Размещено на http://www.allbest.ru/

???????????_???? ??_??

????????????????????????????????????????????????

???????????????????????????

???????????????????????

????????????

????????????

??????????

???

????

??????

Введение

Основные направления в развитии технического процесса характеризуются не только непрерывным появлением принципиально новых технологических процессов, но и непрерывной заменой существующих на более точные, производительные и экономичные.

Решение этих задач осуществляется на базе комплексной механизации и автоматизации, мирового внедрения новой техники и дальнейшего роста квалификации кадров.

Одним из основных направлений в машиностроении является выбор экономичных форм заготовки, которые дают наименьшие технические расходы. Непрерывное повышение точности заготовок и приближение их форм к формам готовых деталей резко сокращает область применения различных методов обработки резанием, ограничивая её в ряде случаев операциями окончательной отделки.

Значительное место в решении этих задач занимает технология машиностроения, так как она устанавливает определённые закономерности повышения производительности и экономичности технологических процессов обработки заготовок и сборки деталей машин и механизмов.

Цель данной курсовой работы - закрепление теоретических знаний полученных в ходе изучения курса "Технология машиностроения" и получение практических навыков при проектировании технологических процессов.

1. Анализ конструкции детали с точки зрения технологичности

Технологический анализ конструкции детали обеспечивает улучшение технико-экономических показателей разрабатываемого технологического процесса. Поэтому технологический анализ - один из важнейших этапов технологической разработки, в том числе и курсового проектирования.

Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного назначения.

Конфигурация рассматриваемой детали не вызывает затруднений при получении заготовки. Деталь симметричная, поэтому сложная модель не требуется.

Деталь - "Вал промежуточный" из материала Сталь 45 ГОСТ 1050-94. Конфигурация рассматриваемой детали не вызывает затруднений при получении заготовки. Деталь симметричная.

Форма детали - это тело вращения, обработка которого не должна вызвать затруднений. Точность размеров и величина погрешностей формы поверхностей вполне приемлемы. Габариты и масса детали также относятся к средним значениям.

С точки зрения механической обработки, конфигурация детали особых трудностей не вызывает.

В целом, деталь можно считать технологичной, так как не требует большого числа станков для формообразования поверхностей, при обработке, в основном, используется стандартный режущий инструмент, а также контрольно-измерительные инструменты достаточно простой конструкции.

Станки, применяемые для обработки - с ЧПУ, но присутствуют также универсальные станки. Таким образом, деталь "Вал промежуточный" вполне может быть признан технологичным.

1.1 Расчет такта выпуска. Определение типа производства. Характеристика заданного типа производства

Зависимость типа производства от объёма выпуска деталей приведена в таблице 1.1.

При массе детали 1,5кг и N=10000 деталей выбирается среднесерийное производство.

Таблица 1.1- Характеристика типа производства

Масса детали, кг	Тип производства
	Единичное	Мелкосерийное	Среднесерийное	Крупносерийное	Массовое
<1,0	<10	10…2000	1500…100000	70000…200000	>200000
1,0…2,5	<10	10…1000	1000…50000	50000…100000	>100000
2,5…5	<10	10…500	500…35000	35000…75000	>75000
5,0…10	<10	10…300	300…25000	25000…50000	>50000
>10	<10	10…200	200…10000	10000…25000	>25000

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой выпускаемых деталей, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно небольшим объёмом выпуска, чем в единичном производстве.

Основные технологические признаки серийного производства:

1. Закрепление за каждым рабочим местом нескольких операций;

2. Применение универсального оборудования, специальных станков для отдельных операций;

3. Расстановка оборудования по технологическому процессу, типу детали или группам станков.

4. Широкое применение спец. Приспособлений и инструмента.

5. Соблюдение принципа взаимозаменяемости.

6. Средняя квалификация рабочих.

Величина такта выпуска рассчитывается по формуле:

, (1.1)

где F_д - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч/см;

N - годовая программа выпуска деталей, N=10 000 шт

Далее необходимо определить действительный фонд времени. При определении фонда времени работы оборудования и рабочих принято следующие исходные данные на 2014 год при 40 часовой рабочей неделе, Fд=1962 ч/см.

Тогда по формуле (1.1)

Тип производства зависит от двух факторов, а именно: от заданной программы и от трудоёмкости изготовления изделия. На основании заданной программы рассчитывается такт выпуска изделия t_В, а трудоёмкость определяется средним штучным (штучно-калькуляционным) временем Т_ШТ по операциям действующего на производстве или аналогичного технологического процесса.

В серийном производстве количество деталей в партии определяется по следующей формуле:

(1.2)

где а - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, на=1;

F - число рабочих дней в году, F=253 дня.

1.2 Анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали и описание принятых методов их обеспечения

Деталь "Вал промежуточный" имеет невысокие требования по точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Многие поверхности обрабатываются по четырнадцатому квалитету точности.

