Разработка технологического процесса механической обработки детали "Втулка 01.019 – 1/2"

Размещено на http://www.allbest.ru/

19

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева

Кафедра «Машины и оборудование нефтегазовой промышленности»

кОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технология изготовления технологических машин»

Разработка технологического процесса механической обработки детали «Втулка 01.019 - 1/2»

Алматы 2011

Содержание

Введение

1. Технологическая часть. Разработка технологического процесса изготовления

1.1 Анализ конструкции детали и назначение детали

1.2 Технические требования к деталям и их анализ

1.3 Анализ технологичности конструкции деталей

1.4 Материал детали; маркировка, механические и технологические

свойства

1.5 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

1.5.1 Определение вида исходной заготовки, выбор метода изготовления

1.5.2 Обоснование выбора исходной заготовки

1.6 Проектирование технологического маршрута обработки

1.6.1 Выбор и обоснование технологических баз

1.6.2 Выбор методов и количество необходимых переходов обработки поверхности деталей, формирование маршрута изготовления деталей и выбор состава технологического оборудования

1.7 Разработка технологических операций

1.7.1 Выбор средств технологического оснащения операций

1.7.2 Расчет припусков и операционных размеров

1.7.3 Расчет режимов резания

1.8 Техническое нормирование

1.8.1 Расчет норм времени и норм выработки

1.8.2 Составление сводной ведомости норм времени и ее анализ

2. Конструкторская часть

2.2 Схема технологических наладок на несколько (2-3) операций

2.3 Чертеж заготовки и готовой детали

Заключение

Список литературы

Введение

Настоящая контрольная работа на тему Разработка технологического процесса механической обработки детали «Втулка 01.019 - 1/2».

Работа состоит из трех основных частей:

теоретической, где раскрываются такие вопросы как: анализ конструкции детали, технические требования, ее технологичность, материал, из которого деталь изготовляется и др.;

расчетной, где произведены расчеты припусков и операционных размеров, расчет режимов резания, расчет норм времени, составление сводной ведомости норм времени;

графической, которая состоит из 2 листов: 1 лист - чертеж заготовки, готовой детали и схема технологических наладок; 2 лист - приспособление - самовыключающийся патрон для токарно-револверного автомата 1м116.

Цель самостоятельной работы - получить навыки самостоятельного решения задач по проектированию технологических процессов изготовления деталей. Задачей самостоятельной работы является разработка маршрута обработки двух - трех элементарных поверхностей детали (с использованием коэффициента уточнения).

1. Технологическая часть. Разработка технологического процесса изготовления

1.1 Анализ конструкции детали и назначение детали

Втулка изготавливается из сортового проката круг. Материал детали бронза БрАЖ9-4;определяется ГОСТом 1050-74. Вид проката, из которого изготавливается деталь, -- круг горячекатный повышенной и нормальной точности с постоянной характеристикой поперечного сечения; диаметр -- 16мм. Определяется ГОСТом 2590-71. Втулка конструктивно представляет собой вал с отверстием. Втулка -- тело вращения. Из требований предъявляемых к шероховатости обрабатываемых поверхностей можно сделать вывод, что поверхности, обрабатываемые по 6-ому классу точности являются основными, то есть по ним происходит соединение втулки с другими деталями. Втулка изготовлена из материала БрАЖ9-4, отвечающего требованиям высокой точности, хорошей обрабатываемости, малой чувствительности к конструкционным напряжениям, повышенной износостойкостью. Втулка работает без смазки. Отверстие диаметром 8,8мм используется для вала, который передает вращательное движение. Деталь обрабатывается точением наружных поверхностей, снятием фасок 1,5х30є, сверлением отверстия диаметром 8,8 мм с последующим его зенкерованием. Деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые поверхности и проста по конструкции. Поверхности вращения могут быть обработаны на многошпиндельных станках.

1.2 Технические требования к деталям и их анализ

Заданная для самостоятельного проекта деталь «Втулка 01.019-1/2» изготовлена из материала бронза БрАЖ9-4, который обеспечивает необходимую чистоту поверхности при ее обработке.

Готовая деталь не должна иметь дефектов: пористости, трещин, раковин. Деталь должна быть водонепроницаемой и выдерживать без разрушения давление 25 атм.

Шероховатость поверхности в месте соединения втулки с сопрягаемой деталью Rz = 2,5 мкм получается благодаря применению инструмента «Зенкер». Остальные поверхности имеют шероховатость Rz = 40 мкм, которая обеспечивается применением токарных резцов.

