Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

технологический деталь заготовка

Важнейшим элементом производственного процесса является технологический процесс (ТП).

Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. К предметам труда относят заготовки и изделия.

В ТП изготовления заготовок происходит превращение материала в исходные заготовки деталей машин заданных размеров и конфигурации путем литья, обработки давлением, резки сортового или специального проката, а также комбинированными методами. В процессе термической обработки происходят структурные превращения материала заготовок, изменяющие его свойства. При механической обработке наблюдается последовательное изменение состояния исходной заготовки (ее геометрических форм, размеров и количества поверхностей) до получения готовой детали.

Для осуществления практически любого ТП в машиностроительном производстве необходимо применение совокупности орудий производства, называемых средствами технологического оснащения.

ТП всегда многовариантен. Многовариантность разработки ТП всегда связана с преодолением существенных трудностей. Каждый разработчик процесса, анализируя многие факторы, приходит в итоге к определенному технологическому решению (ТР). Однако нельзя гарантировать, что именно принятое решение является наиболее приемлемым, поскольку задача разработки процесса с самого начала содержала много неизвестных факторов. Кроме того, в настоящее время для решения многовариантных задач с успехом применяют электронно-вычислительные машин (ЭВМ). При этом удается не только учесть многие одновременно действующие факторы, но и выработать единое решение за короткое время.

Использование ЭВМ при разработке ТП знаменует новый этап развития технологии машиностроения как науки. Оптимальные решения формируются за короткое время и при сравнительно малых затратах средств. Конкретный ТП изготовления детали и сборки может быть представлен на уровне как технологического маршрута, так и технологической операции. При этом оформляют соответствующую документацию с графическим подтверждением принятых решений.

Несмотря на очевидную прогрессивность использования ЭВМ, нельзя считать, что разработка ТП связана исключительно с их применением. Разработчик должен владеть различными методами решений технологических задач как с применением ЭВМ, так и без них.

Основы технологии машиностроения традиционно включают несколько важнейших этапов разработки ТП. В любом типе производства оказывается необходимым анализ исходных данных и технологический контроль конструкторской документации. Экономические проблемы современного производства одной из основных делают задачу выбора заготовок и разработку маршрутного ТП. Маршрутный и операционный ТП определяют особенности смежных производств (в частности, заготовительного), выбора оборудования, режущего инструмента, приспособлений, измерительных средств и всех элементов производства, которые образуют производственную среду.

1. Служебное назначение детали

Деталь типа «Полумуфта» является одной из разновидностью пальчиковой муфты, которая служит для соединения двигателя с редуктором.

2. Анализ технологичности детали

Полумуфта - деталь вращения

Материал детали - сталь 35

Поверхность: круглая

Остальная обработка детали имеет шероховатость

Цель анализа: выявление недостатков конструкции и улучшение технологичности детали.

Технологичность детали определяет возможность её изготовления типовыми методами обработки с минимальной трудоёмкостью. Деталь представляет собой тело вращения.

Конструкция детали предусматривает небольшое количество обрабатываемых поверхностей, сопрягаемых с другими деталями. Все поверхности детали выполняются стандартными инструментами, и не требует специальных инструментов.

При разработке технологического процесса изготовления детали типа «Полумуфта» мной использован типовой технологический процесс.

3. Определение характера вида производства

Находим массу детали по формуле:

, где



- диаметр, - длина, для стали

Разбиваем деталь на элементарные части и находим их массу.

,

,

,,

,

Зная массу детали и годовой объём выпуска , определяем тип производства по таблице. Тип производства - серийное

4. Расчет параметров заготовки

Определяем форму поковки

- определяем массу поковки по формуле: , где - масса детали, кг; - расчетный коэффициент, устанавливаемый в соответствие с табл. 26

- определяем группу стали по табл. 24, [3], для стали 35 группа стали М2

- степень сложности определяем по формуле , где - масса поковки, - масса геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки

по коэффициенту находим степень сложности С2

- класс точности определяем табл. 25, [3] четвертый класс точности Т4.

Определяем исходный индекс для последующего назначения основных припусков, допусков и допускаемых отклонений.

Исходный индекс зависит от массы поковки, марки стали, степени сложности и класса точности. По табл. 27, [3] находим исходный индекс - 9

Заготовку получаем методом поковки. Материал заготовки сталь 35. Определим припуски на обработку каждой поверхности. Общие припуски выбираются табл. 23, стр. 251 [3]. Расчет отражаем в чертеже заготовки детали.

