Разработка механической обработки детали "Днище"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Продукция машиностроения занимает значительную часть от общего объёма промышленной продукции, выпускаемой в РФ, что свидетельствует о стратегической важности отрасли для народного хозяйства страны. От уровня машиностроения зависят важнейшие удельные показатели ВВП: материалоёмкость, энергоёмкость, производительность, уровень экологической безопасности, обороноспособность и т.п.

Для дальнейшего развития отрасли требуется разработка новых технологий, постоянное совершенствование традиционных и поиск новых эффективных методов обработки. Также следует отказаться от консерватизма при решении технологических задач, необходимо шире и смелее применять и внедрять новейшие разработки, не только машиностроения, но и таких отраслей промышленности как химическая, атомная, кибернетика, авиация, экономика и т.д.

В курсовом проекте планируется разработать технологический процесс механической обработки детали «Днище» с применением производительного оборудования, оснастки. Для формообразующей операции планируется применить высокоточное оборудование, а именно станки с ЧПУ, так как станки с ЧПУ имеют более высокую производительность (в 2-5 раз выше по сравнению с аналогичными станками с ручным управлением). Подготовка производства переносится в сферу инженерного труда, что снижает потребность в высококвалифицированных рабочих-станочниках. Благодаря централизованной подготовке УП и более простой, и универсальной технологической оснастке значительно сокращаются сроки перехода на изготовление новых деталей. Со-кращается продолжительность цикла изготовления деталей и уменьшается запас незавершённого производства.



1. Общие сведения

1.1 Общие сведения о детали. Описание конструкции

Проектируемая деталь «Днище» относится к классу «не тела вращения» под массу «корпусные детали». Деталь «Днище» - это элемент корпусных, ёмкостных несущих устройств - нижняя часть корпусов с элементами для установки (например, на фундаменте) и элементами для закрепления (или без них) различных форм и размеров.

Конструкция детали состоитиз следующих конструктивных элементов, показанных на рисунке 1:

? двух гладких цилиндрических поверхностей1,2;

? двух плоскостей центрально-ступенчатого отверстия 3,4;

? двух резьбовых крепежных отверстий 5,6;

? двух торцов 7,8;

? двух фасок 9,10;

? двух плоскостей 11,12;

Рисунок 1. Эскиз детали «Днище»

Рабочими поверхностями являются центральное ступенчатое отверстия, позициями3,4 так как они обладают высокими качественными показателями и высоким квалитетом точности, принимают участие в работе изделия.

Вспомогательными поверхностями являются гладкие цилиндрические поверхности 1,2. Они определяют положение других изделий, присоединяемых к рассматриваемому чертежу.

Свободными поверхностями являются поверхности 11,12 не сопрягаемые с поверхностями других деталей в процессе работы. Эти поверхности создают конструктивную форму, не требуют высокой точности.

Базовыми поверхностями являютсяось детали иторцы7,8. Они определяют положение изделия относительно других изделий в механизме и при изготовлении обрабатываются первыми.

Фаски 9,10 служат для обеспечения безопасности рабочего в процессе обработки, облегчения установки детали, создают конструктивную форму.

1.2 Анализ технических требований

Конструкция детали «Днище» предъявляются достаточно высокие технические требования. Чертёж дает полное представление о конфигурации, конструкции, размерах, их точности, формы, материале и его свойствах и соответствует стандартам на оформление конструкторской документации и частности чертежей (ГОСТ 2.307-68, ГОСТ 2.305-68) имеющиеся на чертеже видов проекций размеров, выносных элементов поле чертежа достаточно для общего вида изделия.

Имеющихся на чертеже видов проекции размеров, выносных элементов в поле чертежа достаточно для определения общего вида изделия.

Деталь «Днище» изготавливается из стали 40Х ГОСТ 4543-71. На чертеже достаточно информации о материале и способе получения заготовки. Самые высокие требования по точности и качеству предъявляются внутренней цилиндрической поверхности 200 мм по 9-му квалитету точности и шероховатостью по Ra =1,25 до Ra =12,5 мкм.

Конструкция детали «Днище» предусматривает внутреннюю резьбу M195x2-6H с шагом резьбы 2 мм по степени точности 6Н и шероховатостью основных сторон Ra =3,2.

В конструкции детали предусмотрены размеры без обозначения допусков - это означает, что заданные размеры выполняются по 14 квалитету точности. Это оговаривается записью в технических требованиях чертежах: общие допуски по ГОСТ 308933.1-2002 H14, h14, IT14/2

Поверхности, на которых не указаны значения шероховатости выполняются по Ra=12,5 оговаривается в правом верхнем углу чертежа. Кроме того, в технических требованиях задано требование по термической обработке 50…56 HRC.

К поверхностям требований по формеи расположению не предъявляются, следовательно, значения их находятся в поле допуска на размер поверхности. Масса детали - 24 кг.

1.3 Материал детали и его свойства

Деталь «Днище» изготавливаются из легированной, конструкционной стали 40Х ГОСТ 4543-71. Химический состав и механические свойства стали сводятся в таблицу 1 и 2.

Таблица 1. Химический состав стали 40Х ГОСТ 4543-71

С, %	Si, %	Mn, %	Ni, %	S, %	P, %	Cr, %	Cu, %	Fe, %
0,36 - 0,44	0,17 - 0,37	0,5 - 0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8- 1,1	до 0,3	~97

где С - углерод, Si - кремний, Mn - марганец, Ni - никель, S - сера, Р - фосфор, Cr - хром, Cu - медь, Fe - железо.



