Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Пояснительная записка содержит 40 листов, 12 таблицы, 12 источников, 1приложение.

Ключевые слова: ЗВЕЗДОЧКА-ШЕСТЕРНЯ, ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ, ПРОГРАММА ВЫПУСКА, ТИП ПРОИЗВОДСТВА, ЗАГОТОВКА, ПРИПУСК, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ОБОРУДОВАНИЕ, РЕЖУЩИЙ И МЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ОПЕРАЦИЯ, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ, НОРМА ВРЕМЕНИ.

Объектом разработки является технологический процесс изготовления звездочки-шестерни и средств его оснащения.

Цель работы - разработать прогрессивный технологический процесс на изготовление фланца и средства его оснащения обеспечивающих требуемую производительность и качество обработки.

В процессе курсового проектирования проводились: проработка имеющихся технологических процессов изготовления деталей подобного типа; анализ и выбор необходимой информации; исследования имеющихся технологических возможностей предприятий.

В результате проведённой работы создан технологический процесс механической обработки “Звездочки-шестерни” обладающий минимальными затратами на его изготовление и подготовку производства для заданных условий.

Степень внедрения - технологический процесс механической обработки звездочки-шестерни может быть использован на любом машиностроительном предприятии имеющим в своем станочном парке многоцелевые станки.

Содержание

Введение

1. Анализ исходных данных

1.1 Служебное назначение детали

1.2 Характеристика материала звездочки-шестерни

1.3 Цель и задачи проекта

2. Проектирование технологического процесса

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

2.2 Определение типа производства

2.3 Обоснование выбора заготовки

2.4 Технологический процесс обработки детали "Звездочка-шестерня"

2.5 Обоснование выбора оборудования

2.6 Выбор приспособлений

2.7 Обоснование выбора режущего инструмента и средств измерения

2.8 Расчеты режимов резания и технических норм времени

Заключение

Список использованных источников

Введение

Машиностроение - одна из наиболее развитых, ведущих отраслей промышленности. Она объединяет многие специализированные отрасли и призвана оснащать народное хозяйство высококачественной и эффективной техникой.

От уровня развития машиностроения зависит ускорение научно-технического прогресса, развитие общественного производства. Машиностроение развивается более высокими темпами, чем другие отрасли.

Важнейшими задачами промышленности является более полное удовлетворение потребностей народного хозяйства в средствах производства, а население - в товарах народного потребления.

Решение этих задач требует дальнейшего повышения технического и организационного уровней развития машиностроения. Для этого необходимо совершенствовать структуру промышленного производства, обеспечивая ускоренное наращивание выпуска продукции; значительно увеличить масштабы и темпы создания, освоение и внедрение в производство новой высокоэффективной техники, обеспечивающей рост производительности труда, снижение энергоемкости и материалоемкости, улучшение качества выпускаемой продукции, а также обеспечить первоочередное переоснащение новым металлообрабатывающим оборудованием машиностроительные предприятия; расширять систематически обновлять номенклатуру и ассортимент производимых товаров; повышать рентабельность, снизить себестоимость продукции и повысить эффективность машиностроительного производства, за счет совершенствования его технологии и улучшения организации.

1. Анализ исходных данных

1.1 Служебное назначение детали

При конструировании деталей необходимо достичь удовлетворения не только эксплуатационных требований, но и требований наиболее рационального и экономичного изготовления деталей. В этом состоит принцип технологичности конструкции детали.

Звездочка-шестерня предназначена для работы в зубчатой паре зубчатого зацепления, передачи крутящих моментов. Звездочка-шестерня надевается на вал

Звездочка имеет 4 ступени. 1 ступень 100 мм длиной 25 мм, 2 ступень 132 мм длиной 16 мм, 3 ступень 144,8 мм длиной 8,8 мм, 4 ступень 120 мм длиной 17 мм.

Деталь имеет: зубья 132 мм длиной 16 мм, числом зубьев Z = 20 с модулем m=6. Деталь также имеет на 144,8 мм зубья Z = 28 с шагом цепи f=15,875 мм. Деталь также имеет отверстие: 65H7 мм длиной L = 80 мм.

Степень точности зубьев 9-В. Имеются допуски, ограничивающие торцевое биение. Общая твердость материала 40…45 HRC достигается закалкой с отпуском.

Переходные ступени имеют фаски. Указанные на рабочем чертеже отклонения размеров, шероховатость поверхностей и посадки не завышены и соответствуют их назначению при соединении с другими деталями в сборке.

Конфигурация детали достаточно проста и состоит из стандартных и конструктивных элементов, доступ режущего инструмента к обрабатываемым поверхностям свободен, контроль размеров легкодоступен для измерительного инструмента. Обработку можно производить на универсальном оборудовании, применять стандартную оснастку. Деталь жесткая по своей конфигурации.

