Расчет размеров заготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

чертеж заготовка режущий деталь

Введение

1. Характеристики исходных данных

1.1 Характеристика детали по чертежу

1.2 Характеристика материала изготавливаемой детали

1.3 Характеристика типа производства

2. Выбор исходной заготовки

2.1 Выбор способа получения заготовки

2.2 Расчет размеров заготовки

3. Составление маршрута обработки детали

4. Выбор средств технического оснащения

4.1 Выбор и характеристика оборудования

4.2 Выбор и характеристика технологической оснастки

4.3 Выбор и характеристика режущего инструмента

4.4 Выбор и характеристика измерительного инструмента

5. Выбор режимов резания

6. Охрана труда

7. Организация рабочего места станочника



Введение

Основными группами станков по виду обработки являются: токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные и станки с ПУ.

Токарные станки -- станки для обработки резанием (точением) заготовок из черных и цветных металлов, дерева, пластмасс типа тел вращения. На токарных станках выполняют такие операции как расточку и обточку фасонных, цилиндрических и конических поверхностей, развертывание и зенкерование отверстий нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец передвигается вместе с салазками суппорта ходового винта или от ходового вала, которые получают вращение от механизма подачи.

Фрезерные станки -- группа металлорежущих станков, предназначенных для обработки с помощью фрезы плоских и фасонных поверхностей, тел вращения, зубчатых колёс и т.п. металлических и других заготовок. При этом фреза, закрепленная в шпинделе фрезерного станка, совершает вращательное (главное) движение, а заготовка, закреплённая на столе, совершает движение подачи прямолинейное или криволинейное. Существуют различные типы фрезерных станков: вертикально- фрезерные, горизонтально-фрезерные, консольно-фрезерные, бесконсольно-фрезерные и др.

Сверлильные станки -- группа металлорежущих станков, предназначенных для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерования, развёртывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования торцовых поверхностей. Формообразующими движениями при обработке отверстий на сверлильных станках являются главное вращательное движение инструмента и поступательное движение подачи инструмента по его оси. Основной параметр станка - наибольший условный диаметр сверления отверстия. Кроме того, станок характеризуется вылетом и наибольшим ходом шпинделя, скоростными и другими показателями.

Шлифовальные станки -- группа металлорежущих станков, предназначенных для окончательной обработки заготовок абразивными или алмазными кругами. Станки обеспечивают точные размеры, правильную геометрическую форму и высокое качество поверхности детали. На этих станках можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности, шлифовать резьбы и зубья зубчатых колес, разрезать заготовки.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) -- станки с компьютеризованной системой управления, управляющая приводами технологического оборудования, включая станочную оснастку. В настоящее время станки с программным управлением находят все большее применение. Они значительно повышают производительность труда, дают возможность вести обработку изделий без применения сложной и дорогостоящей оснастки. Большое распространение в заводских условиях получили сверлильные и расточные станки, служащие для обработки группы отверстий по заданным координатам. Но в наибольшей степени идея программирования получила применение в комбинированных многооперационных станках. Эти станки позволяют, не переустанавливая заготовку, выполнять такие работы, как сверление, зенкерование, растачивание, фрезерование и нарезание резьбы.

Все большее значение приобретают в заводских условиях станки, оснащенные системами автоматического управления. Применение этих систем позволяет оптимизировать режим обработки, а это в свою очередь положительно сказывается на повышении производительности труда и точности обработки деталей.

ОАО «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» имени Ф. Э. Дзержинского» -- российская корпорация, занимающаяся разработкой и производством военной техники, дорожно-строительных машин, железнодорожных вагонов. В корпорацию входят научно-исследовательские институты, конструкторские бюро и производственные предприятия. Головное предприятие -- завод «Уралвагонзавод», расположенный в Нижнем Тагиле Свердловской области. Сто процентов акций корпорации принадлежат государству. По площади завод является самым большим в мире и отмечен в Книге рекордов Гиннеса.

Целью выпускной квалификационной работы является: разработать технологический процесс токарной обработки детали «винт» в условиях мелкосерийного производства.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнение следующих задач:

Изучить исходные данные;

Изучить необходимую литературу;

Осуществить выбор типа и размеров заготовки;

Осуществить выбор оборудования и оснастки;

Составить техпроцесс на одну операцию и оформить его на стандартных бланках;

Сделать необходимые технические расчёты;

Сделать выводы по работе.



