Технология машиностроения

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЦЕНСКИЙ ФИЛИАЛ

ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧЕРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»

Факультет: Индустриальный факультет

Кафедра: «Технология машиностроения»

Курсовой проект

«Технология машиностроения»

Выполнил студент

Андриянов М.Ф.

Мценск 2014



Ведение

Машиностроительное производство можно разделить на основное и вспомогательное. Основное производство занимается выпуском товарной продукции, а вспомогательное -- производством средств, необходимых для обеспечения функционирования основного производства.

Частью вспомогательного производства является инструментальное производство, предназначенное для выпуска технологической оснастки. По степени разработки технической документации различают опытное и установившееся производство. Опытное производство -- это производство образцов партий или серий изделий для проведения исследовательских работ или разработки конструкторской и технологической документации для установившегося производства. Установившееся производство -- производство изделий по окончательно отработанной конструкторской и технологической документации.

Групповые технологические процессы применяются в групповом производстве, характеризуемом совместным изготовлением или ремонтом групп изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Объем выпуска продукции -- это количество изделий определенных наименований, типоразмеров и исполнений, изготовляемых или ремонтируемых предприятием, или его подразделениями в течение планируемого периода времени. Программа выпуска -- установленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием объема выпуска по каждому наименованию за планируемый период времени.

Производственная партия включает предметы труда одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию. Производственный цикл составляет интервал времени от начала до окончания производственного процесса изготовления или ремонта изделия.

Расчетный максимально возможный в определенных условиях объем выпуска изделий в единицу времени называется производственной мощностью. Серия изделий -- все изделия, изготовленные по конструкторской и технологической документации без изменения ее обозначения. деталь чугун заготовка фреза

К классификационным категориям производства относят его тип и вид. По признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции различают три типа производства. Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается. При серийном производстве осуществляется изготовление или ремонт изделий периодически повторяющимися партиями. Причем в зависимости от количества изделий в партии или серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. На заводах серийного производства изготавливается -60% всей продукции машиностроения (станков, автомашин, насосов и др.)

Массовое производство -- это производство, характеризуемое большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. В массовом и крупносерийном производстве широко применяют наиболее совершенную форму организации -- поточное производство, характеризуемое расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным интервалом выпуска изделий.

На автоматических линиях поточного производства заготовки или детали и сборочные единицы обрабатываются или собираются на всех рабочих местах в течение времени, равного или краткого такту, и перемещаются с одного рабочего места на другое с помощью специальных транспортных средств.



1. Общая часть

1.1 Назначение характеристика детали

Корпус - это деталь коробчатой формы, полученная способом литья, чаще всего выполняющаяся из чугуна. Он предназначен ограждать вращающиеся части, а также для обеспечения смазки, при этом обеспечивается и герметичность.

1.2 Анализ технологичности детали

Анализ технологичности конструкции детали (по ГОСТ 14.201-83) и корректировка чертежа проводятся с целью увязки конструкции и технических требований, предъявляемых деталей при заданном объеме выпуска, а также с целью приведения чертежа детали в соответствии с ЕСКД.

Технологическая характеристика детали определяется по формуле:

,

где - средний квалитет точности обработки изделия.

Средний квалитет точности обработки изделия определяется по формуле:

,

- квалитет точности;

- количество размеров, имеющих точность соответствующих квалитетов;

- общее количество принятых во внимание размеров детали.

Коэффициент шероховатости поверхности определяется по формуле:

,

где - среднее значение параметров шероховатости поверхности по Ra для всех обрабатываемых поверхностей;

Среднее числовое значение параметра шероховатости поверхности определяется по формуле:

,

где - числовое значение параметра шероховатости;

- количество поверхностей, имеющих соответствующую шероховатость;

- общее количество принятых во внимание поверхностей.

Коэффициент использования материала (КИМ) определяется после выбора заготовки, определяется ее массы и нормы расходов материала по формуле:

,

где - масса детали, кг;

- норма расхода материала на деталь, кг.

Норма расхода материала складывается из массы заготовки и потерь на отрезание (пруты), угар, заусенцы и т.д.

Технологическую характеристику детали можно привести в табл. Форме.