К наиболее ответственным можно отнести следующие поверхности:

Цилиндрическая поверхность (Ш65Н7). Данная поверхность предназначена для размещения вала. К этой поверхности предъявляются следующие требования высота микронеровностей 2,5 мкм по критерию Ra;

Анализируя перечисленные выше требования можно сделать заключение о средней сложности детали в изготовлении и контроле.

Технические требования, предъявляемые к звездочке-шестерни.

1.40...45 HRC.

2.Размер для справок.

3.Покрытие Хим. Окс. прм.

4.Остальные ТТ по ОСТ 4 ГО.070.014

Конструкторско-технологический класс детали “Звездочка-шестерня” определяется по отношению её длины к максимальному диаметру:

- деталь является жесткой.

Таким образом, звездочка-шестерня в целом технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности для всех операций.

1.2 Материал детали и его свойства

Материал детали Сталь 45.

Химический состав стали 45 представлен в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав стали 45 в процентах

C	Si	Mn	Cr
0,42-0,47	0,17-0,37	0,5-0,8	Не более 0,25

Материал заготовки Сталь 45 ГОСТ 1050-88 хорошо поддается обработке резанием т.е. является технологичным.

Механические свойства стали 45 представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Механические свойства стали 45 в процентах

Относительное сужение, ш	Относительное удлинение после разрыва, д	Предел прочности, ув, МПа	Предел текучести, ут, МПа	Твёрдость по Бринеллю, НВ
45	12	980	345	217

1.3 Цели и задачи проекта

Целью работы является разработка технологического процесса механической обработки звездочки-шестерни.

Задачами работы являются:

а) определить тип производства;

б) обосновать способ получения заготовки.

в) разработать эффективный технологический процесс механической обработки звездочки-шестерни.

г) рассчитать припуски, режимы резания и нормы времени на наиболее производительные и перспективные операции.

д) выбрать средства технологического оснащения, режущий инструмент и средства измерения.

е) разработать технологические наладки на операции с ЧПУ.

фланец резание припуск технологический

2. Проектирование технологического процесса

2.1 Анализ технологичности конструкции детали

Проведем количественную оценку детали на технологичность.

Количественный анализ

Определяем коэффициент точности обработки К_то

,

где А_ср - средний квалитет точности поверхностей

,

По данному показателю деталь технологична т.к. К_то>0,8

Определяем коэффициент шероховатости (К_ш )

,

где R_ср - средняя шероховатость,

,

По данному показателю деталь технологична, т.к. К_ш<0,32

Определяем коэффициент использования металла (К_им )

,

где m_д - масса детали, кг; m_д=3,82 кг;

Масса заготовки (m_з) равна

,

где L - длина заготовки;

S - удельный вес металла.

По данному показателю деталь технологична. В целом деталь можно считать технологичной.

2.2 Определение типа производства

Тип производства и соответствующие ему формы организации работы определяет характер технологического процесса и его построение. Поэтому пред проектированием технологического процесса механической обработки детали он должен быть известен.

Согласно ГОСТ 14004-83, основной характеристикой типа производства является коэффициент закрепления операций , равный отношению всех различных технологических операций выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест. Коэффициент К_зо в соответствии с ГОСТ 14004-83 принимаем:

Коэффициент закрепления операций

К_зо =,

где - сумма операций выполняемых в течение расчетного периода:

О = ,

где _зн - нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями, _зн =0,8;.

_з - коэффициент загрузки рабочего места проектируемой операции.

,

где - расчетное количество оборудования, определяется по формуле:

 ,

где - программа запуска, шт:

,

где N - годовая программа выпуска N=1500 шт./год;

m - количество деталей данного наименования на изделие, m=1;

- учитывает потери в брак, а также запас исходных заготовок на складе, =5%. шт.

- действительный годовой фонд времени работы, = 4015 ч;

P - принятое количество оборудования;

- штучно-калькуционное время обработки по операциям.:

,

где _к - коэффициент серийности.

- основное время обработки, определяется по приближенным формулам с базового технологического процесса, мин:

Определяем состав основных операций.

а) Токарно - винторезная;

б) Зубофрезерная;

в) Фрезерная;

г) Внутришлифовальная.

3. Определяем затраты времени на каждой из основных операций

Токарно - винторезная операция

Черновая подрезка торцов

где - наибольший диаметр обрабатываемого торца,

- наименьший диаметр обрабатываемого торца.

мин.

Чистовая подрезка торцов

мин.

Сверление отверстия

где - диаметр отверстия,

- длина обрабатываемого отверстия.

мин.

Зенкерование отверстия

мин.

Черновое точение заготовки

где - диаметр обрабатываемой поверхности,

- длина обрабатываемой поверхности.

мин.

Чистовое точение заготовки

где - диаметр обрабатываемой поверхности,

- длина обрабатываемой поверхности.

мин.

По данной операции суммируем основное время переходов

Определяем штучно - калькуляционное время

,

где коэффициент учитывающий затраты времени на вспомогательные переходы, для токарных станков

мин.

