Технологический процесс изготовления детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технологический процесс изготовления детали

1.1 Назначение детали

1.1.1 Описание конструкции и условий ее работы в механизме. Технологический процесс разработан для пальца. Палец (рисунок 4.1) предназначен для соединения гидроцилиндра с кронштейном рамы.

Рисунок 1.1 Палец

Установочной базой при обработке являются центровые отверстия. Измерительной базой с правой стороны вала является правый торец, с левой стороны - левый торец.

1.1.2 Материал детали, механические свойства, вид термообработок

Палец изготовлен из стали 45Х основные механические свойства которого следующие:

- временное сопротивление разрыву (предел прочности) ,

- предел текучести ,

- предел прочности при кручении ,

- ударная вязкость ,

- относительное удлинение .

Таблица 1.1 Химический состав стали 40Х

Марка стали	С	Si	Mn	Ni	Cr
Сталь40Х	0.41-0.49	0.17-0.37	0.5-0.8	0.25	0.8-1.1

1.2 Анализ технологичности конструкции

1.2.1 Выбор базирующих поверхностей. Выбор той или иной поверхности в качестве базирующей зависит в первую очередь от способа крепления заготовки на станке, вида применяемого приспособления, расположения режущего инструмента. Используя принцип постоянства и совмещения баз в качестве базирующих поверхностей, выбираем торцевые поверхности пальца, по которым он базируется в тисках.

1.Установочная база: уши кронштейна рамы.

2.Сборочная база: сферическая втулка уха цилиндра.

гидроцилиндр кронштейн термообработка

1.2.2 Возможность применения высокопроизводительных методов обработки и снижения трудоемкости. Снижения трудоемкости можно добиться за счет повышения уровня механизации и автоматизации процесса обработки, применения станков с ЧПУ, использования автоматических линий. Использование автоматических линий предъявляет требования к соблюдению такта линии (времени обработки детали на одном станке, входящем в линию).

При выборе того или иного метода обработки необходимо оценить целесообразность использования данного метода, его экономическую эффективность, определяемую, прежде всего, годовой программой выпуска изделия (детали). Так, применение поточных линий эффективно при большой программе (крупносерийное, массовое производство).

Одним из вариантов снижения трудоемкости изготовления детали является также использование возможности одновременной обработки нескольких деталей, что, в первую очередь, приводит к снижению затрат времени на вспомогательные операции.

1.2.3 Возможность снижения металлоемкости. Снижения металлоемкости можно добиться за счет отказа от завышенных припусков на механическую обработку, что ведет к уменьшению массы заготовки.

Снижение металлоемкости изделия (детали) достигается на этапе проектирования, путем проведения прочностных расчетов на основании действующих нагрузок, выбора оптимальных размеров и формы детали. С учетом выполненных расчетов производится удаление металла из ненагруженных мест, его перераспределение.

Снижение металлоемкости валов осуществляется, прежде всего, за счет выбора оптимальных размеров, использования высоколегированных сталей с высокими прочностными свойствами, за счет точного выбора способа термообработки, который позволит повысить прочность детали и соответственно снизить её массу.

1.3 Определение типа производства

1.3.1 Определение коэффициента закрепления операций

Таблица 1.2 Коэффициент закрепления операций

Операция	Т шт	mP	Р	зз.ф.	О
Операция 005 Токарная	1,98	0,002	1	0,085	9
Операция 010 Сверлильная	1,72	0,0018	1	0,004	188
Операция 015 Шлифовальная	2,1	0,002	1	0,017	44

Количество станков определяется по формуле [10]:

, (1.1)

где - программа в планируемый период, шт;

- действительный фонд времени работы оборудования, ч;

- нормативный коэффициент загрузки оборудования.

.

Количество операций, выполняемых на станке определяется по формуле [10]:

, (1.2)

где - фактический коэффициент загрузки рабочего места;

.

Коэффициент закрепления операций определяется по формуле [10]:

, (1.3)

Коэффициент закрепления операций равен 63, что соответствует мелкосерийному производству.

