0,035
ГОСТ
|
Состояние
поставки, режим термообработки
|
Сечение,
мм
|
КП
|
σ
0,2
|
σв
|
δ5
|
ψ
|
KCU
Дж/см³
|
НВ
|
|
|
|
|
мПа
|
%
|
|
|
|
|
|
|
не
менее
|
не
более
|
4573-71
|
Пруток.
Закалка 860 ºС, отпуск
500 ºС
|
38
|
--
|
780
|
980
|
10
|
45
|
59
|
--
|
Технологические свойства.
Температура ковки, ºС:
начала 1250, конца 800, сечения до 350 мм, охлаждается на воздухе.
Свариваемость - трудносвариваемая. Способы сварки: РДС, ЭШС. Необходимы
подогрев и последующая термообработка.Обрабатываемость резанием - в
горячекатаном состоянии при НВ 163- 168, σв=610
МПа, Кv тв. спл.= 1,20. Склонность к отпускной хрупкости - склонна.
Анализ технологичности детали. При отработке на
технологичность конструкции детали необходимо производить оценку в процессе её
конструирования. Конструкция должна состоять из стандартных и унифицированных
конструктивных элементов или быть стандартной в целом;
)Детали должны изготавливаться из стандартных
унифицированных заготовок или заготовок ,полученных рациональным способом;
)Размеры и поверхности детали должны иметь
соответственно оптимальные степень точности и шероховатость;
)Физико-механические и механические свойства
материала, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии
изготовления;
)Показатели базовой поверхности (точность,
шероховатость) детали должны обеспечивать точность установки, обработки и
контроля;
)Конструкция детали должна обеспечивать
возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее
изготовления. При оценке технологичности конструкции детали необходимо:
)Рассчитать показатели технологичности
конструкции;
)Определить показатели уровня технологичности
детали;
)Разработать рекомендации по улучшению показателей
технологичности.
Каждая деталь должна изготовляться с
минимальными трудовыми и материальными затратами. Эти затраты можно сократить в
значительной степени от правильного выбора варианта технологического процесса,
его оснащения, механизации и автоматизации, применения оптимальных режимов
обработки и правильной подготовки производства. На трудоемкость изготовления
детали оказывают особое влияние ее конструкция и технические требования на
изготовление.
При отработке на технологичность конструкции
детали необходимо производить оценку в процессе ее конструирования.
Требования к технологичности конструкции детали
и сферы проявления эффекта при их выполнении согласно ГОСТ 14205-84 следующие:
конструкция детали должна состоять из
стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в
целом;
детали должны изготовляться из стандартных и
унифицированных заготовок или заготовок, полученных рациональным способом;
размеры и поверхности детали должны иметь
соответственно оптимальные степень точности и шероховатость;
физико-химические и механические свойства
материала, жесткость детали, ее форма и размеры должны соответствовать
требованиям технологии изготовления;
показатели базовой поверхности (точность,
шероховатость) детали должны обеспечивать точность установки, обработки и
контроля;
конструкция детали должна обеспечивать
возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее
изготовления.
Оценку технологичности конструкции детали
производят по качественным показателям.
Качественная оценка технологичности конструкции
детали указывается словами «хорошо - плохо», «допустимо - недопустимо» и т. д.,
а количественная оценка характеризуется показателями технологичности и
проводится по усмотрению разработчика.
Количественный анализ шероховатости детали
Шероховатость,
Ra
|
0,8
|
1,6
|
3,2
|
Общее
количество поверхностей
|
Количество
поверхностей
|
3
|
1
|
9
|
13
|
Анализ технологичности конструкции детали
производят по следующим коэффициентам.
Коэффициент унификации конструктивных элементов
детали: где
Qэ.у - число унифицированных элементов детали,
шт;э - общее число конструктивных элементов детали, шт.
Ку. э =Qэ.у/Qэ = 23/33 = 0,69
Коэффициент использования материала:
Ки.м = Gд/Gз.п = 1,83/ 2,69 = 0,68
где: Gд - масса детали по чертежу кг,з.п - масса
материала заготовки с неизбежными технологическими потерями кг, (по компасу).
