Курсовая работа: Разработка технологического процесса механической обработки детали "крышка"

5)  при выборе технологических баз следует стремиться к соблюдению основных принципов базирования – совмещение и постоянство баз.

Затем, принимая во внимание все принципы, формируем маршрутный техпроцесс. Расписываем операции по переходам, выбираем техническое оборудование, оснастку, режущий и мерительный инструмент, производим расчет режимов резания и техническое нормирование.

Маршрутный технологический процесс.

Операция 005 Токарная

Оборудование: токарно-винторезный станок

Деталь устанавливаем в трехкулачковый клиновой пневмо патрон.

В качестве базы используем необработанный торец заготовки.

А. Установить и снять деталь

1.  Подрезать торец

2.  Сверление диаметра 16мм

3.  Точение диаметра 35мм черновая и чистовая

4.  расточения диаметра 30 мм

5.  снятие фрезки 1x45°

Операция 010 Шлифовальная

Оборудование: кругло-шлифовальный станок

А. Установить и снять деталь

Крышка устанавливается на оправку, в качестве базовой поверхности служит предварительно обработанный торец

1. шлифование диаметра 30мм до заданной точности

Операция 015 Сверлильная

Оборудование: настольно-сверлильный станок

Заготовка устанавливается в приспособлении

А. Установить и снять деталь

1. сверление четырёх отверстий диаметром 6,6мм

7. Аналитический расчет припуска на поверхность Ø 35f7

Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали. Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу.

Припуски подразделяют на общие, т.е. удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций. Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных на предыдущей и последующей операциях.

1. Определяем последовательность обработки: заготовка, черновое точение, истовое точение, шлифование предварительное, шлифование окончательное.

2. Определяем Rzi-1 и Ti-1 исходя из таблиц Приложения П 1.1, П 1.2

3. Определяем для каждого технологического перехода и заготовки значение суммарного пространственного отклонения .

При обработке в патроне

,

50 мкм. ( Приложение П 1.3)  = ΔК*Lзагот = 4*19 = 76 мкм, где ΔК из приложения П1.4

Δк = 4 мкм на 1 мм

ρ = 91 мкм.

Для переходов:

ρост = ρзагот * Куточнения, где Куточнения - Приложение П1.5

ρост1 = 91 * 0,06 = 5,46

ρост2 = 91 * 0,04 = 3,64

ρост3 = 91 * 0,03 = 2,73

ρост4 = 91 * 0,02 = 1,82

4. Погрешность установки заготовки в трехкулачковом патроне при черновом точении = 200 мкм (Приложение П1.6)

5. Определяем минимальные припуски по переходам по формуле:

Для чернового точения: 2Zmin = 2(200+300+√91²+200²) = 1439 мкм

Для чистового точения: 2Zmin = 2(50 + 120 +5,5) = 351 мкм

Для шлифования предварительного 2Zmin = 2(6,3+ 20 + 2,7) = 58 мкм

Для шлифования окончательного 2Zmin = 2(3,2 + 15 +1,8) = 40

6. Допуск определяем исходя из Приложения П1.7 и квалитетов 16, 14 и 8.

7. Определяем предельные размеры:

Определяем расчетные размеры ,допуски на заготовку и технологические переходы, предельные размеры по всем технологическим переходам:

округляя расчетные размеры в сторону увеличения; округление производится до того же знака десятичной дроби с каким дан допуск на размер для каждого перехода;

прибавляя допуск к округленному наименьшему предельному размеру.

Полученные значения заносим в таблицу 3.

8. Определяем предельные значения припусков:

как разность наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов;

как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Полученные значения заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности

8. Основные принципы выбора технологического оснащения

В состав технологического оснащения входит оборудование и технологическая оснастка – установочные приспособления, режущий, мерительный и вспомогательный инструменты.

Выбор станочного оборудования является одной из важнейших задач при разработке техпроцесса механической обработки заготовки.

От правильности его выбора зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, механизацией и автоматизацией ручного труда, электроэнергии и в итоге себестоимости изделия.

При выборе станочного оборудования необходимо учитывать:

1.  характер производства

2.  методы достижения заданной точности при обработке

3.  соответствие станка размерам детали

4.  мощность станка

5.  габаритные размеры

6.  удобства управления и обслуживания

Чтобы правильно выбрать оборудование для изготовления детали необходимо ознакомиться с технической характеристикой станка.

