Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Механосборочный цех по выпуску гидротурбин с подробной разработкой технологического процесса изготовления детали "Фланец"

Механосборочный цех по выпуску гидротурбин с подробной разработкой технологического процесса изготовления детали "Фланец"

Анализ технологичности детали. Выбор метода и способа получения заготовки. Назначение припусков на механическую обработку и допусков на размеры по стандарту. Сводная таблица режимов резания и норм времени. Состав и расчет транспортной системы цеха.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.07.2016
Размер файла 1007,4 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

"Самарский государственный технический университет"

в г. Сызрани

Факультет механический

Кафедра технологии машиностроения

Допустить к защите

Заведующий кафедрой _______________ А.П. Осипов

"______"_____________ 2015 г.

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

СфСамГТУ 150305.152-30.15Т3.02 ПЗ

Механосборочный цех по выпуску гидротурбин с подробной разработкой технологического процесса изготовления детали «Фланец»

Малышевой Екатерины Валерьевны, 4 курс, МФ, гр. МБ-419

Нормоконтролер доцент, к.т.н._______________________ А.В. Широков

Руководитель проекта доцент, к.т.н. _______________________ А.П. Осипов

Консультант доцент, к.т.н. ________________________ С.А. Сингеев

Консультант ст. преподаватель ______________________ Л.И. Судакова

Студент ____________________________________________Е.В. Малышева

Сызрань

2015

РЕФЕРАТ

Представленный дипломный проект содержит 3 листа формата А2, 9 листов формата А1,1 лист спецификации формата А4 и 88 листов формата А4 пояснительной записки.

Тяжелое машиностроение, технологический процесс, заготовка, режимы резания, режущий инструмент, нормы времени, технологический маршрут, технологическая оснастка, цех, экономическая эффективность, охрана труда.

В ходе дипломной работы разработан технологический процесс изготовления детали «вал»; определен тип производства; произведен анализ технологичности конструкции детали; проведен технико-экономический анализ методов получения заготовки; произведен расчет припусков на механическую обработку; рассчитаны режимы резания; выбраны режущие инструменты, станок и контрольно-измерительные средства; произведено техническое нормирование; рассчитана планировка механосборочного цеха; выполнены технико-экономические расчеты; рассмотрены вопросы охраны труда и окружающей среды.

При проектировании механического цеха использованы современные методы строительства с применением унифицированных типовых секций и других элементов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Разработка технологического процесса механической обработки базовых деталей

1.1 Служебное назначение, техническая характеристика изделия и базовой детали

1.2 Анализ технологичности базовой детали

1.3 Определение типа производства

1.4 Выбор метода и способа получения заготовки. Технико-экономическое обоснование.

1.5 Анализ базового (типового) технологического процесса механической обработки

1.6 Выбор технологических баз

1.7 Выбор оборудования и технологической оснастки

1.7.1 Выбор метеллорежущих станков

1.7.2 Выбор режещего инструмента

1.7.3 Выбор станочных приспособлений

1.7.4 Выбор контрольно-измерительных средств

1.8 Разработка операций механической обработки

1.9 Назначение припусков на механическую обработку

1.9.1 Назначение припусков на механическую обработку и допусков на размеры по стандарту

1.9.2 Расчёт припусков на механическую обработку и межоперационных размеров на одну точную поверхность детали

1.10 Назначение и расчёт режимов резания

1.11 Техническое нормирование

1.12 Сводная таблица режимов резания и норм времени

2. Специальный вопрос

3. Расчёт и планировка цха. Организация производства

3.1 Определение типа производства

3.2 Расчет количества основного оборудования

3.3 Определение количества оборудования во вспомогательных подразделениях производства

3.4 Определение состава и численности в механосборочных цехах непоточного производства

3.5 Состав и расчет транспортной системы цеха.

3.6 Определение производственной и вспомогательной площадей цеха

3.6.1. Производственная площадь цеха

3.6.2 Вспомогательная площадь цеха

3.7 Расчет площадей служебно-бытовых помещений

3.8 Компоновочное решение цеха

3.9 Выбор строительных элементов и конструкций

4. Технико-экономические расчёты

4.1 Расчет себестоимости детали фланец

4.2 Составление смет прямых и цеховых расходов

4.3 Технико-экономические показатели проектируемого цеха

5. Охрана труда и окружающей среды

5.1 Анализ опасных и вредных факторов производства

5.2 Мероприятия по безопасным условиям труда

5.3 Мероприятия по производственной санитарии и гигиене труда

5.4 Индивидуальные средства защиты

5.5 Противопожарная безопасность

5.6 Влияние спроектированного цеха на окружающую среду

5.7 Мероприятия по защите окружающей среды

Заключение

Список используемых источников

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция - машины различного назначения - поставляются во все отрасли промышленности. Машиностроения является основой технического прогресса и в связи с этим его развитию всегда придавалось большое значение.

Современное мировое машиностроительное производство характеризуется постоянным наращиванием выпуска продукции, резким повышением требований к его качеству, позволяющей непрерывно совершенствовать их конструкцию.

Отсюда возникает необходимость организации гибкого переналаживаемого производства, внедрения гибкого технологического оборудования во всех типах производства: от мелкосерийного до массового. Главное условие здесь - обеспечение максимальной экономической эффективности, т.е. производство изделий с минимальными затратами труда и денежных средств.

Потребности развивающегося машиностроительного производства вызвали в свое время появление такой технической науки как “Технология машиностроения”.

Технология машиностроения - это наука об изготовлении машин требуемого качества в установленном производственной программе количестве и в заданные сроки при наименьшей себестоимости.

Технология машиностроения как научная дисциплина создана советскими учеными. Начало ее формирования относится к 30-ым годам ХХ столетия. Большой вклад в развитие технологии машиностроения внесли А.И. Каширин, А.П. Соколовский, В.М. Кован, Б.С. Балакшин и др. Технология машиностроения продолжает развиваться и в наши дни.

