Разработка технологического процесса изготовления звездочки

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Дальневосточный государственный университет

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: «Технология машиностроения»

На тему: «Разработка технологического процесса изготовления звездочки»

Выполнил: Беляев А.А.

Проверил: Штарев С.Г.

Хабаровск 2004

Содержание

Введение

1. Описание конструкции детали

2. Определение структуры технологического процесса

2.1 Выбор технологических баз, подбор оборудования и инструментов механической обработки звездочки

3. Расчёт параметров обработки

3.1 Расчёт припусков на механическую обработку

3.2 Расчёт режимов резания

3.3 Расчёт технической нормы

3.3.1 Расчёт нормы штучно-калькуляционного времени для операции 005-токарной

3.3.2 Расчёт нормы штучно-калькуляционного времени для операции 025-сверления

Список используемой литературы

Введение

Проектирование технологических процессов является составной частью единой системы технологической подготовки производства. Эта систем установлена на базе государственных стандартов с целью организации и управления технологической подготовкой производства на основе новейших достижений науки и техники. Проектирование технологических процессов состоит из следующих этапов анализа исходных данных, технологического контроля детали, выбора заготовки, баз, установление маршрута обработка отдельных поверхностей, проектирования технологического маршрута изготовления детали с выбором типа оборудования, расчёта припусков, построения операций, расчётов режимов обработки, технического нормирования операций, оформления технологической документации.

Обработка резанием является основным технологическим процессом при изготовлении деталей машин и механизмов. Её трудоёмкость в большинстве отраслей машиностроения значительно превышает суммарную трудоёмкость литейных, ковочных и штамповочных процессов.

Обработка металлов резанием имеет достаточно высокую производительность, отличается исключительной точностью, универсальностью и гибкостью. В этом заключается её преимущество перед другими методами формообразования, особенно в индивидуальном и мелкосерийном производствах, что характерно для ремонтных предприятий железнодорожного транспорта.

Расчёт режимов резания и выбор рационального являются ключевыми звеньями при разработке технологических процессов формирования заданных конфигураций деталей. От этого во многом зависит качество изделия, трудовые и денежные затраты на его изготовление. На режимы резания оказывают влияние многие факторы, которые следует учитывать при расчётах.

В данном задании необходимо разработать технологический процесс изготовления звездочки.

1. Описание конструкции детали

сталь звездочка производственный резание

Для изготовления звездочки используется термически обработанная (нормализованная) среднеуглеродистая сталь 45 (ГОСТ 1050-88)

Таблица 1 Химический состав стали 45 (ГОСТ 1050-88)

C	Si	Mn	S	P	Ni	Cr
			Не более
0,4-0,5	0,17-0,37	0,5-0,8	0,045	0,045	0,3	0,3

Таблица 2 Механические свойства стали 45 (ГОСТ 1050-88)

ут, кГ/мм2	увр, кГ/мм2	у5,%	Ш,%	бн, кГ/см2	НВ(не более)
Не менее		Горячекатаной	Отожженной
36	61	16	40	5	241	197

Звёздочка имеет сравнительно небольшие размеры, по конструкции она - однодисковое колесо со ступицей, несимметрично выступающей по одну сторону обода. В звездочке имеется центральное сквозное отверстие с центрированием. Это отверстие является конструкторской базой , отверстие можно использовать в качестве одного из элементов технической базы.

Наличие ступицы выступающей за габариты звездочки, мешает установке заготовок пакетом при выполнении зубообрабатывающей операции.

Материал деталей обладает хорошей обрабатываемостью давлением и резанием и при осуществлении штамповки, термической и механической обработки затруднений не возникает.

Положительным следует отметить наличие в отверстии двух фасок, что позволяет протягивать шлицевое отверстие после изготовления фасок, а торцы обрабатывать на многорезцовом станке, в этом случае резцы для подрезки торцов будут доходить до шлицевого отверстия, что обеспечивает хорошее условие резания и следовательно обеспечивает заданную точность.

Не вызывает трудностей обработка 6 отверстий диаметром 18 мм, так как они расположены относительно далеко друг от друга и возможно их обработка в кондукторе или на многошпиндельных станках.

