591

Модернизация технологического процесса обработки резанием детали ствол к изделию ружье

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Расчет и проектирование мерительного инструмента. Усовершенствование технологического процесса обработки резанием детали Ствол из условия улучшений ее технологических характеристик. Изучение конструкции и принципа работы макета ружья.

Русский

2012-11-16

499.5 KB

20 чел.

Министерство образования и науки Удмуртской Республики

ГОУ СПО “Ижевский индустриальный техникум”

Модернизация  технологического процесса обработки резанием детали “ствол” к изделию ружье.

Пояснительная записка

ТП 150409 16 00000 ПЗ

Выполнил:

      Чирков И. В.

Проверил:

      Пушина Н. В.

2011     


Содержание:

Введение  

1 Технологическое задание  

2 Проектирование заготовки      

3 Расчет режимов резания     

4 Расчет и проектирование мерительного инструмента   

5 Расчет и проектирование режущего инструмента      

Вывод

Литература


   Введение.

        Тема курсового проекта: модернизация технологического процесса обработки резанием детали «Ствол» к изделию ружье.

      Цель курсового проекта: усовершенствовать  технологический процесс обработки резанием детали «Ствол» из условия улучшений ее технологических характеристик.

        Исходя из цели поставлены следующие задачи курсового проектирования:

        - изучить конструкцию и принцип работы макета ружья;

        - подробно изучить конструкцию и принцип работы ружья;

        - проработать деталь «Ствол» на технологичность;

        - подобрать оптимальную заготовку;

        - разработать технологический процесс обработки резанием детали, с последующим оснащением технологической оснасткой, режущим и мерительным инструментом;

        - из условия обработки и производства назначить металлорежущие станки;

        - изучить методику и расчитать режимы обработки и нормы времени;

        - изучить методику и расчитать специальный режущий инструмент;

        - изучить методику и расчитать мерительный инструмент;

        - расчитать себестоимость макета.

        Курсовой проект по дисциплине технология производства специальных машин и устройств должен включать все этапы процесса изготовления детали «Ствол».

       Курсовой проект должен включать процессы механической обработки, заготовки для изготовления детали, это обьясняется тем,что в машиностроении заданные формы детали

с требуемой точностью ее параметров и необходимым качеством поверехностного слоя

должны достигаться в основном механической обработки. В процессе механической обработки возникает наибольшее число проблем связанных с выполнением требований качеству изделия, заданных конструкцией. Процесс механической обработки реализуется достаточно сложной технологической системой включающей в себя металлорежущий станок, отличную технологическую систему, режущий инструмент и заготовку, в этом заключается актуальность темы курсового проекта.

        Разработка и модернизация технологического процесса изготовления детали начинается с изучения ее служебного назначения и анализа норм точности и других механических требований. Далее последовательности определенной соответствующими стандартами или модернизацией технологического процесса (анализ данных, определение типа производства, определение класса детали и выбора анализа, выбор исходной заготовки и методов ее изготовления, выбор технологических баз, план обработки отдельных поверхностей, составление маршрутной карты обработки, разработка операционных карт, нормирование технологического процесса, определение требований технологической безопасности, определение экономической эффективности, оформление технологического процесса на картах согласно ГОСТ). Это связывает технологию со служебным назначением детали и обеспечением согласованности решений, применяемых на различных этапах технологической подготовки производства.


1Технологическое задание.

  1.  Функционально-морфологический анализ изделия.

              В качестве упора для стрельбы используется бердыш (XVII в.)Пехотное ружье большого (18—25 мм) калибра с длинным (от 700 мм у поздних пехотных до 1500 мм у некоторых крепостных) стволом и фитильным замком. Мушкет появился в Европе в XVI в. и явился результатом многочисленных попыток увеличить дальнобойность и пробивное действие аркебуз за счет увеличения калибра, длины ствола и заряда пороха. Появление оружия с таким длинным стволом стало возможным с изобретением гранулированного пороха, который, в отличие от пороховой мякоти, прилипал к стенкам канала ствола и не нуждался в забивании заряда шомполом к казенной части — достаточно было засыпать навеску пороха и забить в ствол пыж. Пороховые гранулы (зерна) ссыпались к казенной части ствола самостоятельно, прилипшие к недостаточно чистому стволу — загонялись пыжом. Практическая скорострельность увеличилась до 1 выстрела в 2 минуты, а с появлением бумажного патрона (в оболочку из бумаги помещались заранее отмеренная навеска пороха и пуля, но заряжание производилось раздельно, причем бумажная оболочка служила одновременно и пыжом) хорошо обученные стрелки могли довести скорострельность до выстрела в минуту.

