Расчет станочного приспособления

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Главное условие жизни человека - производство материальных и культурных благ, с помощью которых люди удовлетворяют свои потребности.

В процессе производства используются всевозможные машины и механизмы. Могучие машины добывают из недр земли миллионы тонн угля, руды, нефти. Мощные электростанции вырабатывают миллиарды киловатт-часов электроэнергии. Поезда, теплоходы, автобусы, автомобили, вертолеты и самолеты перевозят людей. Тракторы и комбайны бороздят просторы полей. Число машин непрерывно увеличивается, создаются новые типы их, модернизируются выпускаемые.

Важнейшей отраслью тяжелой индустрии является машиностроение. Темпы развития и технический уровень промышленности, сельского хозяйства, энергетики, транспорта зависят от того, в какой степени удовлетворяются их потребности в машинах и насколько они совершенны.

Слово «технология» происходит от двух греческих слов: «тэхнэ» - мастерство и «логос» - наука. Иначе говоря, технология - наука о мастерстве, о способах производства различных изделий. Технология машиностроения - наука о способах изготовления деталей машин, а также сборки их в узлы и готовые машины. Предметом изучения в технологии машиностроения является изготовление изделий заданного качества в установленном программой выпуска количестве при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда. Процесс изготовления машин или механизмов состоит из комплекса работ, необходимых для производства заготовок, их обработки, сборки из готовых деталей составных частей (сборочных единиц) и, наконец, сборки из сборочных единиц (и отдельных деталей) готовых машин.

Совокупность всех действий людей и орудий производства, связанных с переработкой сырья и полуфабрикатов в заготовки, готовые детали, сборочные единицы и готовые изделия на данном предприятии, называется производственным процессом. Производственный процесс на машиностроительном предприятии носит комплексный характер. Он состоит из большого количества взаимосвязанных процессов изготовления отдельных деталей и их сборки в машины. В производственный процесс входят не только процессы, непосредственно связанные с изменением форм и свойств материала изготовляемых деталей и сборки из них машин и механизмов, но и все вспомогательные процессы, обеспечивающие производственный процесс в целом (транспортирование, изготовление и заточка инструмента, ремонт оборудования, технический контроль и т.д.).

Главной частью производственного процесса является технологический процесс. Технологический процесс механической обработки представляет собой процесс обработки заготовки на станках с целью превращения её в готовую деталь, т.е. непосредственно связан с изменением размеров, формы и свойств обрабатываемой заготовки, выполняемым в определенной последовательности. Он состоит из ряда следующих друг за другом операций. Операция выполняется на одном рабочем месте. Она включает установку заготовки на станке. Её обработку и снятие изделия со станка. станочная деталь технологический припуск

В результате целого ряда операций последовательно изменяется форма и размеры заготовки и формируется деталь, отвечающая чертежу и техническим условиям.

Разработанные технологические процессы оформляются в виде технологической документации. В состав технологической документации на процессы механической обработки входят: маршрутная карта, операционная карта, карта эскизов и схем, спецификация технологических документов, технологическая инструкция, материальная ведомость оснастки и прочие документы.

Разработка технологического процесса включает в себя: анализ исходных данных, выбор заготовки, выбор технических баз, составление маршрута обработки, разработку переходов, выбор оборудования и инструментов, определение режимов резания и т.д.

Эффективность производства, его технологический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависит от развития производства, нового оборудования, машин, от всемирного внедрения методов технико - экономического анализа.

Машиностроение, поставляющее новую технику всем отраслям народного хозяйства, определяет технический прогресс страны и оказывает решающее влияние на создание материальной базы.

Технология обработки материалов и превращение заготовок в детали всегда была определяющим фактором научно-технического прогресса в машино- и приборостроении. Как бы не увеличивалось количество методов и способов обработки материалов, наиболее распространёнными и значимыми в современном машиностроительном производстве остаются методы и способы формообразующей и отделочно-упрочняющей обработки резанием и пластическим деформированием. Основной задачей данного курсового проектирования является закрепление, и углубление и обобщение знаний, полученных во время лекционных занятий.

1. Технологический раздел

1.1 Назначение и особенности конструкции детали

Заданная деталь относится к классу корпусных деталей [2]. Допуски на размер и форму ответственных частей детали находятся в нормальных пределах. Материал детали - сталь 40Х ГОСТ 4543-71. Применяется в изготовлении средненагруженных деталей, как правило, небольших размеров.

Данный материал характеризуется хорошей обрабатываемостью резанием и хорошими пластическими свойствами. Обычно применяется для средне нагруженных деталей, работающих при небольших скоростях и средних удельных давлениях. Поэтому можно сделать вывод, что материал детали соответствует предъявляемым требованиям и является приемлемым. При мелкосерийном производстве заготовка стакан получают из проката.

