Разработка прогрессивного технологического процесса механической обработки детали
Количественная и качественная оценка технологичности в механообрабатывающем производстве. Выбор материала заготовки и ее химический состав. Проектирование технологического процесса и назначение режимов резания. Проектирование технологической оснастки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.12.2012 |
| Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Характеристика объекта производства
2. Анализ технологичности детали
2.1 Количественная оценка технологичности в механообрабатывающем производстве
2.2 Качественная оценка технологичности в механообрабатывающем производстве
3. Выбор и проектирование рациональной заготовки
3.1 Выбор материала заготовки
3.1.1 Химический состав
3.1.2 Упрочнение термообработкой
3.2 Расчет заготовки
3.2.1 Техническое обоснование рациональной заготовки
3.2.2 Выбор способа литья
3.2.3 Анализ исходной информации
3.2.4 Определение классификационных индексов
3.2.5 Весовые коэффициенты исходных параметров
3.2.6 Экономическое обоснование рациональной заготовки
3.2.7 Вывод
3.2.8 Проектирование заготовки
4. Проектирование нового технологического процесса
4.1 Выбор технологического оборудования
4.2 Назначение режимов резания
4.3 Нормирование
4.4 Сравнение базового и предложенного технологических процессов
5. Проектирование технологической оснастки
5.1 Проектирование режущего инструмента
5.2 Проектирование мерительного инструмента
5.3 Проектирование станочного приспособления
5.3.1 Определение силы закрепления заготовки
5.3.2 Расчет винтового ЭЗМ
5.3.3 Расчет действительной погрешности установки детали в приспособлении
Заключение
Список литературы
Введение
В ходе летней технологической практики была выбрана деталь - замыкатель пистолета Ярыгина - для дальнейшей разработки курсового проекта по дисциплине «Технология производства стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия».
Целью курсового проекта является создание прогрессивного технологического процесса, обеспечивающего снижение производственных затрат, трудоемкости, материалоемкости изделия, повышение уровня механизации и автоматизации изделия.
При выполнении курсового проекта мы должны ориентироваться на важнейшие направления прогресса в технологии машиностроения и отдельных отраслей с наиболее развитым уровнем технологии (точное машиностроение, авиа-, ракетостроение, автомобилестроение и др.). Основными направлениями в технологии машиностроения следует считать те, которые могут дать максимальный технико-экономический эффект при производстве конкретного изделия (машины, оружия, аппарата). В общем случае, к этим направлениям можно отнести применение в производстве:
· малоотходных и ресурсосберегающих технологий и процессов;
· высокопроизводительных процессов на основе различных физических эффектов для формообразования, размерной обработки и сборки;
· технологических процессов с широким применением средств автоматизации на основе использования оборудования с числовым программным управлением, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных систем;
· процессов и технологий, являющихся экологически чистыми.
Результатом работы над курсовым проектом стало создание такой технологии, которая гарантировала бы выпуск качественных с возможно минимальными затратами изделий, конкурентоспособных на мировом рынке.
1. Характеристика объекта производства
Изделие является комплексной деталью, объединяющей два функциональных назначения:
1. По израсходовании всех патронов из магазина затвор становится на замыкатель и остается в заднем положении;
2. После выстрела ствол и затвор находятся в зацеплении и двигаются совместно в откат. Одновременно с движением в откат ствол начинает снижаться, двигаясь фигурным вырезом по пальцу (цилиндрическая часть замыкателя), жестко закрепленному на рамке пистолета.
Условия работы детали: воздействие динамических ударных нагрузок.
Самым точным квалитетом выполнения детали является IT4., наименьшая шероховатость Ra=1,25 мкм и твердость детали равна 43,5-49,5 HRC.
2. Анализ технологичности детали
Одной из наиболее сложных и трудоемких функций технологической подготовки производства (ТПП) является обеспечение технологичности изделий машиностроения. Практически без дополнительных материальных затрат в производстве на данном этапе решаются задачи снижения трудоемкости, повышения качества и экономичности новых изделий.
Согласно ГОСТ 14.205-83 под технологичностью следует понимать совокупность свойств конструкций изделия, определяющую ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.
Общие требования к технологичности конструкции детали, выполнение которых может дать определенный эффект на стадиях ТПП:
1) конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов;
2) размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные точность и шероховатость;
3) показатели базовой поверхности (точность размеров, формы и расположение, шероховатость) детали должны обеспечивать точность базирования, обработки и контроля;
4) материал детали по возможности должен быть сравнительно дешевым и (или) высокотехнологичным в обработке, но обеспечивать при этом заданные показатели качества;
5) заготовки должны быть получены рациональным способом с учетом материала, конструктивных особенностей и типа производства;
6) конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и групповых технологических процессов ее изготовления.
Для данной разработки воспользуемся элементами функционального подхода для оценки технологичности и экспертной оценки отдельных показателей.
2.1 Количественная оценка технологичности в механообрабатывающем производстве
Для оценки технологичности конструкции деталей, подвергаемых механической обработке, воспользуемся следующими показателями:
1.Коэффициент унификации конструктивных элементов:
Куэ= Dуэ /Dэ ,
где Dуэ - число унифицированных конструктивных элементов; Dэ - число конструктивных элементов детали.
Куэ =17/30 = 0,57.
2.Коэффициент стандартизации конструктивных элементов:
Kст = Dсэ / Dэ ,
где Dсэ - число стандартных конструктивных элементов; Dс- число конструктивных элементов детали.
Кст = 13/30=0,43.
3. Коэффициент обработки поверхностей:
Коп=1-(Робр/Рn),
где Рn - число поверхностей детали; Робр - число поверхностей, подвергаемых мех. обработке.
