Разработка технологического процесса механической обработки детали "Палец маятника"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка технологического процесса механической обработки детали «Палец маятника»

деталь заготовка режим резание



Оглавление

Введение

1. Анализ технологичности конструкции детали

2. Выбор вида заготовки и расчёт припусков

2.1 Выбор заготовки

2.2 Расчёт припусков

3. Разработка технологического процесса механической обработки детали

4. Расчет режимов резания и норм времени

4.1 Расчёт режимов резания

4.2 Расчёт норм времени

5. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий

5.1 Описание конструкции приспособления

Литература



Введение

Ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массовое производство современной электронно-вычислительной техники.

Ближайшая цель машиностроителей - изменение структуры производства, повышение качественных характеристик машин и оборудования. Новые подходы потребуются в инвестиционной и структурной политике, в развитии науки и техники.

На преодоление дефицита трудовых ресурсов, повышение производительности труда нацелены многие экономические эксперименты, в основе которых лежат организационные, научно-технические и экономические решения. В этом же направлении действуют и другие научно-технические программы. По мнению специалистов, они позволят не только создать новые приборы, машины и механизмы, прогрессивные технологические процессы, но и сэкономить труд около 3 млн. человек.

Слово «технология» означает науку, систематизирующую совокупность приемов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в целях получения готовой продукции. В состав технологии включается и технический контроль производства. Важнейшие показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции, изделий.

Предметом исследования и разработки в технологии машиностроения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на нее, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей - плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей - корпусов, валов, зубчатых колес и др.; процессы сборки (характер соединения деталей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.

Технология машиностроения постоянно обновляется и изменяется по мере развития техники. Совершенствование технологии -- важное условие ускорения технического прогресса.



1. Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции детали обеспечивает минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость.

Технологичность конструкции детали оценивается в зависимости от:

- вида производства и масштаба выпуска изделий

- уровня достижения технологических методов изготовления детали

- служебного назначения детали

- вида оборудования, инструмента, оснастки

- уровня механизации и автоматизации процессов

- организации производства.

От технологичности конструкции детали в значительной степени зависит выбор соответствующего варианта технологического процесса изготовления заготовки, механической обработки, оборудования, режимов резания, инструмента и оснастки.

Производство: серийное.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа,НВ=1668-2364 МПа,НВ=170-241 кгс/мм 2[1, таб. 14.1].



2. Выбор вида заготовки и расчёт припусков

2.1 Выбор вида заготовки

Заготовка - это предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавливают деталь или неразборную сборочную единицу (ГОСТ 3.1109-82).

При разработке технологического процесса механической обработки деталей одним из ответственных этапов является выбор заготовок, от чего в большей степени зависит трудоёмкость обработки, а также расход металла. Выбрать заготовку - это значит установить способ её получения, рассчитать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности и указать допуски на неточность изготовления.

В текстильном машиностроении наибольшее применение находят заготовки, получаемые литьём. По сравнению с другими способами получения заготовок литьё имеет большие возможности и значительно более широкие области использования. Масса литых заготовок колеблется от нескольких граммов до сотен тонн. Литьём можно изготовить отливки различной формы из любого металла и сплава.

В качестве заготовки для изготовления данной детали используется заготовка, полученная штамповкой на прессах по ГОСТ 7505-85.

2.2 Расчёт общих и межоперационных припусков и размеров

Расчёт припусков на обработку вала 30:

Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для 30. Технологический маршрут обработки вала 30 состоит из двух операций, точения и шлифования. Заготовка базируется на данной операции на плоскость основания и зажимается.

Результаты расчета припусков на обработку вала 30 сводим в табл.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и значения элементов припуска.

Суммарное значение RZ и h, характеризующее качество поверхности литых заготовок, составляет 600 мкм. После1 первого технологического перехода величина h для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому для чернового и чистового зенкерования.