  1.2 Анализ конструкции детали и условие ее работы.

Ствол - основная часть огнестрельного оружия, предназначенная для

бросания снаряда (мины, гранаты, пули) с определённой начальной скоростью и

придания ему устойчивого полёта в желаемом направлении. Ствол представляет собой трубу, внутренняя полость которой называется каналом. Канал ствола состоит из каморы, где помещается метательный заряд, и ведущей части. На наружной поверхности ствола, расположенной над каморой, раньше ставилось специальное клеймо, указывающее на принадлежность орудия государству (казне), поэтому за этой частью ствола исторически сохранилось название казённой.      

 Противоположная часть ствола получила название дульной. Соответственно торцевые срезы ствола принято называть казённым и дульным. Расстояние между этими срезами называется длиной ствола, измеряемой числом калибров этого ствола или в миллиметрах (дюймах).Канал ствола казнозарядного оружия после заряжания и во время выстрела с казённой части закрывается затвором, который расположен в затворном гнезде казённика.

У дульнозарядного оружия казённая часть заглушена, соответственно заряжание производится с дульной части ствола. Для уменьшения энергии отката стволы некоторых орудий имеют дульные тормоза. В стволах танковой, самоходной и казематной артиллерии имеются устройства для очистки ствола от пороховых газов —эжекторы. Ведущая часть ствола служит для придания снаряду поступательного движения с требуемой начальной скоростью. В нарезном оружии для сообщения снаряду вращения, обеспечивающего его устойчивый полёт, в ведущей части канала делаются нарезы. Диаметр канала ствола по полям нарезов называется калибром оружия. В гладкоствольном оружии устойчивость снаряда в полёте обеспечивается с помощью его стабилизирующих устройств.

     Ствол должен обеспечивать требования безопасности при эксплуатации : обеспечить конструктивную прочность детали. Предлагаю ствол выполнить из марки стали 50 для обеспечения вышеуказанных требований безопасности при эксплуатации и испытаниях.

1.3 Анализ технологичности детали

   Проработка детали на технологичность, деталь с средними требованиями к поверхностям.

    Предлагаю:

      - Для обеспечения точности детали и качества сложных контурных поверхностей применить станок с числовым программным управлением модели;

     - Для увеличения корозионной стойкости нанести электролитическим методом фосфатный слой, так как фосфатное покрытие более стойкое чем оксидное. Фосфатное покрытие не отслаивается ,оно устойчиво к влажной атмосфере;

     - Для улучшения процесса резания использовать материал заменитель сталь 45.

2 Проектирование заготовки

      Форма и размеры изготовляемой детали, требования предьявляемые к ней и свойства металла определяют вид заготовки, в качестве заготовки для детали предлагаю применить прокат круглого сечения(имеет широкое применение)

       2.1 Химический состав и влияние элементов

      Таблица-1 Химический состав углеродистой стали по ГОСТ 1050-88

Марка стали

Содержание элементов в процентах, %.

C

Si

Mn

               HB

сталь 50

0,47-0,55

0,17-0,37

0,50-0,80

горячекап

отожен

214

207

       Углерод (C). С повышением содержания углерода повышается твердость и прочность.

       Кремний (Si). С повышением содержания кремния увеличивается сопротивление к пластическим деформациям, оказывает большую износостойкость.

       Марганец (Mn).с повышением содержания марганца увеличивается стали в жидком состоянии.

      Таблица- 2 Механические свойства углеродистой стали.

Марки стали

Предел текучести ϭт,МПа

Предел прочности

Ϭвр,МПа

Относительное удлинение δ,%

Относительное сужение ψ, %

Ударная вязкость,

   МПа

Сталь 50

650

800

15

40

50

Сталь 45

360

610

16

40

50

 

      Таблица- 3 Примерное назначение стали в промышленности

Марка стали

Примерное назначение

Сталь 45, 50

Детали работающие при небольших скоростях и средних удельных давлениях. Валы, шпони, втулки.

  

       При выборе марки стали необходимо рассмотреть ее технологические свойства. Одним из свойств является обрабатываемость резанием, оно учитывается коэффициентом обрабатываемости данного материала быстрорежущим или твердосплавным инструментом но относительно к эталонному материалу.

   

Таблица- 4 Коэффициент обрабатываемости резанием.

Марки стали

Коэффициент обрабатываемости

Быстрорежущий сплав

Твердосплавной сплав

Сталь 50

         0,7

                 1,0

Сталь 45

1,0

                 1,0

       2.2 Расчет коэффициента использования материала.