Коп=1-(24/30)=0,2.
4. Коэффициент повторяемости поверхностей:
,
где Рн - число наименований поверхностей; Рп -число поверхностей;
.
5. Коэффициент использования материала:
,
где Мдет - масса детали; Мзаг - масса заготовки.
.
6. Коэффициент шероховатости поверхностей:
,где
где Б - числовое значение параметра шероховатости; n - число поверхностей с соответствующим числовым значением параметра шероховатости.
; .
7. Коэффициент точности обработки:
,
где IT - квалитет размера; n - число размеров данного квалитета.
; .
8. Коэффициент обрабатываемости материала.
Для стали 35ХГСЛ
2.2 Качественная оценка технологичности в механообрабатывающем производстве
Качественную оценку производим путем сравнения полученных значений коэффициентов с данными в методике по определению технологичности.
Таблица 1. Качественная оценка технологичности изделия
|
Куэ |
Кст |
Коп |
Кпов |
Ким |
Кш |
Ктч |
К? |
||
|
Балльная оценка |
0,57 |
0,43 |
0,2 |
0,7 |
0,795 |
0,81 |
0,927 |
0,75 |
|
|
Коэффициент значимости аi |
0,12 |
0,135 |
0,15 |
0,09 |
0,14 |
0,13 |
0,15 |
0,12 |
|
|
Бi |
4 |
4 |
2 |
3 |
3 |
3 |
4 |
3 |
Определяем значение комплексного показателя технологичности по формуле
Дадим общую оценку уровня технологичности конструкции детали по количественным показателям. Так как Бк >3, то общая оценка удовлетворительная. Вывод: конструкция детали «Замыкатель» признана удовлетворительно технологичной, из чего следует, что ее можно оставить.
3. Выбор и проектирование рациональной заготовки
3.1 Выбор материала заготовки
Таблица 2. Отливка из стали 35ХГСЛ
|
Марка |
35ХГСЛ |
|
|
Заменитель |
25ХГСЛ, 55Л, 30ГС, 40Г2 |
|
|
Классификация |
Сталь для отливок легированная |
|
|
Применение |
Зубчатые колеса, звездочки, оси, валы, муфты и другие ответственные детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости. |
Таблица 3 . Химический состав в % стали 35ХГСЛ
|
С |
Si |
Mn |
Ni |
S |
P |
Cr |
Cu |
|
|
0,3-0,4 |
0,6-0,8 |
1-1,3 |
до 0,3 |
до 0,04 |
до 0,04 |
0,6-0,9 |
до 0,3 |
С - с увеличением содержания углерода возрастает прочность и твердость, но снижаются пластичность и вязкость, повышается порог хладноломкости этих сталей .
Mn - марганец. Введение марганца в сплавы повышает их жаропрочность и улучшает коррозионную стойкость, а также добавляют в сталь для достижения высокой прокаливаемости.
Mn и Si вводят в процессе выплавки в сталь для ее раскисления, т.е. для удаления FеО и устранения серы, поэтому их также называют технологическими примесями.
Сr - хром. Затрудняет рост зерна при нагреве, повышает механические свойства стали при статической и ударной нагрузке, повышает прокаливаемость и жаростойкость, режущие свойства и стойкость на истирание. При значительных количествах хрома сталь становится нержавеющей и жаростойкой.
Ni - никель. Повышает упругие свойства стали, не снижая вязкости, противодействует росту зерна, улучшает прокаливаемость и механические свойства стали.
S - сера. Пределы содержания серы как технологической примеси составляет 0,035-0,06%.
Повышение содержания серы существенно снижает механические и физико-химические свойства сталей, в частности, пластичность, ударную вязкость, износостойкость и коррозионную стойкость.
При горячем деформировании сталей и сплавов большое содержание серы ведет к красноломкости. Кроме того, повышенное содержание серы снижает свариваемость готовых изделий.
Р - фосфор. Резко уменьшает пластичность и ударную вязкость стали, а также делает ее хладоломкой (хрупкой при отрицательных температурах). Допускается в сталях не более 0,08%.
Сu - медь. Медь несколько повышает прочность стали и увеличивает стойкость ее против коррозии.
Таблица 4. Механические свойства при Т=20oС материала 35ХГСЛ
|
?в, МПа |
?т, МПа |
?,% |
?,% |
KCU, кДж/м2 |
Термообработка |
|
|
589 |
343 |
14 |
25 |
294 |
Нормализация 870-890?С, отпуск 570-600?С |
|
|
785 |
589 |
10 |
20 |
392 |
Закалка 870-880?С, отпуск 630-670?С |
3.2 Расчет заготовки
3.2.1 Техническое обоснование рациональной заготовки
Для нас наиболее подходящим методом получения заготовки является литье. Так как по сравнению с другими методами получения заготовок (например, горячая штамповка) литье обладает рядом преимуществ: высокий коэффициент использования металла (Ким); возможность формообразования заготовок практически любой сложной конфигурации; возможность получать отливки повышенной точности, с низкой шероховатостью поверхности, с минимальными припусками на обработку, а иногда и исключающими ее, с высокими эксплуатационными свойствами.
3.2.2 Выбор способа литья
Под выбором приоритетного способа литья понимается определение способа литья, наиболее полно удовлетворяющего требованиям заданных исходных условий без сопоставительных экономических расчетов. При этом выбранный способ должен обеспечивать выполнение следующих основных условий:
1. Отливка по своим качественным показателям должна соответствовать требованиям нормативной документации на изделие.
2. Отливка должна иметь возможно высокую точность размеров и высокий коэффициент использования металла.
Способ литья качественно (без экономической оценки) определяется следующими факторами:
1. Требованиями к уровню конструктивной прочности и герметичности материала отливки.
