ID: 3221

Название работы: Технологические харатеристики детали

Категория: Курсовая

Предметная область: Производство и промышленные технологии

Описание: Данная деталь называется «вал-шестерня» и служит для установки сопрягаемых деталей и передачи вращающего момента. Вал устанавливается в корпусе редуктора с помощью двух подшипников. Вращение передается через шпонку.

Язык: Русский

Дата добавления: 2012-10-28

Размер файла: 532 KB

Работу скачали: 25 чел.

Введение

Машиностроение является важнейшей отраслью промышленности. Ее продукция – машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности, а так же темпы перевооружения их новой технологией и техникой в значительной степени зависят от уровня развития машиностроения.

Состояние машиностроения во многом определяет развитие и других отраслей народного хозяйства. В различных областях науки и техники применяются машины и механизмы с деталями типа червяк. Данные детали, исходя из высоких требований к технико-экономическим и эксплуатационным показателям машин и механизмов, должны обладать высокой надёжностью, ремонтопригодностью, технологичностью, минимальными габаритами, удобством в эксплуатации. Во многом эти показатели обеспечиваются в процессе проектирования и изготовления валов.

Основными задачами технологии машиностроения являются проектирование всего комплекса технологических средств, обеспечивающих выпуск продукции заданного качества в заданном количестве и в установленные сроки, а так же снижение себестоимости выпускаемой продукции, повышение качества, уменьшение времени, затрачиваемого на производство изделия, повышение коэффициента использования материала, автоматизация технологических процессов.

Решением основных задач технологии машиностроения является: применение автоматических систем, систем адаптивного управления, ГПС, внедрение в производство новейшего технологического оборудования, применение ЭВМ, новейшего режущего, мерительного инструмента и оснастки.

Технологическая подготовка производства является определяющим этапом в цикле производства машин и механизмов. Один из этапов технологической подготовки производства, состоит в разработке техпроцесса изготовления деталей машин.

Курсовой проект посвящается разработке техпроцесса изготовления червяка. Подобные детали изготавливаются в больших объемах и применяются в различных машинах и механизмах автомобилей, станках, редукторах и т.д.

Главные задачи, которые необходимо решить при проектировании новых технологических процессов – повышение точности и качества обработки, стабильности и долговечности деталей и максимальное снижение себестоимости обработки путем совершенствования технологических процессов. В курсовом проекте эти задачи будут решаться путем анализа проектного технологического процесса, выявления его основных недостатков и методов их решения.

Целью курсового проекта является закрепление знаний, полученных на лекциях, практических занятиях и приобрести навыки выполнения основных этапов разработки техпроцесса и самостоятельного поиска наиболее оптимальных технических решений, основанных на последних достижениях науки и техники.

1. анализ исходных данных

1.1 Служебное назначение детали.

Данная деталь называется «вал-шестерня» и служит для установки сопрягаемых деталей и передачи вращающего момента. Вал устанавливается в корпусе редуктора с помощью двух подшипников 30 мм и 40 мм. Вращение передается через шпонку.

Ниже приведены данные физико-механических характеристик (табл. 1.1) и химического состава материала детали  (табл. 1.2) по ГОСТ 4543-71 [3].

Таблица 1.1 – Механические свойства стали 40Х

Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	σт	σв	δ5	ψ	HB
				Мпа			%
				Не менее				Не более
Паковка: нормализация	До 100	345	590	18	45	174-217

Твердость после закалки и отпуска составит HRC 52…62

Таблица 1.2 – Химический состав, %

C	Si	Mn	Cr	Ni	Cu	S	P
								Не более
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	0,8-1,1	0,30	0,30	0,035	0,035

1.2 Классификация поверхностей детали по функциональному               назначению.

Исполнительные поверхности – это поверхности с помощью которых деталь выполняет свое служебное назначение;

Основные конструкторские базы – это поверхности с помощью которых определяется положение детали в узле;

Вспомогательные конструкторские базы - это поверхности с помощью которых к детали присоединяются другие детали;

Свободные поверхности - это поверхности которые служат для формирования контура детали.

С целью выявления поверхностей, имеющих определяющее значение для качественного выполнения деталью своего служебного назначения, систематизируем поверхности детали (рис. 1.1, табл. 1.3).

Систематизация поверхностей детали

Рисунок 1.1 – Технологический эскиз детали «вал-шестерня»

Таблица 1.3 - Систематизация поверхностей детали

Наименование поверхностей	Номера поверхностей
Исполнительные	10, 15
Основные конструкторские базы	12, 3
Вспомогательные конструкторские базы	4, 6, 15, 16
Свободные	остальные

1.3 Анализ технологичности детали

Деталь должна изготовляться с минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в значительной степени правильным выбором варианта технологического процесса, его оснащения, механизации и автоматизации, применением оптимальных режимов обработки. На трудоемкость изготовления детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на изготовление.

