Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения»

ОСНОВЫ ПРОГРЕССИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Методические указания

к курсовому проектированию

Пермь, 2010 г.

Методические указания составил:

кандидат технических наук, доцент Песин М.В.

Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Технология машиностроения»

«____»___________________ 2010 г.

Заведующий кафедрой

«Технология машиностроения»

доктор технических наук, профессор

В.Ф. Макаров

Данная работа состоит в выполнении следующих практических заданий:

1. Определение типа производства на стр. 3.

2. Выбор метода получения заготовок на стр. 10.

3. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки на стр.19.

4. Определение маршрута обработки поверхности с использование прогрессивных методов обработки деталей маши на стр. 27.

5. Определение геометрических параметров режущего инструмента для операций для выполнения операций механической обработки на стр.35.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

Цель работы - закрепление знаний по разделу «Формы организации производства» и овладение методикой определения типа производства.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Согласно варианту задания выбрать исходные данные по таблице1

2. Определить условное число однотипных операций Поi, выполняемых на каждом рабочем месте.

3. Вычислить коэффициент закрепления операций K3.0 .

4. Найти тип производства при реализации технологических процессов изготовления двух деталей, используя исходные данные в табл. 1.1.

5. Заполнить титульный лист см. форму отчета.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Согласно ГОСТ 3.1108-74 ЕСТД и ГОСТ 14.004-74 ЕСТПП одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций К3.0.

Коэффициент K3.0 показывает отношение числа всех операций, выполняемых или подлежащих выполнению в цехе (на участке) в течение месяца, к числу рабочих мест, т.е. характеризует число операций, приходящихся в среднем на одно рабочее место в месяц, или степень специализации рабочих мест.

При K 3.0 ? 1 производство является массовым;

1 < K 3.0 ? 10 - крупносерийным;

10 < K 3.0 ? 20 - среднесерийным;

20 < K 3.0 ? 40 - мелкосерийным.

В единичном производстве К3.0 не регламентируется.

В соответствие с известными методиками расчета коэффициента закрепления операций К3.0 для действующего цеха (участка):

, (1.1)

где ?По - суммарное число различных операций;

Ря - явочное число рабочих подразделения, выполняющих различные операции;

K в - коэффициент выполнения норм, K в = 1,3;

Ф - месячный фонд времени рабочего при работе в одну смену,ч;

? Ni Ti - суммарная трудоемкость программы выпуска, ч;

Ti - трудоемкость i-ой позиции, ч;

Ni - программа выпуска каждой i-ой позиции номенклатуры.

При данном технологическом проектировании при заданной годовой программе выпуска Nг, шт., и известной трудоемкости трудовых операций технологического процесса Tш.к, мин, явочное число рабочих Ря может быть принятым равным числу рабочих мест Рр.м. , в тоже время условное число однотипных операций Поi, выполняемых на одном рабочем месте, может быть определено как

Поi = зн / зф, (1.2)

где зн - нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями;

зф - фактический коэффициент загрузки данной операцией.

Рассчитывается фактический коэффициент загрузки по формуле:

, (1.3)

где Kв - коэффициент выполнения норм;

Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.

Приняв по справочным данным Kв = 1,3; зн = 0,8 и Fд = 40,15 ч, получим:

(1.4)

, (1.5)

Задача

По имеющимся данным установить тип производства, который зависит от заданной программы выпуска деталей и длительности выполнения основных технологических операций, а именно:

1. Определить условное число однотипных операций Поi, выполняемых на каждом рабочем месте.

2. Коэффициент закрепления операций K3.о.

3. Тип производства при реализации технологических процессов изготовления двух деталей, используя исходные данные в табл. 1.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Осуществляется расчет типа производства по указанной методики. Основная задача направлена на изучение методики определения типа производства и его определение.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов направлена на изучение методики определения типа производства и его определение.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ СТУДЕНТОВ

Общие требования к выбору задания, оформлению работы и ее защите

Номер задания определяется из таблицы 1.1 согласно предпоследней и последней цифрам номера зачетной книжки студента. Варианты исходных данных указаны в таблице 2.

Практическое задание выполняется на одной стороне листов формата А4 с нумерацией заполненных информацией страниц с оглавлением и текстом задания на отдельных листах в начале работы, списком использованной литературы - в конце. Титульный лист заполняется по образцу, приведенному в Приложении 1.1.

Все исправления и дополнения, сделанные по требованию преподавателя, выносятся на чистую страницу листа напротив того места, где сделаны замечания.

Проверенная и исправленная работа контрольная работа предъявляется на зачете, где происходит ее защита.

Для успешной защиты необходимо:

1. Уметь полностью объяснить алгоритм выполнения практического задания.

2. Обосновать принятие решений при выполнении задания.

3. Правильно ответить на контрольные вопросы.

Таблица 1.1

Варианты заданий

Предпоследняя цифра зачетной книжки студента		Последняя цифра зачетной книжки студента
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	2	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	3	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	4	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	5	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	6	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	7	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	8	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	9	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Таблица 1.2

Варианты исходных данных для определения типа производства

Вариант	Номер детали	Тш.к. на операцию, мин		Nг, шт.
		005	010	015	020	025	030
1	1 2	3,3 2,1	4,8 5,3	4,6 8,8	5,9 7,5	6,3 1,8	7,5 11,2	4500 10 000
2	3 4	4,7 5,2	7,8 4,3	5,4 12,4	10,3 4,8	15,2 1,2	- 3,8	2500 7500
3	5 6	1,2 12,0	0,8 32,3	2,1 15,6	2,8 10,3	1,9 9,2	0,7 -	15 000 1500
4	7 8	15,0 0,9	42,0 1,2	11,3 7,1	7,4 3,4	- 5,3	- -	1000 10 000
5	9 10	3,0 1,2	4,5 2,1	6,3 0,9	5,4 1,8	1,2 3,2	1,7 -	7500 30 000
6	11 12	5,0 3,8	6,2 4,3	4,2 12,0	7,8 6,3	8,3 -	5,4 -	1500 3800
7	13 14	7,0 4,0	6,5 7,0	8,3 2,2	5,4 3,5	7,8 4,7	2,4 -	10 000 50 000
8	15 16	2,7 7,0	1,8 8,0	3,9 9,0	4,6 10,0	6,6 7,5	- 8,5	1500 5000
9	17 18	13,5 3,0	6,8 4,5	7,5 2,9	14,0 7,4	3,5 1,8	- -	1500 12 000
10	19 20	9,5 1,8	36,0 6,7	14,0 3,8	22,0 12,0	- 6,1	- 5,3	4000 25 000
11	21 22	6,5 0,8	4,3 1,7	11,2 1,9	7,8 0,6	1,2 1,4	3,4 3,2	1000 40 000
12	23 24	3,6 26,0	5,2 14,0	2,8 43,0	8,3 8,0	4,2 -	- -	4000 1000
13	25 26	3,8 2,1	4,9 5,3	4,8 8,8	7,9 7,5	8,3 1,8	9,5 11,2	5700 11 000
14	27 28	4,9 5,2	7,8 4,3	5,4 12,4	10,3 4,8	15,2 1,2	- 3,8	2600 7800
15	29 30	1,2 12,0	0,8 32,3	2,1 15,6	2,8 10,3	1,9 9,2	0,7 -	14 000 1800
16	31 32	15,2 0,9	42,6 1,2	11,3 7,1	7,4 3,4	- 5,3	- -	1100 9 000
17	33 34	3,0 1,2	4,5 2,1	6,3 0,9	5,4 1,8	1,2 3,2	1,7 -	7400 20 000
18	35 36	5,0 3,8	6,4 4,3	4,2 12,1	7,8 6,3	8,3 -	5,4 -	1700 3600
19	37 38	7,0 4,0	6,5 7,0	8,8 2,2	5,4 3,5	7,8 4,7	2,4 -	11 000 40 000
20	39 40	2,7 7,3	1,8 8,2	3,8 9,8	4,6 10,8	6,6 7,5	- 8,5	1700 6000
21	41 42	13,5 3,3	6,8 4,5	7,5 2,9	14,8 7,4	3,5 3,8	- -	1800 12 500
22	43 44	9,5 1,9	36,2 6,7	14,1 3,8	22,6 12,5	- 6,1	- 5,3	4400 23 500
23	45 46	6,5 0,8	4,3 1,7	11,2 1,9	7,8 0,6	1,2 1,4	3,4 3,2	1100 37 000
24	47 48	3,6 26,0	5,2 14,0	2,8 43,0	8,3 8,0	4,2 -	- -	3700 1200
25	49 50	3,8 2,1	4,8 5,3	4,6 8,8	5,9 7,5	6,3 1,8	7,5 11,2	4900 14 000
26	51 52	4,7 5,2	7,7 4,3	5,4 12,4	10,3 4,8	15,4 1,2	- 3,8	2900 8500
27	53 54	1,6 12,0	0,5 32,3	2,2 15,6	2,8 10,3	1,9 9,2	0,9 -	15 500 1800
28	55 56	15,5 0,9	42,4 1,2	11,1 7,1	7,7 3,4	- 5,3	- -	1100 11 000
29	57 58	3,4 1,2	4,3 2,1	6,5 0,9	5,4 1,8	1,2 3,2	1,9 -	8500 28 000
30	59 60	5,3 3,8	6,2 4,3	4,7 12,0	7,9 6,3	8,4 -	5,5 -	2500 7800

