938

Разработка маршрутно-операционного технологического процесса изготовления детали Крышка

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Технический анализ чертежа детали и его корректировка в соответствие со стандартами ЕСКД. Составление технологического маршрута обработки, включая термические и контрольные операции. Расчет суммарной погрешности выполнения одного операционного размера, с учетом действия различных технологических факторов.

Русский

2012-11-19

378 KB

349 чел.

Федеральное агентство по образованию

ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет»

Кафедра «Технология машиностроения»

курсовая работа

по Технологии автоматизированного производства

специальности 230104 – Системы автоматизированного проектирования

на тему: Разработка маршрутно-операционного технологического процесса изготовления детали «Крышка», черт. ГЦ01-50х32.021.

Документы текстовые: __________ страниц

Документы графические: _________ листов

Брянск 2012 г.
ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по Технологии автоматизированного производства

специальности 230114 - Системы автоматизированного проектирования

Студенту Карпенко Марине Сергеевне     Группы 08-САПР

Тема проекта: Разработать маршрутно-операционный технологический процесс изготовления детали «Крышка», черт. ГЦ01-50х32.021.

Тип производства:  Среднесерийное. Программа запуска детали (изделия) 50 шт.

Специальное задание или исследовательскую часть

По заданному чертежу и установленному типу производства:

  1.   Разработать маршрутно-операционный технологический процесс механической обработки выбранной детали по чертежу.
  2.  Подробно разработать две операции технологического процесса:
  •  выбрать модель оборудования;
  •  выбрать вид режущего инструмента, материал и геометрию режущей части;
  •  определить способ установки заготовки на столе станка (схему базирования);
  •  выбрать и рассчитать режимы механической обработки с их корректировкой по конкретной модели оборудования;
  •  определить основное и вспомогательное время на все технологические переходы;
  •  разработать операционные технологические эскизы по переходам;
  •  заполнить технологическую документацию (маршрутную и операционные карты, карты эскизов).
  1.   Провести расчет межоперационных технологических размеров (припусков на две наиболее точные поверхности и размерно-точностной анализ).
  2.   Рассчитать суммарную погрешность обработки на один-два чистовых перехода лезвийной обработки.
  3.   Провести техническое нормирование одной из технологических операций.
  4.  Разработать конструкцию приспособления с выполнением соответствующих расчетов.
  5.  Разработать конструкцию специального режущего инструмента и его геометрических параметров.
  6.  Разработать контрольно-измерительные приспособления

Руководитель проекта:   Польский Евгений Александрович


Аннотация

Пояснительная записка содержит следующие разделы:

  •  Введение – содержит обоснование необходимости проведенных разработок и постановку задачи проектирования.
  •  Технологическая часть – заключается в проектировании технологического процесса механической обработки заготовки.
  •  Конструкторская часть – представляет собой раздел по проектированию и расчету технологической оснастки - станочного приспособления.
  •  Заключение – содержит основные выводы и рекомендации по выполненной курсовой работе, показывает ей особенность и оригинальность, отмечает применение новых технологических методов  обработки,  оборудования, инструмента и приспособлений, показывая основные технико-экономические показатели эффективности проекта, экономию материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов. Анализ и выводы подкреплены соответствующими цифровыми данными.
  •  Список используемой литературы и стандартов.

Содержание графического материала:

  •  Операционные эскизы технологического процесса механической обработки.
  •  Схема установки заготовки и принципиальная конструкция приспособления для механической обработки.


Введение

Цель выполнения курсовой работы – научиться самостоятельно применять полученные теоретические знания для решения практических задач, связанных с проектированием технологии изготовления деталей в условиях автоматизированного машиностроения.

Проектирование технологического процесса ведется с использованием станков с ЧПУ, многоцелевых станков, а также ГПС.

Основным направлением сокращения затрат времени является автоматизация производственных процессов. Одним из главных направлений автоматизации является применение станков с ЧПУ. Эффективность применения этих станков выражается в повышенной точности и размеров и формы обрабатываемых деталей, в повышении производительности обработки, связанной с уменьшением доли вспомогательного времени, в снижении себестоимости обработки, связанной с повышением производительности, в снижении требований к квалификации станочника. Сложные, дорогостоящие в изготовлении и требующие трудоемкой наладки кулачки, упоры, кондукторы в системах ЧПУ не требуются, что значительно удешевляет и ускоряет наладку.

Поэтому станки с ЧПУ являются принципиально новыми средствами автоматизации для мелкосерийного и серийного машиностроения, сочетающими в себе производительность и точность станков-автоматов с гибкостью универсального оборудования.

Для современного этапа развития станков с ЧПУ характерно резкое расширение их функциональных возможностей, повышение уровня автоматизации и все более широкое применение в системах управления мощных вычислительных средств (микро-ЭВМ и микропроцессорной техники).


I
. Технологическая часть

Содержание:

  1.  Служебное назначение детали в сборочной единице, условия её работы, материал, конструктивные особенности.
  2.  Технический анализ чертежа детали и его корректировка в соответствие со стандартами ЕСКД. Анализ технических требований к детали.
  3.  Анализ технологичности конструкции детали (качественный и количественный).
  4.  Выбор метода получения заготовки:
    1.  Анализ возможных методов получения заготовки (литье, штамповка, прокат, и др.) с учетом материала детали, объема выпуска, конфигурации и условий работы детали.
    2.  Технико-экономическое обоснование рассматриваемых вариантов получения исходных заготовок.