1.3.1 Качественные показатели технологичности конструкции                                                             детали

По конструктивной форме

Большинство конструктивных элементов детали унифицировано и стандартизировано. Канавки 11, 13, 14 обеспечивают благоприятные условия работы режущих инструментов. Деталь имеет достаточную жесткость для обработки на повышенных режимах.

По размерам детали

Поверхности детали имеют квалитеты, степени точности и шероховатости, соответствующие их служебному назначению. Следовательно, хотя точность и шероховатость поверхностей детали и заданы достаточно жесткими, тем не менее, позволяют обеспечить их на станках нормальной точности. Число обрабатываемых поверхностей сокращено до минимума. Размеры на чертеже учитывают особенности настройки технологического оборудования на размер т.к основная привязка размеров идет от правого торца. Учтены требования по взаимному расположению поверхностей и обеспечивают функциональное назначение детали.

По процессу изготовления деталей

Деталь имеет центровые отверстия, что обеспечивает удобство установки заготовки. Центровые отверстия позволяет обеспечить автоматизацию установки заготовки. Возможна обработка нескольких поверхностей одновременно. Обработка напроход возможна только у нескольких поверхностей. На большинстве операций возможна обработка поверхностей детали за один установ. Возможно применение стандартной и нормализованной технологической оснастки.

По материалу детали

Обрабатываемость резанием хорошая. Обеспечение требуемой шероховатости обрабатываемой поверхности достигается без особых затруднений. Материал детали прокаливается и склонен к отпускной хрупкости.

1.3.2 Количественный анализ технологичности конструкции                                                             детали

Коэффициент обрабатываемости детали резанием

                                                        ,                                                   (1.1)

где  – скорость резания при стой кости инструмента Т=60мин и                                             определенных условиях резания [3];

            – от же для эталонного материала [3].

В качестве эталонного материала выбрана сталь 45 (σв=650Мпа, НВ≤179).

Коэффициент обрабатываемости детали резанием =1,2, следовательно обрабатываемость материала хорошая, возможно получение требуемой шероховатости без особых затруднений

 Коэффициент точности размеров детали

                                                  ,                                                      (1.2)

где - средний квалитет точности размеров.

                                                 ,                                                    (1.3)

где  - номер квалитета;

- число размеров выполняемых по i-тому номеру квалитета.

,

.

Средняя точность поверхностей выполнена по 12 квалитету, значит, данную деталь можно изготовить на станках нормальной точности. Коэффициент точности Kт=0,92>0,8, следовательно, деталь технологична.

Коэффициент шероховатости

                                                        ,                                                  (1.4)

где  - средняя величина шероховатости поверхностей детали по                 критерию Ra, мкм.

                                                 ,                                              (1.5)

где j – величина параметра Ra в мкм;

- число поверхностей, имеющих j-тую шероховатость;

k – число всех поверхностей детали.

,

.

Средняя шероховатость поверхностей Ra=9,43мкм, значит, данную деталь можно изготовить на станках нормальной точности. Минимальная шероховатость Ra=1,25 мкм, что можно получить на шлифовальном станке нормальной точности.

Коэффициент шероховатости Kш=0,1<0,32, следовательно деталь технологична.

2. Определение типа производства, его 

характеристики

Тип производства зависит от массы детали и программы выпуска. Исходя из массы детали m=2,4 кг и годовой программы Nг=10000 шт. по  определяем тип производства – среднесерийный.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, технологический процесс изготовления деталей преимущественно дифференцирован, т.е. расчленён на отдельные самостоятельные операции, выполняемые на отдельном оборудовании.

Таблица 2.1 Основные характеристики среднесерийного производства [1]

Критерий выбора техпроцесса	Характеристика
Номенклатура изделий	Средняя
Объемы выпуска изделий	Средние
Длительность выпуска	Средняя
Оборудование	Универсальное и специализированное с ЧПУ
Оснастка	Универсальная и специализированная
Степень механизации и автоматизации	Средняя
Квалификация рабочих	Средняя
Форма организации техпроцесса	Переменно-поточная, групповая
Расстановка оборудования	По группам станков, предметно-замкнутые участки
Виды технологических процессов:
по универсальности	типовые, групповые, единичные
по подробности описания	операционные
Коэффициент закрепления операций KЗ.О	Св. 10 до 20
Методы определения операционных размеров	Расчетно-аналитический, решением операционных размерных цепей
Методы обеспечения точности	Настроенное по пробным деталям оборудование
Методы нормирования	Аналитически-расчетный

Определяем объем рабочей партии по формуле

                                                                ,                                                  (2.1)

где  - годовой объем выпуска изделий;

- переодический запуск в днях

254 – количество рабочих дней в году.