2. Материалом детали.
3. Типом производства или размером единичной партии изготовляемых деталей.
4. Сложностью формы, габаритными размерами и массой детали.
5. Требованиями к точности размеров и качеству поверхностей отливок.
Последовательность выполнения действий и расчетов при определении приоритетного способа литья следующая:
1. Анализ исходной информации.
2. Определение классификационных индексов отливки по:
· типу производства;
· классу материала;
· назначению;
· массе;
· степени сложности;
· точности.
3. Определение суммарного балла Бij.
4. Определение приоритетного способа литья, соответствующего Бij max.
3.2.3 Анализ исходной информации
Исходная информация следующая:
· Марка материала: сталь 35ХГСЛ.
· Габаритные размеры: 56,3?10,5?41мм.
· Масса - 0,044 кг.
· Тип производства: СС.
3.2.4 Определение классификационных индексов
1) Тип производства отливок.
Исходя из заданной годовой программы выпуска деталей и массы заготовки, получаем индекс “СС”.
2) Классификация литейных сплавов.
По технологическим (литейным) свойствам (жидкотекучести, объёмной усадке) литейные сплавы, применяемые в машиностроении, условно делятся на 5 классов.
Данный сплав относится к классу “МЛ2”.
3) Классификация отливки по назначению.
Отливки, используемые для изготовления деталей, по назначению последних, характеру нагружения и другим требованиям, предъявляемым к ним, делятся на 3 группы. Наша отливка относится к следующей группе: отливки особо ответственного назначения, работающих при умеренных динамических нагрузках, испытывают на твердость, ударную вязкость, контроль дефектов. Плучаем индекс “С”.
4) Классификация отливки по массе.
Массу проектируемой отливки ориентировочно определяют по формуле:
Отсюда следует, что классификационный индекс отливки - “G1”.
5) Классификация отливки по сложности.
Сложность отливки определим при помощи количественного показателя группы сложности.
Показатель сложности (индекс С) определяется по формуле:
,
где Vотл (Gотл) - объём (масса) отливки;
Vфиг (Gфиг) - объём (масса) геометрической фигуры, в которую может быть вписана отливка по своим габаритным размерам. Наименьшая фигура, в которую можно вписать отливку - параллелепипед (V=abh).
Vфиг=4,1·5,63·1,05=23,71 см3.
где ?- плотность материала отливки, г/см3.
.
Отливка принадлежит к группе сложности “C4”.
6) Классификация отливки по точности.
Расчет среднего квалитета детали приведен в вышеописанном разделе по определению технологичности, он равен ITср=13,75.
Отсюда следует, что классификационный индекс отливки - “Т4”.
3.2.5 Весовые коэффициенты исходных параметров
Каждый параметр по своей значимости не одинаково влияет на выбор способа литья. Значимость каждого параметра оценивают так называемым весовым коэффициентом а, определяемым методом экспертных оценок. Такая оценка показала следующие результаты:
Таблица 4. Весовые коэффициенты исходных параметров для выбора способа литья
|
Параметр |
Тип производства |
Материал |
Назначение |
Масса |
Группа сложн. |
Точность |
|
|
Обозначение коэффициента |
аП |
аМ |
аН |
аG |
аС |
ат |
|
|
Значение коэффициента |
0,25 |
0,20 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,10 |
|
|
Сумма |
Получены следующие классификационные индексы:
· Тип производства - СС.
· Материал отливки - МЛ2.
· Назначение - С.
· Масса - G1.
· Группа сложности - С4.
· Группа точности - Т4.
Наиболее приемлемые способы литья:
1. Под давлением.
2. Под низким (регулируемым) давлением.
3. В оболочковые формы.
4. По выплавляемым моделям .
Для каждого типа литья определяем суммарное количество баллов, соответствующих классификационным индексам с учетом весовых коэффициентов, по формуле:
1) Под давлением:
2) Под низким (регулируемым) давлением:
3) В оболочковые формы:
4) По выплавляемым моделям:
Анализируя полученные данные, приходим к выводу, что наиболее выгодным способом литья является литье по выплавляемым моделям.
3.2.6. Выбор способа горячей объемной штамповки
1) Тип производства поковок.
Исходя из заданной годовой программы выпуска деталей и массы заготовки (до 1кг), получаем индекс “СС”.
2) Классификация по материалу.
Материал детали с содержанием С=(0,35…0,65)% и суммарным содержанием легирующих элементов в пределах 2…5%, ковкость удовлетворительная К?=0,8…2;
Получаем классификационный индекс “М2”.
3) Масса поковки
По чертежу детали массу проектируемой поковки в первом приближении можно определить по формуле:
,
где Gд - масса детали, кг; - усредненный коэффициент весовой точности для поковок, принимается равным 0,62.
.
Классификационный индекс поковки - “G1”.
4) Степень сложности
Степень сложности поковок определяют путем вычисления отношения массы поковки к массе геометрической фигуры минимального объема, в которую вписывается форма поковки. Наименьшая фигура, в которую можно вписать отливку - параллелепипед (V=abh).
Vфиг=3,528·5,91·1,1=22,94 см3
Степень сложности поковки “C4”.
5) Классификация по конструктивной форме
Конструктивная форма детали в значительной степени влияет на возможный способ штамповки, ограничивая возможности одних способов, и реже, - исключая их полностью. Наша деталь относится к таким типам изделий как рычаги, крюки, коленчатые валы. Классификационный индекс - “K5”.
3.2.7 Весовые коэффициенты исходных параметров.
Аналогично расчету отливки, весовые коэффициенты определяются на основе экспертных оценок.
