Разработка технологического процесса детали "Вставка"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка технологического процесса детали «Вставка»

Введение

Под «технологией машиностроения» принято понимать научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагивающую вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном путем механической обработки, так как другие способы обработки не всегда могут обеспечить выполнение этих технических требований. Машиностроение является одной из ведущих отраслей промышленности нашей страны. Непрерывное совершенствование машин характеризуется возрастанием их мощности, снижением массы, а также повышением точности и надежности.

При разработке технологического процесса существенное значение имеет выбор оборудования и рациональное использование его технических и технологических возможностей. В серийном производстве оборудование механических цехов должно включать многоинструментные, многопозиционные полуавтоматы агрегатного типа; снабжение быстродействующими установочными приспособлениями и совмещающие различные виды обработки в одну операцию; прецизионные станки для окончательной обработки высокоточных поверхностей как одноинструментальные и многоинструментальные.

Повышение производительности труда и снижение себестоимости технологических операций при обработке металлов резанием в значительной степени зависят от применяемого режущего инструмента, его конструкции, материала и способа использования. Целесообразно применять инструмент из твердых сплавов, со сменными многогранными пластинками.

Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса детали «Вставка». В курсовом проекте выполнены расчет режимов резания, расчёт припусков на механическую обработку, проведено технологическое нормирование, выбрано оборудование, режущий и мерительный инструменты.



1. Общая часть

1.1 Описание и технологический анализ детали «Вставка»

Деталь - «Вставка» предназначена для закрепления детали.

Деталь изготовлена из стали 40Х ГОСТ4543-88.Сталь 40Х - конструкционная легированная, используется при изготовлении различных частей механизмов: осей, валов, плунжеров и так далее. Она позволяет выдерживать высокие температуры, термообработка материала происходит при температуре до 850 градусов Цельсия. Химический состав и физико-механические свойства данной стали, приведены в таблицах 1,2.

Таблица 1 - Химический состав в % материала 40Х

С	Si	Mn	Cr	S	P	Cu	Ni
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	0,8-1,1	до0.035	до0.035	до0,3	до0,3

Таблица 2 - Физико-механические свойства стали 40Х ( ГОСТ 4543-88)

Марка материала	, МПа	, МПа	, %	, %	, Дж/см2	HB
						горячекатаной	отожжённой
Ст. 40Х	780	980	10	45	50	288	217

Конструкция детали, точность размеров и шероховатость поверхностей, материал детали обеспечивают удовлетворительную обрабатываемость заготовки и надёжную работу детали в течение всего ресурса работы изделия.



Рисунок 1 Эскиз детали

Технологичность конструкции детали обеспечивает минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость. Анализ детали на технологичность производится двумя методами: качественной и количественной оценкой.

а) Качественная оценка детали

Метод получения заготовки - штамповка, поэтому деталь можно получить с минимальными припусками. Небольшие переходы диаметров понижают трудоёмкость, и значительно уменьшают расход металла.

Так как имеется сквозное отверстие, то можно обработать внутренние поверхности детали. Для внутренних канавок нужен специальный инструмент, а для обработки других поверхностей используется универсальные резцы.

Деталь достаточно технологична, имеет хорошие базовые поверхности для черновой операции. Другие обрабатываемые поверхности с точки зрения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей: свободный доступ инструмента к каждой поверхности.

б) Количественная оценка

Количественную оценку технологичности конструкции детали следует производить по следующим коэффициентам:

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали рассчитывается по формуле

Ку.э.=, (1)

где Qэ.у. - число унифицированных элементов детали, шт.;

Qэ - общее число конструктивных элементов детали, шт.

Ку.э.=

Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле

Ки.м.=, (2)

где Gд - масса детали по чертежу, кг;

Gз - масса заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг

Ки.м.=0,58

Средний коэффициент использования материала и высокий коэффициент унификации элементов детали, говорят о том, что деталь технологична.



2. Технологическая часть

2.1 Существующий технологический процесс изготовления детали

Существующий технологический процесс для серийного производства на базовом предприятии отсутствует.

деталь нормирование мерительный режущий

2.2 Определение типа производства и величины партии деталей

Для определения типа производства используем годовой объем выпуска и массы деталей по таблице 3

m=0,34кг

N= 44000шт.

Таблица 3 - Зависимость типа производства от объема выпуска и массы детали

Масса детали, кг	Количество деталей в зависимости от типа производства
	единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
<1,0	<10	10-2000	1500-100000	75000-200000	200000
1,0-2,5	<10	10-1000	1000-50000	50000-100000	100000
2,5-5,0	<10	10-500	500-35000	35000-75000	75000
5,0-10	<10	10-300	300-25000	25000-50000	50000
>10	<10	10-200	200-10000	10000-25000	25000

Так как масса детали 0,34 кг, годовая программа 44000штук, то определён тип производства - среднесерийный.

Среднесерийное производство является высокопроизводительным, обеспечивает высокое качество продукции, снижает брак, в следствии чего снижается себестоимость.

Среднесерийное производство занимает промежуточное место между мелкосерийным и крупносерийным. Для данного типа производства характерно большое количество серий ограниченной номенклатуры. Серии повторяются с известной регулярностью по периоду запуска и числу изделий в партии; годичная номенклатура все же шире, чем номенклатура выпуска в каждом месяце. За рабочими местами закреплена более узкая номенклатура операций,

Оборудование универсальное и специальное. Заводы имеют развитую производственную структуру, заготовительные цеха специализируются по технологическому принципу, а в механосборочных цехах создаются предметно-замкнутые участки.