Принимаем =12,

Тогда

деталей.

3 Выбор и проектирование заготовки с технико-экономическим обоснованием

3.1 Выбор вариантов исходной заготовки

Для изготовления детали «Вал-шестерня» заготовкой может служить поковка, полученная методом горячей объемной штамповки на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП) и прокат.

Определяем параметры заготовки: массу, характеристики точности.

Масса штамповки ориентировочно равна

                                                      ,                                                (3.1)

где - масса детали (=2,4 кг);

- расчетный коэффициент, зависящий от формы детали (принимаем =2,0) [4].

По ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски» определяем параметры заготовки: класс точности Т4, степень сложности С1, группу стали М2.

Масса заготовки из проката рассчитывается по формуле

                                                                         ,                                        (3.2)

где  - плотность материала заготовки, кг/см3.

Форма заготовки из сортового проката для детали – тела вращения представляет цилиндр, с диаметром

                                                                                                     (3.3)

и длиной

                                                                                                         (3.4)

По ГОСТ 2690-75 выбираем обычную точность проката с допуском мм.

3.2 Технико-экономическое обоснование оптимального варианта заготовки

Вариант горячей штамповки

Расчет стоимости заготовки – штамповки  по формуле:

                                    ,                              (3.4)

где - базовая стоимость 1 кг заготовки (руб/кг) [5];

- коэффициент, зависящий от класса точности паковки [5];

- коэффициент, зависящий от степени сложности паковки [5];

- коэффициент, учитывающий массу заготовки [5];

- коэффициент, зависящий от материала [5];

- коэффициент, учитывающий серийность производства [5].

За базовую можно принять = 11,2 руб/кг;

Коэффициент  принимаем равным 0,95;

Коэффициент  принимаем равным 0,77;

Коэффициент  принимаем равным 0,89;

Коэффициент  принимаем равным 1,18;

Коэффициент  принимаем равным 1,0.

,

Стоимость механической обработки заготовки:

                                            ,                                                      (3.5)

где - удельные затраты на съем 1 кг материала (руб/кг) ;

                                                                   ,                                                 (3.6)

где - текущие затраты [5];

- капитальные затраты [5];

- нормативный коэффициент капиталовложений [5];

= 0,1…0,2;

= 5,64;

= 17.

Стоимость отходов материала заготовки:

                                                                        ,                                          (3.7)

[5],

Стоимость изготовления детали из заготовки полученной горячей штампвкой:

                                                                                              (3.8)

Вариант заготовки из проката

Определяем стоимость заготовки из проката по формуле:

                                                                ,                                            (3.9)

где  - стоимость 1 кг материала (руб/кг) [5];

 - стоимость отрезки заготовки из проката;

 = 12 руб/кг.

Затраты на отрезку рассчитывают как:

                                                            ,                                          (3.10)

где  - приведенные затраты на рабочем месте (руб/час) [5];

- штучное, штучно-калькуляционное время на отрезку;

= 30,2 руб/час.

Штучно-калькуляционное время на отрезку рассчитывают как:

            ,                                                 (3.11)

где - основное технологическое время (мин);

         - коэффициент, учитывающий тип производства и вид оборудования [6].

Для расчетов на этапе выбора заготовки можно принять = 1,5, а основное технологическое время для отрезных станков:

   ,                      (3.12)

Стоимость механической обработки составит:

            ,                       (3.13)

где - масса детали (кг) [5];

- удельные затраты на съем 1 кг материала (руб/кг);

= 2,4кг.

Величина удельных затрат  принимается такой же, что и для обработки заготовки-штамповки.

Стоимость отходов материала заготовки из проката:

               ,              (3.14)

Стоимость 1кг отходов та же самая, что и для паковки.

Стоимость получения детали из сортового проката:

                                                                                                 (3.15)

Сравнение вариантов исходных заготовок

Оптимальной будет являться заготовка, полученная горячей штамповкой.

Расчет коэффициента используемого материала заготовки

Для проката

                                                                                        (3.16)

Для штамповки

                                          

                                                                                         (3.17)

Оптимальным выбором исходной заготовки является штамповка, т.к. её стоимость изготовления ниже, чем у проката, а коэффициент используемого материала выше.

