Главная Коллекция "Otherreferats" Производство и технологии Технологический процесс механической обработки детали станка "Крышка"

Технологический процесс механической обработки детали станка "Крышка"

Назначение и конструкция детали станка "Крышка". Определение типа производства. Выбор метода получения заготовки. Принятый маршрутный техпроцесс. Расчет припусков на обработку, режимов резания и точности операции. Проектирование станочного приспособления.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 23.06.2012
Размер файла 963,0 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

Технологический процесс механической обработки детали станка «Крышка»

Содержание

Введение

1. Назначение и конструкция детали

2. Анализ технологичности конструкции детали

3. Определение типа производства

4. Выбор метода получения заготовки

5. Принятый маршрутный техпроцесс

6. Расчет припусков на обработку

7. Расчет режимов резания

8. Расчет норм времени

9. Расчет точности операции

10. Расчет и проектирование станочного приспособления

10.1 Назначение и устройство приспособления

10.2 Контрольное приспособление

10.2.1 Назначение и устройство приспособления

10.2.2 Порядок выполнения измерений и обработки результатов

10.2.3 Расчет приспособления на точность

Заключение

Список использованной литературы

Приложения

Введение

Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.

Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины, надежность, долговечность и экономичность эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применения прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машины в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с программным управлением, электронных и вычислительных машин и другой новой техники, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов - все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.

Однако нужно учесть, что современная машиностроительная промышленность до 70% своей продукции выпускает в условиях единичного и серийного производств, которые характеризуются существенными затратами рабочего времени на выполнение вспомогательных операций и переходов. Для этих типов производств основное время, связанное с непосредственным изменением формы, размеров и физико-механических свойств заготовок, в общей структуре норм времени на выполнение технологических операций составляет 20-30%, а все остальные затраты приходятся на вспомогательные работы.

Эффективным направлением сокращения вспомогательного времени для рассматриваемых типов производства также является механизация и автоматизация производственных процессов, но использование автоматов, полуавтоматов и автоматических линий неприемлемо по причине высокой стоимости самого оборудования, технологической оснастки к нему, а также из-за длительности и большой трудоемкости переналадок при переходе от выпуска одного вида продукции к другому. В конечном счете, все эти затраты переносятся на себестоимость изделий, которая при малой серийности производства становится необоснованно большой.

1. Назначение и конструкция детали

Деталь применяется для закрытия отверстий.

Деталь имеет цилиндрические наружные поверхности, которые могут использоваться в качестве баз на некоторых операциях. Для данной детали выполняются принципы единства и постоянства баз. Конструкция детали позволяет совместить технологическую и измерительную базы, использовать одни и те же базы на большинстве операций.

Данная деталь «Крышка» представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Твердотельная модель крышки

В качестве материала для изготовления детали используется сталь марки 45. Химический состав стали 45 по ГОСТ 1050 - 88 приведен в таблице 1.1, а механические свойства в таблице 1.2.

Таблица 1.1 - Химический состав стали 45 по ГОСТ 1050 - 88

С,%

Мn, %

Si, %

Сг, % не более

S, %

Р, %

не более

0,42-0,50

0,50-0,80

0,17-0,37

0,25

0,035

0,035

Таблица 1.2 - Механические свойства стали 45 по ГОСТ 1050 - 88

ут, МПа

уВ, МПа

д , %

Ш,%

НВ не более

не менее

горячекатан.

отожженной

355

600

6

30

229

197

Заменитель - стали: 40Х, 50, 50Г2.

Температура ковки, єС:

начала 1250,

конца 700.

Заготовки сечением до 400 мм охлаждаются на воздухе.

Свариваемость - трудно свариваемая; способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.

Обрабатываемость резанием - в горячекатаном состоянии при HB 170-179 и ув=640 МПа, КV т.в. спл =1, КV б. ст =1.

Флокеночувствительность - малочувствительна.

Склонность к отпускной хрупкости - не склонна.

Назначение: крышки,стаканы, вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.

Выполнение в процессе изготовления детали всех требований заложенных конструктором помогает обрести станочному оборудованию такие качества как надежность и безотказность.

НАДЁЖНОСТЬ СТАНОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ - это свойство станочного оборудования обеспечивать бесперебойный выпуск годной продукции в заданном количестве в течение определённого срока службы.

Безотказность станка - это его свойство непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого промежутка времени

2. Анализ технологичности конструкции детали

Деталь «крышка» является технологичной, т.к. отвечает следующим требованиям:

- формы и размеры заготовки максимально приближены к форме и размерам детали;

- при обработке есть возможность использовать проходные резцы;

- наблюдается уменьшение диаметров поверхностей от середины к торцам вала;

- жесткость вала обеспечивает достижение необходимой точности при обработке, так как l/d меньше 10…12.