Придельный анализ позволяет считать деталь достаточно технологичной.

2. Определение структуры технологического процесса

Для определения структуры технологического процесса назначаем методы и последовательность обработки отдельных поверхностей детали и составляем технологический маршрут обработки всей детали:

1. Отрезать заготовку.

2. Кузнечная операция.

3. Термическая обработка заготовки.

4. Подрезка торцов Ф70, Ф189, предварительно расточка отверстия и фаски.

5. Подрезка торца с другой стороны, предварительно проточка Ф189, расточка фаски.

6. Протянуть шлицевое отверстие.

7. Подрезать торцы Ф70 ,Ф189 окончательно, обточить наружную поверхность Ф189 и R27 окончательно.

8.Просверлить 6 отверстий диаметром 18 мм.

9.Технический контроль.

10.Фрезеровать 22 зубьев (шаг t=25,4мм) окончательно.

11. Зачистить заусенцы.

12.Промыть деталь.

13.Технический контроль.

14.Термическая обработка.

15.Промыть деталь.

16.Нанесение антикоррозийного покрытия (цинкование, грунтование, окраска).

2.1 Выбор технологических баз, подбор оборудования и инструментов механической обработки звездочки

Таблица 3

Базирование и обрабатываемые поверхности	Оборудование	Оснастка	Режущий инструмент	Мерильный инструмент
Оп. 005	Токарный патронный полуавтомат с4ГТУ 16К20РФЗ	Трёхкулачковый патрон	Резец подрезной Т5К10 ГОСТ 18880-73 Резец расточной Т5К10 ГОСТ18882-73	Штангель-циркуль
Оп. 010	Токарный патронный полуавтомат с4ПУ 16К20РФЗ	Трёхкулачковый патрон	Резец подрезной Т5К10 ГОСТ 18880-73 Резец проходной Т5К10 ГОСТ18879-73 Резец расточной	Штангель-циркуль
Оп. 015	Горизонтально-протяжной Станок 7512	Жёсткая опора	Эвольвентная Шлицевая протяжка из быстрорежущей стали	Пробка эвольвентная шлицевая
Оп. 020	Токарный с 4ПУ 16К20РФЗ	Специальная оправка	Резец подрезной Т15К6	Штангель-циркуль
Оп. 025	Радиально-сверлильный станок 2К52-1	Кондуктор	Сверло D18 Р6М5	Штангель-циркуль
Оп. 030	Зубофрезерный станок мод.53А20В	Приспособление	Модульная фреза из быстрорежущей стали Р6 М5	Шагомер

3. Расчёт параметров обработки

3.1 Расчёт припусков на механическую обработку

Пользуясь рабочим чертежом деталей и технологическим маршрутом механической обработки, определим аналитическим способом расчётные минимальные припуски на обработку наружного диаметра 189Н9.Дольная поверхность обрабатывается точением предварительно и окончательно, заготовка-штамповка на молоте.

Записываем технологический маршрут в расчётную таблицу, в таблицу также записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска.

Таблица 4

Технологич. переходы обработки поверхности Ф222Ь9	Элементы припуска мм	Расч. припуск 2Zmin	Расч. размер dрмм	Допуск 5 мкм	Предельный размер мм	Предельные значения припусков мкм
	Rz	Т					dmin	dmax	пр 2 Zmin	пр 2 Zmax
Заготовка	150	250	1000		192,305	1200	192,3	193,5
Обтачивание предварит.	50	50	60	2 1400	189,205	290	189,205	189,4	3190	4100
Обтачивание окончат.	30	30	3	2 160	188,885	115	188,89	189	335	510

Значение Rz и Т характеризующее качество поверхности штамповальных заготовок и для технологических переходов находим по табл.4.3 ([1]стр.63) и табл.4.5([1]стр.64)

Суммарное отклонение заготовки:

, (по табл. 4.7. стр.66)

Остаточное пространственное отклонение:

после предварительного обтачивания р=0,06·1000=60 мкм

после окончательного обтачивания р=0,04·60=3 мкм

Расчёт минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

2Zmin =2(Rz i-1+T i-1+p i-1).