Таблица 5. Весовые коэффициенты исходных параметров для выбора способа ГОШ
|
Исходный параметр |
Тип производства |
Материал |
Масса |
Степень сложности |
Конфигурация |
|
|
Обозначение вес. коэф. |
ат |
ам |
аg |
аc |
аr |
|
|
Значение коэффициента |
0,25 |
0,15 |
0,10 |
0,30 |
0,20 |
|
В ходе расчета нами были получены следующие классификационные индексы:
· тип производства СС;
· материал М2;
· масса G1;
· степень сложности С4;
· конфигурация К5.
Получаем три приоритетных способа штамповки: штамповка на винтовых прессах, высокоскоростная штамповка, штамповка жидкого металла.
Для каждого типа штамповки определяем суммарное количество баллов, соответствующих классификационным индексам с учетом весовых коэффициентов, по формуле:
1) Штамповка на винтовых прессах
2) ВСШ
3) ШЖМ
Учет относительной производительности процессов и относительной технологической стоимости производства единицы массы поковок различными способами ГОШ. Окончательный суммарный балл по каждому способу штамповки определяют по формуле:
,
где - суммарное количество баллов по каждому способу штамповки;
Пi - относительная производительность способа;
СТi - относительная себестоимость.
1) Штамповка на винтовых прессах
2) ВСШ
3) ШЖМ
Анализируя полученные данные, приходим к выводу, что наиболее выгодным способом штамповки является штамповка на высокоскоростных молотах.
3.2.8 Экономическое обоснование рациональной заготовки
Для экономического сравнения выберем способы, имеющие наибольшие весовые коэффициенты: по выплавляемым моделям (1) и ВСШ (2):
1. Анализ на металлоемкость.
Сущность анализа на металлоемкость заключается в определении расхода материала для изготовления детали из заготовок, установленных и обоснованных на сопоставительной стадии. Расход материала оценивается сквозным коэффициентом его использования, определяемым по формулам:
где - сквозной коэффициент использования металла в производстве заготовок (поковок, отливок, сварных конструкций и заготовок из порошковых материалов);
К1 - коэффициент выхода годного проката;
К2 - коэффициент выхода годных изделий при производстве поковок, отливок и т. п;
К3 - коэффициент использования металла при механической обработке заготовок или коэффициент весовой точности.
Коэффициент использования металла К3 при механической обработке определяется по формуле:
,
где Gдет - масса готовой детали, кг;
Gзаг - масса заготовки, определяется расчетным путем по чертежу заготовки.
1)
2)
2. Анализ по приведенным затратам.
Приведенные затраты на производство деталей вычисляется по формуле:
,
где Зпр - удельные приведенные народно-хозяйственные затраты, уе/шт;
ЗТ - удельные текущие затраты на производство деталей, уе/шт;
ЗК - удельные капитальные затраты, уе/шт.
2.1) Удельные текущие затраты ЗТ рассчитываются по формуле:
,
где Сопт - средняя стоимость (оптовая цена производства (уе/т, уе/кг); оптовые цены различных видов заготовок приводится в соответствующих прейскурантах цен. Сопт(ВСШ)=0,545 уе/кг; Сопт(Выпл.мод.)=3,380 уе/кг.
- условная стоимость механической обработки на 1 т снимаемой стружки;
Сотх - стоимость единицы массы возвратных отходов;
Gмет - масса металла, расходуемого на производство одной заготовки, вычисляется по формуле:
,
?,? - доля возвратных отходов соответственно в заготовительном и в механообрабатывающем производствах.
Произведем расчеты:
1) ;
2) ;
2.2) Удельные капитальные затраты Зк определяются по формуле:
,
где Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности, принимается равным 0,15;
Кск - удельные капитальные затраты на производство единицы массы заготовок (у.е./т, у.е./кг).
1)
2)
2.3) Приведенные затраты:
;
1)
2)
В итоге получаем следующие результаты:
1) .
2)
Вывод: в результате анализа представленных видов заготовок по коэффициенту использования металла и приведенным затратам Зпр было определено: заготовка, получаемая литьем по выплавляемым моделям, имеет более высокий и низкие приведенные затраты по отношению к заготовке, получаемой при высокоскоростной штамповке. Более предпочтительным способом получения заготовки для нас является литье по выплавляемым моделям. Оно позволяет получить высокую точность заготовки, что для нас очень важно, так как значительно уменьшает припуски на обработку.
Выбранный способ совпадает с реально использующимся на заводе ИМЗ «Байкал» способом получения заготовки для нашей детали. Таким образом, оставляем способ получения заготовки без изменений.
3.2.9 Проектирование заготовки
Таблица 6. Элементы, окончательно получаемые литьем
|
№ |
Элементы, получаемые литьем |
Размерная характеристика |
|
|
1 |
Длина детали |
56,3±0,37 мм |
|
|
2 |
Высота детали |
8 мм и 10,5 мм |
|
|
3 |
Диаметр цилиндрической части |
O 9±0,18 |
|
|
4 |
Радиус закруглений |
R5,25±0,15, R3±0,15 |
· Класс точности размеров отливок: для СС класс точности - 6 и ряд припусков - 2.
· Средняя шероховатость поверхностей отливок: МЛ2, СС => Rz40.
· Предельные отклонения смещения элементов отливки: до 500 мм ?с (не более).
Определим степень коробления
Степень коробления - 6.
Предельное отклонение коробления к=±0,1 мм.
· Разделение размеров детали на категории грубый и точный.
Г ? IT11; T=IT9, IT10.