1.3.2 Расчет величины партии деталей или такта выпуска. Необходимо разработать техпроцесс изготовления детали (пальца, рисунок 6.1) годовая программа которой составляет 200 шт.

Рисунок 1.2 Палец

Определим величину партии деталей, запускаемой в производство

одновременно [10]:

, (1.4)

где а - периодичность запуска данной детали в днях, ;

d - количество рабочих дней в году, принимаем ;

N - годовая программа производства детали, шт.

.

Принимаем размер партии равной 8 деталей. Величина партии говорит о том, что мы имеем мелко-серийное производство.

1.4 Выбор способа получения заготовки

В зависимости от годовой программы, материала детали, ее размеров и формы в качестве заготовки принимаем круглый прокат нормальной точности.

Определим припуск на механическую обработку детали.

Диаметр заготовки из проката dЗ выбирается в зависимости от максимального диаметра детали d и ее длины l и равняется (рисунок 6.2) [10]:

dЗ = d + 2z, (1.5)

где 2z - припуск на диаметр [2].

dЗ = 75 + 5 = 80мм .

Длина заготовки определяется по формуле [10]:

LЗ = l + Zl, (1.6)

где Zl - торцевой припуск на одну сторону (при отрезке резцом принимается Zl =5 мм).

LЗ = 190 + 10 = 200 мм .

Таким образом, в качестве заготовки выбираем круглый прокат диаметр 80 мм и длиной L=200 мм (рисунок 4.2).



Рисунок 1.3 Эскиз заготовки

1.5 Назначение технологического маршрута обработки

Таблица 1.3 Маршрут обработки детали

№ опер.	Наименование операции и перехода	Оборудование
1	2	3
005	Токарная Уст. А 1.Обточить поверхность диаметром 80 до диаметра 76 l = 90мм за 1 проход. 2.Проточить канавку шириной 8мм глубиной 2,5мм на l=95мм 3.Снять фаску 4 х 30є с диаметра 75.	Токарный станок Модель 16К20
	Уст. Б 1. Обточить поверхность диаметром 80мм до диаметра 76мм l = 80мм за 1 проход. 2.Снять фаску 4 х 30є с диаметра 76.
010	Сверлильная Установ А 1.Сверлить отверстие диаметром 14мм на длине 25мм l = 15мм. 2. Сверлить отверстие диаметром 4мм на длине 95мм l = 35мм. Установ Б 1. Сверлить отверстие диаметром 7мм l = 110мм. 2. Нарезать резьбу К1/4” , l = 5мм	Вертикально-сверлильный станок Модель 2М118
015	Термообработка Объемная закалка в масле при температуре t=820 0С. Среднетемпературный отпуск при температуре t=600 0С до твердости 241HB
020	Шлифовальная Установ А 1.Шлифовать диаметр 76 t = 0,5мм, l = 95мм.	Бесцентрово-шлифовальный станок Модель 3М184И

1.6 Расчет припусков

Величину припусков на механическую обработку определяем по таблице /13/. Припуск на торцы 3.5мм, на диаметр 5мм.

1.7 Выбор оборудования и приспособлений

Выбор оборудования и приспособлений зависит от вида выполняемых работ. При выборе оборудования необходимо учитывать возможность применения его по мощности, а также размеры стола, применяемого инструмента. При выборе приспособлений необходимо стремиться к снижению трудоемкости закрепления заготовки, возможности закрепления нескольких заготовок.

Для изготовления пальца используется следующее оборудование и приспособления:

- токарный станок - для обработки поверхностей пальца.

- фрезерный станок - для фрезерования поверхностей заготовки, уступов.

- вертикально-сверлильный станок - для сверления отверстий.

- круглошлифовальный станок - для шлифования посадочной поверхности.

1.8 Расчет режимов резания

Операция 005

Токарная

Станок - токарный станок 16К20.

Способ установки - в патроне с центром задней бабки.

Режущий инструмент - резец торцевой ц=90є, резец проходной ц=45є .

Мерительный инструмент - штангенциркуль.

База - центровочные отверстия диаметром 6.

