Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт авиамашиностроения и транспорта

Кафедра технологии и оборудования машиностроительных производств

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

По дисциплине Основы технологии машиностроения

Теоретические основы разработки ЕТП изготовления втулки

Выполнил

И.А. Метляев

Нормоконтроль

Я.И. Солер

Иркутск 2018 г



Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЕ

НА КУРСОВУЮ работу

По курсу: ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Студенту гр. ММб-15-1, Метляев И.А.

Тема курсовой работы: Теоретические основы разработки ЕТП изготовления втулки.

Исходные данные: вариант 13, задание 16.

Рекомендуемая литература:

Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов. - 5-е издание, стереотипное. Перепечатка с четвертого издания 1983 г. - М.: ООО ИД «Альянс», 2007. - 256 с.

Аверченков В.А., Горленко О.А., Ильицкий В.Б., Польский Е.А., Тотай А.В., Чистов А.В. Технология машиностроения: Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие / Под общ. ред. Аверченкова А.В. и Польского Е.А. - 3-е изд., испр. и доп. - М.: ИНФРА-М, 2014 г. - 304 с.

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-ух т. Т. 1. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986 г. - 656 с, ил.

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-ух т. Т. 2. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986 г. - 496 с, ил.

Графическая часть на 1 листе.

Дата выдачи задания « » 2018г.

Задание получил И.А. Метляев подпись И.О. Фамилия

Дата представления работы руководителю « » 2018г.

Руководитель курсовой работы Я.И. Солер



Содержание

Введение

1. Определение квалитетов размеров обрабатываемой детали

2. Определение методов и этапов обработки элементарных поверхностей

3. Выбор типа производства

4. Выбор исходной заготовки

5. Схемы базирования

6. Расчёт диаметральных припусков на наружную и внутреннюю поверхность

7. Расчет суммарной погрешности обработки

Заключение

Список использованных источников



Введение

В данной курсовой работе используем знания, полученные в результате изучения дисциплины «Основы технологии машиностроения».

Основные задачи, решаемые в курсовой работе разработки единого технологического процесса изготовления втулки, являются: определение квалитетов размеров обрабатываемой детали, методы и этапы обработки элементарных поверхностей, выбор тип производства, выбор исходной заготовки, составление схем базирования и установки, расчет припусков диаметральных размеров и расчет суммарной погрешности обработки. Главной задачей изготовления втулки является разработка наиболее рационального с точки зрения экономичности и технологичности технологического процесса, обеспечивающего получение годной детали при минимальных затратах



1. Определение квалитетов размеров обрабатываемой детали

Таблица 1.1.- Шероховатость поверхности.

№ поверхности

1

2

3

4

5

6

7

8

Ra/ Rz

Rz 3,2

Ra 0,8

Ra 40

Ra 20

Rz 20

Rz20

Rz20

Rz20

IT

IT8

IT8

IT14

IT11

IT11

IT12

IT12

IT12

№ поверхности

9

10

Ra/ Rz

Rz 20

Rz 20

IT

IT14

IT14

Таблица 1.2 -Линейные размеры

А1	А2	А3
IT11	IT11	IT11

Таблица 1.3 -Диаметральные размеры

	D2	d1	(d3-4)	d3	(d3-6)
IT12	IT8	IT8	IT12	IT14	IT12

2. Определение методов и этапов обработки элементарных поверхностей

Годовая программа N= 250 шт.

Неуказанные допуски и предельные отклонения на поверхности принять по h14, H14, ±1/2 IT14.

На все поверхности детали в соответствии с требованиями чертежа назначим этапы их обработки по таблицам экономической точности обработки. Все результаты сведем в таблицу 2.1.