Зубофрезерная

Фрезерование зубьев

где - диаметр обрабатываемой поверхности,

- длина обрабатываемой поверхности.

мин.

Определяем штучно - калькуляционное время

,

где коэффициент учитывающий затраты времени на вспомогательные переходы, для зуборезных станков

мин.

Фрезерная

Фрезерование зубьев звездочки

где - диаметр обрабатываемой поверхности,

- длина обрабатываемой поверхности.

мин.

Определяем штучно - калькуляционное время

,

где коэффициент учитывающий затраты времени на вспомогательные переходы, для фрезерных станков

мин.

Внутришлифовальная

Шлифование предварительное поверхности

где - диаметр обрабатываемой поверхности,

- длина обрабатываемой поверхности.

мин.

Шлифование чистовое поверхности

мин.

По данной операции суммируем основное время переходов

Определяем штучно - калькуляционное время

,

где коэффициент учитывающий затраты времени на вспомогательные переходы, для фрезерных станков

мин.

3. Рассчитаем количество станков необходимых для выполнения каждой из основных операций

1. Токарная.

; принимаем p₁=1

2. Зубофрезерная.

; принимаем p₂=1

3. Фрезерная.

; принимаем p₃=1

4. Круглошлифовальная.

; принимаем p₄=1

4. Определяем фактический коэффициент загрузки оборудования

;

; .

5. Определяем количество операций выполняемых за 1 год на рабочем месте

; .

; .

Находим суммарное количество операций.

,

,

.

Все вычисления занесём в таблицу

Таблица 3 - Результаты расчётов типа производства

№ п/п	Наименование операции
1	Токарно -винторезная	26,09	0,21	1	0,21	4
2	Зубофрезерная	31,06	0,25	1	0,25	4
3	Фрезерная	18,65	0,15	1	0,15	6
4	Внутришлифовальная	1,533	0,012	1	0,012	67
	Сумма			4		81

6. Определяем коэффициент загруженности операций

В соответствии с ГОСТ 14004 - 83 значение: соответствует среднесерийному типу производства.

Вывод: тип производства - среднесерийный.

2.3 Обоснование выбора заготовки

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, серийностью выпуска.

Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности. При выборе способа получения заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению формы и размеров заготовки к параметрам готовой детали и снижению трудоемкости заготовительных операций.

При существующем в машиностроении большом выборе заготовок для данной детали есть два наиболее рациональных прокат и штамповка.

Учитывая, что деталь имеет простую форму, невысокие требования к чистоте поверхности, а так же, что тип производства - среднесерийный, принимаем метод получения заготовки - штамповка на горизонтально-ковочной машине в закрытом штампе.

Определение группы материала.

Категория поковок характеризуется группой стали, условно обозначенной М1 и М2. К группе М1 относятся углеродистые и легированные стали с содержанием углерода до 0,45% и легирующих элементов до 2,0% . К группе М2 относятся легированные стали, кроме указанных в группе М1. Принимаем группу стали М2, так как содержание углерода больше 0,45% .

Определение степени сложности заготовки

Заготовки, изготовляемые горячей объёмной штамповкой, подразделяют на 4 степени сложности: С1, C2, C3, C4.

С1 = св. 0,63 до 1 C3 = cв. 0,16 до 0,32

С2 = св.0,32 до 0,63 С4 = до 0,16

C = V_д. / V_ф. ,

где V_д - объём детали, мм³;

V_ф - объём фигуры, мм³.

C = V_д. / V_ф = 178,485 / 392,5 = 0,45 Выбираем С2.

Чтобы окончательно убедиться в правильности выбранного метода получения заготовки, проведем анализ двух видов заготовки

I- поковка

II- прокат.

Численным критерием данного анализа является коэффициент использования материала, который определяется по формуле:

Ки.м. = m_д / m_з,

где m_д - масса детали, кг;

m_з - масса заготовки, кг;

Массу определяем по формуле:

m=V кг,

где - плотность материала детали, =7,85 кг/см3;

V - объем детали, см3.

Вариант 1. Заготовка из проката.

За основу расчета промежуточных припусков принимается наружный диаметр детали 144,8 мм.

Технологический маршрут обработки поверхности:

* токарная черновая

* токарная чистовая

Припуск на подрезку торцовых поверхностей и уступов - 3 мм.

Припуск на обработку наружных цилиндрических поверхностей на диаметр:

* черновая - 4 мм.

* чистовая - 2 мм.

Промежуточные размеры поверхностей заготовки определяются по формуле:

D=D_н+2_z ,

где D_н - номинальный диаметр обработки мм;

2_z - припуск на обработку мм.

D_черн = 144,8+2 = 146,8 мм.

D_заг = 146,8+4 = 150,8 мм.

По ГОСТ 2590-2006 принимается прокат диаметром 150 мм (сталь горячекатанная круглая обычной точности (В) - круг 45-В-ГОСТ 1050-88 ).

Общая длина заготовки - 80+23= 86 мм.