Деталь является технологичной, так как:

1. Ко всем поверхностям обеспечивается свободный доступ инструмента.

2. Деталь имеет небольшое число точных размеров.

3. Заготовка максимально приближена к форме и размерам готовой детали.

4. Допускается применение высокопроизводительных режимов обработки.

5. Очень точных размеров нет, кроме: 6P9, 35k6, 30k6, 25k6, 20k6.

Деталь можно получить штамповкой, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает трудностей при получении заготовки.

С точки зрения механической обработки деталь можно описать следующим образом. Конструкция детали допускает ее обработку на проход, ни что не мешает данному виду обработки. Имеется свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям. Деталь предусматривает возможность обработки на станках с ЧПУ, также и на универсальных станках, не представляет трудностей при базировании, что обусловлено наличием плоскостeй и цилиндрических поверхностей.

Делается вывод, что с точки зрения точности и чистоты обрабатываемых поверхностей данной детали в основном не представляет значительных технологических трудностей.

Также для определения технологичности детали используют

1. Коэффициент точности, К_Т

, (1.3)

где К_ТЧ - коэффициент точности;

Т_СР - средний квалитет точности поверхностей детали.

, (1.4)

где Т_i - квалитет точности;

n_i - число поверхностей детали с данным квалитетом (таблица 1.2)

Таблица 1.2- Число поверхностей детали "Вал промежуточный" с данным квалитетом

Квалитет точности, Тi	6	12	14
Число поверхностей, ni	4	4	10

Таким образом

,

.

2. Коэффициент шероховатости, К_Ш

, (1.5)

где К_Ш - коэффициент шероховатости,

Ra_СР - средняя шероховатость.

, (1.6)

где Ra_i - параметр шероховатости поверхности детали;

m_i - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Число поверхностей детали "Вал промежуточный" с данным классом шероховатости

Параметр шероховатости Rai, мкм	1,6	3,2
Число поверхностей mi	6	12

Таким образом

,

.

Коэффициенты сравниваются с единицей. Чем ближе значения коэффициентов к единице, тем деталь технологичнее. Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что деталь достаточно технологична.

1.3 Выбор вида заготовки и метода ее получения

Наиболее эффективным видом заготовки в данном случае является штампованная заготовка. Она имеет незначительное преимущество перед заготовкой из пруткового материала, которая также может использоваться при необходимости, за счет того, что имеет чуть меньший припуск на обработку.

На выбор метода получения заготовки влияют: материал детали, её конструкция, тип производства, имеющееся оборудование, себестоимость, трудоёмкость.

Горячая объемная штамповка обеспечивает получение заготовки, близкой по форме к готовой детали. Кроме того, при обработке давлением улучшается структура материала, в результате чего увеличивается прочность и жесткость, что очень важно для деталей типа вал.

Вывод: оптимальный метод получения заготовки - штамповка.

Эскиз заготовки приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 Эскиз заготовки

Выбор материала обуславливает метод получения заготовки - штамповка на горизонтально-ковочной машине (ГКМ). Штамповку выполняют на штампах с двумя плоскостями разъёма: одна - перпендикулярна оси заготовки, вторая вдоль оси. Благодаря осевому разъёму матриц уклон на участках зажатия не требуется. На ГКМ штампуют детали типа стержней, фланцев с утолщениями. Производительность до 200 поковок в час. Предпочтительна форма тела вращения. Стойкость штампов до 10000 деталей. Допуски на размеры и отклонения по ГОСТ 7505-89.

Исходя из технологических и экономических соображений, выбирается метод горячей объёмной штамповки.

Прежде всего это обусловлено простой и симметричной формой детали, серийностью производства, а также материалом из которого мы получаем заготовку- Сталь 45 ГОСТ 1050-94.

Метод объёмной штамповки позволит получить основные поверхности заготовки с шероховатостью Rz160.

Исходя из приведенных соображений, можно сделать вывод, что для достаточно простой по конфигурации детали, наиболее подходит метод горячей объёмной штамповки. Шероховатость поверхности большого значения иметь не будет, так как ответственные поверхности будут дополнительно подвергаться механической обработке, а для остальных качество поверхности не имеет значения.

Для определения правильности выбора метода расчитывается себестоимость получения одной заготовки. Сравним получение заготовок на ГКМ и из прутка.

Себестоимость штамповки определяется:

, (1.7)

где - базовая себестоимость одной тонны заготовок; =62000 руб.

- масса заготовки в кг; ;

- масса готовой детали;

- коэффициенты зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала, объёма производства.

К_Т=1; К_С=0,88; К_М=1,27; К_В=0,89; К_П=1.

- стоимость одной тонны отходов;

Себестоимость заготовки из прутка определяется:

, (1.8)

где S - стоимость одной тонны сортового проката, S=58200 руб./т

Тогда

Определяется экономический эффект от применения более дешёвого способа получения заготовки:

, (1.9)

где N - годовая программа выпуска изделий.