Таблица 7. Расчет линейных размеров заготовки
|
Класс точности размеров 6, ряд припусков 2 |
||||||||||||
|
Размер по чертежу детали, мм |
Допуск Тдет, мм |
Допуск на размер отл. Тотл, мм |
Rzдет, мкм |
Rzотл, мкм |
?к, мм |
Припуск на сторону, мм |
Номин. размер отливки, мм |
Размер отливки с откл. |
||||
|
Осн. |
Доп. |
Общ. |
||||||||||
|
1 |
O 7,1 |
0,1 |
0,36 |
40 |
40 |
0,2 |
0,95 |
- |
- |
9 |
9±0,18 |
|
|
2 |
39,5±0,31 |
0,62 |
0,62 |
40 |
- |
- |
- |
39,5 |
39,5±0,31 |
|||
|
3 |
41±0,31 |
0,62 |
0,64 |
40 |
1,3 |
0,4 |
1,7 |
42,7 |
42,7±0,32 |
|||
|
4 |
41,6±0,5 |
1 |
0,64 |
40 |
1,3 |
0,4 |
1,7 |
43,3 |
43,3±0,32 |
|||
|
5 |
46,1±0,5 |
1 |
0,64 |
40 |
1,3 |
0,4 |
1,7 |
47,8 |
47,8±0,32 |
|||
|
6 |
6,1 |
0 |
0,36 |
40 |
1 |
- |
1 |
7,1 |
7,1±0,18 |
|||
|
7 |
5,1 |
0 |
0,36 |
40 |
1 |
- |
1 |
6,1 |
6,1±0,18 |
|||
|
8 |
5,1-0.2 |
0,2 |
0,36 |
40 |
1 |
- |
1 |
6,1 |
6,1±0,18 |
4. Проектирование нового технологического процесса
Назначаем новый технологический процесс изготовления детали, который будет заключаться в объединении фрезерных операций: 030, 035, 040, 055 и 045, 050. Все эти операции будем выполнять на фрезерном ОЦ. Такая замена позволит обеспечить высокую концентрацию операций, повысить точность обработки за счет снижения количества переустановок заготовки, а также сократить время обработки, снизив тем самым трудоемкость.
|
Старый технологический процесс |
Новый технологический процесс |
|
|
005 Фрезерная 1. Фрезеровать литник в размер 7,5-0,4 |
005 Фрезерная 1. Фрезеровать литник в размер 7,5-0,4 |
|
|
010 Токарная 1. Подрезать торец, выдерживая размер 1. 2. Центровать деталь. |
010 Токарная 1. Подрезать торец, выдерживая размер 1. 2. Центровать деталь. |
|
|
015 Токарная 1. Подрезать торец в размер 7-0,2. 2. Центровать деталь. |
015 Токарная 1. Подрезать торец в размер 7-0,2. 2. Центровать деталь. |
|
|
020 Токарная 1. Обточить диаметр 2 предварительно. 2. Обточить диаметр 2, выдерживая размеры 1, 3. |
020 Токарная 1. Обточить диаметр 2 предварительно. 2. Обточить диаметр 2, выдерживая размеры 1, 3. |
|
|
025 Токарная 1. Отрезать центр. 2. Подрезать торец, обточить конус, выдерживая р-ры 3, 2, 1,4. |
025 Токарная 1. Отрезать центр. 2. Подрезать торец, обточить конус, выдерживая р-ры 3, 2, 1,4. |
|
|
030 Фрезерная 1. Фрезеровать поверхность в р-р 5,1-0,2. |
030 Фрезерная с ЧПУ Инструмент №1. Переход 1: Фрезеровать поверхность в р-р 5,1-0,2 Переход 2: . Фрезеровать поверхность в размеры: 1,6-0,25, 36±0,31, R5±0,2. Переход 1. Переход 2. Инструмент№2. Фрезеровать выемку, выдерживая размеры 1,2,3,4,5 и допуск формы заданной поверхности: 0,2мм-«бв»; 0,1-«аб». |
|
|
035 Фрезерная 1. Фрезеровать деталь, выдерживая размеры 1, 2. |
||
|
040 Фрезерная 1. Фрезеровать выемку, выдерживая размеры 1,2,3,4,5 и допуск формы заданной поверхности: 0,2мм-«бв»; 0,1-«аб». |
||
|
045 Фрезерная 1. Фрезеровать деталь, выдерживая размеры 1,2,3,4,5,6. |
035 Фрезерная с ЧПУ Инструмент №1. Фрезеровать деталь, выдерживая размеры 1,2,3,4,5,6. Инструмент №2. Фрезеровать в размеры 1,2,3,4. |
|
|
050 Фрезерная 1. Фрезеровать в размеры 1,2,3,4. |
||
|
055 Фрезерная с ЧПУ Позиция №1 Инструмент №1. Фрезеровать поверхность в размеры: 1,6-0,25, 36±0,31, R5±0,2. |
||
|
060 (040) Фрезерная с ЧПУ Позиция №1. Инструмент №1. Фрезеровать поверхность в р-ры: 3,4±0,09; 1,1-0,14; R2±0,2. |
||
|
Инструмент №2. Фрезеровать паз в р-ры: 3-0,2; 1,7+0,14; 1,8-0,2; R0,5±0,1; R6±0,5. |
||
|
Инструмент №3. Фрезеровать поверхность в р-ры: Переход 1: 39,1; 4,7; угол 15?. |
||
|
Переход 2: 40,7; угол 85?. |
||
|
Переход 3 и 4: размеры 3-0,1; 3,5±0,09; 6±0,05. |
||
|
065 (045) Фрезерная 1. Фрезеровать деталь в размеры: 5,5±0,09; 1,8±0,07. 2. Снять заусенцы. |
||
|
070 (050) Фрезерная 1. Фрезеровать деталь, выдерживая размеры 1,2 и допуск формы заданной поверхности - 0,2мм. |
||
|
085 (055)Фрезерная 1. Фрезеровать насечку. |
||
|
090 (060) Контроль 1. Снять заусенцы, притупить острые кромки не более 0,3мм. 2. Править деталь по мере надобности. 3. Править деталь по калибру-пройме. Деталь должна свободно входить в калибр-пройму. |
4.1 Выбор оборудования для нового технологического процесса
технологичность механообрабатывающий заготовка
Операцию 030 будем выполнять на горизонтально-фрезерном обрабатывающем центре с ЧПУ ИР-320ПМФ4. Горизонтальный обрабатывающий центр ИР-320ПМФ4 предназначен для комплексной обработки сложных корпусных деталей из конструкционных материалов в условиях многономенклатурного производства в автономном режиме или в составе гибких производственных систем.