Таблица 1

Поверхности	Квалитет точности	Шероховатость, Ra
	7	8	9	14	1,25	1,6	3,2	6,3	12,5
Ш50			9					6,3
Ш110			9					6,3
Ш90			9					6,3
Ш10,5			9					6,3
Ш10,5			9					6,3
Ш10,5			9					6,3
Ш10,5			9					6,3
Ш10,6		8						6,3
Ш10,6		8						6,3
Ш10				14					12,5
Ш56				14				6,3
Ш36		8					3,2
Ш30	7					1,6
Ш45		8					3,2
Ш50		8					3,2
Ш72	7					1,6
Ш40			9		1,25
15		8					3,2
15		8					3,2
13				14					12,5
18			9					6,3
57				14					12,5
160			9					6,3
80			9					6,3
35			9					6,3
70			9					6,3
140			9					6,3
127			9					6,3
63,5			9					6,3
10,5			9					6,3
52,5			9					6,3
105			9					6,3
10				14					12,5
110			9					6,3
69			9					6,3
34,5			9					6,3
47		8					3,2
30		8					3,2
12				14					12,5
16				14					12,5
28				14					12,5
25				14					12,5
83,7				14					12,5
68				14					12,5
14,8			9					6,3
20,4			9					6,3
86			9					6,3
132		8					3,2
75		8					3,2
63,5				14					12,5
25				14					12,5
13			9					6,3
21			9					6,3
30			9					6,3
40				14					12,5
40,5		8					3,2
115				14					12,5
162			9					6,3
М8	7							6,3
М8	7								12,5
М22х1,5	7							6,3
М22х1,5	7							6,3
М16х1,5	7							6,3
R22,5				14					12,5
R55				14					12,5
R30				14					12,5
R30				14					12,5
R30				14					12,5
R39				14					12,5
2х45?				14					12,5
2х45?				14					12,5
1,6х45?				14					12,5
1,6х45?				14					12,5
1,6х45?				14					12,5
1,6х45?				14					12,5
1,6х45?				14					12,5
1,6х45?				14					12,5
n,m	7	12	29	32	1	2	10	35	32
IT	49	96	261	448	-	-	-	-	-
Ra	-	-	-	-	1,25	3,2	32	220,5	400

Вывод: чертеж детали выполнен технологично, т.к. коэффициент шероховатости почти равен коэффициенту точности.

1.3 Характеристика материала детали (чертеж)

Деталь Корпус выполнена из серого чугуна СЧ20.

Чугун - это сплавы железа с углеродом, в котором содержание углерода более 2,14%. Серый чугун был назван так по виду излома, имеющего серый цвет. Серый чугун обладает хорошими литейными свойствами и применяется для изготовления отливки.

Таблица 2



Таблица 3

Для деталей из серого чугуна характерна малая чувствительность к влиянию внешних концентраторов напряжения при циклических нагрузках, высокий коэффициент поглощения колебаний при вибрациях детали, высокие антифрикционные свойства.

Серый чугун очень хрупок из-за пластинчатой формы графитных включений, которые действуют, как многочисленные надрезы в чугуне.

Серые чугуны обозначают буквами СЧ и цифрами, которые указывают предел прочности при растяжении.

1.4 Анализ чертежа детали и технологические требования к нему

Размеры с квалитетами:

Ш30Н7, Ш72H7, Ш40Н9, Ш16Н9

Размеры с отклонениями: 57±2

57 - номинальный размер, ±2 - верхнее и нижнее отклонение.

Наибольший размер - 59

Наименьший размер - 55

47+2

47 - номинальный размер, +2 - верхнее отклонение.

Наибольший размер - 49

Наименьший размер - 47

Размеры для справок:

Ш90, Ш110

Выступающее поле допуска:

Числовым значением допуска указывают символом с размером 0.25.

Обозначение шероховатости:

, , ,

Обозначение баз:

- Базовая поверхность.

- Базовая ось.

Сложные допуски:

- Допуск перпендикулярности относительно плоскости базы Ж с размером 0.04.

- Допуск круглости относительно базы И с размером R 0.1



2. Технологическая часть

2.1 Характеристика типа производства

Для предварительного определения типа производства использую годовой объем выпуска и массу детали по таблице:

Таблица 4

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями с достаточно большим объемом выпуска. При серийном производстве используются универсальные станки, чаще станки с ЧПУ, а также станки - полуавтоматы, оснащенные, как специальными, так и универсальными и универсально - сборочными приспособлениями, часто с механизированным приводом зажима, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия. В серийном производстве технологический процесс изготовления детали преимущественно дифференцирован, т.е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на определенных станках.