Рисунок 1-Эскиз детали

Таблица 2.1.- Методы обработки для исходных поверхностей заготовки

Поверхность	IT	Ra (Rz)	Методы и стадии обработки
1	8	Ra3,2	Черновое точение поверхности IT 14, Rz40. Получистовое точение поверхности IT 12, Rz20. Черновое шлифование поверхности IT 10, Rа2,5. Чистовое шлифование поверхности IT 8, Rа3,2.
2	8	Ra 0,8	1) Сверление IT 14, Rz40. 2) Рассверливание IT 12, Rz40 3) Получистовое растачивание отверстия IT 12, Rа20 4)Черновое шлифование IT 10, Rа2,5 5) Чистовое шлифование IT 8, Rа1,25 6)Тонкое шлифование IT6 Ra0,8
3	14	Ra 40	1) Черновое точение поверхности IT 14, Rz40.
4	11	Ra20	Черновое подрезание торца IT 14, Rz40. Получистовое подрезание торца IT 12, Rz20. Плоское шлифование
5	11	Ra20	Черновое подрезание торца IT 14, Rz40. Получистовое подрезание торца IT 12, Rz20. Плоское шлифование
6	12	Ra20	Черновое точение поверхности IT 14, Rz40. Получистовое точение поверхности IT 12, Rz20.
7	12	Rz20	1) Черновое точение канавки (канавочным резцом). IT 14, Rz40. 2) Получистовое точение канавки IT 12, Rz20.
8	12	Rz20	Черновое точение уступа IT 14, Rz40. Получистовое точение уступа IT 12, Rz20.
9	14	Rz20	Сверлить отверстие Ш 6 IT 14, Rz40.
10	14	Rz40	Черновое фрезерование IT 12, Rz40.

Расчёт основного технологического времени.

1-ая поверхность:

1)Черновое точение поверхности

,

2)Получистовое точение поверхности

,



3)Черновое шлифование

,

1) Чистовое шлифование

,

2-ая поверхность:

1)Сверление

.

2)Рассверливание

,

3) Получистовое растачивание

,

4) Черновое шлифование

,

5) Чистовое шлифование



,

6)Тонкое шлифование

,

3-ая поверхность:

1)Черновое точение поверхности

,

4-ая поверхность:

1)Черновое подрезание торца

,

2)Получистовое подрезание торца

,

3)Плоское шлифование

,

5-ая поверхность:

1)Черновое подрезание торца



,

2)Получистовое подрезание торца

,

3)Плоское шлифование

,

6-ая поверхность:

1)Черновое точение поверхности

,

2)Получистовое точение поверхности

,

7-ая поверхность:

1)Черновое точение канавки

,

2)Получистовое точение канавки



,

8-ая поверхность:

1)Черновое точение уступа

,

2)Получистовое точение уступа

,

9-ая поверхность:

1)Сверлить отверстие

,

10-ая поверхность:

1)Черновое фрезерование

,

3. Выбор типа производства

Расчет штучно-калькуляционного времени

,

Для единичного производства определяем значение коэффициента для каждого типа обработки.

Таблица 2 - Основное технологическое время.

станок					P		О
Токарный	2,14	3,51	7,5	0,0086	1	0,0086	105
Сверлильный	1,75	0,013	0,023	0,00003	1	0,00003	30000
Фрезерный	1,84	0,49	2,16	0,001	1	0,001	900
Кругошлифовальный	2,10	12,92	27,13	0,03	1	0,03	30
Плоскошлифовальный	2,1	0,3	0,63	0,0007	1	0.0007	1285

Определяем количество станков

,

где N - годовая программа, шт; Тш-к - штучно-калькуляционное время, мин; Fд - действительный годовой фонд времени, зз.н - нормативный коэффициент загрузки оборудования.

Среднее значение нормативного коэффициента загрузки оборудования для единичного производства 0,75…0,9. Рток = 1.

Используем в расчетах значение коэффициента равное 0,9.

Fд выбираем для металлорежущих станков 1…30 категории ремонтной сложности. Принимаем равным 4029 ч.

Принимаем количество рабочих мест - P, округляя в большую сторону

На токарном станке:

,

На сверлильном станке:



,

На фрезерном станке:

,

Кругошлифовальный:

,

Плоскошлифовальный:

,

Определяем действительную загрузку станка

,

Расчёт количества операций, выполняемых на рабочем месте

,

На токарном станке

,

На сверлильном станке

,

На фрезерном станке

,

На круглошлифовальном станке

,

На плоскошлифовальном станке

,

Средняя трудоемкость основных операций:

,

Расчёт коэффициента закрепления операций

Определяем коэффициент закрепления операций

,

где ?О - суммарное число различных операций; ? Р - число рабочих подразделений, выполняющих различные операции.



,

Согласно ГОСТ 14.004-74 данный коэффициент закрепления операций соответствует единичному производству.