Минимальный припуск

под предварительное точение

2Zmin1=2(150+250+1000)=2·1400 мкм.

под окончательное точение

2Zmin2=2(50+50+60)=2·160 мкм.

Допуски для заготовки берём по р 14 / 2, для предварительного точения по h 11(-0,29), для окончательного точения - h 9 (-0,115 ).

Графа «Расчётный размер dP» заполняем начиная с конечного - чертёжного размера последовательным прибавлением расчётного минимального припуска каждого технологического перехода.

Чертёжный размер 189-0,115=188,885мм, тогда для чернового точения dр= 188,885+(2·0,160 )=189,205 мм , для заготовки dР=189,205+(2·1550) =192,305 мм.

В графе «Наименьший предельный размер» проставляем значения d P округляя их значения до того же знака десятичной дроби , с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру:

dmax1=188,885+0,115=189 мм.

dmax2=189,205+0,29=189,405 мм.

dmax3=193,305+1,2=193,505 мм.

Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и -как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

=189,405-189=0,51 мм.

=193,505-189,405=4,1 мм.

=189,405-188,885=0,335 мм.

=192,395-189,205=3,19 мм.

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

= 4100-3190 = 910 мкм.; д1-д2=1200-290=910мкм.

=510-335=175 мкм ; д2-д3=290-115=175 мкм.

На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски назначаем по ГОСТ 7505-74 и записываем их значения в таблицу № 3.2.

Таблица 3.2

Размер	Припуск	Допуск
	табличный	расчетный
75	2·2,4		+1,3 -0,7
18	2·1,8		+0,8 -0,5
14,5	2·1,8		+0,8 -0,5
Ф 145	2·2,6		+1,6 -0,6
Ф 189	2·2,6	2·2,0	+1,2 -0,8
Ф 43,6	2·2,2		+0,9 -0,7

3.2 Расчёт режимов резания

Расчёт режимов резания ведётся одновременно с заполнением операционных карт технологического процесса.

Производим расчёт режимов резания для каждой операции, две операции рассчитываем аналитически, остальные по справочным нормативам.

Операция 005:

а) Подрезка торцов ф70, ф189 предварительно, расточка отверстия и фаски.

ОБОРУДОВАНИЕ - токарно-винторезный станок с 4 ПУ 16К20РФЗ, способ крепления детали в патроне.

-подрезка торца ф 70мм предварительно, шероховатость обработки Rz=80мкм.

Й. Выбираем резец и устанавливаем его геометрические элементы. Принимаем токарный подрезной резец отогнутый правый, материал пластины - твердый и сплав ТЗКЮ, поперечное сечение резца - 25х25, длину выбираем равной 130мм. Геометрические элементы резца выбираем по справочнику [2], форма передней поверхности - плоская с фаской типа ЙЙ б (табл. 29 стр. 187 ), ф =, , , (табл. 30 стр. 188 ) ; (табл. 31 стр. 190 ) r=1,2мм.

ЙЙ. Назначаем режим резания (по справочнику [3]).

1.Устанавливаем глубину резания 1=2мм.

2.Назначаем подачу (табл. 14 стр.268).

Для параметра шероховатости Rz=80 при обработке Ст.45 резцом r=1,2мм, S = 0,81мм/об, корректируя по паспорту станка устанавливаем S =0,8 мм/об.

3.Назначаем период стойкости резца (стр.265),принимаем Т = 60 мин.

4.Определяем скорость резания (стр.265):

Из табл. 17(стр.270) определяем показатели С=350, х=0,15, у=0,35, т=0,2 учитываем поправочные коэффициенты на скорость:

(табл. 1 стр.261) (табл.2 стр. 262), Кт=1, 700мкм

, Knv=0,8 (табл.5 стр.263).

Kuv =0,65 (табл.6 стр.263), =1,0 (табл. 18 стр.271).

С учётом всех найденных коэффициентов

5. Частота вращения шпинделя, соответствующая найденной скорости резания.

Корректируем частоту вращения шпинделя по паспортным данным станка и устанавливаем действительную частоту вращения ng=315 об /мин.

