Технологический процесс изготовления детали "Шток"

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

шток сборочный заготовка

Цель выпускной квалификационной работы - разработка технологического процесса изготовления детали «Шток», который входит в сборочную единицу «Армортизатор». Программа выпуска изделий составляет менее десяти штук в год.

Для решения поставленной задачи необходимо изучить чертёж изделия с учётом требований предъявляемых к детали в сборке, проанализировать исходные данные, на базе которых выбрать вид заготовки. Определить припуск на обработку, после чего принять параметры заготовки с учётом припуска и изобразить схему расчёта заготовки. Зная параметры заготовки, выбирают оборудование и технологическую оснастку.

Зная исходные данные, в работе предстоит разработать технологический процесс изготовления детали так, чтобы затраты материала и времени на изготовления были минимальные. Представить маршрутную и операционную технологии в картах, указать режимы резания и показатели нормирования труда время изготовления одной штуки.

Графическую часть предоставить в электронном виде с указанием всех требований ЕСКД к чертежам. Эффективность технологического процесса подтвердить расчётом технико-экономических показателей. В организационной части работы предложить мероприятия по охране труда на рабочем месте.



1.Характеристика и принцип работы изделия

Армортизатор служит для поглощения ударных нагрузок на манипулятор в устройствах для механической подачи и поворота поковок на больших прессах и молотах.

Корпус 1 присоединен болтами 8 к крышке 4,которая также болтами крепится к манипулятору. Сжатие пружины 8 регулируется 10,навинченный на конец штока 5. При работе толчки и вибрация через шток передаются на пружину.

Рис. 1. Редуктор одноступенчатый цилиндрический соосный

1.1 Характеристика детали

Деталь представляет собой элемент сборки “Армортизатор” в форме шестиступенчетого цилиндра.

Шероховатость поверхности - за исключением поверхностей, подвергаемых шлифованию.

Изделие состоит из шести ступеней. Первая ступень резьбовая, длина - 32мм, диаметр - 20мм, квалитет 8, отношения “d”. Вторая ступень цилиндрическая диаметр - 20мм, длина - 170мм, квалитет 12. Третья ступень цилиндрическая диаметр - 34мм, длина - 24мм, в к которой профрейзирован закрытый паз Четвёртая ступень цилиндрическая диаметр - 46мм, длина - 10мм,Пятая ступень цилиндрическая диаметр - 32мм, длина - 22мм,. Шестая ступень радиусная, длина -28мм, диаметр-55 Rадиус 54,.

Таблица 1. Характеристика детали

Размер по чертежу, мм	Номинальный размер, мм	Квал- итет	Предельные отклонения ,мм	Предельные размеры, мм	Допуск Т, мм	Шероховатость поверхности vRa
			ES (es)	EI (ei)	D(d)нб	D(d)нм
20h6	20	8	0	- 0.033	20	19.967	0.033	vRa3.2
20h12	20	12	0	-0.210	20	19.079	0.210	vRa 6.3
34h12	34	12	0	0.250	34	34.250	0.250	vRa 6.3
46h7	46	12	0	-0.250	46	45.75	0.250	vRa 6.3
32h12	32	12	0	-0.250	32	31.75	0.250	vRa 6.3
44h12	44	12	0	-0.250	44	43.75	0.250	vRa 6.3



Рис.2. Вал быстроходный редуктора одноступенчатого цилиндрического соосного

1.2 Выбор и характеристика материала

Изделие изготовлено из стали 20 ГОСТ 1050-88. Качественные углеродистые стали выплавляют в электропечах, кислородных конвертах и мартеновских печах по ГОСТ 1050-88. Качественные стали поставляют по химическому составу и механическим свойствам. К качественным сталям предъявляют более жесткие требования по содержанию вредных примесей (серы не более 0,04%, фосфора не более 0,035%)

Для сталей марок 10кп и 18кп , применяемых для плакировки, содержание серы должно быть не более 0,035%, фосфора не более 0,030%. Качественные углеродистые стали маркируют двухзначными числами 05,10,15…60, указывая среднее содержание углерода в сотых долях процента.

При обозначении кипящей или полуспокойной стали в конце марки указывают степень раскисленности:КП,ПС. Для спокойной стали степень раскисленности не указывают. По содержанию углерода качественные углеродистые стали подразделяют на низкоуглеродистые ( до 0,25% углерода) среднеуглеродистые (0,3%...0,5% углерода) и высокоуглеродистые конструкционные (до 0,65% углерода)

Таблица 2. Химический состав и стали

Материал	Химический состав , %
20 ГОСТ 1050-88	Fe	C	Mn	Cr	S	P	Ni	Si
	до 99%	0,18 - 0,22	0.2 - 0.8	********	0,04	0,04	0,28	0,35

Таблица 3.Механические свойства стали

Материал	ув, МПа	НВ	д,%	Ш, %
20 ГОСТ 1050-88	410	185	25	55

1.3Характеристика типа производства

Поскольку программа выпуска составляет менее 10 штук деталей в год,то тип производства можно считать “единичным”.

Единичное производство характеризуется тем, что изготовляемая продукция выпускается в небольших количествах, поэтому на каждом станке

Выполняют разнообразные работы, периодически не повторяющиеся.

На предприятиях с единичным производством применяют преимущественно универсальное оборудование с расположением его в цехах по групповому признаку (т.е. с разбивкой на участки токарных, фрезерных, строгальных станков и т.д.).