В настоящее время для решения технологических вопросов в машиностроительной промышленности разработаны теоретические основы технологии машиностроения, научно обобщены прогрессивные методы обработки типовых поверхностей деталей машин, установлены основные принципы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин и сборки. В последнее время успешно решаются вопросы, связанных с разработкой систем автоматизирования проектирования технологической подготовки производства и с развитием гибких производственных систем.

Важная роль в ускорении научно-технического прогресса в машиностроении отводится подготовке высококвалифицированных инженерных кадров, освоению ими современных способов изготовления и контроля продукции, методик проектирования прогрессивных технологических процессов.

В связи с этим выполняемая курсовая работа играет значительную роль в подготовке инженеров-механиков по специальности “Технология машиностроения”.

1. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ БАЗОВОЙ ДЕТАЛИ

1.1 Служебное назначение, техническая характеристика изделия и базовой детали

Данная деталь представляет собой вал ведущий и предназначена для осуществления работы зубчатой передачи в редукторе. В детали предусмотрены фаски для облегчения сборки. Шейки на детали необходимы для установки зубчатого колеса и подшипников.

Деталь «Вал ведущий» имеет: шейки для посадки подшипников (Ш30к6Ra1,6 ); шейка для посадки зубчатого колеса (Ш25h8Ra1,6), на которой выполнен шпоночный паз (b=8h9); резьбовое отверстие М8 для транспортировки; канавкиШ29, обеспечивающие выход шлифовального круга.

Принятое поле допуска размеров шеек вала Ш30к6 и сопрягаемого с ним подшипника обеспечивает получение посадки с натягом. Это гарантирует высокую степень их центрирования.

Поле допуска ширины шпоночного паза вала обеспечивает соответственно плотный и нормальный вид соединения.

Таким образом, принятая конструкция детали обеспечивает надежность и долговечность ее работы, т.к. материал детали, ее размеры и расположение опорных поверхностей обеспечивают высокую жесткость и прочность:

- для снижения концентрации напряжения в местах перехода диаметров предусмотрены галтели;

- высокая точность взаимного расположения опорных поверхностей обеспечивает надежность зацепления.

Изготавливается «Вал ведущий» из конструкционной легированной стали20ХГОСТ 4543 - 71

Назначение стали 20: втулки, шестерни, обоймы, гильзы, диски, плунжеры, рычаги и другие цементируемые детали, к которым предъявляется требование высокой поверхностной твердости при невысокой прочности сердцевины, детали, работающие в условиях износа при трении.

Таблица 1.1

Химический состав в % стали 20ХГОСТ 4543 - 71

C

Si

Mn

Cr

Ni

P

S

Cu

Не более

0,2 - 0,22

0,17 - 0,37

0,5 - 0,8

0,7 - 1

0,30

0,035

0,035

0,3

Таблица 1.2

Механические свойства стали 20Х ГОСТ 4543 - 71

уВ, МПа

ут, МПа

д5, %

Ш, %

ан, Дж/м2

HRC (цементация)

780

640

11

40

59

55-63

Обозначения

ут - предел кратковременной прочности (МПа)

ув - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной информации) (МПа)

- относительное удлинение при разрыве (%)

- относительное сужение (%)

1.2 Анализ технологичности базовой детали

Деталь «Вал ведущий» изготовлена из стали 20Х ГОСТ 4543-- 71, имеет рациональную форму, так как отсутствуют резкие переходы одной поверхности в другую, имеются ступени для упора других деталей, которые будут напрессованы. Положительными факторами являются простота обрабатываемых поверхностей. Конструкция детали требует обработки резанием всех поверхностей, что приводит к увеличению трудоемкости и расхода средств на изготовление детали.

Основные и вспомогательные поверхности имеют 6 квалитет точности и шероховатость Ra 1,6 что целесообразно использовать на данных поверхностях. На эти диаметры напрессовываются подшипники и зубчатое колесо.

Таким образом, можно сделать общий вывод о том, что деталь «Вал ведущий» технологична. Это дает возможность использовать высокопроизводительные методы ее обработки.

Таблица 1.3

Наименование поверхности

Количество поверхностей

Количество унифицированных элементов

Квалитет точности

Параметр шероховатости

1.Цилиндрические поверхности:

2

3

5

2

3

2

6

8

14

0,63

1,25

12,5

2.Канавки

4

4

14

12,5

3.Торцовые поверхности

8

8

14

12,5

4.Пазы

2

2

9

12,5

5.Фаска

10

10

14

12,5

Итого

34

31

Количественная оценка технологичности конструкции может быть осуществлена лишь при использовании соответствующих показателей технологичности. Определим:

1. Коэффициент унификации конструкции:

(1.1)

где Qу.э. - количество унифицированных элементов;

Qэ. - количество элементов.

2 Коэффициент точности обработки:

(1.2)

( 1.3)

где Ai - квалитет точности для i - размера;

ni - число поверхностей детали точностью по Ai квалитету.

А=

К=>0,8.

Следовательно, деталь технологична по коэффициенту точности.

3. Коэффициент шероховатости поверхности

, (1.4)

где Бср- средняя шероховатость поверхности.

, (1.5)

деталь заготовка резание обработка

где Бi- шероховатость i-ой поверхности;

Ni- количество поверхностей, имеющих шероховатость Бi.

Б

К< 0,32.

Деталь технологична,

Следовательно, деталь «Вал ведущий» технологична и по коэффициенту шероховатости поверхностей.

1.3 Определение типа производства

Тип производства -- классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объёма выпуска изделий Различают типы производства: единичный, серийный, массовый.

Единичное производство - производство, характеризуемое малым объёмом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается.

Серийное производство - производство, характеризуемое изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. Величина повторяющихся партий определяет производство как мелкосерийное, или среднесерийное, или крупносерийное.