Количество деталей в партии для одновременного запуска

=Na/254=250/254=23,6=24

Определяем расчетное число смен на обработку всей партии

,

где Тш-к(ср)=7,5мин - среднее штучно-калькуляционное время по основным операциям, мин.; n - количество деталей в партии

,

Принимаем 1 смену.

Определяем число деталей в партии, необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течении целого числа смен

,

где 476 - действительный фонд времени работы оборудования в смену, мин;

0,8 - нормативный коэффициент загрузки станков; - число смен на обработку всей партии деталей



,

Принимаем 51 деталей в партии.

4. Выбор исходной заготовки

Материал: 50Г

Годовая программа: N=250

Прокат ? 75мм.

Рисунок2 -Эскиз заготовки с припусками

Рассчитываем объем детали.

,

,

Припуски на черновое подрезание равны 1,6 мм., равна чистовое и получистовое подрезание равны 0,8 мм, припуск на плоское шлифование 0,4 мм. квалитет обрабатываемый деталь заготовка

Плотность р =7,6 г/

Рассчитываем массу детали

q=Vp =

Определяем массу прутка

Q= * l; l - длина проката с припусками.

1м. прутка = 34,68 кг.

Q=(34,68/1000)55,6 =1, 9 кг

Себестоимость заготовок из проката

=.

,

Определяем затраты на материал

Цена за 1 кг. Материала S = руб.

Цена отходов за 1 тонну

=2,5*100 =2500 руб.



,

Штамповка.

Рисунок 3 -Эскиз штамповки с припусками

Припуски на обработку на внешнего диаметра:

Припуск на черновое точение поверхности -2,2 мм;

Припуск на чистовое точение поверхности - 0,3 мм;

Припуск на черновое шлифование - 0,25 мм;

Припуск на чистовое шлифование - 0,06 мм;

Припуск на обработку внутреннего диаметра:

Припуск на получистовое растачивание - 1,1мм;

Припуск на черновое шлифование - 0,2мм;

Припуск на чиствое шлифование - 0,1мм;

Определяем диаметры с учетом припусков.

1)70+2,2+0,3+0,25+0,06=72,81 мм

2)48-1,1-0,2-0,1=46,4 мм

Рассчитываем объем заготовки



* l;

,

Определяем массу заготовки:

Q = Vp =7,6/1000 = 1кг.

Определяем себестоимость заготовки.

,

где Сi=37300руб.;

Kт =1 - нормальная точность;

Kс =0,77- 1ая группа сложности;

Kв =1,29 - для массы от 1кг;

Kм =1,13 - для стали 50Г;

Kп =1 - для первой группы серийности;

Sотх = 2500руб. -(стоимость отходов за 1 тонну).

Предварительная разработка и выбор технологического маршрута по минимуму приведенных затрат:

Часовые затраты

,

где ? основная и дополнительная зарплата с начислениями, коп/ч, ? часовые затраты по эксплуатации рабочего места, коп/ч, ? нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений ( в машиностроении ); ? удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание, коп/ч.

Капитальные вложения в станок

,

,

Капитальные вложения в здание :

,

,

Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания

;

где е ? коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, равную 9%, начисления на социальное страхование 7,6% и приработок к основной зарплате в результате перевыполнения норм на 30% ; е = 1,09·1,076·1,3 = 1,53. ? часовая тарифная ставка станочника-сдельщика соответствующего разряда ,коп/ч;

k ? коэффициент, учитывающий зарплату наладчика;

y ? коэффициент, учитывающий оплату рабочего при многостаночном обслуживании.



,

Часовые затраты по эксплуатации рабочего места

;

где ? практические часовые затраты на базовом рабочем месте, коп/ч,

? коэффициент, показывающий, во сколько раз затраты, связанные с работой данного станка, больше, чем аналогичные расходы у базового станка = 0,9 .

,

= 0,9;

=36,3 коп. / ч. ;

.;

Технологическая себестоимость операции

,

где ? штучное или штучно-калькуляционное время на операцию, мин, ? коэффициент выполнения норм (1,3).

Основное время сверления и рассверливания:

,

,

,



руб.

Приведенная годовая экономия:

Исходя из экономических соображений, в качестве заготовки принимаем штамповку.