Пример выполнения практического задания

Исходные данные:

Штучно-калькуляционное время Тш.к. на операцию:

005 составляет 3,6 мин.

010 - 5,2 мин.

015 - 2,8 мин.

020 - 8,3 мин.

025 - 4,2 мин.

Годовая программа выпуска Nг равна 3 000 шт.

Определить.

Условное число однотипных операций Поi, выполняемых на каждом рабочем месте, коэффициент закрепления операций К3.о и тип производства при реализации технологических процессов изготовления двух деталей, используя исходные данные из табл. 1.2.

Решение.

1. Определяем число однотипных операций Поi :

П01 = 250536 / (3000 * 3,6) = 23,2;

П02 = 16,1;

П03 = 29,8;

П04 = 10,1;

П05 = 19,9.

2. Вычисляем коэффициент закрепления операций по формуле (1.5):

К3.0 = 250536 / 3000 * 5 * ( 1/(3,6) + 1/(5,2) + 1/ (2,8) + 1/(8,3) + 1/(4,2) )= =19,8.

3. Найдем тип производства в соответствии с условием:

К3.0 < 20

Следовательно, производство является среднесерийным.

Оформление отчета.

Заполнить титульный лист, см. Приложение 1.1. Оформить отчет, см. Общие требования к выполнению практических заданий, оформлению работы и ее защите.

Приложение 1.1

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения»

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

Вариант _____

по дисциплине «Технология машиностроения»

Студенту (ке) _________________________________ группы ________

Исходные данные:

______________________________________________________________________________________________________________________________

Проверил Выполнил(а)

к.т.н., доцент Песин М.В. _______________________________

« ____ » _____________ 20__г. « _____ » _________________ 20__г.

2. ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Цель работы - закрепление знаний по разделу «методы получения заготовок» и овладение методикой определения способа получения заготовки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Согласно варианту задания выбрать исходные данные по таблице 2.8.

2. Выбрать тип производства.

3. Заполнить титульный лист см. форму отчета.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Обоснование метода получения заготовок

Метод получения заготовки выбирают, анализируя ряд факторов:

· материал детали;

· технические требования на её изготовление;

· объем и серийность выпуска;

· форму поверхности;

· размеры детали.

Оптимальным, при данных вышеперечисленных условиях, считается тот метод получения заготовки, который обеспечивает наибольшую её технологичность при минимальной себестоимости.

Определение вида заготовок и способа их изготовления

Максимально приблизить геометрические формы и размеры заготовки к размерам и форме готовой детали - одна из главных задач в заготовительном производстве. Оптимизируя выбор метода и способа получения заготовки, можно не только снизить затраты на её изготовление, но и значительно сократить трудоёмкость механической обработки.

В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы: литье, обработка металлов давлением, сварку и комбинацию этих методов.

Каждый метод содержит большое число способов получения заготовок.

Вид заготовок и способ их изготовления для конкретной детали определяется такими показателями, как материал, конструктивная форма, серийность производства и масса заготовки.

Материал является одним из важных признаков, определяющий метод получения заготовок. Наиболее широко используемые материалы объединены в семь групп. Код группы определяется по таблице 2.1 на основе данных чертежа детали.

Конструктивные формы. Детали общего машиностроения делятся на 14 видов. Соответствующий код выбирается на основе сравнения реальной детали с описанием типовых деталей, представленных в таблице 2.2.

Чтобы найти серийность производства, необходимо знать массу детали (согласно чертежу) и задаться конкретной программой выпуска, код серийности определяется по таблице 2.3.

По массе заготовки сгруппированной в восемь диапазонов, которые выбираются по таблице 2.4 и 2.5.

Для удобства использования в работе по выбору возможных вариантов наиболее часто применяемые способы получения заготовок машиностроения закодированы в интервале от 1 до 11 и представлены в таблице 2.6.

Таким образом, определив коды по каждому из четырех факторов, составим перечень возможных видов и способов получения заготовок для данной детали согласно таблице 2.7:

1. По кодам материала детали находим соответствующие строки в таблице.

2. По коду серийности производства уточняем место строки внутри соответствующего материала.

3. Код конструктивной фирмы определяет место строки данных соответствующем коде серийности.

4. Код массы детали уточняет горизонталь в строке нужного кода формы детали, которая указывает перечень кодов вида заготовок.

Коды вида заготовок с указанием конкретных способов изготовления расшифровываются согласно табл. 2.6. Это рекомендательная операция на первом этапе решения поставленной задачи.

