Разработка технологического процесса изготовления детали Палец 7823-4607290

Минутная подача:

, мм/мин,

мм/мин

Фактическая окружная скорость вращения инструмента:

м/мин

Крутящий момент M_кр определяем по формуле:

, ,

Коэффициенты и показатели степеней определяем по [3, т.2 таблица 42]:

С_М = 0,0345; у = 0,8; q = 2,0;

Коэффициент, учитывающий условия обработки К_Р = К_МР =0,86;

Подставив значения, получим:

Нм

Найдём значение осевой силы:

, Н,

Коэффициенты и показатели степеней определяем по [3, т.2 таблица 42]:

С_Р = 68; у = 0,7; q = 1,0;

Подставив значения, получим:

Мощность резания:

кВт

Определим основное машинное время:

Т_о=; (1.27)

где l₀- длина обрабатываемой поверхности, мм;

l₁ l₂ - длина врезания и перебега инструмента, мм.

По общемашиностроительным нормативам времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на станках с ЧПУ принимаем l₁=l₂=l₃=3,5мм.

Т_о=

Таблица 1.8 -- Режимы резания

Наименование операции	D или В, мм	t, мм	Lp.x, мм	V, м/мин	n, мин1	S мм/об	Sмин мм/мин	Np, кВт	То мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
005 Фрезерно-центровальная
переход 1 ( фрез. торца Ш80мм)	100	3,5	85	50	160	2,08	333	5,3	0,25
переход 2 (фрез. торца Ш160мм)	200	3,5	165	50	80	2,08	167	8,4	0,98
переход 3 (сверл. центовое отверстие на торце Ш160мм)	16	8	36,7	20	400	0,28	112	0,47	0,32
переход 4 (сверл. центовое отверстие на торце Ш80мм)	12	6	24,5	20	400	0,28	112	0,43	0,21
Итого:	1,76
010 Токарная с ЧПУ
Переход 1 (черновое точение Ш160мм)	160	2,5	74	150	300	0,6	180	3,9	0,4
Переход 2 (получистовое точение 160мм)	160	0,5	74	250	500	0,3	150	0,71	0,49
Переход 3 (чистовое точение Ш160мм)	160	0,12	74	350	700	0,12	84	0,11	0,88
Переход 4 (тонкое точение Ш160мм)	160	0,05	74	480	960	0,06	57,6	0,037	1,2
Переход 5 (черновое точение поверхностей детали)	160	2,5	331	150	300	0,6	180	3,9	1,8
Переход 6 (получистовое точение пов. Ш80мм, Ш90мм)	90	0,5	286,5	250	885	0,3	265,5	0,71	1,07
Переход 7 (получистовое точение торца Ш160мм)	160	0,8	37	215	430	0,3	129	1	0,28
Переход 8 (чистовое точение пов. Ш80мм, Ш90мм)	90	0,2	287,3	330	1180	0,12	141,6	0,18	2
Переход 9 (чистовое точение торца Ш160мм)	160	0,32	37	300	600	0,12	72	0,26	1,03
Переход 10 (тонкое точение Ш90мм)	90	0,08	215,5	450	1600	0,06	57,6	0,037	1,2
Переход 11 (точение канавки Ш77мм)	79,8	7	3,3	250	100	0,1	160	7	0,01
Переход 12 (точение канавки Ш89мм)	90,22	9	1	250	890	0,1	178	8,4	0,013
Нарезание резьбы М80	79,8	2	63	62	250	2	500	6	0,12
Итого:	11,49
020 Многоцелевая с ЧПУ
переход 1 (фрез. лыски)	50	21	774	110	700	1	700	8,8	1,1
Переход 2 (сверление отв. Ш12мм)	12	6	22	22	600	0,15	90	0,8	0,24
Переход 3 (сверление отв. Ш12мм)	12	6	22	22	600	0,15	90	0,8	0,24
Переход 4 (сверление отв. Ш28мм)	28	14	22	21	250	0,32	80	3,3	0,27
Переход 5 (сверление отв. Ш6мм)	6	3	187	11	600	0,06	36	0,03	5,1
Переход 6 (зенкование торца отв отв. Ш28мм)	28	14	10	22	250	0,3	105	3,1	0,095
Переход 7 (развертывание отв. Ш6мм, под резьбу 1/8)	8	1	11	3	110	0,45	47,7	0,08	0,23
Переход 8 (нарезание резьбы 1/8)	8	0,7	7	2,1	90	0,941	84,7	0,04	0,08
Переход 8 (зенкование фаски в отв. Ш28мм)	40	2,6	3	22	180	0,42	75,6	0,2	0,03
Итого:	7,385
030 Вертикально - сверлильная с ЧПУ
Переход 1 (сверление отв. Ш6мм)	6	3	48,5	25	1400	0,15	210	0,336	0,23
Переход 2 (зенкование фаски в отв. Ш6мм)	8	0,7	1,5	22	850	0,3	255	0,09	0,06
Итого:	0,29
045 Круглошлифовальная
Переход 1 (получист. шлиф. пов. Ш90 мм)	90,22	0,12	440	Vкр=35 Vзаг=25	nкр=1000 nзаг=200	32	6000	2,39	5,5
Переход 2 (получист. шлиф. пов. Ш160 мм)	160,13	0,1	0,1	Vкр=35 Vзаг=40	nкр=1000 nзаг=200	0,005	1	2,59	0,1
Итого:	5,6
050 Круглошлифовальная
Переход 1 (чистовое шлиф. пов. Ш90 мм)	90,1	0,09	220	Vкр=35 Vзаг=30	nкр=1000 nзаг=200	24	3840	2,64	3,6
Переход 2 (чистовое шлиф. пов. Ш160 мм)	160,03	0,03	0,0,3	Vкр=35 Vзаг=30	nкр=1000 nзаг=200	0,003	0,48	2,64	0,06
Итого:	3,66
055 Круглошлифовальная
Переход 1 (тонкое шлиф. пов. Ш90 мм)	90,01	0,01	220	Vкр=35 Vзаг=45	nкр=1000 nзаг=160	16	2560	0,95	6,87
Итого:	6,87

