Технологическй процесс производства детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Машиностроительный факультет

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По предмету «Технология машиностроения»

Вариант 12

Выполнила: Кужаль И.В.

группа 303216

Минск

2009

1. Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции детали оценивается двумя комплексами показателей. Первый комплекс показателей - качественные показатели технологичности, определяют насколько удобно изготавливать деталь, второй комплекс показателей - количественные показатели, показывают насколько трудоемко изготавливать деталь.

Качественная оценка технологичности детали.

На основании изучения назначения детали и условий ее работы, и учитывая годовую программу выпуска, считаю не целесообразным изменение конструкции детали, т. к. примененная конструкция детали весьма рациональна и, упростить ее не представляется возможным.

Деталь-ось изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-74 горячей поковкой по этому конфигурация наружного контура не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.

Нетехнологичным является, то что нет возможности вести обработку за один установ в связи с конструктивными особенностями детали.

В остальном, деталь достаточно технологична, допускается применение высокопроизводительных режимов резания. Имеет хорошие базовые поверхности для операций и довольно простую конструкцию.

Количественная оценка технологичности детали.

Количественную оценку технологичности детали проводим по следующим показателям - коэффициент точности К_т, коэффициент шероховатости К_ш, коэффициент унификации К_у путем сравнения с базовыми коэффициентами.

В соответствии с ГОСТ 18831-73 значения базовых коэффициентов следующие:

- коэффициент точности К_т = 0,8;

- коэффициент шероховатости К_ш = 0,18;

- коэффициент унификации К_у = 0,6.

Деталь считается годной, если полученные значения коэффициентов не меньше базовых.

Вычерчиваю сводную таблицу и заношу в нее информацию о детали.

Таблица 1.3.1 Сводная таблица.

Вид поверхности	Размер, мм	Квали-тет	Кол-во поверхностей	Ra	Rz	?
			всего	унифиц.
Цилиндри-ческие	25	5	1	+	20	80	3
	30	8	1	+	1,25	6,3	7
	44	14	1	+	20	80	5
	50	6	1	+	2,5	10	6
Линейные	23	14	1	+	20	80	3
	90	14	1	+	20	80	3
	108	14	1	+	20	80	3
	110	14	1	+	20	80	3
Фаски	3	14	1	+	20	80	3
	2	14	1	+	20	80	3

Определяю количественные показатели технологичности:

Коэффициент точности К_т , находим по формуле

К_т = 1-1/Т_ср, (1.3.1)

где Т_ср - средний квалитет точности поверхности.

Средний квалитет точности поверхности , находим по формуле

, (1.3.2)

где - точность поверхности;

- количество поверхностей с данной точностью;

Таблица 1.3.2 - Расчетная таблица

Ti	Ni	Ti?Ni
5	1	5
14	7	98
8	1	8
6	1	6
Итого	10	117

К_т = 1-1/11,7 = 1-0,085= 0,915 > 0,8

Коэффициент шероховатости К_ш , находим по формуле

К_ш = 1/К_ср, (1.3.3)

где K_ср - средний параметр шероховатости поверхности.

Средний параметр шероховатости поверхности , находим по формуле

, (1.3.4)

где - шероховатость поверхности;

- количество поверхностей с данной шероховатостью.

К_ш = 1/3,9=0,26 > 0,18

Таблица 1.3.3 - Расчетная таблица

Ki	Ni	Ki?Ni
3	7	21
5	1	5
6	1	6
7	1	7
Итого	10	39

Коэффициент унификации К_у ,по формуле

, (1.3.5)

где - количество унифицированных поверхностей;

- количество всех поверхностей.

> 0,6

Поскольку полученные количественные показатели технологичности превышают базовых, то по количественной оценке деталь будет технологичной.

Вывод

По изучению конструкции детали, ее материала и анализа детали на технологичность можно сделать следующий вывод: деталь в целом технологична, конструктивно заготовка «Ось» представляет собой поковку, что позволяет применить высокотехнологичное оборудование и оснастку. Материал детали обладает хорошей обрабатываемостью и выбран по условиям ее эксплуатации, в данной детали нет необходимости изменять что-либо в конструкции, что при небольших затратах упрощает ее изготовление.