Для принятого варианта заготовки:

  1.  Выбрать черновые технологические базы для первой операции механообработки, определить положение плоскости разъема литейной формы (штампа), назначить по таблицам стандартов припуски на механообработку, напуски и допуски на размеры заготовки.
  2.  Выбор технологических баз, оценка точности базирования заготовки.
  3.  Выбор методов и последовательности обработки элементарных поверхностей на основе требований к их точности и качеству.
  4.  Составление технологического маршрута обработки, включая термические и контрольные операции.
  5.  Разработка операций принятого варианта технологического процесса:

8.1 Выбор схем построения операций (последовательность установов, позиций, переходов).

8.2 Выбор и обоснование моделей станков, типов приспособлений, конструкций режущих инструментов для черновой, чистовой и финишной обработки детали.

8.3 Выбор марки материала и конструкции режущих инструментов для черновой, чистовой и финишной обработки детали.

  1.  Определение припусков расчетно-аналитическим методом (на одну-две поверхности).
  2.  Размерный анализ технологического процесса.
  3.  Определение режимов резания расчетно-аналитическим или нормативным методом на все переходы операции.
  4.  Расчет суммарной погрешности выполнения одного-двух операционных размеров с учетом действия различных технологических факторов.

Служебное назначение детали в сборочной единице, условия её работы, материал, конструктивные особенности

Крышки используются для плотного закрытия различных отверстий и пространств с целью их изоляции от окружающей среды.

Условия работы: нормальные.

Материал: Сталь 35 ГОСТ 1050-88.

Технический анализ чертежа детали и его корректировка в соответствие со стандартами ЕСКД. Анализ технических требований к детали

Рабочий чертеж детали «Крышка»  содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о ней, т. е. ее проекции, разрезы и сечения, совершенно четко и однозначно определяющие ее конфигурацию и возможные способы получения заготовки.

Нанесение размеров на чертеже соответствует ГОСТ 2.307-68 (СТ СЭВ 1976-79, СТ СЭВ 2180-80). На чертеже проставлены все необходимые размеры с нужными допусками, шероховатости поверхностей,  допускаемые отклонения от правильности геометрических форм. Общее число размеров на чертеже минимально, но достаточно для изготовления и контроля изделия. Размеры не затемняют чертежа и не затрудняют его чтение.

При совмещении технологических, конструкторских и измерительных баз обработка заготовки осуществляется по размерам, проставленным в рабочем чертеже детали, с использованием всего поля допуска на размер, предусмотренного конструктором.

Размеры необрабатываемых элементов детали проставлены от черновых технологических баз непосредственно или с помощью других размеров, а размеры обработанных поверхностей – от конструкторских баз, которые назначены конструктором при простановке размеров на рабочем чертеже.

Чертеж содержит необходимые сведения о материале и весе детали.

С точки зрения соответствия требований к точности размеров, правильности геометрических форм и качеству поверхности условиям работы, все выполнено правильно. Технические требования чертежа соответствуют набору типовых технических требований, проставляемых на чертежах литья.

Анализ технологичности конструкции детали (качественный и количественный)

Понятие технологичность детали (конструкции) включает такие ее свойства, которые при обеспечении заданных эксплуатационных качеств

изделия (машины) позволяют при данной серийности изготавливать ее с минимальными затратами труда, средств, материалов и времени.

Качественная оценка:

  •  наличие удобных базирующих поверхностей, обеспечивающих возможность совмещения и постоянства баз;
  •  возможность свободного подвода и вывода режущего инструмента при обработке;
  •  удобство контроля точностных параметров детали.

Количественная оценка:

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности.

  •  Коэффициент точности обработки

где  ITср - средняя точность выполнения размеров детали;

 n – общее количество обрабатываемых размеров детали;

ni – количество размеров детали, обрабатываемых по Тi квалитету точности;

Тi – номер квалитета точности.

Таблица 1.

Расчет коэффициента точности обработки

Квалитет точности IT

9

11

12

13

14

16

17

Количество размеров n 

2

3

1

1

5

10

3

  •  Коэффициент шероховатости обработки

где  Raср - среднее значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей;

 n - общее количество обрабатываемых поверхностей;

Rai - значение параметра шероховатости, указанное на чертеже;

ni - количество поверхностей, имеющих шероховатость Rai.

Таблица 2.

Расчет коэффициента шероховатости обработки

Шероховатость Ra, мкм

1,25

1,6

2,5

3,2

6,3

12,5

Количество поверхностей n

3

1

6

3

7

5

 мкм.

Вывод: Оба исследуемых коэффициента КТЧ и КRa по своим значениям меньше единицы. Анализ полученных коэффициентов показал, что деталь технологична.

Выбор метода получения заготовки

Анализ возможных методов получения заготовки (литье, штамповка, прокат, и др.) с учетом материала детали, объема выпуска, конфигурации и       условий работы детали.

Решение задачи максимального приближения геометрических форм и размеров заготовки к размерам и форме готовой детали – одна из главных тенденций в заготовительном производстве. Оптимизация выбора метода и способа получения заготовки позволяет не только снизить затраты на ее изготовление, но и значительно сократить трудоемкость механической обработки.

Наиболее широко применяют для получения заготовок в машиностроении следующие методы: литье, обработка металлов давлением, сварка, а также комбинация этих методов. Однако каждых из методов содержит большее число способов получения заготовок.

Определение видов заготовок и способов их изготовления для конкретной деталей определяется рядом основных показателей:

  •  Материал (Сталь 35 ГОСТ 1050-88)
  •  Конструктивная форма  
  •  Серийность производства (Среднесерийное)
  •  Масса детали (0,77 кг)

По определенным параметрам выбираем рекомендуемые виды получения заготовки. Из всех возможных видов получения заготовки являются – поковка свободной ковкой и штамповка.