Таблица 2. Механические свойства стали40Х ГОСТ 4543-71

ув, МПа	у0,2, МПа	д5,5(%)	Ш, (%)	KCU, (кДж / м2)	НВ
980	780	10	45	59	250

гдеу_в - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), Мпа;

у_0,2 - предел текучести условный, МПа;

у_0,05 - предел упругости, МПа;

ш - относительное сужение, %;

KCU - ударная вязкость, [кДж / м2];

HB - твёрдость по Бринеллю.

Сталь 40Х - трудно свариваемая, для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции:

- подогрев до 200-300 град. при сварке

- термообработка после сварки - отжиг

Сталь 40Х флокеночувствительна и склонна к отпускной хрупкости.

Из данной стали изготавливается изделия, как плунжеры, оси, кольца, вал-шестерни, коленчатая и кулачковые валы, болты, полуоси, втулки, рейки, оправки, валы и другие нужные детали. Заменителями стали 40Х являются марки 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР.



2 Технологический раздел

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность - это совокупность свойств в конструкции, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации, техническом обеспечении и ремонте для заданных показателей качества, объёма выпуска и условий выполнения работ.

Анализ технологичности конструкции детали «Днище» проводитсяс двумя методами: качественная оценка и количественная.

Деталь изготовлена из стали 40Х ГОСТ 4543-71. В состав данного материала не входят труднодоступные, дорогостоящие и драгоценные металлы.

Самые высокие требования заданы к внутренней цилиндрической поверхности диаметром 200 по 9-му квалитету точности. Заданную конструктором точность, возможно, обеспечить на серийно выпускаемом оборудовании нормальной точности, атакже для этой детали, возможно, применить высокопроизводительные методы обработки. В конструкции детали не выявляются труднодоступные для обработки поверхности.

В конструкции детали предусматривается возможность совмещения технологических и измерительных баз при обеспечении размеров, оговоренных допусками. Для механической нет необходимости дополнительных технологических операции для обеспечения заданной точности и шероховатости. Указанные на чертеже отклонения размеров, шероховатости, пространственные отклонения геометрической формы и взаимного расположения связаны с геометрическими погрешностями станков. Все размеры, возможно, измерить непосредственно при механической обработки и после.

Значительные трудности вызывает обработка крепёжных отверстий, так как они расположены близко относительно друг друга и одновременная их обработка на многошпиндельных станках невозможно. Ряд крепёжных отверстий расположен внутри отливки в труднодоступных для инструмента местах, что затрудняет процесс обработки. Вести обработку на проход не допускается, и обрабатывать несколько деталей одновременно невозможно.

Затруднительна обработка внутренней поверхности 3,4, так как они расположены внутри детали и нет свободного доступа и выхода инструмента.

Оси отверстий располагаются перпендикулярно базовой плоскости детали. Глухие отверстия требуют точного установа инструмента для выдерживания глубины отверстия, а при нарезании резьбы применения несколько резцов.

Отливка довольна проста по конфигурации, но требуют применения стержневой формировки для образования внутренних полости.

Заготовка - поковка, может быть получена рациональным методом учитывая экономические факторы

Многие поверхности обрабатываются и проходными резцами. Диаметральные размеры детали «Днище» убывают к концам вала.

Конструкция детали достаточно жёсткая.

Данные конструкторского анализа деталей по поверхностям заносятся в таблицу 3.

Таблица 3. Конструкторский анализ детали по поверхностям

Наименование поверхности	Количество поверхностей	Количество унифицированных элементов	Квалитет точности	Параметры шероховатости, мкм, Ra
Гладкая цилиндрическая поверхность	2	2	IT 11	Ra 1,6
Центральное ступенчатое отверстие	2	-	IT 9	Ra 3,2 Ra 1,25
Резьбовое крепленое отверстие	2	2	IT 9	Ra 3,2
Торцы	2	-	IT 14	Ra12,5
Фаски	2	2	IT 14	Ra 12,5
Плоскости	2	-	IT 14	Ra 6,3
Итого:	Qэ = 12	Qу.э = 8

Количественная оценка технологичности заключается в определении коэффициентов унификации, использования металла, точности и шероховатости.

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали определяется по формуле:

К_УЭ = Q_УЭ / Q_Э, [1, стр. 47] (1)

где Q_{Э -} количество поверхностей

Q_УЭ-количество унифицированных поверхностей

К_УЭ = 8/12 = 0,6

по этому показателю конструкция детали недостаточно технологична, так как К_УЭ> 0,6

Коэффициент использования материала:

К_ИМ = m_{д /} m_З, [1, стр. 47] (2)

где m_д -масса детали, кг;

m_З - масса заготовки, кг.

К_ИМ = 24/25,2=0,95

Для мелкосерийного производства такой показатель свидетельствует об удовлетворительном показателе использования материала.

Коэффициент точности обработки:



К_ТЧ=1 - (1/А_СР), [2, стр. 47] (3)

где А_СР - средний квалитет точности.

А_СР = (n₁+2n₂+3n₃+ … +19n₁₉)/Уn_i, [2, стр. 47] (4)

n₁ - число поверхностей детали точностью соответственно по 1…14 квалитетам;

А_СР = (2Ч11+4Ч9+6Ч14)/12 = 11,8

К_ТЧ = 1 - (1/11,8)=0,91

так как К_ТЧ > 0,8, то деталь по этому показателю является технологичной.

Коэффициент шероховатости поверхности:

К_Ш = 1/Б_ср, [2, стр. 47] (5)

где Бср - средняя шероховатость поверхности, определяемая в значениях параметра Ra, мкм:

[2, стр. 47] (6)

где n₁; n₂…; n₁₉ - количество поверхностей, имеющих шероховатость, соответствующую данному числовому значению параметра Ra.