       2.2.1 КИМ из заготовки проката

                                                     

                                      КИМ= Мд/Мз•100%,                                                 (1)

       где: Мд - масса детали, кг;

            Мз – масса заготовки, кг.

                                      КИМ=64/147•100%=43%

                                                      

                                         Мз= VQ,                                                          (2)

       где: V – обьем цилиндра, ;

             Q – удельный вес твердого тела, кг/.

                                        Mз=7,2•20,4=147

                                   

                                            V=L,                                                      (3)

        где: d – диаметр, мм;

              L – длина, мм.   

                      

                                          V=3.14• •204=20,4

        2.2.2 КИМ из заготовки отливки  

                                     КИМ= Мд/Мз•100%,                                                (4)

                                      КИМ=61,8/64•100% =96,56%

         

        Расчет КИМ показал что заготовка отливка более выгодная.

        2.3.1 Допускаемое напряжение смятия

                                                 [Ϭ]= •×1,2,                                              (5)

          где: n – запас прочности;

                   – предел текучести, МПа.

            сталь50                    [Ϭ]= •×1,2 = 390 МПа

            сталь45                   [Ϭ]= •×1,2 = 129 МПа  

2.3.3 расчет допускаемого напряжения

                                             [Ƭср]=0,6ו [Ϭсм],                                              (6)

           сталь50                     [Ƭср]=0,6ו390=254 МПа

           сталь45                    [Ƭср]=0,6ו•216=129 МПа

  

         2.3.3 Напряжение смятия.

                                                 [Ϭ]=  ,                                         (7)

     [Ϭ]=  =69,57

        где: S – площадь поперечного сечения корпуса, ;

             Pm – максимальное давление на ствол, МПа;

             Sm – площадь поперечного сечения смятого торца.

       Из неравенства Ϭсм<[Ϭсм] видно что напряжение смятия ствола получилась

Меньше допустимого предела, т.е. давление прочности выполняется из условия, сталь заменитель использовать можно.

       2.4 Дефект проката и контроль качества.

        Различают виды брака при получение проката: по исходному металлу, по нагреву и термообработке, по оснастке ,дефекты в виде рисок, отклонения по форме и размеру, к внутренним дефектам относятся плокены, получающиеся от черезмерно высокого давления растворенного в металле водорода, шлаковые включения, расслоения, пережег. Волосовины, зажимы удаляют вырубкой. Проверку размеров проката проводят универсальными инструментами – скобами. Для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов применяют неразрушающие магнитный метод контроля с помощью магнитного дефектоскопа. Коэффициент использования материала из заготовки проката составляет    . При низком коэффициенте использования материала затраты на производство заготовки возрастают в разы, следовательно преймущественно использовать заготовку прокат для единичного типа производства. Для получения более экономичной детали необходимо снизить затраты производственных ресурсов на производство готовой продукции и работы. При использовании станка с ЧПУ можно получить готовую деталь за один установ, при этом снижается вспомогательное время на обработку затрат на обслуживания станка, затрат на оплату труда рабочему.

   3 Разработка технологического процесса

Для изготовления детали по рабочему чертежу необходимо предварительно  разработать т.п. обработки, т.е установить способы изготовления детали (операции), выбрать станки и инструменты, определить последовательность  операций и режимы резания. (станки и технологическая оснастка выбирается из условий типа производства).

Технология должна обеспечивать качество детали, отвечать всем требованиям, предъявляемые техническими условиями (точность, чистота, прочность и т.д. ), чтобы на деталь расходовалось как можно меньше материала, труда и времени.

        3.1 Определение типа производства.

       Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций (Кзо).

                      Кзо = все операции за один месяц  / на число рабочих мест.                  (7)

Кзо=9/1=1

        Тип производства ориентировочно может быть определён в зависимости от массы детали и объёма выпуска.

       Таблица –5 Тип производства по объёму выпуска.

Тип производства

Годовой объём выпуска мелкие до 20мм

единичный

До 100

      Таблица-6 Характеристики типа производства

Характеристики

Единичный тип производства

Форма организации

Переменно - проточная

Технологические процессы, виды

Единичные

Степень детализации при проектировании

Маршрутные неавтоматизированные

Построение операции

Концентрация

Обработка многоместная или одноместная с непрерывной или раздельной установкой

Метод обеспечения точности

Базирование с выверкой и настройкой покровным ходам и промерам

Оборудование

Универсальные ЧПУ

Оснастка

Универсальные безналадочные

Признаки

Маршрутно  - операционные ТП

Для создания более технологичной детали необходимо использовать стандартную оснастку и применять станки с ЧПУ.

