Получение заготовки и методы ее обработки

Получение заготовки и методы ее обработки

МИНОБОРОН НАУКИ

Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"

(ФГБОУ ВПО "ИжГТУ" имени М.Т.Калашникова")

Кафедра "М и ТОМД и СП"

Отчет по лабораторной работе

по дисциплине "Основы технологии машиностроения"

На тему: "Получение заготовки и методы ее обработки"

Выполнили

Студенты группы Б06-712-2з

Николаев И.А.

Смирнов Д. .

Проверил

Д.т.н., профессорС.Д. Соловьев

Ижевск, 2014 г.

Цель работы

1. Изучить методику выбора способа получения заготовки.

. Изучить методику технико-экономического расчета заготовок.

Порядок выполнения работы:

Дано:

Материал детали - сталь 20ХЛ

Масса детали - 0,154 кг

1. Технико-экономический анализ

1.1 Анализ на металлоемкость

Коэффициент использования материала заготовки:

где  - масса детали, кг;

 - масса заготовки, кг.

Для решения вопроса по определению  введено понятие условно-базовой детали. Под условно-базовой деталью принимается деталь определенной конфигурации, со 100% механической обработкой поверхностей. Эта деталь не имеет размеров и массы. Она будет типовым представителем целой группы деталей, имеющих общность в геометрической форме и очертаниях. Коэффициент использования материала заготовки для условно-базовой детали определяются расчетным путем по видам заготовок на основе действующих припусков.

где - коэффициенты соответствия, характеризующие связь, заготовки для условно-базовой детали с заготовкой реальной детали.

- коэффициент массы, учитывает массу детали;

- коэффициент габаритности, учитывает габариты детали;

- коэффициент толщины стенки, учитывает наибольшую толщину детали от наружной поверхности наибольшего диаметра детали до внутренней поверхности наименьшего диаметра;

- коэффициент геометрии, учитывает наличие различных конструктивных элементов на реальной детали;

- коэффициент точности, учитывает наивысшую точность одного из размеров детали;

- коэффициент материала, учитывает марку материала детали;

- коэффициент типа производства, учитывает тип производства данной детали;

- коэффициент полноты механической обработки поверхности детали (если все поверхности механически обрабатываются).

Данные коэффициентов заносим в таблицу 1

Таблица 1 -Коэффициенты соответствия детали.

1.2 Объем и масса фиктивного контура

Объем и масса фиктивного контура взаимосвязана:

где  - плотность материала, кг/м³;

= - объем фиктивного контура, м.

1.3 Определение критериев сравнения для нахождения коэффициентов соответствия

В данном случае критерием сравнения для выбора коэффициентов соответствия будет критерий геометрии , определяемый через массу фиктивного контура и массу самой детали:

.4 Определение вариантов подходящих видов заготовок

Определяем коэффициент использования материала заготовки:

Определяем массу заготовки:

Базовой заготовкой для детали является наименее металлоемкая заготовка. На основании расчетов можно сделать вывод, что в данном случае при массовом и серийном производстве деталей наиболее прогрессивным методом получения заготовок является литье по выплавляемым моделям.

2. Анализ на приведенную себестоимость

Сущность анализа на приведенную себестоимость состоит в том, что для всех заготовок, подвергающихся анализу на металлоемкость определяются их ориентировочная стоимость с учетом стоимости условной механической обработки по снятию излишнего напуска и припуска по сравнению с заготовкой, имеющую минимальную массу (базовую заготовку). Учитывается тот объем обработки, который приведет рассматриваемую заготовку к базовой заготовке.

Приведенная себестоимость определяется:

где  - стоимость заготовки, руб;

 - стоимость 1 кг заготовки, руб;

         - стоимость условной механической обработки, руб.

где  - излишний припуск по сравнению с базовой заготовкой;

 - средне-удельное время по снятию 1 кг стружки;

 - коэффициент, учитывающий тип производства;

 - коэффициент оборудования, характеризует применяемое оборудование;

 - коэффициент, учитывающий вид материала заготовки;

 - средне-удельная стоимость одного станка- часа, руб/час;

Тогда:

Находим по таблицам соответствующие коэффициенты.

Данные коэффициентов заносим в таблицу 2

Таблица 2 -Приведенная себестоимость детали.

.1 Определяем стоимость заготовки

2.2 Определяем излишний припуск всех видов заготовок по сравнению с базовой заготовкой

.3 Определяем стоимость условной механической обработки

2.4 Определяем приведенную себестоимость

Исходя из анализа на металлоемкость и приведенную себестоимость можно отметить, что наиболее рациональным методом получения заготовок для деталей (при заданной серийности выпуска) является заготовка, получаемая методом отлива в кокиль. Именно этот вид заготовки является наиболее технологичным и ведет к снижению объема операций механической обработки и, как следствие, снижению трудоемкости изготовления и стоимости готовой детали.

3. Технологический процесс обработки детали

Оп. 010 заготовительная

Литье по выплавляемым моделям

Оп. 020 Слесарная

. Зачистить места облоя и остатки литника.