Таблица 1

Номер поверхности	Размер, мм	Припуск, мм	Размер заготовки, мм
1	96	2	98
2	28	4	24
3	60	3	63
4	12	1,5	13,5

Таблица 2. Маршрут обработки

Маршрут обработки	Элементы припуска, мкм	Припуск 2Z min, мкм	Расчётный минимальный размер, мм	Допуск на изготовление Td, мкм	Принятые округлённые размеры, мм	Предельный припуск, мкм	Квалитет, H
	Rz	H					D max	D min	2Z max	2Z min
Штамповка	160	200	1523	-	24,02	520	24,54	23,5	-	-	14
Зенкерование	40	40	7,61	3766	27,786	210	27,98	27,6	4,07	3,7	12
Развёртывание черновое	10	20	0	175	27,961	84	28,00	27,8	0,31	0,2	10
Развёртывание чистовое	5	10	-	60	28,021	21	28,021	28,0	0,13	0,01	7

Материал взят из [3] табл. 27 стр. 338, табл. стр. 333, табл. 10 стр. 332, табл. 17 стр. 335, табл. 18 стр. 334; [6] табл. 2.27 стр. 33, табл. 2.18 стр. 31.

5. Разработка маршрутного и операционного технологического процесса изготовления детали

Таблица 3

Операция	Содержание или наименование операции	Станок, оборудование	Инструмент	Оснастка
005	Переход 1. Подрезать торец диаметром 98 мм и снять фаски 1,6х45о, выдерживая размер 1 согласно эскизу Переход 2. Точить наружный контур диаметром 98 мм и снять фаску 1,6х45о, выдерживая размер 2 согласно эскизу Переход 3. Зенкеровать отверстие диаметром 24 мм, выдерживая размер 3 согласно эскизу Переход 4. Развернуть отверстие, выдерживая размер 3 согласно эскизу Переход 5. Развернуть отверстие, выдерживая размер 3 согласно эскизу	Токарный 16К20Ф3	Резец подрезной ГОСТ18880-73 Резец проходной ГОСТ18878-73 Зенкер ГОСТ 3231-71 Развертка черновая ГОСТ 1672-80 Развертка чистовая ГОСТ 1672-80	Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон
010	Переход 1. Подрезать торец диаметром 55 мм и снять фаски 1,6х45о, выдерживая размер 4 согласно эскизу Переход 2. Точить канавку, выдерживая размер 5 согласно эскизу	Токарный 16К20Ф3	Резец подрезной ГОСТ18880-73 Резец отрезной ГОСТ18874-73	Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон
015	Протянуть шпоночный паз, выдерживая размер согласно эскизу	Протяжной 7523
020	Переход 1. Центровать под сверление, выдерживая размер 6 согласно эскизу Переход 2. Сверлить отверстие диаметром 8,5 мм, выдерживая размер 7 согласно эскизу Переход 3. Зенковать, выдерживая размер 8 согласно эскизу Переход 4. Нарезать резьбу М10-7H, выдерживая размер 9 согласно эскизу	Фрезерный 6904ВФ2	Сверло центровочное ГОСТ 14952-75 Сверло ГОСТ 10903-77 Зенковка ГОСТ 14953-80 Метчик ГОСТ 3266-81	Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон
025	Переход 1. Центровать под сверление, выдерживая размер 10 согласно эскизу Переход 2. Сверлить отверстие диаметром 8,5 мм, выдерживая размер 11 согласно эскизу Переход 3. Зенковать, выдерживая размер 12 согласно эскизу Переход 4. Нарезать резьбу М10-7H, выдерживая размер 13 согласно эскизу	Фрезерный 6904ВФ2	Сверло центровочное ГОСТ 14952-75 Сверло ГОСТ 10903-77 Зенковка ГОСТ 14953-80 Метчик ГОСТ 3266-81	Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон

6. Расчет режимов резания

Расчет режима резания для подрезки торца

Операция токарная 005 переход 1

1. Подача S [мм/об]

При глубине резания t = 1,5 мм, шероховатости поверхности R_z25 и радиуса при вершине 2 мм подачи будет равна 0,55 (мм/об). ([4], стр366, табл14)

2. Скорость резания V_рез [м/мин]

Т [мин] ? период стойкости режущего инструмента. Т находится в диапазоне от 30 до 60 минут. Принимаем Т = 60 мин.