Помимо традиционных операций, выполняемых на обрабатывающих центрах, вертикальное расположение и широкий диапазон круговых подач рабочего стола станка позволяет производить токарную обработку, а также круговое фрезерование и обработку криволинейных профилей на цилиндрической поверхности.
Устройство ЧПУ и электропривода - фирм "Fanuc", "Bosch", отечественных производителей.
|
Перемещение по осям X/Y/Z/поворот отн. оси В |
400/460/400/360 |
|
|
Скорость вращения шпинделя |
13...5000 об/мин |
|
|
Размер стола |
320х320 мм |
|
|
Количество столов-спутников |
4 (12) |
|
|
Емкость инструментального магазина |
36 |
4.2 Сравнение базового и предложенного технологических процессов
Коэффициент прогрессивности оборудования:
где - число станков с ЧПУ;
- суммарное число станков.
Для базового ТП:
Для предлагаемого ТП:
Коэффициент обслуживания оборудования:
где - число рабочих обслуживающих оборудование;
- суммарное количество оборудования;
Для базового ТП:
Для предлагаемого ТП:
Таким образом, предлагаемый технологический процесс изготовления детали позволяет уменьшить число станочных операций, заменяет несколько фрезерных операций на одну операцию на фрезерном станке с ЧПУ. Мы получаем уменьшение числа работников, числа оборудования, производственных площадей, что позволит существенно уменьшить себестоимость изготовления детали. Еще одним достоинством предлагаемого технологического процесса является увеличение точности применяемого оборудования.
4.3 Расчет режимов резания
Режим резания металла включает в себя следующие, определяющие его элементы: глубину резания t, мм; подачу S, мм/об; скорость резания V, м/мин и число оборотов шпинделя станка n, об/мин.
Величина подачи назначается в зависимости от: вида детали, жесткости, прочности, состояния поверхностного слоя; прочности, жесткости, износоустойчивости системы.
Исходные данные:
· Материал: сталь 35ХГСЛ;
· Минимальная шероховатость: Rz 40;
· Заготовка: отливка по выплавляемым моделям.
Инструмент: 1. Фреза цилиндрическая специальная 10х15х6 Р6М5;z = 6.
2. Фреза специальная Р6М5 D =30 мм; z=10.
Операция 035 фрезерная
1. Фрезеровать поверхность в размер 5,1-0,2 мм (2 прохода).
(переход 1)
1.1. Скорость резания
, где
Сv - коэф., характеризующий материал и условия обработки, Сv= 55;
Т- период стойкости фрезы, Т= 60 мин;
t - глубина резания, t= 0,86 мм;
В - ширина резания, B= 10,5 мм;
z - число зубьев фрезы, z= 6;
sz - подача на зуб, sz=0,08 мм/зуб;
q, p, m, x, y, u- показатели степени: q= 0,45; p=0,1; m= 0,33; x= 0,3; y=0,2; u= 0,1.
Kv- общий поправочный коэф., учитывающий фактические условия обработки.
Kv=KмV·KпV·KиV
KмV=0,96 - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.
KпV=1- поправочный коэффициент , учитывающий состояние поверхности заготовки.
KиV=1- поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента.
Кмv=
Kv=KмV·KпV·KиV=0,96·1·1=0,96
м/мин
1.2. Число оборотов шпинделя.
Для определения расчетного числа оборотов шпинделя, производится выбор расчетных размеров в зависимости от метода обработки либо обрабатываемой поверхности, либо инструмента.
об/мин
2. Фрезеровать деталь, выдерживая размеры 1,6-0,25; 36±0,31; R5±0,2 (4 прохода). (переход 2)
2.1. Скорость резания
Kv=KмV·KпV·KиV= 0,96·1·1=0,96
2.2. Число оборотов шпинделя.
3. Фрезеровать выемку, выдерживая размеры 1, 2, 3, 4, 5.(переход 3)
3.1. Скорость резания
, где
Сv - коэф., характеризующий материал и условия обработки, Сv= 68,5;
Т- период стойкости фрезы, Т= 120 мин;
t - глубина резания, t= 2,36 мм;
В - ширина резания, B= 5 мм;
z - число зубьев фрезы, z= 10;
sz - подача на зуб, sz=0,08 мм/зуб;
q, p, m, x, y, u- показатели степени: q= 0,25; p=0,1; m= 0,2; x= 0,3; y=0,2; u= 0,1 .
Kv- общий поправочный коэф., учитывающий фактические условия обработки.
KмV=0,96 - поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала.
KпV=1- поправочный коэффициент , учитывающий состояние поверхности заготовки.
KиV=1- поправочный коэффициент, учитывающий материал инструмента.
Kv= KмV·KпV·KиV
Кмv=
Kv=K?V·Kзаг·Kинст·KматV=0,96·1·1·0,96=0,96
3.2. Число оборотов шпинделя.
Для определения расчетного числа оборотов шпинделя, производится выбор расчетных размеров в зависимости от метода обработки либо обрабатываемой поверхности, либо инструмента.
