе, является коэффициент использования материала (Ким). Полученное значение 0,6 превышает минимальное значение 0,55, что говорит о технологичности конструкции детали.

В качестве заготовки для данной детали, была выбрана штамповка

Для операций разработанного технологического процесса, были посчитаны режимы резания и нормы времени. Также были подобраны оборудование приспособление инструмент (режущий и мерительный), и назначены припуска.

Итогом курсового проекта стало оформление технологической документации.

Используемые источники

1. Баранчиков В. И., Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов/В.И. Баранчиков - М. Машиностроение, 1990-400с.

2. Бойцов В.В., Трофимов И.Д. Горячая штамповка/В.В. Бойцов - М. Машиностроение, 1978.

3. Гузеев В.И., Батуев В.А. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ/В.М. Гузеев, В.А. Батуев - Машиностроение, 2005.-368с.

4. Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов/ Н.А. Нефедов.- М. Машиностроение, 1986-235с.

5. Панов А.А., Аникин В.В. Обработка металлов резанием/А.А. Панов-М. Машиностроение, 2004. - 784 с.

6. Стародубцева B.C. Сборник задач па техническому нормированию/В.С. Стародубцева - М. Машиностроение, 1974.-272с.

7. Харламов Г.А., Тарапанов А.С., Припуски на механическую обработку/ Г.А. Харламов, А.С. Тарапанов-М. Машиностроение, 2006-256 с.

8. Чекмарев А.А., Осипов В.К. Справочник по машиностроительному черчению/А.А. Чекмарев - М. Машиностроение, 2001.

9. Чернов Н.Н. - Технологическое оборудование/Н.Н. Чернов - М. Феникс, 2009. - 365С.

10. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ часть 1, Машиностроение, 1974.

11. Общемашиностроительные нормативы часть 2, Машиностроение,1974.

Размещено на Allbest.ru