Технико-экономическое обоснование рассматриваемых вариантов получения исходных заготовок.

Окончательное решение о выборе конкретного способа из перечня рекомендуемых видов заготовок (результаты этапа I) принимается после определения себестоимости получения заготовки для каждого из рекомендуемых видов путем сравнения их по значению стоимости вида.

 Рассчитаем себестоимость получения заготовки при поковке свободной ковкой и штамповке.

,

где  Сi – базовая стоимость 1т заготовок, руб/т

q – масса детали, кг

Q – масса заготовки, кг

;

КТ – коэффициент класса точности;

Кс – коэффициент отвечающий за степень сложности заготовки;

Кв – Коэффициент весовой точности;

Произведём экономический расчет для штамповки:

КТ=0,9

Sотх=1,5 руб/кг

Кс=0,84 (2 класс сложности);

Кв= 1,33;

Кn= 1

Произведём экономический расчет для поковки свободной ковкой:

Кт=1

Sотх=1,5 руб/кг

Кс=1 (3 класс сложности);

Кв= 1,33;

Кn= 1

 

Из экономического расчета следует, что штамповка наиболее выгода при производстве детали «Крышка». Выбираем штамповку.

Выбор технологических баз

При разработке технологических операций (процессов) обработки заготовок технологу необходимо обеспечить заданную точность размеров, точность взаимного расположения поверхностей и другие технические требования чертежа детали, которые в значительной мере зависят от правильности выбора технологических баз и схемы базирования заготовки в станочных приспособлениях.

Для полной ориентации в пространстве заготовку лишают шести степеней свободы, но в некоторых частных случаях хватает и пяти.

Для многоцелевой операции (005) заготовку устанавливаем горизонтально базированием длинными кулачками по плоской части детали.

В качестве установочной базы для многоцелевой операции (010) принимаем уникальное спроектированное приспособление.

Выбор методов и последовательности обработки элементарных поверхностей на основе требований к их точности и качеству.

Для обработки наружных поверхностей применяем фрезерование: для квалитетов точности h16 и параметра шероховатости Ra=6,3…25 – однократное черновое; для квалитетов точности h9 и параметров шероховатости Ra=1,25…3,2 – тонкое точение.

Обработку отверстий выполним растачиванием: для квалитетов точности.

Обработку отверстий диаметром <14 выполним по следующей схеме: центрирование, сверление.

Составление технологического маршрута обработки, включая термические и контрольные операции

На первой операции механической обработки целесообразно получить

базы, используемые в дальнейшей обработке. Следовательно, необходимо обработать торец и получить диаметральный размер 63. Обработка на каждой операции будет производиться с одной установки.

В связи с вышеизложенным назначаем следующий технологический процесс:     

О№

Наименование операции

Наименование

оборудования

Выполняемые переходы

0005

Многоцелевая

EX 308

Получить основное отверстие, некоторые осевые отверстия и плоскости торцев.

0010

Многоцелевая

 

Обработать со всех сторон, получить все радиальные отверстия, нарезать резьбы.

Разработка операций принятого варианта технологического процесса

Выбор схем построения операций

Производительность технологических операций в значительной степени зависит от их структур, определяемых числом заготовок, одновременно устанавливаемых в приспособлении или на станке (одно- или многоместная обработка), числом инструментов, используемых при выполнении операции (одно- или многоинструментная обработка), и последовательностью работы инструментов при выполнении операции (последовательность переходов).

Экономическая эффективность технологических процессов обработки деталей в значительной степени зависит от рационального решения вопросов построения общего плана (маршрута) обработки. Под технологическим маршрутом изготовления детали понимается последовательность выполнения технологических операций (или уточнение последовательности по типовому или групповому процессу) с определением содержания операций, выбором оборудования и технологической оснастки для их выполнения. Технологические маршруты весьма разнообразны и зависят от конфигурации детали, её размеров, точности, наличия термической обработки, программы выпуска и других факторов.

Анализ чертежа показывает, что наиболее высокие требования по точности и качеству предъявляются к осевому отверстию.

Конструкция детали в основном отработана на технологичность, обладает высокой жесткостью, обеспечивает свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям, что позволяет использовать при обработке многоинструментные наладки и высокопроизводительные режимы резания.

Заданные чертежом точность размеров поверхностей, их относительного расположения и параметры качества поверхностного слоя могут быть достаточно экономично обеспечены традиционными методами обработки.

Разработанный маршрут обработки приведен в таблице 3.

операции

Наименование и краткое содержание операций

Технологическая база

Оборудование

005

Многоцелевая

Установить и закрепить заготовку в трехкулачковом патроне, снять.

1. Подрезать торец, выдерживая размер s1=мм

2. Точить цилиндрическую поверхность начерно 50мм

3. Точить цилиндрическую поверхность 50 мм получисто

4. Точить цилиндрическую поверхность 50 мм начисто

5. Сверлить отверстие 11мм на расстояние 53мм

6. Расточить отверстие 38 на расстояние 88 мм

7. Зенкеровать отверстие 12, выдерживая размер 145

8. Точить фаски

9. Центровать отверстие 5

10. Сверлить отверстие 6

Заготовку установить в трехкулачковый патрон

Токарный центр с наклонной станиной EX-308

010

Многоцелевая

Позиция I:

Установить и закрепить заготовку вертикально по диаметру 50мм

1. Фрезеровать торец

2. Сверлить отверстие 12

3. Расточить отверстие 25 грубо

4. Расточить отверстие 25 начисто

5. Фрезеровать фаску

Позиция II:

Перевернуть заготовку вокруг своей оси на угол 180

1. Фрезеровать торец

2. Фрезеровать фаску

Заготовку установить в приспособление по 50 вертикально

Обрабаты-вающий центр с ЧПУ ИР-320 ПМФ4

Позиция III:

Перевернуть заготовку вокруг своей оси на угол 90

1. Фрезеровать площадку

Dф=30  мм.