Таблица 2.1

Классификация материалов по группам

Вид материла	Код группы
Стали углеродистые Чугуны Литейные сплавы Высоколегированные стали и сплавы Низкоуглеродистые стали Легированные стали Прокатанные материалы	1 2 3 4 5 6 7

Таблица 2.2

Конструктивная форма детали

Основные признаки детали	код
Валы гладкие круглого или квадратного сечения	1
Валы круглого сечения с одним уступом или фланцем, с буртом или выемкой без центрального отверстия	2
Детали с цилиндрической, конической криволинейной и комбинированными формами поверхностей без центрального отверстия и с отверстием, длиной L? 0,5 D	3
Тоже, 0,5 < L < 2D	4
Тоже, L > 2D	5
Детали с цилиндрической, конусной, криволинейными поверхностями с гладкой или ступенчатой наружной поверхностью со сквозным или глухим гладким или ступенчатым отверстием	6
Детали круглые в плане или близкие к этой форме, имеющие гладкую или ступенчатую наружную цилиндрическую поверхность, с одного - или двусторонними уступами и ступицами, с центральным отверстием или без него, длиной 0,5 D0 < L < 2D0	7
Детали сложной пространственной формы	8
Детали с удлиненной прямолинейной, изогнутой осью и пересекающиеся главными осями	9
Корпусные детали, имеющие сочетание призматической, цилиндрической и других форм наружной поверхности с наличием базовых отверстий и установочных плоскостей, с плоскостью и без нее, имеющие на поверхности ребра, углубления, выступы, бобышки и отверстия	10
Детали с призматической, цилиндрической или с сочетанием криволинейной или призматической форм наружной поверхности с привалочной поверхностью в виде прямоугольных, круглых фланцев, имеющие ребра, углубления, выступы	11
Коробчатые разъемные корпусы с установочной поверхностью || и перпендикулярны относительно плоскости разъема, имеющие одну и более базовых поверхностей, а также ребра, углубления, выступы	12
Детали простой конфигурации, ограниченные гладкими и ступенчатыми, плоскими, цилиндрическими и комбинированными поверхностями с наличием ребра, буртов, бобышек, фланцев и отверстий	13
Тонкостенные полые детали с цилиндрической, конической и комбинированными формами наружной поверхностью и детали типа дисков и крышек	14

Таблица 2.3

Определение серийности производства заготовок

Вид заготовки	Программа выпуска при массе детали, кг	Код серийности
	10	100	1000
Штамповка, поковка	500 1000 2500 3500	250 400 1000 1000	60 300 600 600	1 2 3 4
Прокат	500 1000 3500	250 400 1000	60 300 600	1 2 3, 4
Отливка	2000 12000 30000	600 4000 8000	300 1500 7000	1 2 3, 4

Таблица 2.4

Диапазоны отливок, поковок и штамповок по массе

Масса, кг	Номер диапазона
До 0,63	1
0,63…1,60	2
1,6…4,0	3
4,0…10,0	4
10,0…63,0	5
63…100	6
100…400	7
Свыше 400	8

Таблица 2.5

Диапазон диаметров проката

Диаметр, мм	Номер диапазона		Диаметр, мм	Номер диапазона
До 5	1		100…140	5
5…30	2		140…210	6
30…50	3		210…250	7
50…100	4		Свыше 250	8

Таблица 2.6

Виды заготовок и способы их изготовления

Способы производства заготовок	код	Коэффициент Kв.т
Литьё в песчано-глиненные формы	1	0,7
Центробежное литьё	2	0,85
Литьё под давлением	3	0,91
Литьё в кокиль	4	0,8
Литьё в оболочковые формы	5	0,9
Литьё по выплавляемым моделям	6	0,91
Штамповка на молотах и прессах	7	0,8
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах	8	0,85
Свободная ковка	9	0,6
Прокат	10	0,4
Сваренные заготовки	11	0,95

Таблица 2.7

Выбор возможных видов и способов изготовления заготовок

Код признака
материал	серийность	Конструктивная форма	Масса детали	Вид заготовки (способ изготовления)
1…3	1	-	1…6	1
		1	1…6 7 8	1, 4…6 1, 4, 5 1, 4, 5
		2	1…6 7 8	1, 4…6 1, 4, 5 1, 4
		3, 4	1…6 7 8	1, 2, 4…6 1, 4, 5 1, 2, 4
		5	1…6 7 8	1…6 1, 2, 4, 5 1, 2, 4
		6	1…6 7 8	1, 2, 4…6 1, 2, 4, 5 1, 2, 4
1…3	2…4	7	1…6 7 8	1…6 1, 2, 4 1, 4…6
		8,9	1…6 7 8	1, 3…6 1, 4, 5 1, 4
		10	1…6 7 8	1, 3…6 1, 4, 5 1, 4
		11, 12	1…6 7 8	1, 3…6, 11 1, 4, 5, 11 1, 4, 11
		13	1…6 7 8	1…6 1, 2, 4, 5 1, 2, 4
		14	1…8	1, 2, 11
4…7	1	1…7 8 9 10…12 13, 14	1…8	9, 10 9 9, 10 11 9, 11
	2…4	1 2…7 8 9 10…12 13, 14	1…8	9, 10 7…10 7, 9 7…9 11 7, 11

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Осуществляется выбор метода получения заготовки по указанной методике. Основная задача, решаемая в ходе практического занятия, направлена на изучение методики определения методов получения заготовок для указанных деталей.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов направлена на изучение методов получения заготовок.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ СТУДЕНТОВ

Общие требования к выбору задания, оформлению работы и ее защите

Номер задания определяется из таблицы 8 согласно предпоследней и последней цифрам номера зачетной книжки студента. Варианты исходных данных указаны в таблице 2.9 и чертежах приложений 2.2 - 2.31.

Практическое задание выполняется на одной стороне листов формата А4 с нумерацией заполненных информацией страниц с оглавлением и текстом задания на отдельных листах в начале работы, списком использованной литературы - в конце. Титульный лист заполняется по образцу, приведенному в Приложении 2.1.

Все исправления и дополнения, сделанные по требованию преподавателя, выносятся на чистую страницу листа напротив того места, где сделаны замечания.

Проверенная и исправленная работа контрольная работа предъявляется на зачете, где происходит ее защита.

Таблица 2.8

Варианты заданий

Предпоследняя цифра зачетной книжки студента		Последняя цифра зачетной книжки студента
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	2	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	3	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	4	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	5	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	6	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	7	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	8	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	9	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Таблица 2.9

Исходные данные

Вариант	Деталь	Эскиз из прил. 2.2-2.11	Годовая программа выпуска, шт.
1 2 3	Вал-шестерня	Приложение 2.2	1000 10000 40000
4 5 6	Фланец кулака	Приложение 2.3	50 1000 5000
7 8 9	Серьга	Приложение 2.4	1000 5000 10000
10 11 12	Крестовина	Приложение 2.5	100 2000 10000
13 14 15	Шестерня	Приложение 2.6	1000 5000 10000
16 17 18	Корпус	Приложение 2.7	100 1000 5000
19 20 21	Шестерня	Приложение 2.8	50 1000 5000
22 23 24	Фланец	Приложение 2.9	50 500 5000
25 26 27	Корпус	Приложение 2.10	1000 10000 40000
28 29 30	Крышка	Приложение 2.11	50 1000 5000

Пример выполнения практического задания

Исходные данные:

Деталь «вал-шестерня» - чертеж №1 (см. прил. 2.1).

Годовая программа выпуска - 10 000 шт.

Материал - сталь 25 ХГНМТ.

Определить: используя исходные данные из чертежа, определить возможные виды и способы получения заготовок для детали.

Решение. Определяем четыре основных показателя детали: материал, серийность производства, конструктивную форму и массу заготовки.

1.По табл. 2.1 для марки стали 25 ХГНМТ определяем код - 6 - это легированные стали.

2. По табл. 2.3 - серийность производства по входным данным:

вид заготовок - штамповки, поковки и прокат,

масса - 6.3 кг,

программа выпуска - 10 000;

определяем код - 4;

3. По табл. 2.2 - конструктивную форму; основные признаки детали - в соответствии с чертежом;

определяем код - 2;

4. По табл. 2.4 и 2.5 - масса заготовки 6,3 кг имеет код - 4.

Итак, выбираем возможные виды и способы получения заготовок для данной детали, учитывая определённые выше коды четырёх основных показателей детали:

1. Код материала - 6.