Технология производства характеризуется применением нормального режущего и универсального измерительного инструмента. Так как конструкции изготавливаемых в единичном производстве машин нестабильны и подвергаются частым изменениям, то при обработке заготовок принципы полной взаимозаменяемости не соблюдаются (иначе потребовалось бы большое количество специальных измерительных средств, затраты на изготовление которых чрезмерно увеличили бы накладные расходы производства), поэтому при сборке применяются подгоночные работы.

В целях предотвращения брака основные металлоёмкие дорогостоящие детали изготавливают раньше, чем сопрягаемые с ними более деловые детали, за счёт которых компенсируются отклонения размеров основных деталей, возникающие при обработке последних.



Раздел 2. Технологическая часть

2.1 Анализ исходных данных

Анализируя исходные данные для проектирования технологического процесса изготовления изделия необходимо учитывать программу выпуска деталей, которая составляет менее десяти штук деталей в год, Кроме того тщательно изучить сборочный чертеж, куда входит деталь чтобы определить ее назначение в изделии и принцип работы. Все изученные данные необходимы для определения параметров заготовки, ее вида и способа получения. В данной работе заготовкой будет служить сортовой прокат, поскольку программа выпуска не велика. Зная положение детали в изделии можно определить припуск на обработку, необходимый для ее изготовления. Кроме того, выбрать оборудование и технологическую оснастку. Для данной детали оборудованием может служить станок токарно - винторезный С350 ТМи универсальный фрезерный станок 676П, которые позволят выполнить деталь с заданной точностью и шероховатостью. Технологической оснасткой являются - резцы токарные, сверло спиральное, фреза концевая. Для сокращения времени изготовления можно использовать станки с ЧПУ.

Контрольным инструментом может служить штангенциркуль - ШЦ 2, микрометр гладкий и т.п. Их выбор зависит от точности изготовления изделия и шероховатости поверхности. Точность изготовления детали соответствует квалитету 12…8.

Деталь можно считать полностью технологичной, поскольку обработка будет выполнена стандартным режущим инструментом.

2.2 Выбор вида исходной заготовки

Вид исходной заготовки зависит от программы выпуска, технологических возможностей оборудования, формы и размеров детали. Поскольку программа выпуска составляет менее 10 штук деталей в год, форма детали цилиндрическая, а заготовка должна быть приближена к параметрам детали, следует выбрать круглый сортовой прокат.

Круг - 48 - В ГОСТ 2590-2006

20-III ГОСТ 1050-88

Диаметр проката определяют суммированием наибольшего диаметра детали и общего припуска на диаметр этой ступени на механическую обработку. Расчётный диаметр корректируют по сортименту и тут же выясняют допуски на диаметр проката.

Для большей наглядности нужно сделать эскиз части прута.

Для уточнения диаметра прута следует учесть припуск на обработку:

-черновое точение - 4 мм;

-чистовое точение - 1,5 мм

Суммарный припуск на обработку диаметра составит - 5,5 мм

Более точно припуск можно рассчитать аналитически.

Припуск на обработку торцов составит - 2 мм

lз = lд + bраз + 2Побщ = 228 + 4 + 2 = 234 мм

lд - длинна детали, мм

bраз - ширина разреза, мм

2Побщ - припуск на обработку торцов, мм.

Расчет нормы расхода материала и коэффициента его использования устанавливают величину потерь на зажим заготовки в трехкулачковый патрон, которая зависит от диаметра проката и конструктивных размеров и формы заготовки, устанавливают число деталей, изготовленных из одного прутка:



nд = (1пр - 1заж) / 1?шт = (2000 - 10) / 234 = 1990/234 = 8 штук

Определяют длину остатка прутка вследствие не кратности используемой длины прута к длине заготовки для одной детали:

l= 1пр - 1заж - 1з хnд = 2000 - 10 - 234 * 8 = 2000 - 1872 = 128 мм

Определяют массу проката, используемого на изготовление одной детали по формуле:

1м =› 22,19кг

М?шт = 0,001 Мпр/nд = 0,001 * 22,19 / 8 = 5,05 кг

Мд = 19,8 * 7800 = 1,54кг,

где 7800 - средняя плотность стали

Мд = 1,54 кг

Ким = 1,54 = 0,30

5,05

Определяем коэффициент использования металла заготовки при механической обработке на станке:

Ким общ = Мд хnд / Мпр = 1,54 * 8 / 22,19 = 0,55

Норма расхода определяется по формуле:

Н расх. = Мпр/nд = 22.19/8 = 2.7кг

Цена одной заготовки составляет

С = Нрас. х Сд = 2.7 х 400 = 834 руб.

Сд - цена за 1 кг проката = 400 руб./кг

Вывод: Поскольку Ким составило 0,30, следует принять заготовку - штамповку. Но т. к. программа выпуска составляет менее 10 изделий в год, принимаем заготовку из сортового проката

2.3 Расчёт припусков на обработку

Для изготовления на универсальных станках необходимо выбрать или рассчитать аналитически припуск на обработку изделия. В данном проекте припуски рассчитываются двумя способами: самый точный размер изделия рассчитывается аналитически, остальные показатели выбирают по с таблицам.

Расчёт параметров припусков начинают с расчёта суммарного пространственного отклонения размеров.