Из расчёта видно, что при заданной программе выпуска получение заготовки штамповкой дешевле, нежели заготовки из прутка. Чертеж заготовки представлен в графической части работы ТПЖА 731000.714-02.

Важным показателем метода получения заготовки является коэффициент использования материала Ки.м.:

, (1.10)

где К _и.м. - коэффициент использования материала. К_и.м. 0,6,

m_дет - масса детали,

m_заг - масса заготовки,

0,74 > 0,6 -условие выполняется.

1.4 Обоснование выбора черновых и чистовых баз

При механической обработке заготовок на станках требуется определить положение детали (ориентирование относительно режущего инструмента и станка). Данная задача решается назначением соответствующих установочных баз. Установочные базы для механической обработки разделяются на черновые и чистовые.

Черновые установочные базы применяются на первой операции, когда деталь устанавливается на поверхности, полученные литьём или штамповкой. При этом учитывают правила:

1 черновые установочные базы должны быть использованы только один раз, обеспечивая получение чистовых баз;

2 в качестве черновой базы используется поверхность, которая остается в черном виде или с которой требуется снять минимальный равномерный припуск, имеющая наиболее точное расположение в заготовке относительно других поверхностей;

3 черновые базирующие поверхности должны иметь достаточные размеры для обеспечения устойчивой установки детали.

Учитывая эти правила, в качестве черновых баз используются плоскость детали, а также наружная цилиндрическая поверхность (операция 105 техпроцесса ТПЖА.02100.714).

Рисунок 2 - Черновые базы, используемые на первой операции

· чистовые установочные базы применяются для установки детали на всех последующих операциях. При этом учитывают правила:

1 в качестве установочной базы должны служить поверхности, от которых координируются размеры (принцип совмещения баз);

2 на всех операциях использовать одни и те же базовые поверхности (принцип постоянства баз);

3 в качестве чистовых установочных баз использовать только обработанные поверхности и желательно более точные, иметь достаточные размеры для обеспечения устойчивой установки детали.

Рисунок 3 - Чистовые базы, используемые на 110 операции

Рисунок 4 - Чистовые базы, используемые на 115 операции

Рисунок 5 - Чистовые базы, используемые на 120 операции

Рисунок 6 - Чистовые базы, используемые на 125 операции

Рисунок 8 - Чистовые базы, используемые на 135-155 операциях

1.5 План обработки поверхностей принятого технологического процесса обработки детали

При разработке технологического процесса механической обработки нужно выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки и большое разнообразие станков позволяют создать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление деталей, полностью отвечающих требованию чертежа.

Принятый технологический процесс обработки детали "Вал промежуточный" является наиболее оптимальным, так как позволяет с высокой производительностью и низкой себестоимости обрабатывать все необходимые поверхности детали с выполнением требований чертежа детали.

В данном случае при разработке технологического процесса из-за конструктивных особенностей детали выбор схем обработки напрямую зависит от технологических возможностей оборудования, а выбор оборудования в основном обусловлен серийностью производства, поэтому принятый технологических процесс обработки детали базируется на станках имеющих наибольшую производительность, необходимые технические характеристики и меньшую стоимость обработки.

На 105 операции технологического процесса производится подготовка первого комплекта чистовых баз (фрезерование двух торцов детали в размер 344_-0,8 и центровка двух базовых отверстий Ш4h12). На 110 операции технологического процесса производится чистовая обработка торцевых поверхностей вала (шлифование двух торцов в размер 343h12). На 115 операции технологического процесса производится обработка основных цилиндрических поверхностей вала: получистовая обработка двух ступеней вала соответственно в размеры Ш40,2h9, Ш35,2h9, Ш50h14 а также снятие фаски: 2,0х45є. Производится также подрезка торцов ступеней вала в размер: 220±0,25.

На 120 операции технологического процесса производится обработка основных цилиндрических поверхностей вала: получистовая обработка ступеней вала соответственно в размеры Ш27,2h9, Ш39,2h9, Ш31,2h9, Ш40,2h9 а также снятие фаски 2,0х45є и двух фасок 2,5х45є и точение трёх канавок 3±0,15 канавочными резцами. Производится также подрезка торцов ступеней вала в размер 137±0,5, 26±0,2, 48±0,3.

На 125 операции технологического процесса производится последовательное фрезерование двух шпоночных пазов 10P9 в размер 30Н14^+0,52, 80Н14^+0,74 концевой фрезой.

На 135 операции технологического процесса производится окончательная обработка (шлифование) шейки вала в размер 27h6_(-0,013), на круглошлифовальном станке.

На 140 операции технологического процесса производится окончательная обработка (шлифование) шейки вала в размер 31h6_(-0,016), на круглошлифовальном станке.

На 145 операции технологического процесса производится окончательная обработка (шлифование) шейки вала в размер 39k6, на круглошлифовальном станке.