Для изготовления крышки я выбрала токарно-винторезный станок 16К20.

Техническая характеристика

токарно-винторезного станка мод. 16К20.

ГОСТ 18097-72

Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм 400

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм 70

Наибольшая длина обтачивания, мм 645,935,1335,1935

Диапазон частоты вращения шпинделя, об/мин 12,5-1600

Пределы подач, мм/об:

Продольных 0,05-2,8

поперечных 0,025-1,4

Мощность главного электродвигателя, кВт 10

Станок имеет 24 частоты вращения шпинделя при прямом вращении и 12 при обратном. Причем n=500 об/мин и n=630 об/мин повторяются дважды. Установка частоты вращения шпинделя осуществляется рукоятками. /6/,/8/

Кроме того, нам понадобится круглошлифовальный станок 2М35.

Техническая характеристика

круглошлифовального станка 2М35

Наибольший диаметр обрабатываемой детали 200

Наибольшая длина обрабатываемой детали 125

Наибольший диаметр шлифования 700

Число оборотов изделия в минуту 50-550

Выбор станочных приспособлений. Применение станочных приспособлений и вспомогательных инструментов при обработке заготовок дает ряд преимуществ:

1) повышает качество обработки детали

2) сокращает трудоемкость обработки заготовок

3) расширяет технологические возможности станков

4) создает возможность одновременной обработки нескольких заготовок

Наиболее широко распространенными приспособлениями для токарных и шлифовальных работ являются кулачковые и цанговые патроны, которые применяют также и при других работах (например, сверлильных).

Из патронов, применяющихся для установки и закрепления заготовок на токарных станках, наиболее распространены самоцентрирующие трехкулачковые патроны. Патрон трехкулачковый самоцентрирующий Ø 250 мм ГОСТ 2675-63.

Для зажима детали в шлифовальный станок используем тиски ГОСТ 4045-57.

Выбор режущего инструмента. Режущий инструмент предопределяет производительность обработки, а в ряде случаев качественно-точностные характеристики. При выборе режущего инструмента прежде всего определяют его тип, а затем размер и материал режущей части.

Учитывая марку материала и способ обработки поверхности, для изготовления данной детали целесообразнее всего использовать режущий инструмент из твердого сплава Т5К10.

1. Для подрезания торцов используются подрезные резцы, Р18 ГОСТ 18880-73.

2. Для точения наружной поверхности крышки используется проходной резец Р18 ГОСТ 18878-73.

3. Для шлифования используется шлифовальный круг (абразивный) ПП (плоский прямого профиля) ГОСТ 17123-79.

Выбор мерительных инструментов. В условиях индивидуального производства контроль геометрической точности корпусных деталей выполняют на специальных приборах, обеспечивающих автоматическое измерение одновременно нескольких параметров точности детали. Измерительная система таких приборов основана обычно на применении пневматических, индуктивных или электроконтактных датчиков.

При выборе измерительных средств необходимо учитывать требования к точности контролируемой детали и допускаемые предельные погрешности измерительного прибора. Предельная погрешность измерительных средств, как правило, не должна превышать 0,1…0,2 мм допуска на контролируемый параметр и лишь в отдельных случаях при малом допуске возможно допустить погрешность измерения в пределах 0,3 допуска.

Штангенциркули применяют для измерения наружных и внутренних поверхностей, а также глубин и высот. По ГОСТ 166-51 штангенциркули изготовляют с пределом измерения 100; 125; 150; 200; 300; 400; 500; 600; 800; 1000; 1500 и 2000 мм с величиной отсчета по нониусу 0,1; 0,05; 0,02 мм.

Нутромеры применяются для точных наружных измерений диаметров, длины, толщины. По ГОСТ 6507-60 нутромеры имеют пределы измерений: 0-25; 25-50; 50-75; 75-100; 100-125; 125-150; 150-175; 175-200; 200-225; 225-250; 250-275; 275-300; 300-400; 400-500; 500-600; 600-700; 700-800; 800-900; 900-1000; 1000-1200; 1200-1400; 1400-1600 мм с ценой деления 0,01 мм.

