Проектирование технологического процесса обработки детали "Седло клапана"

1

6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Пояснительная записка курсового проекта содержит 57 листов, 8 рисунков, 8 таблиц. Тема проекта: «Проектирование технологического процесса обработки детали: «Седло клапана». Деталь «Седло клапана» является одной из деталей входящих в узел аварийной заслонки. Изготавливается из литейного титанового сплава ВТ5Л. Целью курсового проекта является усовершенствование заводского варианта технологического процесса при заданном типе производства.

Усовершенствование технологического процесса происходит за счет:

1. Объединения нескольких механических операций в одну.

1.1 Операцию 33 - вертикально-сверлильную, операцию 37 - вертикально-фрезерную, в операцию 35 - фрезерную с ЧПУ (рис.6,с.33).

Обработка производится на вертикально-сверлильном станке с ЧПУ мод 6Р13РФ3.

Объединение операций стало возможно благодаря расширенным технологическим возможностям станка. Станок имеет шести позиционную револьверную головку, что позволяет произвести обработку детали без переустановок и экономит время на смену инструмента; бесступенчатое регулирование величины подачи, позволяет применять оптимальные режимы резания. Контурная система ЧПУ «Н33-2М» позволяет с большой точностью обрабатывать сложные криволинейные поверхности, отпадает необходимость в изготовлении сложных и точных копиров.

Экономия операционного времени на изготовление партии деталей 10000 шт.: 250 час. Экономия времени производится главным образом за счет уменьшения вспомогательного времени, особенно времени на установку, так как производится обработка наибольшего количества поверхностей за один установ.



Содержание

Введение

1 Общий раздел

1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали

1.2 Анализ детали на технологичность

2 Технологический раздел

2.1 Характеристика серийного типа производства

2.2 Выбор и обоснование метода получения заготовки

2.3 Определение припусков на операционные размеры аналитическим и табличным методом

2.4 Определение размеров заготовки

2.5 Выбор и обоснование технологических баз

2.6 Разработка и сравнение маршрутов обработки заводского и проектного процессов

2.7 Разработка технологических операций, отличных от заводских

2.8 Расчет и назначение режимов резания на операции ТП аналитическим и табличным методом

2.9 Нормирование операций технологического процесса

2.10 Описание и расчет режущего инструмента

2.11 Описание рабочего или контрольного устройства

2.12 Технико-экономическое сравнение вариантов обработки детали

2.13 Организация охраны труда и противопожарной безопасности



Введение

аварийная заслонка деталь седло клапан

В курсовом проекте по изготовлению детали “Седло клапана” проектируется технологический процесс обработки в условиях серийного производства. Целью проектирования является внедрение более совершенного оборудования, методов технико-экономического анализа, поиск путей производительности труда и качества изготовляемой продукции.

Технология машиностроения - это наука, которая изучает и устанавливает закономерности протекания процессов обработки и параметры, влияние на которые наиболее эффективно сказывается на интенсификации процессов и повышении их точности.

Основными задачами технологии машиностроения является:

- эффективность использования оборудования по времени в течение рабочих смен;

- внедрение безотходной технологии для полного использования сырья, энергии, топлива и повышения производительности;

- переход от прерывистых технологических процессов к непрерывным (автоматизированным) процессам;

- создание гибких переналаживаемых производственных систем.

Всё это помогает повысить технико-экономическую эффективность производства, уменьшает расход материала, затраты на инструмент, увеличивает количество и повышает качество продукции, изменяет себестоимость, увеличивает уровень производства и производительности процесса.

Производственные процессы делятся на поточные и не поточные.

Поточный производственный процесс - заготовки, детали или собираемые изделия в процессе их производства находящиеся в движении, причем, это движение осуществляется с постоянным тактом.

Не поточное производство - производство, при котором полуфабрикат в процессе его изготовления находится в движении с различной продолжительностью операций.

Движение заготовок (изделий) в процессе производства может осуществляться поштучно или партиями.

Курсовой проект систематизирует знания, помогает закрепить их, учит применять знания, полученные при изучении специальных дисциплин, приобрести навыки проектирования экономически технологичных процессов, используя технологическую и справочную литературу.

Задачами технологического машиностроения являются:

- способы механической обработки поверхностей;

- конструирование приспособлений;

- процессы сборки;

- контроль качества производства.

Технология машиностроения обеспечивает основную задачу производства - изготовление изделий в нужном количестве при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности.

Комплексная механизация и автоматизация рабочих процессов, переоснащение машиностроительных предприятий современными металлообрабатывающими станками, типизация и стандартизация технологических процессов, повсеместное внедрение в практику технологического проектирования персональных компьютеров вызвали переоценку существующих методов проектирования. Современное технологическое проектирование - это комплексная система взаимодействия способов и методов, которые обуславливают создание высококачественной технологической документации на основе широкого использования стандартных технологических решений.

Экономическое значение и однородность производимой продукции, машиностроения авиационных двигателей является обеспечение отрасли конкурентно способной авиационной техникой.



1 Общий раздел

1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали

Деталь «Седло клапана» является одной из деталей входящих в узел аварийной заслонки. Деталь фиксируется с фланцем штифтом, проходящим через одно из 3 отверстий, находящихся на ребрах седла. Очень точной поверхностью является фаска под углом 45^о, так как по ней прилегает поршень. Поверхность Ш12 служит для фиксации в ней пружины. По Ш14 деталь устанавливается во фланец.

Основной конструкторской базой служит Ш14 и левый торец, по которым определяется положение детали в узле.

Для проверки технологических требований используем специальное приспособление с индикатором часового типа.

Характеристика материала детали и его свойств

Титановый литейный сплав.