2.2 Обоснование выбора заготовки. Характеристика способа получения

Для того, чтобы выбрать заготовку необходимо знать годовую норму выпуска детали, ее массу, тип производства. Годовая норма выпуска детали корпус составляет N=250шт. Деталь корпус выполняется в среднесерийном производстве.

При выборе заготовки необходимо рассмотреть минимум 2 способа получения заготовки. При выборе заготовок, технолог рассматривает коэффициент использования материала (КИМ)

,

где - масса детали;

- масса заготовки.

Полученные коэффициенты характеризуют количество металла ушедшего в стружку. Если КИМ=0,65%, то 65% металла ушло в деталь, а остальные 35% в стружку.

Для изготовления детали корпус я предлагаю 2 способа литья: литье в землю, литье в кокиль.

Литье металлов в кокиль - более качественный способ литья, чем в землю. Изготавливают кокиль - разборная форма в которую производиться литье. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекают изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки. Данный метод хорошо применяется в серийном и крупносерийном производстве.

Литье в землю является сравнительно простым и экономичным способом литья. Во многих отраслях машиностроения при массовом производстве отливки, чаще всего применяют этот метод. Для изготовления художественных отливок литье в землю используют гораздо реже, главным образом из-за сравнительно низкого качества поверхности.

Расчет себестоимости заготовки.

, где

Q - масса заготовки, кг;

S - цена 1кг материала заготовки, руб.;

q - масса готовой детали, кг;

- цена 1т отходов, руб.;

Ci - базовая стоимость 1т заготовок, руб.;

- коэффициенты, зависящие от массы, марки материала и объема производства заготовок.

- Литье в землю.

- Литье в кокиль.

2.3 Расчет припусков на обработку

Общим припуском на обработку называется слой материала, удаляемый с поверхности исходной заготовки в процессе механообработки с целью получения готовой детали.

В курсовом проекте я рассматриваю 2 способа получения заготовок: литье в землю, литье в кокиль. Для среднесерийного производства наиболее выгодным по стоимости и КИМ является литье в землю.

У заготовок, получаемые литьем, поверхностный слой имеет твердую корку. Для нормальной работы режущего инструмента необходимо чтобы глубина резания была больше чем толщина корки отливки. Исходя из этого требования и должен быть назначен припуск. Толщина корки бывает различной, она зависит от материала, размеров отливки и способов литья; для отливок из серого чугуна 1-2мм; для отливок из стали 1-3мм.

Для расчета общего припуска на чертеже я выбираю по чертежу детали самую точную поверхность Ш72Н7 - внутренняя поверхность. .

Расчет припусков произвожу табличным способом.

Таблица 5

Технологические операции и переходы	Элементы припуска	Расчетный припуск 2Zmin	Расчетный размер, мм	Допуск, мкм.	Предельный размер	Предельное значение припусков, мкм
	Rmax	H	?					Наиб.	Наим.	Наиб.	Наим.
Заготовка, литье в землю	200	300	2	160	-	69,84	1200	69,8	68,6	-	-
Черновое сверление	25	50	2	160	1324	71,17	740	71,1	70,4	1,3	1,8
Чистовое сверление	6,3	25	2	160	474	71,64	120	71,6	71,5	0,5	1,1
Развертывание	1,6	10	-	-	386,6	72	30	72,03	72	0,43	0,5

Для расчета выбираю формулу

2Zmin = 2(Rmax+h+),

где Rmax - максимальная высота профиля шероховатости, полученная на предшествующем переходе



(Rmax=1,2Rz=6Ra) Rz=200.

h - глубина дефектного слоя, полученная на предшествующем переходе.

- суммарное пространственное отклонение расположения обрабатываемой поверхности на предшествующем переходе.

- погрешность установки заготовки при выполненном переходе.

Первая колонка заполняется по технологическому процессу

Колонка №2; 3; 4; 5, вбираются по Справочнику технолога машиностроения (СТМ 1или СТМ 2) в зависимости от типа заготовки, от вида приспособлений.