Сталь40Х имеет следующий химический состав и механические свойства, которые сведены в таблицу 1.1,1.3 [2]. Механические свойства стлали 40Х приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.1 - Химический состав

Группа стали - хромистая
Массовая доля элементов, %
Углерод	Кремний	Марганец	Хром	Никель	Молибден	Алюми-ний	Титан	Ванадий
0,36-0,44	0,17-0,37	0,50-0,80	0,80-1,10	-	-	-	-	-

Таблица 1.2 - Механические свойства при испытании

Температура испытания, єС	Предел текучести ,у0,2 МПа	Временное сопротивление ув, МПа	Относительное удлинение д5	Относительное сужение ш	KCU, Дж/см2
			%
Закалка 830 єС, масло. Отпуск 550 єС
200 300 400 500	700 680 610 430	880 870 690 490	15 17 18 21	42 58 68 80	118 - 98 78
Образец диаметром 10 мм и длиной 50 мм, кованый и отожженый. Скорость деформирования 5 мм/мин. Скорость деформации 0,002 1/с
700 800 900 1000	140 54 41 24	175 98 69 43	33 59 65 68	78 98 100 100	- - - -
Таблица 1.3 Механические свойства
Предел выносливости	Состояние стали
у-1, МПа	ф-1, МПа	n
363 470 509 333 372	- - - 240 -	106 106 - 5?105 -	ув=690 МПа. ув=940 МПа. у0,2=870 МПа, ув=960 МПа ув=690 МПа Закалка 860 єС, мало, отпуск 580 єС

Таблица 1.4 - Механические свойства при закалке

Термообработка	Количество мартенсита, %	Критическая твердость HRCЭ	Критический диаметр, мм
			в воде	в масле
Закалка	50 90	43-46 49-53	38-76 23-58	16-48 6-35

Заменитель - стали: 45Х, 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХФ, 40ХР.

Обрабатываемость резанием - в горячекатаном состоянии при HB 163-168, ув=610 МПа, КV т.в. спл =0,95, КV б. ст =0,95.

Назначение: оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, зубчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

По требованию потребителя, указанному в заказе, пачки, концы или торцы горячекатаных и кованых прутков, а по согласованию изготовителя с потребителем и калиброванных прутков из стали в зависимости от группы должны маркироваться краской в соответствии с таблицей 1.5.

Таблица 1.5 - Маркировка стали

Группа стали	Цвет маркировки
Хромистая	Зеленый + желтый

Сортамент:

горячекатаная квадратная - ГОСТ 2591-88,

горячекатаная квадратная -- ГОСТ 2590-88,

горячекатаная шестигранная - ГОСТ 2879-88,

горячекатаная полосовая - ГОСТ 103-76,

кованая круглая и квадратная - ГОСТ 1133-71,

калиброванная круглая - ГОСТ 7417-75,

калиброванная квадратная - ГОСТ 8559-75,

калиброванная шестигранная - ГОСТ 8560-78,

1.2 Анализ базового технологического процесса

Анализ базового технологического процесса изготовления детали «стакан» показал, что в качестве оборудования используются морально устаревшее оборудование, а именно на токарной операции станок 16К20, на сверлильной операции станок 2Н125, на фрезерной 692Р, на торцешлифовальной - 3Т161Е и т.д. Мною предлагается в технологическом процессе изготовления детали «стакан» использовать более современные, высокопроизводительные станки, которые позволят обрабатывать деталь за один технологический переход т.е. совмещая ряд операций такие как 16А20Ф3, 2Н135 и т.д.

1.3 Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции - это соответствие детали изделия заданным условиям производства, которые обеспечивают изготовление данной детали или изделия с данной трудоемкостью и себестоимостью их изготовления.

Существует два вида показателей технологичности: качественные и количественные. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкций в процессе изделия предшествует количественной и определяет целесообразность затрат на определение численных показателей технологичности вариантов. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции.

Оценку конструкции детали на технологичность:

Деталь состоит из стандартных и унифицированных конструктивных элементов: диаметральных и линейных размеров. Это способствует использованию стандартных режущих и измерительных инструментов.

Деталь стакан имеет точность и шероховатость, которые можно получить стандартным унифицированным инструментом при стандартном технологическом процессе.

Материал заготовки отвечает требованиям технологии изготовления: при изготовлении нет необходимости применять сложные технологические процессы изготовления детали; для хранения материала нет необходимости создавать определенные условия хранения и транспортировки.

Шероховатость базовых поверхностей удовлетворяет требованиям точности установки детали, ее обработки и контроля.

Деталь симметрична относительно своей оси.

На детали имеются канавки для свободного выхода режущего инструмента и фаски, причем все эти элементы являются унифицированными, что способствует повышению технологичности конструкции детали.

Все шероховатости, обозначенные на чертеже, соответствуют данным квалитетам точности, а это также является одним из условий технологичности.

Коэффициент точности обработки:

, где

- средний квалитет точности размеров;

, где

- число размеров заданного квалитета;

;

.

Коэффициент точности обработки детали , следовательно, деталь считается технологичной.

Коэффициент шероховатости поверхности детали:

, где

- средняя шероховатость поверхности детали;

, где

- число основных поверхностей детали соответствующей шероховатости;

;

.

Коэффициент шероховатости поверхности детали , следовательно, деталь считается технологичной.

Коэффициент использования материала

,

где М - масса готовой детали, кг; Мм - масса материала, израсходованного на изготовление детали, кг.

,

,

,

.

Значения коэффициента использования материала и уровня технологичности конструкции по использованию материала рассчитываются после выбора метода получения заготовки и определения общих припусков на механическую обработку.