Таблица 1 Химический состав материала ВТ5Л ГОСТ19807-74

Массовые доли, %
Алюминий Al
4,1-6,2

Таблица 2 Механические свойства материала ВТ5Л

у0,2	ув	у5	д
МПа	%
Отжиг рекристаллизационный
280	850	60	60



Технологические свойства

Коррозионностоек. На воздухе до 500^оС не окисляется, хорошо сваривается дуговой сваркой в аргоне или гелии. Обработка резанием затруднена из-за склонности к налипанию, низкой теплопроводности и плохих антифрикционных свойств. Пластичный средней прочности.

Используется в авиастроении: диски, лопатки турбин, клапана, обшивка корпусов, топливные баки.

Химический состав и механические свойства позволяет использовать сплав для изготовления детали.

1.2 Анализ детали на технологичность

Под технологичностью конструкции изделия понимают совокупность конструктивных особенностей изделия, которое обеспечивает удобство в эксплуатации, ремонт и техническое обслуживание при использовании экономических и продуктивных методов обработки. Существует два вида оценки технологичности детали:

1. Качественная.

2. Количественная.

Качественная оценка включает к себе отработку ее конструкции с целью максимальной унификации элементов (диаметральных размеров, резьб, фасок, канавок, шлицевых соединений и прочее); правильный выбор и простановку размеров, оптимальных допусков и шероховатости поверхностей; соблюдение всех требований, которые предъявляются к заготовкам; соблюдение всех требований, которые предъявляются к технологичности элементов при механической обработке (доступность обработки, возможность входа и выхода инструмента, наличие надежных поверхностей для крепления детали при механической обработке) и прочее.

Количественная оценка определяется по коэффициентам :



> (0,6...1),

где: - коэффициент унифицированных элементов;

- коэффициент точности;

- коэффициент шероховатости.

1. Коэффициент унификации определяется по формуле:

0,6

где - К_уэ - коэффициент унификации;

Q_у.э., Q_общ. - соответственно количество унифицированных элементов и общее количество элементов. Количество унифицированных элементов определяем по (1,с.8-10,табл.4,с.11-12,табл.5).

2. Коэффициент точности определяется по формуле:

где - К_т - коэффициент точности;

А_ср - средний квалитет точности.

,



где: - количество размеров, которые имеют соответствующий квалитет;

- количество всех размеров.

3. Коэффициент шероховатости определяется по формуле :

>0,6

где - К_ш - коэффициент шероховатости;

- Б_ср - средний квалитет шероховатости.

,

где:

- класс шероховатости;

... - количество размеров, которые имеют соответствующий класс шероховатости;

- количество всех размеров.

Деталь считается технологичною, если общий уровень технологичности составляет k_техн>(0,6ч1).

Выполняем качественную оценку:

1. Деталь имеет геометрическую форму средней сложности, относится к классу “втулка”.

2. Деталь имеет нежесткую конструкцию.

3. Деталь средней точности.

4. Унифицированные элементы фаски, которые выполненные с учетом возможности обработки.

5. Деталь можно обрабатывать обычным инструментом.

6. Все поверхности детали доступные для обработки.

Выполняем количественную оценку технологичности детали:

Таблица 3 Параметры рабочего чертежа

№ п/п	Размер	Квалитет	Шероховатость	Унификация
Диаметральные:
1	Ш 56(-0,06)	h9	0,8/7	+
2	Ш	g9	0,8/7	+
3	Ш12(+0,110)	H11	1,6/6	+
4	Ш 56	G9	0,8/7	+
5	Ш 57(-0,06)	h8	1,6/6	+
6	Ш 7,5(+0,09)	H11	1,6/6	+
7	Ш 61(-0,06)	h8	1,6/6	+
8	Ш 55,5(+0,2)	H11	1,6/6	+
Линейные
9	64,5		1,6/6	+
10	30,2(-0,2)	h11	1,6/6	+
11	31(±0,2)		0,8/7	+
12	28,75(±0,1)		1,6/6	+
13	42(-0,40)	h13	1,6/6	-

Коэффициент унификации:

Итак, по данному коэффициенту деталь технологична.

- Коэффициент точности

По данному коэффициенту деталь технологична.

Коэффициент шероховатости:

-

-

По данному коэффициенту деталь технологична.

Общий уровень технологичности:

На основании вышеизложенных вычислений, можно сделать вывод, что деталь отвечает коэффициентам качественной и количественной оценки технологичности конструкции, и для своего класса деталь есть типичная.



2 Технологический раздел

2.1 Характеристика серийного типа производства

В курсовом проекте необходимо спроектировать технологический процесс изготовления детали в условиях серийного производства.

Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством. При серийном производстве, изделия изготавливают партиями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам деталей, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого вида производства является изготовление всей партии (серии) целиком, как в обработке, так и в сборке. Понятие «партия» относится к количеству деталей, а понятие «серия» - к количеству машин, запускаемых в производство одновременно. Количество деталей в партии и количество машин в серии могут быть различными.

В серийном производстве, в зависимости от количества изделий в серии, их характеристики и трудоёмкости, частоты повторяемости серии в течение года различают: мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное. Коэффициент закрепления операций: К_зо=1…10 - крупносерийное производство; К_зо=10…20 - среднесерийное производство; К_зо=20…40 - мелкосерийное производство.

В серийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные операции, которые закреплены за определёнными станками. Технологический процесс разрабатывается подробно. Станки применяются разнообразных видов: универсальные, специализированные, специальные, агрегатные, автоматизированные.