2. Код серийности - 4.

3. Код конструктивной формы - 2.

4. Код массы - 4.

Из табл. 2.7 по определённым ранее кодам 6 - 4 - 2 - 4 из графы таблицы «вид заготовки» выписываем рекомендуемые коды видов: 7, 8, 9 и 10.

Используя табл. 2.6, расшифровываем выбранные коды видов заготовок:

7 - штамповка на молотах и прессах;

8 - штамповка на горизонтально - ковочных машинах (ГКМ);

9 - свободная ковка;

10 - прокат.

Вывод, для детали «вал-шестерня» определены возможные методы получения заготовки:

1. Штамповка на молотах.

2. Штамповка на прессах.

3. Штамповка на ГКМ

4. Свободная ковка.

5. Прокат.

Оформление отчета

Заполнить титульный лист, см. Приложение 2.1.

Оформить отчет, см. Общие требования к выполнению практических заданий, оформлению работы и ее защите.

Приложение 2.1

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения»

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ № __

по дисциплине «Технология машиностроения»

ВЫБОР МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

Вариант _____

Студенту (ке) _________________________________ группы ________

Исходные данные:

______________________________________________________________________________________________________________________________

Задание выдал Задание получил(а)

к.т.н., доцент Песин М.В. _______________________________

« ____ » _____________ 20__г. « _____ » _________________ 20__г.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЗАГОТОВКИ

Цель работы - закрепление знаний по разделу методы получения заготовок и овладение методикой технико-экономического обоснования выбора заготовки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определить вариант задания по таблице 3.10 согласно предпоследней и последней цифрам номера зачетной книжки студента.

2. Согласно варианту задания выбрать исходные данные по таблице 2.9.

3. Выполнить технико-экономического обоснования выбора заготовки.

3.1. Вычисляют стоимость заготовок по нескольким вариантам изготовления детали, назначенных в практической работе «Выбор метода получения заготовки».

3.2. Сравнить стоимость заготовок, полученных различными методами.

3.3. Выбирать заготовку, имеющую наименьшую стоимость.

4. Заполнить титульный лист см. форму отчета.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Проводимые в практической работе «Технико-экономическое обоснование выбора заготовки» исследования позволяют определить стоимость заготовки для детали машиностроения.

Окончательное решение о выборе способа получения заготовок принимается после определения стоимости её изготовления для каждого из рекомендуемых способов.

Стоимость производства заготовок, без учёта затрат на предварительную механическую обработку, для способов литья и обработки давлением определяется по зависимости (3.1):

, (3.1)

где С - базовая стоимость 1 тн заготовок, руб./тн (табл. 3.1 - 3.4);

Кт.о - коэффициент доплаты за термическую обработку и очистку заготовок, руб./тн (табл. 3.5)

Кт - коэффициент, учитывающий точностные характеристики заготовок (табл. 3.6);

Gзаг - масса заготовки, кг.

Кс - коэффициент, учитывающий серийность выпуска заготовок (табл. 7 - 9);

Gд - масса детали; кг (см. Приложения 2.2-2.11);

Sотх - стоимость 1 т отходов (стружки), руб.;

Кф - коэффициент, учитывающий инфляцию (по отношению к ценам 1991г.).

Таблица 3.1

Оптовая цена 1 т отливок из чугуна, руб.

Масса одной отливки, кг	Группа сложности
	1	2	3	4	5	6
4,5 5,65 7,15 9	322 316 310 304	401 394 386 379	496 486 477 468	590 579 569 557	704 691 677 665	843 827 811 796

Таблица 3.2

Оптовая цена 1 т отливок из стали, руб.

Масса одной отливки	Группа сложности
	1	2	3	4	5	6
14,25 18 22,5 28,25	352 346 341 335	439 431 424 417	542 533 524 515	645 634 623 613	770 756 744 732	922 906 891 876

Таблица 3.3

Оптовая цена 1 т поковок, руб.

Масса одной поковки, кг	Группа сложности
	1	2	3	4
2,825 3,575 4,5 5,65 7,15 9 11,25	398 382 368 354 342 332 321	452 432 418 403 389 376 365	506 485 468 450 435 422 409	567 544 52 504 486 472 458

Таблица 3.4

Масса одной штамповки, кг	Группа сложности
	1	2	3	4
1,8 2,25 2,825 3,575 4,5 5,65 7,15 9 11,25	508 482 457 439 422 407 393 381 369	577 548 519 499 480 463 446 432 419	647 613 582 558 538 517 500 484 469	724 686 651 625 602 579 559 542 526

Оптовая цена 1 т штамповок, руб.

Масса заготовки определяется по формуле (3.2):

, ( 3.2 )

где Кв.т - коэффициент весовой точности (см. табл. 3.5).

Таблица 3.5

Виды заготовок и способы их изготовления

Способы производства заготовок	код	Коэффициент Kв.т
Литьё в песчано-глиненные формы	1	0,7
Центробежное литьё	2	0,85
Литьё под давлением	3	0,91
Литьё в кокиль	4	0,8
Литьё в оболочковые формы	5	0,9
Литьё по выплавляемым моделям	6	0,91
Штамповка на молотах и прессах	7	0,8
Штамповка на горизонтально-ковочных машинах	8	0,85
Свободная ковка	9	0,6
Прокат	10	0,4
Сваренные заготовки	11	0,95

Таблица 3.6

Доплаты за термообработку и очистку заготовок

Виды термообработки	Кт.о, руб./т
Отжиг Нормализация Очистка от окалины	15 25 8

Таблица 3.7

Коэффициент Кт, учитывающий класс точности размеров в зависимости от способов литья

Способ литья	Кт
В песчано-глинистые формы (ПГФ), в оболочковые формы В кокиль, центробежное литьё По выплавляемым моделям	1,165 1,27 1,67

Таблица 3.8

Коэффициент Кс, учитывающий серийность выпуска заготовок-поковок массой 2,5…10 кг

Число поковок в годовом заказе, шт.	Кс
125 и менее 126…250 251…500 Свыше 501	1,5 1,25 1,1 1

Таблица 3.9

Коэффициент Кс, учитывающий серийность выпуска штамповок

Группа серий-ности	Число горячих штамповок в годовом заказе при массе одной штамповки, кг	Кс
	1,6…2,5	2,5…4,0	4,0…10	10…25
5	700 и менее	650 и менее	500 и менее	400 и менее	По договорам с покупателем
4	701…1400	651…1250	501…1000	401…750	1,3
3	1401…4500	1251…4000	1001…3500	751…3000	1,15
2	4501…120000	4001…100000	3501…75000	3001…50000	1,0
1	Свыше 120000	Свыше 100000	Свыше 75000	Свыше 50000	0,9

Таблица 3.10

Размер партии, шт.	Кс
Менее 200	1,23
201…1000	1,15
1001…4000	1,1
4001…12000	1,06
12001…20000	1,03
20001…75000	1,0
75001…200000	0,97

Коэффициент Кс, учитывающий серийность выпуска отливок

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Осуществляется выбор метода получения заготовки по указанной ранее методике. На занятии учащийся заполняет титульный лист (см. приложение 3.1) и полностью выполняет объем работы. Основная задача, решаемая в ходе практического занятия, направлена на изучение методики технико-экономического обоснования выбора заготовки.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов направлена на изучение методов получения заготовок и дальнейшее их технико-экономическое обоснование.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ СТУДЕНТОВ

Общие требования к выбору задания, оформлению работы и ее защите

Номер задания определяется из таблицы 3.11 согласно предпоследней и последней цифрам номера зачетной книжки студента. Варианты исходных данных указаны в таблице 2.9 и чертежи в Приложениях 2.2 - 2.11.