2. Сверлить отверстие 20,5 мм под M 22х1,5

3. Рассверлить отверстие 22,5 мм

4. Рассверлить отверстие 23,8 мм

5. Нарезать резьбу M 22х1,5

Позиция IV:

Перевернуть заготовку вокруг своей оси на угол 90

1. Центровать отверстие 8мм

2. Сверлить отверстие 8,48 мм под К 1/8’’

3. Развернуть отверстие

4. Нарезать резьбу К 1/8’’

Выбор и обоснование моделей станков, типов приспособлений

Изготовление детали выполняется на двух станках, что предполагает многоинструментальную обработку. В связи с этим принимаем для одного вида операций станок EX-308 - токарный центр с наклонной станиной, для других операций - обрабатывающий центр с ЧПУ ИР-320 ПМФ4. Режущий инструмент при выполнении операций применяем стандартный: фрезы, свёрла, зенкера, развёртки, метчики.

Приспособление первой операции –длинные кулачки токарного станка, второй – специально разработанное приспособление.

Выбор марки материала и конструкции режущих инструментов для черновой, чистовой и финишный обработки детали

При срезании припуска с заготовки и превращения ее в готовое изделие режущий инструмент и заготовка совершают рабочие движения. По ГОСТ 25762-83 различают следующие виды движений.

Главное движение резания Dr – прямолинейное поступательное движение или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью Vв в процессе резания.

Движение подачи Ds – прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого Vs, меньше скорости  главного движения резания, предназначенная для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю обрабатываемую поверхность

Касательное движение – прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента, скорость которого Vк меньше скорости главного движения резания и направлена по касательной к режущей кромке, предназначенная для того, чтобы сменять контактирующие с заготовкой участки режущей кромки.

Результирующее движение резания – суммарное движение Ve режущего инструмента относительно заготовки, включающее главное движение резания, движение подачи и касательное движение.

Выбираем для каждой операции инструмент:

Вид и характер обработки

Инструмент

Материал

Точение внешних фасок

Токарный сборный проходной резец с механическим креплением твердосплавных пластин клином (с трехгранными и четырехгранными пластинами)

Т15К10

Растачивание  внутренних поверхностей (черновое, получистовое, чистовое)

Токарный расточной резец с механическим креплением твердосплавных пластин клином

Т15К10

Фрезерование

торцев

Торцевая фреза

Р6М5

Центрование отверстий

Центровочное сверло

Р6М5

Сверление отверстий

Сверло

Р6М5

Зенкерование

Зенкер

Т15К6

Нарезание резьбы

Метчик

Р6М5


Определение припусков и кузнечных напусков

Класс точности – Т4.

Группа стали – М1.

Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская).

Исходный индекс – 10.

Степень сложности – С2.

1) Основные припуски на размеры, мм:

• 1,3 – диаметр 63 мм, чистота поверхности Ra=12,5 мкм

• 1,5 – диаметр 50 мм, чистота поверхности Ra=6,3 мкм

• 1,1 – длина 10 мм, шероховатость Ra=25 мкм

2)  Смещение по поверхности разъема штампов – 0,2 мм.

Отклонение от плоскостности и прямолинейности – 0,3 мм

Штамповочный уклон - 1

Размеры поковки и их допускаемые отклонения.

1) Размеры поковки, мм:

• диаметр 63+(1,3+0,2+0,3)×2=66,6,  принимаем 66,5мм

• диаметр 50+(1,5+0,2+0,3)×2=54,  принимаем 54 мм

• длина 10+1,1+0,2=11,3, принимаем 11,5 мм

2) Радиус закругления наружных углов – 2 мм.

3) Допускаемые отклонения размеров, мм:

• диаметр 66,5  

• диаметр 54

• длина 11,5

 


Определение припусков расчетно-аналитическим методом

Заготовка представляет собой штамповку, массой 0,96 кг. Технологический маршрут обработки диаметра 50h9() мм состоит из трех операций: точение черновое, получистовое и чистовое, выполняемое при одной установке  обрабатываемой детали. Остальные диаметральные припуски см. в тех.рпоцесе.

Табл. 6.

Определение припусков расчетно-аналитическим методом

Технологический маршрут обработки элементарной поверхности детали

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный мин. диаметр, мм

Допуск на изготовление Td, мкм

Предельные

размеры по переходам, мм

Предельные значения припусков, мкм

Rz

h

y 

Zmin

Zmax 

Штамповка

160

200

-

1600

-

52,3988

1900

52,4

54,3

-

-

Точение черновое

(14)

50

50

250

96

2210

50,1888

740

50,2

50,94

2,2

3,36

Точение получистовое(12)

25

25

0

4,8

196

49,9928

300

50

50,3

0,2

0,64

Точение чистовое (9)

15

15

0

0,192

54,8

49,938

74

49,938

50,012

0,062

0,288

План обработки:

  1.  Черновое точение
  2.  Получистовое точение
  3.  Чистовое точение

Суммарное значение пространственного отклонения для заготовки данного типа определяется по формуле:

к – удельная кривизна в мкм на 1 мм длины (на горизонтально-ковочной машине при длине стержня от 60 до 120 мм и диаметре стержня от 50 до 80мм принимаем равной 16 мкм на мм).

см - смещение оси заготовки в результате погрешности центрования (для нормальной точности штамповки на молотах при массе заготовки от 0,63 до 1,60 кг принимаем равным 0,6 мм).