6.Действительная скорость резания

7. Мощность затрачиваемая на резание

где в кгс, - м/мин.

Для заданных условий обработки Ср=300, х=1,0, у=0,75, n=-0,15 (табл.22 стр.273).

Учитывая поправочные коэффициенты на силу резания

КМpz = 1 (табл. 9 стр. 264) Кцpz=1 (табл.23 стр.275)

Кгpz=1,25 (табл.23) Kлpz =1(табл. 23 стр.275)

8. Проверяем достаточна ли мощность привода станка, у NШП=Ng·з=

=10·0,72=7,2 кВт.

NРЕЗ=2,15 < NШП=7,2

т.е обработка возможна.

III.Основное время.



Длина рабочего хода резца

врезание у = 2·ctg45=2 мм, передач принимаем Д= 2 мм ; i =1.

б) Назначаем режимы резания на подрезку торца 189мм (по нормативам).

I.Резец тот же, что при переходах 1, Rz=80 мкм.

II.Режимы резания:

1.Глубина резания t = 1,5 мм.

2.Подача So=0,6 мм /об [4] (по карте Т2 стр.23).

3.Стойкость резца Т = 50 мин. (карта З стр.26).

4.Скорость резания

( карта Т4).

Vтабл.= 125 м /мин.; К1= 0,75(стр.32); К2= 1,0 (стр.33); К3 =1,0 ([4]стр34).

5.Частота вращения шпинделя

n=315 об /мин.

Действительная скорость резания



7. Сила резания.

=220 ([4] стр.35); =0,8 (стр.36); =1,0 (стр.37).

8. Мощность резания

NРЕЗ< NДВ.

III.Основное время

в) Расчёт режимов резания на расточку внутреннего отверстия, Ra=6,3 мкм.

I.Выбираем резец и устанавливаем его геометрические элементы. Принимаем токарный расточный резец для обработки сквозных отверстий. Материал пластичный Т5К10. Геометрические элементы ; ; f = 0,3 мм; R= 4 мм; В=2мм ; r=1мм.

Из справочника [2] выбираем (табл.30 стр.188)

II.Назначаем режим резания (по нормативам )

1. Глубина резания

2. Назначаем подачу So = 0,4 ([4] стр. 24) корректируем по станку So = 0,4мм / об.

3. Период стойкости резца Т = 60 мин. ([4] стр. 26).

4. Скорость резания

( карта Т4).

Vтабл.= 125 м /мин.; К1= 0,75(стр.32); К2= 1,0 (стр.33); К3 =1,0.

5. Частота вращения шпинделя

Корректируем по паспортным данным

ng=630 об/мин.

6. Действительная скорость резания

7. Сила резания.



=230 ([4] стр.35); =0,8 (стр.36); =1,0 (стр.37).

8. Мощность резания

Мощность привода

NРЕЗ< NДВ - обработка возможна.

III.Основное время

д) Режимы резания для обточки такие же, что и при расточке отверстия, основное время при этом:



3.3 Расчёт технической нормы времени

Технические нормы времени в условиях серийного производства устанавливаются расчетно-аналитическим методом.

В серийном производстве определяется норма штучно-калькуляционного времени Тшт-к:

где - подготовительно-заключительное время, мин.;

n - размер наличия детали.;

- штучное время, мин.;

где - основное время, мин.; - вспомогательное время, мин.;

Вспомогательное время состоит из затрат времени на отдельные приёмы:

где - время на установку и снятие детали, мин.;

- время на приёмы управления, мин. (время связанное с переходом).

- время на измерение детали, мин.;



где - оперативное время;

- время на техническое обслуживание рабочего места;

- время на отдых и личные надобности.

3.3.1 Расчёт нормы штучно-калькуляционного времени для операции 005-токарной

Расчёт нормы штучно-калькуляционного времени для операции 005-токарной, производство серийное, 20%деталей контролируется штангельциркулем с установкой его на размер в процессе измерения. Деталь устанавливается в 3-х кулачковом патроне. Основное время То = 0,73мин., все детали - 6,5кг. Размер партии детали принимаем 100шт.

Переход 1 - подрезка торца ф 70 предварительно:

=27мин.,([5]карта 2 стр.31).