Станочный парк должен быть специализирован в такой мере, чтобы был возможен переход от производства одной серии машин к другой, несколько отличающейся от первой в конструктивном отношении. При использовании универсальных станков должны широко применяться специализированные и специальные приспособления, режущий инструмент и измерительный инструмент в виде предельных (стандартных и специальных) калибров и шаблонов, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей. Заготовка при серийном типе производства по конфигурации должна приближаться к готовой детали, коэффициент использования материала равен 0,6-0,88. Квалификация рабочих невысокая.

Серийное производство значительно экономичнее, чем единичное, благодаря использованию оборудования, специализации рабочих, увеличения производительности труда. Все это обеспечивает уменьшение себестоимости продукции.

Серийное производство является наиболее распространенным видом производства, в общем и среднем машиностроении.

Деталь необходимо изготовить с минимальными трудовыми, временными и материальными затратами, а это зависит от:

- грамотного выбор варианта технологического процесса;

- оснащения технологического процесса;

- применения специальных станков, полуавтоматов и автоматов;

- уровня механизации и автоматизации производства;

- применения оптимальных режимов резания обработки деталей.

2.2 Выбор и обоснование метода получения заготовки

Современное состояние технологии машиностроения представляет большие возможности для рационального выбора вида исходной заготовки и способа её получения. Чем больше объём выпуска деталей, тем важнее выбрать заготовку прогрессивного вида, у которой форма и размеры максимально приближаются к форме и размерам готовой детали. Величина припусков на обработку приближается к нормативной, в отличие от единичного производства.

Заготовкой, согласно ГОСТ 3.1109 - 82, называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала, изготавливают деталь.

Заводская заготовка изготавливается литьем по выплавляемым моделям.

В данном курсовом проекте метод получения заготовки не изменяется, так как он обеспечивает необходимую точность и шероховатость, и позволяет в некоторых случаях заменять механическую обработку.

2.3 Определение припусков на операционные размеры аналитическим и табличным методом

Всякая заготовка, которая в дальнейшем будет обрабатываться, изготовляется с припуском. Припуск - это слой металла, который удаляется из заготовки в процессе обработки, необходимый для получения окончательных размеров и заданного класса шероховатости поверхностей деталей. Припуски делятся на общие и межоперационные. Под общим припуском понимают припуск, который снимается на протяжении всей обработки данной поверхности - от размера заготовки к окончательному размеру готовой детали. Межоперационным называют припуск, который удаляют при выполнении отдельной операции. Межоперационный припуск должный быть достаточным для того, чтобы при обработке были изъяты все дефекты предшествующего перехода (дефектный слой и пространственные отклонения). Припуск должен иметь размеры, которые бы обеспечивали выполнение необходимой для данной детали механической обработки при удовлетворении необходимых требований к шероховатости и качеству поверхности металла и точности размеров детали при наименьшей затрате материала и себестоимости детали. Такой припуск является оптимальным.

Чрезмерные припуски вызовут лишние затраты на изготовление детали и тем самым увеличивают ее себестоимость. С другой стороны, слишком маленькие припуски не дают возможности выполнить необходимую механическую обработку с желательной точностью и чистотой, в результате чего выходит брак.

Величины припусков на обработку и допуски на размеры заготовок зависят от ряда факторов, степень влияния которых разная. К числу основных факторов относят следующие:

а) материал заготовки;

б) конфигурация и размеры заготовки;

в) вид заготовки и способ ее изготовления;

г) требования по отношению к механической обработке;

д) технические условия к качеству и классу шероховатости поверхностей и точности размеров детали.

В серийном производстве при расчете припусков используют метод автоматического получения размеров, то есть обработки на предварительно налаженных станках.

Определение припусков и межоперационных размеров аналитическим путем:

Расчетным путем определяют сначала минимальный, потом максимальный припуск. Величина минимальных припусков определяется по формулам:

1. При последовательной обработке противоположных поверхностей.

2. При параллельной обработке противоположных поверхностей.

3. При обработке внешних и внутренних поверхностей обращения (двухсторонний припуск)

где Rz_i-1- высота неравенств профиля на предшествующем переходе;

h_i-1- глубина дефектного поверхностного пласта на предшествующем переходе;

_и-1 - суммарные отклонения расположения поверхности (отклонение от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечение осей), а в некоторых случаях отклонения формы поверхности (отклонение от плоскости, прямолинейности) на предшествующем переходе; _и - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе

.

Если измерительная база совпадает с технологической, то

Определение припусков и межоперационных размеров аналитически на размер Ш61h8_(-0,060)

Назначаем маршрут обработки. Выбираем операционные допуски по (1,с.8-12,табл.4-5).

Маршрут обработки:

Заготовка - отливка (Т_Dзаг=740 мкм).

Точение п/чистовое h12(Т_D^/=300 мкм).

Точение чистовое h10(Т_D^//=120 мкм).

Точение тонкое h8(Т_D^////=60 мкм).

Выбираем величины, которые характеризуют качество поверхностей -

Rz=50 мкм h=100 мкм (1,182,табл.7)

Rz^/=40 мкм h^/=50 мкм

Rz^//=15 мкм h^//=20 мкм

Rz^///=2,5 мкм h^///=5 мкм (1,с.185,табл.10)

Таблица 4 Определение припусков аналитическим способом

Расчетный размер	Технологический переход	Элементы припуска	Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мкм	Допуск, мкм	Предельные размеры мкм	Предельные припуски мкм	Исполнительный размер
		Rz	h	Д	еі				Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Ш61h8(-0,060)	Заготовка отливка	50	100	150	-	1149	62,125	740	62,87	62,13	1870	1190	Ш62,5±0,37
	Точение п/чистовое h12 (/)	40	50	9	150	725	61,372	300	61,7	61,4	1170	730	Ш61,70,3
	Точение чистовое h10(//)	15	20	4,5	70	322	61,042	120	61,17	61,05	530	350	Ш61,17-0,12
	Точение тонкое h8(///)	2,5	5	3	15	102	60,94	60	61	61,94	170	110	Ш61-0,06

Остаточные пространственные отклонения -

(1,с.183,табл.8,9)

где Д_к - коробление заготовок; Д_см - зазор между знаком формы и стержнем.