Расчет годовой программы запуска и определение типа производства табличным методом

Заданная годовая программа выпуска деталей составляет .

Тип производства в соответствии с ГОСТ 3. 1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций, который показывает число различных операций, закрепленных в среднем по цеху за каждым рабочим местом в течение месяца [2].

Определяется количество станков mр для каждой операции по формуле

где N- годовой объем выпуска деталей, шт;

Тшт.-к - штучное время, мин;

п.з. - нормативный коэффициент загрузки оборудования;

Fд - действительный годовой фонд времени, ч.

Принятое число рабочих мест устанавливают округлением значений mр до ближайшего большего целого числа.

Принимаем число рабочих мест P=1.

Далее вычисляют значение фактического коэффициента загрузки

Количество операций, выполняемых на рабочем месте

Расчеты коэффициента закрепления для этой и остальных операций сводим в таблицу 1.6.

Таблица 1.6

Операция	Тшт-к, мин	mp	P	з.ф.	O
1	2	3	4	5	6
035 Токарно - винторезная	12,96	0,98	1	0,98	0,82
045 Токарно - винторезная	13,14	0,99	1	0,99	0,81
055 Вертикально-сверлильная	5,04	0,38	1	0,38	2,10
060 Вертикально-сверлильная	2,1	0,16	1	0,16	5,05
065 Слесарная	1,68	0,13	1	0,13	6,31
?Р=5 ?О=15,08

Коэффициент закрепления операций рассчитывается по формуле

,

Следовательно, производство стакана будет крупносерийным (с.17 [2]).

Для серийного производства рассчитывается размер партии деталей по формуле:

где а - количество дней запаса деталей на складе;

Ф - количество рабочих дней в году.

.

Такт выпуска:

1.5 Выбор заготовки

Метод - это совокупность способов формообразования или формоизменения. В машиностроении используется 3 основных метода получения заготовок:

Литье ;

обработка материалов давлением (прокат);

порошковая металлургия.

Деталь изготавливается из стали 40Х (ГОСТ 4543-71), данная марка материала не обладает хорошими литейными свойствами (жидкотекучестью, низкой объемной и линейной усадкой и т.д.), также она не является порошком. Следовательно, методом получения данной заготовки является обработка материала давлением (прокат). Учитывая вышесказанное и тип производства (крупносерийный 7500 шт) можно утверждать что наиболее рациональным является использование в качестве заготовки поковку.

а) Исходные данные по детали

- Материал - сталь 40Х ГОСТ 4543-71

- Масса детали - 0,5 кг.

б) Масса поковки 1,65 кг (расчет произведен в программе САПР ТП)

При выборе метода получения заготовки решающими факторами являются: форма детали, масса, материал, объем выпуска деталей. Окончательное решение о выборе метода принимается на основе технико-экономических расчетов.

Так как для данной детали заготовку изготавливают предположительно из поковки, то мы можем рассчитать стоимость заготовки полученной этим методом.

Стоимость заготовки из поковки определяется по формуле

где Сi - базовая стоимость 1 т заготовок, руб [12] ;

Q - масса заготовки, кг;

Кт - коэффициент, зависящий от класса точности (КТ=1);

Кс - коэффициент, зависящий от степени сложности (Кс=0,85);

Кв - коэффициент, зависящий от массы заготовки;

Км - коэффициент, зависящий от марки материала (Км =1,2);

Кп - коэффициент, зависящий от объема выпуска заготовок;

g - масса детали, кг;

Sотх - цена 1 кг отходов, р.

1.6 Выбор технологических баз

Схема базирования и закрепления, технологические базы, опорные и зажимные элементы, устройства и приспособления должны обеспечивать определенное положение заготовки относительно режущего инструмента, надежность закрепления и неизменность базирования в течение всего процесса обработки при данной установке. Поверхности заготовки, принятые в качестве баз, и их относительной расположение должно быть таким, чтобы можно было использовать их наиболее простую и надежную конструкцию приспособления, удобства установки, закрепления, открепления и снятия заготовки, возможность приложения в нужных местах сил зажима и подвода режущего инструмента.

При выборе баз следует учитывать основные принципы базирования. В общем случае, полный цикл обработки детали от черновой операции до отделочной происходит при последовательной смене комплектов баз. Однако с целью уменьшения погрешностей и увеличения производительности обработки деталей следует стремиться к уменьшению перестановок заготовки при обработке.

На токарных операциях в качестве базовых используются торцевая и цилиндрическая поверхность. На сверлильной операции базовой является цилиндрическая поверхность Ш64 и торец.

Выбор технологических баз смотреть в графической части данного проекта.

1.7 Проектирование маршрутного технологического процесса

При проектировании технологического процесса следует руководствоваться следующими соображениями [5]:

В первую очередь обрабатываются поверхности, принятые за чистые технологические базы;

Последовательность обработки зависит от системы простановки размеров. В начало маршрута выносят обработку той поверхности, относительно которой координировано большее число других поверхностей;

При невысокой точности сначала следует обрабатывать поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала. Далее последовательность операций устанавливается в зависимости от требуемой точности поверхности;

При разработке маршрутного ТП составляется маршрутная карта, в которую заносят наименование операций, их краткое содержание, тип оборудования и оснастку.