Объем заготовки определяется по формуле :

V_з = 0,78515²8,6= 400,6 см³

Подставляя известные величины в формулу, получим:

m_з = 400,6 7,85= 15,18 кг.

Подставляя известные величины в формулу, получим:

Ки.м.1 = 3,82 15,18 = 0,25

Вариант 2. Заготовка изготовлена методом горячей объемной штамповки на прессе. Степень сложности С2. Точность изготовления штамповки - класс 1. Группа стали - M2.

Определение припусков: z_d1 = 2,3 мм. z_L1 = 2,3 мм.

Определение размеров заготовки:

D₁ = D + 2 z_d1,

где D₁, D₂- диаметры заготовки, мм; z_d1, z_d2- припуски на сторону, мм.

L₁ = L + 2 z_L1,

где L₁, L₂- длины заготовки, мм;

z_L1, z_L2- припуски на длины, мм.

Заготовка состоит из 5 простых элементов (цилиндров). Промежуточные размеры этих элементов определяются:

D₁ = 100+22,3 = 104,6 мм, L₁= 25 мм.

D₂ = 132+22,3 = 136,6 мм, L₂= 29,2 мм.

D₃ = 144,8+22,3 = 149,4 мм, L₃=13,4 мм.

D₄ = 120+22,3 = 124,6 мм, L₄=17 мм.

D₅ = 65-22,3 = 60,4 мм, L₅=84,6 мм.

Объемы элементов определяются по формуле:

V₁ = = 0,78510,46²2,5 = 3,9975 см³,

V₂ = = 0,78513,66²2,92 = 22,8024 см³,

V₃ = = 0,78514,94²13,4 = 95,3867 см³,

V₄ == 0,78512,46²1,7 = 60,4424 см³,

V₅ = = 0,7856,04²8,46 = 19,8462 см³,

Подставляя известные величины в формулу, получим:

m₃ = 209,601 7,85 = 5,65 кг.

Подставляя известные величины в формулу, получим:

Ки.м.2 = 3,82 5,65 = 0,68

Наглядно видно, что коэффициент использования материала при заготовке поковке 1 класса точности значительно выше.

Определим эквивалент экономии материала. Для этого посчитаем разность масс двух видов заготовок:

m_з1 - m_з2 = 15,18 - 5,65 = 9,53 кг.

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки.

Определим затраты на заготовку из проката по весу материала, требующегося на изготовление детали, и весу снимаемой стружки.

,

где Q - масса заготовок, кг;

S - стоимость получения 1 кг заготовки методом проката, S = 45 руб/кг;

g - масса готовой детали, кг;

S_отх - стоимость 1 тонны отходов , S_отх = 10000 руб/т;

Q_пр = 15,18 кг; Q_шт = 3,82 кг; q = 11,36 кг, S = 45 руб/кг; S_отх = 10000 руб/т.

Цена одной заготовки из проката:

Если исходная заготовка - штамповка, то с достаточной точностью затраты можно определить:

,

где С_i - базовая стоимость 1 т заготовок, С_i = 45 руб/кг;

К_Т - коэффициент, зависящий от класса точности;

К_С - коэффициент, зависящий от группы сложности;

К_В - коэффициент, зависящий от массы штамповки;

К_М - коэффициент, зависящий от материала штамповки;

К_П - коэффициент, зависящий от объёма производства штамповки.

Цена одной поковки составит:

Экономический эффект способов получения заготовок определим формуле

руб.,

руб.

На основе приведенных выше расчетов делается вывод, что целесообразней принять заготовку полученную штамповкой первого класса точности по ГОСТ 7505-74, так как стоимость ее ниже, а КИМ больше.

2.4 Технологический процесс обработки детали “Звездочка-шестерня”

Намечая технологический процесс обработки детали, данной на практическую работу, следует руководствоваться следующими принципами:

1. В первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке.

2. Затем обрабатывают те поверхности, с которых снимается наибольший слой металла.

3. Далее выполняют обработку тех поверхностей, при снятии металла с которых в наименьшей степени уменьшается жесткость детали.

4. В начало технологического процесса следует относить те операции, на которых можно ожидать повышенного брака из-за дефектов металла (трещины, раковины, волосовины и т.п.).

5. Поверхности, связанные с точностью относительного положения, обрабатывают при одной установке.

6. Совмещение черновой и чистовой обработки в одной операции и на одном и том же оборудовании нежелательно. Такое совмещение допускается при обработке жестких деталей с небольшими припусками.

7. При выборе установочных баз следует стремиться к соблюдению двух основных условий: совмещению технологических баз с конструкторскими; постоянству баз. Т.е. выбору такой базы, ориентируясь на которую можно провести всю или почти всю обработку изделий.

8. При выполнении закалки перед термообработкой необходимо во внутреннюю поверхность установить оправку, для того чтобы деталь не деформировалась.

9. При разработке технологического процесса за основу выбирается типовой технологический процесс.