28k6 = 28мм

??заг. =

где ??к - общее отклонение расположения заготовки, мкм

?к = ?кl = 0,5 * 228 = 114 мм

?к = 0,5- поправочный коэффициент на длину детали;

?ц - отклонение расположения заготовки при зацентровке, мкм

?ц = 0,25 * = 0,25 * = 130 мкм

где Тз - допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной при центрировании, мм

?? = = = = = 172 мкм

Определяем величину остаточного отклонения расположения заготовки

??ост. - для промежуточных этапов:

??ост = Ку * ??заг;

где Ку - коэффициент уточнения

??заг - суммарное отклонение расположения заготовки;

Ку = 0,06 - после чернового обтачивания;

Ку = 0,05 - после получистового обтачивания;

Ку = 0,02 - после чистового обтачивания

Так как чистовое обтачивание проводится после термообработки, то

??чер = 0,06 * 173 = 10,38 мкм

??п/ч = 0,05 * 173 = 8,65 мкм

??чист = 0,02 * 173 = 3,46 мкм

??чист = Ку * ??заг + 0,02К = 0,02 * 173 + 0,02 * 1,12 = 3,48 мкм

К - коэффициент, учитывающий размер заготовки

К = 0,004Г + 1 = 0,004 * 30 + 1 = 1,12 мкм

Г - наибольший габаритный размер обрабатываемой поверхности, мм

Погрешность установки заготовки при базировании в центрах:

Еу.заг = ; где

Ед - погрешность базирования, мкм

Ез - погрешность закрепления, мкм

Ед = 0; то Еy = Ез = 0,25 * Т = 0,25 * 520 = 130 мкм

Тз - допуск на диаметральный размер заготовки, мкм

Определяем величину погрешности установки на промежуточныхэтапах:

Еу.черн = Ку * Езаг = 0,06 * 130 = 7,8 мкм

Еу.п/ч = 0,05 * 130 = 6,5 мкм

Еу.чист = Ку * Езаг + 0,02К = 0,02 * 130 + 0,02 * 1,12 = 2,62 мкм

Определяем минимальные припуски на каждый этап обработки:

- припуск на черновую обработку:

2Zmin = 2 * [(150 + 200) + ] = = =

= (173,1 + 350) * 2 = 1046,2 мкм.

- припуск на получистовую обработку:

2Zmin = 2 * [(63 + 80) + мкм

- припуск на чистовую обработку:

2Zmin = 2 * [(40 +35) + ]= 2 * (75 + 117,05) = 384,1 мкм

Численные значения допусков для промежуточных этапов определяем по таблице (для квалитетов 12; 9; 6) для заготовки по таблице и сводим в таблицу 1

Определяем значение максимальных припусков на каждом этапе обработке по формуле:

- припуск на черновую обработку:

2Zmax = 2Zmin чер + Тзаг + Тчер = 1046 + 520 + 210 = 1776 мкм

- припуск на получистовую обработку:

2Zmax = 2Zmin п/ч + Тчерн + Тп/ч = 571,3 + 210 + 52 = 833,3 мкм

- припуск на чистовую обработку:

2Zmax = 2Zmin чист + Тп/ч + Тчист = 384 + 210 + 13 = 607 мкм

Определяем предельные межпериходные размеры и окончательные размеры заготовки:

- максимальные размеры:

Аmax п/ч = Аmax чист + 2Zmax чист + Тп/ч = 28,015 + 0,607 + 0,052 = 28,67 мм

Аmax чер = Аmax п/ч + 2Zmax п/ч + Тчерн = 28 - 0,210 + 0,833 + 0,210 = 29,25 мм

Аmax заг = Аmaxчерн + 2Zmax черн + Тзаг = 32 + 1,776 + 0,520 = 34,29 мм

- минимальные размеры:



Аmin п/ч = Аmax чист + 2Zmin чист = 28,015 + 0,384 = 28,39 мм

Аmin черн = Аmax п/ч + 2Zmin п/ч = 28 + 0,571 = 28,57 мм

Аmin заг = Аmax черн + 2Zmin черн = 32 + 1,046 = 33,04 мм

Все полученные результаты сводим в таблицу 1. Номинальные значения в таблице приведены с учётов округления.

Решение опытно-методом

1.2.пп. Аналогично предшествующему методу

Определяем Zmin для каждого этапа обработки по таблице в интервале длин 1,5D…6D и сводим в таблицу 1

Определяем числовые значения допусков в соответствии с этапом обработке поверхности и квалитетом по таблице

Определяем Zmax для каждого этапа обработки по формуле:

2Zmax черн = 1,776 + 0,607 + 0,571 = 2,95 мм

2Zmax п/ч = 0,571 + 1,046 + 0,384 = 2,001 мм

2Zmax чист = 0,384 + 0,571 + 0,002 = 0,957 мм

Определяем предельные межпериходные размеры и окончательные размеры заготовки по формуле:

- максимальные размеры:

Аmax п/ч = 28,67 + 0,607 + 0,015 = 29,29 мм

Аmax черн = 29,25 + 0,571 + 0,384 = 30,20 мм

Аmax заг = 34,29 + 1,7 + 0,520 = 36,51 мм

- минимальные размеры:

Аmin п/ч = 28,39 + 0,039 = 28,42 мм

Аmin черн = 28,57 + 0,250 = 28,82 мм

Аmin заг = 33,07 + 0,62 = 33,69 мм

Вывод: Расчётный припуск 1,77мм

Табличный припуск 3,8мм

Следовательно, аналитический метод позволяет сэкономить материал в процессе резания

2.4 Выбор и характеристика оборудования

Поскольку данное изделие включает четыре операции и выполняются они в условиях единичного производства, необходимо выбрать для их выполнения следующий ряд станков :

- станок токарно - винторезный С 350ТМ;

- станок универсальный фрезерный 676 П;

С целью уточнения возможностей станков приведем их технические характеристики.