Для последующих переходов используют коэффициент уточнения: принимается равным 0,06 для чернового точения, 0,05 – для получистового, 0,04 – для чистовой обработки.

`

Остаточная величина пространственных отклонений:

После черновой обработки:

После получистовой обработки:

 

После получистовой обработки:

Расчет минимальных значений припусков производим по формуле:

Графа «Расчетный минимальный диаметр» (dнм) дополняем, начиная с полного размера:

Наименьший предельный размер определим, округлив до того же знака что и у десятичной дроби, которой задан допуск. Наибольший предельный размер найдем прибавлением допуска к наименьшему.

 

Рассчитываем значение припусков:

 

Общие припуски  и определяем, суммируя промежуточные припуски:

=2462 мкм

=4288мкм

Произведем проверку правильности выполненных расчетов:

 

Проверка верна, следовательно, расчет произведен, верно.

Аналогичным образом рассчитываем припуск на размер 25h9() мм.

Произведем проверку правильности выполненных расчетов:

 

Проверка верна, следовательно, расчет произведен, верно.

Технологический маршрут обработки элементарной поверхности детали

Элементы припуска, мкм

Расчетный припуск, мкм

Расчетный мин. диаметр, мм

Допуск на изготовление Td, мкм

Предельные

размеры по переходам, мм

Предельные значения припусков, мкм

Rz

h

y 

Zmin

Zmax 

Штамповка

160

200

-

1600

-

27,5128

1300

27,5

28,8

Точение черновое

(14)

50

50

250

96

2210

25,3028

520

25,3

25,82

2,2

2,98

Точение получистовое(12)

25

25

0

4,8

196

25,1068

210

25,1

25,31

0,2

0,51

Точение чистовое (9)

15

15

0

0,192

54,8

25,052

52

25,052

25,104

0,048

0,206

Расчеты минимальных припусков на остальные поверхности выполнены аналогично.


Размерный анализ технологического процесса

Размерно-точностной анализ имеет целью выявление схемы взаимосвязи между размерами заготовки, готовой детали, технологических операционных размеров и припусков на обработку; выявление и расчет технологических размерных цепей; оценку точности принятого варианта технологического процесса изготовления детали.

Вычерчиваем совмещенный эскиз исходной заготовки и готовой детали, на котором также отражены промежуточные состояния заготовки. Все поверхности заготовки и детали нумеруем по порядку, слева направо, и через них проводим вертикальные линии. Между этими линиями указываем размеры исходной заготовки B, готовой детали А, припуска z и технологические размеры S, получаемые в результате выполнения каждого технологического перехода. Размеры S указаны в виде направленных стрелок, при этом точка ставится на линии, соответствующей поверхности, которая используется в качестве технологической или настроечной базы.

Рисунок 3. Размерный анализ ТП

Совмещённый граф:

 Результаты расчета технологических цепей:

 

 Пример классических технологических цепей:

Пример цепей с припуском на механическую обработку:

Определение режимов резания расчетно-аналитическим методом

Наиболее выгодными считаются такие режимы обработки, которые обеспечивают наименьшую себестоимость механической обработки при удовлетворении всех требований к качеству продукции и производительности обработки.

В общем случае необходимо соблюдать определенную последовательность назначения режимов резания

Рассчитаем элементы режимов резания и основного времени для чистового точения при получении размера 50h9(-0,062).

Обработка производится на станке модели EX 308.

Исходные данные:

Глубина резания: t = 0,115 мм.

Подача: при чистовом точении выбираем подачу S = 0,144 мм/об.

Стойкость материала режущей части инструмента Т=30..60 мин, принимаем Т = 30 мин.

Скорость резания при растачивании:

Значение коэффициента Cv и показателей степени в формуле берем по рекомендациям.

Cv=420, х=0,15, y=0,20,  m=0,20

kv – коэффициент, учитывающий конкретные условия обработки

kv = kмv* kпv* kиv* kφv *krv,

где kмv – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки (0,9 – обрабатываемый материал сталь 35, материал инструмента из твердого сплава, при обработке резцами);

kпv – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности (0,8 – поверхность без дефектов);

kиv – коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента (1 – обрабатываемый материал сталь 35, марка инструментального материала Т15К6);

kφv – коэффициент углов в плане резцов (1,17 – главный угол в плане 900);

kv = kмvkпv* kиv·* kφv · =

Частота вращения шпинделя:

Sм=Sоn=0,1442235,412=321,89мм/мин

То=l/Sм=50/321,89=0,124мин

Полученные режимы для тонкого растачивания занесем в таблицу 3.

Таблица 3

Режимы резания при чистовом точении

t, мм

S, мм/об

V, м/мин

n, мин-1

То, мин

0,115

0,144

350,96

2235,412

0,124

Режимы резания на другие операции и переходы назначаются подобным образом (см. лист 1).

Расчет норм времени

Расчет норм времени выполняется после расчета режимов резания.

В мелкосерийном и среднесерийном производстве рассчитывается норма штучно – калькуляционного времени

где  tп.з – подготовительно – заключительное время;

n =50– размер партии запуска деталей.

tшт = tо + tв + tобс + tотд = tоп +0,2 tоп,

где  tо – основное (машинное) время;

tв – вспомогательное время;

tобс – время на обслуживание рабочего места;

tотд – время на отдых

Оперативное время рассчитывается по формуле

Оперативное время рассчитывается по формуле

.

Время на обслуживание и отдых (tобс и tотд) в среднесерийном производстве по отдельности не определяются. В нормативах дается сумма этих двух составляющих в процентах от оперативного времени (tоп)

При всех станочных операциях основное время определяется отношением пути, пройденного обрабатывающим инструментом, к его минутной подаче.

