Разработка технологических процессов изготовления детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Разработка технологического процесса

1.1 Анализ чертежа детали и оценка ее технологичности

1.2 Выбор заготовки и ее обоснование

1.3 Составление плана обработки детали

1.4 Расчет операционных размеров

2. Разработка операционной технологии

2.1 Выбор оборудования

2.2 Расчет режимов резания

2.3 Расчет технологических норм времени

Список литературы

Введение

Разработка технологических процессов изготовления детали входит основным разделом в технологическую подготовку производства и выполняется по единой системе технологической подготовки производства (ГОСТ 14.001-73).

ГОСТ 14.301-83 этой системы устанавливает виды и общие правила разработки технологических процессов, исходную информацию и перечень основных задач на этапах их разработки.

Проектирование технологических процессов механической обработки начинается с тщательного изучения исходных данных проектирования: сборочного и рабочего чертежей изделия с соответствующими технологическими условиями изготовления детали; чертежа исходной заготовки и размеров программного задания.

По величине программного задания и размерам производственной партии определяется коэффициент закрепления операции, тип и серийность производства и необходимые такт и режим обработки заготовок.

Заготовку выбирают исходя из минимальной себестоимости готовой детали для заданного годового выпуска.

Чем больше форма и размеры заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали, тем дешевле она в изготовлении, а следовательно, тем проще и ее последующая механическая обработка и меньше расход материала.

Задача решается на основе минимизации суммарных затрат средств на изготовление заготовки и ее последующую механическую обработку.

В данном проекте была поставлена задача разработки технологического процесса обработки детали с целью закрепления полученных во время лекционного курса знаний в процессе выполнения данного проекта были заложены основанные навыки использования справочной литературой, ГОСТами, таблицами и нормами. Принятий решений по выбору вариантов технологических процессов, оборудования, методов получения заготовок, их размеров было основано на приведенных технико-экономических расчетах. Все это способствовало более глубокому изучению основ данной дисциплины.

деталь технологичность чертеж резание

1. Разработка технологического процесса

1.1 Анализ чертежа детали и оценка технологичности

Изучение чертежа детали является первым ответственным шагом в проектировании технологического процесса. Сначала по геометрическим проекциям определяется конфигурация детали. Затем изучают размеры, требуемую точность обработки и взаиморасположение поверхностей. Этот анализ дает возможность составить представление о методах обработки, выявить конструкторские базы и наметить последовательность механической обработки.

Рисунок 1.1 Конструктивные параметры детали.

Технологичность детали. Данная деталь - «болт», выполнен в виде ступенчатого цилиндрического стержня, на одном конце которого предусмотрена метрическая резьба с крупным шагом, а на другом поперечная торцевая канавка глубиной 3 мм. При этом ступенчатость болта начинается от максимального до минимального диаметра. На наибольшем диаметре детали выполнены две небольшие фаски.

Резьбовая часть предусмотрена получить на наименьшем диаметре 16 мм, длина которой должна быть 45 мм. По анализу детали видно, что для ее изготовления нет особых требований к шероховатости и точности поверхности. Также ознакомившись с чертежом детали, выяснили, что деталь изготовлена из материала Сталь45 по ГОСТ 1050-88.

1. Деталь со снятием небольших фасок и нарезанием резьбы;

2. Деталь ступенчатая;

3. Сечение детали симметрично представляет собой длинный пруток.

Исходя из этого можно считать что, деталь имеет все базы для ее изготовления и является технологичной.

Деталь по своим конструкторским и технологическим признакам относится к деталям общего применения, имеет метрическую резьбу. Габаритные размеры детали: длина 136 мм, диаметр 36 мм материал детали - сталь 45 по ГОСТ 1050-88 эта сталь является качественной калиброванной сталью. Химический состав стали, и микроструктура должны соответствовать требованиям ГОСТ 1050-88: 0,45 % - содержание углерода, 0,035% - фосфора, 0,018% - серы и.т.д.