1.14 Определение норм времени на операции

Расчёт норм времени проводим подробно для токарной операции с ЧПУ 010 по справочным данным [11].

Общее основное время определим как сумму основных времён каждого перехода.

Определяем вспомогательное время на данной операции:

, (1.28)

где - время на установку и снятие детали, управление станком, измерения;

- время на вспомогательные перемещения рабочих органов станка, смену инструмента, время на подвод инструмента в точку смены в начале работы и его отвод в конце.

, (1.29)

где - время на установку и снятие детали в центра с помощью крана укосина при массе заготовки до 30кг;

- время на открепление и закрепление;

- время на приём управления, включить станок кнопкой;

- время на измерение шаблоном фаски;

- время на измерение штангенциркулем;

- время на измерение резьбы кольцом;

Суммарное время на измерение:

Время на подвод инструмента в начальную точку в начале работы и его отвод в конце (принимая, что это расстояние равно 50 мм):

, (1.30)

.

Величины быстрых перемещений равны:

1 переход: 50+67+50=177 мм

2 переход: 50+67+50=177 мм

3 переход: 50+67+50=177 мм

4 переход: 50+67+50=177 мм

5 переход: 50+285+50=385мм

6 переход: 50+0=50мм

7 переход: 285+50=335мм

8 переход: 50+0=50мм

9 переход: 285+50=335мм

10 переход: 50+65+285+50=450мм

11 переход: 50+280,5+280,5+50=661мм

12 переход: 50+65+65+50=230мм

13 переход: 50+63+50=163мм

Скорость перемещения рабочих органов станка 8000 мм/мин, тогда время на быстрое перемещение равно:

;

Время на одну смену инструмента для станка 16А20Ф3: .