2. Определение число деталей в партии

Находим оптимальное число деталей в партии ,n , шт., по формуле

(2.1.5)

где а - периодичность запуска,а=3 дн.;

N_г- годовая программа выпуска, шт;

F- число рабочих дней в году, F=253.

3. Выбор заготовки

Данная заготовка может быть получена методом свободной ковки, но этот метод изготовления заготовки не является оптимальным с учетом типа производства (35тыс.штук в год). Поэтому в нашем случае заготовка будет изготавливаться штамповкой, так как этот метод обладает достаточной производительностью. Заготовка является поковкой 3-его класса точности, 2-ой группы сложности, 2-ая группа стали и имеет исходный индекс - 8.

Определяем расчетную массу поковки М_П

,

где М_Д - масса детали, М_Д=0,9 кг;

К_Р - расчетный коэффициент К_Р=1,5;

В связи с тем, что форма заготовки максимально приближена к форме детали, то при обработке присутствует минимум отходов и это положительно скажется на экономических показателях производства.

Устанавливаем значения припусков на все поверхности детали в соответствии с ГОСТ 7505-89

Таблица 3.1 Припуски по технологическим переходам

Поверхность	Размер	Припуск	Допуск
		табл.
Диаметральный	30	2?1,2
	50	2?1,3
Линейный	44	2?1,1
	110	2?1,1

4. Проектирование технологического маршрута механической обработки

Технологический процесс состоит из следующих операций:

005- Токарная

010- Токарная

015- Термообработка

020- Шлифовальная

025- Шлифовальная

Анализ технологического процесса механической обработки:

На операции 005 производиться обработка поверхности O52,6 и торца которая в дальнейшем будут служит базой при обработке, при этом заготовка базируется по черновым базам - O32,4 и одному из торцов, в процессе обработки происходит снятие основной части припуска. На операции 010 производят точение O 32,4, O25, фасок и торца, которые будут служить чистовыми базами на чистовых операциях обработки.

На операции 015 происходит термообработка токами высокой частоты.

Шлифовальная 020 окончательная обработка O 50.

Шлифовальная 025 окончательная обработка O 25, O 30

Принятую в данном варианте техпроцесса общую последовательность обработки следует считать логически целесообразной, так как при этом соблюдаются принципы постепенности формирования свойств обрабатываемой детали.

Для анализа применяемого для обработки заданной детали оборудования составляем таблицу 4.1.

Таблица 4.1 Технологические возможности применяемого оборудования

№ операции	Модель станка	Мощ-ность, кВт	Предельные или наибольшие размеры обрабатываемой заготовки, мм	Технологические возможности метода обработки
			Диаметр d, мм	Длина l, мм	Высота H, мм	Квалитет точности	Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra, мкм
005	16К20Ф3	10	400	1000	-	10	2,5
010	16К20Ф3	10	400	1000	-	10	2,5
020	3А151	4,6	200	500	-	6	1,25-0,4
025	3А151	4,6	200	500	-	6	1,25-0,4

Данное оборудование удовлетворяет требованиям необходимых для обработки детали в соответствии с выбранным технологическим процессом, а также имеет запас 25…30% по технологическим возможностям. Анализ приведенных данных показывает, что используемые станки по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости соответствуют требуемым условиям обработки.

Для оценки схем базирования детали в ходе технологического процесса изобразим эскиз детали рис.4.1. и составим таблицу 4.2.



Рисунок 4.1 - Базы механической обработки детали «Ось»

Таблица 4.1 Базирование заготовок при обработке

№ операции	Выдерживаемые размеры	Номера поверхностей - баз
	Номинал	Допуск	Установочная	Направляющая
1	2	3	4	5
005	50,25	0,2	1	2
010	25,18 30,22 23 46 90 108 110	0,2 0,2 2 0,25 2,2 1,1 2,2	4	3
020	50	0,024	1	2
025	25 30	0,01 0,27	4	3

В технологическом процессе производства детали “Ось” применяется стандартный и унифицированный инструмент, наименование, режимы работы, настройка инструмента применяемого в техпроцессе приведены в таблице 4.2

Таблица 4.2 Режущие инструменты

№ опера-ции	Наименование ин-струмента	Вид ин-стру-мента	Материал реж. части	Стойкость	СОЖ
005	Токарный проходной упорный	Станд	Т15К6	50	Эмульсия
010	Токарный проходной упорный	Станд	Т15К6	50	Эмульсия
020	Круг шлифовальный 1-600х63х50 25А 40-П С-С2 7 К5 35м/с А 1 кл.	Станд	Белый электро-корунд 25А		Эмульсия
025	Круг шлифовальный 1-600х63х25 25А 40-П С-С2 7 К5 35м/с А 1 кл.	Станд	Белый электро-корунд 25А		Эмульсия

Применяемый инструмент является универсальным, что сокращает и удешевляет технологический процесс.