3.2  Характеристики оборудования

Применение станка с ЧПУ обосновываю следующими случаями:

-деталь трудоемкая;

      -время обработки меньше вспомогательного;

-деталь с большим количеством размеров имеющих высокие требования по качеству;

-производство деталей малой партии;

-деталь требующая строгого контроля;

-деталь которая не позволяет использовать обычные методы изготовления режущего инструмента;

-деталь у которой расходы на контроль состовляет часть общей стоимости операций.

3.2.1 Характеристики станка

Токарный Центр Haas ST-30.

Стандартные характеристики: удобная система ЧПУ Haas, стандартное программирование ISO при помощи G-кода, 1мб памяти для программ, гидравлический патрон диаметром 254 мм, жесткое нарезание резьбы метчиком, жидкокристаллический дисплей, высокомоментый шпиндель, векторный двойной привод шпинделя.

Опции (частичный список): программируемая гидравлическая бабка, приводные инструменты с осью С, система подачи СОЖ через инструмент 21 бар, система подачи СОЖ через инструмент 69 бар, автоматическая система предварительной установки инструмента, конвейер для удаления стружки ленточного типа, ориентация шпинделя, сетевая карта с интерфейсом Ethernet, дистанционный пульт управления, пользовательские макросы, система интуитивного программирования Haas, автоматическое устройство подачи прутка, приемник деталей, 12-позиционная револьверная головка , шпиндель с высоким крутящем моментом 3400 об/мин, вес станка 5988 кг , высота 2108мм, ширина 4445 мм, глубина 2946 мм.

3.3 Маршрут технологического процесса

Вид заготовки: прокат круглого сечения 8мм

Материал: сталь 50 ГОСТ 1050-88

Число деталей и заготовок: 1

Таблица-7 сравнение вариантов

Базовый

Заготовка литье

Модернизированный

Заготовка прокат

Оборудование

Наименование операции

Оборудование

Наименование операции

1

2

3

1

2

3

005

Стол контролера

Контроль

входной

005

Haas ST-30

Программно-комбинированная

010

Тара

Транспортная

015

8А240

Абразивно-отрезная

010

Стол контролера

Контроль

020

Стол

Слесарная

025

5М324

Фрезерная

015

Тара

Сбор технологических отходов

030

Стол

Слесарная

035

5М324

Фрезерная

040

Стол

Слесарная

045

16К20

Токарная

050

16К20

Токарная

055

Вертикально-сверлильный

Сверлильная

060

7Б55

Протяжная

065

Стол контролера

Контроль

070

Тара

Сбор технологических отходов

10 механических операций базового варианта сокращена за счет применения станка с ЧПУ.

3.4 Расчет режимов резания.

Для учета уровня производительности труда рабочих, все операции нормируются, т.е. устанавливается время на их выполнение, операции рассчитываются в зависимости от сложности и трудоемкости.

3.4.1 Нормирование работ на обрабатывающих станках типа «обрабатывающий центр»

Станки с ЧПУ мощные, высокооборотистые и точные. Учитывая специфику станков с ЧПУ, необходимо их отнести в единицу времени, целесообразно повысить скорость резания.

Применение формообразующего инструмента, термическими пластинками позволяет повысить стойкость инструмента, изменить структуру штучного времени, вспомогательного времени(смена инструмента от 7 до 30 сек, замер износа инструмента датчиком станка). У станков с ЧПУ режимы резания по всему циклу работы изменяются, при работе один из инструментов по заданному контуру: подача врезания, рабочая подача. Величина рабочей подачи зависит от условий работы инструмента: торцем образующий попутным или поперечным перемещение инструмента.

3.4.1.1 Фрагмент программы обработки на операцию подрезка торца ,переход 010

%1

N1G92X100Z100

N2T1

N3

N4S1000M03M08

N5G00G90G43D01X10.G43D02Z0.

N6G01X0.Z0.F50

N7G00Z5.