Материал режущей части - Т15К6. Следовательно:

C_V = 290; y = 0,35; m = 0,2; x = 0,15. ([4], стр368, табл17)

K_V = K_MV K_ПV K_ИV

K_MV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

K_ПV - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки,

K_ИV - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Т.к. материал заготовки ? сталь, следовательно

_В находится в диапазоне до 450 МПа. Пусть _В = 450 МПа, материал режущего инструмента ? твердый сплав. Следовательно, К_Г = 1 и n_V = 1. Отсюда:

([4], стр358,361, табл1,5,6)

Поверхность без корки, следовательно: K_ПV = 1,0

K_ИV = 1,0. Теперь находим K_V:

K_V = 1,671,01,0 = 1,67

Теперь найдем скорость резания:

3. Частота вращения шпинделя n [об/мин]

Станок имеет ступенчатую коробку передач: 100, 200, 300, 400, 500 и т.д. Действительная частота вращения шпинделя n_д = 800 м/мин. Отсюда найдем действительную скорость резания V_д:

4. Мощность резания N_рез [кВт]

P_z [H] ? тангенциальная сила резания

([4], стр372, табл22)

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

K_р = K_р K_р K_р ([4], стр374, табл23)

У нас подрезной резец:

Материал режущего инструмента ? твердая сталь, следовательно:

K_р = 1,0; K_р = 1,0; K_р = 1,0.

K_р = 1,01,01,0 = 1,0

P_z = 103000,55^0,751,5¹249^-0,15 = 1219 (H)

5. Машинное время Т_м [с]

, где

i - число проходов резцом, L ? длина прохода резца

, где l - обрабатываемая поверхность заготовки

y - врезание ()

- перебег (2 мм)

6. Вывод результатов расчета режимов резания:

· Подача S = 0,55 (мм/об)

· Период стойкости режущего инструмента T = 60 мин

· Скорость резания V_рез = 249 (м/мин)

· Частота вращения шпинделя n = 800 об/мин

· Мощность резания N_рез = 4,89 (кВт)

· Машинное время Т_м = 5,4 (с)

Расчет режима резания для наружного продольного точения

Операция токарная 005 переход 2

1. Глубина резания t [мм]

, где

d_З ? диаметр заготовки, а d₀ ? диаметр заготовки после обработки.

d = 96 (мм); d = 98 (мм). Тогда

2. Подача S [мм/об]

Диаметр детали находится в диапазоне: 60ч100 (мм)

Размер державки резца: от 16Ч25 до 25Ч40 (мм)

Следовательно, S в диапазоне от 0,6 до 1,2 (мм)

Пусть S = 0,9 (мм/об) ([4], стр364, табл11)

3. Скорость резания V_рез [м/мин]

, где

Т [мин] ? период стойкости режущего инструмента. Т находится в диапазоне от 30 до 60 минут. Выбираем Т = 60 мин. Подача S =0,9. Следовательно: C_V = 280; x = 0,15; y = 0,45; m = 0,20. ([4], стр367, табл17)

K_V = K_MV K_ПV K_ИV ([4], стр358,361, табл1,5,6)

K_MV - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала,

K_ПV - коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки,

K_ИV - коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.

Материал заготовки ? сталь, следовательно

_В находится в диапазоне до 450 МПа. Выберем _В = 450 МПа. Материал режущего инструмента ? твердый сплав, тогда

К_Г = 1,0; n_V = 1,0. Отсюда

Поверхность без корки. Следовательно, K_nv = 1,0

Материал заготовки - конструкционная сталь. Марка стали режущего инструмента: Т15К6 (твёрдый сплав). Следовательно, K_ИV = 1,0

Подставляем коэффициенты K_MV, K_ПV и K_ИV и находим К_V

K_V = 1,67 1,0 1,0 = 1,67

Теперь мы можем вычислить скорость резания, подставив значения в формулу

4. Частота вращения шпинделя n [об/мин]



корректируем, полученную n_д соответствие с паспортными данными станка:

n_д = 700 (м/мин)

Отсюда найдем действительную скорость резания V_д:

5. Мощность резания N_рез [кВт]

P_z [H] ? тангенциальная сила резания

([4], стр372, табл22)

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

K_р = K_р K_р K_р ([4], стр374, табл23)

Материал режущего инструмента ? твердая сталь, следовательно:

K_р = 0,94; K_р = 1,0; K_р = 1,0.