Технологический процесс обработки деталей предусматривает использование универсальных приспособлений. Это обоснованно тем, что большое значение приобретает быстрота, удобство и точность установки детали в процессе обработки. При этом необходимо соблюдать принципы единства и совмещения баз.

В таблице 4.3 приведены установочно-зажимные приспособления применяемые в технологическом процессе.

Таблица 4.3 Установочно-зажимные приспособления

№ операции	Название приспособления	Вид приспо-собления	Привод приспо-собления	Количество приспособ-лений
005	Патрон трехкулачковый 7122-6039	УБП	Пневмати-ческий	1
010	Патрон трехкулачковый 7122-6039	УБП	Пневмати-ческий	1
020	Патрон трехкулачковый 7122-6039	УБП	Пневмати-ческий	1
025	Патрон трехкулачковый 7122-6039	УБП	Пневмати-ческий	1

Применяемые приспособления в основном являются универсальными, их применение позволяет повысить точность обработки, быстроту, удобство и точность установки детали. Данные приспособления изготовлены на предприятии.

По технологическому процессу детали контроль ведётся в ручную. Ручной контроль детали осуществляется как самим контролёром, так и рабочим. Всё это осуществляется на участке в специально отведённом для этого месте, где установлен контрольный стол, на котором проверяют технологические условия с помощью контрольного приспособления.

Проверка осуществляется с помощью специальных и стандартных мерительных инструментов.

При неисправности контрольного приспособления обмер детали осуществляется в комнате точного обмера (КТО). Для проверки размеров и параметров, которые универсальными методами проверить нельзя, деталь поступает в отдел технического контроля (ОТК), где для данного контроля используются специальные контрольные приспособления.

Анализ стандартизации, методов и средств межоперационного и окончательного контроля приведен в таблице 4.4.

Таблица 4.4 Средства технического контроля

№ опе-рации	Наименование инструмента	Вид инстру-мента	Точность измерения, мкм	Допуск мм
005	Скоба O50,25±0,1 8113-6859 Штангенциркуль ШЦ--125-0,1-1 ГОСТ 166-89	Спец. Станд	50 25	0,2 0,2
010	Штангенциркуль ШЦ--125-0,1-1 ГОСТ 166-89 Скоба O25,18-0,1 8113-6856 Скоба O30,22-0,1 8113-0216	Станд. Спец. Спец.	50 25 25	2,2 0,2 0,2
020	Скоба O25-0,01 8113-0217 Скоба O30-0,027 8113-5474	Спец.	25	0,01 0,027
025	Скоба O50±0,012 8113-8158	Спец. Спец.	25 25	0,01 0,027

Применяемый мерительный инструмент в основном является специальным, но также в ходе техпроцесса используется и универсальный инструмент, что позволяет сократить время на измерение, и максимально уменьшить вероятность неточности измерения, и как следствие не допустить попадание бракованной детали на следующие этапы обработки.

5. Проектирование операций механической обработки

Выполняем подробный расчет режимов резания по заданной операции - обработка O30_-0,027

Вид обработки - точение в упор; диаметр заготовки O34,2мм; диаметр после обработки O30,22_-0,1 мм; длина обработки 18 мм; параметр шероховатости Ra6,3 мкм; тип заготовки - штамповка; марка обрабатываемого материала - Сталь 45; 156…229 НВ; ув =640 МПа.