Расчет годового экономического эффекта определяется по формуле

                                                                                            (3.18)

3.3 Проектирование исходной заготовки

Начертим расчетную схему определения размеров заготовки

Рисунок 3.1 – Расчетная схема определения размеров исходной заготовки

Таблица 3.1 – Расчет размеров заготовки [5]

Параметры детали				Припуск на сторону				Параметры заготовки
Код размера	Размер, мм	№ поверхности	Шероховатость, Ra	Основной Z0, мм	На смещение штампа, Zсш, мм	На отклонение формы Zф, мм	Суммарный Zi, мм	Допуск и отклонения, мм	Размер, мм
А	249	1, 5	1-12,5 5-12,5	1,7 1,7	0,3	-	2,0 2,0
В	198,5	3, 5	3-1,6 5-12,5	2,0 1,7	0,3	-	2,3 2,0
Д	75	4, 5	4-1,6 5-12,5	1,7 1,4	0,3	-	2,0 1,7
2О	57	9	9-12,5	1,4	0,3	0,5	2,2
2Р	40	12	7-1,25	1,9	0,3	0,5	2,7
2У	30	6	6-1,25	1,8	0,3	0,5	2,6

Расчет значений размеров исходной заготовки

Остальные параметры указаны в чертеже заготовки (КП 09.151001. 13. З).

4 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ

4.1 Выбор черновых технологических баз

Черновые технологические базы используются при первом установе заготовки на начальном этапе её обработки, целью которого является подготовка чистовых технологических баз. В качестве черновых технологических баз используются поверхности 9, 2, 6 (см. чертеж заготовки КП 09.151001. 13. З). Теоретическая схема базирования приведена в плане изготовления детали (КП 09.151001. 13. ПИ).

4.2 Выбор чистовых технологических баз

Чистовые технологические базы используются на всех последующих после первого установах заготовки при ее обработке. При выборе этих баз следует соблюдать основные принципы базирования. Теоретические схемы базирования приведены в плане изготовления (КП 09.151001. 13. ПИ).

В сводной таблице приведем классификацию технологических баз на всех этапах изготовления детали [7].

Таблица 4.1 – Выбор технологических баз

№ операции

№ опорной точки

Наименование базы, № базовой поверхности

Характер проявления

Реализация

№ обрабатываемых поверхностей

Операционные размеры

Единство баз

Постоянство баз

Явная

Скрытая

Естественная

Искусственная

Станочные приспособления

005

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

Приспособление специальное с призмами

1, 3, 4, 5, 6, 7, 9

2Р, 2С, 2У, Г, Д, В

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

010

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

УНП с призмами и пвевмоприводом

1, 5, 20, 21, 22, 23, 24

А, Ю, Е, Щ, Ь, Ш, Ы, Э

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

015

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

Патрон поводковый с центром. Центр вращающийся

2, 3, 4, 6, 8, 12, 9

2П, 2Р, 2У, Д, В, Б, 2О, А

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

020

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

Патрон поводковый с центром. Центр вращающийся

3, 4, 18, 11, 12, 13, 14, 6, 19, 17

2Р, 2С, 2У, Г, Д, В

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

025

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

УНП с призмами и пвевмоприводом

15, 16

И, К, Т, Х

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

030 035

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

Патрон специальный с центром. Центр упорный

10

D, Ц

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

045

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

Приспособление специальное с призмами

20, 24

А, Ю, Я

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

050

1,2,3,4

Двойная направляющая

+

+

Патрон поводковый с центром. Центр упорный

3, 4, 6, 12

2Р, 2У, Д, Г, В

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

5

Опорная

+

+

6

Опорная

+

+

5 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ПЛАНА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

5.1 Выбор маршрутов обработки отдельных поверхностей детали

Начертим таблицу выбора маршрутов с исходными данными для каждой поверхности [4], [7]

Таблица 5.1 – Маршруты обработки поверхностей

№ пов-ти	Код пов-ти	Размеры, мм		Характер точности			Шероховатость, мкм	Твердость HRC	Технологический маршрут	Коэф. трудоемкости
				d	l	Размер d, IT					Форма, мм	Располож., мм
9	Ц	57	30,5	11	0,1	0,1	12,5		52-62	Тчер+Тчис	2,5
8	Ц	47	20	14	0,62	0,62	12,5			Тчер	1,0
12	Ц	40	25	6	0,016	0,01	1,25			Тчер+Тчис+ То+Ш	4,6
7	Ц	39	98,5	14	0,62	0,62	12,5			Тчер	1,0
6	Ц	30	75	7	0,021	0,021	1,25			Тчер+Тчис+ То+Ш	4,6
21	О	9	4,36	14	0,36	0,36	12,5			С	1,2
22	O	8	3	13	0,27	0,27	12,5			С	1,2
10	З	51	30,5	7-С	-	0,036	2,5			зубообработка
11	К		3	14	-	-	12,5			Тчер+Тчис	2,5
14	К									Тчер+Тчис	2,5
1	П	57	-	-	-		12,5			Тчер	1,0
2	П	5	-	-	-		12,5			Тчер	1,0
3	П	3,5	-	-	-	0,01	1,6			Тчер+Тчис+ То+Ш	3,5
4	П	4,5	-	-	-	0,01	1,6			Тчер+Тчис+ То+Ш	3,5
5	П	30	-	-	-	-	12,5			Тчер	1,0
17	Ф	-	2	-	-	-	-			Тчер+Тчис	-
18	Ф	-	2	-	-	-	-			Тчер+Тчис	-
19	Ф	-	2	14	-	-	12,5			Тчер+Тчис	2,5
13	К	38	2,7	13	-	-	12,5			Тчер+Тчис	2,5
15	П	-	4	12	0,12	0,12	3,2			Ф	2,5
16	П	-	8	9	0,036	0,036	12,5			Ф	2,5
20	О	13,2	-		-	-				Центрование
23	Р			СТ 7	0,17	0,17	1,25			резьбообработка
24	О	13,2								Центрование