Б_СР = (2Ч1,6+2Ч3,2+2Ч1,25+4Ч12,5+2Ч6,3)/12 = 2,47 мкм

К_ш = 1Ч/2,47 = 0,40

Поскольку К_ш<0,32, по этому показателю деталь технологична.



2.2 Выбор вида заготовки и её конструирование

Для изготовления детали «Днище» в качестве заготовки принимается поковка. При этом выбранный способ горячей объемной штамповкой должен обеспечить в полной мере выполнение следующих основных условий:

- заготовка по своим качественным показателям должна соответствовать требованиям нормативно-технической документации.

- заготовка должна иметь минимально-возможные припуски и напуски, относительно высокий коэффициент весовой точности.

В данном разделе способ штамповки будет выбран методом балльной оценки с помощью классификационных индексов: по типу производства, группе материалов, массе, степени сложности, конфигурации.

По известной годовой программе выпуска изделий N = 8000и массе24 кг, следовательно, тип кузнечно-штамповочного производства среднесерийный. Классификационный индекс - СС.

Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 определяется удовлетворительной ковкостью (K?=0,8…2) по таблице 1.4. Классификационный индекс - М2.

Масса проектируемой поковки в первом приближении можно определить по формуле:

m_з = m_д/К_ИМ [2, стр. 26] (7)

К_ИМ - усреднённый коэффициент весовой точности для поковки принимается 0,62.

m_з = 24/0,62 = 38,7 кг

Масса поковки находится в пределах от 16 до 40, следовательно, классификационный индекс - G4.

Степень сложности поковок (индекс С) определяется путем вычисления отношения массы поковки m_з к массе m_Ф геометрической фигуры минимального объёма, в которую вписывается форма поковки.

Степень сложности поковок определяется по формуле:

С= m_з /m_Ф, [2, стр. 36] (8)

гдеm_ф - масса геометрической фигуры, кг;

m_ф= V_ф, [2, стр. 36] (9)

где V_ф - объем геометрической фигуры, см³;

-плотность металла, г/см³;

V_ф=[2, стр. 36] (10)

V_ф=18254 см³

m_ф = 18254 Ч7,85 = 143299 гр 143 кг,

С = 38,7/143 = 0,3

По таблице 1.6 «Степень сложности поковок» находится в пределах 0,32…0,16, следовательно, классификационный индекс - С3.

Классификация по конструктивной форме определяется по таблице 1.7 согласно характеристике конфигурации поковки и эскизу типовых представителей, классификационный индекс - К1.

По сравнительной характеристике производится выбор наиболее оптимальных способов штамповки:

- штамповка на паровоздушных молотах;

- штамповка на кривошипных горящих штамповочных прессах (КГШП);

- штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ);

Предварительный выбор способов штамповки методом балльной оценки.

Определяется суммарное количество баллов по каждому способу штамповки:

Б_сум = а_тБ_т+а_тБ_т+а_уБ_у+а_сБ_с+а_кБ_к, [2, стр. 48] (11)

где а - весовые коэффициенты;

Б - количество баллов (от 0 до 10) в зависимости от исходного параметра и классификационного индекса по таблицам сравнения.

Для штамповки на паровоздушных молотах:

0,25Ч6+0,10Ч7+0,15Ч10+0,30Ч10+0,20Ч5 = 7,7

Для штамповки кривошипных горящих штамповочных прессах:

= 0,25Ч7+0,10Ч10+0,15Ч9+0,30Ч9+0,20Ч6 = 8

Для штамповки нагоризонтально-ковочных машинах:

= 0,25Ч8+0,10Ч9+0,15Ч8+0,30Ч4+0,20Ч8 = 6,9

Окончательный суммарный балл по каждому способу штамповки, учитывая относительную производительность способов и технологическую себестоимость, определяется по формуле:

= Б_сум Ч П / С_т, [1, стр. 100] (12)

где Б_сум - суммарное количество баллов по каждому способов штамповки;

П - относительная производительность способа;

С_т - относительная себестоимость;

Для штамповки на паровоздушных молотах:

= 7,7Ч1/1 = 7,7

Для штамповки кривошипных горящих штамповочных прессах:

=8Ч1,3/0,9 = 11,55

Для штамповки нагоризонтально-ковочных машинах:

=6,9Ч1,25/, 08 = 10,78

Так как для штамповки на КГШП больше чем рассмотренных вариантах, следовательно выбранным способом является штамповка наКГШП. Способ штамповки на КГШП в открытых штампах.

Достоинства КГШП:

- относительно высокая точность поковок. Припуски и допуски могут быть примерно на 30%, а штамповочные уклоны в 1,5-2 раза меньше, чем при штамповке на молотах;

- более высокая производительность - на 30-50% выше, чем на молотах. А с применением средств механизации и автоматизации - выше в 2-2,5 раза;

- безударный характер работы позволяет применять сборные штампы;

- более высокая надежность в эксплуатации;

- себестоимость поковок ниже, чем при штамповке на молотах.

Недостатки КГШП:

- дороговизна пресса (дороже молота в 3-4 раза);

- меньшая универсальность;

- большее количество ручьев;

- более сложная конструкция штампов;

- необходимость очистки заготовок от окалины;

- сложная конструкция, регулировка и эксплуатация штампов;

- невозможность значительного перераспределения металла вдоль оси заготовки.

2.3 Расчёт промежуточных припусков размеров заготовки

В курсовом проекте производится расчет припусков на обработку и промежуточные, предельные размеры поверхности200H9. На остальные обрабатываемые поверхности назначаются припуски допуски по ГОСТ 7505-74.

Заготовка получена штамповкой на КГШП. Группа точности заготовки 2-я, масса 24 кг.