Определяем длину рабочего хода

Определяем глубину резания.

t = = мм

Определяем подачу

0,9 мм/об

Определение стойкости инструмента

где - стойкость в минутах машинной работы станка

- коэффициент времени резания

так как >0,7 то принимаем

Расчет скорости резания в м/мин и числа оборотов n в минуту

Определение скорости резания в м/мин

где - табличное значение скорости резания

-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, ;

-коэффициент, зависящий от стойкости и марки твердого сплава, ;

-коэффициент, зависящий от вида обработки, ;



Определение числа оборотов n в минуту

Расчет основного машинного времени

Определение силы резания

где - табличное значение силы резания

-коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала, ;

-коэффициент, зависящий от скорости и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом, ;

Расчет мощности резания в кВт



Осуществляем проверку по мощности двигателя

<

Из этого следует, что режимы резания рассчитаны верно и процесс резание возможен.

Вид обработки - круглое шлифование; диаметр заготовки O30,22_-0,1 мм; диаметр после обработки O30_-0,027 мм; длина обработки 18 мм; параметр шероховатости Ra1,25 мкм; тип заготовки - штамповка; марка обрабатываемого материала - Сталь 45; 156…229 НВ; ув =640 МПа.

Скорость шлифовального круга из обозначения

Определение рекомендуемой нормативами скорости вращения детали

Расчет числа оборотов, соответствующего рекомендуемой скорости

Расчет минутной поперечной подачи в мм/мин

При предварительной обработке

где - минутная подача при предварительной обработке по таблице, =1,7 мм/мин,

- коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и скорости круга, =1,0.

- коэффициент, зависящий от припуска и точности, =0,8.

- коэффициент, от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности, =1,1.

При окончательной обработке

где - минутная подача при окончательной обработке по таблице, =0,45 мм/мин,

Время выхаживания

Определение величины слоя снимаемого при выхаживании

=0,03 мм

Расчет машинного времени , мин

Таблица 5.1. Сводная таблица режимов резания по операциям.

Наименование операции, переход, позиция	t, мм	Lрез мм	Sр, мм/об	Тм мин	np мин-1	vp, м/мин	То, мин	Nр, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9
005 Токарная с ЧПУ
Точить O52,4 на проход Выдерживая р-р O50,25±0,1	1,075	45	0,9	50	820	128,6	0,067	4,2
Точить торец выдерживая р-р 111,1-0,87	1,1	25,125	0,9	50	820	128,6	0,034	4,18
010 Токарная с ЧПУ
Точить торец выдерживая р-р 110-0,87	1,1	15,22	0,9	50	938	100,8	0,023	1,87
Точить O32,4 Выдерживая р-р O30,22-0,1, 46-0,25, 90±1,1	1,09	66	0,9	50	938	100,8	0,083	3,88
Точить O30,22-0,1 Выдерживая р-р O25,18-0,1, 90±1,1	2,52	18	0,9	50	938	99,7	0,026	3,65
Точить O50,25±0,1 Выдерживая р-р 44-0,62, 23±1	3,125	21	0,9	50	820	118,5	0,068	4,23
Точить фаску 300	1,15	2,3	0,9	50	938	100,8	0,01	3,88
Точить фаску 3?450	3	3	0,9	50	820	128,6	0,014	4,23
020 Круглошлифо-вальная			Sм, мм/ мин			Vкр,
Шлифовать O25,18-0,1 выдерживая р-р O25-0,01	0,09	0,09	1,5/0,4	40	318,5	35 м/с	0,45	1,8
Шлифовать O30,22-0,1 выдерживая р-р O30-0,027	0,11	0,11	2,29/0,7	40	265,4	35 м/с	0,49	2,3
025 Круглошлифо-вальная
Шлифовать O50,25±0,1 выдерживая р-р O50±0,012	0,125	0,125	1,5/0,44	40	160	35м/с	0,51	2,2

6. Определение нормы времени для операций

технологический механический обработка деталь

Под технически обоснованной нормой времени понимается время, необходимое для выполнения заданного объема работ при определенных организационно-технических условиях и наиболее эффективном использовании всех средств производства и передового опыта новаторов.

Определяем расчетным методом технические нормы времени для операции 010 - токарная.

Определяем норму штучно-калькуляционного времени:

Т_шк.= Т_о + Т_в. + Т_об..+ Т_от

где Т_о - основное время, Т_о = 0,18 мин;

Т_в - вспомогательное время;

Т_об - время на обслуживание рабочего места;

Т_от - время перерывов на отдых и личные надобности.