Практическое задание выполняется на одной стороне листов формата А4 с нумерацией заполненных информацией страниц с оглавлением и текстом задания на отдельных листах в начале работы, списком использованной литературы - в конце. Титульный лист заполняется по образцу, приведенному в Приложении 3.1.

Все исправления и дополнения, сделанные по требованию преподавателя, выносятся на чистую страницу листа напротив того места, где сделаны замечания.

Проверенная и исправленная работа контрольная работа предъявляется на зачете, где происходит ее защита.

Таблица 3.11

Варианты заданий

Предпоследняя цифра зачетной книжки студента		Последняя цифра зачетной книжки студента
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	1	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	2	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	3	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	4	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	5	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	6	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	7	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
	8	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
	9	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Пример выполнения практического задания

Исходные данные

Деталь «вал-шестерня» - чертеж №1 (см. прил. 3.1).

Годовая программа выпуска - 10 000 шт.

Материал - сталь 25 ХГНМТ.

Определить

Определить себестоимость изготовления заготовки для детали «вал-шестерня», полученной штамповкой на молотах, - эскиз (см. прил. 3.2). Годовая программа выпуска - 10 000шт.

Решение

Себестоимость производства заготовки - штамповки на молотах определяется по зависимости (3.1):

1) Gзаг= Gд / Кв.т.

Так как Кв.т = 0,8 (см. табл. 5), Gд = 6,3 кг, то

Gзаг = 6,3 / (0,8)=7,9кг;

2) В случае, если масса детали меньше табличного значения см.табл. 3.1-3.4, то принимается ближайшая величина цены за кг.

С=Ц1 - ((Ц1-Ц2)(Gзаг -М1))/(М2-М1)

Так как М1 = 7,15кг, М2 = 9 кг, Ц1 = 446руб., Ц2 = 432 руб. (см. табл.4), то

С = 446- ((446-432) (7,9-7,15)) / (9-7,15)= 440,3руб.;

3) Сзаг = [(C+Кт.о)/(1000)Gзаг Кт Кс - (Gзаг - Gд) (Sотх / 1000] Кф .

Так как Кт.о = 8 (см. табл. 3.6),

Кт для штамповок, поковок, проката не учитывается,

Кс = 1 (см. табл. 3.7),

Sотх = 27 руб./тн,

Кф = 5, то

Сзаг = [(440,3+8/1000)*7,9*1-(7,9-6,3)27/1000]*5=17,5руб.

Итак, стоимость заготовки-штамповки для детали - 17,5 руб.

Аналогично определяют стоимости различных вариантов получения заготовок, например, для детали «вал-шестерня» - это штамповка на прессах, на ГКМ, свободная ковка и прокат. В данном примере этот расчет не приведен.

Вторым этапом решения задачи по выбору способа получения заготовки является сравнение различных методов её получения.

Далее выбирают такую заготовку, которая имеет наименьшую стоимость.

Оформление отчета

Заполнить титульный лист, см. Приложение. Оформить отчет, см. Общие требования к выполнению практических заданий, оформлению работы и ее защите.

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения»

ЗАДАНИЕ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ № __

по дисциплине «Технология машиностроения»

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ВЫБОРА ЗАГОТОВКИ

Вариант _____

Студенту (ке) __________________________________ группы ________

Исходные данные: ____________________________________________ ________________________________________________________________

Задание выдал Задание получил(а)

к.т.н., доцент Песин М.В. _______________________________

« ____ » _____________ 20__г. « _____ » _________________ 20__г.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ

Цель работы - закрепление знаний по разделу «методы обработки заготовок» и овладение методикой определения маршрута обработки поверхности детали.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определить вариант задания по таблице 4.3.

2. Согласно варианту задания выбрать исходные данные по таблице 4.4.

3. Определить код материала по таблице 4.1.

4. Выбрать маршрут обработки 5 (пяти) различных элементарных поверхностей указанной детали по Таблице 4.2.

5. Заполнить титульный лист см. Приложение 4.1.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Определение маршрута обработки поверхностей детали

Вначале определяют маршруты обработки элементарных поверхностей детали.

1 этап. С этой целью деталь разделяют на поверхности, а именно:

1. Плоские.

2. Наружные цилиндрические.

3. Внутренние цилиндрические.

4. Резьбовые.

5. Криволинейные.

6. И другие.

2 этап. Определяют код материала из таблицы 1 по данным чертежа детали. По показателю обрабатываемости материалы объединены в четыре группы.

Таблица 4.1

Классификация материалов по группам

Вид материла	Код группы
Незакалённые стали	1
Чугуны	2
Цветные металлы и сплавы	3
Закалённые стали	4

3 этап. Предварительный выбор методов обработки элементарных поверхностей и числа необходимых переходов (операций) производят на основе данных справочных таблиц экономической точности обработки [2] или на основе обобщённых таблиц примерных маршрутов обработки поверхностей детали (см. Таблицу 4.2) исходя из следующих особенностей:

1. Окончательная точность и шероховатость поверхности.

2. Вид исходной заготовки.

3. Свойства материала.

4. Тип производства.

4 этап. Для каждого типа поверхностей определяют представителя, т.е. поверхность, для которой заданы наиболее жесткие требования по точности и шероховатости, и устанавливают один или несколько методов окончательной её обработки, т.е. последний технологический переход (или операцию).

5 этап. Зная вид и точность исходной заготовки, таким же образом выбирают первый или начальный метод обработки.

6 этап. Определив первый и окончательный переходы, устанавливают необходимость промежуточных переходов, число которых тем больше, чем ниже точность исходной заготовки и выше окончательные требования к поверхности детали. Число вариантов обработки поверхности может быть довольно большим (см. табл. 4.2), и их сокращение возможно с учётом некоторых особенностей, к которым относятся:

1. Целесообразность обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов и её обработки совместно с другими поверхностями заготовки за один установ.

2. Ограничение возможности применения некоторых методов из-за недостаточной жесткости детали

3. И другие.

Определение числа и последовательности технологических переходов при обработке элементарных поверхностей является основной для расчёта общих и промежуточных припусков и операционных размеров на обработку, выявления необходимых стадий обработки, формирования маршрута обработки детали в целом и разработки отдельных операций.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Определяется маршрут обработки поверхности детали по указанной методике. На занятии учащийся заполняет титульный лист (см. Приложение 4.1) и полностью выполняет объем работы. Основная задача, решаемая в ходе практического занятия, направлена на изучение методики определения методов обработки заготовок для указанной детали.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Самостоятельная работа студентов направлена на изучение методов обработки заготовок.