Установ А

Переход 1 Обточить поверхность диаметром 80мм до диаметра 76мм l = 110мм, t=2 мм за 1 проход.

По карте 1[2] находим подачу s= 0,8 мм/об. По карте 6[2] находим скорость резания 103 м/мин.

Находим частоту вращения по формуле [10]:

n=, (1.7)

где d-диаметр обрабатываемой поверхности.

n==410 мин-1.

По паспорту станка принимаем частоту вращения n= 400 мин-1.

Уточняем скорость резания по формуле [10]:

Vу=, (1.8)

Vу==100,48 м/мин.

Основное время определяется по формуле [10]:

tо=, (1.9)

где n - частота вращения шпинделя станка;

l - длина обрабатываемой поверхности;

l1 - величина перебега;

i - число проходов;

s - подача.

tо==0,36 мин.

Переход 2 Проточить канавку шириной 8мм глубиной 2,5мм на длине l =95мм шириной b=8мм, t=2,5 мм за 1 прохода.

По карте 1[2] находим подачу s= 0,8 мм/об. По карте 6[2] находим скорость резания 103 м/мин.

Находим частоту вращения по формуле (1.7):

n==431 мин-1.

По паспорту станка принимаем частоту вращения n= 400 мин-1.

Уточняем скорость резания по формуле (1.8):

Vу==94,2 м/мин.

Основное время определяется по формуле (1.9):

tо==0,08 мин.

Переход 3 Снять фаску 4 х 30є с диаметра 75.

Установ Б

Переход 1 Обточить поверхность диаметром 80мм до диаметра 76мм l = 80мм, t=2 мм за 1 проход.

По карте 3[2] находим подачу s= 0,2 мм/об. По карте 6[2] находим скорость резания 146 м/мин.

Находим частоту вращения по формуле (1.7):

n==581 мин-1.

По паспорту станка принимаем частоту вращения n= 580 мин-1.

Уточняем скорость резания (1.8):

Vу==145 м/мин.

Основное время определяется по формуле (1.9):

tо==0.73 мин.

Переход 2 2.Снять фаску 4 х 30є с диаметра 76.

Операция 010

Сверлильная

Станок - вертикально-сверлильный 2М118

Способ установки - в тисках кондукторе.

Режущий инструмент - сверло D=14 мм.

Мерительный инструмент - штангенглубиномер.

База - наружная поверхность диаметр 75.

Установ А

Переход 1 Сверлить отверстие диаметром 14мм на длине 25мм

t = 15мм.

Скорость резания при сверлении стали, сверлом Р18 определяется по формуле [10]:

V=, (1.10)

где D - диаметр сверла, мм;

Т - стойкость инструмента (для сверла Р18 принимается 50 мин);

S - подача сверла, мм/об;

Kv - поправочный коэффициент к скорости резания.

По карте 41/14/ находим подачу сверла S=0,1 мм/об.

Поправочный коэффициент определяется по формуле [10]:

Kv=Kмv·Knv·Klv, (1.11)

где Kмv - коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала. Для стали принимается 1,3;

Knv - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки.

Для заготовки из проката принимается 0,9;

Klv - коэффициент учитывающий глубину сверления.

При глубине сверления 4D принимается 0,85.

Kv=1,3·0,9·0,85=0,99.

Тогда скорость резания равна:

V==20,76 м/мин.

Определяем частоту вращения сверла в минуту по формуле [10]:

n=, (1.12)

где d-диаметр сверла.

n==472 мин-1.

По паспорту станка принимаем частоту вращения n= 480 мин-1.

Уточняем скорость резания:

Vу==21 м/мин.

Основное время определяется по формуле [10]:

tо=, (1.13)

где n - частота вращения шпинделя станка;

l - глубина резания;

l1 - величина врезания;

s - подача.

tо==0,39 мин.

Переход 2 Сверлить отверстие диаметром 4мм на длине 95мм, t = 35мм.

Скорость резания при сверлении стали, сверлом Р18 определяется по формуле [10]:

V=, (1.14)

где D - диаметр сверла, мм;

Т - стойкость инструмента (для сверла Р18 принимается 50 мин);

S - подача сверла, мм/об;

Kv - поправочный коэффициент к скорости резания.