Т_в. = (Т_ус + Т_зо + Т_уп + Т_из)·к;

где Т_ус - время на установку и снятие детали;

Т_зо - время на закрепление и открепление детали;

Т_уп - время на приемы управления станком;

Т_из - время на измерение детали;

к - коэффициент, учитывающий увеличение норм времени в серийном производстве, по сравнению с массовым, к = 1,5;

Т_ус = 0,12 мин ;

Т_зо = 0,024 мин;

Т_уп =0,01+0,015+0,015+0,015+0,025•3= 0,13 мин;

Т_из = 0,7 мин.

Т_в. = (0,12 + 0,024 + 0,13 + 0,7)·1,5 =1,46 мин.

Т_оп = Т_о + Т_в;

Т_оп - оперативное время, мин;

Т_оп = 0,18 + 1,46 = 1,64 мин.;

Т_об.. = П_об..• Т_оп./100%;

где П_об.от. - затраты времени на обслуживание рабочего места в процентах к оперативному, П_об.от. = 7%;

мин

Т_от. = П_от.•Т_оп./100%;

Т_шт.к = 1,64 + 0,114 + 0,114= 1,868 мин.

Техническое нормирование на остальные операции производится по аналогичной методике и результаты расчетов сводим в таблицу 9.1.

Таблица 6.1. Сводная таблица технических норм времени по операциям.

Номер и наименование операции	То	Тв	Топ	Тоб.от.	Тш.т
		Тус+Тзо	Туп	Т*изм
005 Токарная с ЧПУ	0,067	0,144	0,13	0,24	0,84	0,058	0,956
010 Токарная с ЧПУ	0,18	0,144	0,13	0,7	1,64	0,114	1,868
020 Кругло-шлифовальная	0,76	0,144	0,14	0,48	1,96	0,1372	2,23
025 Кругло-шлифовальная	0,51	0,144	0,14	0,24	1,91	0,1337	2,17

Т*_изм- перекрываемое время

Определение необходимого количества оборудования и построение графиков загрузки

Потребное количество единиц оборудования для данной операции определяется по формуле:

mp = Тшт Nг /(60Fг),

где Fг - действительный фонд времени работы оборудования в расчетном году.

Определим действительный фонд времени по формуле:

Fг = (Дк - Двых. - Дпр.) * Тсм * Ксм * ((100 - %ППР)/100)-Ч_предпр.,

где Дк - число календарных дней в году(365);

Двых - число выходных дней в году(105);

Дпр - количество праздничных дней в году(4);

Тсм - продолжительность смены(8 часов);

Ксм - количество смен(2);

%ППР - процент потерь рабочего времени на проведение планово - предупредительных ремонтов оборудования (10%).

Ч_предпр. - количество предпраздничных часов в году(2).

Тогда:

Fг =(365 - 105 - 4)*8*2*((100 - 10)/100) - 2 = 3 684,4 час.

Расчетное количество единиц оборудования mp округляется в большую сторону

Коэффициент загрузки станка определяется:

=mр / mп

Коэффициент использования оборудования по основному (технологическому) времени определяется для серийного производства как отношение основного времени к штучно-калькуляционному времени:

о = То / Тшт

Этот коэффициент характеризует уровень механизации технологической операции.

Коэффициент использования станков по мощности привода представляет собой отношение необходимой мощности привода станка к фактической мощности установленного на станке привода главного движения:

м = Рн / Рст

Средний коэффициент загрузки оборудования на участке расчитывается по формуле:

Кз=

Данные расчета заносим в таблицу 7.1

Таблица 7.1 Сводная таблица расчёта количество оборудования на каждой операции

№ операции	Тшт мин	mР	mПР	зЗФ %	То мин	зО %	Nр кВт	Nс кВт	з М %
005 Токарная с ЧПУ	0,956	0,15	1	15	0,067	7	4,2	10	42
010 Токарная с ЧПУ	1,868	0,29	1	29	0,18	9,6	4,3	10	43
020 Кругло-шлифовальная	2,23	0,35	1	35	0,76	34	2,3	4,6	50
025 Кругло-шлифовальная	2,17	0,34	1	34	0,51	19,3	2,2	4,6	48

Размещено на Allbest.ru

...