Технологический процесс изготовления детали "полумуфта"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

на тему

Технологический процесс изготовления детали «Полумуфта»

Выполнила

студентка группы Е252

Муталлапова К.

Руководитель

Александров А.С.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2018г.



Содержание

деталь полумуфта заготовка резание

Введение

1. Описание конструкции детали

2. Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки

3. Описание типа производства

4. Технологический процесс

5. Назначение промежуточных припусков на обработку

6. Расчет режимов резания

7. Выбор оборудования

8. Описание режущего инструмента

9. Расчет времени на механическую обработку детали.

Заключение

Приложения



Введение

Технология машиностроения является прикладной наукой, вместе с этим имеет значительную теоретическую основу, включающую в себя: учение о типизации технологических процессов и групповой обработке, о жесткости технологической системы, о точности процессов обработки, рассеянии размеров обрабатываемых заготовок, погрешностях технологической оснастки и оборудования и т.д. Технология машиностроения является комплексной инженерной и научной дисциплиной. Само определение технологии машиностроения как науки об изготовлении машин трактует ее как синтез технических проблем («изготовление машин требуемого качества»), организации производства («в установленном производственной программой количестве»), планирования («в заданные сроки») и экономики машиностроения («при наименьшей себестоимости»).

Машиностроение, поставляющее новую технику всем отраслям народного хозяйства, определяет технический прогресс страны и оказывает решающее влияние на создание материальной базы общества. Именно развитие машиностроения позволит нашей стране в кратчайшие сроки перейти от продажи ресурсов на внешнем рынке к продаже машин и высоких технологий. В настоящее время работают в основном предприятия, выпускающие металлоемкую машиностроительную продукцию. В связи с этим развитию отрасли машиностроения придавалось огромное значение.

Выполнение курсового проекта способствует к получению навыков в использовании специализированной литературы, опыта проектирования технологического процесса обработки деталей машин, выбора производительного оборудования, режущего и мерительного инструментов. Ведь молодым специалистам, работающим на машиностроительных предприятиях, необходимо целостно представлять себе механизм его работы для принятия конструктивных решений и оптимальных мер по его развитию.



1. Описание конструкции детали

Деталь «Крышка» является телом вращения с круговым массивом пазов. Имеет отверстия разных диаметров, у одного из них выполнен шпоночный паз.

Материал изделия Сталь35.

Свойства и полезная информация:

Термообработка: Нормализация

Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750. Заготовки сечением до 800 мм охлаждаются на воздухе.

Твердость материала: HB 10 -1 = 163 МПа

Температура критических точек: Ac1 = 730 , Ac3(Acm) = 810, Ar3(Arcm) = 796 , Ar1 = 680 , Mn = 360

Свариваемость материала: ограниченно свариваемая. Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, ЭШС. Рекомендуется подогрев и последующая термообработка. КТС без ограничений.

Флокеночувствительность: не чувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 144-156 и ув=510 МПа, Кх б.ст=1,3.

Рис.1 Механические свойства стали 35

Рис.2 Химические свойства стали 35

2. Выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки

Правильный выбор исходной заготовки непосредственно влияет на построение технологического процесса изготовления детали, способствует снижению материалоёмкости, затрат на изготовление, а следовательно, снижение себестоимости изготовления детали.

В настоящее время в машиностроении применяется довольно большое количество способов получения заготовок. Наибольшее применение для получения заготовки получили такие процессы как прокат, горячее объемное деформирование, холодное объемное деформирование, литье, прессование.

При выборе способа получения заготовки необходимо учитывать:

- служебное назначение детали;

- объем производства;

- конструкцию детали.

Исходя из вышеперечисленных факторов, можно подобрать два метода получения заготовки: горячекатаный прокат и литье.

Какой из вариантов выгоднее можно рассчитать по определенным формулам.

1 вариант (литье):

Стоимость заготовки:

(2.1)

где М - затраты на материал заготовки, руб.;

С_о.з. - себестоимость операции.