Колонка № 6 получает из расчета:

1) 2Zmin=2(200+300+)=1324

2) 2Zmin=2(25+50+)=474

3) 2Zmin=2(6.3+25+)=386.6

Колонка №7 заполняется и расчета:

(№7-№6=№7)

1)72-0,386=71,64

2)71,64-0,474=71,17

3)71,17-1,324=69,84

Колонка № 8 заполняется по СТМ 2 стр.661

Колонка № 9 значения переписываются с колонки №7

Колонка № 10 заполняется из расчета №8-№7

Колонка № 11 заполняется из полученных значений колонки №9

1) 69,8-71,1=1,3

2) 71,1-71,6=0,5

3) 71,6-72,03=0,43

Колонка №12 заполняется аналогично колонки №11, но расчет ведется из колонки № 10

1) 68,6-70,4=1,8

2) 70,4-71,5=1,1

3) 71,5-72=0,5

2.4 Расчет массы заготовки и Ким

Коэффициент использования материала (Ким) определяется после выбора заготовки. Основным показателем прогрессивности норм расхода материалов является коэффициент использования. Чем ближе коэффициент использования к единице, тем более прогрессивна выбранная технология изготовления той или иной детали. Коэффициент использования металла (КИМ) определяется, как отношение массы детали (чистого веса) к норме расхода металла на изготовление детали.

,

где - масса детали;

- масса заготовки.

Исходными данными для расчета норм расхода являются:

1. Масса (чистый вес) детали, в кг.2. Материал, твердость детали.3. Технологический процесс изготовления детали -- с оснащением, применяемым в операциях и переходах. Полученные коэффициенты характеризуют количество металла, ушедшего в стружку. Если КИМ=0,65%, то 65% металла ушло в деталь, а остальные 35% в стружку.

; 80% материала ушло в деталь, 20% в стружку.

; 77% материала ушло в деталь, 23% в стружку.



2.5 Разработать маршрутный технологический процесс

Таблица 6

№ Операции	Название операции	Оборудование
005	Вертикально-фрезерная с ЧПУ	ГФ 2171С31
010	Вертикально-фрезерная с ЧПУ	ГФ 2171С31
015	Сверлильно-фрезерно-расточная с ЧПУ	2204 ВМФ4
020	Вертикально-фрезерная	6Р12-1
025	Вертикально-фрезерная	6Р12-1
030	Разметка
035	Сверлильная	2А55
040	Резьбонарезная	2А55
045	Резьбонарезная	2А55
050	Резьбонарезная	2А55
055	Слесарная	Верстак
060	Моечная
065	Контрольная

2.6 Расчет режимов резания

Расчет режимов резания на механообработку произвожу по СТМ 2.

Операция 005 вертикально-фрезерная

Определяю глубину резания t для фрезерования t=5 мм

Центрования t=2,5 мм

Сверления t=3,4 мм

Расчет веду по =5 мм.

Определяю подачу S. Инструмент фреза, оснащенная твердосплавными пластинами с механическим креплением. ВК6, ВК8

S=0.20-0.40 СТМ2 таб.76 стр.403

Определяю скорость резания v



СТМ2 стр. 406

Значения беру из таблицы 39 стр.

;

Корректирую по паспорту станка - 220 об/мин

Определяю силу резания.

СТМ2 стр. 406

Значения беру из таблицы 41 стр.

Определяю мощность резания

СТМ2 стр.411

Мощность станка модели 2204ВМФ4

N=11КВт

Nрез<Nст; 6,1<11КВт

Обработка при заданных режимах резания возможна.

Операция 035 сверлильная

Определяю глубину резания t:

Сверление t=10.2 мм

Сверление t=7.2 мм

Расчет веду по =10.2 мм.

Определяю подачу S. Инструмент сверло P9; P18

S=0.47-0.54 мм/об. СТМ2 стр.381 табл. 35

Определяю скорость резания v:

СТМ2 стр.382

Значения беру из таблицы 28 стр.

Корректирую по паспорту станка. - 28 м/мин

Определяю силу резания (осевую силу), Н

СТМ2 стр.385

Значения беру из таблицы 32 стр.

Определяю мощность резания, кВт

СТМ2 стр. 386

Мощность станка модели 2А55

N=4,5КВт

Nрез<Nст; 1,4<4,5КВт

Обработка при заданных режимах резания возможна.

2.7 Расчет нормы времени

Определяю основное время по формуле

,

Где l - длинна резания, мм

i - число проходов

S - подача на один оборот шпинделя, мм/об

n - частота вращения шпинделя, мин

Определяю вспомогательное время.

,

Где - время на измерения =0,10 Карта 87 стр. 195

- время на переход =0,5 Карта 20 стр. 75

- время на установку заготовки, зависящую от ТО = 0,20 Карта 16 стр. 50

Определяю операционное время



Подготовительно заключительное время определяю по справочнику нормировщика Карта 30 стр.108. .