Массовое производство - производство, характеризуемое большим объёмом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.

Тип производства по ГОСТ 3.1119--83 характеризуется коэффициентом закрепления операций:

Кзо= 1 -- массовое;

1<Кзо<10-- крупносерийное;

10<Кзо<20-- среднесерийное;

20<Кзо< 40-- мелкосерийное производство;

Кзо>40 -- единичный тип производства.

В соответствии с методическими указаниями рд 50-174--80, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей (подтипов) серийного производства

Кзо =УПоб /(УРi),

где УПоб-- суммарное число различных операций за месяц по участку из расчета на одного сменного мастера; УРi-- явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.

Программа выпуска продукции -- установленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием объёма выпуска по каждому наименованию на планируемый период времени.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска, чем в единичном типе производства. При серийном производстве используются универсальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления изделия преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках. При серийном производстве обычно применяют универсальные, специализированные, агрегатные и др. металлорежущие станки.

Таблица 1.4

Определение типа производства

Производство

Число обрабатываемых деталей одного типоразмера в год

тяжелых (массой более 100кг)

средних (массой

более 10 до 100кг)

легких

(массой до10кг)

Единичное

Мелкосерийное

Среднесерийное

Крупносерийное

Массовое

До 5

5-100

100-300

300-1000

Более 1000

До 10

10-200

200-500

500-5000

Более 5000

До 100

100-500

500-5000

5000-50000

Более 50000

Тогда для данной детали массой 6,5 кг при числе обрабатываемых деталей одного типоразмера 80 штук в год производство мелкосерийное 4,с.42.

1.4 Выбор метода и способа получения заготовки. Технико-экономическое обоснование

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а так же экономичностью изготовления.

Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Так как материал детали сталь 20Х не является литейным, то в качестве заготовки принимаем обработку металла давлением.

Прокат широко применяется в качестве заготовок и как конструкционный металл для сварных изделий.

Плюсы: не требует сложного оборудования для получения заготовки. Покупаем нужный профиль и отрезаем заготовку необходимой длины. Минусы: если деталь имеет большие перепады ступеней, то заготовка из проката будет иметь небольшой коэффициент использования материала (много металла уйдет в стружку); максимальный диаметр 250 мм.

Заготовка может быть получена ковкой на молотах. Данный способ применяется для деталей типа стержня с утолщением, колец, втулок, деталей с отверстиями. Применяется для серийного и массового производства.

Преимущества ковки на молотах:

- Позволяет получать высокое и стабильное качество металла по всему сечению;

- Возможность изготовления крупных поковок;

- Для изготовления крупных поковок требуется сравнительно небольшие усилия;

- Применение универсальных машин и в особенности универсального инструмента позволяет получать широкую номенклатуру поковок и одновременно резко снизить затраты.

Наряду с этим ковка на молотах имеет существенные недостатки:

- низкая точность;

- низкая производительность;

- большие кузнечные напуски;

- большие допуски и припуски.

Кривошипные горячештамповочные прессы предназначаются для выполнения различных технологических процессов горячей штамповки из сортового металла: открытой и закрытой штамповки, горячего прессования и т.д., в условиях крупносерийного и массового производства.

Минусы штамповки на прессах: относительно высокая точность поковок, припуски и допуски, штамповочные уклоны меньше, чем при штамповке на молотах, безударный характер работы позволяет применять сборные штампы, более высокая надежность в эксплуатации.

Минусы штамповки на прессах: невозможность значительного перераспределения металла вдоль оси заготовки, большее количество ручьев, более сложная конструкция штампов, необходимость очистки заготовок от окалины, дороговизна пресса.

Так как производство мелкосерийное и диаметр заготовки не превышает 250 мм, то в качестве способа получения заготовки принимаем прокат.

Экономическое обоснование способа получения заготовки

Обоснуем правильность выбора заготовки исходя из минимума приведенных затрат

Материал детали - сталь 20Х

Масса готовой детали q = 6,5 кг.

Таблица 1.5

Выбор заготовки

1

2

Вид заготовки

Пруток D110хL595

Штамповка на прессе

Класс точности

h 14

4

Группа сложности

-

2

Масса заготовки

44,08

?25

Стоимость 1т заготовки S

18000

54300

Стоимость отходов

2500

2500

Стоимость заготовок из проката

, (1.6)

где

Q - масса заготовки, кг

q - масса готовой детали

Sотх - стоимость 1 т отходов, руб

Стоимость заготовки, полученной штамповкой на КГШП

где kT, kc, kв, kм, kп - коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок

Вывод: по минимуму приведенных затрат предпочтение следует отдать заготовке из проката, что обеспечит наименьшую технологическую себестоимость детали. Это свидетельствует о правильности выбора заготовки.

1.5 Анализ базового (типового) технологического процесса механической обработки

Под технологическим маршрутом изготовления детали понимается последовательность выполнения технологических операций (или уточнение последовательности операций по типовому или групповому технологическому процессу) с выбором типа оборудования. На этапе разработки технологического маршрута припуски и режимы обработки не рассчитывают. Рациональный маршрут выбирают с использованием справочных данных и руководящих материалов по типовым и групповым методам обработки. Технологические маршруты весьма разнообразны и зависят от конфигурации детали, ее размеров, требований точности, от объема выпуска. Главный принцип - совместить конструкторскую, технологическую и измерительную базы.

Базовый технологический процесс:

Операция 005: фрезерно-центровальная

Операция 010: токарно - винторезная

Операция 015: вертикально - фрезерная

Операция 020: горизонтално-расточная

Операция 025: круглошлифовальная

При базовом варианте производство детали является мелкосерийным. Для такого типа производства характерно применение универсального оборудования и непрогрессивных методов механической обработки. Зачастую в технологических процессах наряду с универсальным оборудованием применяется и оборудование с ЧПУ. В процессе изготовления деталь неоднократно перемещается с одной позиции на другую и на операциях имеет место довольно большое количество переустановов. Это отражается на операционном времени и увеличивает погрешности установки. Припуски на обработку достаточно большие, поэтому необходимо значительное время на их снятие, велики и затраты режущего инструмента.