При проектировании технологического процесса для серийного производства определяем размер партии деталей.

Размер партии деталей определяется по формуле

nд=, (3)

где N-годовая программа, шт;

t- число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, дн.;

t для мелких деталей m<2,t=5ч10дн

ф- число рабочих дней в году,ф=253дн.

nд==869шт.

2.3 Обоснование выбора заготовки

Заготовка - это предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавливают деталь или неразборную сборочную единицу. При разработке технологического процесса механической обработки деталей одним из ответственных этапов является выбор заготовок, от чего в большей степени зависит трудоёмкость обработки, а также расход металла. Выбрать заготовку - это значит установить способ её получения, рассчитать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности.

При выборе метода получения заготовки учитываются следующие факторы: конструкция детали, материал детали, тип производства, вид продукции. Вид заготовки будет оказывать значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Для обоснования выбора заготовки сравниваем два метода получения заготовки: прокат и штамповка.

При расчётах используем литературу[3]

1.Заготовка из проката

За основу расчёта промежуточных припусков выбираем наружный диаметр ?54Н14Ч100мм

Диаметр заготовки определяется по формуле

Dзаг=Dдет+2Zmin, (4)

где Dдет - диаметр обрабатываемой детали, мм;

2zo - общий припуск на обработку, мм

Dзаг=54+4,5

Длина заготовки определяется по формуле

Lзаг= Lдет+2zo, (5)

где Lдет - длина обрабатываемой детали, мм;

2zo - общий припуск на обработку, мм

Lзаг=

По ГОСТ 2590-88 выбираются допуски на размеры ,,

Объём заготовки по плюсовым отклонениям определяется по формуле



V= (6)

где D - диаметр заготовки, мм

L - длина заготовки , мм

V=см2

Масса заготовки определяется по формуле

Gз= г*Vз (7)

где г- плотность материала , кг/см3;

Vз--объем заготовки , см3

Gз=0,00785*293=2кг

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле

G3n=, (8)

где G- масса заготовки, кг

15%-неизбежные технологические потери для проката

G3n=

Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле (2)

Ки.м =

Стоимость заготовки из проката определяется по формуле

Сз.п.=Cм*Gз- (Gз-Gд)*Cотх, (9)

где См - стоимость 1кг материала заготовки , руб.

Сотх- стоимость 1 кг отходов, руб.

Сз.п.= 19*2,3- (2,3-0,34)*6=31,94руб

2. Заготовка изготовлена методом штамповки.

Масса детали m=0,34кг

Степень сложности С1

Точность изготовления поковки -- класс I;

Группа стали -Ml;

Размеры заготовки определяются по формулам (4,5)

D38=38+2*0, 8=39,6мм

l15=15мм

D54=54+2*0, 9=55,8мм

l14=14+2*0, 8=15,6мм

D24=24+2*0, 8=25,6мм

l77=77+0, 9-0,9=77мм

Предельные отклонения на размеры заготовки определяем по ГОСТ 7505-89: l= 15; l =16; l= 77; ;;

Объёмы отдельных элементов заготовки V1, V2, V3 определяются по формуле (6)

V1=,

V2=

V3=

Общий объем заготовки рассчитывается по формуле

Vз=V1+V2+V3 , (10)

где V1 ,V2,V3-объёмы отдельных элементов заготовки, см3

Vз=21+10+41=72см3

Масса штампованной заготовки рассчитывается по формуле (7)

Gз.=0,00785*72=0,56кг

Принимаем неизбежные технологические потери при горячей объемной штамповке равными 10% и определяем массу заготовки с учетом потерь по формуле (8)

Gз.п=

Коэффициент использования материала на одну штамповку определяется по формуле (2)

Ки.м.=

Стоимость заготовки, изготовленная методом штамповки, определяется по формуле (9)

Сз.п.=

Экономический эффект по использованию материала рассчитывается по формуле

Э= (Сз1, - Cз2)*N (11)

где Gз1 - масса заготовки, полученная первым способом, кг

Gз2 - масса заготовки, полученная вторым способом, кг

N -- годовая программа выпуска, шт.

Э= (2,3-0,6)*44000=74800кг

Экономический эффект изготовления заготовки рассчитывается по формуле

Э= (Сз1, - Cз2)*N, (12)

где С з1 - стоимость заготовки, полученной первым способом, руб.

С з2 - стоимость заготовки, полученной вторым способом, руб.

N-годовая программа, шт.

Э= (31,94-32,84)*44000=39600руб.

Сведём данные в таблицу.

Таблица 4 - Сравнительная таблица двух методов получения заготовки

	Метод получения заготовки
	Прокат Штамповка
Масса детали, кг	0,34	0,34
Масса заготовки, кг	2,3	0,6
Коэффициент использования материала	0,15	0,56
Стоимость заготовки, руб	31,94	32,84
Годовая экономия материала, кг		74800
Экономический эффект изготовления заготовки, руб	39600

Технико-экономические расчеты показывают, что заготовка, полученная методом горячей объемной штамповки, более экономична по массе, чем заготовка из проката, поэтому принимаем заготовку, изготовленную методом штамповки. Выбранный метод изготовления заготовки обеспечивает минимальные припуски на механическую обработку заготовки и экономию материала за счёт этого. За счёт уменьшения припусков на обработку снижается трудоёмкость изготовления детали.