Основное время рассчитывается по формуле

где  Lрез – длина резания;

y – величина врезания и перебега;

i – количество рабочих ходов.

Будем рассчитывать нормы времени для операции 005 на станке EX 308.

 

Основное время мы определяли при расчете режимов резанья. Результаты расчетов представлены на листе 1.

Штучно-калькуляционное время Тш.к. определяется по зависимости вида :

Tш.к.=1,2*0,12=0,144 мин.

Расчет суммарной погрешности выполнения одного операционного размера, с учетом действия различных технологических факторов

Заготовка из стали – Сталь 35; условия обработки: чистовое точение, резец с пластиной из твердого сплава Т15К6, минимальный припуск на сторону 0,115 мм; подача S=0,144 мм/об., скорость резания V=351 м/мин.

1. Определим величину погрешности u (на радиус), вызванную размерным износом резца

мкм,

где  – длина пути резания при обработке партии  деталей, определяемый как

.

Дополнительный путь резания =1000 м соответствует начальному износу вершины резца в период приработки.

Для сплава T15K6 и обрабатываемого материала сталь 35 относительный износ и0 = 7 мкм/км.

2. Определим колебание отжатий системы у вследствие изменения силы Py из-за непостоянных глубины резания и податливости системы при обработке.

y=WmaxPy max-Wmin Py min,     

где  Wmax, Wmin – наибольшая и наименьшая податливость системы, мкм/кН;

Py max, Py min – наибольшее и наименьшее значения составляющей силы резания, совпадающей с направлением выдерживаемого размера, кН.

Для станка EX 308 нормальной точности наибольшее и наименьшее допустимое перемещение продольного суппорта под нагрузкой 16 кН составляет соответственно 450 и 320 мкм.

При установке крышкы в трехкулачковый патрон минимальная податливость системы будет возможна при положении резца в конце обработки. Исходя из этого, можно принять Wmin = 320/16 = 20 мкм/кН. Приближенно можно считать, что максимальную податливость система имеет при расположении резца посередине гидроцилиндра, когда его прогиб под действием усилия Py достигает наибольшей величины. Поэтому

Wmax=Wст.max+Wзаг.max,

где Wст.max = (320 + 450)/216 = 24 мкм/кН – наибольшая податливость станка, Wзаг.max – наибольшая податливость заготовки.

Приведенный диаметр обрабатываемой заготовки :

При консольной установке детали в патроне:

Приведенный диаметр обрабатываемой заготовки

мм,

а величина наибольшей податливости заготовки

мкм/кН.

Тогда максимальная податливость технологической системы

Wmax = 24 + 0,005 = 24,005 мкм/кН.

Наибольшее Pymax и наименьшее Pymin нормальные составляющие усилия резания определяются согласно

,

.

На  предшествующей операции заготовка обработана с допуском по IT12, т.е. возможно колебание припуска на величину 1/2 (IT12–IT8), что для диаметра 50 мм составит 1/2(0,3 – 0,046) 0,127 мм, а колебание глубины резания:

tmin=0,115 мм; tmax=0,115+0,127=0,242 мм.

Тогда

,

Колебание обрабатываемого размера вследствие упругих деформаций

3. Определим погрешность, вызванную геометрическими неточностями станка ст.

,

где   – допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя направляющих станины в плоскости выдерживаемого размера на длине L;

– длина обрабатываемой поверхности.

 С = 10 мкм на длине L = 300. При длине обработки =10 мм

мкм.

4. В предположении, что настройка резца на выполняемый размер производится по эталону с контролем положения резца с помощью металлического щупа, определим погрешность настройки:

,

где   – погрешность регулирования положения резца;

– погрешность измерения размера детали;

=1,73 и =1,0 – коэффициенты, учитывающие отклонения величин  и  от нормального закона распределения.

Для заданных условий обработки  = 3 мкм и  =5 мкм. Тогда погрешность настройки

мкм.

5. Определим температурные деформации технологической системы, приняв их равными 15 % от суммы остальных погрешностей

мкм.

Определим суммарную погрешность обработки по уравнению:

мкм;

Проверяем условие . Условие выполняется.


II
. Конструкторская часть

Содержание:

  1.  Обоснование необходимости разработки приспособлений.
  2.  Обоснование выбора системы технологической оснастки для заданных условий производства.
  3.  Разработка конструкции приспособления с выполнением следующих расчетов:
  •  расчет зажимных устройств приспособлений  (определение потребного усилия зажима заготовок, передаточного отношения  сил и параметров силового привода);
  •  расчёт на точность выполнения операционных размеров (определение расчетной величины погрешности установки и сравнение с допустимой);
  •  определение исполнительных размеров установочных элементов приспособления;
  •  описание конструкции, наладки и работы приспособления; составление технических требований на изготовление приспособления.


Обоснование необходимости разработки приспособлений

Технологическая оснастка – это орудия производства, дополняющие основное оборудование (металлорежущие станки, промышленные работы) и предназначенные для выполнения технологического процесса механической обработки заготовок.

Технологическая оснастка является важнейшим фактором успешного осуществления технического прогресса в машиностроении. Разработкой конструкций технологической оснастки заняты десятки тысяч конструкторов.

Затраты на изготовление оснастки приблизились к затратам на производство металлорежущих станков. Задача повышения эффективности и качества технологической оснастки стала одной из важнейших народно-хозяйственных проблем. Значительные трудовые и материальные затраты определяются тем, что технологическая оснастка оказывает влияние на производительность труда, качество и сокращение сроков освоения производства новых изделий. На предприятиях машиностроения до 90%  организационно-технологических мероприятий, направленных на обеспечение роста производительности труда рабочих-станочников, связано либо с изменением конструкций, либо с изготовлением новых видов инструментов и приспособлений.