Базовый ТП имеет следующие недостатки: большое количество оборудования; большое время, затрачиваемое на перемещение заготовки от станка к станку; возникновение значительной погрешности базирования из-за частых переустановок заготовки; понижение точности обработки; большое число задействованных рабочих мест; большая роль ручного труда; применение универсального оборудования значительно увеличивает основное технологическое время обработки заготовки (из-за множества переходов).

Как показал анализ базовый ТП является трудоемким и затраты на механическую обработку могут быть снижены путем использования современного оборудования. Предлагаем использовать малооперационную обработку на токарном центре. При разработке структуры операций механической обработки необходимо стремиться к достижению наиболее экономичного варианта.

Учитывая все замечания, отмеченные при анализе базового технологического процесса, как показал анализ базовый ТП является трудоемким и затраты на механическую обработку могут быть снижены путем использования современного оборудования. Предлагаем использовать обработку на токарном обрабатывающем центре. Маршрут обработки:

005 Операция: Токарная многоцелевая с ЧПУ

010 Операция: Круглошлифовальная

1.6 Выбор технологических баз

Выбор технологических баз является основой построения технологического процесса изготовления детали и имеет большое значение для обеспечения требуемой точности обработки и экономичности процесса.

Общие рекомендации при выборе баз:

технологические базы должны иметь необходимую протяженность для обеспечения устойчивого положения заготовки при ее обработке;

обрабатываемая заготовка должна иметь минимальные деформации от действия силы резания, зажимной силы и от действия собственной массы;

в качестве технологической базы следует принимать поверхности, обеспечивающие наименьшую погрешность установки.

На первой операции должны быть обработаны те поверхности, которые будут приняты за технологическую базу для последующей операции.

Так как технологической базой на первой операции будут необработанные поверхности, следует выбирать те поверхности, которые обеспечивают по возможности равномерное снятие припусков и достаточно точное взаимное расположение обрабатываемых и не подлежащих обработке поверхностей.

Если все поверхности детали подвергают механической обработке, то в качестве базы на первой операции следует выбирать поверхности с наименьшим припуском, чтобы при последующей обработке не получилось брака из-за недостатка припуска.

На второй и последующих операциях технологические базы должны быть возможно точными по геометрической форме и по шероховатости поверхности.

Рекомендуется, если возможно, соблюдать принцип совмещения баз, т.е. в качестве технологической базы принимать поверхности, которые будут одновременно измерительной базой, и еще лучше, если они являются также конструкторскими базами.

Необходимо придерживаться принципа постоянства баз на основных операциях обработки, т.е. использовать в качестве технологических баз одни и те же поверхности. Соблюдение этого принципа особенно важно, если измерительные базы при выполнении различных операций переменны, и в связи с этим затруднительно осуществить принцип совмещения баз. С целью соблюдения принципа постоянства баз в ряде случаев на деталях создают искусственные технологические базы, не имеющие конструктивного назначения (центровые гнезда валов, специально обработанные отверстия в корпусных деталях при базировании их с помощью установочных пальцев).

Если по условиям обработки не удается выдержать принцип постоянства базы, то в качестве новой базы принимают обработанную поверхность, по возможности наиболее точную и обеспечивающую жесткость установки заготовки.

Рисунок 1.1 Схема базирования детали вал

1.7 Выбор оборудования и технологической оснастки

По маршруту обработки и исходя из технологических возможностей производим выбор станка. При этом учитываем не только точность и шероховатость получаемых поверхностей, но и стоимость, габариты, производительность, возможность работы на оптимальных режимах резания, возможность механизации и автоматизации выполняемой обработки.

1.7.1 Выбор оборудования

Рисунок 1.2 Токарно-обрабатывающий центр Mori Seiki NL2500/500

Таблица 1.6

Техническая характеристика оборудования

NL1500/500

Макс. диаметр обработки, мм

366-386

Макс. длина обработки, мм

700

Размер патрона, дюйм

10” (12”)

Макс. диаметр прутка, мм

80

Перемещение по оси Х, мм

260

Перемещение по оси Z, мм

590

Перемещение по оси Y, мм

±50

Перемещение контршпинделя (ось В), мм

624

Макс. скорость шпинделя, об/мин.

4000/6000

Макс. скорость приводного инструмента, об/мин

6000[8000]

Количество инструментов

12

Мощность двигателя шпинделя, кВт

26/22

Масса станка, кг

5900

Рисунок 1.3 Круглошлифовальный станок 3В161

Таблица 1.7

Техническая характеристика оборудования

3В161

Макс. диаметр обработки, мм

280

Макс. длина обработки, мм

1000

Мощность двигателя шпинделя, кВт

13

Масса станка, кг

7200

1.7.2 Выбор режущего инструмента

Одновременно с выбором оборудования и приспособления выбирается необходимый режущий инструмент.

Режущий инструмент является составной частью комплексной автоматизированной системы станка с ЧПУ, обеспечивающей его эффективную эксплуатацию. От выбора и подготовки инструмента зависят производительность и точность обработки. Для обеспечения автоматического цикла работы требуется высокая надежность работы инструмента.

Режущий инструмент для станков с ЧПУ должен удовлетворять следующим требованиям: обеспечение высоких и стабильных режущих свойств; удовлетворительное формирование и отвод стружки; обеспечение заданных условий по точности обработки; универсальность применения для типовых обрабатываемых поверхностей различных деталей на разных моделях станков; быстросменность при переналадке на другую обрабатываемую деталь или замене затупившегося инструмента; обеспечение предварительной настройки на размер вне станка (совместно с применяемым вспомогательным инструментом).