Таблица 4.2

Маршруты обработки поверхностей детали

Точ-ность, квали-тет	Шерохо-ватость Ra, мкм	Код мате-риала	Маршрут обработки поверхностей
			Цилиндрических	Плоских
			Наружных	Внутренних
14-12	25,0…6,3	1, 2, 3	О	С	СТ
		1, 2, 3	О	З	Ф
		1, 2, 3	О	РТ	О
		4	О, ТО	С, ТО	СТ, ТО
		4	ТО, Ш	З, ТО	Ф, ТО
		4	ТО, Ш	РТ, ТО	О, ТО
11-10	5,0…2,5	1, 2, 3	Оп, Оч	С, З, Р	Фп, Фч
		1, 2, 3	Оп, Оч	С, РТ, Р	Фп, Фч
		1, 2	О, Ш	С, РТ, Р	ТО, Шп, Ф, Шп
		4	Оп, Оч, ТО	С, З, ТО, Ш	Ф, ТО, Шп
		4	Оп, ТО, Ш	С, РТ, ТО	СТ, ТО, Шп
		4	ОП, ТО, Ш	Зп, Зч, ТО, Ш	О, ТО, Шп
9-7	1,25…0,63	1, 2, 3	Оп, Оч, От	РУ, Р	С, П
		1, 2, 3	Оп, Оч, От	С, З, Рп, Рч	Ф,П
		1, 2, 3	Оп, Оч, От	С, РТп, РТч	Ф, П
		1, 2, 3	Оп, Оч, От	С, З, РТт	Ф, П
		1, 2, 3	Оп, Оч, От	С, П	Ф, П
		1, 2	О, Ш	РТп, РТч, РТт	Ф, Шч
		1	Шп, Шч	РТп, РТч, РТт	Ф, Шч
		4	Оп, Оч, ТО, Ш	С, РТ, ТО, Ш	Ф, ТО, Шч
		4	Шп, ТО, Шч	РТп, РТч, ТО, Ш	С, ТО, Шч
		4	Шп, ТО, Шч	С, З, ТО, Ш	О, ТО, Шч
		4	Шп, ТО, Шч	РЦ, ТО, Х	О, ТО, Шч
	0,32…0,16	3	Оп, Оч, ПО	РУ, ТО, Х	Фп, Фч, ПОч
		3	Оп, Оч, От, ПО	РУ, ТО, Х	Оп, Оч, ПОч
9-7	0,08…0,04	3	Оп, Оч, От, ПОч, Пот	РУ, ТО, Х	Оп, Оч, ПОч, Пот
		4	Оп, Оч, ТО, Шп, Шт, ПО	РУ, ТО, Х	Фп, Фч, ТО, Шп, Шт, ПО
		1, 2, 3	Оп, Оч, От, ПО	РУ, Рп, Рч	СТ, Фт, ШБ
		1, 2, 3	Оп, Оч, От, ПО	С, З, Рп, Рч	Фп, Фт, ШБ
		1, 2, 3		С, З, РТч, РТт	Фп, ФТ, ШБ
6	0,32…0,16	1, 2, 3	Оп, Оч, От, ПО	РТп, РТч, РТт	Фп, Фт, ШБ
		1, 2, 3	Оп, Оч, От, По	С, З, П	Фп, Фт, ШБ
		1	О, Ш, СУ	С, З, П	Фп, ФТ, ШБ
		1	О, Шп, Шт, П	С, З, П	Фп, Фт, ШБ
		1, 2	О, Шп, Шт, П	С, З,П	Фп, Фч, Шч, ПО
			О, Шп, Шт, П	С, З,П	Фп, Фч, Шч, ПО
		4	О, Шп, ТО, Шт	РТ, ТО, Ш, Х	Фп, Фч, ТО, Шч, Д
		4	О, Шп, ТО, Шт, СУ	С, З, ТО, Ш, Х	С, Фт, ТО, Шч, Д
		4	Оп, Оч, ТО, Шч, СУ	С, П, ТО, Х	Ф, ТО, Шп, Шч, Д
		4	Оп, Оч, ТО, Шч, СУ	РУ, Р, ТО, Х	О, Шп, ТО, Шч, Д
	0,16…0,08	3	Ош, Оч, От	РУ, Р, ТО, Х	О, Шп, ТО, Шч, Д
		4	Оп, Оч, ТО, Шч, СУ	РТ, ТО, Ш, Х, Д	СТ, ТО, Шч, Шт, Д
		4	О, Шп, ТО Шч, Шт, СУ	С, З, ТО, Ш, Х, Д	Ф, ТО, Шч, Шт, Д
		4	О, Шп, ТО, Шч, Д	С, П, ТО, Хп, Хч	Ф, Шп, ТО, Шч, Шт, Д
6	0,16…0,08	4	О, Шп, ТО, Шч, Д	РУ, ТО, Х, Д	О, Шп, ТО, Шч, Шт,Д
		4	О, Шп, ТО, Шч, Д	С, РТч, РТт, ТО, Х, Д	О, Шп, ТО, Шч, Шт, Д
5	0,08…0,04	1	Оп, Оч, Шп, Шч, Суп, СУч	С, РТч, РТт, ТО, Х, Д	О, Шп, ТО, Шч, Шт, Д
		2	Оп, Оч, Шп, Шч, Суп, СУч	С, З, Р, Х, Дл, Дч	О, Шп, ТО, Шч, ШТ, Д
		2	Оп, ОЧ, Шп, Шч, Суп, СУч	РУ, Х, Дп, Дч	О, Шп, ТО, Шч, Шт, Д
		1, 2	Оп, Оч, Шп, Шч, Суп, СУч	РУ, Х, Дл, Дч	Ф, Шп, Шч, Шт, ПО
		4	Оп, Оч, Шч, Суч	РУ, Р, ТО, Х, Дл, Дч	СТ, ТО, Шп, Шч, Шт, ПО

Обозначения, используемые в табл. 4.2:

О - обтачивание,

Ш - шлифование,

СУ - суперфиниширование,

ПО - полирование,

Д - доводка,

ТО - термическая обработка,

С - сверление (рассверливание),

З - зенкерование,

РУ - ружейное сверление,

Р - развёртывание,

РТ - растачивание,

П - протягивание,

Х - хонингование,

СТ - строгание,

Ф - фрезерование,

ШБ - шабрение,

п - предварительное,

ч - чистовое,

т - тонкое.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ СТУДЕНТОВ

Общие требования к выбору задания, оформлению работы и ее защите

Номер задания определяется из таблицы 4.3 согласно предпоследней и последней цифрам номера зачетной книжки студента. Варианты исходных данных указаны в таблице 3.11 и чертежи в Приложениях 2.2 - 2.11.

Практическое задание выполняется на одной стороне листов формата А4 с нумерацией заполненных информацией страниц с оглавлением и текстом задания на отдельных листах в начале работы, списком использованной литературы - в конце. Титульный лист заполняется по образцу, приведенному в Приложении 4.1.

Таблица 4.3

Исходные данные

Вари-ант	Деталь	Эскиз из прил. 2-31	Тип производства	Заготовка
				Тип	Квалитет
1 2 3	Вал-шестерня	Прил. 2.2	Массовое Среднесерийное Единичное	Прокат, поковка, штамповка,	14
4 5 6	Фланец кулака	Прил. 2.3	Массовое Среднесерийное Единичное	Литьё, Штамповка	16
7 8 9	Серьга	Прил. 2.4	Массовое Среднесерийное Единичное	Литьё, штамповка	16
10 11 12	Крестовина	Прил. 2.5	Крупносерийное Среднесерийное Мелкосерийное	Литьё, штамповка	14
13 14 15	Шесте-рня	Прил. 2.6	Массовое Среднесерийное Единичное	Литьё, поковка, штамповка	16
16 17 18	Корпус	Прил. 2.7	Крупносерийное Среднесерийное Мелкосерийное	Литьё, поковка, штамповка	16
19 20 21	Шесте-рня	Прил. 2.8	Крупносерийное Среднесерийное Мелкосерийное	Прокат, поковка, штамповка	15
22 23 24	Фланец	Прил. 2.9	Крупносерийное Среднесерийное Мелкосерийное	Литьё, поковка, штамповка	16
25 26 27	Корпус	Прил. 2.10	Массовое Среднесерийное Единичное	Прокат, поковка, штамповка	16
28 29 30	Крыш-ка	Прил. 2.11	Крупносерийное Среднесерийное Мелкосерийное	Прокат, поковка, штамповка	14

Пример выполнения практического задания

Исходные данные:

1. Чертеж детали «Корпус».