5.2 Технологический маршрут изготовления детали

Таблица 5.2 – Технологический маршрут изготовления вала-шестерни [8], [9]

№ операции	Наименование операции	Оборудование	Содержание операции
005	Заготовительная	КГШП	Штамповать исходную заготовку
010	Комбинированная с ЧПУ	Сверлильно-фрезерно-расточной	Поз. А: 1.Фрезеровать торец 1; 2. Сверлить центровое отверстие на торце 1. Поз. Б: 1.Фрезеровать торец 5; 2. Сверлить центровое отверстие на торце 5; 3.Сверлить отверстие 22; 4. Сверлить отверстие 21; 5. Нарезать резьбу 23.
015	Токарная черновая	Токарно-винторезный	Установ А: 1. Точить поверхности 6, 7, 12, 8; 2.Подрезать торцы 4, 3, 2. Установ Б: 1. Точить поверхность 9.
020	Токарная чистовая	Токарно-винторезный	Установ А: 1. Точить поверхности 6, 14, 12, 11. 2. Подрезать торцы 4, 3; 3. Точить фаску 19, 18; 4. Точить канавку 13. Установ Б: 1. Точить поверхность 9 2. Точить фаску 17.
025	Фрезерная	Вертикально-фрезерный	Фрезеровать паз 15, 16.
030	Зубодолбление	Вертикально-долбежный	Долбить зубья 10
035	Шевингование	Шевинговальный	Шевинговать зубья 10
040	Термическая
045	Центрошлиф-овальная	Центрошлифовальный	Шлифовать центровые отверсия 24, 21
050	Торцекругло-шлифовальная предварительная	Круглошлифовальный	1.Шлифовать цилиндрические поверхности 6, 12. 2. Шлифовать торцы 3 и 4.
055	Моечная
060	Контрольная

5.3 План изготовления детали

План изготовления детали – это графический иллюстративный документ учебного характера, разрабатывается на базе маршрутной технологии и служит для проектирования технологических операций. План изготовления детали приведен в графической части курсового проекта.

6 ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ

6.1 Выбор станочных приспособлений

В среднесерийном производстве целесообразно применение специализированных групповых переналаживаемых приспособлений для обработки обработки однотипных заготовок, отличающихся размерами и некоторыми конструктивными элементами. Станочные приспособления по составленному технологическому маршруту приведены в таблице 6.1 [9], [10].

6.2 Выбор режущих инструментов

Режущие инструменты должны удовлетворять требованиям максимальной стойкости, что снижает время на переналадку оборудования. Вместе с этим не следует забывать о снижении затрат на инструмент, которые зависят от стоимости инструментов. Наименование, количество и характеристики инструментов приведены в таблице 6.1 [11].

6.3 Выбор контрольно-измерительных средств

Средства контроля должны обеспечивать надлежащее качество технического контроля при выполнении технологических операций и при производстве приемочного контроля изделий. В среднесерийном производстве следует использовать метод непосредственной оценки.  Выбранные средства контроля приведены в таблице 6.1 [12].

Таблица 6.1 – Средства технологического оснащения процесса механической обработки детали

