Проектирование технологических процессов в машиностроении является важной задачей в данной области. Эта задача достаточная трудоемка, требует больших материальных, интеллектуальных затрат для внедрения технологического процесса при организации нового производства. Правильное и быстрое решение поставленной задачи может осуществляться исходя из богатого опыта и навыков проектирования технологом процессов изготовления деталей в машиностроении.

Цель проекта - спроектировать единичный технологический процесс изготовления детали, освоить основные этапы проектирования технологического процесса в условиях единичного производства. Необходимо также в дальнейшем оценить технологическую, экономическую целесообразность данного технологического процесса изготовления детали; предложить пути изменения технологического процесса для повышения эффективности изготовления, уменьшения себестоимости изделия.

1. Описание типа производства

3. Метод получения и расчет заготовки

Проектирование исходной заготовки.Одно из основных направлений современной технологии машиностроения - совершенствование заготовительных процессов с целью снижения припусков на механическую обработку, ограничения ее операциями окончательной обработки, а в ряде случаев полное исключение, то есть обеспечение малоотходной или безотходной технологии.

Метод получения заготовок в значительной мере определяется размерами программного задания и техническими возможностями заготовительных цехов предприятия или возможностями получения прогрессивных заготовок от специализированных предприятий, материалом детали, назначением и техническими требованиями на изготовление формой поверхности и размерами.

Выбор метода выполнения заготовки существенно зависит от времени подготовки технологической оснастки (изготовление штампов, моделей, пресс-форм, и т.д.), наличие соответствующего технологического оборудования и желаемой степени автоматизации процесса. Однако дополнительные затраты на оснащение заготовительных цехов окупаются только при достаточных размерах программного задания.

На заготовительных операциях заготовку приводят к форме и состоянию наиболее удобной для дальнейшей обработки: механической, термической, гальванической или другим видам обработки, связанной с получением готовой детали. Форма и размеры заготовки должны быть максимально приближены к форме и размерам готовой детали.

Расчет припуска (для поверхности Ш10е11). Минимальный промежуточный припуск Zmin - разность наименьшего предельного размера до обработки и наибольшего предельного размера после обработки.

Деталь «Уголок» единичного производства изготавливается прокатом. Длина заготовки L = 14 мм. Рассчитаем припуск для наружной цилиндрической поверхности Ш10мм, шероховатость которой Ra = 5 мкм.

,

где - шероховатость на предшествующем переходе;

- глубина дефектного слоя;

- отклонение поверхностей заготовки;

- погрешность установки или базирования.

Шероховатость и глубину дефектного слоя выбираем исходя из диаметра получаемой детали и точности прокатки. В данном случае диаметр детали равному 10 мм при обычной точности прокатки и

Отклонение поверхностей заготовки выбираем исходя из характеристики проката и длины проката. Без правки при обычной точности прокатки и длиной заготовки 14 мм, кривизна профиля сортового проката на 0,001 мм будет 1 мкм, тогда в данном случае .

Погрешность установки или базирования выбирается по ГОСТ 1535-91 (прутки медные). Для номинального диаметра заготовки 10 мм и повышенной точности прокатки, предельные отклонения, мм: . Исходя из этих значений, рассчитывается , суммируя отклонения по модулю, и оно равно 0,055 мм.

мкм.

Выбираем диаметр прутка исходя из полученного минимального припуска на диаметре заготовки, прибавив к диаметру детали удвоенное значение припуска: 10 + 2 · 0,283 = 10,566 мм. Исходя из полученного значения, выбираем по ГОСТ 1535-91 ближайшее меньшее значение, в данном случае это 11 мм.

Теперь можно определить количество черновых и чистовых проходов.

При диаметре заготовки 11 мм нужно получить диаметр детали 10 мм, следовательно, нужно выполнить черновой проход, срезав 0,35 мм, тогда чистовой будет составлять 0,15 мм.

4. Выбор баз и порядка обработки детали

Базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. При механической обработке базированием принято считать придание заготовке требуемого положения относительно элементов станка, определяющих траекторию движения подачи обрабатывающего инструмента.

В общем случае базой называется поверхность, линия или точка детали, по отношению к которой ориентируются другие детали изделия или другие поверхности данной заготовки при их конструировании, сборке, механической обработке или измерении.

Конструкторская база - это база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Измерительная база - поверхность, линия или точка, от которой производится отсчет выполняемых размеров при обработке или измерении заготовок, а также при проверке взаимного расположения поверхностей детали или элементов изделия.

Технологическая база - база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта. Технологической базой, используемой при обработке заготовок на станках, называется поверхность, линия или точка заготовки, относительно которой ориентируются ее поверхности, обрабатываемые на данном установе.

Технологические базы подразделяются на контактные, настроечные и проверочные.

Контактные базы - базы, непосредственно соприкасающиеся установочными поверхностями приспособления или станка.

Настроечная база - поверхность заготовки, по отношению к которой ориентируются обрабатываемые поверхности, связанная с ними непосредственными размерами и образуемая при одном установе с рассматриваемыми поверхностями заготовки.