об/мин
4.4 Расчет времени обработки
Расчет основного времени производится по следующей формуле:
где - длина обрабатываемой поверхности, мм;
- длина перебега. мм;
S0 - скорость подачи, мм/об;
n - число оборотов, об/мин;
i - число проходов инструмента.
Операция 035 фрезерная
переход 1
переход 2
переход 3
Основное время на операцию составит:
Расчет вспомогательного времени:
Tв = Tуст + Tпер+ Tизм
Вспомогательное время на установку и снятие детали:
Tуст = 0,30 мин
Вспомогательное время, связанное с переходом:
ТПер1 = 0,08 мин.
ТПер2 = 0,03 мин.
ТПер3 = 0,2 мин.
Время на изменение числа оборотов шпинделя
Тп = 0,09 мин.
Время на изменение величины или направления подачи
Тs = 0,09 мин.
Суммарное вспомогательное время, связанное с переходами:
Tпер = 0,08+0,03+0,2+3·0,09+3·0,09= 0,85 мин.
Вспомогательное время на контрольные измерения:
tизм = 0,08 мин - на один обрабатываемый размер.
Tизм общ = 0,08·3= 0,24 мин.
Контролируется одна деталь из десяти.
Tизм =0,24/10=0,024 мин.
Tв = 0,30+0,85+0,024=1,174 мин.
Определим штучное время:
Tшт = 0,487+1,174=1,661 мин.
5. Проектирование приспособления
5.1 Определение погрешности базирования
Погрешность базирования ?б - это величина между крайними положениями измерительной базы. Величина ?б зависит от принятой схемы базирования и точности выполнения баз заготовок (включая отклонение размера, формы и взаимного расположения баз).
Различают допустимую и действительную (расчетную) погрешности базирования. При практических расчетах, в большинстве случаев, можно допустимое значение поля рассеивания размеров, порождаемое погрешностями базирования определять приближенно по упрощенной формуле.
или ,
где Т - поле допуска размера, проставленного на операционном чертеже детали;
- точность обработки, которая получается при выполнении данной операции без учета погрешности базирования.
Действительная погрешность базирования для фрезерования плоскостей равна нулю, т.к. измерительная и технологическая базы совпадают.
Допустимая погрешность базирования для размеров 6,25 и 1,75 равна
мм
При данном способе базирования условие выполняется.
5.2 Определение силы закрепления
Конфигурация обрабатываемой поверхности и вид оборудования определяют тип применяемой фрезы. Ее параметры определяются размерами обрабатываемой поверхности и глубиной срезаемого слоя. Диаметр фрезы для сокращения основного технологического времени и расхода инструментального материала выбирают по возможности наименьшим, учитывая при этом жесткость технологической системы, схему резания, форму и размеры обрабатываемой заготовки.
Принимаем диаметр фрезы D=80 мм.
Глубина t и ширина B фрезерования - понятия, связанные с размерами слоя заготовки срезаемого при фрезеровании.
Во всех видах фрезерования, за исключением торцового, t определяется продолжительностью контакта зуба фрезы с заготовкой. t измеряется в направлении, перпендикулярном к оси фрезы. Ширина фрезерования В определяет длину лезвия зуба фрезы, участвующую в резании. В измеряется в направлении, параллельном оси фрезы.
При фрезеровании различают подачу на один зуб Sz , подачу на один оборот фрезы S0 и подачу минутную Sм мм/мин, которые находится в следующем соотношении:
Sм=S0·n=Sz·z·n
где n-частота вращения фрезы, об/мин; z-число зубьев фрезы.
Исходной величиной подачи при черновом фрезеровании является величина ее на один зуб Sz , при чистовом фрезеровании - на один оборот фрезы S0, по которой для дальнейшего использования вычисляют величину подачи на один зуб Sz=S/z.
В зависимости от материала и количества зубьев фрезы выбираем подачу на зуб Sz=0,8…0,15 мм/об; принимаем Sz=0,08мм/зуб. Материал фрезы быстрорежущая сталь Р6М5.
Скорость резания:
Cv=68,5; q=0,25; x=0,3; y=0,2; u=0,1; p=0,1; m=0,2.
T=120 мин - период стойкости фрезы.
Kv=Kмv·Knv·Kиv=0,96·1·1=0,96
Kмv - коэффициент, учитывающий качество обрабатываемогоматериала
Knv=1 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки.
Kиv=1 - коэффициент, учитывающий материал инструмента.
Сила резания. Главная составляющая силы резания при фрезеровании - окружная сила, Н
Н
Cp=68,2; x=0,86, y=0,72; u=1; q=0,86; w=0;
поправочный коэффициент на качество обрабатываемого материала
об/мин - частота вращения фрезы.
Крутящий момент на шпинделе
Н*м
Мощность резания
кВт
Выбираем горизонтально-фрезерный станок 6Р80, с мощностью электропривода главного движения 3 кВт.
Принимаем по паспорту станка об/мин
Тогда скорость резания будет равна
м/мин
Относительные составляющие силы резания при фрезеровании
Н
Н
Н
Направление относительных составляющих сил резания при фрезеровании смотри на рис.
5.1 Проектирование режущего инструмента
Спроектируем инструмент для фрезерования насечки с острым углом равным 60 0и глубиной 0,5 на операцию 095.
При точении канавок на фрезерных станках применяют гравировальные фрезы. Эти фрезы позволяют получить точные канавки и надрезы, благодаря сверх- острым режущим граням, наклонённым к вертикали под углом.
Гравировальная фреза представляет собой осевой режущий инструмент, имеющий одну режущую кромку и винтовую канавку для отвода стружки из зоны обработки.