N8X100.Z100.M05M09

N9T2

N10

…………………

N112S08M08M03

N113MO2

3.4.1.2 Цикловое(основное) время на обработку

                                   Ту=То+Тсми,                                              (8)  

где: Тсми- время на смену инструмента, мин;

    То- основное время на обработку, мин;

                                               То=L/SmI,                                          (9)   

To=11.2/2343•1=0.04

где:I- число проходов инструмента;

    L- общая длина обработки, мм;  

                                    L=l1+l+l2                                                 (10)

                                        L=2+8+1,2=11,2

где:l1- величина врезания инструмента, мм;

    l- длина обрабатываемой поверхности, мм;

    l2- велечина перебега инструмента, мм;

   Sm-минутная подача, мм/мин;

                                           Sm=Son                                         (11)

Sm=0.6•2929=2343

где: So- подача на оборот шпинделя, мм/об;

                                            So=Szz                                         (12)

So=0.1•6=0.6

где:Sz- подача на зуб , мм/зуб;

    Z- число зубьев;

    n- частота вращения шпинделя, об/мин;

                              n=1000Ud,                                                 (13)

                              n=1000•92/3,14•10=2929

где: U- скорость резания, м/мин;

     d- диаметр инструмента;

Ту=0.04+0.015=0.045

3.4.1.3 Вспомогательное время на обработку.

                               Tв=Тус+Тп+Туп+Точ+Тизм+Тцкл,                               (14)

Тв=0.1+0.04+0.2+0.03+0.04+0.05=0.46

где: Тус- время на установку детали в приспособление, закрепление, открепление, снятие, мин;

    Тп- время на подбитие детали молотком, мин;

    Туп- время на управление станком(включить, выключить станок; открыть, закрыть щиток ограждения; установить дисковод, снять дисковод, ввод коррекции), мин;

    Точ- время отчистки приспособления от стружки, мин;

    Тукл- время на укладывание деталей в тару, мин;

3.4.1.4 Операционное время на обработку.

                                 Топ=Ту+Тв,                                             (15)

Топ=0.46+0,045=0,505

3.41.5 Подготовительно-заключительное время на обработку

              Тпз=Тпу+Тпп+То+Тмл+Тотк+Треж+Тпрог+Тпод+Тприсп+Тпроб,              (16)

                          Тпз=5+3+5+0,67+3+4+4+4+3+15,5+2,2+0,5=49.87

где: ТпУ- получение и сдача технологической документации, мин;

     Тпп- получение оснастки, мин;

     То- установить станок в «нулевое положение», мин;

     Тмл- установить и снять магнитную ленту(дисковод), мин;

     Тотк- сдача деталей ОТК, мин;

     Треж- получение и отдача режущего инструмента, мин;

     Тпрог- прогрев гидравлики станка, мин;

     Тпод- инструктаж и естественные надобности, мин;

     Тприсп- установить и выверить приспособление, мин;

     Тпроб- пробное изготовление первой детали.

    

Подготовительно заключительное время на обработку одной детали.

                                Тпз=Тпз/n,                                              (17)

                                   Тпз=49,87/3=16,62

3.4.1.6 Суммарное время на обработку одной детали

                                     Тшт=Тпз+Топ,                                     (18)

Тшт=16,62+0.5=17,12

3.4.2 Расчет припусков методикой В.Н.Ковкина

                         2Zmin=Z(Rzi-1+Ti-1+) ,                        (19)

             2Zmin=0.1

где:  Rzi-1- величина неровности, полученный на предшествующим переходе обработки данной поверхности.

     Ti-1- глубина поверхностного слоя отличного от основного, полученный на предшествующем технологическом переходе.

     -степень отклонения обрабатыванием поверхности отличного баз заготовки.

     F- погрешность установки возникающем на выполняемом переходе, погрешность базирования установки.

3.4.3.1 Глубина резания.

При обработке на токарном станке глубина резания равна припуску.

                                       t=0,23,                                          (20)

3.4.3.2 Подача на зуб фрезы

Подача назначает максимально допустимой, при чистовой обработке подача определяется с заданной точностью и шероховатостью обработки, подачу определяют по нормативам.

                                   So=0,12 мм/об,                                    (21)

3.4.3.3 Определение стойкости инструмента задают по справочным данным стойкости резца.

                                     T=55мин,                                         (22)

3.4.3.4Скорость резания Vd, м/мин.

Определяют скорость резания допускаемую режущими свойствами инструмента.

                                 Ud= ,                                  (23)

где: D- диаметр заготовки, мм;

    B- ширина точения, мм;

    Сy, Qv, m, Xv, Yv, Uv, Pv- из справочника.

Ud==310

3.4.3.5 Частота вращения шпинделя.

                             n=1000UdD,                                          (24)

n=1000•310/3,14•10=6687

Полученная частота вращения корректирую по паспорту станка и сравниваю с фактическим.

                               nф(ncт)                                    (25)

nст=6500

3.4.3.6 Фактическая скорость резания.