Рисунок 2. Схема установки

Суммарная пространственная погрешность установки определяется по формуле:

_з=[1, стр. 118] (13)

где с_см - погрешность смещения по ГОСТ 7505-74, мм;

с_эксц - погрешность по эксцентричности по ГОСТ 7505-74, мм;

_з2282

Остаточные пространственные отклонения находим по формуле:

₁= 0, 062282 =136, 92137 мкм

₂ = 0, 04137=5, 485 мкм

Расчет минимальных значений припусков определяется по формуле:

2Z_mini = 2 (Rz_i-1+h_i-1+_i-1+е_i) [1, стр. 103] (15)



2Z_min1 = 2 (150+250+2282+0) = 2Ч2682 мкм,

2Z_min2 = 2 (50+50+137+0) = 2Ч237 мкм,

Графа «Расчетный размер» заполняется, начиная с конечного размера путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска на каждом технологическом переходе:

d_рi = d_рi -2z_mini; [1, стр. 118] (16)

d_{рраст.чист}= 200,115 мм,

d_{рраст.черн}= 200,115 - 0,47 = 199,645 мм,

d_{рштамп.}= 199,645 - 5,36 = 194,285 мм.

Наибольшие предельные размеры вычисляют прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру на предшествующем и выполняемом переходах.

dmini = Tdi+dmax, [1, стр. 118] (17)

d_min1 = 194,285 - 4,6= 189,685 мм,

d_min2 = 199,645 - 1,15 = 198,495 мм,

d_min3 = 198,498 -0,115 = 200,0 мм.

Рассчитываются припуски 2Z_мах:

2Z_мах = d_махi-1 - d_мах, [1, стр. 118] (18)

2Z_мax1 = 200,0 -198,495 = 1,505 мм,

2Z_мax2 = 198,495-189,685 = 8,81 мм,

Проверка производится по формуле:

2Z_махi+1 -2Z_mini-1 = д_i - д_i-1, [1] стр. 116 (20)



2Z_мах2 - 2Z_min2= 8,81-5,36= 3,45 мм,

д₁ - д₂ = 2,1-0,52= 1,58 мм,

2Z_мах1 - 2Z_min1= 1,505 -0,47 = 1,035 мм,

д₁ - д₁ = 1,155-0,115 = 1,035 мм,

Все расчёты выполнены правильно, так как условия выполняются. Полученные данные сводятся в таблицу 4 и 5.

Таблица 4. Расчёт припусков и предельных размеров по переходам поверхности

Технологический переход	Элемент припуска, мкм	2Zmin мкм	Расчётный размер dр, мкм	Допуск д, мкм	Предельный размер, мм	Предельные значения припуска, мм
	Rz	h		е				dmin	dмах	2Zmin	2Zмах
Штамповка	150	250	2282	0	-	194,285	4600	194,285	189,685	-	-
Растачивание черновое	50	50	137	0	2Ч2682	199,645	1150	199,645	197,495	5,36	8,81
Растачивание чистовое	20	25	5	0	2Ч237	200,115	115	200,115	200	0,47	1,505
									?	5,83	10,315

Таблица 5. Расчет припусков табличным методом поверхности

Размер на чертеже детали	Точность	Шероховатость	Припуск	Допуск и допускаемые отклонения	Размер на чертеже заготовки
195	h6	Ra 3,2	5
Ш200	h9	Ra 1,25	5
Ш60	h11	Ra 1,6	5
8	h6	Ra 3,2	5
10	h6	Ra 3,2	5
260	h14	Ra 6,3	5
250	h14	Ra 6,3	5
344	h14	Ra 1,6	5
90	h14	Ra 6,3	5

2.4 Маршрутное описание технического процесса

На этом этапе курсового проектирования разрабатывается общий план обработки заготовки, выбирается методы поверхностей обработки, уточняется технологические базы.

Технологический маршрут обработки проектируют на основе выбранного аналога - типового технологического процесса. При разработке маршрута технического процесса разделяется на этапы выполнения в порядке возрастании точности этапа, т.е. от черновых к чистовым. В процессе черновой обработки снимается основная масса металла и обеспечивается взаимное расположение поверхностей. После этой обработки вводят операции термообработки для снятия внутренних напряжений. Целью чистовой обработки является достижение заданной плоскости. Отделочная обработка обеспечивает требуемого шероховатость особо точных размеров.

Маршрут обработки и модели метода обработки и модели технологического оборудования в зависимости от точности и шероховатости сводится в таблицу 6.

Таблица 6. Маршрутное описание технологического процесса

Поверхность	Точность	Шероховатость	Метод обеспечения	Оборудование
Гладкие цилиндрические поверхностиШ60	IT 11	Ra 1,6	Точение черновое Точение чистовое Точение получистовое	1М63
Центральные ступенчатые отверстие Ш200, Ш195	IT 9	Ra 3,2 Ra 1,25	Точение чистовое Точение получистовое Растачивание	СА490 С03
Два резьбовых крепежных отверстий М8х1,25-6Н	IT 9	Ra 3,2	Сверление Зенкерование	2Н125
Торцы	IT 14	Ra 12,5	Фрезерование	МР75М
Фаски 2х45°	IT 14	Ra 12,5	Точение	1М63
Плоскости	IT14	Ra 6,3	Черновое точение Чистовое точение	1М63
Центровые отверстияШ10	IT14	Ra 12,5	Сверление	МР75М

Для механической обработки выбирается следующие оборудования:

- 1М63 - токарно-винторезный станок;

- СА490ЛС03 - токарный станок с ЧПУ;

- 2Н125 - вертикально-сверлильный станок;

- МР75М - фрезерно-центровальный полуавтомат.