Таблица 1.8

Выбор режущего инструмента

№ операции

Наименование операции

Режущий инструмент

1

2

3

005

Токарная многоцелевая с ЧПУ

1. Сверло центровочное 2317-0008, ГОСТ 14952-75, Р6М5

2. Резец Sandvik PCLNR 2020K 12HP GC4225

3. Резец Sandvik SCLCR 1616H 09HP GC4315

4. Резец канавочныйSandvik QS-RF123E11-1616BHP GT 525

5. Фреза концевая Sandvik 2Р340-0800-РА

010

Круглошлифовальная

1. Круг шлифовальный ПП 600х50х305

1.7.3 Выбор станочных приспособлений

Таблица 1.9

Станочное приспособление

№ операции

Наименование операции

Приспособление

005

Токарная многоцелевая

с ЧПУ

1. Патрон трех кулачковый самоцентрирующийся ГОСТ2675-80

2. Люнет

010

Круглошлифовальная

1. Патрон трех кулачковый самоцентрирующийся

1.7.4 Выбор контрольно измерительных средств

Выбор измерительных средств производится с учетом соответствия точностных характеристик инструмента точности выполняемого размера, вида измеряемой поверхности, габаритов и массы детали, а также объема выпуска деталей.

Таблица 1.10

Выбор контрольно-измерительного средства

№ операции

Наименование операции

Контрольно-измерительные средства

005

Токарная многоцелевая

с ЧПУ

Измерительный щуп "HEIDENHAIN" TS 740

с инфрокрасным приемопередатчиком:

штангенциркуль ШЦ - 320 - 1000 - 0,05 ГОСТ 166 - 89

штангенциркуль ШЦ - II - 500 - 0,05 ГОСТ 166-89

микрометр МК - 50 - 0,01 ГОСТ6507 - 90

глубиномер ГОСТ 761 - 67

Линейка 1000 ГОСТ 427 - 75

Угломер типа 1 - 2 ГОСТ 5378 - 88

010

Круглошлифовальная

Микрометр МК40-1 ГОСТ 6507-90;

Профилограф-профилометр;

Рисунок 1.4 Измерительный щуп "HEIDENHAIN" TS 740 с инфрокрасным приемопередатчиком

1.8 Разработка операций механической обработки

Операция 005 - Токарная многоцелевая с ЧПУ.

Установить и закрепить заготовку.

Установ А.

Переход 1: проточить под люнет выдерживая размеры 50мм Ш 100мм

Установ Б.

Переход 2: Подрезать торец, выдерживая размеры 100мм.

Переход 3: Просверлить отверстие, выдерживая размеры 5мм, 11±0,215 мм.

Переход 4: Точить поверхность,выдерживая размеры 100мм, 300±0,4 мм.

Переход 5: Точить поверхность, выдерживая размеры 70-0,74 мм, 105±0,435 мм.

Переход 6: Точить поверхность, выдерживая размеры 40-0,62мм мм, 85±0,37 мм.

Переход 7 : Точить поверхность, выдерживая размеры 30мм, 60±0,37мм

Переход 8:Точить поверхность, выдерживая размеры 25мм, 20±0,26 мм.

Переход 9: Точить поверхность, выдерживая размеры 25мм, 20±0,26 мм.

Переход 10: Точить поверхность, выдерживая размеры 30мм, 60±0,37 мм.

Переход 11: Точить поверхность, выдерживая размеры 100 мм, 300±0,65 мм.

Переход 12: Точить поверхность, выдерживая размеры 2х45

Переход 13: Точить поверхность, выдерживая размеры 2х45

Переход 14: Точить поверхность, выдерживая размеры 2х45

Переход 15: Точить поверхность, выдерживая размеры 3х45

Переход 16: Точить канавку, выдерживая размеры 29мм, 2 мм.

Переход 17: Точить канавку, выдерживая размеры 98мм, 2 мм.

Переход 18: Фрезеровать шпоночный паз, выдерживая размеры

8h9мм ,18 ±0,2мм.

Переустановить и закрепить заготовку.

Установ В

Переход 19: Подрезать торец, выдерживая размеры 100мм.

Переход 20: Просверлить отверстие, выдерживая размеры 5мм, 11±0,215 мм.

Переход 21: Точить поверхность,выдерживая размеры 100мм, 170±0,5 мм.

Переход 22: Точить поверхность,выдерживая размеры 70мм, 145±0,5 мм.

Переход 23: Точить поверхность,выдерживая размеры 40мм, 125±0,5мм.

Переход 24: Точить поверхность,выдерживая размеры 30мм, 100±0,435 мм.

Переход 25: Точить поверхность,выдерживая размеры 25мм, 60±0,37 мм.

Переход 26: Точить поверхность, выдерживая размеры 25мм, 60±0,37 мм.

Переход 27: Точить поверхность, выдерживая размеры 30мм, 100±0,435 мм.

Переход 28: Точить поверхность, выдерживая размеры 100мм, 300±0,65 мм.

Переход 29: Точить поверхность, выдерживая размеры 2х45

Переход 30: Точить поверхность, выдерживая размеры 2х45

Переход 31: Точить поверхность, выдерживая размеры 2,5х45

Переход 32: Точить поверхность, выдерживая размеры 3х45

Переход 33: Точить канавку, выдерживая размеры 29мм, 2 мм.

Переход 34: Точить канавку, выдерживая размеры 98мм, 2 мм.

Переход 35: Фрезеровать шпоночный паз, выдерживая размеры

8h9мм ,58 ±0,37мм.

Снять деталь.

Операция 010 - Круглошлифовальная.

Установить и закрепить заготовку.

Установ А

Переход 1: Шлифовать поверхность, выдерживая размеры 30мм, 40±0,435 мм.

Переустановить и закрепить заготовку.