1.3 Анализ технологичности конструкции деталей

Технологичность - это свойство конструкции изделия, обеспечивающее возможность его выпуска с наименьшими затратами времени, труда и материальных средств при сохранении заданных потребительных качеств.

Значение показателя технологичности определяется как комплексное через значения частных показателей в соответствии с ОСТ 107.15.2011-91 по формуле:

где k_i - нормированное значение частного показателя технологичности детали.

Конструкция детали является технологичной, если рассчитанное значение показателя технологичности не меньше его нормативного значения. В противном случае конструкция детали должна быть доработана конструктором.

Для изготовления детали «Втулка 01.019 -1/2» при обработке точением используются: проходной резец, сверло Ш 8,8 мм, подрезной резец. Эти поверхности обрабатываются с одной установки.

Для сверления отверстия Ш 8,8 мм на глубину 16±0,3 мм необходимо использовать приспособление для сверлильного станка.

Чем меньше трудоемкость и себестоимость изготовления детали, тем более она технологична.

Нормативное значение показателя технологичности детали «Втулка 01.019 -1/2» равно 0,88. Рассчитанный коэффициент технологичности равен 0,904. Следовательно, конструкция детали технологична.

1.4 Материал детали; его маркировка, механические и технологические свойства

Данная деталь «Втулка 01.019 -1/2» изготовлена из сортового проката круг постоянного диаметра 16 мм. Материал детали - бронза БрАЖ 9-4.

Бронзой называется сплав меди с оловом и другими элементами, кроме цинка. Различают простые (оловянистые) и специальные (безоловянистые) бронзы. Бронзы, в состав которых входит олово, являются оловянистыми. В специальных бронзах олово заменено свинцом, алюминием, железом, марганцем, кадмием, бериллием и другими элементами. В зависимости от химического состава такие бронзы называются свинцовистыми, алюминиевыми, марганцовистыми, бериллиевыми и т.д.

Бронза хорошо поддается обработке точением, резанием, что обуславливает ее широкое применение при изготовлении многих деталей, в том числе втулок.

Для самостоятельной работы была предложена деталь втулка из материала БрАЖ 9-4. Расшифровка маркировки: бронза, содержащая 9% алюминия и 4% железа.

Диаметр заготовки 16 мм дает возможность использовать заготовку с минимальными отходами. Материал заготовки при изготовлении детали обеспечивает необходимую шероховатость поверхности уплотнения и необходимую точность расчетов.

1.5 Выбор исходной заготовки и метода ее изготовления

1.5.1 Определение вида исходной заготовки, выбор метода изготовления

Заготовки необходимо подбирать таким образом, чтобы обеспечить наиболее рациональное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и возможность снижения трудоемкости изготовления самой детали.

При выборе заготовки учитывают: - тип производства; - материал заготовки; - конфигурацию; - размеры; - элементы детали.

В качестве заготовки выбирается пруток - круг 16 ГОСТ 2590 - 85

БрАЖ 9-4 ГОСТ 1051 - 75.

Для удобства работы с заготовкой пруток со стандартной длины 6 м разрезается пополам на заготовки длиной по 3 м.

Технологическому процессу сопутствует ряд вспомогательных процессов: складирование заготовок и готовых изделий, ремонт оборудования, изготовление инструмента и оснастки.

Технологический процесс условно состоит из трех стадий:

1. Получение заготовок.

2. Обработка заготовок и получение готовых деталей.

3. Сборка готовых деталей в изделие, их настройка и регулировка.

В зависимости от требований, предъявляемых к точности размеров, формы, относительного положения и шероховатости поверхностей детали с учетом ее размеров, массы, свойств материала, типа производства, выбираем один или несколько возможных методов обработки и тип соответствующего оборудования.

Для получения заготовки используются ножницы комбинированные «Pels».

1.5.2 Обоснование выбора исходной заготовки

Выбор вида заготовок зависит от конструктивных форм деталей, их назначения, условий их работы в собранной машине, испытываемых напряжений и т.д.

Данная деталь «Втулка 01.019 -1/2» могла быть получена из различных заготовок, например, в виде отливки. Правильное решение вопроса о выборе заготовок, если с точки зрения технических требований и возможностей применимы различные их виды, можно получить в результате технико-экономических расчетов путем сопоставления вариантов себестоимости готовой детали при том или другом виде заготовки.