2.4 Расчёт припусков на поверхность

Расчёт припусков на поверхность можно произвести двумя методами: табличным и расчётно-аналитическим методом, которые приведены в таблицах 5 и 6.



Таблица 5 - Расчёт припусков табличным методом

Вид заготовки и переходы обработки пов-ти	Точность обрабат. пов-ти	Наим. значение Zmin, мм	Расчетный размер мм	До-пуск Т, мм	Пред. размеры, мм	Пред. припуски мм
					Наиб	Наим	Наиб	Наим
Наружная пов-ть вала
Заготовка- штамповка	17	1,3*2=2,6	40,36	1,2	41,56	40,36	-	-
Точение черновое	14	0,8*2=1,6	38,76	0,62	39,38	38,76	2,38	1,6
Точение чистовое	11	0,5*2=1	37,76	0,16	37,92	37,76	1,46	1
							3,84	2,6

Проверка: определяется разность суммы максимального и минимального предельных припусков. Она должна быть равна разности допусков заготовки и детали

Тзаг - Т дет = ?Zmax. -?Zmin, (13)

где Тзаг - допуск на заготовку, мм;

Т дет - допуск на деталь в мм;

1,4-0,16=3,84-2,6

1,24=1,24, верно



Таблица 6 - Расчётно-аналитический метод определения припусков на обработку

Вид заготовки и переходы обработки пов-ти	Точность заготовки	Элементы припуска, мкм	Расчет. припуск мм	Расчет. размер, мм	Допуск Т, мм	Пред. размеры, мм	Пред. припуски, мм
		Rz	h						наиб	наим	наиб	наим
Наружная пов-ть вала
Заготовка- штамповка	17	250	300	330	-	1,207	38,967	1,2	40,167	38,967	-	-
Точение черновое	14	50	50	19,8	200	1,08	37,887	0,62	38,507	37,887	1,06	1,08
Точение чистовое	11	25	25	13,2	8	0,127	37,76	0,16	37,92	37,76	0,587	0,127
											2,247	1,207

Значение расчетного припуска определяется по формуле

2Zmini=2[ (Rz+h)i-1+?Д i-12+ Э2i] (14)

где Zmin i -припуск для расчетной операции или перехода, мм;

(Rz+h)i-1 - высота неровностей для предшествующей операции или перехода, мкм; Д i-1 - отклонение профиля для предшествующей операции или перехода, мкм;

Эi - погрешность установки для расчетной операции или перехода, мкм.

2Zmini==1080мкм(1,08мм)

2Zmini==127мкм(0,127мм)

Проверка: определяется разность суммы максимального и минимального предельных припусков. Она должна быть равна разности допусков заготовки и детали.

Тзаг - Т дет = ?Zmax. -?Zmin , (15)

где Тзаг - допуск на заготовку, мм;

Т дет - допуск на деталь в мм;

1,2-0,16=2,247-1,207

1,04=1,04,верно

После определения припусков, допусков и промежуточных размеров разрабатываем схему расположения полей припусков и допусков(смотри рисунок 2)

Рисунок 2 Схема расположения полей допусков и припусков

2.5 Разработка технологического процесса изготовления детали

005Заготовительная

Заготовка - штамповка, материал заготовки-40Х ГОСТ 4543-88

010Токарная

1.Точить торец окончательно

2. Точить Ш24 на l=76

3. Точить Ш38 на l=1

Оборудование: Станок токарно-винторезный 16К20

Приспособление: Самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон с пневмоприводом

Режущий инструмент: проходной отогнутый резец Т15К10 ГОСТ18867-73,проходной упорный резец Т15К10 ГОСТ 18879-73

Мерительный инструмент: ШЦІ 0,1,175 ГОСТ 166-80

015Токарная программная

1.Точить торец в размер 100

2.Точить Ш54на l=22

3.Точить Ш38d11 на l=15 начерно

4. Точить Ш38d11 на l=15 начисто

5.Сверлить1отв. Ш17H14 на l=20

6.Точить канавку Ш26на b=3

Оборудование: Станок токарный программный 16К20Ф3

Приспособление: Самоцентрирующийся трёхкулачковый патрон с пневмоприводом

Режущий инструмент: Проходной отогнутый резец Т15К10ГОСТ18867-73, проходной упорный прямой резец Т15К10 ГОСТ 18879-73,канавочный резец Т14К8,сверло Р6М5 ГОСТ10903-77

Мерительный инструмент: ШЦІ 0,1,175 ГОСТ 166-80,калибр-пробка Ш17H14 ГОСТ14807-69

020Фрезерная

1.Фрезеровать квадрат ?17

Оборудование: фрезерный станок 6Р12

Приспособление: тиски с пневоприводом

Режущий инструмент: торцевая фреза

025Контрольная

2.6 Краткая характеристика оборудования

Учитывая тип производства (среднесерийный), годовую программу выпуска - 44000 шт., а так же габариты детали выбираем следующее оборудование:

1.Токарно-винторезный станок с ЧПУ модели 16К20Ф3

Выбор данного станка обусловлен характером обработки, размерами рабочей поверхности, а так же его мощностью.