2.5 Операционное описание технологического процесса

В процессе разработки операций решается следующий комплекс вопросов: формирование структуры операции, определение последовательности переходов, выбор средств технологического оснащения, расчет режимов резания, назначение состава СОЖ, определение наладочного размера.

Основной задачей этого этапа является составление общего плана обработки детали и описание содержание операций технологического процесса.

Последовательность выполнения операций с определением базирования и кратким содержанием операций сводятся в таблицу 7.



Таблица 7. Операционное описание технологического процесса

Операции, оборудование	Схема базирования и краткие содержание операции
005 Токарная 1М63	1. Подрезать торец, выдерживая размер 91-05 2. Расточить отверстие в размер Ш190+0,5 с подрезкой торца в размер 68+0,5
010 Токарная с ЧПУ СА490ЛС03	1. Подрезать торец, выдерживая размер 90-0,87 2. Расточить ступенчатое отверстие в размер Ш192,9+0,370±0,37 Ш200+0,115 30±0,26 с подрезкой торца 3. Точить канавку, выдерживая размеры Ш196+1, 8+0,36 и угол 45є 4. Нарезать резьбу М195х2-6Н 5. Точить фаску 3х30є, раскатать поверхность Ш200+0,115 до шероховатости Ra 1,25
015 Фрезерно-центровальная МР75М	1. Фрезеровать торцы в размер 344-1,4 2. Сверлить центровые отверстия Ш10+0,36 выдерживая размеры Ш21,2+0,5 и 22,5±0,3
020 Токарная 1М63	1. Обточить последовательно 2 поверхности в размер Ш60,8-0,2 на длине 42±0,3 выдерживая размер 260-1,3 2. Обточить последовательно 2 фаски 2,5х45є с переустановкой детали
025 Сверлильная 2Н125	1. Сверлить отверстие Ш8,7+0,2 под резьбу, выдерживая размеры 10±0,2 2. Нарезать резьбу М10х1,25-6Н
030 Сверлильная 2Н125	1. Сверлить последовательно 2 отв. Ш6,7+0,2 выдерживая размеры 21±0,26; 44±0,3; 12±0,2 2. Снять последовательно 2 фаски 1,5х45є 3. Нарезать резьбу М8х1,25-6Н в 2-х отверстиях на глубину 16+2,5
035 Круглошлифовальная 3М174	1. Шлифовать 2 поверхности выдерживая размеры ; 260-1,3

Технологическая оснастка является переменной частью технологического оснащения. Назначение технологической оснастки - обеспечивать, менять и расширять технологические возможности оборудования, поэтому срок ее службы на один порядок более ниже срока службы оборудования. В данном разделе производится выбор средств ТО применяемая на всех операциях.

Вспомогательный инструмент обеспечивает правильную установку и закрепление режущих инструментов на металлорежущих станках. Он дает возможность выполнять настройку режущих инструментов и обеспечивает взаимозаменяемость режущих инструментов для различных моделей станков. Конструкции вспомогательного инструмента состоит из двух основных частей: базовых для установки на станке и присоединительных для установки режущего инструмента. Режущие инструменты в процессе обработки образует на заготовке поверхности заданной формы. Основное требование к инструменту точность режущих кромок, прилегающих поверхности резания. Измерительные средства комплекс устройства, применяемые для измерения отдельных параметров их регистрации и отчёта.

Перечень технологической оснастки по операциям сводится в таблицу 8.

Таблица 8. Выбор технологической оснастки

Операция	Оборудование
		ВИ	РИ	СК
005 Токарная	1М63	-	Резец 2103-0713 ГОСТ 20872-80 пластина режущая 01114-220408 ГОСТ 19046-80 Резец 2141-0002 ВК4 ГОСТ 18883-73	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89
010 Токарная с ЧПУ	СА490ЛС03	Державка 40-28-168,4 ОСТ2 П15-2-84	Резец 2103-0713 ГОСТ 20872-80 пластинарежущая 01114-220408 ГОСТ 19046-80Резец 2142-0650 ГОСТ 1044-73 Резец 2130-0517 ГОСТ 18874-73	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-89 Нутрометр НИ 200-250-0,1 ГОСТ868-82 Фаскомер специальный
015 Фрезерно-центровальная	МР75М	Оправка 6222-0039 ГОСТ 1375-68 2 шт. Цанга 6113-0801 ГОСТ 17201-71	Фреза Ш160 торцевая 2214-0551 ГОСТ25595-85, пластина Т5К10 03111-120408 ГОСТ 19049-80 Сверло2317-0112 ГОСТ 14952-75	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ 166-80
020 Токарная	1М63	-	Резец 2103-0713 ГОСТ 20872-80 пластина режущая 01114-220408 ГОСТ 19046-80 Резец 2112-0035 ГОСТ 18871-73	Пробка резьбовая8221-0045 6Н ГОСТ 17756-72 ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89
025 Сверлильная	2Н125	Втулка 6100-0091 ГОСТ 13683-85	Сверло Ш8,8 2301-4031 ГОСТ 2092-77 ГОСТ3166-81 Метчик М10х1,25 2621-1431 ГОСТ 3266-81	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89 Пробка резьбовая M10x1,25-6H
030 Сверлильная	2Н125	Втулка 6100-0091 ГОСТ 13683-85	Сверло Ш6,7 2301-0189 ГОСТ10903-77 Зенковка 2353-0083 ГОСТ 14953-80 Метчик М8х1,25 2621-1219 ГОСТ3266-81	ШЦ-1-125-0,1 ГОСТ166-89 Пробка резьбовая М8х1,25-6Н ГОСТ17758-72
035 Кругло- шлифовальная	3М174	Оправка 7150-0350 ГОСТ 18437-73	Круг ПП 500х63х203 25А 6 СМ2 К5 35 м/с ГОСТ 2424-83	Скоба 8102-0203 ГОСТ 18360-93

2.6 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания на обработку детали «Днище» производится двумя методами:

1. Расчетно-аналитический метод рассчитывается по специальным формулам с учетом многих факторов обработки.