1. Характеристики исходных данных

1.1 Характеристика детали по чертежу

Деталь «винт» относится к симметричным круглым стержням. С правой стороны детали имеется размеры поверхность диаметром 22мм длиной 20мм, фаска 2 45, так же имеется диаметр 30мм с точностью 14, допуском 0,62 длиной 56 еще имеются фаски 2±0,3 с широховатостью R1, так же имеется диаметр 34 с точночью 14 с допуском 0,62, с левой стороны находится резба М22-h8 с широховатостью Rz 40 с длиной 168 на детали имеются 2 канавки с диаметром 16 шириной 204 , и еще есть 3 фаски 3-45. Длина полной детали 280±0,5мм с шероховатость Rz80 масса детали 0,8кг деталь изготовлена из конструктивной углеродистой стали.

1.2 Характеристика материала изготавливаемой детали

Таблица 1 - Основная характеристика Стали 40ГОСТ 1050-88.

Марка	Сталь 40
Заменитель:	Сталь 35 , сталь 45 , сталь 40Г
Классификация	Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение	трубы, поковки, крепежные детали, валы, диски, роторы, фланцы, зубчатые колеса, втулки для длительной и весьма длительной службы при температурах до 425 град.
Зарубежные аналоги: Известны

Таблица 2- Химический состав в материала 40 (%)

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.37 - 0.45	0.17 - 0.37	0.5 - 0.8	до 0.25	до 0.035	до 0.035	до 0.25	до 0.3	до 0.08

Таблица 3- Механические свойства Стали 40ГОСТ 1050-88

Твердость материала 40 после отжига ,	HB 10 -1 = 187 МПа
Твердость материала 40 горячекатанного отожженного	HB 10 -1 = 163 МПа
Твердость материала 40 калиброванного нагартованного	HB 10 -1 = 207 МПа



1.3 Характеристика типа производства

Изготовление детали винт осуществляется в условиях мелкосерийного производства.

Мелкосерийное производство нуждается в частичном использовании специального оснащения в виде инструмента и приспособлений, в закреплении операций за определенным типом оборудования и даже за определенным станком и, наконец, в подробной разработке технологического процесса, норм и в планировании производства. Оснащается преимущественно универсальным оборудованием. Серийное производство позволяет специализировать рабочих и оборудование и тем самым повышать производительность труда и снижать материальные и трудовые затраты. Отличается по своим технологическим особенностям от единичного производства. В мелкосерийном, как и в единичном производстве, применяют преимущественно универсальное оборудование (с расположением его в цехах по типам станков), нормальный рабочий и универсальный измерительный инструмент.

Мелкосерийное производство по особенностям применяемого оборудования и оснастки, а также и по другим характеристикам производства близко к единичному; тип организации производственного процесса, при котором подразделения или обрабатывающие центры специализируются на определенных операциях. Для этого используются универсальные станки, с ручным и механическим приводом, станки с ЧПУ. Универсальные режущие инструменты, универсальные измерительные инструменты - шкальные



2. Выбор исходной заготовки

2.1 Выбор способа получения заготовки

Поскольку деталь «винт» имеет габаритные размеры длину 280 и ширину 34h14мм перепады между ступенями малы, изготовляется в условиях мелкосерийного производства, то в качестве заготовки целесообразно выбрать пруток круглого сечения, полученный путем прокатки.

Прокатка - процесс пластического деформирования тел, между вращающимися приводными валками.

Рисунок 1 - Условная схема прокатки

2.2 Расчет размеров заготовки

Расчет диаметра заготовки начинают с определения припусков на обработку. Поскольку наибольший наружный диаметр детали 32h14 мм требует черновой обработки, то определены соответствующие припуски на обтачивание: черновое-4,5мм

Суммарный припуск на обработку данной поверхности составил 4,5мм. Тогда расчетный диаметр заготовки составит 34+4,5=38,5мм. Округляя до ближайшего стандартного значения, окончательного принимаем диаметр заготовки 40мм. Определяем припуски на чистовое подрезание торцов:1мм, припуск черновое подрезание торцов назначен 2мм. Тогда суммарный припуск на подрезание торцов равен 3 мм. Общая длина детали составляет 280+3+3=286мм



3. Составления маршрута обработки

Под маршрутом обработки понимают последовательность выполнения технологических операций с выбором типа оборудования.