Далее выполняем количественную оценку технологичности конструкции детали. Составляем таблицу точности поверхности детали (таблица 2.1) и таблицу шероховатости поверхностей детали (таблица 2.2).

Таблица 2.1 - Точность поверхности детали.

Квалитет точности IT

8

14

Количество размеров n

1

7

По формуле вычислим средний коэффициент точности обработки

, (2.1)

где IТi - квалитет точности i-ой поверхности;

n - количество поверхностей, имеющих IТi квалитет.

,

Определим коэффициент точности обработки по формуле :

(2.2)

Определим среднюю шероховатость поверхности детали :

(2.3)

где Rai - значение шероховатости i-той поверхности детали, мкм;

ni - количество поверхностей, имеющих шероховатость Rai.

Для расчета коэффициента шероховатости составим расчетную таблицу 2.2.

Таблица 2.2 - Шероховатость поверхностей детали.

Шероховатость Rа, мкм

1,6

6,3

Количество поверхностей n

2

6

Тогда:

.

Коэффициент шероховатости поверхностей :

. (2.4)

Рассчитаем коэффициент использования материала:

. (2.5)

где Мд - масса детали;

Мз - масса заготовки.

3. Определение типа производства

В машиностроении различают три основных типа производства: массовое, серийное, единичное. Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой выпускаемых изделий при большом объеме выпуска. Серийное производство характеризуется более широкой номенклатурой выпускаемых изделий и меньшим объемом выпуска. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой и малым объемом выпуска изделий.

Тип производства согласно ГОСТ 14.004-83 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.

Коэффициент закрепления операций определяется отношением числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца к числу рабочих мест.

Коэффициент закрепления операции в соответствии с ГОСТ 3.11.0-74 принимают равным отношению количество технологический операций, выполняемых в течении месяца на участке к количеству рабочих мест на участке;

Кз.о = 1 - для массового производства;

1 < Кз.о < 10 - для крупносерийного производства;

10 < Кз.о < 20 - для среднесерийного производства;

20 < Кз.о < 40 - для мелкосерийного производства.

Для единичного производства Кз.о свыше 40.

В данном курсовом проектировании при отсутствии исходных данных по базовому варианту (количество технологических операций и количество рабочих мест) тип производства определяется по годовому объему выпуска и массе деталей (таблица 3) [1].

Т.к масса детали составляет 1,2 кг., а годовая программа выпуска 2000 шт., то тип производства ориентировочно будет среднесерийным.

Рассчитаем количество деталей в партии единовременного запуска n, шт.

(3.1)

где N = 300 шт. - годовой объем выпуска деталей;

а = 8 дн. - периодичность запуска в днях;

Ф = 252 дн. - количество рабочих дней в году.

принимаем n = 10 шт.

Для среднесерийным типа производства рассчитываем такт выпуска tв, мин:

(3.2)

где Fд = 4015 ч. - годовой фонд времени работы оборудования.

Серийное производство является основным типом современного машиностроения и предприятия этого типа выпускают в настоящее время 75-80 % всей продукции машиностроения страны. По всем технологическим характеристикам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством.

Объем выпуска предприятий серийного типа колеблется от сотен до тысяч регулярно повторяющихся изделий.

Персонал: Рабочие средней квалификации. Наряду с работниками высокой квалификации, работниками на сложных универсальных станках и наладчиками используются рабочие-операторы, работающие на настроенных станках.

Заготовки: Средней точности. В качестве исходных заготовок используется холодный и горячий прокат, литье в землю и под давлением, точное литье, поковки и точные штамповки и прессовки. Требуемой точности достигают как методами автоматического получения размеров, так и методами пробных ходов и промеров с частичными применением разметки.

Оборудование: Универсальное и специализированное, частично специализированное. Широко используется станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и находят применение гибкие, автоматизированные системы станков с ЧПУ, связанные с транспортирующими устройствами и управлением от ЭВМ. Оборудование расставляется по технологическим группам с учетом направлениям основных грузопотоков цеха по предметно-замкнутым участкам. Однако одновременно используются групповые поточные линии и переменно-поточные автоматизированные линии. Большое значение имеет универсально-сборная переналаживаемая технологическая оснастка, позволяющая существенно повысить коэффициент оснащенности серийного производства.

Серийное производство является наиболее гибким и устойчивым, наиболее поддается автоматизированию.

4. Выбор метода получения заготовки

Т.к. отсутствуют сведений о методе получения заготовки по базовому варианту, деталь имеет правильную цилиндрическую форму, то очевидно, что в качестве заготовки принимаем прокат.