Для других операций

Д^/=0,06*Д_заг=0,06*150=9мкм

Д^//=0,03*Д_заг=0,03*150=4,5мкм

Д^///=0,02*Д_заг=0,02*150=3мкм

Погрешность установки -

по (1,с.41-44,табл.12-17).

Так как измерительная база совпадает с технологической, то

е_б^/=е_б^//=е_б^///=0мкм.

е_у^/=е_з^/=150 мкм (2,с.80,табл.37).

е_у^//=е_з^//=70 мкм (2,с.80,табл.38).

е_у^///=е_з^///=15 мкм (2,с.80,табл.38).

Определяем величину минимального припуска по переходам:

Определяем предельные промежуточные размеры по технологическим переходам и окончательные размеры заготовки по формулам:

D_{min i-1}=D_{min i}+2Z_{min i}; D_{max i-1}=D_{min i-1}+T_{D i-1};

Номинальный размер заготовки: 62,87-0,37=62,5 мм

Определяем полученные предельные припуски:

2Z_{max i-1}=D_{max i}-D_{max i-1} 2Z_{min i-1}=D_{min i}-D_{min i-1}

Находим полученный общий припуск:

2Z_{заг max}=У2Z _max=0,17+0,53+1,17=1,87 мм

2Z_{заг min}=У2Z _min=0,11+0,35+0,73=1,19 мм

Выполняем проверку правильности расчетов по формуле:

T_{(D,l) заг} - T_{(D,l) дет} =2Z_{заг max} -2Z_{заг min}

T_{D заг} - T_{D дет}=740-60=680 мм 2Z_{заг max} -2Z_{заг min}=1870-1190=680 мм

Расчеты выполнены верно.

Определение припусков и межоперационных размеров аналитически на размер Ш14h9

Назначаем маршрут обработки. Выбираем операционные допуски по (1,с.8-12,табл.4-5).

Маршрут обработки:

Заготовка - отливка (Т_Dзаг=430 мкм).

Точение п/чистовое h11(Т_D^/=110 мкм).

Точение чистовое h9(Т_D^//=50 мкм).

Выбираем величины, которые характеризуют качество поверхностей -

Rz=50 мкм h=100 мкм (1,182,табл.7)

Rz^/=40 мкм h^/=50 мкм

Rz^//=15 мкм h^//=20 мкм (1,с.185,табл.10)

Остаточные пространственные отклонения -

(1,с.183,табл.8,9)

где Д_к - коробление заготовок; Д_см - зазор между знаком формы и стержнем.

Для других операций

Д^/=0,06*Д_заг=0,06*150=9мкм

Д^//=0,03*Д_заг=0,03*150=4,5мкм

Погрешность установки -

по (1,с.41-44,табл.12-17).

Так как измерительная база совпадает с технологической, то

е_б^/=е_б^//=е_б^///=0мкм.

е_у^/=е_з^/=150 мкм (2,с.80,табл.37).

е_у^//=е_з^//=70 мкм (2,с.80,табл.38).

Определяем величину минимального припуска по переходам:

Определяем предельные промежуточные размеры по технологическим переходам и окончательные размеры заготовки по формулам:

D_{min i-1}=D_{min i}+2Z_{min i}; D_{max i-1}=D_{min i-1}+T_{D i-1};

Номинальный размер заготовки: 15,465-0,215=15,25 мм

Определяем полученные предельные припуски :

2Z_{max i-1}=D_{max i}-D_{max i-1} 2Z_{min i-1}=D_{min i}-D_{min i-1}

Таблица 5 Определение припусков аналитическим способом

Расчетный размер	Технологический переход	Элементы припуска	Расчетный припуск, мкм	Расчетный размер, мкм	Допуск, мкм	Предельные размеры мкм	Предельные припуски мкм	Исполнительный размер
		Rz	h	Д	еі				Dmax	Dmin	2Zmax	2Zmin
Ш14g9	Заготовка отливка	50	100	150	-	1149	62,125	430	15,465	15,035	1485	1105	15,25±0,215
	Точение п/чистовое h11 (/)	40	50	9	150	725	61,372	110	14,4	14,29	1065	745	14,4-0,110
	Точение чистовое h9(//)	15	20	4,5	70	322	61,042	50	13,98	13,93	420	360	13,98-0,05

Находим полученный общий припуск:

2Z_{заг max}=У2Z _max=0,42+1,065=1,485 мм

2Z_{заг min}=У2Z _min=0,36+0,745=1,105 мм

Выполняем проверку правильности расчетов по формуле:

T_{(D,l) заг} - T_{(D,l) дет} =2Z_{заг max} -2Z_{заг min}

T_{D заг} - T_{D дет}=430-50=380 мм 2Z_{заг max} -2Z_{заг min}=1485-1105=380 мм

Расчеты выполнены верно.

Определение припусков и межоперационных размеров по таблицам на размер 64,5 (±0,095)

Маршрут обработки:

Заготовка - отливка (Т_Dзаг=740мкм).

Точение п/чистовое h12(Т_D^/=300мкм) - 1сторона.

Точение п/чистовое h11(Т_D^/=190мкм) - 2сторона.