2. Опытно-статистический метод рассчитывается по таблицам технических справочников.

Аналитическим методом расчет режимов резания производится на один переход токарной операции, выполняемой на станкеСА490ЛС03.

Содержание переходов:

1. Подрезать торец, выдерживая размер 90_-0,87;

2. Расточить ступенчатоеотверстие, выдерживая размер Ш192,9^+0,370±0,37, Ш200^+0,115, 30±0,26 с подрезкой торцаза 2 прохода;

3. Точить канавку, выдерживая размеры Ш196⁺¹, L= 8^+0,36 и угол 45є;

4. Нарезать резьбу М195Ч2-6Н;

5. Точить фаску 3Ч30є

6. Раскатать поверхность Ш200^+0,115 до шероховатости Ra=1,25 мкм.

Анализ исходных данных:

Станок СА490ЛС03, N_эдс=11 кВт, з=0,75,

Обрабатываемый материал - Сталь 40Х ГОСТ 4543-71, хв=680 МПа

Выбор инструментаи материала режущей части инструмента: резец расточной с механическим креплением сменных многогранных пластин Т5К10ГОСТ 28101-2015

Глубина резания:

t,

где D - диаметр заготовки, мм;

d-диаметрдетали, мм.

t=

Выбор подачи: S₀=0,12 мм/об

Допустимая скорость резания:

где Cv, x, y, m, - коэффициент и показатели степени в формуле скорости резания при точении;

T - период стойкости работы инструмента до затупления, мин;

K_v - обобщенный поправочный коэффициент, учитывающий изменения условий обработки.

C_v =290; x =0,15; y =0,35; m =0,20, Т=60 мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания, определяется по формуле:

K_v=K_mvЧK_пvЧK_иv,

где K_mv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

K_пv - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

K_иv - коэффициент, учитывающий материал инструмента.

,

где n_v - показатель степени при обработке резцами.

K_пv = 0,8;

K_иv = 0,65.

K_r =1,1Ч0,8Ч0,65=0,57

Vдоп.

Допустимая частота вращения шпинделя станка:

где V - допустимая скорость резания, м/мин;

Сила резания:

P_z=10С_pЧt^xЧs^yЧvⁿЧК_p,

Cp=300; x=1; y=0,75; n=-0,15

K_p - поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала.

Кцр = 1; Кгр = 1; Клр = 1;

Эффективная мощность резания:

N_эдс=11 кВт; з=0,75

Условие, N_шп>N_рез выполняется, следовательно, режимы рассчитаны правильно.

2 переход

t=

S₀=0,61 мм/об

C_v =340; x =0,15; y =0,45; m =0,20, Т=60 мин.

K_пv = 0,8; K_иv = 0,65.

K_r =1,1Ч0,8Ч0,65=0,57

Vдоп.

Cp=408; x=0,72; y=0,8; n=0

Кцр = 1; Кгр = 1; Клр = 1;

N_эдс=11 кВт; з=0,75

Условие, N_шп>N_рез выполняется, следовательно, режимы рассчитаны правильно.

3 переход

t=

S₀=0,61 мм/об

C_v =350; x =0,15; y =0,35; m =0,20, Т=60 мин.

K_пv = 0,8;

K_иv = 0,65.

K_r =1,1Ч0,8Ч0,65=0,57

Vдоп.

Cp=300; x=1,0; y=0,75; n=-0,15

Кцр = 1; Кгр = 1; Клр = 1;

N_эдс=11 кВт; з=0,75

Условие, N_шп>N_рез выполняется, следовательно, режимы рассчитаны правильно.

4 переход

Глубина резания:

t=

S₀=0,61 мм/об

C_v =244; x =0,23; y =0,30; m =0,20, Т=60 мин.

K_пv = 0,8;

K_иv = 0,65.

K_r =1,1Ч0,8Ч0,65=0,57

Vдоп.

Cp=148; x=-; y=1,7; n=0,71

Кцр = 1; Кгр = 1; Клр = 1;

N_эдс=11 кВт; з=0,75

Условие, N_шп>N_рез выполняется, следовательно, режимы рассчитаны правильно.

На все остальные операции расчет режимов резания производится табличным методом. Данные режимы резания сводятся в таблицу 9.

Таблица 9. Режимы резания на обработку детали «Днище»