Всякая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Этот припуск, представляющий собой излишек материала, необходимый для получения окончательных размеров и заданного класса шероховатости поверхности деталей, снимается на станках режущими инструментами. При различных способах получения заготовок припуски будут разными. Чрезмерные припуски вызывают излишние затраты на изготовление детали и тем самым увеличивают ее себестоимость, слагающуюся из трех основных элементов: затрат на материал, основной заработной платы производственных рабочих, накладных расходов. Излишние припуски вызывают повышение затрат на режущие инструмент, так как излишний материал снимается в несколько проходов, вследствие чего увеличивается основное технологическое время, а из-за необходимости увеличение глубины резания требуется повысить мощность станка и как следствие увеличение расхода электроэнергии.

С другой стороны, слишком малые припуски не дают возможности выполнить необходимую механическую обработку с желаемой точностью и чистотой, в результате чего получается брак, что также удорожает изделие.

Таким образом, при выборе заготовок необходимо стремиться к назначению оптимальных припусков, обеспечивающих выполнение механической обработки с удовлетворением требований к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей при наименьшей себестоимости детали. Этим условиям в полной мере соответствует изготовление детали «Втулка 01.019 -1/2» из прутка круглого сечения диаметром 16 мм.

Длина заготовки 3 м обоснована ограничением пространства и возможностью работать без дополнительных опор.

1.6 Проектирование технологического маршрута обработки

1.6.1 Выбор и обоснование технологических баз

Точность обработки зависит от правильного базирования заготовки на металообрабатывающих станках в процессе их обработки.

Базирование - это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбора системы координат.

База - это поверхность, сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащие заготовке или изделию и используемые для базирования.

По назначению базы бывают конструкторские, технологические и измерительные.

Технологическими базами называют поверхности, которые ориентируют деталь необходимым образом при установке ее на станке или приспособлении и при обработке.

Технологические базы бывают также черновыми и чистовыми. К черновым относятся необработанные поверхности, служащие базой для первых операций, а к чистовым - обработанные установочные поверхности на следующих операциях.

Кроме того, базы делятся на основные, вспомогательные и дополнительные. В случаях, когда в качестве технологической базы приняты сборочные, их называют основными. В тех случаях, когда обработанная поверхность не требуется по конструкции, а нужна только с целью базирования, ее называют вспомогательной базой.

От правильного выбора баз зависит рациональность технологического процесса. Желательно стремиться к совмещению баз, так как приэтом обеспечивается более точная обработка. Кроме того, следует придерживаться принципа постоянства баз. Если возможно выдержать постоянные базы при выполнении разнообразных операций, получается рациональный, эффективный технологический процесс с минимальными погрешностями.

В нашем случае зажим заготовки происходит в цанговом патроне, вследствие чего она лишается пяти степеней свободы.

1.6.2 Выбор методов и количество необходимых переходов обработки поверхности деталей, формирование маршрута изготовления деталей и выбор состава технологического оборудования

При формировании маршрута изготовления руководствуются следующими принципами:

1. В первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке. 2. Затем обрабатывают поверхности с наибольшим припуском. 3. Далее выполняют обработку поверхностей снятия металла, которая в наименьшей степени влияет на жёсткость детали. 4. К началу техпроцесса необходимо относить те операции, на которых можно ожидать появление брака из-за скрытых дефектов (трещины, раковины и т.д.).

Формирование маршрута технологических операций, выбор методов и количества необходимых переходов, группы технологического оборудования для изготовления детали «Втулка 01.019 -1/2»

№ оп	Наименование операции	Схема базирования или установки	Группа технологич. оборудования
001 005 010 015 020 025 030 035 040	Перемещение Отрезка: 1.Отрезать пруток, выдерживая размер1 Токарно-винторезная: 1.Точить фаcки с двух сторон, согласно эскизу Автоматная токарно-револьверная 1.Точить поверхность, выдерживая размеры 1 и 2. 2.Сверлить отверстия Ш8,8 на длине 22, одновременно точить поверхности, выдерживая размеры 3 и 4. 3.Развернуть отверстие на длине 19±0,8, выдерживая размер 5. 4.С переднего суппорта точить фаску 1,5х30є. 5.С заднего суппорта отрезать заготовку, выдерживая размер 5. Вертикально-сверлильная 1.Зинковть отверстие 2х30є согласно эскизу. Горизонтально-фрезерная 1.Фрезеровать заготовку, выдерживая размеры 1 и 2. Промывка Контроль Перемещение		Ножницы «Pels» Токарно-винторезный станок1Е61М Токарно-револьверный автомат 1М116 Вертикально-сверлильный станок 2Н118 Горизонтально-фрезерный станок 6Р81Г Моечная машина ПМК1Б Контрольный стол

1.7 Разработка технологических операций

1.7.1 Выбор средств технологического оснащения операций

Технологическое оснащение представляет собой дополнительные устройства, применяемые для повышения производительности труда, улучшения качества.