деталь технологичность резание поверхность

9. Расчет режимов резания и техническое нормирование

В оформлении данного раздела по каждой из операций технологического процесса заносится следующая информация:

1.Номер и наименование операции

2. Оборудование: полное наименование и модель

3. Краткое описание работы, выполняемой в операции

4. Тип приспособления

Затем по каждому переходу заносится:

5. Номер перехода и его содержание

6. Наименование режущего инструмента, его основная характеристика и материал рабочей части

7. Расчет режимов резания. Он выполняется в следующей последовательности:

- Глубина резания

- Подача

- Скорость резания

- Частота вращения

- Коррекция частоты вращения (по паспорту станка)

- Действительная скорость резания

8. Техническое нормирование, связанное с переходом:

- Основное время

- Вспомогательное время

9. Основное время на операцию. Определяется как сумма основного времени по переходам.

10. Вспомогательное время на операцию определяется как сумма времени на установку и снятие детали и вспомогательного времени по переходам. В автоматизированном производстве при определении вспомогательного времени, связанного с переходом, следует учитывать время, затраченное на позиционирование, ускоренное перемещение рабочих органов станка, подвод инструмента вдоль оси в зону обработки и последующий отвод, автоматическую смену режущего инструмента. Вспомогательное время определяется по таблицам (приложение 3).

11. Оперативное время

12. Дополнительное время

13. Штучное время

Расчет режимов резания на один - два технологических перехода выполняется расчетно-аналитическим методом. На остальные переходы оптимальные режимы резания определяются по таблицам.

Техническое нормирование выполняется на одну – две операции.

Расчет режимов резания.

Расчет режимов резания на участок детали Ø35f7. Исходные данные: деталь крышка из стали 45. Заготовка – прокат. Обработка производится на токарно-винторезном станке. Режущий инструмент – проходной резец. Инструментальный материал – Т5К10.

Операция 005 Токарная. Переход 2. Точить поверхность Ø35f7.

1.Глубина резания t, мм

t = 1,77 / 2=0,89 (расчет припусков)

2.Назначаем подачу S мм/об принимаем S = 0,8 мм/об. (табл П 2.7, для размера державки резца 25 мм).

3. Рассчитываем скорость резания Vм/мин

,

Т – период стойкости, мин

Т = 120мин.

Находим неизвестные (Приложение П2.2)

Сv = 340

y = 0,15

 x = 0,45

m = 0,20

Находим поправочные коэффициенты:

,

КMV-коэффициент на обрабатываемый материал (Приложение П 2.3 – 2.6)

;

КИV – коэффициент на инструментальный материал (Приложение П 2.7)

Кnv=0.8;

КUV=1;

Кv=1*0,8*1=0,8.

Подставляем значения в формулу:

V= (CV /Т*tX*SY)*KV = (340/1200,2 * 0.890,45 *0,80,15) = (340/2,16*1,10*0,967) =340/2,78=122,30 м/мин.

4. Рассчитываем скорость вращения дисковой фрезы n об/мин

n= 1000*V/П*D=1000*122/3,14*155,474=249,90об/мин.

5. Уточняем частоту вращения дисковой фрезы и корректируем по паспорту. Принимаем n = 400 об/мин.

6. Пересчитываем фактическую скорость шлифования V м/мин

V=П*D*n/1000=3.14*155.474*400/1000=195,27м/мин

Переход 2.

Точить поверхность окончательно.

1) Глубина резания – t = 0.23 мм. (приложение 1).

2) Подача – S = 0,4 мм/об

3) Скорость резания

По таблице П 2.11 выписываем значения Сυ и показатели степеней x, y, m.

Сυ = 420;

x = 0,15;

y = 0,2;

m = 0,2.

Период стойкости инструмента принимаем – Т = 120 мин.

Находим поправочные коэффициенты.

Кυ = Кmυ ∙ Кnυ ∙ Киυ ∙ Кφv ∙ Кφlv ∙ Кr,

где Кmυ = 1,0 (табл. П 2.1, П 2.2),

Кпυ = 1,0 (табл. П 2.5),

Киυ = 1,0 для Т15К6 (табл. П 2.6).

Поправочные коэффициенты, учитывающие влияние параметров резца на скорость резания, (табл. П 2.12).

Кφv = 0,7;

Кφlv = 1,0;

Кr = 0,94;

Кυ = 1,0 ∙ 1,0 ∙ 1,0 ∙ 0,7 ∙ 1,0 ∙ 0,94 = 0,66;

.

4) Определим частоту вращения шпинделя – п, об/мин.

.

5) Уточняем частоту вращения шпинделя по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону.