На 150 операции технологического процесса производится полседовательная окончательная обработка (шлифование) двух шеек вала в размер 40k6, на круглошлифовальном станке.

На 155 операции технологического процесса производится окончательная обработка (шлифование) шейки вала в размер 35k6, на круглошлифовальном станке.

Проектируемый вариант технологического процесса обработки детали "Вал промежуточный" приведен более подробно в комплекте технологической документации ТПЖА.02100.714 01.

1.6 Обоснование выбора станков для каждой операции

Наиболее важная задача, возникающая при разработке технологического процесса применение новых методов обработки, производительного оборудования и режущего инструмента, используя принципы дифференциации или концентрации операций разработать наиболее подходящий технологический процесс.

Методы окончательной обработки всех поверхностей заготовки и методы выполнения промежуточных операций определяют исходя из требований, предъявляемых к точности и качеству готовой детали, с учетом характера исходной заготовки, свойств обрабатываемого материала и метода обработки.

Для обработки детали на операциях 105 - выбирается фрезерно-центровочный мод. 2Г942. Станок предназначен для двустороннего фрезерования и зацентровки торцов деталей типа валов. Оба торца фрезеруют одновременно, а затем одновременно зацентровывают. Такая технология позволяет обеспечить параллельность торцов между собой и перпендикулярность центровых отверстий к этим торцам, что очень важно при последующей обработке валов. Изготовление детали происходит за ряд последовательных переходов.

На рисунке 9 приведен фрезерно-центровочный мод. 2Г942 и его краткая техническая характеристика.

Рисунок 9 - Фрезерно-центровочный мод. 2Г942

Для обработки детали на операциях 110 - выбирается торце шлифовальный двухсторонний станок мод. 3Б153Т. Станок предназначен для одновременного шлифования двух противоположных торцев детали. Оба торца шлифуются одновременно.

На рисунке 10 приведен торце шлифовальный двухсторонний станок мод. 3Б153Т и его краткая техническая характеристика.

Рисунок 10 - Торце шлифовальный двухсторонний станок мод. 3Б153Т

Для обработки детали на операции 115 и 120 - выбирается токарный станок с ЧПУ мод. SLТ240HS.

Станок предназначен для прецизионных токарных операций в патроне последовательно несколькими инструментами в автоматическом цикле при ручной загрузке и выгрузке заготовок. Область применения станка - серийное и мелкосерийное производства.

На рисунке 11 приведен токарный станок модели SLТ240HS и его краткая техническая характеристика.

Рисунок 11 - Токарный станок с ЧПУ модели SLТ240HS

Для обработки детали на операции 125 - выбирается шпоночно - фрезерный станок мод. 692Д. Станок предназначен для обработки шпоночных пазов мерными и немерными фрезами шириной от 4 до 25 мм и глубиной до 26 мм.

Ниже на рисунке 12 приведен данный станок и его краткая техническая характеристика.

Рисунок 12 - Шпоночно - фрезерный станок мод. 692Д

На 135-155 операциях используется круглошлифовальный станок мод. 3Е153. Станок предназначен предназначен для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей в условиях серийного производства. Шлифование производится в неподвижных центрах ниже на рисунке 13 изображен данный станок.

Рисунок 13 - Круглошлифовальный станок мод. 3Е153

1.7 Расчёт и назначение межоперационных припусков на обработку поверхности 31h6_(-0,016)

При проектировании технологического процесса механической обработки, допустимо установить оптимальную величину слоя металла, который обеспечивает заданную точность и качество поверхности. Под припуском понимается слой металла, удаляемый с поверхности заготовки с целью достижения заданных свойств и точности обработанной поверхности. Расчет припусков на обработку шейки ведется путем составления таблицы 4, в которую последовательно записывается технологический маршрут обработки отверстия и все значения элементов припуска.

Суммарное значение R_Z и Т, характеризующее качество поверхности штампованных заготовок, составляет соответственно 160мкм и 260мкм.

Определяется суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:

, (1.11)

где _кор - величина коробления вала, мкм;

_см - величина смещения вала, мкм.

Величину коробления следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом его сечении, поэтому:

, (1.12)

где _к=0,5…0,6 - удельная кривизна заготовки;

d=31 мм - диаметр обрабатываемого вала;

L=83 мм - длина обрабатываемого вала.

Таким образом, величина коробления равна:

.

Величина смещения _см равна 0,15мм, так как заготовка получается штамповкой.

Таким образом, суммарное значение пространственного отклонения заготовки составит:

.