Коэффициент точности обработки детали:
Ктч = Qтч.н/Qтч.о = 3/33 = 0,09
где: Qтч.н - число размеров не обоснованной
степени точности обработки;тч.о - общее число размеров, подлежащих обработке.
Коэффициент шероховатости поверхностей детали:
Кш = Ош.н/Ош.о = 2/33 = 0,06
где: Ош.н - число поверхностей детали не
обоснованной шероховатости, шт.;
После анализа технологичности, анализируемая
деталь технологична и по качественному анализу: значительная часть элементов
изделия унифицированы, имеется свободный доступ режущего инструмента к
поверхностям обработки.
Вывод: на основании полученных данных
количественных показателей и качественного анализа детали делаем вывод -
изделие технологично.
. Определение типа производства
Тип производства характеризуется коэффициентом
закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.
Для того чтобы определить тип производства можно
использовать годовой объём выпуска детали и массу детали. При массе детали
1,83кг и программе выпуска - 82шт/мес. То по таблице 1. Получаем- мелкосерийное
производство.
Производство характеризуется ограниченной
номенклатурой изготовляемых периодически повторяющимися партиями. При
мелкосерийном производстве используются универсальные станки, станки с ЧПУ,
копировальные станки, оснащенные как специальными, так и универсальными, и
универсально-сборочными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкостьи
себестоимость изготовления изделия.
Технологический процесс изготовления изделия
разделён на отдельныесамостоятельные операции, выполняемые на отдельных
станках.
При выборе технологического оборудования
специального или специализированного,дорогостоящего приспособления и
инструмента необходимо производитьрасчеты затрат и сроков окупаемости, а также
ожидаемой экономическийэффект от использования оборудования и технологического
оснащения, оборудование располагается впоследовательности технологического
процесса.
Таблица 1
Масса
детали, кг
|
Тип
производства
|
|
Единичное
|
Мелкосерийное
|
Среднесерийное
|
Крупносерийное
|
Массовое
|
<1,0
|
<10
|
10-2000
|
1500-100000
|
75000-200000
|
20000
|
1,0-2,5
|
<10
|
10-1000
|
1000-50000
|
50000-100000
|
10000
|
2,5-5,0
|
<10
|
10-500
|
500-35000
|
35000-75000
|
75000
|
5,0-10
|
<10
|
10-300
|
300-25000
|
25000-50000
|
50000
|
>10
|
<10
|
10-200
|
200-10000
|
10000-25000
|
25000
|
При мелкосерийном производстве изделия
изготавливают по партиям или сериям, состоящих из одноименных, однотипных по
размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом
этого вида производства является изготовление всей партии (серии) целиком, как
в обработке деталей, так и в сборке.
. Выбор вида и метода получения заготовки.
Технико-экономическое обоснование выбора заготовки
В машиностроении основными видами заготовок для
деталей являются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и
сплавов, штамповки и всевозможные профили проката. Вид заготовки оказывает
значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и
экономичность ее обработки.
При выборе заготовки для заданной детали
назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски,
припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. Главным
при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при
ее минимальной себестоимости. Технологические процессы получения заготовок
определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и
размерами детали и программой выпуска.
В качестве заготовки для данной детали
целесообразно использовать гладкий горячекатаный пруток, полученный прокатом.
Высчитываем коэффициенты для определения технико
- экономических параметров заготовки.
Заготовка представляет собой горячекатаный
пруток ГОСТ 8734-87 с габаритными размерами Ø46×208мм.
Масса заготовки -2,69 кг
Находим объем заготовки он равен объему цилиндра
и определяется по формуле:
V = π · R2 · L = 3,14 · 23² · 46 =
76408,76 см3
где- Радиус цилиндра, см.- высота цилиндра, см.
Находим коэффициент использования материала:
Ки.м = Мд / Мз = 1,83 / 2,69 = 0,68.