Рис. 4. Станок токарно - винторезный С 350 ТМ

Рис. 5 Станок фрезерный универсальный 676П

Станок токарно - винторезный С350ТМ. Техническая характеристика

Токарно-винторезный станок С350ТМ служит для обработки наружних цилиндрических поверхностей, отверстий при расположении заготовки в горизонтальном положении

Высота центров: 175 мм

Ширина направляющих: 320 мм

Расстояние между центрами: 750 мм

Диаметр над направляющими: 350 мм

Диаметр над супортом: 200 мм

Диаметр в выемке станины: 510 мм

Передний конец DIN 55027: №6

Внутренний конус: МК6

Диаметр проходного отверстия: 52 мм

Число оборотов ступеней: 12

Диапазон оборотов: 45-2000 об/мин

Мощность двигателя: 4 кВт

Максимальный крутящий момент: 370 Нм

Число подач: 32

Коническое отверстие пиноли: МК4

Ход пиноли: 130 мм

Габаритные размеры при РМЦ1000 мм: 1650 кг

Станок фрезерный универсальный 676П . Техническая характеристика

Характеризуется маркой универсальностью, возможностью вести обработку как горизонтальным, так и вертикальным поверхностям шпинделя для фрезерования, сверления, и выполнения других операций под углом

Размеры поверхности углового горизонтального стола: 800х250 мм

Размеры поверхности вертикального стала: 630х250 мм

Наибольшее продольное перемещение стола: 450 мм

Наибольшее вертикальное перемещение стола: 380 мм

Наибольшее вертикальное перемещение стола: 360 мм

Расстояние от оси горизонтального шпинделя до плоскости стола: 380 мм.Наибольшее перемещение шпиндельной бабки: 300 мм

Длина перемещения шпинделя вертикальной головки: 80 мм

Наибольший угол поворота вертикальной головки: ±90°

Конус вертикального и горизонтально шпинделя: iso 40

Число скоростей шпинделя: 16 шт

Пределы частот вращения горизонтального шпинделя: 50 - 1630 мин-1

Пределы частот вертикального шпинделя: 63 - 2040 мин-1

Число рабочих подач стола и бабки: 16 шт

Пределы рабочих подач стола и бабки: 13 - 395 мм/мин

Скорость ускоренных перемещений стола и бабки: 935 мм/мин

Мощность двигателя: 3,0 кВт

Конус шпинделя по ГОСТ - 30064-93: iso 50

Габаритные размеры станка:

Длина: 1200 мм

Ширина: 1240 мм

Высота: 1780мм

Масса станка с электрооборудованием: 1050 кг

2.5. Выбор и характеристика технической оснастки

Поскольку изделие включает 4 операции то для каждой из них необходимо выбрать технологическую оснастку.

1 операция токарная

Для токарной операции необходимы такие приспособления как центр вращающийся, патрон трехкулачковый, люнет подвижный.

Приспособления являются стандартными, поэтому в работе приводят их стандарты и геометрические параметры.

Рис. 8.Центр вращающийсяГОСТ 8742-75

Таблица 6. Геометрические параметры центра вращающегося

Конус морзе	Серия	d	D	L	l
		НЕ более	НЕ менее
3	Нормальная	25	63	180	94	63	26
4		28	71	210	101	71	30

Рис. 9. Люнет подвижный ГОСТ 7808-70

Рис. 10. Проходной отогнутый резец ГОСТ18877-73

Рис. 11. Проходной упорный резец ГОСТ 18879-73

Рис. 12. Резец канавочный ГОСТ 18885-73

Таблица 7. Характеристика проходных резцов

Резцы	Н,мм	В,мм	, мм	L,мм	L	m,мм
РПО	25	20	20	25	150	-
РПУ	25	20	20	25	150	-
РК	25	20	20	25	150	3

Операция шлифовальная

Для шлифовальной операции необходимы таки приспособления как центр вращающийся, который представлен в токарной операции, а для закрепления круга необходимо выбрать фланцевое крепление, которое позволит обеспечить более надежное и безопасное крепление инструмента.

Инструментом служит круг шлифовальный

Рис. 13.Круг шлифовальный ГОСТ2424-83

Таблица 8. Характеристика круга шлифовального

Образивный материал	Термическая обработка	Характеристика круга
		При врезном шлифовании
		Абразивный материал	Зернистость	Твёрдость
			Шлифование
			Предварите-ль-ное	Окончатель-ное	Предваритель-ное	Окончатель-ное
Углеродистая сталь	Незакалённая закалка	16А	-	40 - 25	-	-

Рис. 14. Схема закрепления круга шлифовального

Гайка, 2.Оправка , 3. Прокладка, 4 .Грузик балансировочный, 5. Круг шлифовальный

Операция фрезерная

Для фрезерной операции, при выполнении которой предстоит фрезеровать пазы шпоночные для установки зубчатых колес, необходимо выбрать следующую технологическую оснастку:

- фреза шпоночная, оправка цанговая, призма механическая

Фреза концевая шпоночная:

Таблица 9 Геометрические параметры фрезы концевой (Р6М5)

d (N9; P9), мм	(h8), мм	L,мм	l, мм
6	6	46	10

Рис. 13 Фреза шпоночная ГОСТ 6396-78

Рис. 14 Оправка цанговая ГОСТ 15945-70

Таблица 10. Характеристики оправки цанговой

Размеры, мм
(N9; Р9)	(h8)	L	l
2,5	4	40	8

Кроме того, в процессе фрезерования вал закреплен в центрах. Информация о данном приспособлении представлена в токарной операции