Общее время на смену инструмента, так как смену инструмента производим шесть раз, то:

Время на вспомогательные перемещения рабочих органов станка, смену инструмента, время на подвод инструмента в точку смены в начале работы и его отвод в конце:

Вспомогательное время равно:

;

Время на обслуживание рабочего места и отдых:

, (1.31)

где: - оперативное время, мин

от Тoп - затраты на обслуживание рабочего места и отдых

;

.

Далее определяем норму штучного времени:

; (1.32)

.

Расчёт норм штучно-калькуляционного времени производим по формуле:

; (1.33)

где - подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в партии, шт.

Норма подготовительно-заключительного времени:

13 мин. - получить наряд, чертёж, технологическую документацию, режущий и вспомогательный инструмент, контрольно-измерительный инструмент, заготовки и сдать их после окончания обработки партии деталей;

2,0 мин. - инструктаж мастера;

2,0 мин. - ознакомиться с работой, чертежом, технологической документацией, осмотреть заготовки;

6,5 мин. - установить и снять патрон поводковый;

0,15 мин. - установить исходные режимы станка;

0,2 мин. - установить и снять инструментальный блок или отдельный режущий инструмент;

1,5 мин. - ввести программу в память системы с ЧПУ с программоносителя;

5,0 мин. - установить исходные координаты X и Y (настроить нулевое положение).

;

Размер партии:

, (1.34)

где: - годовая программа выпуска;

- периодичность запуска в производство;

- число рабочих дней в году.

.

Норма штучно-калькуляционного времени:

мин

На все остальные операции нормы времени определяем по то же методике, и результаты расчетов сводим в таблицу 1.9.

Таблица 1.9 - Сводная таблица технических норм времени, мин

N	Наименование операций	То	Твсп	Тшт	Тпз	Тшт.к.
			Тус+Тзо	Туп	Тизм	Топ	Тобс
005	Фрезерно - центровальная	1,76	1,27	0,01	0,48	3,52	0,18	24,5	3,82
010	Токарная с ЧПУ	11,49	2,06	0,01	1,27	15,78	0,93	30,35	16,7
020	Многоцелевая с ЧПУ	7,385	1,49	0,01	0,7	9,585	0,05	23,2	9,75
030	Вертекально-сверлильная с ЧПУ	0,29	1,87	0,01	0,14	2,31	0,13	19,1	2,53
045	Круглошлифовальная	5,6	2,06	0,01	0,47	8,14	0,16	19,23	8,4
050	Круглошлифо-вальная	3,66	2,06	0,01	0,47	6,2	0,159	18,2	6,45
055	Круглошлифо-вальная	6,87	2,06	0,01	0,43	9,37	0,157	18,2	9,6

1.15 Определение необходимого количества оборудования

Для серийного производства количество станков S определяется по формуле:

(1.35)

где S_i - количество единиц оборудования для выполнения одной операции в поточной линии;

Т_шт - штучное время обработки изделия, мин;

N_i - количество изделий, подлежащих обработке в год;

F - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.

Коэффициент загрузки оборудования:

(1.36)

где S_пр - принятое количество станков.

Объём выпуска деталей - 7000 шт.

Операция 005, 2Г942

S_пр=1

Операция 010, 16А20Ф3

S_пр=1

Операция 020, Haas DT - 1

S_пр=1

Операция 030, 2Р135Ф2

S_пр=1

Операция 045, 3Б161

S_пр=1

Операция 050, 3Б161

S_пр=1

Операция 055, 3Б161

S_пр=1

На основании рассчитанных коэффициентов строим график загрузки оборудования.

Строим график загрузки оборудования (рис. 1.9)

Рисунок 1.9 -- График загрузки оборудования

1.16 Уточненный расчет типа производства по коэффициенту закрепления операций

Уточненный расчет типа производства основывается на определении коэффициента закрепления операций К_зо:

(1.37)

где О - количество всех различных технологических операций, выполненных в течении месяца;

Р - число рабочих мест, необходимых для выполнения месячной программы.