(2.2)

где С_п.з. - приведенные затраты на рабочем месте, руб./ч;

Т_шт(ш-к) - штучное время выполнения заготовительной операции (правка, калибровка, резка и др.)

Принимаем С_п.з.=0,121 руб./ч

Для операции Т_шт(ш-к)=2,718 мин.

.

Затраты на материал определяются по массе материала, необходимого для изготовления детали, и массе сдаваемой стружки:

(2.3)

где Q - масса заготовки , кг;

S - цена 1 кг материала заготовки, руб.;

q - масса готовой детали, кг;

S_отх - цена 1 т отходов, руб.

Q = V * с = 0,00180473* 7820 = 16,53 кг

q = 14,11 кг.

Стоймость партии: S =

2 вариант (прокат):

Для операции Т_шт(ш-к)=1,3 мин

.

Q = V * с = 0,00297423*7820 = 23,25 кг

q = 14,11 кг.

S_заг = 1106,34 + 0,002= 1106,342 руб.

S = 1106,342*1500 = 1659513 руб.

Литье получилось более выгодной при среднесерийном производстве, поэтому выбираем вариант 1.

3. Описание типа производства

Проектирование технологического процесса и разработка его маршрута должны выполнять с учетом типа организации производства. Различают три основных типа машиностроительного производства: массовое, серийное и единичное. Под единичным типом производства понимают форму организации производства, при которой различные виды продукции изготавливаются в одном или нескольких экземплярах (штучный выпуск). Под серийным производством понимают форму организации производства, для которой характерен выпуск изделий большими партиями (сериями) с установленной регулярностью выпуска. Под массовым производством понимают форму организации производства, характеризующуюся постоянным выпуском строго ограниченной номенклатуры изделий, однородных по назначению, конструкции, технологическому типу, изготовляемых одновременно и параллельно. Серийное производство является основным типом современного производства, и предприятиями этого типа выпускается в настоящее время 75-80 % всей машиностроительной продукции. По всем технологическим и производственным характеристикам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством. В зависимости от числа изделий в партии или серии и значения коэффициента серийности (коэффициента закрепления операций) различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. В зависимости от размеров партий выпускаемых изделий характер технологических процессов серийного производства может изменяться в широких пределах, приближаясь к процессам массового или единичного производства. Правильное определение характера проектируемого типа производства и степени его технической оснащенности, наиболее рациональных для данных условий конкретного серийного производства, является очень сложной задачей, требующей от технолога понимания реальной производственной обстановки, ближайших перспектив развития предприятия. Для оценки типа производства можно воспользоваться характеристикой серийности, в основу которой положена классификация деталей по их массе и габаритам.

Рис.3 Серийность

Масса детали ? 14,11 кг. Годовая программа выпуска детали 1,5 тыс. шт. Отсюда можно сделать вывод, что производство является среднесерийным. Характерным признаком серийного производства является выполнение на рабочих местах нескольких повторяющихся операций. В этом производстве можно использовать, как специальное, так и универсальное оборудование, в зависимости от размеров, серии. Классификация рабочих средняя.

4. Технологический процесс

Таблица 1

Номер операции	Наименование операции	Оборудование	Эскиз
005	Подрезать торец на 1мм 208	Токарный станок ЧПУ
010	Обточить поверхность 205 на длину 49мм	Токарный станок ЧПУ
015	Обточить поверхность 260 на длину 15мм	Токарный станок ЧПУ
020	Расточить отверстие 95 на длину 74мм	Токарный станок ЧПУ
025	Расточить отверстие 55 на длину 107мм	Токарный станок ЧПУ
030	Точить фаску 3x45°	Токарный станок ЧПУ
035	Расточить отверстие 175 на длину 47мм	Токарный станок ЧПУ
040	(Поменять базировние) Точить торец на 1мм 122,4 и фаску 3x45°	Токарный станок ЧПУ
045	Обточить поверность 120 на длину 70мм	Токарный станок ЧПУ
050	Фрезеровать пазы шириной 24мм на длину 48мм	Токарный станок ЧПУ
055	Строгать шпоночный паз шириной 16мм на глубину 6мм и длину 150мм

Анализируя технологический процесс можно сделать вывод о том, что деталь технологична, так как мы использовали при обработке всего две базы, и почти все операции можно выполнить на одном станке.