Измерительным инструментом для измерения и контроля изделия в процессе обработки и окончательного контроля служат контрольтно - измерительные и контрольные инструменты. Такие как:

Рис. 15. Штангенциркуль ШЦ2 ГОСТ 166 - 89

Таблица11. Метрологические характеристики ШЦ 2

Наименова-ние	Тип штанген-циркулей	Основные параметры, мм
		Придел измерений	Отсчёт	Вылет губок
С двухсторонне расположение губок	ШЦ-2	0 - 160	0,05	45

Рис. 16. Калибр шпоночный; ГОСТ 24109-80

Рис. 17. Калибр кольцо гладкое ГОСТ 24851-81



Рис. 18. МикрометрМК25…50; ГОСТ 6507-78

Таблица 12. Метрологические характеристики

Наиминова-ние	Модель	Предметы измерения	Допускаемая погрешность ±мм
Микрометр гладкий	ГР - 100	0 - 100	0,005
	ГМ - 150	0 -150

2.6 Разработка маршрутной технологии

Согласно ГОСТ 3. 1702 - 79 запись содержания операций должна выполняться в форме маршрутного или операционного описания

Технологическим маршрутом называется последовательность прохождения заготовки или сборочной единицы по цехам и производственным участкам предприятия при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта изделия.

Маршрутным описанием технологического процесса называется сокращенное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием технологических переходов и режимов обработки. Маршрутное описание используется в единичном производстве.

005 Заготовительная

Ножницы гильотинные

010 Контрольная

Штангенциркуль ШЦ 2

015 Фрезерно-центровальная

Станок фрезерно-центровальный ЕМ535М, центр вращающийся, фреза торцевая Ш63 мм насадная

020 Контрольная

Штангенциркуль ШЦ 2

025 Токарная

Станок токарно-винторезный С350ТМ. Центр вращающийся, РПО, РПУ, резец канавочный

030 Токарная

035 Контрольная

Штангенциркуль ШЦ 2, микрометр гладкий МК 0 … 25; МК 25 … 50

040 Фрезерная

Станок фрезерный 676П. Призма механическая, фреза шпоночная, оправка цанговая

045 Контрольная

Калибр шпоночный

050 Термическая

Печь муфельная … ГОСТ

055 Шлифовальная

Станок шлифовальный 3М151. Круг шлифовальный, центр вращающийся

060 Контрольная

Микрометр гладкий МК 25 … 50

065 Слесарно-сборочная

Оборудование и техническая оснастка сборочных цехов

070 Контрольная

075 Испытательная

Стенд испытательный



2.7 Операционная технология

Операционным описанием технологического процесса называется полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указание технологических переходов и режимов обработки. Операционное описание содержания отдельных операций допускается применять и в единичном и в серийном производстве

Токарная операция

А. Установить заготовку в спец приспособление. Закрепить. Снять.

1. Точить торец диаметром 60 мм

l = 1; i = 1

где i - количество рабочих ходов;

l - длина обработки в мм

Выбираем подачу по табл. 19

Подача в данном случае будет ручная

Согласно данным таблице 20 [3], подача составит 0,13 мм/об

u = * K

Значение коэффициента Cu = 141 и показателей степеней при глубине резания = 0,18 и подаче = 0,35 берём то табл. 9. Т.к. S< 0,3 мм/об

Поправочный коэффициент на твёрдость обрабатываемого материала К = 0,73 по табл. 10 [3] стр. 87-88

u = * K = * 0,73 = * 0,73 = * 0,73 = = 395 м/мин

Скорость резания при точении торца проходным отогнутым резцом определяем по формуле: = * = 395 * 0,77 = 304,15 м/мин

где - поправочный коэффицент на скорость резания при точении торца табл. 21 [3] стр. 104. = 0,77

Полученную скорость корректируют по паспорту станка: см = 70 м/мм

Число оборотов обрабатываемой детали определяется следующим образом:

n = = = = 371 об/мин

По паспорту станка применяют скорость n = 700 об/мин

Расчётная длина равна:

L = l + y; где y = 3 - 5 мм, берётся на вход и выход резца

l - длина обрабатываемой поверхности равна полуразности диаметров при обработке кольцевых профилей в, мм

n - число оборотов обрабатываемой детали в минуту

L = l + y = 60 мм

l = d

Тм = * I = * 2 = 1,2 мин.,где y = 0

Б. Установить заготовку в специальное приспособление. Закрепить. Снять.

Точить поверхность диаметром 60 мм до диаметра 52 мм, точение выполняется в центрах с подвижным люнетом.

Глубина резания t = = 4 мм

Подачу назначаем по табл. 14: S = 0,5 мм/об для стали 40X

Скорость резания определяем по формуле: u = * = 112,5 * 1,02 = 114,75 м/мин

По паспорту станка u = 110 м/мин

Число оборотов определяем по формуле:

n = = = = 583,8 об/мин

По паспорту станка n = 600 об/мин

Усилие резания определяем по формуле: = 125 * t * * K = 125 * * 2 * * 0,73 = 250 * 0,55 * 0,73 = 100,3

= 125 * t * * K = 125 * 2 * * 0,73 = 250 * 0,55 * 0,73 = 100,3 Н/кг

= (125 * 2 * ) * = 100,3 * 1,004 = 100,7 кг

Определяем мощность необходимую на резание:

Nэ = = = 1,8 кВт

Определяем машинное время:

1tm = = = =0,7 * 2 =1,4 мин

2tm = = = = 0,4 * 4 = 1,6 мин

3tm = = = = 0,2 * 6 = 1,2 мин

4tm = = = = 0,2 * 3 = 0,6 мин

5tm = = = = 0,1 * 5 = 0,5 мин

= 1,4 + 1,6 +1,2 + 0,6 + 0,5 = 5,3 мин

Фрезерная операция

Установить в специальное приспособление. Закрепить. Снять.