План механической обработки детали, состоит из следующих технологических операций и переходов:

Технологический маршрут обработки детали представлен в виде таблиц.

Годовая программы выпуска Nг = 1500 штук.

Таблица 4 - Технологический маршрут обработки детали “звездочка-шестерня”

№ п/п	Содержание операции	Базирование	Оборудование и инструмент
1	2	3	4
005	Заготовительная Изготовить поковку в соответствии с чертежом заготовки по технологии		Штамповочная машина; специальная оснастка, инструмент
010	Термообработка		Печь ванная типа СВС
015	Токарная Подрезать торцы.	Необработанная поверхность Ш144,8 мм и торец.	Токарно винторезный станок модели 16К20
020	Протяжная (протянуть отверстие 65Н7).	Наружная поверхность и торец.	Горизонтальный протяжной модели 7Б56
025	Токарно - винторезная 1. Подрезать торец 120 по УП окончательно; 2. Точить 120 предварительно и окончательно по УП; 3.Точить 144,8 предварительно и окончательно по УП.	Внутренний диметр 65 и торец.	Токарный с ЧПУ модели SMEC PL 1600М
030	Токарно - винторезная 1. Подрезать торец 100 по УП окончательно; 2. Точить 100 предварительно и окончательно по УП; 3. Точить 132 предварительно и окончательно по УП, выдерживая фаски 3х450;	Внутренний диметр 65 и торец.	Токарный с ЧПУ модели SMEC PL 1600М
035	Зубофрезерная 1. Фрезеровать зубья m=6 число зубьев z=20.	Внутренний диметр 65 и торец.	Зубофрезерный станок модели 5М324Б
040	Фрезерная 1. Фрезеровать зубья звездочки число зубьев z=28 шаг цепи f=15,875 мм.	Наружные поверхности заготовки, торец	Обрабатывающий центр с ЧПУ Mikron USP-600
045	Слесарная Зачистить заусенцы после механообработки		Верстак слесарный,
050	Термообработка Термообработка детали по ТУ чертежа по технологии		Печь ванная типа СВС
055	Мойка 1. Промыть деталь. 2. Обдуть сжатым воздухом.		Ванна для мойки деталей
060	Контроль Контролировать размеры детали и шероховатость поверхности согласно чертежу.		Стол контролёра

2.5 Обоснование выбора оборудования

Технологическое оборудование, используемое в производстве для реализации программы выпуска 1500 шт/год представлено в таблице 5

Данный состав оборудования позволяет уменьшить вспомогательное время, что значительно снижает трудоёмкость, использование станков с ЧПУ позволяет снизить потери от брака из-за низкой квалификации рабочих и сократить количество технологической оснастки.

На основание технологического маршрута обработки примем следующее металлорежущее оборудование.

Таблица 5 - Технологическое оборудование

№ п/п	Содержание операции	Оборудование
1	2	4
005	Заготовительная	Штамповочная машина;
010	Термообработка	Печь ванная типа СВС
015	Токарная	Токарно винторезный станок модели 16К20
020	Протяжная	Горизонтальный протяжной модели 7Б56
025	Токарно - винторезная	Токарный с ЧПУ модели SMEC PL 1600М
030	Токарно - винторезная	Токарный с ЧПУ модели SMEC PL 1600М
035	Зубофрезерная	Зубофрезерный станок модели 5М324Б
040	Фрезерная	Обрабатывающий центр с ЧПУ Mikron USP-600
045	Слесарная	Верстак слесарный,
050	Термообработка	Печь ванная типа СВС
055	Мойка	Ванна для мойки деталей
060	Контроль	Стол контролёра

Станок предназначен для токарной обработки деталей из различных материалов любой сложности. Он может выполнять операции точения, сверления, растачивания, нарезания резьбы.



Рисунок 1 - Общий вид токарного обрабатывающего центра SMEC PL1600М

Технические характеристики токарного обрабатывающего центра SMEC PL1600М представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Технические характеристики токарного обрабатывающего центра SMEC PL1600М

Параметры	Ед. изм.	PL 1600
Max диаметр обработки над станиной	мм	Ш530
Max диаметрЧдлина обработки	мм	Ш250Ч291
Сквозное отверстие шпинделя	мм	Ш46
Размер патрона	дюйм	6
Скорость вращения шпинделя	мин-1	6000
Мощность двигателя шпинделя (непрерывно/30 мин)	кВт	7,5/11
Скорость быстрых перемещений (X/Z)	м/мин	24/30
Перемещения по осям (X/Z)	мм	165/350
Количество инструментальных позиций	шт.	12 (10)
Сечение резца	мм	20Ч20 (BMT 45)
Диаметр осевого инструмента	мм	Ш32 (Ш40)
Мощность двигателя приводного инструмента	кВт	2,2/3,7
Перемещение задней бабки	мм	80
Вес станка	кг	3600
Занимаемая площадь	мм	2155Ч1520

На фрезерных операциях рекомендуется использовать обрабатывающий центр с ЧПУ MICRON UCP-600 с системой ЧПУ Heidenhain iTNC рисунок 2, предназначенный для обработки плоских и пространственных изделий сложного профиля типа штампов, прессформ и кулачков из легированных сталей, чугуна и цветных металлов. Пространственная обработка достигается сочетанием движения стола станка с обрабатываемой деталью в горизонтальной плоскости по двум координатам (X и Y) и вертикального перемещения шпиндельной головки с режущим инструментом (координата Z).