5. Схемы базирования

Теоретическая схема базирования	Базирование по ГОСТ 3.1107-81
005 Токарная
010 Токарная
015 Фрезерная и сверлильная
020 Плоскошлифовальная установ А
025 Плоскошлифовальная установ Б
030 Внутришлифовальная
035 Круглошлифовальная
040 Круглошлифовальная



6. Расчёт диаметральных припусков на наружную и внутреннюю поверхность

Расчёт припусков на наружный диаметр h8(поверхность 1).

Заготовка крепится в цанговой оправке.

Таблица 6.1. -Припуски на наружный диаметр h8

Технологические переходы обработки поверхности h8	Элементы припуска, мкм	, мкм	, мм	Допуск д, мкм	Предельные размеры, мм	Предельные припуски,мкм
								, мм	, мм	мкм	мкм
Заготовка	160	200	600	-		72,588	1900	72,588	74,5
Черновое точение	50	50	36	300	2965,3	70,528	740	70,528	71,27	2060	3230
Получистовое точение	40	40	30	0	2136	70,256	300	70,256	70,56	270	710
Черновое шлифование	15	15	24	30	2165,4	70,01	120	70,011	70,13	246	430
Чистовое шлифование	5	5		0	254	69,93	70	69,93	70	80	130

Рассчитываем значение пространственных отклонений

= = =600

По справочной литературе = 600мкм.

Значения взяты по А.Ф. Горбацевич.

= ?к*l =0,5*10=0,005 мкм. - (после правки)



?к=1

Погрешность установки ?у=80мкм (справочный коэффициент)

Рассчитываем остаточные пространственные отклонения для стадий обработок

Черновое точение

Получистовое точение

Черновое шлифование

Чистовое шлифование

На основании записанных в таблице данных рассчитываем минимальные значения межоперационных припусков:

Черновое точение:

Получистовое точение: ,

Черновое шлифование:

Чистовое шлифование:

Графа «Расчётный размер » заполняется начиная с конечного (чертёжного) размера путём последовательного прибавления расчётного минимального припуска каждого технологического перехода:

Чистовое шлифование: ,

Черновое шлифование: ,

Получистовое точение:.

Черновое точение: мм

Заготовка мм

Значение допусков каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Определяем предельные размеры:

Определяем предельные значения припуска:

Черновое точение

Получистовое точение

Черновое шлифование

Чистовое шлифование



Рисунок 3.- Схема графическое расположение припусков и допусков на обработку поверхности

Расчёт припусков на внутренний диаметр (поверхность 2)

Заготовка крепится в трёхкулачковом патроне.

Таблица 6.2. -Припуски на внутренний диаметр

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	, мкм	, мм	Допуск д, мкм	Предельные размеры, мм	Предельные припуски,мкм
								, мм	, мм	мкм	мкм
Заготовка	160	200	781	0		45	1600	43,4	45
Черновое растачивание	50	50	46,86	300	21197	47,41	620	46,79	47,41	2410	3390
Получистовое растачивание	25	25	39,05	0	2 147	47,7	250	47,45	47,7	290	660
Черновое шлифование	10	20	31,24	30-	299	47,9	100	47,9	47,8	200	350
Чистовое шлифование	5	15	15,62	0	261	48	40	47,96	48	100	160
Тонкое шлифование	2,5	5	7,81	30	240	48,04	40	48	48,04	40	40

Рассчитываем значение пространственных отклонений

= = =781мкм. 2360

По справочной литературе = 600мкм.

= 500мкм.

Погрешность установки ?у=300мкм и 80мкм (справочный коэффициент) Рассчитываем остаточные пространственные отклонения для стадий обработки

Черновое растачивание:;

Получистовое растачивание:

Черновое шлифование:

Чистовое шлифование:

Тонкое шлифование:

На основании записанных в таблице данных рассчитываем минимальные значения межоперационных припусков:

,

Черновое растачивание:;

Получистовое растачивание: ;

Черновое шлифование: ;

Чистовое шлифование: ;

Тонкое шлифование: .