Операция	Краткое содержание операции	t, мм	i	S, мм/об	V, м/мин	n, об/мин	T0, мин
005 Токарная 1М63	Подрезать торец, выдерживая размер 91-0,5	3	1	0,2	125,6	160	1,47
	Расточить отверстие в размер Ш190+0,5 с подрезкой торца в размер 68+0,5	3	1	0,2	-	160
010 Токарная c ЧПУ СА490ЛС03	Подрезать торец, выдерживая размер 90-0,87	0,5	1	0,61	61	213	3,053
	Расточить ступенчатое отверстие, выдерживая размер Ш192,9+0,3 70±0,37, Ш200+0,115, 30±0,26 с подрезкой торца за 2 прохода	5	2	0,12	44	70
	Точить канавку, выдерживая размеры Ш196+1, 8+0,36 и угол 45є	0,5	1	0,61	116	118
	Нарезать резьбу М195Ч2-6Н	1	5	0,61	57	93
	Точить фаску 3Ч30є, раскатать поверхность Ш200+0,115 до шероховатости Ra=1,25	3	1	0,2	-	160
	Раскатать поверхность Ш200+0,115 до шероховатости Ra1,25	-	1	1,3	100	157
015 Фрезерная-центровальная МР75М	Фрезеровать торцы в размер 344-14	3	1	0,2	180	400	1,47
	Сверлить одновременно центровые отверстия Ш10+0,36 выдерживая размеры Ш21,2+0,5 и 22,5 ±0,3	5	1	0,1	-	400
020 Токарная 1М63	Обточить последовательно 2 поверхности в размер Ш60,8-0,2 на длине 42±0,3 выдерживая размер 260-1,3 Обточить последовательно 2 фаски 2,5х45є с переустановкой детали	2	2	0,2	-	200	4,44
025 Сверлильная 2Н125	Сверлить отверстие Ш8,7+0,2 под резьбу, выдерживая размер 10±0,2	4,4	1	0,1	-	315	3,63
	Нарезать резьбу М10Ч1,25-6Н	1,25	1	0,1	-	31,5
030 Сверлильная 2Н125	Сверлить предварительно 2 отв. Ш 6,7+0,2 выдерживая размеры 21±0,26; 44±0,3; 12±0,2	3,4	1	0,1	8,54	400	3,7
	Снять последовательно 2 фаски 1,5х45є	1,25	1	0,1	8,54	400
	Нарезать резьбу М8х1,25-6Н в 2-х отверстиях на глубину 16+2,5	1,25	1	1,25	0,63	25
035 Круглошлифо-вальная 3М174	Шлифовать 2 поверхности выдерживая размеры Ш; 260-1,3; с переустановкой детали	0,01	-	0,1	280,5	590	3,7

2.7 Определение технологических норм времени

В курсовом проекте технологические нормы времени определяются двумя методами:

- расчетно-аналитический, где производится расчет по специальным формулам, с учетом многих факторов обработки;

- опытно-статистическим методом по таблицам технических справочников.

Расчет норм времени аналитическим методом производится на токарную операцию, выполняемую на станкеСА490ЛС03.

Содержание операции:

1. Установить и закрепить заготовку.

2. Подрезать торец, выдерживая размер 90_-0,87;

3. Расточить ступенчатое отверстие, выдерживая размер Ш192,9^+0,3 70±0,37, Ш200^+0,115, 30±0,26 с подрезкой торца за 2 прохода;

4. Точить канавку, выдерживая размеры Ш196⁺¹, 8^+0,36 и угол 45є;

5. Нарезать резьбу М195Ч2-6Н;

6. Точить фаску 3Ч30є;

7. Раскатать поверхность Ш200^+0,115 до шероховатости Ra=1,25.

Вспомогательное время складывается из составляющих, выбор которых осуществляется по первой части нормативов:

Т_в= Т_в.у+Т_в.оп+Т_в.изм,



гдеТ_в.у - время на установку и снятие детали, мин;

Т_в.оп - вспомогательное время, связанное с переходом, мин;

Т_в.изм - вспомогательное не перекрываемое время на измерение, мин

Время на установку и снятие детали:

Т_в.у= 0,55 мин.

Вспомогательное время, связанное с операцией, Т_в.оп содержит в себе время на включение и выключение станка, на проверку возврата инструмента в заданную точку после обработки, на установку и снятие щитка, предохраняющего от забрызгивания эмульсией:

Т_в.оп= 0,55+0,17=1,29 мин

Вспомогательное время и контрольные измерения содержит время три замеров штангенциркулем и один замер фаскомером:

Т_в.из=(0,16+0,17+0,17)+0,07=0,57 мин

Время автоматической работы станка по программе рассчитывать на каждом участке траектории инструмента, которое сводится в таблицу 10.

Таблица 10. Время автоматической работы станка по программе

Участок траектории	Перемещение по ось Z, мм	Перемещение по оси Х, мм	Длина участка траектории инструмента	Минутная подача на i-том участке	Основное время автоматической работы	Машинно-вспомогательное время
Инструмент №1
0-1	0	265	265	2000	-	0,13
1-2	0	171	171	1000	0,171	-
Инструмент №2
0-1	5	199	199,0	2000		0,09
1-2	-90	199	218,4	1000	0,21	-
2-3	-90	190	210,2	1000	0,21	-
3-4	5	190	190,0	1000	-	0,19
Инструмент №3
0-1	5	200	200,0	2000	-	0,1
1-2	-90	200	219,3	200	1,09
2-3	-90	190	210,2	200	-	1,05
3-4	5	190	190,0	2000	-	0,09
Инструмент №4
0-1	5	203	203,0	2000	-	0,10
1-2	0	203	203	260	-	0,78
2-3	-3	200	200,0	260	0,76	-
3-4	5	190	190,0	2000	-	0,09
4-5	0	0,8	0,8	260	0,003	-
5-6	-36,0	0	36,0	1250	-	0,03
6-7	0	0,8	0,8	260	0,003	-
7-8	36,0	0	36,0	1250	-	0,03
8-9	0	0,8	0,8	260	0,003	-
9-10	-36,0	0	36,0	1250	-	0,03
10-11	0	0,8	0,8	260	0,003	-
11-12	36,0	0	36,0	1250	-	0,03
12-13	0	5,0	5,0	260	0,02	-
13-14	-263,0	-188,0	323,0	2000	-	0,16
Инструмент №5
0-1	0	265	265	2000	-	0,13
1-2	0	174	174	300	0,58	-
Инструмент №6
0-1	0	203	203	2000	-	0,10
1-2	0	203	203	230	-	0,88
2-3	-3	200	200,0	200	-	1
3-4	5	190	190,0	4000	-	0,04
	То=3,053	Тмв=5,05

Окончательное время цикла автоматической работы станка определяется по формуле:

Т_ц.а= Т₀+Т_м.в,

Т_ц.а=3,053+5,05= 8,1 мин

Суммарное вспомогательное время определяется по формуле:

?Т_в = Т_в.у+Т_в.оп+Т_в.изм,



?Т_в = 0,55+1,29+0,57=2,41 мин

Время на организационное и техническое обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности составляет 8% от оперативного времени.