Рисунок 2 - Обрабатывающий центр с ЧПУ MICRON UCP-600

Таблица 7 - Техническая характеристика станка

Номер пункта	Техническая характеристика станка
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	Рабочий диапазон Продольная ось X- 600 мм; Поперечная ось Y - 450 мм; Вертикальная ось Z - 450 мм; Поворотно-наклоняемый стол Ось наклона, B ° -115 / +30; Ось вращения, C ° n x 360; Подача/ускоренный ход (B) мин-1 10 / 25; Подача/ускоренный ход (C) мин-1 20 / 33; Макс. вес заготовки кг 200 (ручн. загрузка); Моментный поворотно-наклоняемый стол Ось наклона, B ° + 45 / -101; Ось вращения, A ° n x 360; Ускоренный ход (B) мин-1 80; Ускоренный ход (A) мин-1 200; Система управления Heidenhain iTNC 530; Вес станка кг 7700.

Зубофрезерный станок модели 5М324Б

Максимальный диаметр обработки - 125 мм

Максимальная длина обработки - 1000 мм

Частота вращения шпинделя - от 50 до 3000 мин^-1

Число скоростей - 9

Мощность - 3,8 кВт

Габариты 1370x980x1660

Рисунок 3 - Зубофрезерный станок модели 5М324Б

Токарно-винторезный станок 16К20 предназначен для высокопроизводительной черновой и чистовой обработки в условиях от единичного до массового производства заготовок шестерен, валов, колец, фланцев и других деталей в патроне или центрах.

Таблица 8 - Техническая характеристика станка

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм: над станиной над суппортом	400 250
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	1000
Число частот вращения шпинделя	14
Частота вращения шпинделя, об/мм	63...1250
Число подач продольного суппорта	13
Подачи продольного суппорта, мм/мин	25-400
Скорость быстрых перемещений продольного суппорта, мм/мин	3600
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	18,5
КПД станка	0,8
Максимальная осевая сила резания, Н	16000
Габариты станка, мм: длина ширина высота	2450 1250 1980
Масса станка, кг	4700

Движение резания - вращение шпинделя с заготовкой.

Движение подач: продольной подачей является прямолинейное поступательное перемещение переднего суппорта вдоль оси изделия; поперечной подачей является прямолинейное поступательное движение заднего суппорта радиальном направлении.

Вспомогательными движениями являются ручное установочное перемещение переднего суппорта в продольном и поперечном направлениях, заднего суппорта в поперечном направлении, пиноли задней бабки в осевом направлении, а так же быстрое перемещение суппортов от отдельных электродвигателей.

2.6 Выбор приспособлений

Станочные приспособления расширяют технологические возможности металлорежущего оборудования, повышают производительность обработки заготовок, облегчают условия труда рабочих и повышают культуру производства на предприятии.

Для обработки детали используются следующие приспособления, которые приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Приспособления

№ п/п	Операции	Приспособления
1	2	4
005	Заготовительная	специальная оснастка,
015	Токарная	Патрон 7100-0005 ГОСТ 2675-80
020	Протяжная	Жесткая опора.
025	Токарно - винторезная	Цанговая разжимная оправка.
030	Токарно - винторезная	Цанговая разжимная оправка.
035	Зубофрезерная	Цанговая разжимная оправка.
040	Фрезерная	Патрон 7100-0005 ГОСТ 2675-80
045	Слесарная	Тиски 7200-0061 ГОСТ 21167-75;

2.7 Обоснование выбора режущего инструмента и средств измерения

Режущий инструмент, используемый для обработки звездочки-шестерня с программой выпуска 1500 шт/год представлен в таблице 10.

При обоснование выбора режущего инструмента для обработки детали в первую очередь руководствуемся технологией изготовления используемым оборудованием, материалом детали и техническими требованиями.