По ГОСТ 2590-88 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент» принимает прокат обычной точности «В» диаметром 60 мм с предельными отклонениями (+0,5; -1,1).

5. Принятый технологический процесс

Составим маршрутный техпроцесс изготовления детали червяк.

Принятый маршрутный процесс оформляем в виде таблицы.

Таблица 6 - Маршрутный техпроцесс изготовления крышки

№ операции

Наименование

и краткое содержание операции

Модель станка

Режущий инструмент, размеры, марка инструментального материала

Технологические базы

005

Абразивно-отрезная

1. Отрезать пруток

МФ-332

Наружная поверхность

010

Токарная с ЧПУ

1 Черновое точение поверхностей Ш66, Ш30 мм.

2 Чистовое точение поверхностей Ш30 мм

3.Сверление отверстия Ш18мм.

По программе.

16К20Ф3

Резец проходной упорный 20x20, Т5К10; Резец проходной упорный 20х20, Т15К6; Сверло Ш18

Наружная поверхность и торец

015

1 Черновое точение поверхностей Ш66 мм.

2 Чистовое точение поверхностей Ш66 мм

3. Растачивание отверстия Ш55 мм.

4 Точение канавки.

5. Нарезание резьбы

По программе.

16К20Ф3

Резец проходной упорный 20x20, Т5К10; Резец проходной упорный 20х20, Т15К6; резец канавочный, Т15К6; метчик М20

Наружная поверхность и торец

025

Внутришлифовальная

1. Шлифование поверхн. Ш55 мм

3К225В

Круг шлифовальный ПВК 50Ч50Ч127 12А М10 СМ1 7 К4 50 м/с 1кл.А.

Наружная поверхность и торец

030

Вертикально-сверлильная

Сверлить отверстие под штифт

2Н135

Сверло Ш4

Наружная поверхность и торец

040

Химико-термическая

Нанесение покрытия Хим. Окс. прм.

Гальвано-ванна

045

Моечная

Промыть деталь

050

Контрольная

Стол ОТК

Расчет необходимого количества операций проведем для поверхности 55h8+0,046.

Допуск заготовки составляет 0,8 мм, т.е.

= 800 мкм.

Допуск детали:

= 0,020 мм = 20 мкм.

Необходимую величину уточнения определим по формуле [15]

С другой стороны, уточнение определяется как произведение уточнений, полученных при обработке поверхности на всех операциях(переходах) принятого техпроцесса:

,

где - величина уточнения, полученного на i-ой операции (переходе);

n - количество принятых в техпроцессе операций (переходов).

Для обработки данной поверхности в маршрутном технологическом процессе предусмотрены следующие операции:

1. Чистовое точение; 2. Шлифование.

Промежуточные значения рассчитываются по формулам[15]

где - допуски размеров, полученные при обработке детали на первой, второй и т.д. операциях.

1) Чистовое точение

46 мкм;

2) Шлифование

20 мкм;

Тогда ; .

Определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки:

Полученное значение показывает, что при принятом маршруте точность обработки поверхности 80h6-0,020 обеспечивается, т.к., т.е.

6. Расчёт припусков на обработку

Аналитически рассчитаем припуски на внутреннюю поверхность 55H8+0.046 мм.

Технологический маршрут получения отверстия .

1) прокат;

2) точение чистовое;

3) шлифование.

Таблица 8 - Расчет припусков на механическую обработку внутренней поверхности 55H8+0.046 мм.

Технологические переходы обработки поверхности 80h6-0,019

Элементы припуска, мкм

2Zmin,

мкм

Расчетный размер, мм

Допуск,

Мкм

Предельные размеры, мм

Предельные припуски, мм

Rz

Н

Dmin

Dmax

2Zmin

2Zmax

Заготовка

150

200

894

-

-

395,34

3000

392,5

395,34

-

-

Чистовое

точение

20

-

36

440

1087

399,12

89

399,03

399,12

1,09

1,53

Шлифование

5

-

-

440

923

400,04

30

400,01

400,04

0,92

0,98

Итого

4,5

7,47

Погрешность установки заготовки (патрон пневматический самоцентрирующий):

,(6.1)

где - погрешность базирования, - погрешность закрепления.

Погрешность базирования равна нулю, т.к. заготовка базируется по наружной поверхности в самоцентрирующем трехкулачковом патроне, т.е. = 0 (с. 160 [4]);

Погрешность закрепления возникает в результате смещения обрабатываемой поверхности заготовки от действия зажимной силы. Так как мы в качестве зажимного приспособления используем трехкулачковый патрон с пневматическим приводом, обеспечивающим постоянство усилий зажима, то погрешность закрепления можно принять из [1, стр. 76]: мкм.