Затраты на материал, в свою очередь,
рассчитываем по формуле:
о = М + Т - О = 40,25 + 8,05 - 3,87 = 44,43руб
М = Q · P = 2,69 · 15 = 40,25руб
= M · 20% = 40,25 ·20% = 8,05руб
= Мз - Мд = 2,69 - 1,83 = 0,86руб
О = q · p = 0,86 · 4,5 = 3,87руб
где:
М - цена заготовки, руб.- масса заготовки, кг.-
цена 1кг материала заготовки, руб.
Т - Транспортно- заготовительные и складские
расходы.- масса отходов на 1-ну заготовку, кг.- цена за 1кг отходов (30% от
основной цены).-возвратные отходы, руб.
В качестве поставляемого металла примем прокат
из стали 45Х круглый по цене 15000 руб./т.
. Обоснование выбора оборудования
Размеры станка должны соответствовать размерам
обрабатываемой детали. Необходимо стремится к максимальному использованию
производственных возможностей станка, т.е. наиболее эффективной эксплуатации
станка по мощности и времени, а для многопозиционных - позиций и уступов.
При выборе станка важным фактором является его
стоимость и себестоимость обработки на нём детали. При прочих равных условиях
предпочтение отдают более дешевому станку или станку, обеспечивающему
минимальную себестоимость обработки. Если дорогому станку соответствует
минимальная себестоимость обработки детали, то необходимо определить
экономическую целесообразность приобретения такого станка.
Ниже приведены паспортные данные выбранных
станков:
Ножовочно-
ленточноотрезной станок модели 8Б72.
Наибольший
размер разрезаемого материала:
Круглого………………………………………………………………………...250
Квадратного……………………………………………………………….250x250
Наибольшая длинна заготовки,
мм………………………………………....…350
Размеры инструмента (ножовочного
полотна, ленточные пилы или ленты):
Длина (межцентровое расстояние),
мм…………………………………...…..500
Толщина,
мм……………………………………..……………………………….2
Ширина пропила,
мм……………………………………………………………3,8
Мощность электродвигателя привода
главного движения, кВт………….….1,5
Габаритные размеры:
Длинна,
м……………………………………………...……………………….1610
Ширина,
м……………………………………………………………………....700
Высота,
м…………………………………………………….……………….....900
Масса,
кг……………………………………………………….…………..……645
Токарный
станок с ЧПУ SL - 20.
Станок
предназначен для токарной обработки деталей из материала, требующего
последовательного применения различных режущих инструментов.
Мощность шпинделя, кВт
.……………………………………………………15
Скорость вращения шпинделя, об/мин
………………………………50 - 4000
Максимальный диаметр обработки,
мм……………………………………. 508
Обработка прутка до
мм…………………………………………………Ø 800
Патрон, мм………………………………………………………………….
Ø
200
Шнековый стужкоуборочный конвейер.
Система измерения инструмента.
Фрезерный станок Haas mini mill.
Наиб. перемещения по осям X,Y,Z,
мм………………………406 x 305 x 254
Рабочая поверхность стола,
мм…………………………………….730 x 305
Макс. допустимая нагрузка на стол,
кг…………………………………600
Конус шпинделя ВТ………………………………………………………40
Диапазон часто вращения шпинделя,
об/мин…..…………………0…6000
Макс. мощность шпинделя,
кВт…………………………………………5,6
Макс. крутящий момент, Нм …………………………….45
(1200 об/мин)
Макс. холостые подачи по осям XYZ,
м/мин……………………………15,2
Количество мест в магазине
инструментов, штук………………………10
Круглошлифовальный станок модели
3М152В.
Класс
точности………………………………………………………………….В
Наибольший диаметр устанавливаемого
изделия, мм ……………....200
Наибольшая длина устанавливаемого
изделия, мм………………………1000
Наибольший диаметр шлифования,
мм……………………………………200
Рекомендуемый наименьший диаметр
шлифования, мм ………………..10
Мощность главного привода,
кВт……………………………………………..11
Габариты станка, мм
длина…………………………………………………………………………4975
ширина…………………………………………….…………………………2337
высота………………………………………………………………………..2080
Вес станка, кг……………………………………….…………………………6000
6. Разработка маршрута изготовления детали.