5. Назначение промежуточных припусков на обработку

Припуск -- слой материала, подвергаемый снятию с заготовки при механической обработке. Припуск назначается в целях обеспечения точности действительных размеров, а также заданного качества поверхностного слоя обработанной детали.

Припуски бывают двух видов:

1. Общий - слой металла, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения готовой детали.

2. Промежуточный - слой металла, удаляемый при выполнении технологического перехода обработки резанием. Промежуточный припуск измеряется по перпендикуляру к обработанной поверхности и равен разности размеров, полученных после предшествующего и после выполняемого переходов.

Вид заготовки с припусками указан на эскизе.

Рис.4 Эскиз заготовки

6. Расчет режимов резания

Исходные данные: деталь «Полумуфта» , сталь 35. Обработка проводится на токарном станке с ЧПУ, а так же на строгальном станке. Расчетов режимов резания: подачи S и скорости вращения шпинделя V, производится табличным методом. Чтобы рассчитать частоту вращения шпинделя, воспользуемся формулой:

??=1000??/???? (6.1)

Операция 005 Токарная. Точить торец.

1. Глубина резания t = 1 мм.

2. Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,8 мм/об.

V = 150 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя.

n = 229 об/мин.

Операция 010 Токарная. Точить Ш205 на L=49мм .

1.Глубина резания t = 1,5 мм.

2.Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,8 мм/об.

V = 140 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя.

n = 217 об/мин.

Операция 015 Токарная. Точить Ш260 на L=15мм.

1.Глубина резания t = 1,5 мм.

2.Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,8 мм/об.

V = 180 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя.

n = 220 об/мин.

Операция 020 Токарная. Расточить Ш95 на L=74мм.

1. Глубина резания t= 1,1 мм.

2. Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин.

S = 0,3 мм/об.

V = 110 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя:

n =368 об/мин.

Операция 025 Токарная. Расточить Ш55 на L=107мм.

1. Глубина резания t = 1,1 мм

2. Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин.

S = 0,3 мм/об.

V = 70 м/мин.

3. Частота вращения шпинделя:

n =405 об/мин.

Операция 030 Токарная. Точить фаску 3x45°.

1. Глубина резания t = 3 мм.

2. Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,3 мм/об.

V = 70 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя.

n = 405 об/мин.

Операция 035 Токарная. Расточить Ш175 на L= 47 мм .

1. Глубина резания t = 80 мм.

2. Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,3 мм/об.

V = 150 м/мин.

3. Частота вращения шпинделя.

n =272 об/мин.

Операция 040 Токарная. Точить торец.

1. Глубина резания t = 1 мм

2. Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,8 мм/об.

V = 130 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя.

n = 338об/мин.

Операция 045 Токарная. . Точить Ш120 на L=70мм.

1. Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,8мм/об.

V = 120 м/мин.

2. Частота вращения шпинделя.

n =318 об/мин.

Операция 050 Фрезерная. Фрезеровать пазы на L=48мм.

1.Глубина t = 16 мм.

2.Назначаем подачу S мм/об и скорость резания v м/мин

S = 0,05 мм/зуб.

V = 180 м/мин.

3.Частота вращения шпинделя.

n = 928 об/мин.

Операция 055 Строгальная. Строгать шпночный паз на L=150мм.

1.Глубина сверления t = 6 мм.

2.Назначаем подачу v м/мин

V = 120 м/мин.

7. Выбор оборудования

Выбор металлорежущего станка для операции определяется методом обработки, габаритными размерами заготовки с учетом их конфигурации, определяющими точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, производства и себестоимости в соответствии с типом производства.

При выборе конкретной модели станка необходимо обязательно учитывать его технические характеристики, основными из которых размерные, скоростные и силовые.