Применение станка с ЧПУ позволит уменьшить долю вспомогательного времени, которое растрачивается в рассматриваемых операциях на приёмы, связанные с изменением режимов резания, переходом с обработки одной поверхности на другую, сменой режущего инструмента и т.п. Данный станок позволяет обработку нескольких аналогичных деталей, на одном станке и этим сократит время на переналадку оборудования.

Техническая характеристика станка 16К20Ф3

- Наиб. диаметр изделия, устанавливаемого над станинной:500мм

- Наиб. диаметр изделия, обрабатываемого изделия над станиной: 320мм

- Наиб. ход суппорта поперечный:210мм

- Наиб. ход суппорта продольный:905мм

- Мощность привода главного движения:11кВт

- Габаритные размеры станка: 3700х2260х1650мм

- Масса станка (без стружкоудаления ): 4000г

2.Токарно-винторезный станок модели 16К20

Станок предназначен для выполнения различных токарных работ, а также для нарезания резьб.

Техническая характеристика станка 16К20

- Наиб. диаметр изделия, устанавливаемого над станинной:400мм

- Наиб. Длины обрабатываемой заготовки: 710,1000,1400,2000мм

- Частота вращения шпинделя: 12,5-1600мин-1

- Пределы подач продольных: 0,05-2,8 мм/об

-Пределы подач поперечных: 0,025-1,4 мм/об

- Габаритные размеры станка: 3795х1198х1600мм

- Мощность двигателя:10кВт

3. Вертикально-фрезерный станок модели 6Р12 предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ при обработке деталей любой формы из стали, чугуна, цветных металлов и их сплавов.

Техническая характеристика станка:

-Размеры стола мм;

-Перемещение стола: продольное (х) 800мм;

поперечное (у) 320 мм;

вертикальное (z) 420 мм;

-Частота вращения основного шпинделя 31,5-1600 об/мин;

-Мощность главного двигателя 7,5 кВт;

-Габаритные размеры станка мм;

-Масса станка 3250 кг.

2.7 Расчёт режимов резания на одну операцию расчетно-аналитическим методом

Расчёт режимов резания производится по литературе [10]

010Токарная

1.Точить торец окончательно

2. Точить Ш24 на l=76

3.Точить Ш38 на l=1

1.Точить торец

Выбираем проходной отогнутый резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6. Геометрия резца: передний угол г = 10о, главный угол в плане ц = 45о,

1.Глубина резания определяется по [10]

t =0,8мм

2.Подача на оборот выбирается по [10]

S = 0.4мм/об

3.Скорость резания определяется по формуле

, (16)

где Т- среднее значение стойкости, мин; (Т=40мин).

,x,y,m-коэффициент и показатели степени, в зависимости от вида обработки (=350; х=0,15; y=0,35; m=0,2)

- общий поправочный коэффициент на скорость резания;

рассчитывается по формуле

, (17)

где - коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала;

=0,1

=1

4. рассчитывается по формуле

, (18)



где =1;

=1,75

м/мин

5.Частота вращения шпинделя определяется по формуле

, (19)

где V-скорость резания, м/мин

D- диаметр детали, мм

Принимаем частоту вращения по паспорту станка nп=630

Скорректированная скорость резания определяется по формуле

, (20)

где n-частота вращения, об/мин

D- диаметр детали, мм

м/мин

6.Мощность резания определяется по формуле

(21)

где Pz- тангенциальная сила резания, Н;

V- скорректированная скорость резания, м/мин

Pz рассчитывается по формуле

= (22)

где Ср, x, y, n -коэффициент и показатели степени

Ср = 350, x = 1, y = 0,75, n = -0,15.

=

7.Т.к мощность станка Nст=7,5кВт,то необходимо чтобы соблюдалось условие

7,5,выполнено.

8.Основное время обработки определяется по формуле

Toi= (23)

где n - cкорректированное значение вращения шпинделя, мин-1;

S - скорректированное значение подачи, мм/об;

i - число проходов;

L - расчетная длина обработки, мм.

9.Расчётная длина обработки определяется по формуле

L1=l+11, (24)

где 1 - длина обрабатываемой поверхности, мм;

l1 - величина врезания и перебега, мм

L1=20+7=27мм

To1=мин

2.Точить Ш24 на l=76

Выбираем резец проходной упорный, материал пластины - Т15К6. Главный угол в плане .Стойкость 40мин.

1.Глубина резания определяется по формуле

, (25)

где Dзаг- диаметр заготовки, мм;

Dдет- диаметр детали, мм

t =мм

2.Подача на оборот выбирается по [10]

S = 0.6мм/об

3.Скорость резания определяется по формуле (17)

м/мин

4.Частота вращения шпинделя определяется по формуле (19)

Принимаем частоту вращения по паспорту станка nп=800

Скорректированная скорость резания определяется по формуле (20)

м/мин

5.Мощность резания определяется по формуле (21)

Pz рассчитывается по формуле (22)

=

6.Т.к мощность станка Nст=7,5кВт,то необходимо чтобы соблюдалось условие

7,5,выполнено

7.Расчётная длина обработки определяется по формуле (24)

L2=76+7=83мм

8.Основное время обработки определяется по формуле (23)

T02=мин

3. Точить Ш38 на l=1

Выбираем резец проходной упорный, материал пластины- Т15К6. Главный угол в плане .Стойкость 40мин