                                      Vф=П•Dnст/1000,                                         (26)

Vф=3,14•10•6500/1000=204 м/мин,

3.4.3.7 Скорость подачи, мм/мин.

                                     Vs=nст•So,                                           (27)

Vs=6500•0,12=780 мм/мин,

Получение подачу корректируют по паспорту станка и принимают в качестве фактической.

                                         Vsф(Vsст) ,                                        (28)

Vsст=700 мм/мин,

3.4.3.8 Фактическая подача.

                                           S=Sф=Vcф/nф,                                   (29)

   S=700/6000=0,1

3.4.3.9 Величина силы, H.

                                   Pz=,                                (30)

где: Сp, Xp, yr, Kp, Wp- из справочника

Pz=960H

3.4.3.11 Необходимая мощность электродвигателя.

                                               Nz=Npn                                            (31)

n=КПД

где: КПД- кинематические цепи станка

                                     Nz=10,0•0,75=8,175 КВт                                    (32)

Для осуществления процесса резания необходимо чтобы выполнялось условие:Nэ≤Ncт

                                              8,175≤10                                           (33)

 


4 Расчёт и проектирование мерительного инструмента.

Изготовление деталей с требуемой точностью не возможно при наличии точных мерительных инструментов.

4.1 Расчёт калибра пробка 6ПР 6.18НЕ.

Дано:

Диаметр отверстия 6 мм

Рассчитываем размеры вкладыша 6-6,18

По ГОСТ 25.347-82 определяем предельные размеры отв. 100+0,18

4.1.1 Наименьший предельный размер отв., мм.

6+0=6 ПР

4.1.2 Наибольший предельный размер отв., мм.

6+0,18=6,18                                                 

4.1.3 Определяем отклонения и рассчитываем для проходной стороны исполнительный размер

6+0,041=6,041-0,018

4.1.4 Износ калибра рабочим.

6+0,0095=6,0095

4.1.5 Износ калибра приёмщиком.

6+0=6,000

4.1.6 Исполнительный размер для не проходной стороны.

6,18+0,009=6,189-0,018

4.2 Выбор материала вкладыша.

Стали для измерительного инструмента должны иметь:

- высокую износостойкость;

- способность получать при шлифовании и доводке поверхность высокого качества и чистоты;

- постоянство размеров в течение длительного срока эксплуатации измерительного инструмента.

Первые два условия обеспечиваются при получении высокой твердости HRC 57-61, выполнение их требует закалки и низкотемпературного отпуска (120°С-130°С).

Длинные и плоские инструменты (скобы, шаблоны, линейки) изготавливают из стали марок 15, 20, 15Х (их цементируют и закаливают).

Таблица 8 - Хим. состав углеродистой стали по ГОСТ 1050-88.

Марка стали

Содержание элементов

C

Si

Mn

Сталь 20

0,17-0,24

0,17-0,37

0,35-0,65

Таблица 9 – Механические характеристики стали

Марка стали

ϬТ,МПа

Ϭвр,МПа

δ,%

ϕ,%

н,кг/см

Сталь 20

350

600

18

45

7,8

5 Расчёт и проектирование режущего инструмента

В современном машиностроении обработка резанием является главным технологическим методом, обеспечивающим высокое качество и точность обрабатываемых поверхностей детали.

Эксплуатация оборудования: автоматических линий, станков с ЧПУ, позволяющих быстро и эффективно перестраивать производство на выпуск новых изделий – невозможно без создания режущей оснастки, обладающей повышенной надёжностью, обеспечивающей экономичное, трудосберегающее использование прогрессивной дорогостоящей техники. Это обуславливает всё более возрастающую роль металлообрабатывающего инструмента.

5.1 Тип фрезы

По конструкции фреза с затылованными зубьями. Хвостовик стальной, обеспечивает высокую универсальность применения: от короткого до длинного вылета; прямого или конусного исполнения. Новый уровень производительности, высокая универсальность, меньшие затраты на содержание инструментального хозяйства, отличное качество и низкая себестоимость обработки обеспечивает проектируемая фреза. Данная фреза обеспечивает высокую надёжность при черновой и оптимальную жесткость при чистовой обработке. По конструкции зубьев фреза с затылованными зубьями. Благодаря постоянству их профиля после переточек, применяют в основном для обработки точных деталей с фасонными профилями.