Режущий инструмент необходимо выбирать в зависимости от метода обработки, свойств обрабатываемого материала, предусмотренной точности обработки и качества поверхности. Следует отдавать предпочтение быстродействующим автоматизированным, многоместным приспособлениям, перекрытиям основного и вспомогательного времени.

Измерительные средства применяемые в машиностроении делятся на следующие основные группы:

* калибры;

* концевые и штриховые меры длины;

* универсальные, специальные и автоматизированные средства.

Выбирая средства измерения нужно стремиться, что погрешность измерения была незначительной по сравнению с допусками измеряемого параметра изделия.

Для изготовления детали «Полумуфта» назначаем токарный станок с ЧПУ UT-200SM.

Рис.5 Общий вид токарного станка с ЧПУ UT-200SM

Рис.6 Технические характеристики

Контрольные измерения проводим с помощью штангенциркуля ADA instruments Mechanic.

Рис. 7 Цифровой штангенциркуль

Для фрезерной операции необходимо использовать поворотную голову, чтобы задать правильное направление резания.

Рис.8 Приводная головка

8. Описание режущего инструмента

При проектировании технологического процесса механической обработки необходимо стремиться к использованию стандартного режущего инструмента, который исключает дополнительные производственные затраты. В крупносерийном и массовом производствах следует применять специальный режущий инструмент, который позволяет производить одновременную обработку нескольких поверхностей или одну сложную поверхность, которая требует совмещения продольных и поперечных подач или специальных приспособлений. Применение специального режущего инструмента позволяет сократить машинное и вспомогательное время в процессе обработки на одной операции или перехода.

Для обработки детали «Полумуфта» используются режущий инструмент фирмы WALTER и фирмы Pramet .

Рис. 9 Державка резца для токарных операций 005, 010, 015, 040, 045

Рис. 10 Пластина резца для токарных операций 005, 010, 015, 040, 045

Рис.11 Державка для резца для расточки 020,025,030,035

Рис.12 Пластина для резца для расточки 020,025,030,035

Рис.13 Фреза для фрзерной операции 050

Рис. 14 Инструмент для строгальной операции 055

9. Расчет времени на механическую обработку детали

Норма времени на партию изделий Т_ПАР может быть определена по следующей формуле:

Т_ПАР = Т_ШТ *n + Т_ПЗ (8.1)

где:

Т_ПАР -время на партию изделий, мин;

n - количество изделий в партии, шт.;

Т_ШТ - штучное время,

Тпз = 24 + 3К + 1,5*Топ (8.2)

где:

Тпз - подготовительно-заключительное время, мин

К - количество инструмента.

Норма штучного времени Т_ШТ состоит из нормы основного и вспомогательного времени, времени обслуживания рабочего места и перерывов на отдых и личные надобности рабочего. В практике нормирования труда норма времени обслуживания рабочего места и перерывов на отдых и личные надобности устанавливается в процентах к нормируемым затратам оперативного времени, поэтому формула штучного времени имеет следующий общий вид:

Т_ШТ = Т₀ + Т_В + (8.3)

где:

Т_ШТ - штучное время, мин;

Т_О - основное время, мин;

Т_В - вспомогательное время, мин;

Т_ОП - оперативное время, мин;

а_об - время обслуживания рабочего места, в процентах к оперативному времени,

а_от - время отдыха, в процентах к оперативному времени.

Оперативное время определяется по формуле:

Т_ОП = Т₀ + Т_В (8.4)

где:

Т_О - основное время на обработку;

Т_В - вспомогательное время на обработку, мин.

Основное время определяется по расчетным формулам для соответствующего вида работ и по каждому технологическому переходу (Т_О1, Т_О2, …, Т_{О n}).

(8.5)

где:

n - число технологических переходов.

Расчет времени на токарную операцию:

(8.6)

где:

L - расчетная длина обработки/ход режущего инструмента (мм),

n - частота вращения шпинделя (об/мин),

S - подача режущего инструмента (мм/об),

i - число проходов

Расчет времени на сверлильную операцию:

(8.7)

где:

L - длина обработки, мм, L= l + y

l - длина обрабатываемой поверхности по чертежу детали;

y - величина врезания и перебега сверла (зенкера, развертки)

- паспортное значение подачи, мм/об.