2. Тип производства: мелкосерийное.

3. Обрабатываемая поверхность: отверстие ? 100Н7 мм, Ra=1,25 мкм.

4. Материал: серый чугун.

5. Заготовка: отливка 11-го класса точности по ГОСТ 26645-85, шероховатость по 14 квалитету.

Задание: используя исходные данные разработать маршрут обработки отверстия.

Решение.

По табл. 4.2 для обработки отверстия с заданными параметрами определяем:

1. Квалитет точности находится в диапазоне от 9 по 7.

2. Шероховатость Ra в диапазоне от 1,25 до 0,63.

3. Заготовка из чугуна соответствует коду 2.

После рассмотрения табл. 4.2 можно выявить шесть примерных маршрутов:

1. РУ, Р.

2. С, З, Рп, Рч.

3. С, РТп, РТч.

4. С, З, РТт.

5. С, П.

6. РТп, РТч, РТт.

Наиболее рациональный из них для заданных условий выбираем исходя из следующих соображений:

1. Наиболее приемлемый из рекомендованных для получения заданных параметров является тонкое растачивание (РТт), т.к. применение развёрток (Р) нехарактерно для мелкосерийного производства.

1. РУ, Р.

2. С, З, Рп, Рч.

3. С, РТп, РТч.

4. С, З, РТт.

5. С, П.

6. РТп, РТч, РТт.

2. Сверление отверстия не требуется, как оно отлито в исходной заготовке, поэтому в качестве первого чернового перехода целесообразно выбрать предварительное растачивание (РТп).

2. С, З, Рп, Рч.

3. С, РТп, РТч.

4. С, З, РТт.

5. С, П.

6. РТп, РТч, РТт.

3. После предварительного растачивания нельзя выполнять тонкое растачивание, так как для устранения всех погрешностей предшествующей обработки резец работал бы с недопустимо большой глубиной резания; в связи с этим тонкому растачиванию должно предшествовать чистовое растачивание (РТч).

4. Выполнение всех переходов на одном станке позволяет обеспечить принцип концентрации операции и последовательную обработку отверстия с одного установа.

Таким образом, для заданных условий маршрут обработки отверстия включает три перехода:

1. Предварительное растачивание по 14-му квалитету точности;

2. Чистовое растачивание по 10-му квалитету точности;

3. Тонкое растачивание по 7-му квалитету точности.

Оформление отчета

Заполнить титульный лист, см. Приложение 4.1.

Оформить отчет, см. Общие требования к выполнению практических заданий, оформлению работы и ее защите.

Приложение 4.1

Пермский государственный технический университет

Кафедра «Технология машиностроения»

ЗАДАНИЕ к практической работе № __

«Определение маршрута обработки поверхностей деталей»

по дисциплине «Технология машиностроения»

Вариант _____

Студенту (ке) _________________________________ группы ________

Исходные данные: ____________________________________________

____________________________________________________________

Задание выдал Задание получил (а)

к.т.н., доцент Песин М.В. _______________________________

« ____ » _____________ 20__г. « _____ » _________________ 20__г.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

заготовка обработка деталь инструмент

Цель работы: изучить конструкцию и основные геометрические параметры металлорежущего режущего инструмента (далее инструмент) для выполнения операций механической обработки, ознакомиться с классификацией инструментов и правилами их выбора, а также назначения и контроля углов.

1. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Согласно варианту задания выбрать тип инструмента.

2. Изобразить схему инструмента с условными обозначениями. Дать подробное описание его устройства, изобразив основные геометрические параметры.

3. Назначить геометрические параметры инструмента.

4. Схематично показать инструмент и обрабатываемую заготовку.

5. Привести описание рассматриваемого процесса механической обработки с использованием данного инструмента.

6. Заполнить титульный лист см. форму отчета.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Токарный резец

Конструкция и углы токарного резца

Токарные резцы являются наиболее распространенным инструментом, они применяются для обработки плоскостей, цилиндрических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и т. д.

Резец - токарный, строгальный, долбежный и др. - состоит из головки (рисунок 1) и державки (стержня, корпуса).

Державка служит для закрепления резца в резцедержателе станка. Головка имеет шесть элементов: три поверхности (переднюю, главную заднюю и вспомогательную заднюю), два лезвия (главное и вспомогательное) и одну вершину.

Эти элементы образуют собой режущий клин.

Рис. 5.1. Режущие элементы резца:

1 - передняя поверхность; 2 -главная задняя поверхность; 3 - главное режущее лезвие; 4 - вспомогательная задняя поверхность; 5 - вспомогательное режущее лезвие; 6 - вершина резца

Поверхность резца, по которой сходит стружка, называется передней.

Задними поверхностями резца называются поверхности, обращенные к обрабатываемой детали. Различают главную и вспомогательную поверхности. Главная задняя поверхность резца обращена к поверхности резания, вспомогательная - к обработанной поверхности.

Лезвия резца образуются пересечением поверхностей: главное лезвие - пересечением передней и главной задней поверхностей, вспомогательное - пересечением передней и вспомогательной задней поверхностей. Главное лезвие выполняет основную работу резания, вспомогательное, принимая побочное участие в резании, формирует микропрофиль обработанной поверхности. Поверхности и лезвия могут иметь криволинейную форму.

Вершиной резца является место сопряжения главного и вспомогательного лезвий. Она может быть острой или закругленной.

Современные токарные резцы в большинстве своем оснащаются пластинками из твердых сплавов. В этом случае поверхности и лезвия относятся к пластинке.

Для определения углов резца необходимо ввести понятия о поверхностях обрабатываемой детали и исходных плоскостях.

На обрабатываемой детали различают три поверхности: обрабатываемую, обработанную и поверхность резания (рисунок 2).

Рис. 5.2. Виды поверхностей при токарной обработке

Обрабатываемой называют необработанную поверхность, с которой будет срезаться стружка.

Обработанной считается поверхность, образованная после срезания стружки.

Поверхность резания является переходной между обрабатываемой и обработанной поверхностями. В процессе резания она находится, в контакте с главным лезвием инструмента.

Взаимное расположение резца и детали характеризуется исходными плоскостями. К ним относятся:

а) основная - плоскость, параллельная продольной и поперечной подачам;

б) плоскость резания - плоскость, касательная к поверхности резания и проходящая через главное лезвие. В этой плоскости лежит вектор скорости резания;

в) главная секущая (нормальная) - плоскость, перпендикулярная проекции главного лезвия на основную плоскость;

г) продольная секущая - плоскость, перпендикулярная основной плоскости и направлению продольной подачи (вдоль резца);

д) поперечная секущая - плоскость, перпендикулярная основной плоскости и направлению поперечной подачи (поперек резца).

Режущий клин резца как геометрическое тело можно охарактеризовать углами, отмеченными на рисунке 3.

Рис. 5.3. Режущий клин резца и его геометрические параметры.