Согласно ГОСТа для среднесерийного типа производства К_зо=10...20

Число рабочих мест для выполнения определенной i-ой операции определяем по формуле:

(1.38)

где N_м - месячный объем выпуска детали (583 шт);

Т_шт - штучное время на выполнение определенной операции, мин;

К_П.З. - коэффициент подготовительно заключительного времени (К_П.З.=1,1);

F_м - месячный фонд времени работы оборудования (388 час);

К_в - коэффициент выполнения норм времени. К_в=1,1…1,3

Рассчитанное число рабочих мест округляем до ближайшего большего целого числа Р_i.

Коэффициент загрузки данных рабочих мест выполняемой операцией:

(1.39)

Количество операций, выполняемых на этом рабочем месте при его нормативной загрузке, определяем по формуле:

(1.40)

где _н=0,8…0,85--нормативный коэффициент загрузки для среднесерийного производства.

Общее количество операций, выполняемых на всех рабочих местах проектируемого техпроцесса и общее количество рабочих мест, определяется как сумма всех операций и сумма всех рабочих мест соответственно.

Результаты расчетов сведем в таблицу 1.10.

Таблица 1.10 - Определение типа производства.

№ опер.	Ppi	Pi	i	Opi	Oi
005	0,158	1	0,158	11,528	11
010	0,3617	1	0,361	2,211	2
020	0,195	1	0,195	5,083	5
030	0,056	1	0,056	16,28	16
045	0,0649	1	0,0649	13,314	13
050	0,0644	1	0,0644	13,406	13
055	0,0639	1	0,0639	13,5	13
	Pi=7		Oi=73

Определяем коэффициент закрепления операций:

Коэффициент К_зо находится в промежутке от 10 до 20, то получаем среднесерийное производство.

2. Расчёт и проектирование средств технологического оснащения

2.1 Проектирование и расчёт приспособления для сверления отверстия ?6 мм

2.1.1 Задание на проектирование станочного приспособления

Спроектировать приспособление, предназначенное для закрепления заготовки на вертикально-сверлильной операции, целью которой является сверление отверстия на цилиндрической поверхности. Диаметр получаемых отверстий - 6 мм. Оно размещено перпендикулярно оси детали. Станком для выполнения операции - вертикально-сверлильный с ЧПУ 2Р135Ф2.

Исходные данные для проектирования:

- годовая программа выпуска изделий 7000 шт;

- производство среднесерийное;

- операционная карта, карта эскизов приведена в приложении (операция 030 Вертикально-сверлильная);

Заготовка предварительно обработана на токарной операции, на которой сформировано чистовая цилиндрическая поверхность.

Схема базирования заготовки приведена в пункте 1.8 (рис.1.6).

Проектируемое приспособление предусмотрено для закрепления одновременно одной заготовки.

Обработка производится спиральным сверлом, режущая часть которых изготовлена из быстрорежущей стали Р6М5.

Режимы и составляющая сила резания Ро для данной операции рассчитаны в пункте 1.12.

Привод зажимного устройства пневматический либо гидравлический.

Приспособление предполагается базировать по наружной цилиндрической поверхности детали при помощи призмы. Требования по технике безопасности и обслуживания приспособления по

ГОСТ 12.2.029-88.

2.1.2 Эскизная проработка станочного приспособления

Для закрепления заготовки необходимо ограничить её перемещения по шести направлениям. Так, для лишения возможности перемещаться заготовки вдоль ее оси и её вращения вокруг двух других перпендикулярных осей предусматриваем контакт двойной направляющей базы заготовки (цилиндрической поверхности ?90мм) с плоскостями призмы, торец большего цилиндра детали упирается в откидной упор, на котором имеется выступ который при прижиме контактирует с лыской, полученной ранее. Это лишает заготовку поворота вокруг ее оси, а так же, движения вдоль этой оси. Установка в призму лишает заготовку движения вдоль двух других перпендикулярных осей.