Использование приспособлений способствует также облегчению условий труда, сокращению числа рабочих и снижению их квалификации, строгой регламентации длительности выполняемых операций, повышению безопасности работы и снижению аварийности. Точность механической обработки в значительной степени зависит от станочной оснастки.

Проектируемые конструкции станочных приспособлений должны обеспечивать наибольшую эффективность и рентабельность производства по снижению стоимости приспособлений и сокращению сроков их изготовления; быть удобными и безопасными в работе; быстродействующими; удобными для быстрой установки на станок, что особенно важно при периодической смене приспособлений в серийном производстве.

Создание конструкций технологической оснастки, отвечающей перечисленным требованиям - процесс сложный и трудоемкий, предоставляющий конструктору широкие возможности для проявления творческой инициативы, реализовать которые наиболее рационально следует с использованием электронно-вычислительной техники.


Обоснование выбора системы технологической оснастки для заданных условий производства

В качестве установочной базы для многоцелевой операции принимаем плоскость торца, которая лишает заготовку трех степеней свободы и внутреннее отверстие, которое лишает заготовку двух степеней свободы. Для реализации схемы базирования У+ДО  возможно применить наружную цилиндрическую поверхность 50мм и плоскость торца, с использованием прихвата поворотного и упора. Формируем установочные элементы.

У – установочная база – лишает заготовку 3-х степеней свободы, одну линейную и две угловые; в качестве установочной базы может быть использована только плоская форма поверхности заготовки (ПЛОСКОСТЬ).

ДО – двойная опорная база – лишает заготовку 2-х линейных степеней свободы; формой базовой поверхности заготовки могут быть внутренние и наружные цилиндрические и конусные поверхности.

Ш – штыри и пластины опорные, шпонки.

Данная система технологической оснастки оптимальна для серийного вида производства.

Разработка и расчет конструкции станочного приспособления

Расчет зажимных устройств приспособлений (определение потребного усилия зажима заготовок, передаточного отношения сил и параметров силового привода).

При конструировании нового станочного приспособления (СП) силу закрепления W находят из условия равновесия заготовки под действием сил резания, тяжести, трения; реакций в опорах и собственно силы закрепления.

Заготовку устанавливаем вертикально, закрепляем прихватами,  завинчиванием гайки на шпильках, для того, чтобы деталь не проворачивалась, ставим упор.

Силу закрепления определяем для наиболее нагруженного перехода: сверление отверстий ø20,5 мм. При такой обработке силы, стремящиеся сдвинуть заготовку, имеют наибольшее значение.

Сдвигу заготовки под действием силы Р, равной осевой силе при сверлении Ро,  препятствуют силы трения, возникающие в местах контакта заготовки с опорами и ЗМ.

Рассчитаем осевую силу при сверлении отверстия ø20,5 по:

, при выбранных из справочника значениях

Рассчитаем необходимую силу закрепления:

где Мтр – момент трения;

f  - коэффициент трения;

А - площадь контактируемой поверхности.

где Мр – момент резания;

Рос – осевая сила при сверлении;

l – расстояние от оси до обрабатываемой поверхности.

Причем Мртр*K

k- коэффициент запаса зажима.

                                                

k0=1,5 – гарантированный коэффициент запаса.

k1=1,0 -  коэффициент, учитывающий изменение припуска

k2=1,0 – коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при затуплении инструмента.

k3=1,0 - коэффициент, учитывающий увеличение силы резания при прерывистом резании

k4=1,3 - коэффициент, учитывающий постоянство сил зажима

k5=1,0 – коэффициент характеризующий только зажимные механизмы с ручным приводом

k6=1,0 - коэффициент, учитывающий наличие момента стремящегося повернуть заготовку.

Таким образом:

Коэффициент трения: с зажимными механизмами  f = 0,16;

Расчёт на точность выполнения операционных размеров (определение расчетной величины погрешности установки и сравнение с допустимой)

В общем случае погрешность установки:

, где

- погрешность базирования;

- основная случайная составляющая погрешности закрепления; - закономерно изменяющаяся систематическая составляющая погрешности закрепления;

- погрешность изготовления приспособления;

- погрешность, возникающая в результате смещения и перекосов корпуса приспособления на столе станка;

- характеризует изменение положения контактирующих поверхностей установочных элементов в результате их износа в процессе эксплуатации приспособления.

Т.к. изготавливается новое приспособление погрешности ,  можно не учитывать, поэтому:

Погрешность базирования:

Погрешность закрепления:

мкм

мкм

мкм

мкм

εз =мкм.

Значения погрешностей ,  выбираем по справочнику:

,

Следовательно, погрешность установки равна:

.

.

Условие выполняется, т.к. 345>225+120 (мкм).

Расчет показал, что погрешности установки равна 0,225 мм.

Но на точности выполнения размеров между обработанными поверхностями эта погрешность влиять не будет, поскольку обработка поверхностей ведется без переустановки заготовки. Таким образом, удается обеспечить выполнение требований к точности размеров по чертежу.

Описание конструкции, наладки и работы приспособления.

Конструкция приспособления довольно проста и удобна, она состоит из:

  •  плиты, которая крепится при помощи шпонок к рабочей поверхности стола станка;
  •  двух шпилек, быстросъёмных прихватов;
  •  упора.

Приспособление представляет собой сборную конструкцию. Зажим осуществляется посредством прихватов и гаек.