Определим расчётный диаметр при черновом зенкеровании:

dР ТОЧ. =31,039-0,260=30,779 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом зенкеровании:

dР ШЛИФ. =30,779-0,400=30,379 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом развёртывании:

dР ЗАГ. =33,379-1,650=31,729 мм

Последовательность обработки вала 30	RZ	h			Расчётный припуск 2Zmin , мкм	Расчётный размер dР , мм	Допуск Т, мкм	dmin	dmax
Заготовка	-	600	164	-	-	29,729	1000	29,729	30,729	-	-
Точение	50	50	10,08	150	2825	31,379	100	29,379	31,479	1100	1650
Шлифование	40	40	8,25	100	2200	31,779	62	31,779	31,841	300	400

Проверка:

2271-1498=1000-39

961=961.



3. Разработка технологического процесса механической обработки детали

При разработке технологического процесса механической обработки перед технологом всегда стоит задача: выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки, большое разнообразие станков, а также новые методы электрохимической, электроэрозионной и ультразвуковой обработки поверхности металлов, получение заготовок методом точного литья, точной штамповки, порошковой металлургии-всё это позволяет создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающим всем требованиям чертежа.

Определение последовательности выполнения операций:

Операция 05. Токарно-винторезная.

Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20.

Инструмент: центровочное сверло.

Операция 10. Токарно-винторезная.

Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20.

Инструмент: подрезной резец, галтельный резец, канавочный резец.

Операция 15. Токарно-винторезная.

Оборудование: токарно-винторезный станок 16К20.

Инструмент: проходной резец, плашка.

Операция 20. Вертикально-сверлильная.

Оборудование: вертикально-сверлильный станок 2Н125.

Инструмент: спиральное сверло, метчик машинный.

Операция 25. Радиально-сверлильная.

Оборудование: радиально-сверлильный станок 2М55.

Инструмент: спиральное сверло.

Операция 30. Кругло - шлифовальная.

Оборудование: кругло - шлифовальный станок 3А151.

Инструмент: круг шлифовальный СМ-2.



4. Расчет режимов резания и норм времени

4.1 Расчет режимов резания

Исходные данные:

- материал заготовки сталь 45 ГОСТ 1412-85, В= 177 МПа, И = 353 МПа, НВ=1668-2364 МПа, НВ=170-229 кгс/мм 2. [1, таб. 14.1].

05. Токарно-винторезная.

Сверлить центровое отверстие.

Режущий инструмент: центровое сверло, количество зубьев z = 2, материал режущей части Р6М5.

Глубина резания: t = 0,5(D - d) = 0,5(29,7 - 29,4) = 0,15 мм.

Подача: Sо = 0,84 мм/об

Скорость резания V м/мин.

CV = 18,8; q = 0,2; х = 0,1; у = 0,4;

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1:

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ = 260 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.:

Значение коэффициента СР и показателей степеней из ([3] стр.281 табл. 32), коэффициент КР ([3] стр.264 табл. 9)

СР = 23,5; q =.-.; х = 1,2; у = 0,4.

10. Токарно-винторезная.

Первый технологический переход: точить плоскости.

t=0,3мм

Инструмент резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6

Определяем скорость резания v (м/мин)

Принимаем подачу; So= 0,5 мм/об т11 стр266 [4];

Kv=Kмv*Kпv*Kuv

Где Kмv- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки т5 стр261 [4]

Kпv- коэффициент учитывающий состояние поверхности т.1-4 стр261 [4]

Kuv - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента т5 стр261 [4]

Принимаем по справочным данным v = 250 (м/мин) т-4, стр29 [4]

Определяем частоту вращения n ( )

принимаем по паспортным данным станка n=1600 мин-1

Определяем минутную подачу (мм/мин)

Sм=Sо*n

Sм=0,5*1600=800

Второй технологический переход: снять фаску.

Режущий инструмент: Токарный подрезной резец с механическим креплением пластин из твердого сплава ВК6.

Точить фаску на глубину t=2мм

Станок токарно-винторезный 16К20

Инструмент резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6

Определяем скорость резания v (м/мин)

Принимаем подачу; So= 0,5 мм/об т11 стр266[4] ;

Kv=Kмv*Kпv*Kuv

Где Kмv- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки т5 стр261 [4]

Kпv- коэффициент учитывающий состояние поверхности т.1-4 стр261 [4]

Kuv - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента т5 стр261 [4]

Принимаем по справочным данным v = 130 (м/мин) т-4, стр29 [4]

Определяем минутную подачу (мм/мин)

Sм=Sо*n

Sм=0,5*1600=800

Третий технологический переход: точить галтель.