По карте 41[2] находим подачу сверла S=0,1 мм/об.

Поправочный коэффициент определяется по формуле [10]:

Kv=Kмv·Knv·Klv, (1.15)

где Kмv - коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала. Для стали принимается 1,3;

Knv - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки.

Для заготовки из проката принимается 0,9;

Klv - коэффициент учитывающий глубину сверления.

При глубине сверления 4D принимается 0,85.

Kv=1,3·0,9·0,85=0,99.

Тогда скорость резания равна:

V==31,60 м/мин.

Определяем частоту вращения сверла в минуту по формуле [10]:

n=, (1.16)

где d-диаметр сверла.

n==2515 мин-1.

По паспорту станка принимаем частоту вращения n= 2500 мин-1.

Уточняем скорость резания:

Vу==31,4 м/мин.

Основное время определяется по формуле [10]:

tо=, (1.17)

где n - частота вращения шпинделя станка;

l - глубина резания;

l1 - величина врезания;

s - подача.

tо==0,156 мин.

Установ Б

Переход 1 Сверлить отверстие диаметром 7мм на длине 25мм, t = 110мм.

Скорость резания при сверлении стали, сверлом Р18 определяется по формуле [10]:

V=, (1.18)

где D - диаметр сверла, мм;

Т - стойкость инструмента (для сверла Р18 принимается 50 мин)

S - подача сверла, мм/об;

Kv - поправочный коэффициент к скорости резания.

По карте 41/14/ находим подачу сверла S=0,1 мм/об.

Поправочный коэффициент определяется по формуле [10]:

Kv=Kмv·Knv·Klv, (1.19)

где Kмv - коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала. Для стали принимается 1,3;

Knv - коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки.

Для заготовки из проката принимается 0,9;

Klv - коэффициент учитывающий глубину сверления.

При глубине сверления 4D принимается 0,85.

Kv=1,3·0,9·0,85=0,99.

Тогда скорость резания равна:

V==39,53 м/мин.

Определяем частоту вращения сверла в минуту по формуле [10]:

n=, (1.20)

где d-диаметр сверла.

n==1798 мин-1.

По паспорту станка принимаем частоту вращения n= 1800 мин-1.

Уточняем скорость резания:

Vу==40 м/мин.

Основное время определяется по формуле [10]:

tо=, (1.21)

где n - частота вращения шпинделя станка;

l - глубина резания;

l1 - величина врезания;

s - подача.

tо==0,63 мин.

Переход 4 Нарезать резьбу К1/4”, l=5.

Скорость резания определяется по формуле [10]:

, (1.22)

где d0 - диаметр резьбы, мм;

Т - стойкость инструмента, мин;

S - шаг резьбы, мм.

Для обработки стали углеродистой ув=850 Мпа; при d0=7 мм Cv=85; m=0,5; x=0,5; y=0,5.

Стойкость метчика для стали Т=90 мин.

=17,9 м/мин.

Определяем частоту вращения метчика в минуту по формуле [10]:

n=, (1.23)

где d-диаметр метчика.

n==814 мин-1.

По паспорту станка принимаем частоту вращения n=820 мин-1.

Уточняем скорость резания:

Vу==18,02 м/мин.

Основное время определяется по формуле [10]:

tо=, (1.24)

где n - частота вращения шпинделя станка;

l - длина нарезаемой резьбы;

l1 - длина заборной части метчика;

s - шаг резьбы.

tо==0,006 мин.

Время обратного хода метчика:

tх===0,005 мин.

Операция 015

Термообработка.

Нагрев стали 45Х проводят до температуры 820 0С. Время нагрева детали определяется ввиду ее формы и размеров по таблице [7] и составляет: tн=17мин. После выдержки в печи в течении tв=120мин, охладить в масле до полного остывания. Провести среднетемпературный отпуск при t=620 0С : нагреть деталь до указанной температуры и охладить на воздухе до полного остывания.