Норма штучного времени определяется по формуле:

Т_шт = (8,1+2,41)Ч(1+0,08)= 11,3 мин

Подготовительно - заключительное время определяется по формуле:

Т_пз = Т_пз1+Т_пз2+Т_п.обр

Время на организационную подготовку: Т_пз1 = 13 мин,

время на наладку станка, приспособления, устройства ЧПУ: Т_пз2=17,

время на пробную обработку детали:

Т_пр.обр= 2,2+0,945= 3 мин.

Общее подготовительно-заключительное время:

Т_пз= 13+17+3= 33 мин

Размер партии деталей:

n = N/S,

где S - число запусков в год.

Для среднесерийного производства S = 12, следовательно,

n = 8000/12 = 666.

Штучно-калькуляционное время

Т_шт.к = Т_шт+Т_пз/n,

Т_шт.к =11,3+33/666=0,06 мин.

Производится расчет технологических норм времени на остальные операции табличным методом. Данные технологические нормы времени сводятся в таблицу 11.

Таблица 11. Нормы времени на обработку детали «Днище»

Операция	Наименование операции	Оборудование	То, мин	Тв, мин	Тпз, мин	Тшт, мин
005	Токарная	1М63	4,44	1,1	38	6,09
010	Токарная с ЧПУ	СА490ЛС03	3,053	2,41	33	11,3
015	Фрезерно-центровальная	МР75М	1,47	4,2	34	6,24
020	Токарная	1М63	4,44	1,1	33,0	6,09
025	Сверлильная	2Н125	3,63	4,63	17,0	8,61
030	Сверлильная	2Н125	3,7	3,1	11	7,48
035	Круглошлифовальная	3М174	3,7	3,1	11	7,48



Заключение

Темой курсового проекта является разработка технологического процесса изготовления детали «Днище». При разработке курсового проекта было выполнено следующее:

- конструкторский и технологический анализ детали;

- выбор заготовки и технологических баз;

- установленные маршрута обработки;

- уточнение содержания технологических операций с разработкой эскизов обработки, дающих представление об установке и закрепления заготовки;

- определение промежуточных размеров по всем операциям и допусков на них;

- установление режимов резания и технических норм времени.

Технологический процесс механической обработки детали «Днище» состоит из 5 механической операций, 1 термической и 2 контрольной. При разработке технологического процесса применяется станок с числовым программным управлением - СА490ЛС03, который позволяет повысить производительность труда, обеспечить точность качество, уменьшить долю вспомогательного времени. При расчете режимов обработки и определение технических норм времени учитывались особенности расчета для станков с ЧПУ. Графическая часть курсового проекта состоит из чертежа детали, чертежа заготовки, технологической карты наладки.

В ходе курсового проекта разработана технологическая документация на механическую обработку детали «Днище», а именно комплект документов, состоящую из маршрутных карт, одной операционной карты и карты эскизов.

Технологический процесс изготовления осуществляется на металлорежущих станках моделей:

- 1М63 - токарно-винторезный станок;

- СА490ЛС03 - токарный станок с ЧПУ;

- 2Н125 - вертикально-сверлильный станок;

- МР75М - фрезерно-центровальный полуавтомат.



Список использованных источников

деталь днище заготовка

1. Иванов И.С. Технология машиностроения: производство типовых деталей машин: Учебное пособие / И.С. Иванов. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 224 с.: 60x90 1/16.

2. Аверченков В.И. Технология машиностроения: Сб. задач и упраж.: Уч. пос. / В.И. Аверченков, О.А. Горленко и др.; Под общ. ред. В.И. Аверченкова, Е.А. Польского - 3 изд. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014 - 304 с.

3. Клепиков В.В. Технология машиностроения: учебник / В.В. Клепиков, Н.М. Султан-заде, В.Ф. Солдатов [и др.]. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 387 с. - (Высшее образование: Бакалавриат). - Металлорежущие станки с ЧПУ: учеб. пособие / В.Б. Мещерякова, В.С. Стародубов. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 336 с.

4. Режущий инструмент. Эксплуатация: Учебное пособие / Е.Э. Фельдштейн, М.А. Корниевич. - М.: НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Нов. знание, 2014. - 256 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат). (переплет) ISBN 978-5-16-005287-8

5. Обрабатывающий инструмент в машиностроении: Учебник / С.С. Клименков. - М.: НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Нов. знание, 2013. - 459 с.: ил.; 60x90 1/16.

6. Металлообрабатывающие станки и оборудование машиностроительных производств: учебное пособие/А.О. Харченко - М.: Вузовский учебник, НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 260 с.: 70x100 1/16 (Переплёт 7БЦ) ISBN 978-5-9558-0426-2

7. Металлорежущие станки с ЧПУ: Учебное пособие / Мещерякова В.Б., Стародубов В.С. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2015. - 336 с.: 60x90 1/16

8. Конструкции и наладка токарных станков: учеб. пособие / Л.И. Вереина, М.М. Краснов; под общ. ред. Л.И. Вереиной. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 480 с. - (Высшее образование: Бакалавриат). - www.dx.doi.org/10.12737/25066.

Размещено на Allbest.ru