Режущий инструмент: галтельный резец.

Точить галтель t=2мм

Станок токарно-винторезный 16К20

Инструмент резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6

Принимаем подачу; So= 0,5 мм/об т11 стр266[4] ;

Kv=Kмv*Kпv*Kuv

Где Kмv- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки т5 стр261 [4]

Kпv- коэффициент учитывающий состояние поверхности т.1-4 стр261 [4]

Kuv - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента т5 стр261 [4]

Принимаем по справочным данным v = 130 (м/мин) т-4, стр29 [4]

Sм=Sо*n

Sм=0,5*1600=800

Режущий инструмент: галтельный резец.

Точить галтель t=2мм

Станок токарно-винторезный 16К20

Инструмент резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6

Определяем скорость резания v (м/мин)

Принимаем подачу; So= 0,5 мм/об т11 стр266[4] ;

Kv=Kмv*Kпv*Kuv

Где Kмv- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки т5 стр261 [4]

Kпv- коэффициент учитывающий состояние поверхности т.1-4 стр261 [4]

Kuv - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента т5 стр261 [4]

Принимаем по справочным данным v = 130 (м/мин) т-4, стр29 [4]

Sм=Sо*n

Sм=0,5*1600=800

Пятый технологический переход: точить галтель.

Режущий инструмент: канавочный резец.

Точить канавкуt=2мм

Станок токарно-винторезный 16К20

Инструмент резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6

Определяем скорость резания v (м/мин)

Принимаем подачу; So= 0,5 мм/об т11 стр266[4] ;

Kv=Kмv*Kпv*Kuv

Где Kмv- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки т5 стр261 [4]

Kпv- коэффициент учитывающий состояние поверхности т.1-4 стр261 [4]

Kuv - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента т5 стр261 [4]

Принимаем по справочным данным v = 130 (м/мин) т-4, стр29 [4]

Первый технологический переход: точить плоскость.

Точить поверхность t=0,2мм

Инструмент резец проходной с пластинкой из твердого сплава Т15К6

Определяем скорость резания v (м/мин)

Принимаем подачу; So= 0,2 мм/об т11 стр266 [4];

Kv=Kмv*Kпv*Kuv

Где Kмv- коэффициент учитывающий влияние материала заготовки т5 стр261 [4]

Kпv- коэффициент учитывающий состояние поверхности т.1-4 стр261 [4]

Kuv - коэффициент учитывающий влияние материала инструмента т5 стр261 [4]

Принимаем по справочным данным v = 180 (м/мин) т-4, стр29 [4]

Определяем частоту вращения n ( )

D - диаметр заготовки

принимаем по паспортным данным станка n=1600 мин-1



Определяем минутную подачу (мм/мин)

Sм=Sо*n

Sм=0,2*1600=320

Вертикально-сверлильная.

Первый технологический переход: сверлить отверстие.

Режущий инструмент: сверло мм. количество зубьев z=2, материал режущей части Р6М5.

Глубина резания: t=0,5D=0,55=2,5 мм.

Подача: S=0,12-0,18 ?0,15 мм/об из ([2]стр.277 таб.25)

Скорость резания V м/мин.

Значение коэффициента Сv и показателей степеней.

Сv=14,7; q=0,25; у=0,55; m=0,125; Т=20 мин.

KMV=(190/HB)n=(190/190)1,3=1(таб.1-4)

KИV=1,0 (таб.6)

KlV=0,85(таб.31)

Значение коэффициента СМ и показателей степеней, коэффициент КР

СМ=0,021; q=2; х=.-.;у=0,8.

СР=42,7; q=1; х=.-.;у=0,8.

Второй технологический переход: рассверлить отверстие.

Режущий инструмент: сверло количество зубьев z = 2, материал режущей части Р6М5.

Глубина резания: t = 0,5 мм.

Подача: Sо = 0,6 мм/об

Скорость резания V м/мин.

Определяем частоту вращения зенкера n, мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ = 710 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

Определяем подачу на зуб Sz мм/зуб.

Определяем минутную подачу SM мм/мин.

Определяем крутящий момент Н·м и осевую силу Н

Значение коэффициента СМ и показателей степеней, коэффициент КР

СМ = 0,085; q =.-.; х = 0,75; у = 0,8.