Расчет времени на фрезерную операцию:

(8.8)

где L - расчетная длина обработки, мм;

L = l + у + D ,

где l - длина обработки по чертежу, мм;

у- врезание при фрезеровании.

Операция 005.(Токарная) = (104*1)/ (229*0,8) = 0,66 мин;

Операция 010.(Токарная) = (49*1)/ (217*0,8) = 0,27мин;

Операция 015.(Токарная) = (15*1)/ (220*0,8) = 0,09 мин;

Операция 020.(Токарная) = (74*1)/ (368*0,3) = 0,67 мин;

Операция 025.(Токарная) = (107*1)/ (405*0,3) = 0,88 мин;

Операция 030.(Токарная) = (3*1)/ (405*0,3) = 0,024 мин;

Операция 035.(Токарная) = (47*1)/ (272*0,3) = 0,057 мин;

Операция 040.(Токарная) = (28*1)/ (338*0,8) = 0,2 мин;

Операция 045.(Токарая) = (70*1)/ (318*0,8) = 0,27 мин;

Операция 050.(Фрезерная) = (48*8)/ (968*0,05) = 7,92 мин;

Операция 055.(Строгальная) = (150*10)/ (1,2) = 12,5 мин;

Вспомогательное время определяется по формуле:

Т_В = (t_УСТ+t_ПЕР+t'_ПЕР+t_ИЗМ)·Kt_В, мин (8.9)

где:

t_уст - время на установку и снятие детали, дано по видам приспособлений вне зависимости от типов станков, мин;

t_пер - время, связанное с переходом, дано по типам станков, мин;

t'_пер - время, не вошедшее в комплекс времени, связанного с переходом, мин;

t_изм - время на контрольные измерения после окончания обработки поверхности.

Время на контрольные измерения включается только в тех случаях, когда оно не перекрыто основным временем или не вошло в комплекс времени, связанного с переходом, мин;

Kt_в - поправочный коэффициент на вспомогательное время, мин.

Для оборудования, рассчитанного на выполнение однопереходных работ с постоянными режимами в одной операции (станки многорезцовые, гидрокопировальные, зубообрабатывающие, протяжные, резьбообрабатывающие) вспомогательное время Т_В дано на операцию, включая время на установку и снятие заготовки.

То = 23,541 мин.

Тв = (0,7+0,1*12+0,35)*0,94=2,115 мин.

Топ = То + Тв = 23,541+2,115 = 25,656 мин.

Тшт = Топ*(1+ = 25,656 *(1+6/100+2,5/100) = 27,836 мин.

Тпз = 24 + 3К + 1,5*Топ = 24+3*7+1,5*25,656= 83,48 мин.

Тпар = Тшт*n + Тп-з = 27,836*1500+ 83,48 = 41837,48 мин.

Норма штучно - калькуляционного времени рассчитывается по формуле:

Тш-к = Тшт + (Тп-з/n) = 27,836 +(83,48 /1500) = 27,9 мин.

Заключение: для детали «Полумуфта» был разработан технологический процесс изготовления, рассчитан и выбран выгодный метод изготовления заготовки, назначены припуски и режимы резания, так же рассчитаны временные затраты. Инструмент и оснастка подобраны согласно технологическому процессу.



Приложение 1



Приложение 2



Список литературы

1. Краткий справочник технолога-машиностроителя П.П. Серебреницкий, 2007.

2. Дальский А. М., Косиловой А. Г., Суслова А. Г., Справочник технолога - машиностроителя, Москва, 2003 г.

3. Мурашкин С. Л., Жуков Э. Л., Розовский Б. Я., Технология машиностроения, Москва, 2003 г.

4. Якушевич Г. Б., Технология машиностроителя, Гродно, 2010 г.

5. Каталог режущего инструмента и технологической оснастки «Walter», 2012/2014 г.

6. Каталог режущего инструмента «Pramet», 2016 г.

Размещено на Allbest.ru

...