Таблица 1.7 - Маршрутный ТП изготовления детали «стакан»

№ оп.	Наименование и краткое содержание операции	Модель станка, приспособление	Режущий инструмент, размер, марка инстр. матер	Технологические базы
1	2	3	4
005	Перемещение	Стол контрольный
010	Ленточно-отрезная 1 Отрезать заготовку Ш90х33	Мп6-1920-001 Штангенциркуль шц-ii-250-0.1 ГОСТ 166-89	Пила 2257-0162 ГОСТ 4047-82	Цилиндрическая Ш90
015	Маркирование краской 1 Маркировать деталь	Верстак		Поверхности
020	Ковка 1 Ковать заготовку, выдерживая размеры Ш71 х 50			Торцевая поверхность
025	Отжиг нормализационный
030	Маркирование краской 1 Маркировать деталь	Верстак		Поверхности
035	Токарная с ЧПУ 1 Подрезать торец выдерживая размер 48(-0,16) Ra10 2 Точить поверхность Ф64(+0,2)	16К20Ф3С5 Патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80, втулка 6100-0146 ГОСТ 13598-85	Резец 2103-0023 Т5К10 ГОСТ 1887973, сверло 2301-0106 Ш30 ГОСТ 10903-77, Резец 2141-0008 Т5К10 ГОСТ 10903-77	Поверхности ф64 и 44
	До кулачков Ra10; 3 Сверлить отв. Ф50(+0.2) до Ф30(+0.52), выдерживая размер 37(+-0.31), RA20 4 Расточить отв. Ф50(+0.2) до Ф47(+0.62), RA10 5 Подрезать торец Ф50(+0.2), выдерживая размер 36(-0.62), RA10 6
040	Маркирование краской 1 Маркировать деталь	Верстак		Поверхности
045	Токарнная с ЧПУ Подрезать торец Ф64(+0.2)/Ф55(+0.2), выдерживая размер 45(-0.16), RA1.25 Точить поверхность Ф64(+0.2) до кулачков, RA6,3 Точить фаску 1 Х 45град. на поверхности Ф64(+0.2). Расточить отв. Ф50(+0.2), выдерживая размер 36(-0.62), RA6,3. Расточить отв. Ф55(+0.2), выдерживая размер 4(-+0,1), RA6,3 Подрезать торец Ф50(+0.2), выдерживая размер 34(-0.62), RA6,3	16К20Ф3С5 Патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80; втулка 6100-0146 ГОСТ 13598-85, Штангенциркуль шц-i-125-0.1-1 ГОСТ 166-89, штангенглубиномер шг-160 ГОСТ 162-80	Резец 2103-0023 т5к10 ГОСТ 18879-73, сверло 2301-0106 ф30 ГОСТ 10903-77, резец 2141-0008 т5к10 ГОСТ 18883-73	Поверхности ф64 и 44
	Расточить фаску 0.5х45 град. в отв. Ф55(+0.2). Подрезать торец Ф64(+0.2), выдерживая размер 44(-0.1), RA1.25 Точить поверхность Ф64(+0.2) на оставшейся длине, RA5
050	Разметка Разметить 4 отв. ф10	Размерная плита Набор размерочного инструмента		Цилиндрическая поверхность ф64 и торец
055	Вертикально-сверлильная 1 Сверлить отв. Ф10 до Ф9.7(+0.36), RA20 2 Зенкеровать отв. Ф10, RA2.5. 3 Зенкеровать отв. Ф10, RA2.5 4 Зенковать фаски 0.5х45 град. в 4 отв. Ф10 5 Зенковать фаску 0.7х45 град. в отв. Ф10.	2Н135 Втулка 6120-0353 ГОСТ 13409-83; патрон 6251-0182 ГОСТ 14077-83; втулка 6100-0146 ГОСТ 13598-85; втулка 6120-0359 ГОСТ 13409-83; патрон 6251-0186 ГОСТ 14077-83; нутромер ни10-18 ГОСТ 868-82; штангенциркуль шц-i-125-0.1-1 гост 166-89	Сверло 2301-0028 ф10 ГОСТ 10903-77; Сверло 2301-0191 ф9.7 ГОСТ 10903-77; Зенковка 2353-0121 ГОСТ 14953-80; Зенкер 2320-2556 n2 ГОСТ 12489-71	Торцевая поверхность и цилиндрическая ф64 и ф55
060	Вертикально-сверлильная 1 Сверлить отв. Ф18, RA5. 2 Притупить острую кромку в отв. Ф18	2Н135 Тиски 7200-0214 ГОСТ 14904-80 Втулка 6120-0354 ГОСТ 13409-83 Патрон 6251-0182 ГОСТ 14077-83 Втулка 6100-0145 ГОСТ 13598-85 Штангенциркуль шц-i-125-0.1-1 гост 166-89	Сверло 2301-0061 Ф18 ГОСТ 10903-77 Зенковка 2353-0135 ГОСТ 14953-80	Торцевые поверхности, цилиндрическая поверхность ф64
065	Плоскошлифовальная 1 Шлифовать поверхности за две установки выдерживая размер 44(-0,1)	3Е711 Центр 7032-0029 морзе 4 ГОСТ 13214-79 Хомутик 7107-0074 ГОСТ 16488-70 Скоба 8113-0147k6 ГОСТ 18362-73 Штангенциркуль шц-i-125-0.1-1 ГОСТ 166-89
070	Слесарная 1 Калибровать отверстие Ф50(+0.2)	Верстак Тиски 7827-0289 ГОСТ 4045-75	Спец. Резец	Торец
075	Промывка	Ванна
080	Контроль приемочный Проверить готовность детали Шероховатость торцовой поверхности Ф64(+0.2)/Ф55(+0.2) - RA1.25 Шероховатость торцовой поверхности Ф64(+0.2) - RA1.25 Шероховатость отв. Ф10 - RA2.5. линейный размер	Сотл ОТК Образец шероховатости 1.25-тт ГОСТ 9378-75 Образец шероховатости 2.5-р спец Скоба 8113-0136h9 ГОСТ 18362-73		Поверхности
0885	Маркирование краской 1 Маркировать деталь	Верстак		Поверхности
090	Консервация смазыванием