Принимаем п = 800 об/мин – максимальное число оборотов у станка.

6) Пересчитываем скорость резания, Vф – фактическая скорость резания, м/мин.

.

Операция 010 круглошлифовальная. Переход 1. Шлифовать поверхность Ø35f7 предварительно.

1. Глубина шлифования t =0,06, мм (расчет припусков).

Д шлифовального круга, мм.

Д = 75 мм.

2 Величина подачи, S = 0,15 мм/об

3. Скорость шлифования, м/мин

.

Т = 180,

Сυ = 332,

y = 0,4,

m = 0,2,

q = 0,2,

u = 0,2,

x = 0,1,

p = 0.

Общий поправочный коэффициент на скорость шлифования, учитывающий фактический условия,

Kv = Kмv Knv  Kuv,

Кмv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

Kмv = 1;

Knv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки

Knv = 1;

Киv – коэффициент, учитывающий материал инструмента

Киv = 1;

Кv = 1.

Подставляем значения в формулу

м/мин.

4. Рассчитываем чистоту вращения шлифовального круга, n об/мин

 об/мин.

5. Уточняем частоту вращения шлифовального круга по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону, принимаем n = 850 об/мин.

6. Пересчитываем фактическую скорость шлифования,

V м/мин

 м/мин.

Операция 010 круглошлифовальная. Переход. Шлифовать поверхность Ø35f7окончательно.

1. Глубина шлифования t =0,03, мм (расчет припусков).

Д шлифовального круга, мм.

Д = 75 мм.

2 Величина подачи, S = 0,08 мм/об

3. Скорость шлифования, м/мин

.

Т = 180,

Сυ = 332,

y = 0,4,

m = 0,2,

q = 0,2,

u = 0,2,

x = 0,1,

p = 0.

Общий поправочный коэффициент на скорость шлифования, учитывающий фактический условия,

Kv = Kмv Knv  Kuv,

Кмv – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала

Kмv = 1;

Knv – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки

Knv = 1;

Киv – коэффициент, учитывающий материал инструмента

Киv = 1;

Кv = 1.

Подставляем значения в формулу

м/мин.

4. Рассчитываем чистоту вращения шлифовального круга, n об/мин

 об/мин.

5. Уточняем частоту вращения шлифовального круга по паспорту и корректируем ее в ближайшую меньшую сторону, принимаем n = 1200 об/мин.

6. Пересчитываем фактическую скорость шлифования,

V м/мин

 м/мин.

Техническое нормирование на примере обработки диаметра Ø35f7 (предварительная и окончательная обработка поверхности).

Исходные данные: деталь «Крышка» сталь 45. Заготовка «прокат».

Длина обрабатываемой поверхности 9 мм. Обработка производится на токарном станке 16К20. Приспособление – патрон.

Переход 1.

Точить поверхность предварительно.

Резец проходной упорный Т5К10. Угол резца в плане φ = 90.

1) Основное время.

lpx = 9 мм – длина рабочего хода инструмента (по чертежу);

lвр.пер = 3 мм – величина врезания и перебега инструмента, табл. П 3.17;

п = 400 об/мин – частота вращения (по расчету режимов резания);

Sм = 0,8 мм/об – подача на оборот (по расчету режимов резания).

2) Вспомогательное время, связанное с переходом.

Твсп = 0,06 мин. (Приложение П 3.1)

Переход 2.

Точить поверхность окончательно.

Резец проходной упорный Т5К10. Угол резца в плане φ = 90.

1) Основное время.

lpx = 9 мм – длина рабочего хода инструмента (по чертежу);

lвр.пер = 3 мм – величина врезания и перебега инструмента, табл. П 3.17;

п = 800 об/мин – частота вращения (по расчету режимов резания);

Sм = 0,4 мм/об – подача на оборот (по расчету режимов резания).

2) Вспомогательное время, связанное с переходом.

Твсп = 0,06 мин. (Приложение П 3.1)

Нормирование операции:

1) Основное время.

Тосн = ∑То = То1 + То2;

Тосн = 0,08 + 0,08 = 0,16 мин.

2) Вспомогательное время.

Твсп = Туст.оп + ∑Твсп;

Туст.оп = 0,33 поз. 4 табл. П 3.2;

∑Твсп = Твсп1 + Твсп2;

∑Твсп = 0,29 + 0,75 = 1,04 мин;

Твсп = 0,33 + 1,04 =1,37 мин.