Назначение стали: детали средних размеров несложной конструкции, к которым не предъявляются требования к повышенной прочности и твердости.

Твердость детали остается как в состоянии поставки проката, поэтому обрабатываемость резанием материала детали хорошая, подвод и отвод инструмента удобный, производство серийное, деталь технологична.

1.2 Выбор заготовки и его обоснование

Выбор прогрессивного вида заготовки и рационального способа его получения является одним из ответственных моментов проектирования технологического процесса. Вид заготовки и ее размеры влияют на характер начальных операций и его экономичность. Рациональная заготовка обеспечивает повышение точности и качества детали, снижение трудоемкости и изготовления, сокращение потребного количества станочного оборудования и режущего инструмента, что снижает себестоимость детали. Выбор вида заготовки и метода ее изготовления зависит от следующих факторов:

- материала детали и его механических свойств;

- конструктивной формы детали и ее размеров;

- масштаба производства;

Так как деталь простая по своей форме и не имеет особых требований к твердости точности и шероховатости поверхности, то для ее изготовления в качестве заготовки выбираем прокат горячекатаный из стали 45 по ГОСТ 1050- 88. Заготовка получается выдавливанием из прокатных станов в горячем состоянии.

Материал детали сталь 45 качественная калиброванная сталь имеет плотность g = 7,8 · 10 кг/м. Хорошо подвергается резанию и обладает стойкостью к усадочным трещинам, хорошей коррозионной стойкостью.

Расчет размера заготовки

Рисунок 1.2 Эскиз заготовки.

мм;

мм;

Расчет объема заготовки

Расчет массы заготовки:

 кг;

Расчет объема детали:

Расчет массы детали:

кг;

Рисунок 1.3 Эскиз детали.

;

На основании расчета К_ИМ = 53 % и исходя из конструкции детали, считаю что деталь - технологична.

1.3 Составление плана обработки детали

На данном этапе необходимо проанализировать чертеж детали, пронумеровать обрабатываемые поверхности и исходя из требований чертежа, свойств металла, из которого изготовлена деталь, определить поверхности, требующие многократной обработки и поверхности, допускающие окончательную обработку.

При обработке данной детали используют следующие этапы:

1. Черновая обработка;

2. Чистовая обработка;

Рисунок 1.4 Операционный эскиз детали.

Для каждой поверхности определяем метод обработки.

Таблица 1. Методы обработки поверхностей

№ поверхности	Методы обработки
	Предварительная	Окончательная
1	Черновое точение	сверление
2	Черновое точение	чистовое точение
3	--	Черновое точение
4	Черновое точение	Чистовое точение
5	--	Черновое точение
6	Черновое точение	Чистовое точение
7	--	Черновое точение
8	--	Черновое точение
9	--	Фрезерование
10	Черновое точение	Резьбонарезание

Выбор методов обработки был основан на требовании обеспечения заданной на чертеже шероховатости поверхностей.

В зависимости от вида технологических операций весь технологический процесс можно разделить на несколько этапов обработки, что позволит более рационально использовать оборудование.

После установления этапов обработки проводят формирование состава операции, т.е. решение вопроса о числе операций и их содержании. Чертеж заготовки и рабочие эскизы представлены в приложениях.

Таблица 2. Этапы обработки поверхностей.

№ поверхности	Этапы обработки
	1	2
1	Черновое точение	Сверление
2	Черновое точение	Чистовое точение
3	Черновое точение
4	Черновое точение	Чистовое точение
5	Черновое точение
6	Черновое точение	Чистовое точение
7	Черновое точение
8	Черновое точение
9	Фрезерование
10	Черновое точение	Резьбонарезание

После установления этапов обработки проводят формирование состава операций, таким образом, решается вопрос о количестве операций и их содержании. Ниже приведены эскизы операций.

Операция 05. Токарная. Установить заготовку в приспособление. Подрезать торец 1 на длине l₁, просверлить центровочное отверстие, выдерживая размер Ш 4 мм.