СР = 23,5; q =.-.; х = 1,2; у = 0,4.

Третий технологический переход: нарезать резьбу.

Режущий инструмент: метчик машинный, z = 3, материал режущей части ВК6.

Глубина резания: t = 0,5(D - d) = 0,5(10 - 8,5) = 0,75мм.

Подача: Sо = 1,5 мм/об (Sо = Р - шагу нарезаемой резьбы)

Скорость резания V м/мин.

Сv = 83,0; x = 0,45; у = 0; m = 0,33; Т = 70 мин.

KMV = (190/HB)n = (190/190)1,3 = 1

KИV = 1

KlV = 1

Определяем частоту вращения сверла n, мин-1.

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ = 710 мин-1

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.

Определяем подачу на зуб SZ, мм/зуб

Определяем минутную подачу SM, мм/мин.

Определяем крутящий момент Н·м.

Сверлить глухое отверстие.

Режущий инструмент: сверло, материал режущей части Р6М5.

Глубина резания: t=4,5.

Подача: S=0,3 мм/об из ([2]стр.277 таб.25)

Сv=14,7; q=0,25; у=0,55; m=0,125; Т=35 мин.

KMV=(190/HB)n=(190/190)1,3=1(таб.1-4)

KИV=1,0

KlV=1

Определяем частоту вращения сверла n, мин-1,

Корректируем по паспорту станка и принимаем в качестве фактической nФ=1200 мин-1.

Определяем фактическую скорость резания VФ, м/мин.,

Определяем подачу на зуб SZ мм/зуб.

Определяем минутную подачу SM мм/мин.

Определяем крутящий момент на сверла МКР,Нм:

МКР=10CМD qмSYмKМ,

CМ=0,021; qМ=2; YМ=0,8;

KМ=KР=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем осевую силу:

Ро=10CРDqрSYрKМР,

CР , qР, YР, KМР - из справочника [3].

CР=42,7; qР=1; YР=0,8;

KР=KM=KMР=(190/НВ)n=(190/190)0,6=1

Определяем мощность резания:

Определяем необходимую мощность электродвигателя станка:



Основное технологическое время tо находим по формуле:

to=(l+y+)/Sф nф,

где l-длина обработки, мм; y-глубина врезания инструмента, мм; -длина перебега инструмента, мм.

L=10 мм., y=0,3D=0,39,25=2,8 мм., =2мм

to=(10+2,8+2)/0,31200=0,041 мин.

Кругло-шлифовальная.

Шлифовать поверхности.

Инструмент: круг шлифовальный СМ-2 .

Скорость круга VК=30м/с

Скорость заготовки VЗ=20м/с

Глубина шлифования t=0,25мм

Продольная подача SМ=(0,5·В)=10 мм/об

Диаметр круга 150мм; высота 20мм; шлифовальный материал 4А; зернистость 50; твердость СМ2

4.2 Расчёт норм времени

Технические нормы времени в условиях массового и серийного производства устанавливаются расчётно-аналитическим методом. При массовом производстве определяется норма штучного времени.

Вспомогательное время tв состоит из времени на установку и снятие детали tуст; времени, связанного с переходом tпер (установкой инструмента по лимбу, упору, разметке; предварительным измерениям, точением пробной стружки и др.) ; времени tпер.к., связанного с переходом на приёмы, не вошедшего в tпер (изменение частоты вращения шпинделя станка, изменения подачи, поворот резцовой головки и др.) ; вспомогательного времени на контрольные измерения tизм, которые устанавливают по нормативным таблицам в зависимости от точности измерения, размеров измеряемых поверхностей ;

Кtв.-поправочный коэффициент, учитывающий размер партий обрабатываемых деталей; в курсовых и дипломных проектах Кtв. =1.

Время на обслуживания рабочего места tобс состоит из времени технического обслуживания tтех и времени организационного обслуживания tорг. Время на техническое обслуживание зависит от типа станка и характера выполняемой работы В массовом производстве оно задаётся в минутах и пересчитывается с учётом стойкости инструмента и основного технологического времени. В серийном производстве tмах не отделяется от tорг и задаётся в процентах от оперативного времени. Время на организационное обслуживание зависит от типа оборудования и условий работы и задаётся в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

Время на отдых и личные надобности tотд зависит от массы обрабатываемой детали, машинного времени, оперативного времени, вида подачи и определяется в процентах от оперативного времени как в массовом, так и в серийном производстве.