1.8 Расчет припусков на обработку

Исходными данными для расчета припусков являются [3]:

Метод получения заготовки;

Размер поверхности по чертежу детали;

Маршрут обработки поверхности.

Исходные данные. Деталь «Стакан». Требуется определить межоперационный и общий припуски и размер заготовки на отверстие диаметром 10H7(+0,025) с шероховатостью Ra = 1,25 мкм. Материал детали - сталь 40Х. Общая длина резания - 8 мм. Метод получения заготовки - поковка. Обработка производится на вертикально-сверлильном станке, приспособление - пневмотиски с призматическими губками.

Назначаем технологический маршрут обработки:

- сверление

- растачивание чистовое (зенкерование).

Для выполнения расчета промежуточных припусков при обработке указанного отверстия аналитическим методом необходимо собрать данные:

Rzi-1; Ti-1; сi-1; еi..

В графу 1 записывают элементарную поверхность детали и технологические переходы в порядке последовательности их выполнения.

Заполняем графы 2, 3 и 8 по всем технологическим переходам.

Суммарное значение пространственных погрешностей с? (графа 4)

Находим коэффициент уточнения:

для сверления Kу=0,06

для растачивания чистового Kу=0,05

Данные заносим в графу 4 тадлицы 1.8.

Погрешность установки заготовок (графа 5) в пневмотиски с призматическими губками при сверлении еу1=120мкм; при растачивании без переустановки - еу2=35мкм.

Таблица 1.8 - межоперационный и общий припуски и диаметральный размер поверхности заготовки.

Маршрут обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск, мкм 2Zmin	Расчетный размер, мкм dp	Допуск по переходам, в мм	Предельный размер, мм	Предельные припуски, мм
	Rzi-1	Ti-1	сi-1	еi				dmax мм	dmin мм	2Zmax мм	2Zmin мм
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Поковка	400	800	1500				620		7,684
Сверле-ние	200	300	90	0	1300	9,604	250	8,304	9,354	1,67	1,3
Растачивание чистовое(зенкерование)	100	70	4,5	0	410,58	10,015	100	9,604	9,915	0,561	0,411

Расчет минимального припуска (графа 6) при обработке отверстия производится по формуле:

для сверления:

для чистового растачивания:

Погрешность установки заготовки еуi на выполняемом переходе. Погрешность в общем виде определяют как векторную сумму погрешности базирования еб , погрешности закрепления ез и погрешности приспособления епр.

Погрешность приспособления епр является следствием неточности изготовления станочного приспособления, погрешности установки самого приспособления на станке и износа его рабочих поверхностей. К погрешности приспособления относится и погрешность индексации - поворота зажимных устройств при обработке заготовок на многопозиционных станках. За исключением последней составляющей, элементы погрешности приспособления часто трудно выявить как самостоятельные значения, поэтому их учитывают как входящими в погрешность закрепления. С учётом сказанного для однопозиционной обработки:

Где - погрешность базирования, в данном случае (Таблица 2.14[3]).

Расчет промежуточных минимальных диаметров по переходам проводится в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки этой поверхности, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки, путем последовательного вычитания к наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали минимального припуска 2Zi min. Результаты заносятся в графу 7.

В графу 10 записываются размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением до того же знака десятичной дроби, с каким задан допуск на размер для каждого перехода. Наибольшие предельные размеры (графа 9) определяются путем прибавления допуска к округленному минимальному предельному размеру.

Предельные размеры припусков Zi max (графа 11) определяются как разность наименьших предельных размеров и Zi min (графа 12) - как разность предельных максимальных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Проведем проверку правильности расчета

Так как проверка сошлась, значит припуски определены правильно.

Таблица 1.9 - Припуски и предельные отклонения на обрабатываемые поверхности детали «стакан»

Размер детали, мм	Припуск, мм	Предельные отклонения, мм
	табличный	расчетный
Ш50	2-2,5	-	+1,8 -1,0
Ш64+0,2	2-2,2	-	+1,8 -1,0
Ш55	2-1,8	-	+1,3 -1,0
44-0,1	2-2,0	-	+1,4 -1,1

1.9 Расчет режимов резания

Назначение режима резания - это выбор оптимального сечения глубины резания, подачи и скорости резания, обеспечивающих требуемое качество детали и наименьшую трудоемкость при полном использовании режущих свойств инструмента и эксплуатационных возможностей станка.