Номер
операции №
|
Название
операции и содержание перехода
|
Наименование
оборудования
|
1
|
2
|
3
|
005
|
Ленточноотрезная.
Отрезать заготовку в размер L=209±0.3мм
|
Ножовочно
ленточноотрезной станок модели 8Б72
|
010
|
Закалка.
Режимы закалки: температура 850±10º.С; время выдержки 50-60
минут в зависимости от массы садки. Среда охлаждения - масло. Допускается
корректировка времени выдержки.
|
Электропечь
ШАХТН. СШ3-6,8
|
015
|
Отпуск.
Произвести отпуск согласно заданной температуре; среда охлаждения - воздух;
твёрдость 32…37 HRC. Режим отпуска: температура 500±20º.С; время
выдержки 90-120 минут.
|
Электропечь
ШАХТН СШ3
|
020
|
Контроль.
Контролировать режимы обработки по записям в специальном журнале. Контроль
твёрдости - 5%, но не менее 2-3 штук. Твёрдость 32-37 HRC
|
Стол
ОТК.
|
025
|
Токарная
с ЧПУ. 1. Подрезать торец в размер 208±0,2.
|
Токарный
станок с ЧПУ SL - 20
|
|
|
3.
Точить пов.Ø36;фаску 2×45º.
|
|
|
4.Точить
пов.Ø35
|
|
|
Выдерживая
размеры: 20±0.2; 36±0.2; R1max; 91±0.25 за 2 прохода. Размер R1max; R0.6max -
обеспечиваются инструментом.
|
|
025
|
5.
Подрезать торец в размер L = 207
|
Токарный
станок с ЧПУ SL - 20
|
|
6.центровать
торец,
|
|
|
7.точить
поверхность Ø35(+0,018+0,002); в размер
107-0,5
|
|
|
8
.точить пов. Ø30(+0.028+0.015);фаску 2×45º.,
выдерживая
размеры L=36±0,2; 91±0.25; 58±0.2; 15-0.18; R0.6max; 58±0.2; угол 10º.
|
|
|
9.
Точить канавку, выдерживая размеры: R2; Ø35-0.62. R2;
R0.25max; R4; R0.6max - обеспечить инструментом.
|
|
030
|
Фрезерная
с ЧПУ. 1. Фрезеровать 2 паза, выдерживая размеры: 8Р9(-0,015-0,051);
|
Фрезерный
станок модели - Mini Mill/ Фрезерный станок модели - 6Т12Ф20-1
|
|
2.Фрезеровать
паз, выдерживая размеры: 3H9(+0.025); допуски симметричности 0,2
|
|
035
|
Шлифовальная.
Шлифавать Ø30,Ø35,Ø35-Ra0.8
|
|
040
|
Промывка.
Промыть детали.
|
Аксод-301П
|
045
|
Контроль.
Проверить Наличие фасок, шероховатости, все размеры.
|
Стол
ОТК.
|
050
|
Хим.
Окс. Произвести химическое окисление по ГТП 02371.00009.
|
Оборудование
- ГЛДИ-30.080
|
055
|
Транспортир.
Отправить детали на склад.
|
Электрокар
|
. Расчёт припусков
Припуск - слой материала, удаляемый с
поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой
поверхности детали.
Припуск на обработку поверхностей детали может
быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе
расчетно-аналитического метода определения припусков.
Величина припуска влияет на себестоимость
изготовления детали. При увеличенном припуске повышаются затраты труда, расход
материала и другие производственные расходы, а при уменьшенном, приходиться
повышать точность заготовки, что также увеличивает себестоимость изготовления
детали. Размеры припусков на механическую обработку устанавливают на основании
следующих технологических требований: припуски должны быть достаточными для
получения формы, соответствующей техническим требованиям чертежа, требуемого
качества обработанной поверхности и точности в заданных размерах.