Оп. 030 Фрезерная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Фрезеровать поверхность 1 в размер 31 _{- 0,5} (техн.)

Оп. 040 Слесарная

. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3х45º

Оп. 050 Фрезерная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Фрезеровать поверхность 2 в размер 31 h14 _{- 0,52}

Оп. 060 Слесарная

. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3х45º

Оп. 070 Фрезерная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Фрезеровать поверхность 3 в размер 31 _{- 0,5} (техн.)

Оп. 080 Слесарная

. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3х45º

Оп. 090 Фрезерная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Фрезеровать поверхность 4 в размер 30 h14 _{- 0,52}

Оп. 100 Слесарная

. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3х45º

Оп. 110 Фрезерная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Фрезеровать поверхность 5 в размер 51 _{- 0,5} (техн.)

Оп. 120 Слесарная

. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3х45º

Оп. 130 Фрезерная

. Фрезеровать поверхность 6 в размер 50 h14 _{- 0,62}

Оп. 140 Слесарная

. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3х45º

Оп. 150 Фрезерная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Фрезеровать паз по поверхностям 7, 8

в размеры: 30±0,26 ; 15±0,26

Оп. 160 Слесарная

. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3х45º

Оп. 170 Фрезерная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

.        Фрезеровать по поверхностям 9, 10, 11

Выдерживая размер 12=15

Оп. 180 Сверлильная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Рассверлить отверстие 13 в размер

Н14 ^{+ 0,43}, выдерживая размер 14 (15±0,2)

Оп. 180 Сверлильная

А Установить, закрепить, снять заготовку.

. Зенковать фаску 15 в размер 0,3х45º

Б Переустановить, закрепить, снять заготовку.

. Зенковать фаску 15 в размер 0,3х45º

4. Исследование влияния режимов обработки и геометрии инструмента на шероховатость обработанной поверхности

заготовка деталь шероховатость инструмент

Сталь 20ХЛ хорошо обрабатывается резанием. Влияние параметров обработки на шероховатость исследуем при неоднократном изменении режимов резания при обработке, а так же геометрии применяемого инструмента.

Высоту микронеровностей определяем по формуле:

где  - средняя высота неровностей;

 - коэффициент, зависящий от материала;

 - глубина резания, мм;

 - подача, мм/об;

 - общий коэффициент.

Для стали 20ХЛ:  ;  ;

.1 Рассмотрим фрезерование поверхности заготовки концевой фрезой

Задаем режимы резания:  ;  ;

Параметры инструмента: материал режущей части - Р6М5

 ;  ;  ;  ;  ;

Определяем по таблицам поправочные коэффициенты:

 ;  ;  ;  ; ;  ;  ;

По известным данным находим общий коэффициент:

Тогда высота микронеровностей:

Примем  (), что соответствует 2 классу точности. Т.е. при данных режимах обработки и при использовании инструмента с выбранной геометрией можно вести только черновую обработку поверхности.

4.2 Рассмотрим фрезерование поверхности заготовки торцовой фрезой

Задаем режимы резания:  ;  ;

Параметры инструмента: материал режущей части - тв. сплав ВК6

 ;  ;  ;  ;  ;

Определяем по таблицам поправочные коэффициенты:

 ;  ;  ;  ; ;  ;  ;

По известным данным находим общий коэффициент:

Тогда высота микронеровностей:

Примем  (), что соответствует 4 классу точности, следовательно, при данных режимах механической обработки и при использовании инструмента с выбранной геометрией можно вести получистовую обработку поверхности.

.3 Рассмотрим зенкерование поверхности заготовки

Задаем режимы резания:  ;  ;

Параметры инструмента: материал режущей части - тв. сплав ВК6

 ;  ;  ;  ;  ;

Определяем по таблицам поправочные коэффициенты:

 ;  ;  ;  ; ;  ;  ;

По известным данным находим общий коэффициент:

Тогда высота микронеровностей:

Примем  (), что соответствует 5 классу чистоты, т.е. получистовой обработке поверхности (черновое зенкерование).

На основании проведенных исследований можно сделать следующий вывод: на точность и шероховатость обработанной поверхности непосредственное влияние оказывают режимы обработки и используемый инструмент (особенно геометрия его режущей части). Вид режущего инструмента, в частности величина радиуса заточки вершины режущей пластины наиболее влияют на точность обрабатываемой поверхности: чем больше радиус скругления, тем качественнее можно получить поверхность (6-7 класс точности, что соответствует чистовой обработке). Наилучшие показатели в этом случае достигаются с использованием при механической обработки инструмента, режущая пластина которого имеет круглую форму.

Режимы резания, такие как: глубина резания, скорость вращения шпинделя и подача режущего инструмента так же имеют непосредственное влияние на точность поверхности. Уменьшая подачу и припуск обработки при увеличении скорости вращения можно повысить класс чистоты обрабатываемой поверхности.