Таблица 10 - Режущий инструмент

№ п/п	Содержание операции	Инструмент
1	2	4
015	Токарная	Резец токарный подрезной ГОСТ 18880-73. Т15К6.
020	Протяжная	Протяжка круглая Ш65 мм ГОСТ 26478-85 Р6М5
025	Токарно - винторезная	Резец токарный проходной прямой правый ГОСТ 18887-73. Т15К6. ц = 60є Резец токарный проходной упорный ГОСТ 18879-73. Т15К6
		Резец токарный подрезной ГОСТ 18880-73. Т15К6 Резец фасочный Т15К6
030	Токарно - винторезная	Токарно-винторезный Резец токарный проходной прямой правый ГОСТ 18887-73 Т15К6. ц = 60є Резец токарный проходной упорный ГОСТ 18879-73. Т15К6 Резец токарный подрезной ГОСТ 18880-73. Т15К6 Резец фасочный Т15К6 Резец канавочный Т15К6
035	Зубофрезерная	Фреза 2510-4027 АА ГОСТ 9324-80; Р6М5
040	Фрезерная	Фреза концевая Ш5 2320-1109 Р6М5 ГОСТ 9140-78
045	Слесарная	напильник 2820-0012 ГОСТ 1465-80

В целом оснащение технологического процесса механической обработки режущим инструментом удовлетворяет условие получения высокоточной качественной детали с высокой производительностью труда и с меньшими капитальными затратами на него.

Мерительный инструмент, используемый для обработки звездочки-шестерня с программой выпуска 1500 шт/год представлен в таблице 11.

Таблица 11 - Режущий инструмент

№ п/п	Содержание операции	Инструмент
1	2	4
015	Токарная	Штангенциркуль ШЦ-II-250 ГОСТ 166-89
020	Протяжная	Пробка гладкая 8133-0922 D = 65Н7.
025	Токарно - винторезная	Штангенциркуль ШЦ-II-250 ГОСТ 166-89 Скоба 2860-0018; Скоба 2860-0059 ГОСТ 2216-84 Микрометр МК75-1 ГОСТ 6507-78 Угломер фасочный
030	Токарно - винторезная	Штангенциркуль ШЦ-II-250 ГОСТ 166-89 Скоба 2860-0023; Скоба 2860-0059 ГОСТ 2216-84 Микрометр МК75-1 ГОСТ 6507-78 Угломер фасочный

Продолжение таблицы11

035	Зубофрезерная	Микрометр МГ100 ГОСТ 6507-90; штангензубомер
040	Фрезерная	Проекторный чертеж Д1.890.11111 Проектор БИ-300

При выборе средств измерения главным требованием является качественный и быстрый контроль получаемых размеров, как в процессе обработки, так и по ее окончании. Для контроля детали применяется стандартный инструмент, что позволяет снизить номенклатуру мерительного инструмента. Применение данного средства измерения необходимо и обосновано для контроля технических параметров звездочки-шестерни, что отвечает современным требованиям машиностроительного производства.

2.8 Расчеты режимов резания и технических норм времени

Операция 025 “Токарная с ЧПУ”

Подрезать торец 120 по УП окончательно.

Исходные данные:

- оборудование - обрабатывающий центр с ЧПУ SMEC PL 1600;

- режущий инструмент - резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6;

- глубина резания =0,5;

- подача =0,14 мм/об;

- обрабатываемый диаметр =120 мм.

Скорость резания при наружном точении рассчитывается по формуле

,

где =350; =0,2; =0,15; =0,2 - эмпирический коэффициент и показатели степени, зависящие от обрабатываемого материала и вида обработки;

- среднее значение периода стойкости инструмента; мин

- коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки, состояние поверхности и материала инструмента, рассчитывается по формуле:

,

где - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания, определяется по формуле

,

где - коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости;

- показатель степени,

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;

.

м/мин.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле

,

мин^-1.

Главная составляющая силы резания при точении определяется по формуле

,

где =300; =1; =0,75; =-0,15 - коэффициент и показатели степени в формуле главной составляющей силы резания при точении;

- поправочный коэффициент, определяется по формуле

где - поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на силу резания;

- поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силу резания, определяется по формуле

,

где n - показатель степени, n=0,75

;

Н.

Требуемая мощность резания при точении определяется по формуле

,

кВт.

Мощность привода шпинделя 7,5 кВт достаточна для выполнения операции.

Основное время выполнения перехода определяется по формуле

,

где - длина рабочих ходов, мм;

- подача, мм/об;

- частота вращения, мин^-1;

- количество рабочих ходов;

Точить поверхность 144,8 с подрезкой торца, выдерживая размеры диаметр 120 мм.

Исходные данные:

- оборудование - обрабатывающий центр с ЧПУ SMEC PL 1600;

- режущий инструмент - резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6;

- глубина резания =1,75 мм;

- подача =0,22 мм/об;

- обрабатываемый диаметр =144,8 мм.

Скорость резания при наружном точении рассчитывается по формуле

Эмпирический коэффициент и показатели степени =350; =0,2; =0,15; =0,2 .

м/мин.

Частота вращения шпинделя определяется по формуле.

мин^-1.

Главная составляющая силы резания при точении определяется по формуле.

Коэффициент и показатели степени в формуле главной составляющей силы резания где =300; =1; =0,75; =-0,15.

Н.

Требуемая мощность резания при точении определяется по формуле.

кВт.

Мощность привода шпинделя 7,5 кВт достаточна для выполнения операции.

Основное время выполнения перехода определяется по формуле.