Таблица 6 Определение припусков табличным способом

Расчетный размер	Технологический переход	Табличыий припуск,	Расчетный размер, мм	Допуск, мкм	Предельные размеры мкм	Предельные припуски, мкм	Исполнительный размер
					D max	D min	2Z max	2Z min
64,5 (±0,095)	Заготовка отливка	1400	65,61	740	66,37	65,63	1775	1225	66±0,37
	Точение п/чистовое h12 (/)	800	64,805	300	65,11	64,81	1260	820	65,11-0,3
	Точение п/чистовое h11(//)	400	64,405	190	64,595	64,405	515	405	64,5±0,095

Определяем минимальные припуски по таблицам

2Z^/_min=0,8 мм

2Z^//_min=0,4 мм

Определяем предельные промежуточные размеры по технологическим переходам и окончательные размеры заготовки по формулам:

D_{max i-1}=D_{max i}-2Z_{min i}; D_{min i-1}=D_{max i-1}-T_{D i-1}.

Номинальный размер заготовки: 65,63+0,37=66мм

Определяем полученные предельные припуски :

2Z_{max i-1}=D_{min i-1}-D_{min i} 2Z_{min i-1}=D_{max i-1}-D_{max i}

Находим полученный общий припуск:

2Z_{заг max}=У2Z _max=1,26+0,515=1,775мм

2Z_{заг min}=У2Z _min=0,405+0,820=1,225мм

Выполняем проверку правильности расчетов по формуле:

T_{(D,l) заг} - T_{(D,l) дет} =2Z_{заг max} -2Z_{заг min}

T_{D заг} - T_{D дет}=740-190=550мкм 2Z_{заг max} -2Z_{заг min}=1775-1225=550 мм

Расчеты выполнены верно.

2.4 Определение размеров заготовки

Расчёт объёма проектируемой заготовки (рис.4) производится по формулам:

, см³

см³

см³

см³

Массу заготовки рассчитываем по формуле:

кг, (1.7)

где - - удельный вес материала, =4,4*10^{-3 см3}/_кг;

где m_д - масса детали;

Н_расх -норма расхода, определяется по формуле:

Масса технических отходов находится по формуле:

2.5 Выбор и обоснование технологических баз

Базой называют поверхность, ось, точку детали или сборочной единицы, по отношению к которым ориентируется другие детали изделия или поверхность детали, которые обрабатываются. При проектировании технологического процесса для обеспечения необходимой точности большое значение имеет выбор баз. Сначала за технологическую принимается черновая база, то есть необработанные поверхности заготовок.

При выборе технологических баз для обработки заготовок необходимо применять принцип совмещения баз, то есть для технологической базы необходимо брать поверхность, которая есть измерительной базой. При построении маршрута обработки необходимо придерживаться принципа постоянства баз; на всех основных технологических операциях использовать для технологических баз одни и одни и те же поверхности.

То есть, разрабатывая технологический процесс механической обработки детали, для каждой операции необходимо выбирать базы, руководствуясь следующими положениями:

Желательно, чтобы измерительная и технологическая базы совпадали, надо выбирать в качестве технологической базы поверхность, от которой задан размер. При этом погрешность базирования будет равняться нулю и отпадет необходимость в перерасчете операционных размеров.

Каждое изменение установочной базы в ходе технологического процесса вносит новые погрешности, которые зависят от неточности взаимного расположения баз; поэтому целесообразно выполнять обработку от одной постоянной базы.

Если для выполнения последующей операции бывшая база не может быть использована, то новой установочной базой должна быть обработанная поверхность.

Во всех случаях установочная база должна обеспечить жесткость установки заготовки, которая достигается соответствующими размерами поверхностей базирования и их взаимным расположением.

Черновая установочная база может быть принятая только для черновых операций, так как повторное ее использования может в значительной мере нарушить взаимное расположение обрабатываемых поверхностей.

При выборе черновой базы детали «Седло клапана» учитываются следующие положения: за черновую базу принимается необработанная поверхность Ш53,5 и торец. Эти размеры базирования обеспечивают надежное крепление детали при обработке. Черновая база используется только один раз. Технологическая и измерительная базы совпадают, при этом погрешность базирования будет равняться нулю и отпадает необходимость в перерасчете операционных размеров и соблюдается принцип «совмещения баз».

При выборе чистовой базы детали «Седло клапана» учитываются следующие положения: за чистовую базу принимается Ш62,3_-0,03 и торец. Эта база позволяет выдерживать необходимые технологические требования: биение поверхности 1 относительно поверхностей 14, 15 не более 0,05 мм. Технологическая и измерительная базы совпадают, т.е. соблюдается принцип «совмещения баз».

2.6 Разработка и сравнение маршрутов обработки заводского и проектного процессов

2.7 Разработка технологических операций, отличных от заводских

В ходе курсового проекта разрабатывается и усовершенствуется технологический процесс изготовления детали «Седло клапана» на основе базового технологического процесса. Усовершенствование технологического процесса происходит за счет:

Объединения нескольких механических операций в одну.

Операцию 33 - вертикально-сверлильную, операцию 37 - вертикально-фрезерную, в операцию 35 - фрезерную с ЧПУ (рис.6,с.33). Обработка производится на вертикально-сверлильном станке с ЧПУ мод 6Р13РФ3.

Характеристика станка:

Ш количество инструментов в револьверной головке: 5 ;

Ш Рабочая поверхность стола , мм х мм 400х710;

Ш частота обращения шпинделя, мин^-1: 45-2000;

Ш число скоростей шпинделя: 12;

Ш подача шпинделя, мм/мин (бесступенчатое регулирование): 10-500;

Ш - мощность электродвигателя, кВт: 5,2

Ш габаритные размеры 1800х2170х2700

О Установить, закрепить, снять и отложить.