Минимальный припуск определяется по формуле:

,(6.2)

где - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

- глубина дефектного слоя на предшествующем переходе;

- величина пространственных отклонений на предшествующем переходе;

еi - погрешность установки заготовки на текущем переходе.

Для проката значение Rz = 150 мкм, Н = 200 мкм [1, с. 63]. Для чистового точения Rz = 20 мкм, Н = 0 мкм [1, стр. 65], для шлифования Rz = 4Rа = 41,25= 5 мкм, Н = 0.

Величина пространственных отклонений для заготовки определяется по формуле:

(6.3)

где Дк = 8 мкм/мм - удельная кривизна заготовки;

l = 105 мм - длина заготовки;

Величина пространственных отклонений после чистового точения и шлифования:

, [1, стр. 73]

где - коэффициент уточнения формы [1, стр. 73];

мкм

мкм.

Минимальный припуск под чистовое точение:

мкм.

Минимальный припуск под шлифование:

мкм;

Допуски:

- на заготовку заг = 0,8 мм = 800 мкм (ГОСТ 2590-88);

- на чистовое точение чист.точ. = 46 мкм;

- на щлифование (по чертежу) щлиф. = 20 мкм;

Определим расчетные размеры путем прибавлением расчетного минимального припуска:

dр(щлиф) = 79,98 мм;

dр(чист.точ.) = 79,980 + 0,926 = 80,907 мм;

d (загот) = 80,907 + 2,38 = 83,287 мм.

Запишем наименьшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их уменьшением расчетных размеров; округление производим до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Предельные наибольшие размеры рассчитаем путем прибавления к наименьшим предельным размерам допусков соответствующих переходов.

Предельные размеры:

dmin (щлиф.) = 54,98 мм;

dmax (щлиф.) = 54,98 + 0,02 = 80 мм;

dmin (чист.точ.) = 80,9 мм;

dmax (чист.точ.) = 54,9 - 0,046 = 54,96 мм;

dmin (загот.) = 83,28 мм;

dmax (загот.) = 54,28 - 0,8 = 54,08 мм.

Рассчитаем предельные значения припусков Zmax как разность наименьших предельных размеров и Zmin как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:

= 54,9 - 54,98 = 0,92 мм = 920 мкм;

= 54,96 - 54 = 0,96 мм = 960 мкм;

= 20,28 - 18,9 = 2,38 мм = 2380 мкм;

= 21,08 - 18,96 = 3,12 мм = 3120 мкм;

Проверка правильности расчетов:

,

4080 - 3300 = 800 - 20,

780 = 780 мкм.

Расчеты выполнены верно.

Общий номинальный припуск:

мм.

Номинальный диаметр заготовки:

мм.

Окончательный размер заготовки согласно расчетам мм.

Графическая схема расположения припусков и допусков на обработку поверхности 55H8+0.046 мм представлена на рисунке 2.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Схема графического расположения припусков и допусков поверхности 55H8+0.046.

7. Расчёт режимов резания

деталь заготовка резание обработка

Рассчитаем режимы резания на две операции аналитическим методом.

Операция 010 Токарная с ЧПУ. Чистовое точение поверхности 66 мм.

Станок - токарный с ЧПУ модели 16К20Ф3. Мощность привода главного движения N = 10 кВт.

Глубину резания - 1,5 мм.

Выберем инструмент и материал режущей части резца.

Резец проходной: = 90, 1 = 10, =10, = 0, = 10, радиус при вершине резца r = 0,5 мм. Материал режущей части резца - твердый сплав Т15К6.

Сечение державки резца 2540 мм.

Назначим подачу.

Табличная подача при черновом точении Sт = 0,63 мм/об.

Рассчитаем подачу с учетом твердости обрабатываемого материала:

S = Sт Ksи Ksп Ksd Ksр Ksц Ksм,(7.1)

где Ksи - поправочный коэффициент на инструментальный материала;

Ksп - поправочный коэффициент на состояние поверхности заготовки;

Ksd - поправочный коэффициент на диаметр обработки;

Ksр - поправочный коэффициент на тип конструкции резца;

Ksц - поправочный коэффициент на геометрию резца;

Ksм - поправочный коэффициент на механические свойства обрабатываемого материала;

Sо = 0,63 1,15 1,0 0,6 1,1 1,0 0,85= 0,41 мм/об.

По паспорту станка принимаем подачу Sо = 0,41 мм/об (регулирование бесступенчатое).