Операция 020

Шлифовальная

Станок - бесцентрово-шлифовальный 3М184И.

Способ установки - бесцентровый.

Режущий инструмент - шлифовальный круг D=150 мм, ВК=150 мм, ведущий круг D=350 мм, ВК=150.

Мерительный инструмент - микрометр.

Переход 1 Шлифовать поверхность пальца диаметром 76мм t = 0,5 мм, l = 190 мм методом бесцентрового шлифования.

Определяем скорость шлифовального круга [10]:

, (4.25)

где - частота вращения шлифовального круга;

D - диаметр шлифовального круга.

60 м/с.

Определим число оборотов ведущего круга по выбранной скорости детали [10]:

, (1.26)

где - скорость детали;

D - диаметр ведущего круга.

18 об/мин.

Принимаем по паспорту станка число оборотов ведущего круга 20 об/мин.

Уточним скорость детали по принятому числу оборотов ведущего круга [10]:

, (1.27)

где - диаметр ведущего круга;

- число оборотов ведущего круга.

=21,98 м/мин

Определим угол наклона ведущего круга по назначенной продольной минутной подаче и уточнённой скорости детали [10]:

, (1.28)

где - продольная подача;

- скорость детали.

54,5.

Определим машинное время [10]:

(1.29)

где - продольная подача;

- продольная подача;

0,95- коэффициент проскальзывания детали.

0,16 мин.

Расчет норм времени

Найдем вспомогательное время по каждой операции [10]:

tВ=tУ.С.+tПЕР+tИЗМ, (1.30)

где tУ.С. - время на установку(снятие) детали;

tПЕР - время, связанное с переходами;

tИЗМ - время на контрольные измерения.

По картам 5,6,9 [2] находим tУ.С,мин для каждой операции в зависимости от способа крепления детали.

По картам 18[2]-токарная, 27[2]-сверлильная, 44[2]-шлифовальная, 85[2]-фрезерно-центровальная находим tПЕР для каждой операции соответственно.

По карте 86[2] находим tИЗМ, мин для каждой операции в зависимости от применяемого измерительного инструмента.

Время технического обслуживания рабочего места принимаем 2% от основного времени . Время организационного обслуживания принимаем 1% от оперативного времени.

Время перерывов для отдыха принимаем 6% от оперативного времени. Штучное время определим используя формулу:

tШТ=tО+ tВ+ tТ.О.+ tО.О.+ tО.Т, (1.31)

По карте 19[2] находим подготовительно-заключительное время на партию.

Норму штучно-калькуляционного времени на одну деталь определим по формуле [10]:

tШК=tШТ+ТП.З./n, (1.32)

где n- число деталей в партии, рассчитывалось ранее.

Все результаты расчетов времени сведем в таблицу 4.4.

Таблица 1.4 Время обработки детали, включая вспомогательное время на выполнение вспомогательных операций

N Опер.	Уст.	Номер перехода	tO	tВ	tОП	tТО	tОО	tОТ	tШТ	TПЗ	tШК
				tУС	TУП	tИЗМ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
005	А	1	0,36	1,3	0,09	0,16	7,55	0,0676	0,0755	0,453	4,6521	14	6,4021
		2	0,08		0,09	0,16
		Итого:	3,38	2,6	0,77	0,8
010	А	1	0,39	0,2	0,37	0,16	1,912	0,03824	0,01912	0,11472	2,08408	12	3,58408
		2	0,156		0,37	0,16
	Б	1	0,63	0,2	0,37	0,16
		2	0,006		0,37	0,16
		Итого:	1,182	0,2	0,37	0,16
015	А	1	0,16	0,32	0,06	0,11	0,98	0,0032	0,0098	0,0588	0,2638	11	1,6388
		Итого:	0,16	0,32	0,28	0,22

Определение квалификации (разряда) работы. По тарифно-квалификационному справочнику определяем разряд работы для операции: для фрезерно-центровальной-3 разряд, для токарной- 3 разряд, фрезерной-4 разряд, для шлифовальной-4 разряд.

Размещено на Allbest.ru

...