Качество поверхности после каждого перехода, а также результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Таблица 4 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на 31h6_(-0,016)

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Zmin,	Принятый припуск, мкм	Расчетный номинальный размер, мм	Допуск, мкм	Предельные номинальные размеры, мм	Предельное значение припуска, мкм
	Шероховатость	Дефектный слой	Пространственная погрешность	Погрешность установки,					Наибольший	Наименьший	Наибольший	Наименьший
	RZ	T		у
Заготовка	160	260	156,3	-	-		34,298	1200	34,298	33,098	-	-
Точение черновое	40	80	15,63	7,52	2•602	2404	31,894	250	31,894	31,644	2654	1204
Точение чист	20	40	9,37	5,64	2•137	524	31,37	100	31,37	31,27	624	274
Точение тонкое.	2,5	25	6,25	3,76	2•70	240	31,13	62	31,13	31,068	302	140
Шлифова-ние	1,25	5	3,12	1,9	2•34	130	31,0	16	31,0	30,984	146	68
Итого		3726	1686

Далее определяется величина остаточного пространственного отклонения после механической обработки

, (1.13)

где k_у=0,1 - коэффициент уточнения формы при черн. точении;

k_у=0,06 - коэффициент уточнения формы при чист точении;

k_у=0,04 - коэффициент уточнения формы при тонком точении;

k_у=0,02 - коэффициент уточнения формы при шлифовании.

Тогда остаточного пространственного отклонения составляет

,

,

Определяется погрешность установки при черновом точении

, (1.14)

где е_б - погрешность базирования, е_б=0 мкм (т.к обработка производится в центрах);

е_З - погрешность закрепления, е_З=80мкм;

е_пр - погрешность положения заготовки, е_пр=50 мкм.

Тогда погрешность установки при черновом точении:

Остаточная погрешность установки при п/чистовом точении

(1.15)

Остаточная погрешность установки при чистовом точении

 (1.16)

На основании записанных в таблице данных производится расчет минимальных значений межоперационных припусков, пользуясь основной формулой:

, (1.17)

,

,

), (1.18)

где i, i-1- обозначение данного и предшествующего переходов.

Минимальный припуск под черновое точении:

- чистовое:

- тонкое:

-шлифование:

,

,

,

.

Графа "Расчетный номинальный размер" заполняется с конечного (чертежного) размера последовательным сложением расчетного максимального припуска каждого технологического перехода.

Расчетный диаметральный размер для чернового, п/чист и чистового точения, шлифования и заготовки соответственно равен:

D_шлиф=D_дет =31,0 мм;

D_{точен.тонк}= D_дет +=31,0+0,130=31,130 мм;

D_{точен. чист}= D_тонк +=31,130 + 0,240 =31,37мм;

D_{точен. черн}= D_чист +=31,37 + 0,524 =31,894мм

D_заг=D _п/чист +=31,894 + 2,404 =34,298 мм.

В графе "Предельный номинальный размер" наибольшее значение получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода. Наибольшие предельные размеры определяются из наименьших предельных размеров сложением допусков соответствующих переходов.

Наименьшие предельные размеры соответственно равны:

D_{min шлиф} = 30,894 + 0,016=31,0 мм;

D_{min тонк} = 31,068 + 0,062=31,13 мм;

D_{min чист} =31,27 + 0,100=31,37 мм;

D_{min черн} = 31,644 + 0,250=31,894 мм;

D_min = 33,098 + 1,2=34,298 мм.

Минимальные предельные значения припусков, равны разности наименьших предельных размеров, предшествующего и выполняемого переходов, а максимальные значения, соответственно, разности наибольшего и наименьшего предельных размеров.

Максимальные предельные значения припусков соответственно равны:

Общие припуски:

2Z_omin=68+140+274+1204=1686 мкм,

2Z_omax=146+302+624+2654=3726 мкм.

Маршрут обработки: трёхкратное точение и шлифование:

Рисунок 14 - Схема расположения припусков и допусков при обработке двухсторонней поверхности (вал) за четыре перехода

1.8 Расчет операционных размеров

При простановке размеров на операционных эскизах необходимо, что были размеры, соединяющие обрабатываемые поверхности с установочными базами. Но не всегда такие размеры предусмотрены чертежом детали, поэтому возникает необходимость расчета размерных цепей.

Схема для расчета размерной цепи представлена на рисунке 15.



Рисунок 15 - Схема для расчета размерной цепи

Расчет производится по следующим формулам:

Z_min105-1 = Z_min105-2 = 1,8 мм - минимальные припуски (в миллиметрах, на сторону) на механическую обработку поковок (штамповок) (по ГОСТ 7505-89) учитывая исходный индекс (10)

Z_min110-2 = 0,4 мм, Z_min110-1 = 0,4 мм;

Lдет = 343h12-0,57 =342,715±0,285,

ТА110=0,57мм;

ТА105=0,800 мм;

А₁10= Lдет+2·Z105 +2· Zmin110-2 , (1.19)

А₁₁₀-2max=343,0+2·0,4=343,8мм,

А105-2=344,8±0,4=344,2-0,8мм

А₁₀0-1= А105-2+ 2·Zmin105-1, (1.20)

А100-1= 344,2+2·1,8=347,8мм;

А100-1=347,8±0,8=348,6-1,6 ?348,6-1,6 мм.