Установ Б

Переход 2: шлифовать поверхность, выдерживая размеры 30мм, 40±0,435 мм.

Снять деталь.

1.9 Назначение припусков на механическую обработку

1.9.1 Назначение припусков на механическую обработку и допусков на размеры по стандарту

Назначение припусков и межоперационных размеров для наружной цилиндрической поверхности 100h8.

Для получения данной поверхности достаточно двух переходов - точения чернового и точения чистового

Минимальные припуски назначаем из справочника [18, с.193,табл.3.73]:

т. к. диаметр обрабатываемой поверхности находится в интервале св. 80 до 120 мм припуск на обтачивание черновое равен: 2Zmin(обтач.черн) = 2,5 мм,

припуск на обтачивание чистовое равен: 2Zmin(обтач.чист) = 0,3 мм

Назначение допусков.

Допуски назначаем из справочника [18, с.111-119]:

для заготовки из проката обычной точности, диаметр которой находится в интервале 80ч120 мм, допуск равен:

= 2,1 мм

после чернового обтачивания получаем поверхность 11 квалитета, диаметр которой находится в интервале 80ч120 мм.

Допуск равен: = 0,35 мм

после чистового обтачивания получаем поверхность 8 квалитета, диаметр которой находится в интервале 80ч120 мм.

Допуск равен: = 0,54 мм

Расчет минимальных диаметров:

минимальный диаметр для чернового обтачивания получаем вычитанием допуска из максимального диаметра:

dmin(h8)= dmax(h8) - д(h8) = 100 - 0,054= 99,946мм

минимальный диаметр для предыдущего перехода получаем сложением минимального диаметра детали и припуска на механическую обработку:

dmin(11)= dmin(h8) + 2zmin(h8) =99,946 + 0,3 = 100,246мм.

dmin(14)= dmin(11) + 2zmin(11) =100,246 + 2,5 = 102,746мм.

Расчет максимальных диаметров:

максимальный диаметр получаем прибавлением допуска к минимальному диаметру:

dmax(11)= dmin(1) + д(11) = 100,246 + 0,35 =100,596 мм

dmax(заг)= dmin(заг) + д(заг) = 102,746 + 2,1 =104,846 мм

Назначение операционных размеров.

Операционные размеры назначаются следующим образом: в диапазоне минимального и максимального диаметров выбираем целое число (среднее между dmin и dmax). Затем находим верхнее и нижнее отклонения. Нижнее отклонение - это разность минимального диаметра и выбранного целого числа; верхнее отклонение - это разность максимального диаметра и выбранного целого числа.

Таблица1.11

Расчёт припуска для 100-0,054

Наименование перехода

2zmin, мм

2zmax, мм

д, мм

dmin, мм

dmax, мм

Операционный размер, мм

Заготовка

-

-

2,1

108,3

110,4

110

Черновое

точение (11)

7,7

10,154

0,35

100,246

100,596

100

Точение чистовое (8)

0,3

0,65

0,054

99,946

100

100

Назначение припусков и межоперационных размеров для наружной цилиндрической поверхности 25h8.

Для получения данной поверхности достаточно двух переходов - точения чернового и точения чистового

Минимальные припуски назначаем из справочника [18, с.193,табл.3.73]:

т. к. диаметр обрабатываемой поверхности находится в интервале св. 80 до 120 мм припуск на обтачивание черновое равен: 2Zmin(обтач.черн) = 2,5 мм,

для диаметра в интервале до 30 мм припуск на обтачивание чистовое равен: 2Zmin(обтач.чист) = 0,3 мм

Назначение допусков.

Допуски назначаем из справочника [18, с.111-119]:

для заготовки из проката обычной точности, диаметр которой находится в интервале 80ч120 мм, допуск равен:

= 2,1 мм

после чернового обтачивания получаем поверхность 11 квалитета, диаметр которой находится в интервале 18 - 30 мм.

Допуск равен: = 0,13 мм

после чистового обтачивания получаем поверхность 8 квалитета, диаметр которой находится в интервале 18ч30 мм.

Допуск равен: = 0,33 мм

Таблица 1.12

Расчёт припуска для 25-0,033

Наименование перехода

2zmin, мм

2zmax, мм

д, мм

dmin, мм

dmax, мм

Операционный размер, мм

Заготовка

-

-

2,1

108,3

110,4

110

Черновое

точение (11)

82,683

85,133

0,35

25,267

25,617

25

Точение чистовое (8)

0,3

0,65

0,054

24,967

25

25

Таблица 1.13

Расчёт припуска для 70-0,74

Наименование перехода

2zmin, мм

2zmax, мм

д, мм

dmin, мм

dmax, мм

Операционный размер, мм

Заготовка

-

-

2,1

108,3

110,4

110

Черновое

обтачивание h14

22,17

23,6

0,74

69,26

70

70

Таблица 1.14

Расчёт припуска для 40-0,62

Наименование перехода

2zmin, мм

2zmax, мм

д, мм

dmin, мм

dmax, мм

Операционный размер, мм

Заготовка

-

-

2,1

108,3

110,4

110

Черновое

обтачивание h14

68,3

71,02

0,62

39,38

40

40-0,62

Таблица 1.15

Расчёт припуска для L=585±1,15

Технологическая операция

2Zmin, мм

2Zmax, мм

, мм

lmin, мм

lmax, мм

Операционный размер

Заготовка

-

-

1,75

594,125

595,875

595±0,875

Подрезка торца

2 · 4

11,75

1,75

584,125

585,875

585±0,875

1.9.2 Расчёт припусков на механическую обработку и межоперационных размеров на одну точную поверхность детали

Выбираем последовательность обработки поверхностей [1 стр.63]:

Квалитет 6 можно получить точением тонким и шлифованием - выбираем точение тонкое в качестве последней обработки.