K_р = 0,94 1,0 1,0 = 0,94

P_z = 103001¹0,9^0,75211^?0,150,94 = 1242 (H)

Данная мощность удовлетворяет мощности станка

6. Машинное время Т_м [с]

, где

i - число проходов резцом, L ? длина прохода резца

, где l - обрабатываемая поверхность заготовки

y - врезание ()

- перебег (2 мм)

7. Вывод результатов расчета режимов резания:

· Глубина резания t = 1 (мм)

· Подача S = 0,9 (мм/об)

· Период стойкости режущего инструмента T = 60 (мин)

· Скорость резания V_рез = 211 (м/мин)

· Частота вращения шпинделя n = 700 (об/мин)

· Мощность резания N_рез = 4,3 (кВт)

· Машинное время Т_м = 1,3 (с)

Остальные расчеты сводим в таблицу 4

Таблица 4

№ опер.	№ пер.	Формула	CV	T, мин	t, мм	S, мм/об	m	x	y	KMV	KПV	KИV	, мин	Результат , м/мин
1	1	(1)	290	60	1,5	0,55	0,2	0,15	0,35	1,67	1,0	1,0	0,09	246
1	2	-/-	280	60	1	0,9	0,2	0,15	0,45	1,67	1,0	1,0	0,022	211
1	3	(2)	18	40	1,72	0,9	0,25	0,2	0,3	0,63	-	1,0	0,20	31
1	4	(2)	10,5	50	0,03	1,2	0,4	0,2	0,65	0,63	-	-	0,7	6,67
1	5	(2)	10,5	50	0,01	1,2	0,4	0,2	0,65	0,63	-	-	0,54	6,7
2	1	(1)	290	60	1,5	0,55	0,2	0,15	0,35	1,67	1,0	1,0	0,026	242
2	2		290	60		0,55	0,2	-	0,35	1,67	1,0	1,0	0,008	261
3	1												0,6	10
4	1	(3)	9,8	25	4	0,25	0,2	-	0,5	1,59	-	1,0	0,044	37
4	2	(3)	9,8	25	5	0,26	0,2	-	0,5	1,59	-	1,0	0,042	41
4	3	(3)	9,8	25	5	0,26	0,2	-	0,5	1,59	-	1,0	0,006	41
4	4	(3)	64,8	90	1,5	1,5	0,9	-	0,5	1,67	-	1,0	0,019	18
5	1	(3)	9,8	25	4	0,25	0,2	-	0,5	1,59	-	1,0	0,044	37
5	2	(3)	9,8	25	5	0,26	0,2	-	0,5	1,59	-	1,0	0,042	41
5	3	(3)	9,8	25	5	0,26	0,2	-	0,5	1,59	-	1,0	0,006	41
5	4	(3)	64,8	90	1,5	1,5	0,9	-	0,5	1,67	-	1,0	0,021	18

7. Расчет штучного времени операций

Норма штучного времени на операцию

,

где Т_О - технологическое (основное) время, мин; Т_в - вспомогательное время, мин; Т_.ПЗ - подготовительно-заключительное время, мин; N - партия.

Т_ПЗ/N=30/6000=0,005 мин

Операция 005

Т_О берем из таблицы 4

Т_О=0,09+0,022+0,2+0,7+0,54=1,552 мин

Т_В=5 мин

Т_шт=1,552+5+0,005=6,557 мин

Операция 010

Т_О=0,026+0,008=0,034 мин

Т_В=2,0 мин

Т_шт=0,034+2,0+0,005=2,039 мин

Операция 015

Т_О=0,6 мин

Т_В=2,5 мин

Т_шт=0,6+2,5+0,005=3,105 мин

Операция 020

Т_О=0,046+0,044+0,006+0,019=0,115 мин

Т_В=2,33 мин

Т_шт=0,115 +4,0+0,005=4,12 мин

Операция 025

Т_О=0,046+0,044+0,006+0,021=0,117 мин

Т_В=4,0 мин

Т_шт=0,117 +4,0+0,005=4,14 мин

Норма штучного времени

=20,36 мин

8. Выбор приспособления для закрепления детали или инструмента

Технологическая оснастка является важнейшим фактором успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. В промышленности эксплуатируется более 25 миллионов специальных станочных приспособлений. Задача повышения эффективности и качества технологической оснастки стала одной из важнейших народнохозяйственных проблем.