Поскольку на детали «винт» присутствуют цилиндрические поверхности, резьба. То целесообразно выбрать универсальное оборудование и приспособление токарно-винотрезного станка с ЧПУ

Таблица 3 - маршрут обработки детали «винт»

Номер операции	Наименование операции	Оборудование	Перечень выполняемых работ
005	Заготовительная
010	Токарная	Токарно-винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3 с УЧПУ «Маяк-621»»	Обработка наружных цилиндрических поверхностей Ш30, 34, 22, 16, подрезание торцов и нарезание резьбы м22h8.
015	Слесарная	Верстак слесарный	Удаление заусенцев
020	Промывочная	Промывочная машина	Удаления мелкой металлической стружки и пыли
025	Контрольная	Контрольная плита	Контроль всех размеров по черчежу



4. Выбор средств технического оснащения

4.1 Выбор и характеристика оборудования

Для выполнения механической обработки детали «винт» в условиях мелкосерийного производства целесообразно выбрать универсальные станки с механическим приводом или станки с ЧПУ.

Для выполнения токарной операции выбираем токарно-винторезный станок 16А20Ф3 с УЧПУ «Маяк-621». Токарный станок 16К20Ф3 сконструирован на базе токарно-винторезного станка 16К20, поэтому компоновка, составные части и движения у этих станков одинаковы. Во многом унифицирована также конструкция. Устройство ЧПУ станка (станок может оснащаться различными типами систем ЧПУ: разомкнутыми, замкнутыми, СТС) обеспечивает движение формообразования (число одновременно управляемых координат равно двум), изменение значений подач, переключение частот вращения шпинделя, индексацию резцовой головки и нарезание резьбы по программе. Техническая характеристика станка и устройства ЧПУ дана в Приложении А.

4.2 Выбор и характеристика технологической оснастки

Вся технологическая оснастка, используемая на металлорежущих станках, делится на три группы:

1-для установки и закрепления заготовки

2-для установки и закрепления инструмента

3-вспомогательная

Выбор оснастки для токарной операции. Осуществим выбор приспособлений для установки и закреплении заготовки, в зависимости от её жёсткости (L/D).

Заготовка «винт» имеет длину 286 мм и диаметр 40мм, таким образом: отношение длины к диаметру 286/40. Заготовка полужесткая, вследствие этого закрепляется в трёхкулачковом самоцентрируещем патроне. Для установки режущего инструмента при обработке детали «винт» на станке мод. 16А20Ф3 выбираем универсальную инструментальную головку мод. УГ9321. Техническая характеристика автоматической головки и трехкулачкового патрона даны в Приложении Б.

4.3 Выбор и характеристика режущего инструмента

Для выполнения токарной операции, при обработке детали «винт», необходим следующий универсальный режущий инструмент:

Резец проходной отогнутый Т15К6 ГОСТ 3882-74, ц=45, для черновой, получистовой обработки наружных цилиндрических поверхностей детали.

Резец проходной упорный Т15К6, ц=90, для черновой и получистовой обработки наружных цилиндрических поверхностей детали.

Резец канавочный Т5К10 ГОСТ 9795-84, b =5мм для точения канавок.

Резьбовой резец Т15К6 ГОСТ 25393-90 , для черновой нарезки метрической резьбы.

Резьбовой резец Т30К4 ГОСТ 25393-90, для чистовой нарезки метрической резьбы.

Резец отрезной b =4мм Т5К10 ГОСТ 9795-84

Техническая характеристика выбранного режущего инструмента дана в Приложении Г.

4.4 Выбор и характеристика измерительного инструмента

Поскольку деталь «вал-шестерня» изготавливается в условиях мелкосерийного производства, то выбираем универсальный измерительный инструмент:

Для контроля общей длинны детали и диаметров 34h10, 30h14, М22-h8мм, выбираем Штангенциркуль ШЦ-3 с величиной отсчёта по нониусу 0.01мм, цена деления штангенциркуля 0-350мм.

Для контроля наружных метрических резьбы выбираем калибра-кольца резьбовые диаметром м22-h8 (ПР и НЕ).

Характеристика выбранного измерительного инструмента дана в Приложении Д.



5. Расчет режимов резания

Операция: 010 Токарная

Переход: Точить поверхность до диаметра 22мм на длину 20мм

Рисунок- 2

Рассчитаем глубину резания:

t==3 мм

Выбор подачи:

S=0.55…0,65(мм/об) ([ 2], стр115. Табл 3.20)

Коррекция по паспорту станка:

=0.6(мм/об)

Выбор геометрических параметров резца:

ц=90, г= 15°, б=8°

Выбор периода стойкости резца:

Т=60…90мин

Выбор скорости резания:

V табл. =157 ([ 2], стр115. таб. 3.31)

=ЧЧЧЧ



=1,35 (. =570 МПа)

=0,92 (т.к. Т=90 мин)

=0,81 (т.к. ц =90°)

=1,0 (т.к. материал пластинки Т15К6)

=157Ч1,35Ч0,92Ч0,81Ч1,0=158 м/мин

7. Выбираем расчетную частоту вращения шпинделя по формуле:

== ? 1257 об/мин.