Токарно-винторезная:

to=0,21 мин, tуст=0,25 мин, tпер=0,09 мин, tпер.к.=0,05+0,06=0,11 мин, tизм=0,12 мин.

tобс =2,5% tопер

tобс =( tо+ tв)2,5/100=(0,21+0,57)2,5/100=0,02 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =4% tопер

tотд =( tо+ tв)4/100=(0,21+0,57)4/100=0,031 мин. (приложения 7…11)

Токарно-винторезная:

to=0,047мин, tуст=0,20 мин, tпер=0,08+0,06=0,14 мин, tпер.к.=(0,01+0,05+0,06)4=0,48 мин, tизм=0,11 мин.

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,047+0,93)2/100=0,019 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,047+0,93)3,5/100=0,034 мин. (приложения 7…11)

Штучное время:

Токарно-винторезная:

to=0,26+0,26+0,3+0,007+0,15=0,457 мин, tуст=0,20 мин, tпер=0,08+0,06=0,14 мин, tпер.к.=(0,01+0,05+0,06)4=0,48 мин, tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,457+0,93)2/100=0,027 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,457+0,93)3,5/100=0,048 мин. (приложения 7…11)

Вертикально-сверлильная:

to=0,041+0,03=0,071 мин, tуст=0,20 мин, tпер=0,08+0,06=0,14 мин, tпер.к.=(0,01+0,05+0,06)4=0,48 мин, tизм=0,11 мин.

(Методические указания, приложения 7…11)

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,071+0,93)2/100=0,02 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,071+0,93)3,5/100=0,035 мин. (приложения 7…11)

Радиально-сверлильная:

to=0,28+0,026+0,24=0,52 мин, tуст=0,20 мин, tпер=0,08+0,06=0,14 мин, tпер.к.=(0,01+0,05+0,06)4=0,48 мин, tизм=0,11 мин.

Время на обслуживание рабочего места:

tобс =2% tопер

tобс =( tо+ tв)2/100=(0,52+0,93)2/100=0,029 мин. (приложения 7…11)

Время на отдых и личные надобности:

tотд =3,5% tопер

tотд =( tо+ tв)3,5/100=(0,52+0,93)3,5/100=0,05 мин. (приложения 7…11)

Кругло-шлифовальная:

Тшт=Т01+Т02+ТВ+ТОБС+ТОТД=2.8+9.3+0,05+0,05+0,35+0,55+0,22=13,1мин.

ТО1,2=П/SM=0.045/10=0.0045 - предварительное

ТО1,2=П/SM=0.05/10=0.005 - окончательное

Время на установку детали в центра - tВ1=0,34

Время связанное с измерением - tВ2=0,55

Время на контроль микрометром - tВ3=0,22

Вспомогательное время 1,11

tОБСЛ=tОП•0,09=0,01мин; tОТД=tОП·0,04=0,18·0,04=0,007мин

Тшт=ТО+ТВ+ТОБС+ТОТД=0,18+1,11+0,01+0,007=1,3мин.



5. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий

5.1 Описание конструкции приспособления

Применение станочных приспособлений расширяет технологические возможности металлорежущего оборудования, повышает производительность и точность обработки заготовок, облегчает условия труда рабочих и повышает культуру производства на предприятии. С помощью станочных приспособлений при механической обработке деталей решаются следующие основные типовые задачи: базирование и закрепление заготовок, координирование инструмента, изменение положения заготовки относительно оборудования.

При проектировании станочного приспособления необходимо соблюдать правила выбора баз, стабильного взаимного положения заготовки и режущего инструмента при обработки, обеспечивать удобство установки, контроля и снятия детали, свободного удаления стружки, управления станком и приспособлением, а также условия безопасности работы и обслуживания данного приспособления.



Литература

1. Гжиров Р.И. Краткий справочник конструктора: Справочник-Л.: Машиностроение, 1983

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

3. Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 /Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1985.

4. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: Учебник.- М.: Машиностроение, 1987.

Размещено на Allbest.ru