Устанавливать приспособление будем на столе станка 2Р135Ф2. В качестве источника силы зажима принимаем пневмоцилиндр. К основным преимуществам пневматических устройств относятся: относительная простота конструкции и эксплуатация, обусловленные одноканальным питанием исполнительных пневмо-механизмов (отработавший воздух выпускается непосредственно в атмосферу без отводящих трубопроводов), легкость получения и относительная простота передачи энергоносителя (сжатого воздуха), возможность снабжения им большого количества потребителей от одного источника; отсутствие необходимости в защитных устройствах при перегрузке (пневмодвигатели могут быть заторможены до полной остановки без опасности повреждения и могут оставаться под нагрузкой практически без потребления энергии).

2.1.3 Расчёт усилия зажима заготовки

Расчет сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие твердого тела под действием внешних сил. Величина сил зажима определяется из условия равновесия всех сил, при полном сохранении контакта технологических баз обрабатываемой заготовки с установочными элементами приспособления и невозможности ее сдвига или поворота в процессе обработки.

Заготовка установлена в призму и находится под действием крутящего момента Мкр и осевой силы Pо. Проанализировав направление вектора силы резания Pz, делаем вывод, что сила стремится провернуть заготовку вокруг оси х, но так как заготовка установлена в призму с протяжённой площадью контакта, и диаметр получаемого отверстия не велик, то силы крутящего момента будут очень малы. Поэтому будем учитывать осевую силу Po.

Осевая сила Po стремится повернуть заготовку относительно точки О, для компенсации её действия необходимо приложить силу зажима W.

Рисунок 2.1 - Схема действия сил

Составим условие равновесия (неподвижности) моментов относительно оси Y:

где K - коэффициент запаса зажимной силы;

(32, 77)- плечи сил, мм.

Fтр - сила трения, Н:

f1-коэффициент трения

G - сила тяжести, Н.

Коэффициент запаса зажимной силы:

где К₀ - гарантируемый коэффициент запаса зажимной силы (К₀=1,5);

К₁ - коэффициент, учитывающий возрастание сил обработки при затуплении инструмента (К₁=1,3);

К₂ - коэффициент, учитывающий непостоянство снимаемого припуска при обработке (К₂=1,2);

К₃ - коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при обработке не прерывистых поверхностей (К₃=1);

К₄ - коэффициент, учитывающий постоянство зажимной силы (К₄=1);

К₅ - коэффициент, учитывающий удобства расположения рукоятки (К₅=1);

К₆ - коэффициент, учитываемый при наличии моментов, стремящихся по-вернуть обрабатываемую деталь (К₆=1).

Найдём значение силы зажима

С учетом передаточного отношения Q/W=1,64, тогда W= Q/1,64=88Н

Зная, усилие на штоке определим необходимый диаметр поршня пневмоцилиндра.

где p - давление в пневмосистеме (p=0,5МПа);

з - КПД пневмоцилиндра (з =0,80).

Принимаем диаметр цилиндра по ГОСТ 19897-74 D1=50 мм.

2.1.5 Расчет приспособления на точность

Цель расчета приспособления на точность заключается в определении требуемой точности изготовления приспособления по выбранному параметру точности и задании допусков размеров деталей и элементов приспособления.

На операции, для которой используется, проектируемое приспособление, обрабатывается 1 отверстие.

При этом допустимая погрешность изготовления приспособления рассчитывается как разность между допуском размера детали и общей погрешностью обработки:

где е_пр- погрешность приспособления, мм;

- допуск выполняемого при обработке размера заготовки, =0,087 мм;

k₁- коэффициент, учитывающий отклонение распределения общей погрешности от нормального распределения, k₁=1;

k₂ - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, k₂=0,8;

k₃ - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, независящими от приспособления, k₃=0,7;

е_б - погрешность базирования заготовки. Так как измирительная база совпадает с технологической, то погрешность базирования будет равна е_б= 0 мм;

е_з - погрешность закрепления заготовки в приспособление с пневматическим зажимом, е_з = 0,07 мм;

е_у - погрешность установки приспособления на станке, е_у =0,03;

е_пи - погрешность перекоса инструмента из-за неточности изготовления направляющих элементов приспособления, мм;

е_и - погрешность износа исполнительных поверхностей установочных элементов приспособления, мм;

- экономическая точность обработки, =0,15 мм.