Т Двухместное приспособление.

О Центровать 3 отверстия.

Т ВИ: Державка специальная.

РИ: Сверло центровочное ГОСТ 14952-75.

О Сверлить 3 отверстия, выдерживая размер 22.

Т ВИ: Державка специальная.

РИ: Сверло ГОСТ 10903-77 Ш3,4.

О Фрезеровать поверхность 25

Т ВИ: Державка специальная.

РИ: Фреза специальная .

2.8 Расчет и назначение режимов резания на операции ТП аналитическим и табличным методом

Назначение режимов резания происходит с использованием спец технической литературы. При назначении элементов режимов резания, учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал режущей части, материал заготовки, вид и состояние оснастки.

Элементы режимов резания обычно устанавливают в такой последовательности:

глубина резания t, мм;

подача S0, мм/об;

частота вращения шпинделя n, мин^-1;

скорость резания V, м/хв;

сила резания Рz, Н;

мощность, необходимая на резание N, квт;

машинное время, Т0, мин.

Расчет режимов резания аналитически на операцию 35.

Станок - вертикально-сверлильный с ЧПУ мод.6Р13РФ3 (рис.6,с.33)

Порядок расчета:

Первый переход - центровать 3 отверстия.

1. Согласно исходным данным выбираем режущий инструмент: сверло центровочное ГОСТ 14952-75, (2,с.138,табл.40), материал режущей части - Р6М5 (1,с.115-118), Ш2,5 мм, 2ц=120^о.

2.Определяем глубину резания в мм:

3 Выбираем подачу S_o=0,06 мм/об (2,с.277-278)

Так как станок имеет бесступенчатое регулирование величины подачи, то величину подачи корректировать не будем.

4 Определяем скорость резания, которая допускается режущими свойствами инструмента в м/мин

где, - общий поправочный коэффициент на скорость резания, которое учитывает фактические условия резания.

Стойкость инструмента Т=15мин (2,с.279,табл.30).

Cv=7, m=0,2, y=0,7 (2,с.278-279,табл.28-29).

K_mv= - поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания (2,с. 261-263,табл.1-4);

K_nv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания (2,с.263,табл.5);K_uv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние инструментального материала на скорость резания (2,с.263,табл.6);

K_lv=1 - поправочный коэффициент, который учитывает отношение глубины сверления к диаметру (2,с.280,табл.31).

5 Определяем частоту обращения инструмента соответственно найденной скорости резание

мин^-1

6. Корректируем частоту обращения шпинделя по паспортным данным станку и устанавливаем соответствующей действительности частоту обращения шпинделя - мин^-1.

7. Определяем соответствующей действительности скорость резания

м/мин

8. Определяем осевую силу резания P_о по формуле:



где, К_мр- поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на силовые зависимости (2,с.264-265).

9. Определяем величину крутящего момента

где, С_м=0,0345; q=2; y=0,8 (2,с.281,табл.32)

(2,с.264-265,табл.9-10)

10. Определяем мощность, которая расходуется на резание

11. Выбранный режим резания проверяем по мощности станка.

Обработка возможна т.к. N_рез=0,04 < Nшп=Nдв*з =2,2*0,8=1,76кВт

N_шп - мощность на шпинделе станка, N_дв - мощность электродвигателя станка, з- к.к.д станка.

12. Определяем время автоматической работы инструмента по формуле:

,

где

L - путь инструмента в направления подачи в мм;

n - частота обращения инструмента ( шпинделя ) в мин.^-1; S - подача в мм/об.;



,

Где l - глубина отверстия, которое обрабатывается в мм; y - величина врезания мм; =0 - выход режущего инструмента;

Второй переход - сверлить 3 отверстий Ш3,4.

1. Согласно исходным данным выбираем режущий инструмент: сверло ГОСТ 10903-77, (2,с.138,табл.40), материал режущей части - Р6М5 (1,с.115-118), Ш3,4 мм, 2ц=120^о.

2.Определяем глубину резания в мм:

3 Выбираем подачу S_o=0,1 мм/об (2,с.277-278)

Так как станок имеет бесступенчатое регулирование величины подачи, то величину подачи корректировать не будем.

4. Определяем скорость резания, которая допускается режущими свойствами инструмента в м/мин:

где, - общий поправочный коэффициент на скорость резания, которое учитывает фактические условия резания.

Стойкость инструмента Т=25мин (2,с.279,табл.30).

Cv=7, m=0,2, y=0,7 (2,с.278-279,табл.28-29).



K_mv= - поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания (2,с. 261-263,табл.1-4);

K_nv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания (2,с.263,табл.5);K_uv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние инструментального материала на скорость резания (2,с.263,табл.6);

K_lv=1 - поправочный коэффициент, который учитывает отношение глубины сверления к диаметру (2,с.280,табл.31).

5. Определяем частоту вращения инструмента соответственно найденной скорости резание

мин^-1

6. Корректируем частоту обращения шпинделя по паспортным данным станку и устанавливаем соответствующей действительности частоту обращения шпинделя - мин^-1.

7. Определяем соответствующей действительности скорость резания

м/мин

8. Определяем осевую силу резания P_о по формуле:

при сверлении

где, К_мр- поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на силовые зависимости (2,с.264-265).