Определяю штучное время.

,

Где q - число одновременно обрабатываемых деталей

- 10% от операционного времени.

В условиях серийного производства полная норма времени на единицу продукции рассчитывается по формуле:

,

где n - число деталей в партии



3. Конструкторский раздел

3.1 Характеристика применяемых режущих инструментов

Фреза -- инструмент с одним или несколькими режущими лезвиями (зубьями) для фрезерования. Виды фрез по геометрии (исполнению) бывают -- цилиндрические, торцевые, червячные, концевые, конические и др. Виды фрез по обрабатываемому материалу - дерево, сталь, чугун, нержавеющая сталь, закаленная сталь, медь, алюминий, графит. Торцевая фреза предназначена для обработки плоских поверхностей. При вращении зубья торцевой фрезы по очереди вступают в контакт с материалом. Торцевые фрезы широко применяются при обработке плоскостей на вертикально-фрезерных станках. Главную работу резания выполняют боковые режущие кромки, расположенные на наружной поверхности.

Торцевые фрезы обеспечивают плавную работу даже при небольшой величине припуска, так как угол контакта с заготовкой у торцевых фрез не зависит от величины припуска и определяется шириной фрезерования и диаметром фрезы. Торцевая фреза может быть более массивной и жесткой, по сравнению с цилиндрическими фрезами, что дает возможность удобно размещать и надежно закреплять режущие элементы и оснащать их твердыми сплавами. Торцевое фрезерование обеспечивает обычно большую производительность, чем цилиндрическое. Поэтому в настоящее время большинство работ по фрезерованию плоскостей выполняется торцевыми фрезами.



Рисунок 1

3.2 Выбор контрольно-измерительного инструмента

Нутромер -- инструмент (прибор) для измерения внутреннего диаметра или расстояния между двумя поверхностями. Точность измерений нутромером такая же, как и микрометром -- 0,01 мм. Состоит он (рис. 1) из головки и сменных калиберных стержней (удлинителей). Микрометрическая головка состоит из микрометрического винта 6, расположенного внутри барабана 4, колпачка 5, стебля 3, стопорного устройства 2 и сменного наконечника 1. С помощью сменных наконечников (удлинителей) увеличивают предел измерений. Считывают размеры при пользовании этим инструментом так же, как и при замерах микрометром.

Рисунок 2



3.3 Характеристика применяемого оборудования

2204ВМФ4 - Станок многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточной горизонтальный

Рисунок 3

Технические характеристики:

Станки модели 2204 вмф4 предназначены для комплексной обработки корпусных деталей средних размеров без переустановки

Диаметр рабочей поверхности стола, мм 630. Наибольшее перемещение стола, мм, продольное 500 поперечное 500. Расстояние от оси шпинделя до рабочей поверхности стола, мм 90 590. Расстояние от торца шпинделя до центра стола, мм 200 700. Ширина Т-образного паза стола, мм 18. Количество Т-образных пазов стола 7. Расстояние между Т-образными пазами стола, мм 80. Величина продольных, поперечных, вертикальных подач, мм/с 0,016 167. Количество ступеней продольных, поперечных, вертикальных подач - бесступенчатое.

Скорость быстрого перемещения, мм/мин 10000. Наибольшая частота вращения стопа, об/мин 10. Наибольшее усилие подачи, кН 0,8. Наибольшая допустимая масса обрабатываемого изделия, кг 300. Конус шпинделя по ГОСТ 15945--82 50. Наибольшее перемещение шпиндельной головки, мм 500 Частота вращения, об/мин. шпинделя 40 2500 быстроходного шпинделя до 5000. Количество скоростей шпинделя Бесступенчатое.

Емкость инструментального магазина, шт. 30. Наибольший диаметр инструментов, загружаемых в магазин, ммс пропуском соседних гнезд 160 без пропуска соседних гнезд 100. Наибольшая масса инструментов, загружаемых в магазин, кг длиной до 350 мм 12 длиной до 300 мм 16. Габарит станка без приставных устройств, мм 3470x2900x2825. Масса станка, кг без принадлежностей и приставных устройств 5000с принадлежностями, электрооборудованием, системой ЧПУ 7250. Устройство числового программного управления. Тип и размер 2М1300-84, 2С42, "Фанук 6М-Е" Количество управляемых координат всего 8с одновременным перемещением 4.

Размещено на Allbest.ru