При назначении и расчете режима обработки учитывают тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, типа оборудования и его состояние.

Расчет режимов обработки можно производить двумя способами: аналитическим и по нормативным документам. В данной курсовой работе мы один технологический переход рассчитываем аналитическим, а остальные выберем по нормативным таблицам.

Производится расчет режимов резания для сверлильной операции.

На данном переходе выполняется окончательное сверление отверстия диаметром 10 мм, на глубину 8 мм.

Исходные данные для расчета:

диаметр сверления - D = 10 мм;

по справочным данным выбирается подача - s = 0,125 мм/об.

где Cv = 7 - постоянный коэффициент, /3/;

q = 0,45 - показатель степени при диаметре сверления, /3/;

y = 0,7 - показатель степени при подаче, /3/;

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента, /3/;

T = 45 мин. - период стойкости сверла из быстрорежущей стали (P6M5) , /3/;

Kv - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

где Kmv = 1 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали, /3/;

Kuv = 1,4 - коэффициент, учитывающий материал инструмента, /3/;

Klv = 1 - коэффициент, учитывающий соотношение глубины и диаметра сверления, /3/;

Kv = 1•1,4•1 = 1,4 .

По формуле вычисляется скорость резания:

Число оборотов рассчитывается по формуле:

где D = 10 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

Принимается число оборотов шпинделя n = 1100 об/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

Крутящий момент Мкр и осевая сила резания Ро рассчитываются по формулам:

где Cm = 0,0345 и Cp = 68 - постоянные коэффициенты, /4/;

qm = 2 и qp = 1 - показатели степени при диаметре сверления, /4/;

ym = 0,8 и yp = 0,7 - показатели степени при подаче, /4/;

KP - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

KP = Kmp,

Kmp = 1 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости, /4/;

KP = 1.

Тогда по формулам :

Мощность резания определяется по формуле:

Основное время перехода рассчитывается по формуле:

где s = 0,125 мм/об - рабочая подача инструмента;

i=1 - число проходов [11] ;

n = 1100 об/мин - частота вращения шпинделя;

L - длина пути обработки, мм, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2 ,

где l = 8 мм - длина пути резания;

l1 + l2 - величина врезания и выхода инструмента l1 + l2=5 (табл. 6.27[11])Тогда

L = 8 + 5 = 13 мм.

По формуле вычисляется основное технологическое время на сверлильной операции:

Производится расчет режимов резания для токарной операции. На данном переходе выполняется черновое точение цилиндрической поверхности диаметром 64 мм, на длине 44 мм.

Исходные данные для расчета:

диаметр обработки - d = 64 мм;

глубина резания - t = 1 мм;

по справочным данным выбирается подача - s = 0,98 мм/об.

Скорость резания определяется по формуле

где Cv = 317 - постоянный коэффициент, /4/;

x = 0,15 - показатель степени при глубине резания, /4/;

y = 0,2 - показатель степени при подаче, /4/;

m = 0,2 - показатель степени при стойкости инструмента, /4/;

T = 90 мин. - период стойкости резца из твердого сплава, /4/;

Kv - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания, определяется по формуле:

Kv = Kmv•Kпv•Kиv•Kтv•Kuv•Krv ,

где Kmv = 0,94 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали, /7/;

Kпv = 0,8 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности, /7/;

Kиv = 0,83 - коэффициент, учитывающий материал инструмента, /7/;

Kтv = 1 - коэффициент, учитывающий стойкость инструмента, /7/;

Kuv = 1 - коэффициент, учитывающий угол в плане резца, /7/;

Krv = 1 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца, /7/;

Kv = 0,94•0,8•0,83•1•1•1 = 0,62 .

Вычисляется скорость резания:

Число оборотов рассчитывается по формуле:

где D = 64 - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

Принимается число оборотов шпинделя n = 320 об/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

,

Сила резания Pz рассчитывается по формуле:

где Cp = 92 - постоянный коэффициент, /7/;

x = 1 - показатель степени при глубине резания, /7/;

y = 0,75 - показатель степени при подаче, /7/;

n = 0 - показатель степени при скорости резания, /7/;

Kp - поправочный коэффициент, учитывающий условия резания,

определяется по формуле:

Kp = Kmp•Kup•Kуp•Kлp•Krp,

где Kmp = 1,08 - коэффициент, учитывающий влияние материала детали на силовые зависимости, /1/;

Kup, Kуp, Kлp, Krp - коэффициенты, учитывающие влияние параметров режущей части инструмента на силу резания, Kup = 0,94; Kуp = 1; Kлp = 1; Krp = 1, /7/;

Kp = 1,08•0,94•1•1•1 = 1,01 .