1.9 Нормирование операций

1.9.1 Выбор смазывающе-охлаждающих технологических средств

Основы выбора смазывающе-охлаждающих технологических средств (СОТС) должны базироваться на том, что с одной стороны, формулируются цели, которые необходимо достичь в результате применения СОТС, а с другой стороны учитываются условия выполнения операций обработки резанием, как создающие предпосылки для реализации физико-химических и функциональных свойств СОТС.

Основные цели применения СОТС следующие:

- повышение технологических показателей выполнения операций обработки резанием;

- повышение экономических показателей выполнения операций обработки резанием;

- улучшение условий труда путем уменьшения содержания металлической пыли в атмосфере цеха при обработке деталей, а также улучшение стружкозавивания и стружкоотвода.

В соответствии с рекомендациями по выбору СОЖ для различных операций механической обработки для рассматриваемого техпроцесса целесообразно применить Эмульсол ЭГТ ТУ 38.101149.

Эмульсия Эмульсол ЭГТ ТУ 38.101149 имеет одинаковые технологические свойства с лучшими зарубежными синтетическими и эмульсионными смазочно-охлаждающими технологическими средствами. При использовании этой эмульсии стойкость инструмента увеличивается в три раза по сравнению со стойкостью при обработке без СОТС. Причем, распыление СОТС в зоне резания увеличивает стойкость инструмента в пять раз. Данная эмульсия успешно применяется на заводах.

1.9.2 Расчет режимов резания

Исходные данные для расчета режимов резания: материал Сталь 45 ГОСТ 1050-94, обработка ведется на фрезерно-центровочном станке модели 2Г942.

Расчет режимов резания производится для фрезерования размера 344-0,8.

Исходные данные:

Глубина резания t=0,75 мм

Ширина фрезерования В=40мм

Подача S=0,1 мм/зуб

Диаметр фрезы 60 мм, количество зубьев z=8, материал фрезы Т5К10.

Скорость резания определится по формуле:

, (1.21)

где Сv=232,

x=0,3,

y=0,4,

m=0,25,

p=0,

q=0,2,

u=0,2,

Т=180 мин. - период стойкости инструмента (фреза T5К10)

Kv - суммарный коэффициент, учитывающий условия обработки.

Кv = Kмv•Kпv•Kuv, (1.22)

где Kмv- коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала, Kмv=0,8

Kпv- коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности, Kпv=0,85

Kuv- коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала, Kuv=0,7

Кv=0,8•0,85·0,7=0,47

.

Число оборотов шпинделя

, (1.23)

Принимается число оборотов n= 450об/мин,

Уточняется скорость резания

,

Сила резания определится по формуле

, (1.24)

где Ср=825,

х=1,

y=0.75,

q=1,3,

w=0,2,

u=1,1

Кр - коэффициент, учитывающий фактические условия резания., определяется по формуле:

, (1.25)

Кр=0,95•0,89•1•1=0,84,

Н. (1.26)

Крутящий момент

Н•м, (1.27)

Мощность резания определится по формуле:

N = кВт, (1.28)

Nст=Nдв•з=30•0,8=24кВт

24?1,8

Для остальных переходов и операций режимы подбираются по справочникам: для обработки резанием используется справочник /3/, для определения времени - /4/, режимы резания приведены в технологическом процессе ТПЖА.02100.714.01.

1.9.3 Нормирование операций

Исходные данные:

Наименование операции: фрезерно-центровочная №105.

Наименование станка - фрезерно-центровочный модели 2Г942.

Наименование детали - Вал промежуточный.

Обрабатываемый материал, масса детали- Сталь 45 ГОСТ 1050-94,

Масса детали - 3,5 кг.

Способ установки - приспособление спец.

Условия организации труда - централизованная доставка на рабочее место заготовок, инструмента, приспособлений и документации, сдача их после обработки партии деталей, получение инструктажа до начала обработки деталей.

Количество инструментов в наладке - 2:

Фреза торцовая 60, (2) ГОСТ 22087-76, z=8, Т5К10;

Сверло центровочное 4 ГОСТ 14952-75, Р6М5.

Содержание операций по переходам:

001 Фрезеровать поверхн 1, и поверхн. 2 одновременно;

002 Центровать отв. 3 и отв. 4 одновременно.

Годовая программа выпуска 15 000 шт.

Норма штучного времени:

Тш= (То+Тв)•(1+(аорг+атех+аобс)/100), (1.29)

где Тш- норма штучного времени;

То- оперативное время;

То=1,6 мин (определено по нормативам);

Тв - вспомогательное время.

Тв=Твуст+Твоп+Твизм, (1.30)

где Твуст- время на установку / снятие детали Твуст= 1,0 мин.

Твоп- время связанное с переходом

Твизм- время на измерение.