Принцип работы приспособления следующий: рабочий отводит в сторону прихват, устанавливает заготовку в стакан, который прикручивается к плите. После этого он устанавливает прихват, затягивает гайку до достаточного усилия. Устанавливает упор. После обработки рабочий откручивает гайку, отводит в сторону прихват  и снимает деталь.

Точность обработки деталей в значительной степени зависит от правильного назначения требований к точности изготовления приспособлений.


Список используемой литературы

  1.  Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. - М.:Машиностроение,1985.Т.1.-656 с.
  2.  Справочник технолога-машиностроителя /Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. - М.:Машиностроение,1985.Т.2.-496 с.
  3.  Курсовое проектирование по технологии машиностроения/По ред.А.Ф.Горбацевича. - Минск:Высш.шк.,1983.-256 с.
  4.  Аверченков В.И. и др. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения / под общей ред. Горленко О.А. – М.: Машиностроение,1999.
  5.  А.Ф.Чистопьян, Е.Н.Фролов. Проектирование и производство заготовок. Разработка чертежа и технологии изготовления отливок и поковок: Метод. указания. - Брянск: БИТМ,1991.-24 с.
  6.  Технологичность деталей машин: Методические указания. - Брянск: БИТМ,1990.- 7 с.
  7.  Проектирование приспособлений. Выбор рациональных схем базирования заготовок в приспособлениях и расчет погрешности установки: Метод. Указания. – Брянск: БИТМ, 1986.– 16 с.
  8.  С.Е.Локтева Станки с программным управлением и промышленные роботы.- М.: Машиностроение, 1986.- 320 с.
  9.  Станочное оборудование автоматизированного производства /Под ред. В.В.Бушуева.- М.: Издательство “СТАНКИН”, 1993.Т.1.- 582 с.
  10.  Режимы резания металлов: Справочник / Барановский и  др. - М.: НИИТавтопром, 1995.
  11.  Общемашиностроительные нормативы режимов резания.- М: Машиностроение, 1991.Т.1.- 635 с.
  12.  Общемашиностроительные нормативы режимов резания.- М: Машиностроение, 1991.Т.2.- 302 с.
  13.  справочник нормировщика-машиностроителя. Т. II, М., 1971.
  14.  Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство.- М: Машиностроение, 1974.- 422 с.
  15.  Общемашиностроительные нормативы режимов резания.- М: НИИМАШ, 1983.- 174 с.
  16.  Каталоги и прейскуранты металлорежущих станков. М.: Машиностроение.
  17.  Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник - М.: Машиностроение, 1983.- 203 с.
  18.  Станочные приспособления: Справочник/ Под ред. Б.Н.Вардашкина, А.Э.Шатилова.- М.: Машиностроение, 1984.Т.1.-529 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3404. Штамповка поковки типа цилиндр с отростками в условиях мелкосерийного производства на базе ОАО ЭНЕРГОМАШ 8.15 MB
  Технологический раздел. Основной задачей проекта является разработка технологического процесса штамповки поковок деталей жидкостной ракеты. Чертеж детали представлен на рис.1. Материалом изготавливаемой детали является жаропрочный титановый сп...
3405. Теплотехнический расчет теплопередач 58.57 KB
  Задача №1. Расчет теплопередачи через плоскую многослойную стенку Плоская стальная стенка толщиной. Определить коэффициент теплопередачи k от газов к воде, плотность теплового потока q и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке α1 и от стенки к воде α2, коэффициент теплопроводности стали λ....
3406. Расчёт точностных параметров изделий 1.15 MB
  В курсовой работе для заданного механизма назначены посадки для всех сопрягаемых размеров, рассчитана посадка с натягом для соединения 4-7, переходная для соединения 4-6, назначены и рассчитаны посадки для подшипников качения 1, рассчитана размерная...
3407. Расчет крыльевого профиля 122 KB
  Расчет крыльевого профиля. Варианты заданий Все профили симметричные с хордой в = 150 мм и максимальной толщиной с = 14 мм. Параметры потока обтекающего крыловой профиль № варианта № профиля M P(МПА) T(K) k угол атаки угол атаки угол атаки 1 1 3.6 0...
3408. Геометрический расчет и конструирование зубчатых колес 2 MB
  Геометрический расчет и конструирование зубчатых колес Геометрический расчет выполняется в минимальном объеме. Определению подлежат: делительные d1 и d2 и начальные dw1 и dw2 диаметры колес; коэффициенты смещения X1 и X2; диаметры окружностей вершин...
3409. Hазработка технологического процесса штамповки шестерни 165.22 KB
  В данной курсовой работе представлена разработка технологического процесса штамповки шестерни. Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части. В пояснительной записке выбирается метод штамповки, и метод нагрева заготов...
3410. Краны башенные. Строение и назначение 113.09 KB
  Назначение башенных кранов. Башенные краны широко применяются в гражданском, промышленном, энергетическом и гидротехническом строительстве для монтажных работ и работ по вертикальному и горизонтальному перемещению различных грузов. Если на строитель...
3411. Быстрорежущие стали 65.05 KB
  Классификация быстрорежущих сталей Быстрорежущие стали широко применяют для изготовления режущего инструмента, работающего в условиях значительного силового нагружения и нагрева (до 600–640 °С) режущих кромок. К этой группе сталей относятся...
3412. Исследование электромеханических свойств двигателя постоянного тока независимого возбуждения 306 KB
  Исследование электромеханических свойств двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Исследовать влияние сопротивления цепи якоря, напряжения питания и магнитного потока на электромеханические и механические свойства двигателя постоянного тока независимого возбуждения, а также изучить способы изменения направления вращения якоря двигателя, построить естественные и искусственные характеристики двигателя.