Фрезеровать паз: b = 6 мм; l = 32 мм

Глубина паза в данном примере равна h = = = = 2мм

Определяем подачу на 1 зуб фрезы табл. 58 стр. 188 [5]

Sz = 0,015 мм/зуб

Диаметр фрезы D = 6 мм с числом зубьев z = 3

При этом подача на 1 оборот фрезы будет равна

= Sz * z= 0,015 * 3 = 0,045 мм/об

Определяем скорость резания по формуле:

u = = =

= = = 36,4 = 36 м/мин

Скорость фрез принята Т = 60 мин. При этой скорости резания число оборотов фрезы в минуту равна

n = = = = 1910,8 об/мин

n - по паспорту станка - 600 об/мин

Sm = Sz * z * n = 0,015 *3 * 600 = 27 мм/мин

Определяем мощность необходимую на резание

Nэ = 0,0000218 * * n * B * z * * = 0,0000218 * * 600 * 6 *

* 3 * 0,04 = 0,03 квт

= i

Здесь L - расчётная длина, равная L = l + y мм,

где l - длина фрезеруемой канавки по чертежу в мм

Величина врезания y = 0,5; D = 0,5 * 6 = 3 мм при фрезеровании шпоночных пазов, следовательно L = l + y = 32 + 3 = 35 мм

Sм = Sz * z * n = 0,015 * 3 * 600 = 27 мм/мин

1tm = * i = * i = * 1 = 1,1 мин

где i= 1

2tm = * 1 = 0,7 мин

= 1,1 + 0,7 = 1,8 мин

Шлифовальная операция

Шлифовальный круг: D = 300 мм; B = 30 мм

Шлифование детали производится в центрах на гладкой оправке с гайкой

Определяем подготовительно -заготовочное время табл. 104 стр. 255 [4]

tn 3 = 7 мин

Определяем машинное время

Определяем поперечную подачу по табл. 102 [4] стр. 252

Sn.n. = 0б015 мм

Продольная подача на один оборот обрабатываемой детали табл. 103 [4] стр. 252

= в * B = 0,45 * 30 = 14 мм/об

где в - 0,45 коэффициент учитывающий ширину шлифовального круга

Определяем скорость вращения оборота детали

V = = = = 21,6 = 22 мм/мин

Число оборотов при этой скорости

n = = = = 250,2 об/мин

n = по паспорту станка - 250 об/мин

Тогда скорость будет равна

u = = = = 21,98 м/мин

По паспорту станка n = 22 м/мин

Определяем мощность необходимую на шлифование по формуле:

Nэ = Сn * * * = 1,2 * * * = 1,2 * 10,1 * 0,04 * 6,3 =3,05 квт

Машинное время определяем по формуле:

tm = * i * K = * 6,6 * 1,2 = 0,07 мин

i = = = 6,6

где длина шлифования L - получена из выражения:

L = l + = 24 + = 39 мм

Принимаем К = 1,5

Машинное время можно также определить по формуле через скорость вращения обрабатываемой детали:

tm = * i * K = * 2 = * 2 = 2,2 мин

2.9 Нормирование операции

Нормирование операции необходимо для определения времени для изготовления изделия и определения основных нормированных показателей работы станочника

В данном разделе необходима определить: вспомогательное время, подготовительно - заключительное время и штучное время по таблицам и аналитически

Нормирование токарной операции

Определяем вспомогательное время

Вспомогательное время продольного точения на установку и снятие детали в центрах на разжимной центровой оправе

Определяем вспомогательное время по табл. 27 стр. 122

tв = 0,30 мин

tв = 0,46 мин

tв = 0,30 + 0,46 = 0,76 мин

Определяем норму штучного времени

Тшт = (tм + tв) + (1 + ) = (5,3 + 0,76) + (1 * ) = 6,06 + 0,01 = 6,07 мин

Определяем вспомогательное время точения торца

tв = 0,30 мин

tв = 0,49 мин

tв = 0,30 + 0,49 = 0,79 мин

Определяем норму штучного времени:

Тшт = (tм + tв) + (1 + ) = (5,3 + 0,79) + (1 * ) = 6,09 + 0,01 = 6,1 мин

Нормирование фрезерной операции

Определяем вспомогательное время фрезерования двух закрытых пазов на валу

tв = 0,09мин

tв = 0,40мин

tв = 0,09 + 0,40 = 0,49 мин

Тшт = (tм + tв) + (1 + ) = (1,8 + 0,49) + (1 * ) = 2,29 + 0,01 = 3,3 мин

Нормирование шлифовальной операции

Определяем вспомогательное время шлифовальных работ для детали “Вал”

tв = 0,30 мин

tв = 0,04 мин

tв = 0,30 + 0,04 = 0,34 мин

Тшт = (tм + tв) + (1 + ) = (2,2 + 0,34) + (1 * ) = 2,54 + 0,01 = 2,55 мин



Для того чтобы определить суммарное время необходимо сложить всё штучное время по операциям

Тшт сум = 6,1 + 3,3 + 2,55 = 11,95 мин

К этому времени необходимо прибавить подготовительно - заключительное время которое выбирают из справочника

Tpz - шлифование - 6 мин

Tpz - точение - 7,4 мин

Tpz - фрезерное - 5,8 мин

Tpz общ = 6 + 7,4 + 5,8 = 19,2 мин

Штучное время на изготовление изделия составляет:

11,95 + 19,2 = 31,15 = 32 мин

Подготовительно - заключительное время для изготовления изделия составляет:

- для токарной операции - 7, 89 мин;

- для фрезерной операции - 8, 27 мин;

- для шлифовальной операции - 9. 29 мин.