Рассчитаем скорость резания:

,(7.2)

где - постоянная в формуле скорости резания, = 350;

m, x, y - показатели степени, m = 0,2 ; x = 0,15 ; y = 0,35;

Т - период стойкости резца, Т = 45 мин - среднее значение при одноинструментальной обработке;

- поправочный коэффициент на скорость резания.

,(7.3)

где - поправочный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала,

- поправочный коэффициент, зависящий от состояния поверхности заготовки, = 0,9.

- поправочный коэффициент, зависящий от марки материала резца, = 1.

- поправочный коэффициент, зависящий от угла в плане = 0,8.

= 0,8 = 1(7.4)

где Кг - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости, Кг = 0,8;

n - показатель степени, n = 1.

1 0,9 1 1 0,8 = 0,72.

0,72 = 151,3 м/мин.

Частота вращения шпинделя:

602,3 мин-1. (7.5)

По паспорту станка принимаем n = 602 мин-1 (регулирование бесступенчатое).

Действительная скорость резания определяется по формуле:

= = 151,22 м/мин. (7.6)

Рассчитаем силу резания Pz:

,(7.7)

где - постоянная в формуле силы резания, = 300.

n, x, y - показатели степени, x=1 ; y=0,75 ; n= -0,1;

- поправочный коэффициент на силу резания:

,(7.8)

где - поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;

- поправочный коэффициент на угол в плане , = 0,89;

- передний угол , = 1;

- угол наклона режущей кромки , = 1.

= = 0,85; (7.9)

= 0,85 0,89 1 1 = 0,76.

10 · 300 1,51 0,410,75 151,22-0,1 0,76 = 1060,85 Н.

По известной силе Pz и скорости резания V произведем проверку по мощности привода главного движения станка необходимо, чтобы мощность затрачиваемая на резание была меньше мощности привода станка. Мощность затрачиваемая на резание:

, (7.10)

Nрез = = 2,62 кВт,

Проверка по мощности выполняется 1,9 кВт < 10 кВт.

Основное время выполнения операции:

, (7.11)

где i - количество проходов.

= 0,4 мин.

Операция 010 Токарная с ЧПУ.

Сверление отверстий диаметром 18 мм (длина 26 мм).

Инструмент сверло спиральное Ш18 мм, материал сверла - Р6М5. Станок - токарный с ЧПУ модели 16К20Ф3.

Табличная подача на оборот Sот = 0,14 - 0,19 мм/об;

По паспорту станка принимаем Sо = 0,2 мм/об.

Глубина резания при сверлении:

.(7.12)

= 9 мм.

Скорость резания:

,(7.13)

где Сv - постоянный коэффициент;

Т - период стойкости сверла, мин;

y, q, m - показатели степени;

Kv - поправочный коэффициент на скорость резания.

= 7,0 для сверла из стали Р6М5; q = 0,4; у = 0,7; m = 0,2.

,(7.14)

где Kmv - поправочный коэффициент на твердость обрабатываемого материала;

Knv - поправочный коэффициент на состояние поверхности обрабатываемого материала;

Kuv - поправочный коэффициент на вид инструментального материала;

,(7.15)

, , , B= 600 МПа.

1,22.

1,1

= 36,03 м/мин;

Частота вращения шпинделя:

603,9 мин-1. (7.16)

По паспорту станка принимаем n = 604 мин-1 (регулирование бесступенчатое).

Действительная скорость резания:

36,03 м/мин.

Осевая сила:

;(7.17)

где Сp - постоянный коэффициент;

y, q - показатели степени.

Kp - поправочный коэффициент на силы резания и крутящий момент.

= 68; q = 1; у = 0,7.

4522,8 Н.

Крутящий момент на шпинделе:

,(7.18)

где См - постоянный коэффициент, См = 0,0345.

y, q - показатели степени. q = 2; у = 0,8.

37,12 Нм.

Мощность резания:

= 2,3 кВт. (7.19)

Основное время сверления отверстия:

, (7.20)

где i - количество проходов.

= 0,92 мин.

Операция 025 - Внутришлифовальная.

Станок торцекруглошлифовальный - 3К225В, режущий инструмент - шлифовальный круг Э5А40С1-С28К5. Шлифование цилиндрической поверхности 55 и шлифование торца.

Расчет проведем по методике, приведенной в карте Ш1 [3]

Скорость шлифовального круга определяется по рекомендации [3] стр.173

Определим рекомендуемую скорость вращения детали.

По рекомендации [3] для обработки стали при скорости круга V=35 м/с скорость детали составляет 25 м/мин

Рассчитываем частоту вращения шпинделя по формуле

(34)

Принимаем nд = 100 мин-1.