Для изготовления детали «Втулка 01.019 -1/2» необходимо выполнить различные операции, такие как отрезка, токарно-винторезная, автоматная токарно-револьверная, вертикально-сверлильная, горизонтально-фрезерная.

Для выполнения этих операций применяются различные станки, основные характеристики которых сведены в таблицу:

Наименование станка	Габариты Рабочей зоны, мм	Мин/макс Частота вращения шпинделя,об/мин	Мин/макс подача мм/об мм/мин	Габариты станка, мм	Мощность электродвигателя, КВт
1Е61М 1М116 2М118 6Р801Г	300 116 230 90	1420 720 31,5-1400 1600	2800 2500 0,1-16 2,3-1760	5190 х 17780 х 1550 3830 х 935 х 1540 917 х 4300 х 1250 1250 х 1120	1,5 2,2 2,4 10

1.7.2 Расчет припусков и операционных размеров

Дана заготовка Ш 16 - 0,07 мм. Следовательно, максимальный диаметр заготовки dз max = 16 мм, а минимальный диаметр dз min = 15,93 мм.

Диаметр детали втулка равен 14 -0,4 мм, следовательно, максимальный диаметр детали dд max = 14 мм, а минимальный диаметр dд min = 13,6 мм.



dд max

	Zi min

dд min Zi max

dз min

dз max

Zi max = dз max - dд min = 16 - 13,6 = 2,4

Zi min = dз min - dд max = 15,93 - 14 = 1,93

2 2

2Zo = 2 (Ti-1 + Rzi-1 + vсi-1 + еyi )

сi-1 = 0 еyi = 0

2Zo = 2 (0,06 + 0,06) = 0,21

Остальные припуски считаем как разность номинальных размеров.

№оп.	Номинальный размер	Максимальный размер	Минимальный размер
015 025	18± 0,3 2± 0,1 Ш 11-0,7 Ш 8,96-0,03 16± 0,3 9-0,3 12,5-0,2	18,3 2,1 11 8,96 16,3 9 12,5	17,7 1,9 10,3 8,93 15,7 8,7 12,3

1.7.3 Расчет режимов резания

Рассчитаем режим резания для операции автоматная токарно-револьверная (015).

Принятые обозначения:

n - частота вращения;

s - подача;

t - глубина резания;

v - скорость резания.

t = 16 - 14 / 2 = 2/2 = 1 мм.

При обтачивании детали из бронзы при глубине резания до трех мм подача составляет:

s = 0,7 мм/об.

Уточняем подачу по паспорту станка (s = 0,7 мм/об).

Рассчитаем скорость резания:

v = рdn/1000.

Отсюда следует, что:

n = 1000 v / рd = 1000 · 56,8/ 3,14 · 16 = 56800/50,24 = 1130,57

m xv yv 0,267 0,2 0,6

v = Cv / T t s = 150 / 90 · 1 · 0,7 = 150 / 3,3 · 1 · 0,8 = 150 / 2,64 = 56,8

Проведя аналогичный расчет для операции токарно-винторезная (010), получили следующее:

t = 5 мм;

s = 0,25 мм/об;

n = 720 об/мин;

T = 90 мин.

Аналогично рассчитываются режимы резания для других операций.

1.8 Техническое нормирование

1.8.1 Расчет норм времени и норм выработки

Нормирование технологического процесса состоит в определении величины штучного времени Т_ш для каждой операции (при массовом производстве) и штучно-калькуляционного времени Т_шт (при серийном производстве). В последнем случае рассчитывается подготовительно-заключительное время Т_пз.

Величины и Т_шк определяют по формулам:

; Т_шк = Т_ш + Т_пз/n,

где Т_о - основное технологическое время, мин;

Т_в - вспомогательное время, мин

Т_об - время обслуживания рабочего места, мин;

Т_д - время перерывов на отдых и личные надобности, мин;

Т_пз - подготовительно-заключительное время, мин;

n - количество деталей в партии.