Операция 10. Токарная. Переустановить заготовку, проточить начерно поверхности 2, 3 и 4 выдерживая соответственно размеры Ш 16, Ш 24 и Ш 28 мм, на длине l₂, l₃ и l_4.

Операция 15. Токарная. Точить начерно поверхность 5 выдерживая размер Ш 36 мм, подрезать торец 6 выдерживая размер, по длине l₄ снять фаски 2Ч45⁰, 7 и 8.

Операция 020. Токарная (чистовая). Точить начисто поверхность 4 выдерживая размер Ш 27 мм, снять фаску 2Ч45⁰, нарезать метрическую резьбу М16 на длине l₆.

Операция 025. Фрезерная. Фрезеровать начерно поверхность 9, выдерживая размеры 3 мм, при ширине l_7.

Операция 030. Промывочная.

Моечная ванна.

Операция 035. Контрольная.

Контрольный стол.

1.4 Расчет операционных размеров

Данный расчет проводим на одну выбранную поверхность. В данном случае на поверхность 2 (Ш).

На рисунке 1.2 схематично представлена деталь и указаны обозначения диаметров и операционных размеров, которые необходимо найти:

Рисунок 1.2 Схема расположения операционных припусков и промежуточных размеров.

Технологический процесс будет состоять из двух операций:

1. Точение (черновое) - операция 10;

2. Точение (чистовое) - операция 20;

Составим уравнение по схеме:

1. 0 =dдет - d20;

2. z20 =d020 - d10;

3. z10 =d10 - dзаг;

Так как величина операционного припуска равна сумме промежуточных припусков, то для определения из этих уравнений диаметра заготовки необходимо составить неравенство допусков:

1. T(d_дет) Td₂₀ =0,052;

2. z₂₀ T(d₂₀) + T(d₁₀) = 0,052+0,52= 0,572 мм;

3. z₁₀ Т(d₁₀) +Т(d_заг) = 0,52+1,0= 1,52мм;

Допуски на операционные размеры назначаются в соответствии с точностью выбранного метода обработки. Значения выбирались с помощью нормативных таблиц, стр. 177-179 /2/.

Определяем припуски для каждой операции по формуле:

Z_min=2Ч(R_z+h), мм

где R_z - параметр шероховатости, мм;

h - глубина дефектного слоя, мм.

2 Z_min20=2(0,40+0,40)=0,80 мм

2 Z 20=1,0_-0,52 мм

2 Z_min10=2(1,0+1,0)=2,0 мм

2 Z10=2,0^+1,52

Определяем операционные размеры:

Так как мы принимаем размер заготовки по наибольшему диаметру детали, то тогда d_заг=40_-1,0 мм.

2. Разработка операционной технологии

2.1 Выбор оборудования

Выбирая станки для обработки детали руководствуемся следующим основным принципом:

1) станок должен обеспечивать требуемую точность обработки и качество обработки;

2) производительность станка должна соответствовать заданной производственной программе выпуска детали;

3) мощность станка должна обеспечивать обработку твердосплавными режущими инструментами на оптимальных режимах резания;

4) размеры рабочей зоны станка должны соответствовать размерам обрабатываемой детали;

5) выбор оснастки должен способствовать повышению производительности труда и точности обработки.

Таблица 2.1. Выбор оборудования

№ операции	Наименование операции	Используемое оборудование
05	Токарная	Станок токарно-винторезный 1К62
010	Токарная	Станок токарно-винторезный 1К62
015	Токарная	Станок токарно-винторезный 1К62
020	Токарная	Станок токарно-винторезный 1К62
025	Фрезерная	Станок универсально - фрезерный 6Р82
030	Промывочная	Моечная ванна
035	Контрольная	Измерительные инструменты, и образцы шероховатости.