5.2 Выбор материала фрезы

Инструментальные стали после окончательной термической обработки приобретают высокую твёрдость, износостойкость и прочность, необходимые для работ, соответствующих инструментов. Для проектируемой фрезы выбираем группу сталей, обладающих теплостойкостью и сохраняющих высокую твердость, износостойкость и прочность при нагреве до 500 - 600°С, пригодные для резания с повышенной скоростью, для материалов повышенной твёрдости.

Твёрдый сплав Т15К6 наиболее эффективно применять для инструментов:

- работающих с динамическими нагрузками;

- работающих при небольших подачах;

- изготовляемых методом пластической деформации;

- изготовляемых из проката большого профиля.

Таблица 10 – Характеристики эксплуатационных свойств и область применения твёрдых сплавов

Марка

Эксплуатационные свойства

Основные области применения

Т15К6

Износостойкость и допустимая скорость резания ниже, чем для сплава Т30К4, при большей эксплуатационной прочности и сопротивляемости ударам, вибрациям и выкрашиванию. При точении стали допускает скорости резания до 400 м/мин

Черновое и получистовое точение при непрерывном резании; чистовое точение при непрерывном резании; нарезание резьбы токарными резцами и вращающимися головками; получистовое и чистовое фрезерование сплошных поверхностей и другие аналогичные виды обработки углеродистых легированных сталей

5.3 Исходные данные для проектирования фрезы

Исходными данными для проектирования фрезы являются: тип фрезы; схема установки детали на станке; ширина и глубина профиля обрабатываемой детали; ширина и глубина резания; указания по шероховатости обрабатываемой поверхности; модель и мощность станка.

Таблица 11- химический состав углеродистой стали по ГОСТ 1050-88

Группа

Марка

Состав исходной смеси, %

физико-механические свойства

Карбид вольфрама

Карбид титана

Кобальт

Средний предел прочности при изгибе, кг/мм2

Удельный вес, кг/мм2

Твёрдость по Роквеллу

Титано-вольфрамовая

Т15К6

79

15

6

110

11,0-11,7

90

5.3.1 Диаметр шейки, мм

dо=5,28h0,48×b0,15,

где h – глубина фасонного профиля, мм;

b – ширина профиля, мм.

do=5,28*20,4880,15=10,05

Из стандартного ряда посадочных отверстий принимаем 10

5.3.2 Определение наружного диаметра

Диаметр фрезы является важнейшим параметром ее конструкции. С повышением диаметра повышается её стойкость и виброустойчивость, но снижается производительность. При выборе диаметра необходимо обеспечить требуемую жесткость оправки для заданных условий фрезы.

Принимаем наружный диаметр 25 мм.

5.3.3 Расчёт числа зубьев

Расчёт числа зубьев может проводиться по условию равномерности фрезерования, наибольшему числу переточек и эффективной мощности оборудования.

Число зубьев из условия равномерности определяется:

,

где h1 – высота профиля зуба;

h1=h+(1…3)

h1=6+3=9

A – коэффициент для чистового фрезерования;

А=1,3…1,8

Z==5,81

Из стандартного ряда принимаем число зубьев 6

Вывод

Темой курсового проекта является «Модернизация технологического процесса обработки резанием детали «Ствол» к изделию Мушкет».

Пехотное ружье большого (18—25 мм) калибра с длинным (от 700 мм у поздних пехотных до 1500 мм у некоторых крепостных) стволом и фитильным замком.

Ствол - основная часть огнестрельного оружия, с высокими требованиями к поверхностям

Коэффициент использования материала из заготовки литье составляет 93%. При использовании других заготовок, например прокат, затраты на производство заготовок увеличиваются в разы. КИМ из заготовки проката тоже не будет большим.

Для получения более экономичной детали необходимо снизить затраты производственных ресурсов на производство готовой продукции.

Для получения более экономичной детали необходимо снизить затраты производственных ресурсов на производство готовой продукции и работы. При использовании станка с ЧПУ можно получить готовую деталь за один установ. При этом снижается вспомогательное время на обработку, затраты на обслуживание станка, затраты на оплату труда рабочим.

Пять механических операций базового варианта сокращаются за счёт применения станка с ЧПУ. На нём возможна обработка деталей с 6-и сторон на двух шпинделях с использованием 5-ти осей, имеются оптические линейки на всех осях.

Для снижения затрат на инструментальное хозяйство вершина инструмента изготовлена из твёрдосплавного материала Р6М5. Исходными данными для проектирования фрезы являлись ширина, глубина и профиль обрабатываемой поверхности.