Технологическая оснастка способствует повышению производительности труда в машиностроении и ориентирует производство на интенсивные методы его ведения. На предприятиях машиностроения до 90% организационно-технологических мероприятий, направленных на обеспечение роста производительности труда рабочих-станочников, связано либо с изменением конструкций, либо с изготовлением новых видов инструментов и приспособлений.

Конструкции всех станочных приспособлений основываются на использовании типовых элементов, которые можно разделить на следующие группы:

· Установочные элементы, определяющие положение детали в приспособлении;

· Зажимные элементы-устройства и механизмы для крепления деталей;

· Элементы для направления режущего инструмента и контроля его положения;

· Силовые устройства для приведения в действие зажимных элементов;

· Корпуса приспособлений, на которых крепят все остальные элементы.

В нашем случае используется трёхкулачковый самоцентрирующий клиновой патрон с механизированным приводом, применяется для зажима заготовок, обрабатываемых на токарных и револьверных станках и многошпиндельных полуавтоматах. В пазах корпуса патрона 1 установлены три кулачка 2, к которым винтами 4 и сухарями 3 прикреплены сменные кулачки 5. В корпусе 1 патрона установлена втулка 6, которая винтом 8 и тягой соединена со штоком поршня пневмоцилиндра. Во втулке 6 имеются три паза «а» с углом наклона , в которые входят наклонные выступы «б» кулачков 2, образуя клиновые сопряжённые пары. Во время подачи сжатого воздуха в штоковую полость пневмоцилиндра поршень со штоком перемещается в пневмоцилиндре влево, шток через тягу, винт 8 и втулка 6 передвигает выступы «б» кулачков 2 вниз по наклонным пазам «а» втулки 6. при этом сменные кулачки 5, перемещаясь к оси патрона, зажимают обрабатываемую заготовку. После обработки заготовки сжатый воздух подаётся в безштоковую полость. Шток через промежуточные звенья передвигает втулку 6 вправо, выступы «б» кулачков 2 перемещаются по наклонным пазам втулки 6 вверх и сменные кулачки 5 расходятся от оси патрона и деталь разжимается.

Для замены кулачков в шестигранное отверстие во втулке 6 вставляются торцовый ключ, который поворачивает втулку против часовой стрелки на угол , кулачки 2 выходят из пазов корпуса 1 и тогда их вынимают. Втулка 7 предохраняет патрон от засорения. Клиновые патроны обладают высокой жёсткостью и износоустойчивостью.

9. Выбор технологического оборудования

Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ модели 16К20Ф3. Станок патронно-центровой предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилями в один или несколько проходов в замкнутом полуавтоматическом цикле, а также для нарезания крепежных резьб (в зависимости от возможностей системы ЧПУ). Станок используют в единичном, мелко-серийном и среднесерийном производстве.

Технические характеристики 16К20Ф3

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм.:
над станиной	400
над суппортом	200
Наибольшая длина обрабатываемой заготовки, мм	1000
Частота вращения шпинделя, мин-1	35-2000
Число автоматически переключаемых скоростей	9
Скорость быстрых перемещений суппорта, мм/мин.:
Продольного	4800
поперечного	2400
Скорость подачи, мм/мин.:`
продольного хода	3-1200
поперечного хода	3-500
Перемещение суппорта на один импульс, мм.:
продольного	0,01
поперечного	0,005

Список литературы

1. А.Г. Схиртладзе, В.Ю. Новиков. Станочник широкого профиля. М.: «Высшая школа», 2001

2. Г.Н. Андреев, В.Ю. Новиков, А.Г. Схиртладзе. Проектирование технологической оснастки машиностроительного производства. М.: «Высшая школа», 2001

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.1/ Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение - 1, 2001 г. 944 с., ил.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/ Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение - 1, 2001 г. 944 с., ил.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя (3 тома). М.: Машиностроение -2001

6. Тимирязев В.А. Расчет припусков и межоперационных размеров в машиностроении, М.: «Высшая школа», 2004

7. Серебреницкий П.П. Программирование для автоматизированного оборудования, М.: «Высшая школа», 2003

Размещено на Allbest.ru