9.Определяем величину крутящего момента

где, С_м=0,0345; q=2; y=0,8 (2,с.281,табл.32)

(2,с.264-265,табл.9-10)

10. Определяем мощность, которая расходуется на резание

11. Выбранный режим резания проверяем по мощности станка

Обработка возможна т.к. N_рез=0,19 < Nшп=Nдв*з =2,2*0,8=1,76кВт

N_шп - мощность на шпинделе станка, N_дв - мощность электродвигателя станка, з- к.к.д станка.

12. Определяем время автоматической работы инструмента по формуле:



Третий переход - фрезеровать поверхность 25. Согласно исходным данным выбираем режущий инструмент: фреза специальная, материал режущей части - Р6М5 (1,с.115-118), Ш15 мм, z=4.

2.Определяем глубину резания в мм:

3. Выбираем подачу S_o=0,08 мм/об (2,с.285,табл.37)

Так как станок имеет бесступенчатое регулирование величины подачи, то величину подачи корректировать не будем.

4. Определяем скорость резания, которая допускается режущими свойствами инструмента в м/мин:

где, - общий поправочный коэффициент на скорость резания, которое учитывает фактические условия резания.

Стойкость инструмента Т=80мин (2,с.290,табл.40).

Cv=46,7; m=0,33; x=0,5; y=0,5; u=0,1;з=0,1; q=0,45; (2,с.291,табл.41).

K_mv= - поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания (2,с. 261-263,табл.1-4);

K_nv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания (2,с.263,табл.5);K_uv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние инструментального материала на скорость резания (2,с.263,табл.6);



5. Определяем частоту обращения инструмента соответственно найденной скорости резание

мин^-1

6. Корректируем частоту обращения шпинделя по паспортным данным станку и устанавливаем соответствующей действительности частоту обращения шпинделя - мин^-1.

7. Определяем соответствующей действительности скорость резания

м/мин

8. Определяем осевую силу резания P_о по формуле:

при фрезеровании

где, К_мр- поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на силовые зависимости (2,с.264-265).

10. Определяем мощность, которая расходуется на резание



11. Выбранный режим резания проверяем по мощности станка.

Обработка возможна т.к. N_рез=0,25 < Nшп=Nдв*з =2,2*0,8=1,76кВт

N_шп - мощность на шпинделе станка, N_дв - мощность электродвигателя станка, з- к.к.д станка.

12. Определяем время автоматической работы инструмента по формуле:

Четвертый переход - зенковать фаски 0,1^+0,4х45^о в 3 отверстиях.

1. Согласно исходным данным выбираем режущий инструмент - зенковка специальная, материал режущей части - Р6М5 (1,с.115-118), Ш15, мм, 2ц=90^о.

2.Определяем глубину резания в мм:

3 Выбираем подачу S_o=0,3 мм/об (2,с.277-278)

Так как станок имеет бесступенчатое регулирование величины подачи, то величину подачи корректировать не будем.

4. Определяем скорость резания, которая допускается режущими свойствами инструмента в м/мин:

где, - общий поправочный коэффициент на скорость резания, которое учитывает фактические условия резания.

Стойкость инструмента Т=15мин (2,с.279,табл.30).

Cv=16,3; m=0,3; y=0,3; q=0,3; (2,с.278-279,табл.28-29).

K_mv= - поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания (2,с. 261-263,табл.1-4);

K_nv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания (2,с.263,табл.5);K_uv=1,0 - поправочный коэффициент, который учитывает влияние инструментального материала на скорость резания (2,с.263,табл.6);

K_lv=1 - поправочный коэффициент, который учитывает отношение глубины сверления к диаметру (2,с.280,табл.31).

5. Определяем частоту обращения инструмента соответственно найденной скорости резание

мин^-1

6. Корректируем частоту обращения шпинделя по паспортным данным станку и устанавливаем соответствующей действительности частоту обращения шпинделя - мин^-1.

7. Определяем соответствующей действительности скорость резания

м/мин

8. Определяем осевую силу резания P_о по формуле:

при сверлении

где, К_мр- поправочный коэффициент, который учитывает влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на силовые зависимости (2,с.264-265).

9.Определяем величину крутящего момента

где, С_м=0,09 q=1; х=0,9; y=0,8 (2,с.281,табл.32)

(2,с.264-265,табл.9-10)

6. Определяем мощность, которая расходуется на резание

7. Выбранный режим резания проверяем по мощности станку

Обработка возможна т.к. N_рез=0,1 < Nшп=Nдв*з =2,2*0,8=1,76кВт

N_шп - мощность на шпинделе станка, N_дв - мощность электродвигателя станка, з- к.к.д станка

8. Определяем время автоматической работы инструмента по формуле:

Определяем время автоматической работы станка:

Т_а=То_а+Тв_а,

Определяем время автоматической работы станка:

Т_а=То_а+Тв_а,

где, То_а=Тоа₁+Тоа₂+Тоа₃=0,22+1,06+4,41+0,12=5,81мин - время основной автоматической работы станка;

Тв_а0,3То_а=0,35,81=1,74 мин -время вспомогательной автоматической работы.

Т_а=То_а+Тв_а=5,81+1,74=7,55мин_,

Расчет режимов резания таблично на операцию 10.

Станок - токарный револьверный мод.1341 (рис.7).

Порядок расчета:

1 позиция

Подрезать торец 1

1. Выбираем резец токарный проходной отогнутый,ц=45^о (2,с.119,табл.4): материал режущей части резца ВК8 (2,с.115-118), ГОСТ 18868-73.

2. Находим глубину резания t.

t=L_заг-l_дет=36,5-35=1,5 мм

3. Выбираем подачу - S₀=0,12 мм/об (2,с.266-268).

4. Корректируем значения подачи по паспорту станка, принимаем меньшее значение - S_0ст =0,1мм/об

5. Определяем скорость резания, которая допускается свойствами резца

(3,с.44-59).