№, наименование операции	Оборудование	Технологическая оснастка
				Станочное приспособление	Режущий инструмент	Контрольно-измерительные средства
010 Комбинированная с ЧПУ	Сверлильно-фрезерно-расточной 6902ПМФ2	УНП с самоцентрирующими призмами и пневмоприводом ГОСТ 12195-66	Фреза торцовая насадная ∅80 ГОСТ 9304-69 Т5К10. Сверло центровочное ∅6,3 Р6М5 ГОСТ 14952-75 тип А. Сверла спиральные с коническим хвостовиком ∅9 и ∅8  ОСТ 2И 20-2-80 Р6М5 Короткий метчик с шейкой для метрической резьбы ГОСТ 3266-81 Р6М5	Шаблон ГОСТ 2534-79 Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89 Колибр-пробка резьбовой ГОСТ 24997-81
015 Токарная черновая	Токарно-винторезный с ЧПУ16К20Ф3	Патрон поводковый с центром Центр вращающийся тип А ГОСТ 8742-75	Резец токарный проходной упорный ГОСТ 18870-73. Материал пластины Т5К10.	Штангенциркуль ШЦ-II-200-0,05 ГОСТ 166-89
020 Токарная чистовая	Токарно-винторезный с ЧПУ16К20Ф3	Патрон поводковый с центром Центр вращающийся тип А ГОСТ 8742-75	Резец токарный проходной упорный ГОСТ 18870-73. Материал пластины Т15К6. Резец токарный прорезной ГОСТ 18874-73. Материал пластины Т15К6.	Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,01 с цифровым отсчетом
025 Фрезерная	Вертикально-фрезерный с ЧПУ 6Р11МФ3-1	УНП ГОСТ 12195-66	Фреза шпоночная ∅8 Р6М5 ГОСТ 9140-78	Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,01 с цифровым отсчетом
030 Зубодолбление	Вертикально-долбежный 7Д430	Патрон специальный с центром. Центр упорный ГОСТ 18259-72	Долбяк зуборезный хвостового типа ∅38 ГОСТ 9323-79 Р6М5	Штангензубометр ШЗ-18 ТУ 2-034-773-84
035 Шевингование	Шевинговальный 5М714	Патрон специальный с центром. Центр упорный ГОСТ 18259-72	Шевер дисковый ∅180 ГОСТ 8570-80Е Р6М5	Шаблон ГОСТ 2534-73 Приспособление мерительное с индикатором
045 Центрошлифовальная	Центрошлифовальный 3922	Приспособление специальное с самоцентрирующими призмами и пневмоприводом	Головка шлифовальная АГКу 13,2x5x6x50 ГОСТ 17119-71	Шаблон ГОСТ 2534-73 Приспособление мерительное с индикатором
050 Торцекругошлифовальная	Круглошлифовальный 36153Т	Патрон поводковый с центром Центр упорный ГОСТ 18259-72	Шлифовальный круг 1П 450х20х205 91А30НСТ17К11 ГОСТ 2424-83	Микрометр гладкий типа МК для измерения наружных размеров ГОСТ 6507-90

7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПЕРАЦИОННЫХ РАЗМЕРОВ

7.1 Расчет операционных припусков и размеров расчетно-аналитическим методом

Расчет ведется в радиальном направлении для поверхности №12. Построим таблицу припусков и предельных операционных размеров.

Таблица 7.1 – Расчет припусков и операционных размеров для поверхности   №12

№ оп.	Технологические переходы	Элементы припуска, мкм				Расчетные величины, мм		Допуск ,мкм	Операционные размеры, мм		Предельные припуски, мм
				Rz	h	Δпр	Ey	2Zmin	Dmin	Td	dmin	dmax	2Zmin	2Zmax
005	Штампование	200	250	801	0	-	43	2200	43	45,2	-	-
015	Точение черновое	50	50	48	0	2,5	40,47	250	40,47	40,72	2,5	4,5
020	Точение чистовое	25	25	32	0	0,296	40,166	100	40,17	40,27	0,296	0,45
050	Шлифование	5	5	16	0	0,164	40,002	16	40,002	40,021	0,164	0,252

Вносим в графы таблицы величины допуска Rz из плана изготовления и величины дефектных слоев.

Вносим значения допусков.

Принимаем погрешность установки при обработке вала в центрах равной нулю (Ey=0).

Определяем суммарную погрешность для валов

                                                                                              (7.1)

где - смещение по плоскости разъема штампа;

     - величина коробления заготовки в месте обработки поверхности;

      - погрешность расположения центровых отверстий

Величина коробления

                                                                                                         (7.2)

где - удельная величина изогнутости заготовки вала, мкм/мм [6], [8];

       - наибольшее расстояние от обрабатываемой поверхности до одного из крайних торцов вала, мм.

Величина погрешности зацентровки

                                                                                                (7.3)

где Td – допуск диаметра базовой поверхности заготовки на операции зацентровки.

Определяем величину смещения по плоскости разъема штампа, величину корабления заготовки и величину погрешности расположения

(по ГОСТ 7505-89);

Td = 2,2;

Определяем величину пространственных отклонений для назначенных операций:

                                (7.4)

                                (7.5)

                                  (7.6)

Где Ку – поправочный коэффициент [6].