мин

Нормирование операции.

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливают расчётно-аналитическим методом. В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Т_ш-к:

Т_ш-к = ,

где Т_шт - штучное время, мин;

Т_п-з - подготовительно - заключительное время на партию, мин;

n - количество деталей в настроечной партии, шт;

Норма штучного времени определяется:

Т_ш-т = Т_о + Т_в + Т_о6 + Т_от ,

где Т_о - основное время, мин; Т_в - вспомогательное время, мин;

Т_об - время на обслуживание рабочего места слагается из времени на организационное обслуживание Т_орг и времени на техническое обслуживание Т_тех; Т_от - время перерывов на отдых и личные надобности:

Оператионное время:

Т_оп = Т_о+Т_в,

Основное время Т_о рассчитывается, вспомогательное Т_в выбирается по нормативам, а время на обслуживание и отдых берётся в процентах от оперативного.

Т_п-з = Т_п-з1 + Т_п-з2 + Т_п-з3 ,

где Т_п-з1 - время, включающее ознакомление с документами и осмотр заготовки - 4 мин; инструктаж мастера - 2 мин; установка рабочих органов станка или зажимного приспособления по двум координатам в нулевое положение - 4 мин; на запись программы в станок - 2 мин, Т_пз=12 мин.

Т_п-з2 - время на дополнительные работы, мин;

Т_п-з3 - время на пробную обработку детали, мин,

Общее время на обслуживание рабочего места и отдыха:

Т_об,от = ,

Вспомогательное время определяется по формуле

,

мин.

Оперативное время определяется по формуле

,

мин.

Время организационного определяется по формуле

,

мин.

Время технического определяется по формуле

,

мин.

Время перерывов определяется по формуле

,

мин.

Штучное время определяется по формуле

,

Заключение

В данной работе проведена работа по разработке технологического процесса на изготовление звездочки-шестерни с применением высокопроизводительных станков с ЧПУ.

Технологический процесс позволяет обеспечить требуемый объем выпуска деталей в условиях среднесерийного производства с заданным качеством.

Тип производства при программе выпуска 1500 шт. в год является среднесерийным.

В технологическом процессе было выбрано следующее оборудование с ЧПУ:

- на токарную операцию станок SMEC PL 1600М;

- на фрезерной операции станок MICRON UCP 600;

Таким образом, в заключении можно сделать вывод о целесообразности внедрения спроектированного технологического процесса в производство.

Список использованных источников

1. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учебное пособие/ Л.В. Схиртладзе, А.А. Погонин, А.Г. Схиртладзе, И.В. Шрубченко, - Старый Оскол: ТНТ, 2011. - 424с.

2. Металлический портал - интернет ресурс. [Режим доступа]: http://metallicheckiy-portal.ru/marki_metallov/chu/SCH25 - Дата обращения 26.11.2018г.

3. Марочник стали и сплавов - интеренет ресурс. Режим доступа: http://splav-kharkov.com/mat_start.php?name_id=458 - Загл. с экрана. - Дата обращение 26.11.2018г.

4. Нелюдов А.Д. - Резание материалов. Справочник для практических занятий: методическая разработка на практические занятия для студентов специальности 151001 "Технология машиностроения" / А. Д. Нелюдов. - 2-е изд. - Пенза: ПГТА, 2010. - 51 с.

5. Аверчинков В.И., Горленко О.А., Ильицкий В.Б., Польский А.В. Технология машиностроения. Сборник задач и упражнений. [Учеб. пособие для машиностроительных спец. вузов].- 2-е изд. М.:ИНФРА-М. 2010. - 288 с.

6. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1989. - 52 с.

7. Металлопрокат. Режим доступа: https://penza.metalloprokat.ru/price/ price_7043476.html - Загл. с экрана. - Дата обращение 26.11.2018г.

8. Металл поковка. Режим доступа: http://www.tdpokovka.ru/index.php? option=com_content &view =article&id=49&Itemid=57 - Загл. с экрана. - Дата обращение 26.11.2018г.

9. Сысоев, С.К. Технология машиностроения. Проектирование технологических процессов [Электронный ресурс]: учебное пособие / С.К. Сысоев, А.С. Сысоев, В.А. Левко. - Электрон. дан. - СПб.: Лань, 2016. - 350 с. - Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=71767 - Загл. с экрана.

10. ГОСТ 3.1118-82 Формы и правила оформления маршрутных карт Введ. 30.12.1982 г. М., Государственный комитет СССР по Стандартам, 1983. - 22 с.

11. Голубовский, В.В. Технологическая оснастка: Методические указания к выполнению курсового проекта [Электронный ресурс] : метод. указ. -- Электрон. дан. -- Пенза : ПензГТУ, 2011. -- 124 с. -- Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/62616

12. Основы технологии машиностроения - интеренет ресурс. Режим доступа: http:// http://osntm.ru/index.html - Загл. с экрана.

Размещено на Allbest.ru