1.Глубина резания определяется по формуле (25)

t =1мм

2.Подача на оборот выбирается по [10]

S = 0.5мм/об

3.Скорость резания определяется по формуле (16)

м/мин

4.Частота вращения шпинделя определяется по формуле (19)

Принимаем частоту вращения по паспорту станка nп=630

Скорректированная скорость резания определяется по формуле (20)

м/мин

5.Мощность резания определяется по формуле (21)

Pz рассчитывается по формуле (22)

=

6.Т.к мощность станка Nст=7,5кВт, то необходимо чтобы соблюдалось условие

7,5,выполнено

7.Расчётная длина обработки определяется по формуле (24)

L3=8+2=10мм

8.Основное время обработки определяется по формуле (23)

To3=мин

9.Основное время рассчитывается по формуле



(26)

где время всех переходов, мин

10.Вспомогательное время рассчитывается по формуле

, (27)

где время на установку, мин

время на измерения, мин

время, связанное с переходом, мин

поправочный коэффициент на вспомогательное время.

11.Оперативное время рассчитывается по формуле

(28)

где основное время;

вспомогательное время.

12.Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности

6. Штучное время определяется по формуле

, (29)

где оперативное время;

время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности.

мин

13. Подготовительно-заключительное время определяется

мин

14.Штучно-калькуляционное время определяется по формуле

, (30)

где штучное время;

подготовительно-заключительное время;

количество деталей в партии.

мин

2.8 Выбор режимов резания и их корректировка для остальных операций по общемашиностроительным нормативам

015Токарная программная

1.Точить торец в размер 100

2.Точить Ш54 на l=22

3.Точить Ш38d11 на l=15 начерно

4. Точить Ш38d11 на l=15 начисто

5.Сверлить 1отв. Ш17H14 на l=20

6.Точить канавку Ш26 на b=3

1.Точить торец в размер 100

Глубина резания при подрезке торца определяется по формуле

, (31)

где Lзаг - длина детали до обработки, мм;

Lд - длина детали после обработки, мм.

=1 мм

Выбираем по нормативам табличное значение подачи мм/об.

Фактическое значение подачи рассчитывается по формуле

(32)

где - поправочные коэффициенты на подачу.

Корректируем значении подачи по паспорту станка мм/об.

Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания м/мин.

Фактическая скорость резания рассчитывается по формуле

(33)

где поправочные коэффициенты на скорость.

м/мин

Фактическая частота вращения шпинделя рассчитывается по формуле (19)

об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка об/мин.

Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (20)

м/мин

По скорректированным значениям подачи Sп и скорости резания Vп выбирается мощность резания Nрез.

кВт

Так как мощность привода , следовательно , условие выполнено.

2.Точить Ш54 на l=22

Выбираем проходной упорный резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6,ГОСТ 18879-73 Геометрия резца: передний угол г = 10о, главный угол в плане ц = 90о

Глубина резания по формуле (25)

Выбираем по нормативам табличное значение подачи мм/об.

Фактическое значение подачи рассчитывается по формуле (32)

Корректируем значении подачи по паспорту станка мм/об.

Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания м/мин.

Фактическая скорость резания определяется по формуле (33)

м/мин

Фактическая частота вращения шпинделя определяется по формуле (19)

об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка об/мин.

Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (20)

м/мин

кВт

Так как мощность привода , следовательно , условие выполнено.

3.Точить Ш38d11 на l=15 начерно и начисто

Выбираем резец проходной упорный с сечением державки мм. Материал пластины - твердый сплав Т15К6 для чистовой обработки, Т5К10 для черновой обработки. Главный угол в плане . Стойкость 30 мин

Глубина резания определяется по формуле (25)

на черновую обработку (l=2)

на чистовую обработку мм

Выбираем по нормативам табличные значения подач мм/об и мм/об.

Фактическое значение подачи рассчитывается по формуле (32)

мм/об

мм/об

Корректируем фактические значения подач по паспорту станка мм/об и мм/об.

Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания м/мин и м/мин.

Фактическая скорость резания рассчитывается по формуле (33)

м/мин

=229 м/мин

Фактическая частота вращения шпинделя определяется по формуле (19)

об/мин

об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка об/мин и об/мин.

Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (20)

м/мин

м/мин

Выбираем табличное значение мощности резания при черновой обработке кВт.

Так как мощность привода , следовательно, .

Условие выполнено.

5.Сверлить 1отв. Ш17H14 на l=20

1.Выбираем станок 16К20,инструмент сверло с цилиндрическим хвостовиком d=17; l=20

2.Глубина резания определяется по формуле

, (34)

где D-диаметр отверстия, мм

=8,5мм

3. Подача Sот =0,41мм/об

, (35)

где Sот-подача

-поправочные коэффициенты

=0,45мм/об

Скорректированная подача =0,5мм/об

4. Скорость резания Vот=17,2м/мин

Vот=, (36)

где - скорость резания

-поправочные коэффициенты

Vот=м/мин

5.Частота вращения шпинделя nр определяется по формуле (19)

nр=

Ближайшее значение nn=200мин-1

6.Фактическая скорость резания определяется по формуле (33)

Vф=

7. Мощность резания N определяется по формуле

N=,

где NТ=2,12кВт

N=

Необходимо выполнение условия:

Nо<Nст Ю,

где Nо - мощность резания;

Nст - мощность станка;

Ю-- к.п.д. станка.