Форму и углы режущего клина, а также материал фрезы, исходя из условий и качества обработки, выбираю из справочника [7, c.115-160]. Задний угол ?=10°, угол клина примем равным 40°.
Конструкцию фрезы выполним цельной из твердого сплава Т15К6 ГОСТ 3882 - 74.
5.2 Проектирование мерительного инструмента
Спроектируем инструмент для измерения межосевого расстояния 33±0,17 (Тр=0,34) двух отверстий OD1=10+0,015 и OD=17,005+0,015, расположенных в перпендикулярных друг...
Подобные документы
Анализ технологичности конструкции детали, выбор способа получения заготовки и разработка плана обработки. Выбор основного технологического оборудования и технологической оснастки, расчет режимов резания и припусков на обработку, анализ схем базирования.
курсовая работа [480,1 K], добавлен 09.09.2010Назначение детали, условия ее эксплуатации, анализ технологичности: качественная и количественная оценка. Проектирование заготовки; расчет припусков и межоперационных размеров на механическую обработку. Разработка и нормирование технологических операций.
курсовая работа [68,9 K], добавлен 23.01.2012Разработка технологического процесса обработки детали “Нож”. Выбор исходной заготовки, определение типа производства. Выбор оптимальных технологических баз. Расчет режимов резания, соответствующих выбранным методам обработки, определение припусков.
курсовая работа [41,4 K], добавлен 08.01.2012Анализ технологичности детали "Диск". Анализ способов получения заготовки и выбор оптимального. Составление технологического маршрута обработки детали. Выбор оборудования и инструментов. Расчет припусков на механическую обработку и режимов резания.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 26.01.2013Назначение и технические характеристики оси. Определение типа производства. Способы получения заготовки и методы ее обработки. Разработка маршрутного технологического процесса. Расчет режимов резания, станочной оснастки и контрольного приспособления.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.02.2011Назначение детали "Корпус", анализ технологичности ее конструкции. Выбор типа производства и метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута, расчет режимов резания. Программирование станков с ЧПУ. Проектирование механического участка.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 29.09.2013Анализ эксплуатационных свойств и технологичности конструкции детали. Выбор заготовки и способа ее получения. Проектирование техпроцесса обработки. Расчет погрешностей базирования, припусков на обработку, режимов резания, размеров заготовок, норм времени.
курсовая работа [285,0 K], добавлен 09.03.2014Анализ технологичности конструкции ступенчатого вала. Определение типа производства изделия. Выбор способа получения заготовки и схемы ее базирования, технологического оборудования, оснастки и средств автоматизации, расчет припусков и режимов резания.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 07.12.2010Назначение "полумуфты" - детали компрессора. Оценка технологичности конструкции. Технико-экономическое обоснование метода получения заготовки. Выбор режимов резания и нормирование операций технологического процесса. Проектирование специальной оснастки.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 08.06.2011Методика и основные этапы разработки технологического процесса механической обработки детали - вала первичного КПП трактора ДТ-75. Характеристика и назначение данной детали, расчет необходимых параметров и материалов. Выбор и обоснование режимов резания.
контрольная работа [56,3 K], добавлен 11.01.2011Краткая характеристика детали. Определение размеров заготовки. Выбор технологического маршрута изготовления валика, оборудования и технологической оснастки. Выбор режимов резания и нормирование токарной операции. Проектирование конструкции приспособления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.01.2015Служебное назначение и технические требования детали. Технологический контроль чертежа и анализ технологичности конструкции. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрутной технологии обработки детали. Расчет режимов резания и норм времени.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 06.12.2010Назначение детали "Вал-шестерня", условия ее работы и характеристика. Выбор типа производства по программе выпуска. Проектирование технологического маршрута. Расчет линейных размерных цепей. Подбор оснастки и расчёт режимов механообработки детали.
курсовая работа [226,8 K], добавлен 25.03.2010Функциональное назначение детали "муфта", разработка технологического процесса ее изготовления. Выбор типа производства и метода получения заготовки. Расчет режимов резания на самую ответственную поверхность. Оборудование, инструменты и приспособления.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.05.2012Описание и характеристика изготавливаемой детали. Анализ технологичности конструкции детали. Проектирование технологического процесса механической обработки. Разработка управляющей программы. Техническое нормирование операций технологического процесса.
курсовая работа [490,9 K], добавлен 22.11.2009Основные этапы проектирования технологических процессов для детали "штуцер". Анализ технологичности конструкции, выбор заготовки, припуска и отклонения. Проектирование технологического процесса. Выбор режимов обработки, норм времени и загрузки станков.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 10.03.2014Оценка технологичности изделия. Обзор методов изготовления деталей. Операции технологического маршрута. Обоснование сортамента заготовки и метода ее изготовления. Расчет режимов резания при токарной обработке. Разработка технологической оснастки.
курсовая работа [812,5 K], добавлен 12.01.2016Служебное назначение детали, качественный и количественный анализ её технологичности. Выбор типа производства. Разработка технологического процесса изготовления детали с расчетом припусков на обработку, режимов резания и норм времени на каждую операцию.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 02.02.2016Назначение детали "кожух мотора". Анализ выбранного материала, химический состав и основные свойства стали. Качественная и количественная оценка технологичности детали. Определение технологического уровня. Выбор и обоснование метода получения заготовки.
реферат [177,9 K], добавлен 19.02.2012Назначение, условие работы изделия "фланец". Краткая конструкторско-технологическая характеристика. Выбор материала. Проектирование отливки. Проектирование поковки. Технологический процесс. Расчет режимов резания. Штамповка на высокоскоростных молотах.
курсовая работа [902,8 K], добавлен 26.01.2013