2.2 Расчет режимов резания

Расчет произведём на основании нормативов режимов резания [2] для токарной 10 - й операции при обработке поверхности 4 (черновое точение) по эмпирическим формулам.

Так как материал обрабатываемой стали Сталь 45, то для режущего инструмента необходимо использовать в качестве материала режущего инструмента - твердый сплав Т15К6 [2].

При этом учитывают данные:

1. Обрабатываемый материал - качественная калиброванная сталь 45 ГОСТ 1050-88.

Заготовка - прокат;

Глубина резания t=z=1,0 мм;

Условие обработки - черновое точение в патроне;

Размер заготовки - d=31 мм; L= 140 мм.

2. Для данной стали по таблице 16 /3/ определяем инструмент для обработки - резец Т15К6. Сечение державки резца составляет: 16х25 /2/, согласно таблице 17 для данной державки принимаем S=0,25 мм/об (для 4-го класса чистоты), табл. 4 стр. 420 /3/. Стойкость инструмента Т=60 мин.

3. Определяем скорость резания:

, м/мин

где С_V=350; x=0,10; y=0,25; m=0,2 - коэффициенты, значения которых определяем по таблице 8 стр. 422 источника /3/

k_v- поправочный коэффициент на скорость резания



где k_mv- коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

,

где k_Г =0,8 n=1,75 так как ,

k_nv - коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки;

k_nv= 0,9 - для проката, стр. 426 /3/

k_uv - коэффициент учитывающий влияние материала режущей части инструмента на скорости резания;

k_uv=1,0 - для Т15К6 стр. 426 /3/.

Тогда, м/мин;

3. Определяем частоту вращения шпинделя

об/мин,

где D=40 - диаметр заготовки.

2.3 Расчет технологических норм времени

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени:

Т_шк=Т_шт+Т_пз/n;

где, Т_пз- подготовительно- заключительное время, мин;

Т_шт- норма штучного времени;

Т_шк- штучно- калькуляционное время, мин;

n- количество деталей в партии;

где Т_о - основное время, мин;

Т_в- вспомогательное время, мин;

Т_обс- время на обслуживание рабочего места, мин;

Т_отд- время на перерывы, отдых и личные надобности, мин.

Вспомогательное время определяется по формуле:

;

где t_уст- время на установку и снятие детали, мин t_уст=0,11 мин;

t_З.О - время на закрепление и открепление детали, мин t_З.О.=0,064

t_УП. - время на приемы управления, мин; t_УП.=0,02 мин.

t_изм - время на контрольные измерения, мин; t_изм=0,22 мин.

t_в=(0,11+0,064+0,2+0,22)=0,594 мин.

Основное время определяем по формуле:

,

где L - длина прохода инструмента, мм

i - число проходов;

N - число оборотов шпинделя, об/мин;

s - подача резца, мм/об.

.

Время на обслуживание рабочего места:

мин.

где

t_СМ = 1,7 мин. -время на смену режущего инструмента

мин.

Время на организационное обслуживание:

Таким образом, мин;

Перерывы на отдых:

мин;

6% - процент времени на отдых /4/.

Определяем штучное время:

мин.

;

Количество деталей в партии примем равным 100 шт.

Определяем штучно-калькуляционнное время:

мин.

Список литературы

1. Моталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». - Л.: Машиностроение, 1985 г. - 496с.

2. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х томах, Т 1-й, под ред. А.Г. Косиловой, Р.К Мещарякова. - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.- 656 с.

3. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х томах, Т 2-й, под ред. А.Г. Косиловой, Р.К Мещарякова. - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.- 656 с.

4. Панов А.А. Обработка металлов резанием: Справочник технолога. - М.: Машиностроение, 1988.- 736 с.

5. Общемашиностроительные нормативы времени для вспомогательного и подготовительно-заключительного обслуживания рабочего места и технического нормирования станочных работ. изд 2-е. М.: ЦБИТНИИ труда, 1966.- 396с.

Размещено на Allbest.ru