Следовательно, время на изготовление изделия составит 60 минут без учета термообработки.



Раздел 3. Результирующая часть

3.1 Организация рабочего места станочника

От уровня оснащенности рабочего места и уровня организации труда на нем в значительной мере зависит производительность труда рабочего. В оснащение рабочего места входит станок с постоянным комплектом принадлежностей; комплект технологической оснастки постоянного пользования, состоящий из приспособлений, режущего измерительного и вспомогательного инструментов; комплект технической документации, постоянно находится на рабочем месте ( чертежи, инструкции, справочники, вспомогательные таблицы и т.д.) ; комплект предметов ухода за станком и рабочим местом (масленки, щетки-сметки, крючки, совки, обтирочные материалы и т.д.) ; инструментальные шкафы, подставки, планшеты, стеллажи и т.п.; передвижная и переносная тара для заготовок и обработанных деталей; подножные решетки, табуретки или стулья.

Правильная организация рабочего места - это такое содержание станка, такой порядок расположения приспособлений, инструмента, заготовок и готовых деталей, при котором достигается наивысшая производительность труда при минимальных затратах физической, нервной и умственной энергии рабочего.

Планировка рабочего места зависит от многих условий, в том числе от типа станка, его размеров, от размеров и формы обрабатываемых деталей. Чаще применяют следующие два варианта планировки рабочего места. В первом случае инструментальный шкаф (тумбочка) располагается справа от рабочего, а стеллаж для детей - слева. Такая планировка рабочего места является рациональной при преобладающей обработке деталей с установкой в центрах левой рукой. Во втором случае инструментальный шкаф (тумбочка) располагается с левой стороны от рабочего, а стеллаж - с правой. Такая планировка рабочего места удобна при установке и снятии заготовки правой рукой или двумя руками при обработке длинных и тяжелых деталей.

3.2 Требования безопасности труда на рабочем месте

Безопасные условия труда на рабочем месте обеспечиваются оснащением станка средствами безопасности при подготовке его к работе и соблюдением работающими требований техники безопасности и гигиены труда.

При обработке заготовок необходимо следить за металлической стружкой, так как она представляет серьезную опасность для станочника. При обработке сталей на высоких скоростях стружка может опутать резец, детали станка, маховики, рычаги и другие его части. В таких случаях необходимо остановить станок и убрать стружку с помощью крючков и щеток. Работать, не убирая стружку, опасно, так как она иногда не позволяет выключить станок, что может привести к аварии и более тяжелым последствиям.

При обработке заготовок следует следить за надежностью их крепления, которое во многом зависит от состояния центров и центровых отверстий и соответствия центров выполняемой работы.

Перед началом работы необходимо проверить заземление станка, коснувшись тыльной стороной ладони станины и только после этого можно быть уверенным в том, что машина заземлена и не представляет опасности при дальнейшей работе.

Рабочую одежду следует привести в порядок, проследить за тем. Чтобы не было разорванных рукавов или пол одежды, на голове должен быть обязательно головной убор. Длинные волосы должны быть убраны под него. В противном случае это может привести к травматизму.

Далее следует получить задание, изучить чертеж, проверить наличие приспособлений и инструмента для выполнения задания. По мере необходимости, заточить режущие инструменты или отправить на заточной участок, произвести наладку станка.

В процессе работы следует внимательно следить за работой станка и вовремя убирать стружку крючком.

Если рабочему необходимо отлучиться с рабочего места, то необходимо выключить станок.

Не следует передавать предметы через станок, поскольку это может привести к травматизму.

В процессе выполнения операции следует контролировать заготовку. При этом ее необходимо снять со станка. После выполнения операции готовую деталь вновь контролируют с целью определения качества изготовления.

По окончании работы необходимо убрать рабочее место. При этом стружку необходимо убирать в специальные ящики с крышкой. Ветошь и другие подручные материалы также необходимо убирать в специальные закрытые ящики.

Если станок по окончании работы оказался неисправным, необходимо оповестить об этом непосредственно руководителя. Нельзя самому рабочему пытаться устранить неисправность, поскольку это также ведет к травматизму.

При шлифовании заготовки следует учитывать следующие особенности производства. Оборудование, работающее с выделением пыли, необходимо устанавливать в отдельное помещение, изолированное от других перегородками. В этом помещении предусматривают приточную вентиляцию и пылеотсасывание от каждого места выделения пыли.

Неправильная эксплуатация кругов и обращение с ними могут привести к разрыву даже при небольших окружных скоростях. Для хранения кругов на складе необходимо иметь специальные стеллажи. На рабочем месте шлифовальные круги необходимо хранить отдельно от металлических предметов. Под действием даже небольшого удара или толчка в них появляются трещины, которые трудно заметить невооруженным глазом.

При шлифовании с охлаждением после работы воду спускают, круг следует просушить в естественных условиях. Не допускается оставлять круг погруженным длительное время в жидкость, т.к. одна сторона, впитывая влагу, станет тяжелее, и при работе круг окажется несбалансированным.