3) Оперативное время.

Топер = Тосн + Твсп;  Топер = 0,16 + 1,37 = 1,53 мин.

4) Время на обслуживание рабочего места.

Тобс = 4 - 6% Топер; Тобс = 0,05 ∙ 1,53 = 0,08 мин.

5) Время на отдых.

Тотд = 4% Топер; Тотд = 0,04 ∙ 1,53 = 0,06 мин.

6) Штучное время.

Тшт = Тосн + Твсп + Тобс + Тотд

Тшт = 0,16 + 1,37 + 0,08 + 0,06 = 1,67 мин.

Операция 010 Круглошлифовальная.

Переход 1. Шлифовать поверхность Ø35f7 предварительно.

1. Основное время

 9 / (850 * 0,15) = 40 / 127,5 = 0,07 мин

2. Вспомогательное время, связанное с переходом

Твсп = 0,04 мин (Приложение П3.2)

Переход 2. Шлифовать поверхность Ø35f7окончательно.

1. Основное время

 9 / 0,08 * 1200= 0,09 мин

2. Вспомогательное время, связанное с переходом

Твсп = 0,04 мин

1. Основное время

Тосн = 0,07 +0,09=0,16 мин.

2. Вспомогательное время

∑Твсп.= 2*0,04=0,08

Туст.оп = 0,35 мин

Твсп = 0,08 + 0,35 = 0,43мин

3. Оперативное время

Топер. =0,08 + 0,43= 0,51 мин

4. Время на обслуживание рабочего места

Тобс = 4 –6 % Топер

Тобс. = 0,05 · 0,51 = 0,026 мин

5. Время на отдых

Тотд = 4 % Топер

Тотд. = 0,02 мин

6. Штучное время

Тшт = То + Твсп + Тобс + Тотд

Тшт =0,16 +0,43+0,026+0,02=0,64мин.

Заключение

Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет высокие требования к рациональному выбору и подготовке производственного процесса, выбору заготовки, к уровню их технологичности, в значительной мере определяющей затраты на технологический процесс производства, себестоимость, надёжность и долговечность изделий.

В соответствии с предъявляемыми требованиями в курсовом проекте разработан технологический маршрут изготовления детали «Крышка» (сталь 45), произведен анализ служебного назначения детали, технических требований и точности. Приведена характеристика индивидуального типа производства, проведено обоснование выбора способа получения заготовки, а так же рассчитаны технологические припуски и выбраны режимы резания. Подробно разработана технология токарной обработки внешней поверхности Ø35f7. Оборудование, инструмент и приспособления применены с учетом технической характеристики крышки, вида производства, точности, экономичности.

Список литературы

1.  Пачевский В.М. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004, 177 с.

2.  Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2/под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1986.- 496 с.

3.  Данилевский В.В. Технология машиностроения: учебник для техникумов./ В.В. Данилевский.- М.: «Высшая школа».-1977.- 497 с.

4.  Ковшов А.Н. Технология машиностроения: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. – М.: Машиностроение. -1987.- 320 с.

5.  Маталин А.А Технология машиностроения: учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты».- Л.: «Машиностроение».-1985.- 496с.

6.  Обработка металлов резанием: Справочник технолога / А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойм и др.; Под ред. А.А. Панова, 2-е изд., перераб и доп. – М.: Машиностроение, 2004. – 784 с.

7.  А.М Малов Справочник технолога машиностроителя: изд. «Машиностроение»; том 2, М.- 1972, 558 с.

8.  Чернов Н.Н. Металлорежущие станки: учебник для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием» / Н.Н. Чернов.- М.: Машиностроение. - 1988. - 416 с.

9.  Курсовое проектирование по технологии машиностроения / Под общ. ред. А.Ф. Горбацевича. – Минск, «Вышейшая школа», 1975.

10.  Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – М.: Машиностроение, 1979.

11.  Технология технического контроля в машиностроении: Справочное пособие / Под ред. В.Н. Чупырина. – М.: Изд-во стандартов, 1990.

12.  Общемашиностроительные нормативы режимов резания: Справочник: В2-х т.:/ А.Д. Локтев, И.Ф. Гущин, В.А. Батуев и др.- М.: Машиностроение, 1991.

13.  Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. М.: Изд-во стандартов, 1992.