Твоп=0,5+0,06+0,14+0,3=1,0 мин,

где 0,5 - установить деталь в приспособлении;

0,06 - включить станок;

0,14 - включить/выключить местное электроосвещение;

0,3 - проверить закрепление режущего инструмента в резцедержателе;

Твизм=0,29+0,22+0,14+0,19+0,16=1,0 мин,

где 0,29 Скоба 345 _-0,8;

0,22 шаблон 222,6(±0,5);

0,14 Пробка 4Н12^+0,12;

0,19 шаблон 8,5H14^+0,25;

0,16 шаблон 7,7±0,2;

Тогда вспомогательное время составит:

Тв=1,0+1,0+1,0=3,0 мин.

Атех +Аорг+Аотл=14%.

Находится норму штучного времени

Тшт=(1,6+3,0)•(1+14/100)=5,24 мин.

Определяется норму штучно-калькуляционного времени

Тшт-к=Тшт+Тпз/n, (1.31)

где Тпз - подготовительно-заключительное время

n - количество деталей в партии n=60 шт.

Тпз=Торг+Тн+Тпр, (1.32)

где Торг - время наладки

Тпр - время на пробную обработку, Тпр =6,0 мин,

Торг = 4+1+2=7 мин,

где 4 мин. - получить вспомогательный инструмент, контрольно-измерительный инструмент, приспособление и сдать их после обработки.

1 мин. - ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки.

2 мин.- инструктаж мастера.

Тн=0,1+1,5 =1,6 мин,

где 0,1- установить исходные режимы работы станка;

1,5- установить и снять режущий инструмент в резцедержатель;

Тпз=7+1,6+6,0=14,6 мин.

Тогда штучно-калькуляционное время составит

Тшт-к=5,24+14,6/60=5,48.

1.10 Определение ожидаемой суммарной погрешности

Оценка ожидаемой погрешности на чистовую обработку (шлифовальная обработка) вала 31h6_(-0,016) определится по формуле:

, (1.33)

где _упр - погрешность, связанная с колебанием упругих отжатий системы, мкм;

_изн - погрешность вызванная износом, мкм;

_ст - погрешность, связанная с геометрической неточностью станка;

_тепл - погрешность, вызванная тепловой деформацией;

_з - погрешность закрепления;

_см - погрешность смещения центра группирования относительно настроенного размера;

_изм - погрешность измерения.

Погрешность вызванная износом режущего токарного инструмента определяется по формуле

_изн = , (1.34)

где L - длина пути резания резания, мм

u₀ - относительный (удельный) износ на 1000 м пути резания.

Для обработки деталей из стали резцом с пластиной из твердого сплава Т15К6 может быть выражена формулой

u₀ = 107 · 10^-6 · Т^0,87 ·v^2,12, (1.35)

L=Lд+Lн, (1.36)

где Lн=1000

Т - стойкость, мин, Т=60;

v - скорость резания, м/мин, v=395/

Длина пути резания L_N для партии заготовок N, обрабатываемых в период между подналадками станка

L_N= Lд·N, (1.37)

где N - количество деталей в партии, шт N=60;

Lд - Длина пути резания при точении одной заготовки.

Lд=, (1.38)

L= L_N+ Lн, (1.39)

Но так как ожидаемая суммарная погрешность рассчитывается на окончательную операцию (шлифование), то в достаточной степени обобщенных зависимостей размерного износа инструмента (шлифовального круга) от указанных факторов нет. Поэтому часто, определяя размерный износ для обрабатываемой партии деталей при шлифовании, исходят из ориентировочных значений относительного износа или задаются допустимым для данного вида обработки размерным износом инструмента _изн = 5мкм.

_упр=W·(P_max-P_min), (1.40)

где W - податливости системы;

Податливости системы определяется по формуле:

W _сист= W _ст+ W _ри+ W _ви+ W _заг+ W _пр, (1.41)

где W _ст - податливость станка;

W_ри - податливость инструмента;

W _ви - податливость вспомогательного инструмента, мм, W _ви=0;

W _заг - податливость заготовки, мм, W _заг=0;

W _пр - податливость приспособления, мм, W _пр=0.

, (1.42)

где n=0,4; y=0,75; x=0,9; Cp=540; S=0,25; t=0,25; K=0,83 /1/

t_max=(31,2-30,984)/2=0,108мм; V=400м/мин.

t_min=(31,138-31,0)/2=0,069мм; V=400м/мин.

Н,

Н.

Максимальная податливость системы:

W_сист=W_ри+W_ст, (1.43)

где W_ри- податливость инструмента

, (1.44)

, (1.45)

где Е - модуль упругости (для стали E=200000 МПа);

I- осевой момент инерции цилиндрической оправки круглого сечения, на которой закреплен шлифовальный круг I=0,05·d⁴мм⁴ , d - диаметр оправки d=32мм;

l - длина вылета инструмента, мм; l =100 мм.

мм⁴

,

мкм/кН.

Wст=У/[Р], (1.46)

где У=100 мм - перемещение;

[Р]=2500Н - предельное значение силы.