По формуле приведенной выше вычисляется сила резания:

Мощность резания определяется по формуле:

Основное время перехода рассчитывается по формуле[11]:

где s = 0,98 мм/об - рабочая подача инструмента;

n = 148 размер партии деталией;

L - длина пути обработки, мм, определяется по формуле:

L = l + l1 + l2 ,(9)

где l = 44 мм - длина пути резания;

l1 = 3 мм - врезание;

l2 = 3 мм - перебег.

Тогда

L = 44 + 3 + 3 = 50 мм.

По формуле (8) вычисляется основное технологическое время на операции:

1.10 Расчет норм времени

Техническая норма времени определяет время на выполнение определенной работы в условиях данного производства с учетом современных достижений техники, технологии и организации производства.

Расчет норм времени приведен для тех операций, на которые рассчитывались режимы резания.

Токарная черновая операция.

Рассчитаем оперативное время:

Время на обслуживание определяется по формуле:

Время на отдых:

мин,

мин,

Вспомогательное время определится по формуле:

tв= tуст + tзо + tуп + tиз,

где tуст - время на установку и снятие детали, tуст = 0,15 мин;

tуп - время на приемы управления станком, tуп =0,2 мин;

tиз - время на измерение детали, tиз =0,2 мин.

Тогда

tв = 0,15+0,2+0,2=0,55 мин.

Тогда штучно-калькуляционное время:

,

где tnз - подготовительно-заключительное время, мин. Выбираем в зависимости от вида установке (таб 6.21[11]);

n - размер партии деталей (n=148, см.п.1.3)

.

Все справочные данные нормативов времени берем из учебных пособий (8) и (6).

Расчет норм времени для остальных операций проводим аналогично в программе Exsel/ Данные, полученные в результате этого расчета, сведены в таблицу 1.10.

Таблица 1.10 Сводная таблица норм времени

Операция	Тшт мин	Тпз	То
035 Токарно - винторезная	1,03	10	0,34
045 Токарно - винторезная	1,18	10	0,48
055 Вертикально-сверлильная	1,38	4	0,70
060 Вертикально-сверлильная	1,39	5	0,70

2 .Конструкторский раздел

2.1 Расчет станочного приспособления

Станочное приспособление должно обеспечивать необходимую точность обработки деталей, достижение наибольшей производительности и экономичности.

Конструкция приспособления обеспечивает:

1. точность установки и надежность крепления обрабатываемой детали.

2. Быстроту действия

3. надежность эксплуатации.

При обработке партии стаканов необходимо получить высокую концентричность наружных и внутренних поверхностей детали и заданную перпендикулярность торцов к оси детали. При обработке стакана мы использовали приспособление для сверления 4х отверстий.

Вспомогательной базой является торцовая поверхность детали, определяющая ее положение на оправке. Базовое отверстие детали должно обрабатываться по 2-3 классам точности. Обрабатываемую деталь насаживают на оправку при ударах торцом оправки о стальную подставку. Оправки изготавливают из стали, установочную поверхность закаливают и шлифуют по второму классу точности.

2.2 Расчёт производительности приспособлений

Для определения производительности приспособления, т.е. расчёта приспособления необходимо определить:

- минутную производительность

- часовую производительность

- сменную производительность

где: f - продолжительность смены, ч.

Анализируя ритм выпуска и годовую программу выпуска устанавливаем зависимость:

где, - потребное время на изготовление годовой программы в часах.

2.3 Определение наиболее нагруженного элемента приспособления и его прочностной расчет

Наиболее нагруженными в данном приспособлении будет винтовая пара, за счет которой и производится преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное и на которую будут действовать основные нагрузки.

Расчет ведется определение среднего диаметра резьбы, которая выдержит необходимую нагрузку, силу закрепления. Резьба рассчитывается на смятие.

Ксм=W/(d2•H)?[] (МПа)

[]=0.9•=0,9•640=576 МПа

=W/(р•П•d2•Н)

d2- средний диаметр резьбы;

Н - высота профиля резьбы, Н=0,866•р;

р- шаг резьбы, р=1, тогда Н=0,866•1=0,866мм,

d2 = d - 2Н=10-(19•0,866)/8=7,9432 мм;

= 170,79 МПа

<[], что удовлетворяет заданному условию и, значит, данная резьбовая пара будет удовлетворять требованиям приспособления по прочности.

2.3.1 Точностной расчёт приспособления

На точность обработки влияет ряд технологических факторов, вызывающих общую погрешность обработки, которая не должна превышать допуск д выполняемого размера при обработке заготовок, т.е. е?д

Погрешность изготовления приспособления

Кт - коэффициент учитывающий отклонения составляющей этой от нормального распределения 1,1;

К1 - коэффициент учитывающий уменьшение погрешности базирования при работе на настроенном станке; К1=0,8-0,85 станок настроенный;

еб - погрешность базирования 0,032 мм;

ез - погрешность закрепления учитывается только в условиях прецизионной обработки 0;

еу - погрешность установки приспособления на станке

еу= ms/L=0,03•10/118=0,0089 мм

S - зазор между шпонкой и пазом стола 0,03мм;

L - расстояние между шпонками 118 мм;

m - обрабатываемый размер ш10 мм;

еи - износ установочных элементов приспособления 0;

еп - погрешность связанная с перекосом инструмента (кондуктор) 0;

К2 - коэффициент учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемая факторами независящими от приспособления 0,6-0,8;

щ- экономическая точность обработки, точность затрат для обеспечения которой для данного способа обработки будут меньше чем при других 0,16.