Шлифовальные круги снабжают защитными кожухами из стали или ковкого чугуна, Кожух прочно прикрепляют к шлифовальной бабке; он защищает рабочего от осколков при разрыве шлифовального круга и от брызг охлаждающей жидкости.

Для обеспечения безопасной работы на станках шлифовальные круги испытывают на механическую прочность в соответствии с ГОСТ 12.2. 001 - 74 на специальных стендах и в помещениях. Скорость вращения круга должна быть в 1,5 раза превышать рабочую. Увеличивать скорость вращения шлифовального круга выше той, которая указана на круге нельзя.



Раздел 4. Результирующая часть

4.1 Технико - экономические показатели

Критерием целесообразности выбранного технологического процесса является его экономичность. При этом учитывается экономически оправданное повышение производительности при заданном качестве деталей. Необоснованное завышение производительности может привести к ухудшению качества деталей. К увеличению расхода инструмента и других затрат.

При сравнении экономически сопоставляют себестоимости различных вариантов технологических процессов или отдельных операций. Себестоимость детали устанавливают расчетным путем, бухгалтерским или дифференцированным методами, а также применяют графоаналитическим метод, при помощи которого и предстоит определить эффективность спроектированного технологического процесса.

Все расходы, из которых складывается себестоимость деталей в партии делят на две группы: m - расходы, прямо пропорциональные количеству изготовленных деталей за определенный промежуток времени (заработная плата рабочих и наладчиков, стоимость материалов,, расходы на содержание и амортизацию оборудования, приспособлений и инструмента, расходы на электроэнергию); b- расходы, не зависящие от количества изготовленных деталей(стоимость оборудования, приспособлений и инструмента, расходы на отладку технологического процесса и другие периодические расходы).изготовления деталей определяют по формуле

С = mх + b, C1 = m + b/х,

где х - число деталей в партии;

m - расходы, прямо пропорциональные количеству изготовленных деталей за определенный промежуток времени.

При этом следует учитывать , что число изделий в партии можно увеличить до определенных пределов, т. к. с повышением последних требуются дополнительные периодические расходы на оборудование, приспособления, инструмент и т.п., что приведет к скачкообразному увеличению величины b.

С = mх + b = 3500 х10 + 2700 = 37700 руб.

C1 = m + b/х = 14500 х4300/ 10 = 74785 руб.

Сравнивая данные показатели можно прийти к выводу, что малые партии деталей экономически целесообразно изготавливать на станках с ручным управлением, поскольку станки с числовым программным управлением требуют перепрограммирования и т.п.



Заключение

В результате проектирования технологического процесса изготовления изделия заданной в выпускной квалификационной работе были предложены ряд задач, которые сводились к анализу чертежа, выбору оборудования технологической оснастки, расчету параметров заготовки и припусков на ее обработку. Кроме того в работе необходимо было рассчитать и назначить режимы резания и выполнить нормирование операций.

Оборудованием для изготовления детали служат станок токарно-винторезный С350ТМ , станок фрезерный универсальный 676П и станок шлифовальный 3М151, поскольку изделие сложное и включает три операции.

Приспособлениями для закрепления заготовки на токарной операции служит центр вращающийся, поскольку он позволяет обрабатывать заготовок на больших скоростях. Инструментом служат стандартные резцы токарные, поскольку деталь является технологичной.

При выполнении фрезерной операции применяют призму механическую, для установки и закрепления заготовки при фрезеровании. Инструментом режущим и измерительным - фреза шпоночная диаметром 6 мм.

Шлифовальная операция позволила выполнить окончательную обработку изделия при помощи шлифовального круга.

Контролировать деталь предстоит при помощи штангенинструмента и калибров; гладких и шпоночных.

Предлагаемый технологический процесс отличается от типового тем, что время на обработку на обработку заготовки в условиях единичного производства было сокращено за счет применения предварительной обработки заготовок на фрезерно - центровальном станке. Выбранные оптимальные режимы резания позволили сократить время на обработку заготовки которое составило 60 минут без учета термообработки.

Требования безопасности труда в механических цехах в данной работе представлены согласно нормативным документам на выполнение работ на металлорежущих станках, электро - и пожарная безопасность при этом учитывается.

Организация рабочего места станочника полностью соответствует заданным нормативам.

Технико - экономические показатели проекта подтверждаю правильность выбора данного варианта технологического процесса обработки заготовки



Список используемой литературы

1. Л.И Вереина, Справочник токаря.Москва: Академия, 2006г - 446стр

2. В.И Анурьев, Справочник конструктора - машиностроителя 1й том.Москва: Машиностроение, 1968 - 688стр

3. Т.ВТолченов, Техническое нормирование станочных и слесарно сборочных работ.

Москва: Машиностроение, 1956 - 396стр

4. В.Н Фещенко, Р.Х Махмутов. Токарная обработка.

Москва: Высшая школа, 1990 - 302стр.

5. Г.М Ганевский, И.И Гольдин, Допуски и посадки и технические измерения машиностроении. Москва: ПрофОбрИздат, 2001-286стр

Москва: Высшая школа, 1992-398стр

6. Б.И Черпаков. Технологическая оснастка.

Москва: AGADEMA, 2005-287стр

7. А.М Бродский, Э.М Фазлумен, В.А Халдинов. Черчение (металлообработка).Москва: AGADEMA, 2003-389стр

8. А.П Ганенко, М.И Лапсарь. Оформление текстовых и графических материалов.Москва: Академия, 2006-328стр

9. В.И Данилевский. Курсовое проектирование.Москва: Академия, 1995-320стр

Размещено на Allbest.ru