Для получения деталей более высокого качества
необходимо при каждом технологическом переходе механической обработки заготовки
предусматривать производственные погрешности, характеризующие отклонения
размеров, геометрические отклонения формы поверхности, микронеровности,
отклонения расположения поверхностей, а также толщину твердой корки,
образующейся на поверхности отливок, поковок и штамповок при их резком
остывании. Все эти отклонения должны находиться в пределах поля допуска на
размер поверхности заготовки.
Находим припуск на обработку поверхности Ø
36мм
( по Вереина).
Операция 025.
Обрабатываем поверхность за 2 прохода (черновая
и чистовая ).
Черновая обработка:
заг=Dо.п+ tчер. = 40 + 4 = 44мм
Чистовая обработка:
заг=Dо.п+ tчист. = 40 + 1,5 = 41,5мм
По справочнику сортамента выбираем наиболее
близко подходящее значение к нашему диаметру заготовки. То есть диаметр
заготовки равен 46мм
8. Расчёт режимов резания (на один переход -
развёрнутый)
Токарная: фрезерование шпоночного паза глубиной
4мм, R4 и L = 53.Операция 030.
. Выбор типа применяемой фрезы. Принимаем
концевую фрезу с цилиндрическим хвостовиком B = Ø8, L =55
и
lр.ч = 11. [2, с.181, таб. 37]
. Выбираем марку твёрдого сплава для фрезы
T15K6. [2, с.111, таб. 38]
. Геометрия фрезы: велечина главннного переднего
γ = 5…10º и заднего
угла α
= 12…20º.
4. Выбираем глубину резания.
Глубина резания равна припуску на обработку: t =
h.
. Назначаем подачу на зуб фрезы, мм. Осевое
врезание Sz = 0,10, продольное движение Sz = 0,12. [2, с.183, таб. 42]
. Подача на оборот фрезы, мм/об. Sо = 1,0 - 2,7.
[1, с.183, таб. 41]
.Скорость резания:
= Kmv · Knv · Kuv = 0.9 · 0.9 · 1 =
0.81 [2, с.158, таб. 14-16]
где Кmv - коэффициент, учитывающий
качество обрабатываемого материала,
Кnv - коэффициент, учитывающий
состояние поверхности заготовки,
Кuv - коэффициент, учитывающий
материал инструмента.
. Расчетная частота вращения фрезы,
об/мин:
9. Выбираем фактическую частоту
вращения шпинделя с учетом паспортных данных станка:ф =1000 об/мин
. Рассчитываем фактическую скорость
резания м/мин:
. Фактическая минутная подача, мм/мин:
. Фактическая подача на зуб фрезы,
мм:
где Z - число зубьев фрезы.
. Сила резания, Н:
Находим коэффициент Кмр:
. Основное машинное время при
фрезеровании, мин:
где l - длина фрезеруемой
поверхности, мм; l1 - величина врезания, мм;
Режимы резания:
Операция 005.Отрезная= 0,8мм
[1, с.111, таб. 3,14]
S = 1,5мм/об [1, с.114, таб. 3,19]
υ = 50 м/мин= 1000
об/мин
Операция 025, переход 2. Точение Ø40
t = 4,5мм [1, с.111, таб. 3,14]
S = 0,5мм/об [1, с.114, таб. 3,19]
υ = 200м/мин=
1600об/мин
переход 3,точение Ø36=
3мм [1, с.111, таб. 3,14]
S = 0,4мм/об [1, с.114, таб. 3,19]
υ = 180 м/мин=
1200об/мин
переход 4 точение Ø35
t = 1мм [1, с.111, таб. 3,14]
S = 0,4мм/об [1, с.114, таб. 3,19]
υ = 180м/мин= 1000
об/мин
переход 5 точение Ø20=
3,5мм [1, с.111, таб. 3,14]
S = 0,8мм/об [1, с.114, таб. 3,19]
υ = 120 м/мин= 1400
об/мин
переход 6 точение Ø35=
4мм [1, с.111, таб. 3,14]
S = 0,4мм/об [1, с.114, таб. 3,19]
υ = 180 м/мин= 1000
об/мин
переход 7 точение Ø30=
3,5мм [1, с.111, таб. 3,14]
S = 0,4мм/об [1, с.114, таб. 3,19]
υ = 57 м/мин= 1000
об/мин
Операция 030. Фрезерная
паза R4.= 4мм=0.11 мм/об
υ = 25м/мин= 500 об/мин
Операция 035.