мм

Допуск на заданный диаметр 10H9+0.043составляет 0,043 мм, т.е. выполняется требование

2.4 Описание конструкции и работы спроектированного приспособления

Приспособление применяется для сверления 4-х отверстий диаметром 10 мм. Приспособление состоит из основания 1- 157*80*77 ,которое центрируется двумя шпонками 5 с винтами 8. На основании крепиться центровочная оправка 3 которая крепится двумя винтами 5 М8х1,5. В оправке есть отверстие куда установлен палец 2. Заготовка устанавливается на оправку и прижимается на пальце шайбой 4, затем заготовка зажимается гайкой 6 М10.

3. Экономическое обоснование принятого варианта технологического процесса

Экономическое обоснование рассмотрим на примере вертикально - фрезерной операции.

Удельные капитальные вложения в станок:

где - Цс - отпускная цена станка 16К20Ф3С5[12];

КМ - коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку и монтаж, равен 1,1;

С - принятое число станков на операцию (С=1);

N-годовая программа.

Расчет часовых затрат по эксплуатации рабочего места выполняется по формуле:

Сэксп= Сч.з· Км,

где Сч.з - часовые затраты на базовом рабочем месте, Сч.з=2340 р/ч;

Км - коэффициент, показывающий во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка, [3];

Сэксп= Сч.з· Км = 2340 · 0,9=2106 р.

где Спл--стоимость одного кв. метра производственной площади 593400 в пересчете по курсу НРБ 1 у.е.=8687,66руб. на 19.01.2013, 69у.е. за 1 м2 [13];

Пс - площадь, занимаемая станком с учетом проходов, м2;

Сп--принятое число станков на операцию;

Технологическая себестоимость определяется по формуле

,

где Сз - основная зарплата, Сз =3800000 р.;

Сэксп - часовые затраты по эксплуатации рабочего места.

Приведенные затраты:

гдеС--технологическая себестоимость;

ЕН--нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений.

Таблица 7 Основные технико-экономические показатели разработанного технологического процесса

Наименование показателя	Значение показателя
1	2
Годовой объем выпуска, шт	7500
Число смен работы	1
Масса готовой детали, кг	0,5
Масса заготовки, кг	1,63
Коэффициент использования материала заготовки	0,31
Себестоимость механической обработки,	0,03
Технологическая себестоимость детали, р	823789,6
Штучное время по операциям, мин	13
Число рабочих-станочников, чел	1
Среднемесячная заработная плата рабочих,	3800000

Заключение

Из вышеприведенного видно, что основой моего курсового проекта является внедрение в машиностроение компьютеризированных технологий по конструирования и проектированию (например, «ПРАМЕНЬ» и др.).

Все это, примененное рационально в производстве, позволяет:

снизить себестоимость продукции;

уменьшить время на создание технической документации;

сократить количество оборудования и многое другое.

При проектировании данного курсового были использованы современные станки, и современные методы металлообработки.

Произведенные замены позволили увеличить производительность. Все расчеты в проекте произведены в ценах 2013года.

Литература

1Калашников С.Н., Калашников А.С. Зубчатые колеса и их изготовление. - М.: Машиностроение, 1983. - 259 с.

2Кожуро Л.М., Миранович А.В., Тризна В.В. Проектирование технологических процессов в сельскохозяйственном машиностроении: Методические указания - Мн.: 2003. - 190с.

3Технология машиностроения. Расчет припусков и межпереходных разме- ров: Учеб. пособие / В. Е. Авраменко, Красноярск: ПИ СФУ, 2007. 88 с.

4Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т. 1./ Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. - М: Машиностроение, 1985. - 647 с.

5Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн.: Вышэйшая школа, 1983. - 256 с.

6Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т. 2./ Под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. - М: Машиностроение, 1985. - 485 с.

7«Справочник молодого токаря»/ Под ред.В. Н.Комарова. - Мн.: Вышэйшая школа, 1987. - 355 с.

8Матвеев В. А., Пустовалов А. Л. «Техническое нормирование работ в сельском хозяйстве». - М.: Колос, 1979. - 284 с.

9Режимы резания металлов: Справочник/ Под ред. Ю. В. Барановского. - М.: Машиностроение, 1972. - 408 с.

10[электронный ресурс] http//:minsk.pulscen.by/products/krug_stalnoy_f42_st_40kh_9332889 (дата обращения 18.01.2013)

11Миклуш В.П., Круглый П.Е. Нормирование ремонтно-обслуживающих работ на предприятиях ТС . - Мн. : БГАТУ,2009. 72с

2001 - 446с.

12[электронный ресурс] http//:tiu.ru/16k20f3;B.html (дата обращения 18.01.2013)

13[электронный ресурс] http//:www.bizzoma.ru/detailsShell/32712 (дата обращения 18.01.2013)

14 Королев А.В., Силкович Г.А, «обоснование инженерных решений в сфере технического сервиса. Методические указания». - Мн.: БГАТУ, 2009.

Размещено на Allbest.ru