Прибавляем к квалитету 6 «3», получаем квалитет 9, который можно получить точением чистовым, точением тонким и шлифованием. Выбираем точение чистовое;

Прибавляем к квалитету 9 «3», получаем квалитет 12, который можно получить точением черновым и точением получистовым - выбираем более грубую обработку - точение черновое; напуск снимаем за два рабочих хода режущего инструмента, 60-70% за первый проход и 30-40% за второй проход.

Следовательно, для обработки цилиндрической поверхности 30к6 необходимо точение черновое, точение чистовое и точение тонкое.

Для назначения допусков необходимо также вычислить квалитет заготовки. К квалитету 12 поверхности, полученной после чернового точения, прибавляем «3» - получаем квалитет 15заготовки.

Расчет проводим по формуле [1 стр.62]:

2zimin=2(Rzi-1+hi-1+), где (1.7)

Rzi-1 - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

hi-1 - толщина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

сi-1 - суммарные отклонения расположения поверхности;

еi- погрешность установки заготовки на выполняемом переходе

Для заготовки:

Rzзаг + hзаг=150 + 250=400 мкм [1 стр.63,табл.4.3.],

Суммарная пространственная погрешность заготовки:

, где

ско - общая кривизна заготовки;

сц - погрешность зацентровки

где

Дк - удельная кривизна заготовки, по ГОСТ 2590-88 = 0,6мкм/мм

где

д - допуск на диаметр заготовки, по ГОСТ 2590-88 = 2,1 мм

мкм,

еi- принимаем равной 0

Для точения чернового:

Rzточ.черн.+hточ.черн.=50+50=100мкм [4,с.99,табл.4.27.]

с=0,06·465=28 мкм [4,с.118]

еi- принимаем равной 0, т.к. деталь обрабатывается в центрах.

Для точения чистового:

Rzточ.чист.+hточ.чист.=30+30=60мкм [4,с.99,табл.4.27.]

с=0,04·28=1,5 мкм [4,с.118]

еi- принимаем равной 0, т.к. деталь обрабатывается в центрах.

Для точения тонкого:

Rzточ. тонк.+hточ.тонк=10+20=30мкм [4,с.99,табл.4.27.]

с=0,02·1,5=0,03 мкм [4,с.118]

еi-принимаем равной 0, т.к. деталь обрабатывается в центрах.

Рассчитаем припуски:

точение черновое:

2zточ.черн. =2(Rzзаг.+hзаг.+) =2(400+465)=2·865мкм

точение чистовое:

2zточ.чист.=2(Rzточ.черн.+hточ.черн.+)=2(100+28)=2·128мкм

точение тонкое:

2zточ.тонк=2(Rzточ.чист.+hточ.чист.+)=2(60+1,5)=2·61,5мкм

Находим допуски [2 стр.27-28, табл.2.6]:

для заготовки 15 квалитета, диаметр которой находится в интервале 80ч120мм, допуск равен: =1400мкм

после чернового точения получаем поверхность 12 квалитета, диаметр которой находится в интервале 30ч50мм, допуск равен: =250мкм

после чистового точения получаем поверхность 9 квалитета, диаметр которой находится в интервале 30ч50мм, допуск равен: =62мкм

после тонкого точения получаем поверхность квалитета 6, диаметр которой находится в интервале 30ч50мм, допуск равен: =13мкм

Находим расчетный диаметр:

расчетный диаметр на окончательную обработку находится вычитанием допуска для данного перехода из максимального диаметра:

dр(m6)= dmax(к6)-(к6)=30,015 - 0,013=30,002мм

расчетный диаметр для последующего перехода находится прибавлением к расчетному диаметру предыдущего перехода двойного расчетного припуска предыдущего перехода:

dр= dр(i-1)+ 2zmin(i-1)/1000

dр(9)=30,002+2·61,5/1000=30,125 мм

dр(12)=30,125+2·128/1000=30,381мм

dр(заг.)=30,381 +2·865/1000=32,111мм

Для валов расчетный диаметр dр равняется минимальному диаметру dmin. Находим максимальный диаметр dmax прибавлением допуска к минимальному диаметру dmin: dmax= dmin+,

dmax(9)=30,125+0,062=30,187 мм

dmax(12)=30,381+0,25=30,631 мм

dmax(заг.)= 32,111+1,4=33,511 мм

Таблица 1.16

Результаты расчета припусков для наружной цилиндрической поверхности 30k6()

Технологический

переход

Элементы

припуска, мкм.

Расчет. припуск,

, мкм

Расчет размер, dр, мм

До-пуск

, мкм

Предельные размеры, мм.

Предельные значения припусков, мкм.

RZ +h

е

dmin

dmax

Заготовка

400

465

-

-

80,66

1400

32,111

33,511

-

-

Точение

черновое 12

100

28

-

2·865

80,433

250

30,381

30,631

1480

3130

Точение

чистовое 9

60

1,5

-

2·128

80,135

62

30,125

30,187

194

506

Точение

тонкое 6

30

0,03

-

2·61,5

30,002

13

30,002

30, 015

110

185

Итого:

1784

3821

Рассчитаем предельные значения припусков:

предельное значение минимального припуска выполняемого перехода находится как разность минимальных диаметров предыдущего и выполняемого перехода:

=dmin(9) - dmin(к6)=30,125 - 30,015= 110мкм

=dmin(12) - dmin(9)=30,381- 30,187= 194мкм

=dmin(заг) - dmin(12)=32,111 - 30,631=1480 мкм

предельное значение максимального припуска выполняемого перехода находится как разность максимальных диаметров предыдущего и выполняемого перехода:

=dmаx(9) - dmax(к6)=30,187 - 30,002= 185мкм

=dmаx(12) - dmax(9)=30,631 - 30,125= 506 мкм

=dmаx(заг) - dmax(12)=33,511 - 30,381= 3 130 мкм

Сумма предельных значений припусков записывается в графе «Итого» в соответствующих столбцах и:

?()=++= 1480 + 194 + 110 = 1784 мкм

?()=++= 3130 + 506 + 185 = 3821 мкм

1.10 Назначение и расчёт режимов резания

Расчет режимов резания напрямую зависит от выбранного инструмента. В качестве основного производителя инструмента был выбран Sandvik.