Уточняем скорость детали

(35)

Выберем минутную поперечную подачу Sм. По рекомендациям стр. 173[3] подача составит

Sм = Sм(табл)·К1·К2·К3 , (36)

где Sм(табл) - минутная подача табличная;

К1 - коэффициент, зависящий от материала и скорости круга; К1= 1,3

К2 - коэффициент, зависящий от припуска и точности; К1= 1,1

К3 - коэффициент, зависящий, от диаметра круга, количества кругов и характера поверхности; К3= 1,1.

По [3] Sм(табл) для ширины шлифования в=9 мм, диаметра шлифуемой шейки d=80 мм Sм(табл) = 0,7 мм/мин.

Sм = 0,7·1,3·1,1·1,1 = 1,1 мм/мин.

Время выхаживания при ширине шлифования 9 мм, шероховатости поверхности Ra =0,8 мкм, точности обработки S=0,05 мм, диаметре шлифования d=30 мм составит 0,11 мин.

По таблице страница 176 [3] при времени выхаживания tвых = 0,11 мин, минутной подаче Sм=0,63 мм/мин слой снимаемый при выхаживании, состоит бвых=0,02 мм.

Аналогично рассчитываем режимы резания на остальные операции, и результаты сводим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 - Сводная таблица режимов резания

Номер операции

Наименование операции, перехода

Глубина резания

Длина резания

Подача

, мм/об

Скорость резания ,

м/мин

Частота вращения, мин

Минутная подача , мм/мин

Основное время , мин

005

Абразивно-отрезная

4

65

0.26

29.3

1400

360

0.1

010

Токарная с ЧПУ

1,2

96

0,41

151,22

602

246,82

0,4

015

Токарная с ЧПУ

9,5

105

0,2

36,03

604

120,8

0,92

025

Внутришлифовальная

0,2

14

0,002

35

100

-

2,5

030

Вертикально-сверлильная

2.6

5

0.2

15.5

950

190

0.46

8. Расчет норм времени

В условиях серийного производства расчет нормы штучно-калькуляционного времени на операцию производится по формуле [3]:

(8.1)

где Тп.з. - подготовительно-заключительное время;

n - размер партии деталей (n= 64 шт.);

Тшт - штучное время;

Тшт = То+ Тв + Тобсл + Тотд, (8.2)

где То - основное время операции;

Тв - вспомогательное время;

Тв = Тус + Туп + Тизм;

Тобсл - время на обслуживание рабочего места;

Тотд - время на отдых и личные надобности рабочего.

Рассчитаем нормы времени на выполнение операций технологического процесса.

Операция 010 Токарная с ЧПУ. Станок 16К20Ф3.

Основное машинное время операции: То = 0,8 мин.

Вспомогательное время операции при обработке на станках с ЧПУ:

Тв = Тус + Тмв ,(8.3)

где Тмв - машинно-вспомогательное время включает время на позиционирование, ускоренное перемещение рабочих органов, подвод и отвод инструмента в зоне обработки, смену режущих инструментов и т. д. Эти составляющие вспомогательного времени зависят от скорости и длины перемещений рабочих органов, от компоновки основных элементов станка и конструкции вспомогательных устройств, Тмв = 0,92 мин.

Время на контрольные измерения детали перекрывается основным временем и в норму штучного времени не включено.

Тв = 0,6 + 0,92 = 1,52 мин.

Рассчитаем оперативное время:

Топ = Тo+ Тв , (8.4)

Топ = 0,8 + 1,52 = 2,32 мин.

Продолжительность работы станка по управляющей программе Туп составляет неполное оперативное время работы станка:

Туп = То + Тмв , (8.5)

Туп = 0,8 + 0,92 = 1,72 мин.

Время на отдых и обслуживание задаётся в процентах от оперативного времени [3].

Тобс.= 3,5% от Топ, (8.6)

Тобс= 3,5М2,32 / 100 = 0,08 мин.

Тотд.= 4% от Топ, (8.7)

Топ = 4М2,32 / 100 = 0,13 мин.

Штучное время операции:

Тшт = 0,8 + 1,52 + 0,08 +0,13 = 2,53 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени:

Тшт-к= 2,53 + 10/ 64 = 2,69 мин.

Операция 010 Токарная с ЧПУ. Станок 16К20Ф3. Сверлить отверстие Ш19 мм. Основное время обработки То = 2,3 мин.

Вспомогательное время на обработку:

Тв = 0,6 + 0,92 = 1,52 мин.

Определим оперативное время:

Топ = 2,3 + 1,52 = 1,75 мин.