Погрешность от изнашивания установочных элементов определяем по формуле:

е_u=,

где u - величина износа, мм;

n - количество замен данного элемента приспособления в год, n = 2;

Определим величину износа:

Так как установка происходит на опору с большой площадью контакта:

где - постоянная, зависящая от вида установочного элемента и условия контакта (₁ = 0,002 мкм);

N - количество контактов заготовки с опорой (установок в приспособление, снятий с него), в год. В нашем случае равна годовой программе выпуска: N_г=7000 шт.

Тогда погрешность от изнашивания:

е_u=

Теперь зная все составляющие выражения найдем погрешность приспособления:

мм

Следовательно, при обработке в проектируемом приспособлении допуск размера будет выдерживаться.

2.1.4 Расчёт станочного приспособления на прочность

Проанализировав конструкцию приспособления можно сделать вывод, что наиболее уязвимым звеном конструкции является ось, который подвергается воздействию силы среза возникающей при закреплении заготовки. Основываясь на конструктивном назначении оси, выберем материал, из которого следует изготовить эту деталь. По справочным данным выбираем сталь 40Х для изготовления оси.

Расчет выполним, исходя из условия равнопрочности оси на срез. Допускаемые напряжения для стали 40Х на срез 195 Мпа.

Определяем минимальный диаметр опорной поверхности , из условия ее прочности на срез:

Откуда выразим D

Заключение

В ходе данного курсового проекта, основываясь на базовый технологический процесс детали, был разработан новый техпроцесс детали «Палец 7823-4607290».

В курсовом проекте дано описание объекта производства, указаны конструктивные особенности и характеристика основных эксплуатационных параметров машины, в которую входит обрабатываемая деталь. Произведен анализ служебного назначения детали, анализ технологичности и обоснован выбор метода получения заготовки. В разработанном технологическом процессе значительно меньшее количество применяемого оборудования, установлена последовательность переходов, дано обоснование технологических баз, выполнены аналитические расчеты припусков и режимов резания на две операции механической обработки. Также были пересмотрены нормы времени выполнения операций в сторону их уменьшения. Произведен выбор станков и определены коэффициенты их загрузки.

Спроектировано приспособление для сверлильной операции 030 для получения радиального отверстия на цилиндрической поверхности.

В ходе решения данных вопросов получаем более совершенный технологический процесс изготовления детали «Палец 7823-4607290», внедрение которого в производственный процесс должно снизить трудоемкость изготовления данной детали, повысить экономическую эффективность.

Литература

1. М. М. Кане, В. К. Шелега, Курсовое проектирование по технологии машиностроения - Мн.: Высшая школа 2013 г.

2. Справочник технолога-машиностроителя под ред. Косиловой А.Г. том1, Машиностроение, 1985 г.

3. Справочник технолога-машиностроителя под ред. Косиловой А.Г. том 2, Машиностроение, 1985 г.

4. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении (под ред. Бабука В.В.) Мн. Высшая школа, 1987 г.

5. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя, М. Издательство стандартов, 1992 г.

6. Кузнецов Ю.И. Конструкции приспособлений для станков с ЧПУ. Мн., Высшая школа, 1988 г.

7. Методические указания по расчету припусков расчетно-аналитическим методом, Брест 1996 г.

8. Методические указания по выполнению курсового проекта по курсу ”Технология машиностроения” для студентов, Брест 2000 г.

9. Методические указания по нормированию технологических процессов для выполнения курсового и дипломного проектирования для студентов по специальности Т03.01., Брест 1999 г.

10. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. М., Машиностроение, 1980 г.

11. Маталин А.А. Технология машиностроения, Л., Машиностроение, 1985 г.

12. Горохов В.А. Проектирование и расчет приспособлений. Мн., Вышейшая школа, 1986г.

Размещено на Allbest.ru

...