При окончательном выборе любого режущего инструмента производитель дает рекомендации по выбору режимов резания. На эти данные и будем опираться.

Переход 2, 19: Точить поверхность, выдерживая размеры 100мм, 300±0,5мм. (черновое точение)

Таблица 1.17

1) Определение группы обрабатываемого материала согласно ISO для стали 20Х ГОСТ 4543-71:

Обрабатываемый материал относится к группе Р (2.02) -низколегированная сталь, закаленная и отпущенная, твердость по Бринеллю 275НВ.

1., стр. 24

2) Определение угла заострения режущего клина:

Выбираем обработку негативной пластиной

1., стр.3

3) Определение условий обработки:

Условия обработки принимаем хорошие, т.к. жесткость станка высокая, геометрия заготовки достаточно простая, отсутствуют корка и окалина

1., стр 4

4) Определение геометрии передней поверхности пластины по глубине резания (ар) и величине подачи (f):

Стружколомы фирмы SandvikCoromant кодируются, как правило, двумя буквами. Первая буква, как правило, соответствует группе обрабатываемого материала согласно стандарту ISO. Вторая буква определяет диапазон глубин резания и подач, при которых обеспечивается удовлетворительное стружколомание. Глубина резания 5-15, величина подачи 0,5-1,5 принимаем геометрию R (черновой сружколом). Соответственно стружколомРR

1., стр. 6

5) Выбор формы и размера СМП:

Для черновой обработки выбираем пластину ромбической формы (C) с углом при вершине 80°

Рассчитываем минимальный размер пластины по формуле:

где - глубина резания; - угол в плане ().

Определяем минимальную длину режущей кромки: мм

Выбираем радиус при вершине пластины:

Максимальный радиус при вершине пластины ;

На основании каталога и рекомендаций методических указаний, для чернового точения выбираем пластину CNMG120408PR.

1., стр. 7

2., стр. А 49

6) Выбор инструментального материала:Инструментальный материал выбираем по рекомендациям производителя пластин: Для черновой обработки выбираем сплав GC4225.

2., стр. А 591-592

7) Выбор системы крепления пластины в державке:

Выбираем рычажное крепление пластины к державке:

2., стр А109

8) Выбор типа и размера державки:

По каталогу SANDVIK выбираем державку C5-PCLNR-35060-12

9) Выбор режимов резания:

Для определения диапазон глубин подач обратимся к справочной информации каталога SANDVIK. ,

принимает t = ap = 5 мм, S = fn = 0,4 мм/об

Для выбранного сплава GC4225 и соответствующей группе обрабатываемого материала (2.02) соответствует интервал скоростей резания Vc[140; 255]. Выбираем рекомендованную скорость резания Vc=180м/мин.

2., стр. А567

стр. А 559

10) Время контактирования:;

где =300мм - длина обработки (чертеж детали);

- подача на оборот;

- число оборотов

где - диаметр резания (чертеж детали)

- скорость резания

Подставив в формулу получим:

Переход 11, 28: Точить поверхность, выдерживая размеры 100мм, 300±0,5мм.

Таблица 1.18

...

1) Определение группы обрабатываемого материала согласно ISO для стали 20Х ГОСТ 4543-71:

Обрабатываемый материал относится к группе Р (2.02) -низколегированная сталь, закаленная и отпущенная, твердость по Бринеллю 275НВ.

1., стр. 24

2) Определение угла заострения режущего клина:

Выбираем обработку позитивной пластиной

1., стр.3

3) Определение условий обработки:

Условия обработки принимаем хорошие, т.к. жесткость станка высокая, геометрия заготовки достаточно простая, отсутствуют корка и окалина

1., стр 4

4) Определение геометрии передней поверхности пластины по глубине резания (ар) и величине подачи (f):

Стружколомы фирмы SandvikCoromant кодируются, как правило, двумя буквами. Первая буква, как правило, соответствует группе обрабатываемого материала согласно стандарту ISO. Вторая буква определяет диапазон глубин резания и подач, при которых обеспечивается удовлетворительное стружколомание. Глубина резания 0,5-2, величина подачи 0,1-1,3 принимаем геометриюF (чистовой сружколом). Соответственно стружколомРF

1., стр. 6

5) Выбор формы и размера СМП:

Для черновой обработки выбираем пластину ромбической формы (C) с углом при вершине 80°

Рассчитываем минимальный размер пластины по формуле:

где - глубина резания; - угол в плане ().

Определяем минимальную длину режущей кромки: мм

Выбираем радиус при вершине пластины:

Максимальный радиус при вершине пластины ;

На основании каталога и рекомендаций методических указаний, для чистового точения выбираем пластину CCMT 09Т304 PF.

1., стр. 7

2., стр. А 291

6) Выбор инструментального материала:

Инструментальный материал выбираем по рекомендациям производителя пластин: Для черновой обработки выбираем сплав GC4315.

GC4315 (HC) - P15 (P05-P25) Твёрдый сплав с покрытием CVD для чистового и чернового точения стали и стального литья. Этот сплав рекомендуется для непрерывного резания и прерывистого резания с лёгкими ударами. Сплав для работы с высокой скоростью съема металла. Отличные характеристики благодаря новой технологии покрытия Inveio.

2., стр. А 591-592

7) Выбор системы крепления пластины в державке:

Выбираем закрепление пластин винтом к державке

2., стр , А323

8) Выбор типа и размера державки:

По каталогу SANDVIK выбираем державку C5-SCLCR-350060-09

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены