Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Автотракторный факультет

Кафедра " Техническая эксплуатация автомобилей"

Контрольная работа

по дисциплине" Технология автомобилестроения "

Разработать технологический процесс обработки рабочей поверхности пальца рулевой тяги

Исполнитель: студент АТФ, 2 курс

группа 10109116

Дубинин М.Г.

Руководитель: Протасевич В.А.

Минск 2019



Содержание

Введение

1. Анализ технологичности конструкции детали

2. Определение типа производства

3. Выбор и обоснование способа получения заготовки

4. Обоснование выбора технологического маршрута и составление маршрутной технологии технологического процесса изготовления детали

5. Разработка технологического процесса обработки поверхности детали

6. Определение необходимого количества оборудования и оснастки

Список литературы

Введение

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция - машины различного назначения - поставляются во все отрасли промышленности. Машиностроение 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 ее качеству, более частой сменяемостью моделей машин и приборов, позволяющей непрерывно совершенствовать их конструкцию.

Отсюда возникает необходимость организации гибкого переналаживаемого производства, внедрение 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 науки, как «Технология машиностроения».

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



1. Анализ технологичности конструкции детали

Палец рулевой тяги (рисунок 1.1) предназначен для осуществления поворота переднего колеса грузового автомобиля МАЗ-550С3. Палец установлен в шаровой опоре по сфере Ш45, крепление пальца к рулевой тяге производится гайкой, установленной на поверхности М24х1,5.

Рисунок 1.1 - Чертеж детали «Палец рулевой тяги»

Материал детали - сталь 20 ГОСТ 1050-88. В процессе работы деталь испытывает переменные циклические нагрузки от сателлитов, для повышения прочности и долговечности поверхности крестовины упрочняются цементацией.

Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назначения при обеспечении установленных значений показателей качества и принятых условий изготовления, эксплуатации и ремонта.

Анализ конструкции на технологичность представляет собой комплекс мероприятий по обеспечению необходимого уровня технологичности конструкции по установленным показателям, направлена на повышение производительности труда, снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при обеспечении необходимого его качества. Виды и показатели технологичности приведены в ГОСТ 18831-73, а правила отработки конструкции изделия и перечень обязательных показателей технологичности в ГОСТ 14.201-73. Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя и допускается на всех стадиях проектирования как предварительная. Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается числовым показателем и рациональна в том случае, если эти показатели существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

При механической обработки детали сохраняется принцип постоянства и совмещения конструкторских, технологических и измерительных баз.

Конструкция детали допускает обработку поверхностей на проход. Деталь не содержит плоскостей под тупыми углами. Деталь жесткая, т.к. отношение длины к ее толщине меньше 10 (L/S=120/28=4,3<10). Деталь не содержит резьбовых отверстий меньше М5.

Маршрут обработки детали составлен таким образом, чтобы позволить обеспечить выполнение требований по точности и качеству поверхности, заданных чертежом детали.

В процессе обработки необходимо использовать инструмент, оснащенный пластинами из твердого сплава, что позволит повысить режимы резания.

С точки зрения механической обработки деталь технологична, т.к. все поверхности легкодоступны для механической обработки, используются универсальные приспособления.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что деталь технологична.



2. Определение типа производства

Тип производства в соответствии с ГОСТ 3.1108 - 74 характеризуется коэффициентом закрепления операций, который показывает число различных операций, закрепленных в среднем по цеху (участку) за каждым рабочим местом в течение месяца [1,с 20].

При отсутствии базового технологического процесса тип производства предварительно можно определить по годовому выпуску и массе деталей, пользуясь таблицей 2.1.

Таблица 2.1 Выбор типа производства по годовому выпуску и массе деталей

Серийность производства	Количество деталей в партии (серии)
	крупных, 50 кг и более	средних, 8 … 50 кг	мелких, до 5 кг
Мелкосерийное	5 …10	5 … 25	10 … 50
Среднесерийное	11 … 50	26 … 200	51 … 500
Крупносерийное	Свыше 50	Свыше 200	Свыше 500

При массе детали 1 килограмм и годовой программе выпуска 500 штук, тип производства является среднесерийным.

3. Выбор и обоснование способа получения заготовки

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

На выбор метода получения заготовки оказывают влияние материал детали, её назначение и технические требования на изготовление, объём и серийность выпуска, форма поверхностей и размеры детали.

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

Оптимальный метод получения заготовки определяется на основании всестороннего анализа названных факторов и технико-экономического расчета технологической себестоимости детали.

Деталь изготавливается из стали 20 ГОСТ 1050-88, данная марка материала обладает хорошими физико-механическими свойствами.

Исходя из габаритов и конфигурации детали, заготовку получаем штамповкой на ГКМ. Заготовку для данной детали можно также получить из круглого проката Ш50 мм, однако появляется необходимость дополнительных операций, которые сводят конфигурацию заготовки к форме детали.

Проведем сравнение обоих вариантов.

Масса готовой детали q=1 кг.

Коэффициент использования материала по ГОСТ 7505-85 для штамповки на ГКМ КИМ = 0,75.

Масса заготовки, полученной штамповкой,

Для изготовления заготовки из листового проката необходимо использовать круг Ш50 мм длиной 125 мм.

Масса листа

Себестоимость заготовок, получаемых штамповкой, определяется по формуле [1, c.42]:



где S - базовая стоимость 1 кг заготовок, S = 3,0 руб. [1, c.42];

Q - масса заготовки, кг;

q - масса готовой детали, кг;

kт, kс, kв, kм, kп - коэффициенты, зависящие соответственно от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок [1, c.42];

S0TX - стоимость 1 т отходов, Sqtx = 0,16 руб. [1, c.41, табл.3.8]

Себестоимость изготовления заготовки, полученной штамповкой,

Себестоимость заготовки из проката [1, c.40]:

Годовой экономический эффект от использования штамповки

Таким образом, в качестве способа получения заготовки принимаем штамповку на ГКМ.



4. Обоснование выбора технологического маршрута и составление маршрутной технологии технологического процесса изготовления детали

Выберем поверхность .

Коэффициенты, учитывающие размеры,

Шероховатость поверхности Ra0,63 мкм.

Согласно [2, с.39-40, таблица П2] для закаленной стальной детали из поковки возможны маршруты обработки, приведенные в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Выбор маршрута обработки поверхности

Маршрут 1
Технологические операции или переходы	Коэффициент трудоемкости
Точение черновое	1,0
Точение чистовое	0,8
Термообработка	-
Шлифование чистовое	1,2
Шероховатость	Ra 0,32-1,25
Маршрут 2
Технологические операции или переходы	Коэффициент трудоемкости
Точение черновое	1,0
Шлифование предварительное	0,9
Термообработка	-
Шлифование чистовое	1,2
Шероховатость	0,08-0,32
Маршрут 3
Точение черновое	1,0
Шлифование предварительное	0,9
Термообработка	-
Шлифование точное	2,0
Шероховатость	0,02-0,08

трудоемкость второго варианта меньше трудоемкости остальных, то принимаем маршрут №2. Как показывает таблица 4.1, другие маршруты обладают высокой трудоемкостью по сравнению с маршрутом №2, поэтому остальные варианты обработки поверхности не рассматриваем.

Соосность относительно базы при обработке в патроне

К=0,05К=0,05Ч1,112=0,056.

5. Разработка технологического процесса обработки поверхности детали

Назначаем припуски на наружную поверхность .

Промежуточные припуски на технологические переходы назначаем в порядке, обратном ходу технологического процесса обработки поверхности заготовки, т.е. от размера готовой детали к размеру заготовки путем последовательного прибавления к наименьшему предельному размеру готовой поверхности детали промежуточных припусков при обработке наружной поверхности. Размеры промежуточного припуска на каждом последующем переходе меньше, чем на предыдущем, поскольку повышается точность и уменьшается шероховатость обрабатываемой поверхности.

Производим расчёт межоперационных припусков для наружной цилиндрической поверхности .

Расчетная формула для определения припуска для i - перехода [1, c.89, табл.3.35]:

где Rzi-1 - высота шероховатостей предшествующего перехода [1, c.90, табл.3.36], [1, c.91, табл.3.38];

hi-1 - глубина дефектного слоя, мкм [1, c.90, табл.3.36], [1, c.91, табл.3.38];

i-1 - пространственная погрешность;

УСТ - погрешность установки.

Пользуясь рабочим чертежом детали, запишем в таблицу 5.1 значения Rz, T, с, е для каждого перехода.

Суммарное значение пространственных отклонений поверхности находим по формуле [1, c.92, табл.3.39]:

,

где - кривизна поверхности, мкм [1, c.95, табл.3.40],

L - диаметр обрабатываемой детали,

Пространственная погрешность по переходам [1, c.97]:

Точение черновое

Шлифование предварительное

Шлифование чистовое

Погрешность установки при обработке в токарном трехкулачковом патроне , при обработке в токарном самоцентрирующем патроне [1, c.103, табл.3.47].

Определяем расчётные размеры.

Значения допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.

Расчетный размер определяем по формуле [1, c.109]:

,

где dp i-1 - расчетный размер на предшествующем переходе, мм;

dpi - расчетный размер на выполняемом переходе, мм.

Предельные размеры на выполняемом переходе определяем по формулам для наружных поверхностей [1, c.109]:



,

где Tdi - допуск размера на выполняемом переходе, мм.

Предельные значения припусков определяем по формулам [1, c.109]:

Таблица 5.1 - Сводная таблица расчёта припусков наружной цилиндрической поверхности

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска, мкм	Расчётный припуск 2Zmin	Расчетный размер dр, мм	Допуск Тd, мкм	Предель-ный размер, мм	Предельные значения припусков, мкм
	Rz	T		уст				dmin	dmax
Заготовка	150	250	240	-	-	29,88	520	29,88	30,40	-	-
Точение черновое	50	50	16	80	1344	28,536	210	28,536	28,746	1344	1654
Шлифование предварительное	10	20	10	80	362	28,174	52	28,174	28,226	362	520
Шлифование чистовое	5	15	5	65	190	27,984	16	27,984	28,000	190	226

Определяем общий минимальный и максимальный припуск по формулам [1, c.109]:



, ,

где m - число переходов.

2400 мкм; 1896 мкм

Правильность расчета определяется выражением [1, c.109]:

,

где TdЗ - допуск размера заготовки,

TdД - допуск размера детали.

520-16 мкм = 2400-1896 мкм,

504 мкм = 504 мкм.

Технологический процесс механической обработки поверхности состоит из следующих операций:

Операция Токарная с ЧПУ

Станок модели 1П426ДФ3

Точение поверхности до

Цементация, отпуск

Операция Круглошлифовальная

Станок модели 3М152

Шлифование поверхности предварительное до

Шлифование поверхности окончательное до

Принятую в данном варианте технологического процесса общую последовательность обработки следует считать логически целесообразной, так как при этом соблюдаются принципы постепенности формирования свойств обрабатываемой детали. Метод получения заготовки соответствует принятому типу производства.

Для анализа применяемого для обработки заданной детали оборудования составляем таблицу 5.2, используя рекомендации [3, c.42-43].

Таблица 5.2 - Технологические возможности применяемого оборудования

№ п.п.	Модель станка	Предельные размеры обрабатываемой заготовки	Квалитет обработки	Параметр шероховатости поверхности Rа, мкм
		Диаметр (ширина), d(b), мм.	Длина, l,мм.	Высота, h, мм.
1	1П426ДФ3	450	600	-	12…7	20…0,8
2	3М152	375	540	-	8…5	5…0,8

Анализ приведенных в них сведений показывает, что станки, используемые на операциях техпроцесса, по габаритным размерам обрабатываемой заготовки, достигаемой точности и шероховатости поверхностей соответствуют требуемым условиям обработки заданной детали.

Для оценки установочно-зажимных приспособлений составляем таблицу 5.3 [3, c.44-46].

Таблица 5.3 - Характеристика установочно-зажимных приспособлений

№ п.п.	Наименование приспособления	Вид приспособления	Привод приспособления	Количество приспособлений на станке	Время на установку и снятие заготовки, мин.*
1	Патрон трехкулачковый	УНП	пневм.	1	0,15
2	Поводок	УНП	гидр.	1	0,1

Таблица 5.3 показывает, что в технологическом процессе применяются универсальные наладочные приспособления. Конструкции приспособлений обеспечивают надежность фиксации.

Для анализа режущих инструментов, применяемых в техпроцессе, составляем таблицу 5.4 [3, c.46-47].

Таблица 5.4 - Режущие инструменты

№ п/п	Наименование инструмента	Вид инструмента	Материал режущей части	Стойкость, мин.	СОЖ
1	Резец подрезной	Ст. Сп.	Т15К6 Т15К6	30 40	ЭМ
2	Круг шлифовальный	Ст.	корунд	15	ЭМ

Как видно из таблицы 5.4, в технологическом процессе применяется стандартный режущий инструмент, что ускоряет технологическую подготовку производства и уменьшает затраты на него. Обработка ведется с применением СОЖ, что позволяет вести ее с высокими скоростями резания и сохранять оптимальные периоды стойкости инструмента.

Для оценки средств технического контроля составим таблицу 5.5 [3, c.48-49].

Таблица 5.5 - Средства технического контроля

№ п.п.	Наименование инструмента	Вид инструмента	Точность измерения, мм.	Допуск измеряемого размера, мм.	Время на измерение, мин
1	Штангенциркуль ШЦ1-125-0,05	Станд	0,05	0,1	0,15
2	Микрометр МК100-1	Станд.	0,005	0,013	0,15

Производим расчет режимов резания для операции Токарная с ЧПУ.

Переход 1. Точить наружную поверхность Ш29-0,21 мм.

Вид обработки - точение черновое; диаметр заготовки 34 мм; длина обработки 38 мм; параметр шероховатости Ra6,3 мкм; тип заготовки - прокат; марка обрабатываемого материала - сталь 20; ув= 550 МПа.

Определяем глубину резания по эскизу обработки:

t = (D-d)/2 =(34-29)/2 =2,5 мм

Выбираем подачу при черновом точении по табл.11, с.266 [4] S=0,5 мм/об.

Определяем скорость резания.

Скорость при точении и обтачивании рассчитывается по формуле [4, c.265]:

где Сх- коэффициент;

Т- период стойкости инструмента, мин;

t- глубина резания, мм;

s- подача, мм/об;

m,x,y- показатели степени;

Кх- поправочный коэффициент, находится по формуле [4, c.261]:

КV=КмV·КпV·КиV;

где КмV- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала;

КпV- коэффициент, отображающий состояние поверхности заготовки;

КиV- коэффициент, учитывающий качество материала инструмента;

Т.к. обработка углеродистой стали производится резцами из твердого сплава, то

КпV=0,9 - заготовка из проката [4, табл.5, с.262],

КиV=1 - обрабатываемая сталь конструкционная [4, табл.6, с.262],

КV=1,36·0,9·1 = 1,227

СV=350; х=0,15; y=0,35; m=0,20. [4, табл.17, с.270]

При одноинструментальной обработке значение стойкости инструмента

Т =30-60 мин [8, с.268].

Принимаем Т=30 мин.

м/мин.



Определяем частоту вращения шпинделя

Токарный станок с ЧПУ модели 1П426ДФ3 имеет бесступенчатое регулирование частот вращения шпинделя, поэтому принимаем окончательно n=2267 мин-1.

Основное время обработки

,

где i-число проходов;

z - длина обработки с учётом подвода и перебега.

z=L рез+y+Lдоп = 38+5+0=43 мм i=1,

Производим расчет режимов резания для операции Круглошлифовальная.

Переход 1. Шлифовать поверхность Ш28,5-0,052 предварительно.

По таблице 55 [4, c.301] выбираем следующие режимы резания:

Скорость заготовки vз=20 м/мин, скорость круга v=30 м/с, глубина резания и радиальная подача равны t=0,01 мм, s=0,01 мм/об.

Продольная подача

где В=80 мм - ширина шлифовального круга.

Частота вращения круга

Станок модели 3М152 имеет бесступенчатое регулирование частот вращения шпинделя, поэтому принимаем окончательно n=764 м/мин.

Частота вращения детали

Основное время обработки

,

где i-число проходов;

z - длина обработки, врезном шлифовании равна припуску на сторону обработки:

z=(D-d)/2 = (29-28,5)/2 = 0,25 мм i=1,

Переход 2. Шлифовать поверхность Ш28 окончательно.

По таблице 55 [4, c.301] выбираем следующие режимы резания:

Скорость заготовки vз=30 м/мин, скорость круга v=30 м/с, глубина резания и радиальная подача равны t=0,005 мм, s=0,005 мм/об.

Продольная подача



Частота вращения круга

Станок модели 3М152 имеет бесступенчатое регулирование частот вращения шпинделя, поэтому принимаем окончательно n=764 м/мин.

Частота вращения детали

Основное время обработки

,

где i-число проходов;

z - длина обработки, врезном шлифовании равна припуску на сторону обработки:

z=(D-d)/2 = (28,5-28)/2 = 0,25 мм i=4,

Общее время на операции



Определяем норму штучного времени для операции Токарная с ЧПУ:

Тшк.= То + Тв. + Тоб..+ Тот

где То - основное время, То = 0,03 мин;

Тв - вспомогательное время;

Тоб - время на обслуживание рабочего места;

Тот - время перерывов на отдых и личные надобности.

Тв. = (Тус + Тзо + Туп + Тиз)·к,

где Тус - время на установку и снятие детали [6, лист 1, карта 2];

Тзо - время на закрепление и открепление детали [6, лист 1, карта 33];

Туп - время на приемы управления станком [6, лист 1, карта 35];

Тиз - время на измерение детали [6, лист 2, карта 43];

к - коэффициент, учитывающий увеличение норм времени в единичном производстве к = 1,5;

Тус = 0,1 мин.,

Тзо = 0,1 мин.,

Туп =0,1 мин.,

Тиз = 0,2 мин.

Тв. = (0,1 + 0,1 + 0,1 + 0,2)·1 = 0,5 мин.

Топ = То + Тв;

Топ - оперативное время, мин;

Топ = 0,03 + 0,5 = 0,53 мин.;

Тоб.. = Поб..• Топ./100%;

где Поб.от. - затраты времени на обслуживание рабочего места в процентах к оперативному, Поб.от. = 7%.

Тогда

Тот. = Пот.•Топ./100%,

Тшт. = 0,53 + 0,04 + 0,04 = 0,61 мин.

Определяем норму штучного времени для операции Круглошлифовальная:

Тшк.= То + Тв. + Тоб..+ Тот

где То - основное время, То = 0,39 мин;

Тв - вспомогательное время;

Тоб - время на обслуживание рабочего места;

Тот - время перерывов на отдых и личные надобности.

Тв. = (Тус + Тзо + Туп + Тиз)·к,

где Тус - время на установку и снятие детали [6, лист 1, карта 2];

Тзо - время на закрепление и открепление детали [6, лист 1, карта 33];

Туп - время на приемы управления станком [6, лист 1, карта 35];

Тиз - время на измерение детали [6, лист 2, карта 43];

к - коэффициент, учитывающий увеличение норм времени в единичном производстве к = 1,5;

Тус = 0,1 мин.,

Тзо = 0,1 мин.,

Туп =0,1 мин.,

Тиз = 0,2 мин.

Тв. = (0,1 + 0,1 + 0,1 + 0,2)·1 = 0,5 мин.

Топ = То + Тв;

Топ - оперативное время, мин;

Топ = 0,39 + 0,5 = 0,89 мин.;

Тоб.. = Поб..• Топ./100%;

где Поб.от. - затраты времени на обслуживание рабочего места в процентах к оперативному, Поб.от. = 7%.

Тогда

Тот. = Пот.•Топ./100%,

Тшт. = 0,89 + 0,06 + 0,06 = 1,01 мин.

6. Определение необходимого количества оборудования и оснастки

Количество металлорежущих станков, стендов, установок и другого оборудования определяется по формуле:

где Хi - количество оборудования i -го наименования, шт;

Тшт кi -норма времени на выполнение i-ой операции, мин;

?з.н. - нормативный коэффициент загрузки оборудовании, для серийного производства ?з.н. = 0,75…0,85, принимаем ?з.н = 0,85 .

;

Фд.о. = Фн.о. Ч Qo;

;

где N - производственная программа;

Фд.о. - действительный годовой фонд работы оборудования;

Фн.о. - номинальный годовой фонд времени работы оборудования;

dв - количество выходных дней в году, dв = 106;

dп - количество праздничных дней в году, dп = 9;

tсм - средняя продолжительность рабочей смены, ч, tсм = 8;

nп - количество праздников в году, nп = 9;

tск - сокращение длительности смены в праздничые дни,ч, tск = 1;

у -количество смен работы, у = 1,

Qо - коэффициент использования оборудования, Qо = 0,97.

;

Фд.о. = 1991 Ч 0,97 = 1931,27 ч;

Для операции Токарная с ЧПУ.

принимаем

Для операции Круглошлифовальная.



принимаем

Производим выбор технологической оснастки на операциях.

На токарной операции используем токарный трехкулачковый самоцентрирующийся патрон. На руглошлифовальной операции применяем центры, для передачи вращения используется поводок.

заготовка технологический деталь оснастка



Список литературы

1. Технология машиностроения. Курсовое проектирование: учеб. пособие/ М. М. Кане [и др.]; под ред. М. М. Кане, В. К. Шелега. - Минск: Вышэйшая школа, 2013. - 311 с.

2. Технология производства и ремонта автомобилей: учебно-методическое пособие/А.С. Савич, В.С. Ивашко, К.В. Буйкус.- Минск:БНТУ,2011.-70 с.

3. Бабук, В.В. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении / В.В. Бабук [и др.]. Минск, 1987.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т.2/Под Ред. А.Г.Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М. ; Машиностроение, 1986. - 496 с.

5. Технология производства и ремонта автомобилей: учебник/ В.К. Ярошевич ,А.С.Савич, В.П. Иванов.- Минск: Адукацыя i выхаванне,2011.- 592 с.:ил.

6. Режимы резания металлов. Справочник. Под ред. Ю.В. Барановского. - М. Машиностроение, 1972. - 406 с.

Размещено на Allbest.ru

...