-время связанное с переходом, состоит в данном случае [5] карта15 стр.60.

- сменить резец поворотом резцовой головки - 0,02мин.

- подвод резца в продольном направлении - 0,03мин.

- подвод резца в поперечном направлении - 0,02мин.

- закрыть щиток ограждения от стружки - 0,015мин.

= 0,085мин.

Время на контрольные измерения =0,14 [5]карта74 стр.158, так как точение предварительно измеряем 10% деталей, тогда:

Вспомогательное время составит :

Переход 2 - подрезка торца ф189.

Вспомогательное время складывается только из и , в данном случае =0,11 мин. и = 0,014мин.

Переход 3 - расточка внутреннего отверстия.

состоит из следующих приёмов :

- сменить положение резца - 0,02мин.

- подвод резца в продольном направлении - 0,05мин.

- подвод резца в поперечном направлении - 0,02мин.

=0,09мин = 0,014мин.

Переход 4 - обточка фаски.

Время на управление:

Подвод и отвод резца - 0,015мин., т.к. фаска обтачивается расточным станком, измерения не производим.

=0,015мин.

Для всей операции 005:

Подготовительно - заключительное время на операцию 005.

=17мин. ([5]карта 16 стр.61)

Оперативное время.

Время на обслуживание рабочего места составляет 3% от (карта 16 стр.61).

Время на отдых и личные надобности составляет 6% от ([5]карта 7стр. 166)

3.3.2 Расчёт нормы штучно - калькуляционного времени для операции 025 - сверление

Расчёт нормы штучно - калькуляционного времени для операции 025 - сверление 6 отверстий диаметром 20мм , длинной 2,3мм , сверлом из быстро режущей стали Р6М5, =1,44мин., сверлении по кондуктору.

.

Вспомогательное время складывается из следующих составляющих:

установка и снятие детали в кондуктор =0,15мин.([5]карта 13 стр.51.)

Время связанное с переходом : ([5]карта 24 стр.76)

-подача механическая t=0,05 мин.;

-включение шпинделя кнопкой t=0,015мин.;

-повернуть кондуктор t=0,l мин. (стр.77);

-вывод сверла для удаления стружки t=0,14 мин. (стр.78).

Время на измерение = 0,1 при 10% контроле

Подготовительно-заключительное время при сверлении =15мин.([5]карта 26 стр.84)

Результаты нормирования всех технологических операций сведены в таблицу

Сводная таблица технических норм времени по операциям в минутах

Таблица 5

Номер и наименование операции		Тв.	Топ.	Тоб	Тотд.	Тшт.	Тп-з	П	Тшт-к.
		Ту.с.+ Тз.о.	Туп..	Тиз.
005-токарная предварительная	0,73	0,36	0,30	0,042	1,57	0,05	0,1	1,70	17	100	1,7
010-токарная предварительная	0,85	0 24	0,2,9	0,041	1,61	0,05	0,05	1,69	16	100	1,82
015-протяжная	0,21	0,07	0,21	0,15	0,67	0,03	0,03	0,71	20	100	0,93
020-токарная окончательная	0,57	0,3	0.38	0,08	1,4	0,04	0,04	1,33	12	100	1,6
025-сверлильная	1,21	0,14	2.6	0,06	4,21	0,13	0,13	3,5	15	100	4,24
030-зубофрезерная	6,81	0,30	0,35	0,85	9,44	0,35	0,35	9,12	19	100	8,53
Полная трудоёмкость механической обработки звёздочки	20,17		21,45

Список используемой литературы

1. Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Минск Высшая школа 1983 г.

2. Справочник - технолога машиностроителя под ред. А.Н. Малова, - М. Машиностроение 1972 г.

3. Справочник технолога машиностроителя под ред. А.Г.Косиловой, Р.К. Мещерякова - М. Машиностроение 1972 г. I том.

4. Режимы резания металлов. Справочник под ред. Ю.В. Барановского - М. Машиностроение 1972 г.

5. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ (серийное производство) г. Москва.

6. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Москва Машиностроение 1988 г

Размещено на Аllbest.ru