4,876<7.5, условие выполнено.

6.Точить канавку Ш26 на b=3

Глубина резания

Выбираем по нормативам табличное значение подачи мм/об.

Фактическое значение подачи рассчитываем по формуле (32)

Корректируем значении подачи по паспорту станка мм/об.

Выбираем по нормативам табличное значение скорости резания

м/мин.

Фактическая скорость резания рассчитывается по формуле (33)

м/мин

Фактическая частота вращения шпинделя определяется по формуле (19)

об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспорту станка об/мин.

Скорректированная скорость резания рассчитывается по формуле (20)

м/мин

кВт

Так как мощность привода , следовательно, , условие выполнено.

2.9 Расчёт норм времени

Рассчитаем время на программную токарную операцию

1.Основное время определяется по формуле

, (37)

где -автоматическое время, мин;

-автоматическое время, мин.

(38)

где n - cкорректированное значение вращения шпинделя, мин-1;

S - скорректированное значение подачи, мм/об;

i - число проходов;

Вспомогательное автоматическое время определяется по формуле

(39)

где -длина холостых ходов по оси х, мм

- длина холостых ходов по оси z,мм

-ускоренная минутная подача по оси х.

- ускоренная минутная подача оси z.

2.Основное время на операцию определяется по формуле (26)

То=0,12 +0,1+0,26+0,27+0,24+0,32=1,31мин

3. Вспомогательное время Тв обработки определяется по формуле

Тв=(tуст+tизм) kвсп , (40)

где tуст - время на установку и снятие заготовки, мин

tизм - вспомогательное время на контрольные измерения, мин

kвсп - поправочный коэффициент на вспомогательное время, мин

tуст=0,18, tизм =0,12, kвсп=0,76

Тв=(0,18+0,72)0,76=0,6мин

4.Оперативное время определяется по формуле (28)

Топ=1,31+0,6=1,91 мин

5. Время на обслуживание рабочего места, отдых и личные надобности от оперативного

а=7%

6. Штучное время определяется по формуле (29)

Тшт =мин

7. Подготовительно - заключительное время Тпз

Тпз=4+2+9+2+2,5+0,15=19,65мин

8. Штучно-калькуляционное время рассчитывается по формуле (30)

Тш.к =мин



2.10 Таблицы режимов резания и норм времени

Таблица 8 - Режимы резания

Содержание переходов	Глубина резания t, мм	Расчетные режимы резания	Скорректированные режимы резания	Мощность резания N, кВт
		м/мин	мм/об	об/мин	м/мин	мм/об	об/мин
010 Токарная
1.Точить торец окончательно 2.Точить ?24 на l=76 3.Точить ?38 на l=1	0,8 1 1	169 122 130	0.4 0,6 0.5	996 1618 1089	106,8 60,2 75,17	0,4 0,6 0.5	630 800 630	1.22 1,3 1.3
015 Токарная программная
1.Точить торец в размер 100 2.Точить ?54 на l=22 3.Точить ?38d11 на l=15 начерно 4.Точить ?38d11 на l=15 начисто 5.Сверлить 1отв. ?17Н14 на l=20 6.Точить канавку ?26 на b=3	1 0.95 3,5 1 8.5 3	132 175 310 229 11,8 97,02	0,4 0,77 0,21 0,14 0,45 0,03	778,4 649 2598 1919 221 1188	106,8 18,6 75,1 119 10,6 40,8	0,4 0,7 0,2 0,29 0.5 0.03	630 630 630 1000 200 500	4.6 1.5 7,2 - 2,12 1,9
020 Фрезерная
1.Фрезеровать квадрат ?17	3,5	306	0,14	974	62,8	0,03	200	2,4

Таблица 9 - Нормы времени

Содержание переходов	, мин	,мин	, мин	, мин	, мин	, мин	а,	, мин	, мин	, мин
010 Токарная
1.Точить торец окончательно 2.Точить ?24 на l=76 3.Точить ?38 на l=1	-	-	-	0,08 0,17 0,02	0,83	1,1	7	1,17	19,85	1,19
015 Токарная программная
1.Точить торец в размер 100 2.Точить ?54 на l=22 3.Точить ?38d11 на l=15 начерно 4.Точить ?38d11 на l=15 начисто 5.Сверлить 1отв. ?17Н14 на l=20 6.Точить канавку ?26 на b=3	0,12 0,1 0,26 0,27 0,24 0,32	0,05 0,04 0,05 0,05 0,02 0,02	0,07 0,06 0,21 0,22 0,22 0,3	1,31	0,22	1,53	7	1,63	19,65	1,65
020 Фрезерная
1.Фрезеровать квадрат ?17	-	-	-	4	0,92	4,92	7	5,26	18,95	5,28

2.11 Разработка управляющей программы на программную операцию

Разработаем программу на токарную программную операцию.