Расчет величины минимальных диаметральных припусков:

                              (7.7)

Определяем расчетные минимальные размеры валов на всех операциях:

                                                        (7.8)

Расчет наибольших значений предельных операционных размеров:

                                                           (7.9)

Расчет предельных значений операционных припусков валов:

                                                     (7.10)

                                                      (7.11)

Расчет номинального размера поверхности заготовки

                            (7.12)

Разработаем схему расположения операционных припусков на  обрабатываемую поверхность №12

 Рисунок 7.1 – Схема расположения припусков, допусков и операционных размеров

 7.2 Расчет операционных размеров статистическим методом

Расчет припусков табличным методом выполним на поверхность №6. Результаты расчета промежуточных припусков на каждой операции сведем в таблицу 7.2 [13].

Таблица 7.2 – Расчет операционных размеров для поверхности №6

№ операции	Технологические операции	Допуск, мм	Значения припусков, мм		Операционные размеры, мм
				Td	2Zmin	2Zmax	dmin	dmax
005	Заготовительная	2,2	-	-	33,8	36
015	Токарная черновая	0,25	3,4	5,35	30,44	30,69
020	Токарная чистовая	0,062	0,3	0,49	30,14	30,2
050	Шлифовальная	0,02	0,15	0,192	29,990	30,010

Разработаем схему расположения припусков на обрабатываемую поверхность №6

Рисунок 7.2 – Схема расположения припусков, допусков и огперационных размеров

8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ ОБРАБОТКИ

8.1 Расчет режимов обработки расчетно-аналитическим методом

Расчет режимов резания будем осуществлять для операции 025 Фрезерная.

8.1.1 Определяем структуру технологической операции:

Технологическая операция является одноместной, одноинструментальной.

8.1.2 Определим глубину резания t=8,5 мм т.к. обработка осуществляется за один проход.

8.1.3 Назначим величину подачи на зуб Sz=0,029 мм/зуб [14].

8.1.4 Рассчитаем скорость резания по эмпирической формуле:

                                                ,                                    (8.1)

Где , - поправочный коэффициент; =12 [8];

     D – диаметр фрезы; D=8мм;

     Т – период стойкости инструмента; Т=20мин [14];

     q, m, x, y, u, p – показатели степеней; q=0.3 x=0.3, m=0.33, y=0.2, u=0, p=0 [14];

    - поправочный коэффициент на скорость резания ;

Поправочный коэффициент на скорость резания равен:

                                        ,                                                (8.2)

- коэффициент, учитывающий качество обработки материала;

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки=0,8 [8];

- коэффициент, учитывающий материал инструмента =1,0 [8];

                                            ,                                             (8.3)

Где - коэффициент, характеризующий группу стали по обрабатываемости = 1,0 [8];

nv – показатель степени nv=0,9 [8];

=1,24*0,8*1,0 =0,992

Тогда

м/мин.

8.1.5 Рассчитаем частоту вращения фрезы:

                                   мин-1,                                   (8.4)

где d – диаметр фрезы;

8.1.6 Корректировка частоты вращения фрезы n по паспорту станка

Принимаем частоту вращения шпинделя n=320 мин-1.

8.1.7 Рассчитаем действительную скорость резания

                                  м/мин                                 (8.5)

8.1.8 Рассчитаем окружную силу резания

                                                                                           (8.6)

где  z – число зубьев фрезы; z=2 [11];

n – частота вращения фрезы; n=320 мин-1

Н

8.1.9 Рассчитаем потребную мощность резания

                                       Вт                                      (8.7)

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. У станка 6Р11МФ3 Nшп=Nд*η=5,5*0,85=4,67кВт, 2,9Вт < 4,67кВт, т.е обработка возможна.

8.2 Определение режимов обработки статическим методом

Статическим методом определим режим обработки для операции 015 Токарная черновая.

8.2.1 Определяем структуру технологической операции:

Технологическая операция является одноместной, одноинструментальной.

8.2.2 Определим глубину резания t=1,5 мм

8.2.3 Назначим величину подачи  Sо=0,4 мм/об [14].

8.2.4 Рассчитаем скорость резания по формуле:

                                                                                                   (8.8)

где   - табличная величина скорости резания; = 95 м/мин [14];

        - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала [14]; =0,75;

 - коэффициент, зависящий от стойкости и марки обрабатываемого материала [14]; =1,0;

- коэффициент, зависящий от вида обработки [14]; = 1,2;

м/мин.

8.2.5 Рассчитаем частоту вращения заготовки:

                                                    ,                                                   (8.9)

где - расчетная скорость резания, м/мин;

Тогда

Переход 1: Точение ∅30;

мин-1;

Переход 2: Точение ∅40;

мин-1;

Переход 3: Точение ∅47;

мин-1.

8.2.6  Корректировка частоты вращения фрезы n по паспорту станка

Фактическая частота вращения шпинделя:

= 800 мин-1;

= 630 мин-1;

= 500 мин-1.