Рассматриваются в главной секущей плоскости:

главный задний угол - угол между касательной к главной задней поверхности и плоскостью резания (или вектором скорости резания). Примечание: в общем случае поверхности, образующие режущий клин, имеют криволинейную форму. В случае плоской поверхности касательная совпадает с этой плоскостью.

главный передний угол - угол между касательной к передней поверхности и перпендикуляром к плоскости резания (или вектору скорости резания),

угол заострения - угол между касательными к передней и главной задней поверхностям резца;

Во вспомогательной секущей плоскости:

вспомогательный задний угол 1 - угол между касательной к вспомогательной задней поверхностью и перпендикуляром к основной плоскости;

В основной плоскости:

главный угол в плане - угол между проекцией главного лезвия на основную плоскость и направлением подачи;

вспомогательный угол в плане 1 - угол между проекцией вспомогательного лезвия на основную плоскость и направлением подачи;

угол при вершине - угол между проекциями главного и вспомогательного лезвий на основную плоскость;

В плоскости резания:

угол наклона главного лезвия - угол между главным лезвием и линеей, прохожящей через вершину резца параллельно основной плоскости.

Между перечисленными ниже углами существуют зависимости (1) и (2):

+ + = 900, (1)

+ + 1 = 1800. (2)

Углы и имеют лишь геометрический смысл.

Классификация резцов

Резцы классифицируются:

по направлению подачи - на правые и левые (правые резцы на токарном станке работают при подаче справа налево, т. е. перемещаются к передней бабке станка);

по конструкции головки - на прямые, отогнутые и оттянутые (рисунок 4);

Рис. 5.4. Резцы: а - прямые, б - отогнутые, в - оттянутые

по роду инструментального материала - из быстрорежущей стали, твердого сплава и т. д.;

по способу изготовления - на цельные и составные (при использовании дорогостоящих режущих материалов резцы изготовляют составными: головка - из инструментального материала, а державка - из конструкционной углеродистой стали; наибольшее распространение получили составные резцы с пластинами из твердого сплава, которые припаиваются или крепятся механически);

по сечению державки - на прямоугольные, круглые и квадратные; по виду обработки - на проходные, подрезные, отрезные, прорезные, расточные, фасонные, резьбонарезные и др. (рисунок 5).



Рис. 5.5. Токарные резцы для различных видов обработки:

а - наружное обтачивание проходным отогнутым резцом,

б - наружное обтачивание прямым проходным резцом,

в - обтачивание с подрезанием уступа под прямым углом,

г - прорезание канавки,

д - обтачивание радиусной галтели,

е - растачивание отверстия,

ж, з, и - нарезание резьбы наружной, внутренней и специальной

Основные правила назначения углов резца

Главный задний угол , затачивается для уменьшения трения задней поверхности резца о поверхность резания детали. При его увеличении уменьшается площадь контакта между этими поверхностями и соответственно силы трения. Однако увеличение сверх определенных значений приводит к уменьшению угла заострения , ослаблению режущего клина резца и, следовательно, к снижению его прочности. В свою очередь, уменьшение массивности режущего клина обусловливает возрастание температуры резания и соответственно снижение стойкости резца.

Таким образом, величина главного заднего угла должна одновременно удовлетворять двум противоречивым условиям. Рекомендуемые величины углов представлены в таблице 5.1.

Вспомогательный задней угол 1 назначается из тех же соображений и обычно равен углу или на 1…2° меньше.

Таблица 5.1

Значения главного заднего угла резца при различных видах обработки

Вид обработки	Величина главных задних углов для резцов
	Из твердых сплавов	из быстрорежущих сталей
Предварительное точение Чистовое точение Предварительное и чистовое растачивание	6...8° 8...10° 10...12°	8...10° 10...12° 12... 15°

Главный передний угол затачивается для облегчения срезания стружки. При его увеличении уменьшаются пластические деформации срезаемого слоя и силы резания, а также облегчается перемещение стружки по передней поверхности. С этой точки зрения передний угол желательно назначить близким к 45°. Однако, такое увеличение угла вызывает уменьшение угла заострения ослабление режущего клина резца и приводит к упомянутым выше последствиям.

В связи с этим передние углы, близкие к 45°, можно назначать лишь при обработке материалов с низкими прочностными свойствами. Для материалов с высокими прочностными свойствами назначаются набольшие величины передних углов. Рекомендуются следующие значения главных передних углов резцов, оснащенных пластинками твердого сплава (таблица 5.2):

Таблица 5.2

Значения главных передних углов резцов с пластинками из твердого сплава

Обрабатываемый материал	Величина главных передних углов
Высокопрочные стали, твердая бронза	0…5°
Конструкционные стали	10…15°
Ковкий и серый чугун	8…15°
Алюминиевые и магниевые сплавы, латунь, медные сплавы	20…30°

Примечание: для резцов из быстрорежущей стали углы увеличивают приблизительно на 5°.

Нетрудно видеть, что передний угол > 0 приводит к ослаблению режущего клина резца. Поэтому в тех случаях, когда резец испытывает большие динамические нагрузки, необходимо повысить его прочность. Это достигается применением отрицательных передних углов ( < 0). В результате увеличивается массивность режущего клина и изменяется характер деформаций, которые он испытывает: изгиб заменяется сжатием. Поэтому в случае обдирочного точения с большими глубинами резания и динамическими нагрузками на резец передние углы назначают отрицательными в пределах -5…-15°.

Главный угол в плане существенно влияет на стойкость резца и чистоту обработанной поверхности. При его увеличении снижается массивность режущего клина и ухудшаются условия теплопровода от главного лезвие. Поэтому с точки зрения стойкости угол желательно назначать небольшим.

Однако этому обычно препятствует конфигурация деталей, которые чаще всего бывают ступенчатыми. Кроме того, при малых углах повышаются силы Ру и усиливаются вибрации в системе станок-приспособление-инструмент-деталь (СПИД). Поэтому применение малых углов возможно лишь при точении деталей с одинаковым диаметром при жесткой системе СПИД. В обычных условиях главный угол в плане определяется конфигурацией деталей и равен 45°, 60° или 90°.

Вспомогательный угол в плане 1 оказывает такое же влияние на стойкость резца и чистоту поверхности, как и главный угол в плане . Поскольку угол назначают, в основном, исходя из стойкости резца и конфигурации детали, то можно считать, что 1 оказывает основное влияние на чистоту обработанной поверхности. Чем меньше угол 1, тем меньше высота неровностей микропрофиля обработанной поверхности. Рекомендуемые значения этого угла для черновых и чистовых резцов 10…15°. В тех случаях, когда необходимо получить более высокую чистоту поверхности, этот угол уменьшают до 3…5°, а в некоторых случаях затачивают вспомогательное лезвие длинной 3…5 мм с углом 1=0 (резец новатора производства В. Колесова).

Угол наклона главного лезвия оказывает существенное влияние на направление схода стружки и на стойкость резца. Он может быть положительным, отрицательным или равным нулю (рисунок 5.6).

Рис. 5.6. Влияние угола наклона главного лезвия на направление схода стружки

У резцов с положительным углом стружка отклоняется в сторону обработанной поверхности. Эхо направление благоприятно в условиях предварительной обработки. У резцов с отрицательным углом стружка отклоняется в сторону обрабатываемой поверхности. Такое направление наиболее благоприятно при чистовой обработке, так как в этом случае обработанная поверхность предохраняется от царапанья.