015 Токарная программная

1.Точить торец в размер 100

2.Точить ?54 на l=22

3.Точить ?38d11 на l=15 начерно

4.Точить ?38d11 на l=15 начисто

5.Сверлить 1отв. ?17Н14 на l=20

6.Точить канавку ?26 на b=3

N01 T1 F0.5 S3630 M08 LF

N02 X58 Z0 E LF

N03 X0 LF

N04 Z2 E LF

N05 T2 F0.5 S3630 LF

N06 X54 Z2 E LF

N07 Z-23 LF

N08 X55 E LF

N09 Z2 E LF

N10 X39 E LF

N11 Z-15 LF

N12 X40 E LF

N13 Z2 E LF

N14 X38 E LF

N15 Z-15 LF

N16 X55 LF

N17 Z2 E LF

N18 T3 F0.1 S3100 LF

N19 X0 Z2 E LF

N20 W -20 LF

N21 Z2 E LF

N22 T4 F0.05 S3500 LF

N23 X16 Z -15E LF

N24 X26 LF

N25 X16 E LF

N26 Z2 E M09 LF

N27 M02



3. Конструкторская часть

3.1 Расчёт специального режущего инструмента для поверхности

Все расчеты ведем по литературе [6]

Рассчитаем и сконструируем резец проходной упорный с механическим креплением пластины для обработки наружной поверхности l=22, D=54 мм в заготовке из легированной стало стали 40Х, уи.д=200 МПа.

1.Схема крепления СМП - через отверстие винтом ГОСТ 26476-85

Материал корпуса - сталь 50 ГОСТ 1050-88

Форма пластины - Т14К8

2. Размеры сечения корпуса определяется по формуле (22)

Ширина резца определяется по формуле

, (41)

где l-длина обрабатываемой поверхности, мм

- предел прочности на изгиб, МПа

=9,5мм

Высота резца для квадратного сечения определяется по формуле

h= (42)

где- ширина резца, мм

h =9, 5мм

Принимаем ближайшее большее сечение корпуса h=16мм

3. Корпус резца на прочность рассчитывается по формуле

, (43)

где В-ширина резца, мм

Н-высота резца, мм

- предел прочности на изгиб, МПа

=6206Н

Корпус резца на жёсткость рассчитывается по формуле

, (44)

где f - допускаемая стрела прогиба резца при чистовом точении f=0,05мм

Е - модуль упругости материала корпуса резца Е =

J - момент инерции прямоугольного сечения корпуса;

Момент инерции квадратного сечения корпуса рассчитывается по формуле

J=, (45)

где В-ширина резца, мм

Н-высота резца, мм

J==5461м4

=15385Н

Резец обладает необходимой прочностью и жёсткостью, т.к выполняется условие

1316?6206Н

1316?15385Н, условие выполнено.

Диаметр винта для крепления пластины рассчитывается по формуле

, (46)

где - допускаемое напряжение на разрыв,

=2,18мм

Принимаем стандартное значение винта

Общая длина резца L=110мм

Конструкция резца приведена в графической части проекта.

3.2 Расчёт специального контрольного инструмента для поверхности Ш38d11

Определим исполнительные размеры калибра-скобы для контроля вала Ш38d11

1.По таблице допусков ЕСДП находим предельные отклонения вала Ш38d11:

es=-80мкм, ei=-240мкм.

2.Определим предельные размеры

dmax=dном+ es , (47)

где dном- номинальный диаметр, мм

es- верхнее отклонение, мм

dmax=38-0,08=37,92мм

dmin =dном+ ei , (48)

где dном- номинальный диаметр, мм

ei - нижнее отклонение, мм

dmin=38-0,24=37,76мм

3.Наименьший размер калибра ПР определяется по формуле

ПРmin= dmax- z1- H1/2, (49)

где z1-смещение поля допуска калибр - скобы, z1=22мкм

Hр1-допуск на контрольные калибры, Hр1=2,5мкм

H1-допуск на изготовление рабочих калибров, H1=11мкм

ПРmin=37,92-0,022-0,0055=37,8925мм

Исполнительный размер калибра ПР=37,8925+0,011мм

4.Наименьший размер калибра НЕ определяется по формуле

НЕmin= dmin- H1/2, (50)

НЕmin=37,76-0,0055=37,7545мм

Исполнительный размер калибра НЕ=37,7545+0,011мм

5.Размер проходного изношенного калибра определяется по формуле

ПРизн= dmax+Нр, (51)

ПРизн=37,92+0,0025=37,9225мм



Рисунок 3 Схема поля допуска калибр - кольца

-поле допуска вала

-поле допуска на изготовление контрольных калибров

-поле на изготовление рабочих калибров

Конструкция калибр - скобы приведена в графической части проекта.



4. Охрана труда и противопожарная безопасность

Требования охраны труда перед началом работы:

- получить инструктаж по охране труда у руководителя перед выполнением новых видов работ и при изменении условий труда;

- осмотреть рабочее место, привести его в порядок, освободить проходы и не загромождать их;

- надеть спецодежду, осмотреть, привести в порядок;

- рабочий инструмент, материалы, приспособления расположить в удобном и безопасном для использования порядке;

- рабочее место содержать в чистоте, не загромождать его деталями, заготовками, мусором.