Основное (технологическое) время затрачивается непосредственно на изменение форм и размеров детали.

Вспомогательное время расходуется на установку и снятие детали, управление станком (прессом) и изменение размеров детали.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем.

Время обслуживания рабочего места складывается из времени технического обслуживания (смена инструмента, подналадка станка) и времени на организационное обслуживание рабочего места (подготовка рабочего места, смазка станка и т.д.)

Подготовительно-заключительное время нормируется на партию деталей (на смену). Оно расходуется на ознакомление с работой, настройку оборудования, консультации с технологом и т.д.

Выполнив пункт 1.7.3 и зная режимы резания для операций 010 и 015, а именно:

	010	015
v t n s	81,58 мм/мин 5 мм 720 об/мин 0,25 мм/об	56,8 мм/мин 1 мм 1130,57об/мин 0,7 мм/об

рассчитываем нормы времени по формуле:

To = t / n · s

Для операции 010 To = t / n · s = 5 / 1856 · 0,25 = 5 / 464 = 0,01077 мин.

Для операции 015 To = t / n · s = 1 / 1130,57 · 0,7 = 1 / 791,4 = 0,00126 мин.

Аналогично рассчитываются нормы времени для других операций.

1.8.2 Составление сводной ведомости норм времени и ее анализ

Сводная ведомость норм времени в минутах

№оп	Наименование	t шт.	t ос	t всп	t отд	t обсл
005 010 015 020 025 030	Отрезка Токарно-винторная Автоматная токарно-револьверная Вертикально-сверлильная Горизонтально-фрезерная Промывка	0,005 0,0107 0,0211 0,00833 0,005 0,033	0,0028 0,005992 0,011816 0,00466 0,0028 0,01848	0,0012 0,002568 0,005064 0,00199 0,0012 0,00792	0,00025 0,000535 0,001055 0,0004165 0,00025 0,00165	0,00075 0,001605 0,003165 0,001249 0,00075 0,00495
	ИТОГО	0,08313	0,046548	0,019942	0,004156	0,012469

t шт = 0,166245 мин. (9,97 сек) на все операции на 1 деталь

Заключение

втулка механическая обработка

В данной самостоятельной работе рассмотрено много вопросов, касающихся непосредственно самой детали «Втулка 01.019 - 1 /2».

Раскрыты такие вопросы как анализ конструкции, технологична ли она, материал, выбор заготовки и методы ее обработки, формирование маршрута изготовления детали и выбор технологического оборудования.

Использование типового технологического процесса облегчает проектирование, конструирование детали, ее изготовление и контроль.

Благодаря экономии не только времени, которое было бы затрачено на разработку в случае отсутствия такого "прототипа", но и сокращение затрат, требующихся на исправление и утилизацию брака при использовании неотработанных технологии, оборудования и оснастки, удается получить хорошие экономические показатели технологического процесса изготовления и сборки даже для небольших партий продукции и оборудования.

Наибольшее время при использовании типового процесса приходится затрачивать на технологическую подготовку производства, которая необходима для подгонки "прототипа" для конкретной детали. Учитывая, что многие операции из ТПП являются стандартными и вполне могли бы выполняться с помощью вычислительной техники, в настоящее время преобладающим является тенденция к полной или хотя бы частичной автоматизации процесса технологической подготовки производства.

Список литературы

1.Лекции по курсу "Технология машиностроительного производства" Лобанова С. А., 2001 г.

2.Технология машиностроительного производства. Методические указания к курсовому проектированию/ Рязан. гос. радиотехн. акад; Сост.: А.С. Кирсов, С.Ф. Стрепетов, В.В. Коваленко; Под ред. С.А. Лобанова. Рязань, 2000.

3.Правила оформления технологических документов: Методические указания к курсовому и ди пломному проектированию/ Рязан. гос. радиотехн. акад; Сост. А.С. Кирсов, Л.М. Мокров, В.И. Рязанов, 1997.

4.Нефедов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту. 5-е изд., перераб. и доп. -- М: «Машиностроение», 1990.

5.Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Изд. 2-е, М., «Машиностроение», 1974.

6.Самостоятельное проектирование по технологии машиностроения. Минск, «Высшая школа», 1975.

7.Справочник технолога машиностроителя. В 2-х томах. Изд. 3, переработанное. Том 1,2. Под ред. А.Н. Малова. М. «Машиностроение», 1972.

Размещено на Allbest