Шлифовать Ø30,Ø35,Ø35-Ra0.8=
0,20мм
S = 0,14мм/об [5, с.628, таб. 1]
υкруга = 37 м/мин
[5, с.378, таб. 1]
υдетали = 32 м/мин
[5, с.378, таб. 1]
nкруга = 1120 об/миндетали = 500 об/мин
. Расчет норм штучного времени
Основное время - это время, в течение которого
производится снятие стружки, т.е. происходит изменение формы, размеров и
внешнего вида детали. В основное время входит время, затрачиваемое на врезание
и перебег (подход и выход) режущего инструмента, на обратные коды (у
строгальных, долбежных и других станков), на проход инструмента при пробных
стружках, поэтому при подсчете основного времени расчетная длина обработки
принимается с учетом всех этих приемов. Во вспомогательное время входит:
. время управления станком - пуск в ход
остановка, перемена скорости и подача, и т.п.;
. время на перемещение инструмента;
. время на установку, закрепление и снятие
приспособления, инструмента и детали во время работы;
. время на приемы измерения детали: взять
инструмент, установить, измерить, отложить инструмент и т.п.
Норма штучного времени определяется по формуле
Тшт=Тосн+Тв+Тоб+Тп [мин]
Тосн - Основное время
Тв - Вспомогательное время
Тоб - Время обсушивани рабочего места
Тп - Время на физические потребности
Основное время при токарной обработке
рассчитывается по формуле
где S - подача инструмента, мм/об;- число
оборотов в минуту шпенделя
Расчетная длина обработки
L=l+l1
- число проходов;
- длина обрабатываемой поверхности в направлении
подачи;- величина врезания и перебега инструмента
. Тосн= 0,52
. Тосн= 0,20
. Тосн= 0,24
. Тосн= 0,09
. Тосн= 0,17
. Тосн= 0,15
. Тосн= 0,30
. Тосн= 0,53
. Тосн= 0,53
. Тосн= 0,50
Итого: Тосн = 3,23 мин
Вспомогательное время подсчитывается по формуле
Тв=Тв.у.+Тв.п.
Тв.у. - вспомогательное время на установку,
крепления и снятие детали
Тв.п. - вспомогательное время, связанное с
переходом
. Тв=0,59
. Тв=0,2
. Тв=0,2
. Тв=0,59
. Тв=0,19
. Тв=0,29
. Тв=0,63
. Тв=0,68
. Тв=0,43
Итого: Тв=4,68мин
Тобс=(3,23+4,68)· 4,5=0,35мин
Топ =3,23+4,68=7,91мин
Тшт=3,23+4,68+0,35=8,26мин
Список используемой литературы.
1. Вереина Л. И
Справочник токаря: Учеб. пособие для
нач. проф. Образования / Людмила Ивановна Вереина. - М.: Издательский центр
«Академия», 2002. - 448 с.
. Некрасов С. С.
Практикум и курсовое проектирование
по технологии сельскохозяйственного машиностроения. - М.: Мир, 2004. - 240 с.,
ил. (учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).
. Добрыднев И. С.
Курсовое проектирование по предмету
“Технология машиностроения”: Учебн. Пособие для техникумов по специальности
“Обработка металлов резанием”. - М.: Машиностроение, 1985. 184 с., ил.
. Расчет припусков и межпереходных
размеров в машиностроении: Учеб. пособ. Для машиностроит. спец. вузов / Я. М.
Радкевич, В. А. Тимирязев, А. Г. Схиртладзе, М. С. Островский; под ред. В. А.
Тимирязева. - М.; Высш. Шк., 2004. - 272 с., ил.
5. Справочник технолога -
машиностроителя. Т2. Под редакцией А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.:
Машиностроение, 1986.
Похожие работы на - Разработка технологического процесса изготовления детали 'Валик правый'
|