8. Принимаем фактически имеющуюся по паспорту станка частоту вращения шпинделя, близкую к расчетной:

=1258 об/мин

9. Определяем возможность обработки на выбранном оборудовании, для этого рассчитаем эффективную мощность резания:

= =)

= ===7,4(кВт)

K=1569

f=tЧs=1,8()

Pz=k*f=282,

10. 7,4<8.5

Условие выполняется, следовательно, обработка на выбранном оборудовании возможна.



6. Охрана труда

Охрана труда -- система правовых, социально-экономических, организационных, технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда.

Техника безопасности -- система организационных и технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих опасных производственных факторов.

Производственная санитария -- система организационных, гигиенических и санитарно-технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих вредных производственных факторов.

Гигиена труда -- медицинская наука, изучающая воздействие окружающей производственной среды, характера трудовой деятельности на организм работающего. Разработка санитарно-гигиенических нормативов и практических мероприятий, устранение неблагоприятных производственных факторов, предупреждение или ослабление их влияния на организм человека являются основными задачами гигиены труда.

Электробезопасность -- система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Пожарная безопасность -- состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов и обеспечивается защита материальных ценностей.

Условия труда -- совокупность факторов производственной среды, оказывающей влияние на здоровье и работоспособность человека в процессе труда. Исследования условий труда показали, что факторами производственной среды в процессе труда являются:

санитарно-гигиеническая обстановка, определяющая внешнюю среду в рабочей зоне -- микроклимат, механические колебания, излучения, температуру, освещение и др.;

психофизиологические элементы: рабочая поза, физическая нагрузка, нервно-психологическое напряжение и др., которые обусловлены самим процессом труда;

эстетические элементы: оформление производственных помещений, оборудования, рабочего места, рабочего инструмента и др.;

социально-психологические элементы, составляющие характеристику так называемого психологического климата.

Профессиональным заболеванием называется заболевание, вызванное воздействием вредных условий труда. К ним относятся: хронические пылевые бронхиты, вибрационная болезнь, отравление различными токсичными веществами и др. Профессиональные заболевания, в зависимости от тяжести и сроков выявления, могут сопровождаться и не сопровождаться утратой трудоспособности. В тяжелых случаях они могут привести к инвалидности.



7. Организация рабочего места станочника

Рабочее место станочника - это участок производственной площади цеха, на котором расположен станок с комплектом приспособлений, вспомогательного и режущего инструмента, а также техническая документация и другие предметы и материалы, находящиеся непосредственно в распоряжении рабочего.

Под организацией рабочего места понимают упорядоченное расположение станка (станков при многостаночном обслуживании), организационной оснастки (т.е. инструментальных шкафов, подносов и лотков для инструментов, стеллажей для станочных приспособлений, планшетов и рамок для технической документации и др.), а также других устройств, обеспечивающих станочнику необходимые условия для высокопроизводительной и безопасной работы. Рациональная организация рабочего места включает в себя его планировку, оснащение и обслуживание.

Под планировкой понимают наиболее целесообразное размещение на производственной площади рабочего и станочного оборудования, материалов, подъёмно-транспортных средств и оргоснастки. При планировании рабочего места в первую очередь необходимо учитывать рабочее положение станочника, а также значение и характер рабочих усилий (статических, динамических), объём и темп выполняемых движений, степень точности операций и тому подобное. Для осуществления подавляющего большинства станочных работ характерна рабочая поза стоя (вертикальное положение туловища или наклон его вперёд на 10…15°), обеспечивающая наилучшие условия для обзора, возможность развития больших усилий и движений с большим размахом.



Станок

Урна для мусора

Планшет для чертежей

Инструментальная тумбочка

Лоток для инструмента

Решётка

Тара

Приёмный столик

Рисунок 3. Схема размещения оргоснастки на рабочем месте токаря:

Плохая организация рабочего места, загроможденность его и проходов, неисправность станка и приспособлений, недостаточное знание рабочим устройства станка и правил его эксплуатации, неисправность электрооборудования и электропроводки, отсутствие ограждений и предохранительных устройств, работа неисправным инструментом, загрязнённость станка и подножной решётки могут привести к несчастным случаям.

Оптимальная организация рабочего места принесёт положительные результаты, если в процессе работы токарь будет предельно внимателен, так как станок является объектом повышенной опасности. Для безопасной работы необходимо правильно назначать режимы резания, надёжно закреплять заготовку, применять исправный инструмент со стружколомами, защитные устройства и так далее.

Размещено на Allbest.ru

...