Размеры спроектированного Пробки:

Наименьший предельный размер отв -6 ПР

Наибольший предельный размер отв 6,18 НЕ                                                

Исполнительный размер  6,041-0,018

Износ калибра рабочим  6,0095

Износ калибра приёмщиком  6,000

Исполнительный размер для не проходной стороны  6,189-0,018

Длинные и плоские инструменты (измерительные скобы, шаблоны, линейки) изготавливают из стали марок 15, 20, 15Х (их цементируют и закаливают).

Полученные мною знания в техникуме помогли мне в написании курсового проекта по теме «Модернизация технологического процесса обработки резанием детали «Ствол» к изделию мушкет».

Литература

Ачеркан Н.С. Справочник металлиста. В 2-х кн. Кн.2.- М.: Машиностроение, 1965. - 1027 с.

Жуков Э.Л. Технология машиностроения. В 2-х кн. Кн.2. – М.: Высшая школа, 2005. – 237 с.

Журавлев А.Н. Допуски и технические измерения. М.: Машиностроение, 1981. – 25 с.

Иноземцев Г.Г Проектирование металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1984. - 271 с.

Панов А.А. Справочник технолога. – М.: Машиностроение, 1988. - 736 с.

Михайлов Л.Е. Конструкции стрелкового автоматического оружия.– М.: Для служебного пользования, 1983. – 178


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79645. К ВОПРОСУ О КЛАССИФИКАЦИИ ПОЛИТИЧЕСКИХ ПАРТИЙ И ИХ РОЛИ В ЖИЗНИ РОССИЙСКОГО ОБЩЕСТВА 171 KB
  Что отличает одни партии от других Ответов на этот вопрос вероятно будет столько же сколько и самих партий и каждый из них зависит от того что в данном случае нас интересует. Выявить эти разновидности и сгруппировать на их основе политические партии по наиболее характерным...
79646. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПАССИВНОГО ДЕЛИТЕЛЯ 110 KB
  Оценка эффективности технических решений итерационными методами анализа – сложная задача из-за неопределенности эквивалента и мер оценок, отсутствия закономерностей и регламентируемых критериев.
79648. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ АНАЛИЗА НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ УПРУГОГО ТЕЛА ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ НЕПРЕРЫВНЫХ ОБЪЕМНЫХ СИЛАХ 379.5 KB
  Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния НДС шара деформируемого непотенциальными силами. Традиционные методы вариационные граничных интегральных уравнений анализа НДС линейного изотропного упругого тела учитывают объемные силы в их потенциальном варианте.
79649. ПРОБЛЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ СУБЪЕКТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ЗА СЧЕТ ПУБЛИЧНЫХ НАЛОГОВЫХ ДОХОДОВ 81.5 KB
  В частности в бюджеты субъектов Российской Федерации подлежат зачислению налоговые доходы от следующих региональных налогов по нормативу 100 процентов: от налогов на имущество организаций на игорный бизнес от транспортного налога.
79650. Порядок формирования и структура федеральной и региональных нотариальных палат 188.5 KB
  Основ законодательства о нотариате нотариус занимающийся частной практикой должен быть членом нотариальной палаты. Кроме того членами нотариальной палаты могут быть также лица получившие или желающие получить лицензию на право нотариальной деятельности однако для них членство...
79651. ПОРЯДОК ОТБОРА ИНВЕСТИЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫХ НА УСЛОВИЯХ ГОСУДАРСТВЕННО-ЧАСТНОГО ПАРТНЕРСТВА В СОВРЕМЕННОЙ РОССИИ 101 KB
  Государственная поддержка инвестиционных проектов осуществляемых на условиях государственно-частного партнерства предоставляется для реализации инвестиционных проектов направленных: на социально-экономическое развитие Российской Федерации в части создания и или развития...
79652. ПРАВА И ОБЯЗАННОСТИ ЛИЦ, УЧАСТВУЮЩИХ В ИСПОЛНИТЕЛЬНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ 133 KB
  Взыскатель имеет право: просить судебного пристава-исполнителя о немедленном наложении после возбуждения исполнительного производства ареста на имущество и денежные средства должника; знать где находится исполнительный документ в тот или иной момент поскольку на судебном...
79653. ПОДХОД К ВЫРАБОТКЕ ЕДИНОГО ПОНЯТИЯ «КИБЕРТЕРРОРИЗМ» (НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ, СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА) 122.5 KB
  Проблема кибертерроризма существует относительно недавно, поэтому она не вошла в законодательство большинства ведущих стран мира, в том числе России. Это связано с тем, что до сих пор не выработано единое понятие (научная дефиниция) нового вида правонарушения.