Время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени: Тобс.= 3,5% от Топ,

Тобс. = 3,5% •3,82 /100 = 0,13 мин.

Время на отдых в процентах от оперативного времени:

Тотд.= 4% от Топ,

Тотд = 4%•3,82/100 = 0,15 мин.

Штучное время:

Тшт = 2,3 + 1,52 + 0,13 + 0,15 = 1,71 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени:

Тшт-к= 4,1 + 14/64 = 4,32 мин.

Аналогично рассчитаем нормы времени на остальные операции технологического процесса и представим их в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Таблица норм времени

Номер операции

Наименование операции

Основное время

Вспомогательное время

Оперативное время

Время обслуж. и отдыха

Штучное время

005

Абразивно-отрезная

0,4

1,52

2,32

0,08

0,13

2,53

010

Токарная с ЧПУ

0,92

1,52

3,82

0,13

0,15

4,1

015

Токарная с ЧПУ

2,5

1,2

3,7

0,13

0,15

3,98

025

Внутришлифовальная

1,51

0,8

1,4

0,05

0,06

1,51

030

Вертикально-сверлильная

1,1

0,8

1

0,035

0,4

1,1

9. Расчет точности операции

Произведем расчет точности операции 015 Токарная с ЧПУ (чистовое точение поверхностей 66 мм).

Обработка осуществляется резцом с = 45, 1 = 15 при глубине резания t = 1,5 мм, подаче S0 = 1,4 мм/об и скорости резания V = 151,22 м/мин. Настройка инструмента на размер производится по пробным деталям при m = 4 с применением микрометра. Жесткость станка 15 МН/м.

Обрабатываемый размер L = 96 мм; d2 = 80 мм.

Настроечная партия деталей n = 10 шт.

Материал инструмента Р6М5.

Величина погрешности, обусловленная размерным износом резца:

, (9.1)

где - путь резания при обработке настроечной партии;

- относительный износ инструмента, = 10 мкм/км [1, табл.3.3].

,(9.2)

где - диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

- расчетная длина обработки, мм.

= 588,17 м;

11,76 мкм.

Значение мгновенной погрешности обработки для размера 80 мм и жесткости станка 15 МН/м определяем по табл. 3.6 [1, стр.125] 20 мкм.

Погрешность настройки:

,(9.3)

где - погрешность смещения центра группирования при m = 4;

= 10 мкм;(9.4)

- погрешность регулирования инструмента, = 5 мкм

- погрешность метода измерения, для микрометра = 20 мкм;

23 мкм.

Суммарная погрешность обработки:

,(9.5)

где - погрешность установки, при установке в самоцентрирующем патроне в радиальном направлении равна нулю, (стр. 143 [1]).

= 17,79 мкм.

Точность обработки обеспечивается, т.к. < Td (17,79 мкм < 20 мкм).

10. Расчет и проектирование станочного приспособления

10.1 Назначение и устройство станочного приспособления

Рассмотрим спроектированное в рамках данной курсовой работы станочное приспособление (рисунок 4). Станочное приспособление предназначено для крепления заготовок устанавливаемых по наружному и внутреннему диаметру.

Предварительную настройку кулачков 15 на заданный размер производят перестановкой их по рифленой поверхности 14. Благодаря плоскому соединению тяги 11 с муфтой 13 кулачки могут самоустанавливаться, в результате чего достигается равномерность зажима заготовки. Привод пневматический.

Рисунок 6 - Патрон трехкулачковый

Расчет приспособления

Исходными данными для расчета приспособления является сила резания и крутящий момент.

Расчет выполняем для операции 015 - токарная с ЧПУ.

Силу резания = 1060,85 Н. (из п. 7).

Главная составляющая силы резания Pz образует момент резания, который рассчитываем по формуле из [4]:

(10.1)

.

А момент трения Мтр определим по формуле:

. (10.2)

Составляем уравнение моментов относительно оси x:

;

;

Составляем уравнение сил относительно оси x:

Откуда:

(10.3)

(10.4)

Схема сил действующие на деталь при обработке:

Рисунок 5 - Схема сил действующих на заготовку при обработке.

Выбираем большую силу прижима

Расчет приспособления на точность

Погрешность изготовления приспособления определяем по формуле [6]:

(10.5)

где Т - допуск выполняемого размера, Т = 0,065 мм;

КT1 - коэффициент, учитывающий отклонения значений составляющих величин от закона нормального распределения, Кт1 = 1;

б - погрешность базирования;

з - погрешность закрепления;

у - погрешность установки;

и - погрешность износа установочных элементов;

пи - погрешность от смещения инструмента;

- экономическая точность обработки;

kT1 - коэффициент, учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках, kT1 = 0,8;

kT2 - коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами не зависящими от приспособления, kT2 = 0,4.