Графа «Расчётный размер » заполняется начиная с конечного (чертёжного) размера путём последовательного прибавления расчётного минимального припуска каждого технологического перехода:

Тонкое шлифование: ;

Чистовое шлифование:

Черновое шлифование: ;

Получистовое растачивание: ;

Черновое растачивание:;

Заготовка :

Значение допусков каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Определяем предельные размеры:

Определяем предельные значения припуска:



Черновое растачивание:

Получистовое растачивание:

Черновое шлифование:

Чистовое шлифование:

Тонкое шлифование:

Рисунок 4. -Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности



7. Расчет суммарной погрешности обработки

Диаметр 70, обрабатывается получистовым точением в патроне станка 1H173, с допуском IT12. Заготовка - втулка из стали 50Г.

Условия обработки: выбираю резец с пластиной из сплава Т15К16: подача S=0,15 мм/об., v = 130 м/мин, u0=10 мкм/км.

Определяем погрешность , вызванную размерным износом режущего инструмента

где - длина пути резания при точении N партии заготовок:

;

Определить погрешность , вызванную упругими деформациями технологической системы под влиянием силы резания.

где - наибольшая и наименьшая податливость системы, мкм/Нм

- наибольшее и наименьшее значение составляющей силы резания, совпадающей с направлением выдерживаемого размера, кН.

Для станка 1Н713, нормальной точности наибольшее и наименьшее допустимые перемещения суппорта под нагрузкой 16кН составляют 450 мкм и 320 мкм.

Максимальная податливость технической системы

Минимальная податливость технической системы

Наибольшее и наименьшее значение составляющей силы резания будут:

Значения коэффициента Ср и показателей степени взяты из табличных данных:

,

Исходя из условий задачи, на предшествующей операции(черновое точение) заготовка обработана с допуском IT13, т.е. возможно колебание припуска на величину 0,5( что для диаметра 70 составляет 0,5(0,3-0,12)=0,09 мм, а колебание глубины резанья

,

Колебания отжатий системы вследствие изменения силы Py:

Колебания обрабатываемого размера в следствии упругих деформаций

?у= 24,211,13-0,210,97=27,2 мкм.

Определить погрешность , вызванную геометрическими неточностями станка:

Определение погрешности, вызванной геометрическими неточностями станка согласно ,

где С = 20 мкм - допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя направляющим станины в плоскости выдерживаемого размера на длине.

L = 300 мм ; - длина обрабатываемой поверхности.

Следовательно:

Определить погрешность настройки станка :

;

где Кр = 1,73, Ки = 1 - коэффициенты, учитывающие отклонение закона распределения элементарных величин и от нормального закона распределения; погрешность регулирования положения резца; =15 мкм - погрешность измерения детали.

Получаем .

Определить температурную деформацию технологической системы, приняв ее равной 15% от суммы остальных погрешностей:

.

Определение суммарной погрешности обработки

Суммарная погрешность обработки:

После определения суммарной погрешности проверяем возможность обработки без брака и подналадки.

Условие выполняется.



Заключение

В данной курсовой работе были разработаны теоретические основы проектирования единичного технологического процесса изготовления втулки, включающие:

· Определение методов и этапов обработки элементарных поверхностей и расчёт основного технологического времени.

· Определение типа производства, было выбрано среднесерийное производство.

· Проведен анализ вариантов получения заготовки по минимуму себестоимости из двух вариантов. В результате сопоставления себестоимости заготовок из штучного проката и штамповки наиболее рациональным является использование штампованной заготовки.

· Составлены схемы базирования и установки заготовки на станках.

· Рассчитаны припуски на диаметральную обработку и построены схемы их графического расположения поверхности № 1,2

· Выполнен расчёт суммарной погрешности обработки поверхности № 1

· Определенны схемы базирования втулки



Список использованных источников

1. Горбацевич А.Ф., Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов. / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред - 5-е изд., стереотипное. Перепечатка с четвертого издания 1983 г. - М.: ООО ИД «Альянс», 2007. - 256 с.

2. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностроит. вузов по спец. «Технология машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты»/ В.И. Аверченков [и др.]; Под общ. ред. О.А. Горленко. - М.: Машиностроение, 1988. 192 с, ил.

3. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-ух т. Т. 1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986. 656с, ил.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-ух т. Т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986. 496с, ил.

5. Краткий справочник технолога-машиностроителя / А. Н.Балабанов - М.: Издательство стандартов, 1992. - 464 с.

Размещено на Allbest.ru

...