V_табл=105 м/мин (3,с.42)

K_v=K_nv=0,8 -поправочный коэффициент на скорость резания (3,с.42)

6. Определяем частоту оборотов обрабатываемой детали

мин^-1

7. Полученные значения частоты вращение обрабатываемой детали корректируем по паспорту станка и принимаем ближайшее меньшее значение n_ст =750 мин.^-1

8. Определяем действительную скорость резания.

м/мин.

9. Определяем мощность, необходимую для резание .

(3,с.56)

10. Определяем машинное время

мин, где

L_рх - длина рабочего хода, определяется для наибольшей длины резания. Для данной наладки наибольшую длину резания имеет трехгранный резец.



- величина врезания мм, где ц=45 - главный угол в плане;

- 1 3 мм- выход режущего инструмента (перебег);

n - частота вращения заготовки ( шпинделя ) в мин^-1;

S_ст - подача в мм/об;

1 позиция

Точить поверхности 14, 2

1. Выбираем резец токарный проходной упорный (2,с.129-130): Выбираем резец токарный проходной отогнутый,ц=45^о (2,с.119,табл.4): материал режущей части резца ВК8 (2,с.115-118), ГОСТ 18868-73.

2. Находим глубину резания t. На многошпиндельных станках обработка производится за один проход.

t₁= мм

3. Выбираем подачу - S₀=0,12 мм/об (2,с.266-268).

4. Корректируем значения подачи за паспортом станку, принимаем меньшее значение - S_0ст =0,10мм/об

5. Определяем скорость резания, которая допускается свойствами резца

(3,с.44-59).

V_табл=76 м/мин (3,с.42)

K_v=K_nv=0,8 -поправочный коэффициент на скорость резания (3,с.42)

6. Определяем частоту оборотов обрабатываемой детали



мин^-1

7. Полученные значения частоты обращение обрабатываемой детали корректируем по паспорту станка и принимаем ближайшее меньшее значение n_ст =350 мин.^-1

8. Определяем действительную скорость резания.

м/мин.

9. Определяем мощность, необходимую для резание.

(3,с.56)

10. Определяем машинное время

мин, где

L_рх - длина рабочего хода, определяется для наибольшей длины резания. Для данной наладки наибольшую длину резания имеет трехгранный резец.

- величина врезания мм, где ц=85 - главный угол в плане;

- 1 3 мм- выход режущего инструмента (перебег);

n - частота вращения заготовки ( шпинделя ) в мин^-1;

S_ст - подача в мм/об;

Определяем время работы станка.

Расчеты сводим в таблицу 7

Таблица 7 Расчёт режимов резания по операциям

№ оп	Наименование перехода	Содержание переходов	Оборудование	t, мм	Режимы резания	T0, мин
					n, мин-1	S, мм/об	V, м/мин
15	Токарно-револьверная	Точить пов.1 Точить пов.14,2	1341	1,5 0,375	750 350	0,1 0,375	35,92 68,7	0,15 1,24
То	1,39
20	Токарно-револьверная	Точить пов. 6 Точить пов. 5 Точить пов. 1	1341	0,45 0,45 0,2	250 250 250	0,25 0,25 0,2	58,8 58,8 62,3	1,3 1,2 1,35
То	3,85
25	Бесцентрово-шлифовальная	Шлифовать поверхность 5	3180	0,5	500	0,06	30	0,8
То	0,8
30	Токарная с ЧПУ	Точить поверхность 13 Зацентровать пов.17 Сверлить отверстие17 Сверлить отверстие 18 Рассточить пов.17, 26 Точить пов.12,14,15,1 с прип.0,2 Точить пов.12,14,15,1 начисто	СТ161CNC	0,5 1,5 6,5 3,7 0,5 0,5 0,2	250 140 140 140 400 250 250	0,3 0,05 0,04 0,04 0,2 0,3 0,2	65,5 25,4 28,5 30,2 55,8 62,2 62,2	0,23 0,12 0,64 0,48 0,52 0,62 0,76
То	4,38
35	Фрезерная с ЧПУ	Центровать 3 отв.22 Сверлить 3отв.22 Фрезеровать пов.25 Притупить пов.22	6Р13РФ3	1,25 1,7 2,475 0,8	1500 730 500 250	0,06 0,1 0,08 0,3	11,8 14,9 23,55 11,8	0,22 1,06 4,41 0,12
Та	7,55



2.9 Нормирование операций технологического процесса

Технические нормы времени в условиях серийного производства определяются расчётно-аналитическим методом по формуле:

, мин

где, - Т_о- основное машинное время;

- Т_в - вспомогательное время;

- Т_{п. з}- время на наладку и настройку станка;

- - время на обслуживание рабочего места, % ;

- а_отд - время на отдых и личные надобности.

Вспомогательное время определяется по формуле:

Т_в=Т_уст+Т_пер+Т_изм,мин

где, - Т_уст- время на установку, закрепление детали;

- Т_пер - время, связанное с переходами;

Т_изм - время, связанное с измерениями.

Нормирование операции 15

Модель станка 1341

1. Штучное время обработки детали, определяем по формуле:

где, а _обсл=5% _.-время на обслуживание рабочего места [4 , с.223 ,т.45].

а _отд = 4%- время отдыха и личных потребностей. [4 , с.235 ,т.46].

Т_осн= 1,39 мин

Т_в=Т_уст+Т_пер+Т_изм,

где, - Т_уст=0,17мин - время на установку, закрепление детали; установка и закрепление заготовки производится в самоцентрирующемся трехкулачковом патроне с автоматическим зажимом от гидропривода.