Проверочная база - поверхность, линия или точка заготовки ил детали, по отношению к которой производится выверка положения заготовки на станке или установка режущего инструмента при обработке заготовки, а также выверка положения других деталей или сборочных единиц при сборке изделия.

Для полного исключения подвижности твердого тела в пространстве необходимо лишить его шести степеней свободы. В реальных условиях базирования заготовок в приспособлении необходимо и достаточно создать в нем шесть опорных точек, расположенных определенным образом относительно базовых поверхностей заготовки.

Назначение технологических баз является одним из наиболее сложных разделов проектирования технологических процессов, так как от правильности выбора их зависят: точность выполнения линейных размеров; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; сложность конструкции приспособлений, режущих и измерительных инструментов.

При выборе баз руководствуются двумя принципами:

1) совмещения (единства) баз;

2) постоянства баз.

Для точной обработки заготовки в качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами. При совмещении баз обработка заготовок осуществляется с использованием всего поля допуска на размер, предусмотренного конструктором. Если технологическая база не совпадает с конструкторской и измерительной, то это приводит к ужесточению допусков на размеры, выдерживаемые при обработке заготовок, к удорожанию процесса обработки и снижению его производительности.

Принцип постоянства баз заключается в том, что при разработке технологического процесса необходимо стремиться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без особой необходимости ее смены. Смена технологической базы увеличивает погрешности взаимного расположения поверхностей.

Установление конструкторских и технологических баз. Схема базирования и закрепления, технологические базы, опорные и зажимные устройства приспособления должны обеспечивать определенное положение заготовки относительно режущих инструментов, надежность ее закрепления и неизменность базирования в течение всего процесса обработки при данной установке. Поверхности заготовки, принятые в качестве баз, и их относительное расположение должны быть такими, чтобы можно было использовать наиболее простую и надежную конструкцию приспособления, удобства установки, закрепления, открепления и снятия заготовки, возможность приложения в нужных местах сил зажима и подвода режущих инструментов.

Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработки определенного положения относительно деталей станка или приспособления. Для этого необходимо исключить возможность трех прямолинейных движений заготовки в направлении выбранных координатных осей и трех вращательных движений вокруг этих осей. Для определения положения жесткой заготовки необходимо наличие шести опорных точек. Для их размещение требуется три координатных поверхности.

Для выбора технологических баз при сверлении отверстия необходимо воспользоваться схемой базирования детали, представленной на рисунке 2.

Установление технологического маршрута последовательности обработки. В качестве заготовки принимаем пруток.

Операции будут проходить на токарном станке - подрезание торца изделия (поверхность 1).

Точение наружной цилиндрической поверхности 2.

Точение поверхности 3.

Сверление несквозного отверстия 4 диаметром 4 мм.

Отрезание детали в размер.

Подрезание противоположного торца изделия(поверхность 5).

Точение фаски 6 (1Ч45?).

Базировать деталь в кондукторе.

Сверлить несквозное отверстие 7 диаметром 6 мм.

Рисунок 2 - Нумерация позиций детали «Уголок»

Таблица 1 - Маршрут обработки

5. Выбор оборудования

Выбор групп, типов и моделей оборудования рассматривается на различных стадиях технологической подготовки производства. Выбор группы оборудования производится при назначении метода обработки поверхности, обеспечивающего выполнение технических требований к ней. Затем при разработке технологического маршрута обработки производится выбор конкретной модели станка на основании минимума приведенных затрат на рабочем месте.

Для выполнения расчетов по приведенной методике необходимо располагать данными о цене, габаритах, мощности и производительности станка, т.е. уже на этом этапе проектирования технологического процесса должна быть выбрана конкретная модель станка. Таким образом, для операций, принятых на основании сравнения приведенных затрат на рабочем месте, вопрос о выборе оборудования решается уже на стадии составления маршрута механической обработки.

В данном курсовом проекте выбор оборудования будет производиться выбор оборудования на основании имеющихся типовых решений, рекоме6ндуемых справочной литературой.

Выбор модели станка определяется, прежде всего, возможностью изготовления на нем деталей необходимых размеров и формы, качества ее поверхности. Если эти требования можно обеспечить обработкой на различных станках, определенную модель станка выбирают исходя из следующих соображений:

1) соответствия его основных размеров габаритам обрабатываемых деталей, устанавливаемых по принятой схеме обработки;

2) производительности - заданному масштабу производства;

3) возможностью работы на оптимальных режимах резания;

4) соответствия станка требуемой мощности при обработке;

5) возможности механизации и автоматизации выполняемой обработки;

6) обеспечения наименьшей себестоимости обработки.

В условиях массового производства нужно стремиться к тому, чтобы на одной операции было занято не более одного - двух станков.

На основании вышеуказанных соображений выбраны станки:

Для токарной операции:

Токарно-винторезный станок 16В20.

Для операции сверления:

Кондуктор и настольный вертикально-сверлильный станок 2М112.

6. Выбор приспособления