Wст=100/2,500=40 мкм/кН.

Минимальная податливость системы:

Wсист=40+0,031?40,031мкм/кН,

упр=40,031·(118,1-78,9)=1,56 мкм.

Погрешность, связанная с геометрической неточностью станка определится по формуле:

ст=С_mL_m/L, (1.47)

где L_m=83 мм - длина обрабатываемой поверхности,

L=3d=3·31=93мм- длина на которой нормируется,

d-диаметр обрабатываемой поверхности,

С_m=10 мкм - допускаемое отклонение от параллельности оси центров и оси шлифовального круга в плоскости выдерживаемого размера L.

_ст=1083/93=8,9 мкм.

Погрешность, вызванная тепловой деформацией определяется по формуле:

_тепл=B(_ст +_упр +_изн), (1.48)

В=0,1 - погрешность, учитывающая характер обработки

_тепл=0,1(8,9+1,56+5)=1,54 мкм.

Принимается погрешность закрепления =5 мкм ;

При выборе погрешности на измерение необходимо учесть, то что она не должна превышать допустимую погрешность измерения:

, (1.49)

где [_изм]=10 мкм - предельная допустимая погрешность измерения

Принимается значение _изм=2 мкм (обеспечивается путем применения точного измерительного прибора).

Погрешность смещения центра группирования от изначально настроенного размера определяется по формуле:

, (1.50)

где - мгновенное поле рассеивания размеров, мкм

m = 4 - количество пробных деталей.

Мгновенное поле рассеивания определяется по формуле:

, (1.51)

мкм,

мкм.

Ожидаемая суммарная погрешность, мкм

мкм.

Обработка размера считается выполнима, если выполняется следующее условие: Т_{размера}>, где Т_{размера} -допуск размера,

16>15,9 мкм,

Условие выполняется, значит возможна обработка с заданной точностью.

1.11 Определение загрузки станков и требуемого количества оборудования

Правильный выбор оборудования определяет его рациональное использование во времени. При выборе станков для разработанного технологического процесса этот фактор должен учитываться таким образом, чтобы исключить их простои, то есть нужно выбирать станки по производительности.

Коэффициент загрузки определяется по формуле, согласно /1/

(1.45)

где расчетное количество станков, шт;

принятое (фактическое) число станков, шт.

В свою очередь расчетное количество станков определяется по формуле

(1.46)

где такт выпуска, 7,84мин;

штучное время (берется из ТП), мин

Ниже в таблице 1.5 приведено пооперационное время

Таблица 1.5 - Пооперационное время, мин

	Тo	Тв	Тпз	Тшт
105	1,6	3,0	14,6	5,24
110	5,06	2,72	3,85	8,41
115	4,1	0,87	3,9	5,12
120	2,33	0,6	6,9	3,28
125	4,08	0,62	1,3	5,73
135	4,16	1,72	1,85	6,3
140	3,45	1,2	4,5	4,72
145	2,98	1,2	4,5	3,35
150	3,15	1,2	4,5	4,48
155	3,20	1,2	4,5	4,8

Коэффициент использования оборудования по основному (технологическому времени) свидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка

(1.47)

Результаты расчетов коэффициентов по операциям технологического процесса сведены в таблицу 1.6.

Таблица 1.6 - Требуемое количество оборудования

Номер операции
105 110 115 120 125 135 140 145 150 155	0,07 0,14 0,09 0,06 0,10 0,11 0,21 0,35 0,41 0,38 0,37	0,07 0,14 0,09 0,06 0,10 0,11 0,21 0,35 0,35 0,38 0,37	0,52 0,60 0,80 0,71 0,71 0,66 0,65 0,72 0,66 0,70 0,69	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Заключение

В данной курсовой работе была разработана технология изготовления детали "Вал промежуточный". Назначены режимы резания и нормы времени на переходы и операции в соответствии с заданием, приведены расчеты режимов резания и норм времени на поверхность, на остальные операции режимы назначены по нормативам. Графическая часть выполнена в полном объеме.

вал шероховатость припуск заготовка

Библиографический список

1. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /Под общей ред. А. Ф. Горбацевича. - Минск [Текст]: Вышэйшая школа, 1975.-288 с.

2. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. /Под ред А.Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - М.; Машиностроение, 1985. - Т.1, 656 с.; Т.2, 496 с.

3. Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник [Текст]: В 2-х т. /А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др.- М.: Машиностроение, 1991.-Т.1, 640 с.; Т.2, 304 с.

4. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно - заключительного для технического нормирования станочных работ [Текст] : Массовое производство - М.: Машиностроение, 1974. - 422 с.

5. Кувалдин Ю.И. Расчет припусков и промежуточных размеров при обработке резанием: Учебное пособие для практических занятий, курсового и дипломного проектирования / Ю.И.Кувалдин, В.Д.Перевощиков. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2004. - 126 с.

Размещено на Allbest.ru