Требования охраны труда во время работы:

- содержать рабочее место в чистоте, не допускать его загромождения;

- надежно и прочно закреплять в приспособлении обрабатываемые детали, жестко закреплять режущий инструмент;

- устанавливать и снимать режущий инструмент только после полной остановки станка;

- во время работы станка не брать и не подавать через работающий станок какие-либо предметы, не подтягивать болты и другие соединительные детали станка;

- работать на станке в рукавицах запрещается;

- не удалять стружку со станка непосредственно руками, пользоваться специальными крюками и щетками;

- при остановке станка пользоваться тормозным устройством, не тормозить деталь или патрон нажатием руки;

- запрещается увеличивать установленные режимы резания без ведома мастера;

- во время вращения шпинделя запрещаются измерения любыми мерительными инструментами;

- запрещается допускать к управлению станком посторонних лиц;

- запрещается использовать охлаждающими и смазывающими жидкостями в качестве моющих средств;

Требования охраны труда в аварийных ситуациях:

- при возникновении поломок оборудования необходимо прекратить его эксплуатацию, доложить о принятых мерах непосредственному руководителю, действовать в соответствии с полученными указаниями;

- в случае аварии оповестить об опасности окружающих работников, доложить непосредственному руководителю о случившемся и действовать в соответствии с планом ликвидации аварий; при несчастных случаях следует оказать пострадавшему доврачебную помощь и по возможности сохранить обстановку, в которой произошел несчастный случай (если это не угрожает окружающим);

- при поражении электрическим током необходимо принять меры к скорейшему освобождению пострадавшего от действия тока и оказать ему доврачебную помощь;

- при захвате вращающимися частями машин, стропами, грузовыми крюками или другим оборудованием частей тела или одежды подать сигнал о прекращении работы и по возможности принять меры к остановке оборудования. Не следует пытаться самостоятельно освободиться от захвата, если есть возможность привлечь окружающих;

- при возникновении пожара необходимо прекратить работу; отключить электрооборудование; сообщить непосредственному или вышестоящему руководителю о пожаре и вызвать пожарную охрану; по возможности принять меры по эвакуации людей и приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения.

В производственных условиях самыми распространенными источниками воспламенения являются:

а) искры, образующиеся при коротких замыканиях, и нагревания участков электросетей и электрооборудования.

б) тепло, выделяющееся при трении во время скольжения подшипников, дисков, ременных передач, а также при выходе газов под высоким давлением и с большой скоростью через малые отверстия;

в) искры, образующиеся при ударах металлических деталей друг о друга или об абразивный инструмент, как, например, удары.

г) тепло, выделяющееся при химическом взаимодействии некоторых веществ и материалов.

д) искровые разряды статического электричества;

е) пламя, лучистая теплота, а также искры, образующиеся, например, при плавке металла и заливке литейных форм, при работе термических печей, закалочных ванн.

Возникновение пожара возможно предотвратить путем осуществления соответствующих инженерно-технических мероприятий при проектировании и эксплуатации технологического оборудования, энергетических и санитарно-технических установок, а также соблюдением установленных правил и требований пожарной безопасности.

Важнейшими пожарно-профилактическими мероприятиями являются:

правильный выбор электрооборудования и способов его монтажа с учетом пожароопасности окружающей среды, систематический контроль исправности защитных аппаратов и устройств на электрооборудовании, постоянный надзор за эксплуатацией электроустановок и электросетей силами электротехнического персонала;

предупреждение перегрева подшипников, трущихся деталей и механизмов путем своевременной и качественной смазки, контроля за температурой и т. д.;

оборудование эффективной вентиляции, исключающей возможность образования в помещении взрывоопасной смеси, и обеспечение нормальной работы вентиляции в окрасочных и сушильных камерах и других аппаратах;

создание условий, обеспечивающих пожарную безопасность при работе с нагретыми до высокой температуры изделиями и расплавленным металлом, при сварочных и других огневых работах;

запрещение хранения, транспортирования и содержания на рабочих местах огнеопасных жидкостей и растворов в открытых емкостях (в ведрах, открытых баках и т. п.);

проведение разъяснительной работы среди рабочих и служащих по соблюдению правил пожарной безопасности.



Заключение

В ходе курсового проекта был составлен технологический процесс механической обработки детали «Вставка». При сравнении двух методов получения заготовки - проката и штамповки, было выяснено, что наиболее оптимальный метод получения заготовки - штамповка ().

Процесс обработки детали проходит в рациональной организационной форме с использованием всех технологических возможностей станка, инструмента и приспособления. Режимы резания для обработки данной детали выбраны оптимальные. Затраты времени минимальны.

Для изготовления и контроля детали используется стандартное оборудование, режущий инструмент и мерительный инструмент, что позволяет избежать дополнительных затрат на изготовление специального инструмента и снизить себестоимость.

В процессе обработки использован станок с ЧПУ, что позволяет сократить вспомогательное ручное время.

Разработанный технологический процесс позволяет изготовить данную деталь с наименьшими затратами времени с наименьшей трудоёмкостью.



Список использованных источников

1. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. - М.: Издательство стандартов, 1992.

2. Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. Программирование обработки на станках с ЧПУ. - Л.: Машиностроение, 1990.

3. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» - М.:Машиностроение, 2014.

4. Допуски и посадки ./В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов и др. В 2-х частях. Л.,2006.

5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания т.2,/ Справочник/Локтев А.Д. и др. - М.: Машиностроение, 2010

6. Общемашиностроительные нормативы времени для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть 1. - М.: Экономика, 1990.

7. Общемашиностроительные нормативы времени для нормирования работ, выполняемых на универсальных и многоцелевых станках с ЧПУ. Часть 2. - М.: Экономика, 2010.

8. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1/ Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. М.: Машиностроение, 2009.

9. Справочник технолога-машиностроителя. Т.2/ Под ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. М.: Машиностроение, 2012.

Размещено на Allbest.ru

...