8.2.7 Рассчитаем действительную скорость резания

                                                                                                        (8.10)

Тогда

Переход 1: Точение ∅30;

м/мин;

Переход 2: Точение ∅40;

м/мин;

Переход 3: Точение ∅47;

м/мин.

8.2.8 Рассчитаем силу резания

                                                 ,                                            (8.11)

где   - коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала [14];        =0,85;

- коэффициент, зависящий от скорости резания и переднего угла при точении сталей твердосплавным инструментом [14]; =1,1;

- табличная величина силы резания [14]; = 350;

Н

8.2.9 Рассчитаем потребную мощность резания

                                       Вт                             (8.12)

Проверяем, достаточна ли мощность привода станка. У станка 16К20Ф3 Nшп=Nд*η=11*0,85=9,35кВт, 424Вт < 9,35кВт, т.е обработка возможна.

9 НОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

Проведем определение технологических норм времени на технологическую операцию 025 Фрезерование. Т.к. производство является среднесерийным рассчитывается штучно-калькуляционное время

Рассчитаем основное технологическое время по формуле

                                            ,                                                    (9.1)

где - длина участка врезания; =11мм;

- длина обрабатываемой поверхности; =29мм;

- длина участка перебега; =6мм;

- число рабочих ходов; =1;

- минутная подача инструмента.

                             мм/мин                         (9.2)

мин.

Определяем величину вспомогательного времени на выполнение операции

                                       ,                                (9.3)

где  - время на установку и снятие заготовки [6]; =0,063;

 - время на закрепление и открепление заготовки [6]; =0,024;

- время на управление станком [6]; =0,01;

- время на измерение и контроль детали [6]; =0,4;

- время холостых ходов [6]; =0,14;

 k – коэффициент, зависящий от типа производства [6]; k=1,85;

мин.

Оперативное время

                                     мин                               (9.4)

Время организационно-технического обслуживания и перерывов

                                                      ,                                                 (9.5)

где  - коэффициент, зависящий от типа оборудования и типа производства [6]; П=8;

мин.

Рассчитаем величину штучного времени

                           мин                         (9.6)

Рассчитаем величину штучно-калькуляционного времени

                                            

где - подготовительно-заключительное время на обработку партии заготовок [6]; =23 мин;

       n – количество заготовок в партии запуска; n =273 шт.

мин

Заключение

1. В данной курсовой работе был проведен анализ служебного назначения детали в узле, анализ технологичности, сделан вывод, что деталь в целом технологична.

2. Проведено сравнение двух методов получения заготовки: методом горячей объемной штамповки и из проката. КИМ штамповки 0,5 стоимость 117,37 руб., проката соответственно 0,4 и 174,69 руб., поэтому выбрана заготовка, полученная методом штамповки.

3. Был разработан технологический маршрут обработки детали.

4. Была разработана операционная технология, рассчитаны припуски и операционные размеры детали и заготовки,

5. Определены режимы резания и нормы времени на все операции.

6. Разработаны МК, ОК и КЭ на все операции.

ЛИТЕРАТУРА

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А.  Курсовое проектирование по       технологии машиностроения: [ Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов]. - 4-е изд., перераб. и доп.- Мн.: Выш. школа, 1983.- 256 с., ил.

2. Дальский А.М., Суслов А.Г., Косилова А.Г., и др.; Под редакцией Дальского А.М., Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. Справочник технолога- машиностроителя. В 2-х т. - 5-е изд., исправленное. - М.; Машиностроение, 2003. - 1857 с., ил.

3. Добрыднев И.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения» - М.; Машиностроение, 1985. - 184 с., ил.

4. Барановский Ю.В., Брахман Л.А., Бродский Ц.З., и др. Режимы резания металлов. Справочник. - 3-е изд., доп. и перераб. - М.; Машиностроение, 1972. - 408 с., ил.

5. Зубченко А.С., Колосков М.М., Каширский Ю.В., Марочник сталей и сплавов - М.; Машиностроение, 2003. - 783 с., ил.

6. Жуков Э.Л., Козарь И.И., Мурашкин С.Л., Розовский Б.Я., Технология машиностроения: В 2 кн. Учеб. Пособ. Для вузов. –М.: Высш. шк., 2003.-295 с.: ил.

7. Базров Б. М. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2005г. – 736с.: ил.

8. Общемашиностроительные укрупненные нормативы времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках; Под редакцией Грязнова Ю.А. - М.; Типография при НИИ труда, 1989. 430 с.

9. Общемашиностроительные нормативы времени на работы, выполняемые на фрезерных и сверлильных станках; Под редакцией Ульянова Р.Г. - М.; Типография при НИИ труда, 1973. 400 с.

10. Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на шлифовальных и доводочных станках; Под редакцией Ушанова С.Н. - М.; Типография ВНИИТЭМР, 1985. 376 с.