Погрешность базирования б=0

Погрешность закрепления з = 0

Погрешность установки заготовки у = 0,025 мм.

Погрешность от смещения инструмента пи = 0 мм.

Погрешность износа установочных элементов и = 0,01мм.

Экономическая точность обработки по 7-му квалитету точности, = 0,12 мм.

10.2 Контрольное приспособление

10.2.1 Назначение и устройство приспособления

Приспособление предназначено для контроля радиального и торцового биений относительно оси детали. Приспособление контрольное (рисунок 5) состоит из плиты основания 1, на котором закреплены две стойки 5 и 8. В стойке 5 закреплен неподвижный центр 6, а в стойке 8 - регулируемый 10, который фиксируется фиксатором, за счет чего происходит поджим-отжим детали. К основанию 1 крепятся индикаторы, которые могут перемещаться в продольном направлении по пазам.

Рисунок 5 - Приспособление контрольное

10.2.2 Порядок выполнения измерений и обработки результатов

Для измерения радиального биения деталь устанавливают на оправку и зажимают в центра 6, 10. Щуп устанавливают таким образом, чтобы он касался измеряемой поверхности сферы, а стрелка индикатора сделала 1-2 оборота. После этого стрелка индикатора устанавливается на ноль поворота шкалы. Отклонение стрелки индикатора и покажет биение поверхности относительно оси детали. Затем тоже действие повторяют еще шесть раз, и по совокупности всех показаний судят о том, годна деталь или нет.

10.2.3 Расчет приспособления на точность

В соответствии с ГОСТ 8.051-83 погрешность измерения торцового биения не должна превышать 30% допуска измеряемой величины. Допуск торцового биения Т=0,05 мм. Тогда допуск погрешности измерения

,(10.5)

мм

Погрешность измерения ? в разработанном приспособлении состоит из трех слагаемых: погрешности базирования е и погрешности отсчетного устройства ?1, то есть

,(10.6)

Погрешность базирования е=0, так как установочная база детали и измерительная база совпадают.

Погрешность отсчетного устройства ?2, в качестве которого принят индикатор типа ИЧ-10, погрешность измерения которого составляет 0,01 мм при цене деления шкалы c=0,01 мм.

Таким образом, сумма погрешности измерения в приспособлении

мм

Это означает, что сумма погрешности измерения в приспособлении не превышает допускаемой погрешности измерения. Можно использовать для контроля.

Заключение

В результате разработки данного курсового проекта было проведено полное исследование технологического процесса получения заготовки в готовую деталь. Важнейшим этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки, выбор оборудования, режущего инструмента и станочных приспособлений. По отношения к базовому техпроцессу выполнены следующие изменения:

-замена токарных станков на токарные с ЧПУ;

-замена приспособления на шлифовальных операциях.

Рассчитаны припуски аналитическим способом на поверхность детали.

В курсовом проекте отражены два метода назначений режимов резания - аналитический и по нормативам. Расчет режимов резания позволяет не только установить оптимальные параметры процесса резания, но и определить основное время на каждую операцию.

Рассчитаны нормы времени и произведен расчет точности токарной чистовой операции.

В результате изменений и последующих экономических расчетов определен положительный экономический эффект принятого технологического процесса по отношению к базовому.

Список используемых источников

1. Дипломное проектирование по технологии машиностроения / Под общ. ред. В.В. Бабука - Мн.: Выш. шк., 1979. - 464 с.

2 Режимы резания металлов: Справ. / Под ред. Ю.В. Барановского - М.: Машиностроение, 1972.

3 Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство. - М.: Машиностроение, 1974.

4 Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1985.

5 Горошкин, А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справ. / А.К. Горошкин. - М: Машиностроение, 1979. - 299 с.: ил.

6 Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред.- Мн.: Выш. шк., 1983. - 256 с.: ил.

7 Станочные приспособления: Справ. Т.1 / Под ред. Б.Н. Вардашкина и А.А. Шатилова. - М.: Машиностроение, 1984.

8 Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1985.

9 Технологическая оснастка: Учеб. для студентов машиностроительных специальностей вузов /М.Ф. Пашкевич, Ж.А. Мрочек, Л.М. Кожуро, В.М. Пашкевич. - Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2002.

10 Жолобов, А.А. Технология машиностроения / А.А. Жолобов, М.Ф. Пашкевич, Л.М. Кожуро - Мн. Новое знание, 2008 - 478 с.

11. Пашкевич, М.Ф. Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие- Мн. Изд-во Гревцова , 2010 - 480 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены