Разработка технологического процесса маршрута обработки детали 'Переходник' с годовой программой выпуска 450 шт

Разработка технологического процесса маршрута обработки детали 'Переходник' с годовой программой выпуска 450 шт

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение играет основополагающую роль в ускорении научно-технического прогресса, повышении производительности труда, переводе экономики на интенсивный путь развития, создает условия, определяющие развитие многих видов производства и отраслей промышленности. Процесс создания и производства машин охватывает несколько связанных между собой этапов: разработка их конструкции, технология изготовления заготовок, их обработка, сборка машин и испытание. В курсовом проекте рассмотрены вопросы структуры и этапы основного производственного процесса, изложены основные методы производства заготовок деталей машин. Описаны параметры точности изготовления детали и средства для их измерения. Так как основным технологическим методом получения деталей машин, обеспечивающим наибольшую точность, является обработка резанием на металлорежущих станках, представлены начальные сведения о процессе резания, инструментальных материалах и режущих инструментах. В курсовом проекте представлены модели металлорежущих станков, используемые в качестве станочного оборудования, представлены их основные технические характеристики.

Полный объем тяжелого машиностроения (горно-шахтное, металлургическое, научно-прессовое оборудование и др.) представлен в ведущих развитых странах. Лидерами в станкостроении являются Япония, Германия, США, Англия, Швеция и Швейцария. На долю развивающихся стран приходится менее 10% выпуска станков (Южная Корея, Тайвань, Бразилия, Индия). В настоящее время в машиностроительной промышленности разработаны теоретические основы технологии машиностроения, научно обоснованы типовые технологии прогрессивной обработки различных деталей машин, сформированы основные принципы проектирования технологических процессов наиболее производительной обработки деталей и сборки из них узлов и механизмов. Разработаны системы автоматизированного проектирования технологической подготовки производства (САПР ТПП) для различных типов производств, в том числе для гибких производственных систем (ГПС).

Отрасли машиностроения в зависимости от особенностей производимой продукции и факторов размещения предприятий делят на пять групп.

Тяжелое и энергетическое машиностроение отличается высокой металлоемкостью, электроемкостью и малой трудоемкостью. Продукция производится в незначительных количествах, иногда поштучно. Оно включает производство оборудования для металлургических предприятий, горно-шахтного и энергетического оборудования, тяжелых станков и кузнечно-прессовых машин, крупных морских и речных судов, локомотивов и вагонов.

Предприятия этой группы ориентированы на металлургические базы. При этом некоторые виды металлоемких машиностроительных производств, выпускающих крупногабаритные машины с малой транспортабельностью или узкоотраслевым потреблением, располагаются в районах их потребления.

Заданием дипломного проекта является разработка технологического процесса маршрута обработки детали «Переходник» с годовой программой выпуска 450 шт.

1. АНАЛИЗ ЧЕРТЕЖА ДЕТАЛИ

.1 Анализ конструкции детали

Объектом дипломного проектирования является «Переходник». Деталь относится к типу корпусных деталей и является частью гидравлического агрегата, образуя герметичное соединение нескольких узлов. Герметичность достигается низким параметром шероховатости присоединительных поверхностей и наличием канавок под уплотнительные кольца. В выступе детали находится сквозное ступенчатое отверстие, пересекающееся со сквозным вертикальным. Конструкция детали была бы не технологичной при использовании универсального оборудования, т.к. ее обработка предполагает наличие большого количества установов. Современные токарные центры с ЧПУ позволяют выполнить всю механическую обработку за 3 установа.

1.2 Характеристики материала 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72

В таблицах 1.1 - 1.4 представлены характеристика материала, механические, физические свойства и химический состав.

Таблица 1.1 - Характеристика материала Сталь 40Х ГОСТ 4543-71

Таблица 1.2 - Механические свойства материала 12Х18Н10Т

Таблица 1.3 - Физические свойства материала Сталь 40Х

Обозначения и единицы измерения:- Температура, при которой получены данные свойства, Град- Модуль упругости первого рода, МПа]- Коэффициент температурного расширения, 1/Град- Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град)- Плотность материала , кг/м3- Удельная теплоемкость материал, Дж/(кг·град)

Таблица 1.4 - Химический состав в % материала 12Х18Н10Т

Материал детали является предпочтительным, т.к. соответствует предъявляемым требованиям и позволяет достичь заявленных эксплуатационных характеристик детали «Переходник».

1.3 Качественный анализ

Чертеж детали «Переходник» с габаритными размерами: 130×130×168 мм.

Двигаясь снизу вверх, конструкцию детали можно описать следующим образом.

Конусное вертикальное отверстие с диаметром основания 40мм, углом при вершине конуса 15° и параметром шероховатости Ra 12.5мкм на диаметре 30мм переходит в цилиндрическое отверстие глубиной 154мм. Также вертикально располагаются: отверстие диаметром 26H11 шероховатостью Ra 3.2мкм, сквозное отверстие диаметром 20H11 шероховатостью Ra 3.2мкм и отверстие 28H11 глубиной 10мм с параметром шероховатости Ra 3.2мкм, к которым предъявляются следующие зависимые допуски: допуск пересечения осей 0.06мм относительно базы “К”, допуск перпендикулярности 0.05мм относительно базы “К”, общий допуск соосности отверстий.

На присоединительной поверхности цилиндрического основания диаметром 74мм с шероховатостью Ra 12.5мкм, которая является базой “И”, вероятно, с целью герметизации, на диаметрах 52мм и 62мм с шероховатостью Ra 12.5мкм проточены канавки треугольного профиля с углом при вершине 90°, уходящей в деталь на 1мм. Далее имеется ступень диаметром 90мм с допуском ±0.1мм и параметром шероховатости горизонтальной поверхности Ra 12.5мкм. Радиусный переход, размер 2мм которого обеспечивается инструментом, имеет шероховатость Ra 12.5мкм и ведет основанию квадратного сечения с длиной стороны 130мм и высотой 18мм. На всей верхней кромке оно имеет скругление радиусом 3мм. Углы основания закруглены с радиусом 15мм. Также расположено 4 отверстия диаметром 18мм с межосевым расстоянием 94мм, к которым предъявляется зависимый позиционный диаметральный допуск 0.5мм относительно базы “И”. Сверху скругление радиусом 2мм и шероховатостью Ra 12.5мкм соединено со скруглением радиусом 20 мм, которое так же имеет шероховатость Ra 12.5мкм и ведет к конусному переходу с углом раствора 14°.

Скругление радиусом 3мм соединяет конусный переход с параллелепипедом габаритами 77мм х 90мм х 75мм. Справа находится цилиндрический выступ длиной 25мм и диаметром 72мм, который на торце имеет фаску 1х45°. Также на наружной поверхности находится канавка диаметром 60мм, шириной 14мм, шероховатостью: стенок Ra 3.2мкм, скруглений радиусом 2мм - Ra 12.5мкм. В выступе и в основном объеме имеется сквозное горизонтальное ступенчатое отверстие. Первая ступень имеет диаметр 66мм на глубину 3мм с шероховатостью Ra 12.5мкм. На торцевой поверхности на диаметре 56мм располагается канавка треугольного профиля глубиной 1мм с углом 90°. Вторая представляет собой резьбовое отверстие G 11/2-LH-A с длинное нарезания резьбы 19мм, шероховатостью: поверхности Ra 6.3, резьбы Ra 3.2мкм, фаской 1.6х45° и скруглением на переходе радиусом 1мм. Длина сбега резьбы составляет 4мм. Третья ступень является сквозным отверстием диаметром 35мм. Четвертая ступень с шероховатостью Ra 3.2мкм имеет диаметр 50мм, являющийся базой «К» и глубину от левого торца 46.6мм. Пятая ступень под прямым углом пересекается с вертикальными отверстиями, имеет диаметр 58мм с допуском +0.19мм, глубину 40мм, шероховатость Ra 3.2мкм. Также, отверстие имеет скос под углом 45° до диаметра 64.6мм с допуском +0.19мм. Поверхность скоса имеет шероховатость Ra 3.2мкм

Параллельно оси горизонтального ступенчатого отверстия располагаются четыре резьбовых отверстия M10-7H на глубину 15мм с длиной свинчивания резьбы 10мм, фаской 1.6х45° с шероховатостью Ra 6.3мкм, шероховатостью резьбы Ra 3.2мкм и позиционным зависимым допуском 0.5мм относительно базы “К”.

Также сверху находится возвышение высотой 3мм, состоящее из: дуги окружности радиусом 20мм с центром, лежащим на вертикальной оси детали, дуги окружности радиусом 12.5мм с центром, находящимся на удалении от вертикальной оси в 30мм с допуском ±0.1мм и их общими касательными. Также, соосно с центром малой дуги располагается резьбовое отверстие M12-7H глубиной 20мм, длиной свинчивания резьбы 14мм с шероховатостью Ra 3.2мкм и фаской 1.6х45°. Возвышение имеет фаску 1х45°. Также на левой поверхности находится выступ шириной 3мм, высотой 23мм, длиной до сопряжения с возвышением. Выступ имеет скругление радиусом 3мм и шероховатость нижней поверхности Ra 12.5мкм. Справа находится цилиндрический выступ диаметром 72мм, длиной 25мм. Выступ на торце имеет фаску 1х45°, также на наружной цилиндрической поверхности имеется канавка шириной 14мм, диаметром 60мм с скруглениями радиусом 2мм, шероховатостью стенок Ra 3.2мкм и шероховатостью скруглений Ra 12.5мкм.

1.4 Количественный анализ

Количественная оценка технологичности выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности. Согласно ГОСТ14.202-73 номенклатура показателей технологичности изделия содержит 4 основных 31 дополнительный показатели. Применительно к производству количественную оценку технологичности производят по суммарной трудоёмкости ∑Тш. к и технологической себестоимости Ст, а также по техническим показателям, определение которых возможно из чертежа детали. Для этого на эскизе детали следует обозначить по часовой стрелке арабскими цифрами каждую поверхность, данные по которым занести в таблицу.

Таблица 1.5 - Данные анализа эскиза детали

Далее определяются среднеарифметические значения квалитетов и классов шероховатости, а затем рассчитываются коэффициенты точности и шероховатости.

Определяется коэффициент точности:

 (1.1)

где  - средний квалитет точности детали:

 (1.2)

где:  - квалитет точности i-ой поверхности;

 - количество размеров соответствующего квалитета точности.

Определяется коэффициент шероховатости:

 (1.3)

где  - параметры шероховатости обрабатываемой поверхности:

 (1.4)

где  - параметры шероховатости обрабатываемой поверхности.

Рассчитанные коэффициенты Кт и Кш сравниваем с базовыми значениями.

При сравнении базовых значений коэффициентов должны выполняться неравенства: 0,16

Вывод: Оба неравенства не выполнены, следует пересмотреть требуемые параметры точности на соответствие целесообразности.

Материал детали 12Х18Н10Т - распространен, легко обрабатывается резанием, не является дефицитным.

К большинству поверхностей не предъявляются высокие требования по точности и шероховатости. Нетехнологичными элементами являются вертикальные и горизонтальные ступенчатые отверстия, обработка прямоугольных переходов которых требует фрезерования ил точения.

Также, обработка диаметра 30 требует использования малопроизводительной операции растачивания.

2. АНАЛИЗ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА

В машиностроении различают условно 3 типа производства: массовое, серийное и единичное. Серийное производство делится на крупно-, средне- и мелкосерийное.

За основу берём габариты, массу и годовой объем выпуска изделия, предусмотренного курсовым заданием.

Для анализа типа производства можно воспользоваться двумя методами.

Таблица 2.1 - Выбор серийности производства

При проектировании можно считать, что тип производства зависит от двух факторов: заданной программы и трудоемкости изготовления изделия. Соотношение этих величин называется коэффициентом серийности kс:

с= tв/Тшт, (2.1)

где: tв - такт выпуска, мин/шт;

Тшт - штучное время, мин.

в = 60Fд/N, (2.2)

где: Fд - действительный годовой фонд производственного времени оборудования, линии и рабочих мест, ч;- годовая программа выпуска изделий, шт.

В зависимости от режима и организации работ в подразделении (в цехе, на участке) ориентировочно принимают при работе: в одну смену Fд = 2070 ч, в две смены Fд = 4015 ч и при трехсменной работе Fд = 6022 ч.

Таблица 2.2 - Значения коэффициентов серийности типов производств

Соотношение заданной программы и трудоемкости изготовления называется коэффициентом серийности kс, который показывает что деталь будет выполнена в крупносерийном производстве.

3. ЗАГОТОВКА

.1 Определение метода получения исходной заготовки

Заготовка ― предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхностей и свойств материала изготавливают деталь или неразъемную сборочную единицу.

Заготовка каждого вида может быть получена одним или несколькими методами родственными базовому.

Из наиболее рациональных способов получения заготовки для детали “Корпус переходной” можно выделить литье в песчаные формы и ковку.

Литьё в песчаные формы - дешёвый, самый грубый (в плане размерной точности и шероховатости поверхности отливок), но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Вначале изготовляется литейная модель (ранее - деревянная, в настоящее время часто используются металлические или пластиковые модели, полученные методами быстрого прототипирования <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%8B%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%BF%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5>), копирующая будущую деталь. Модель, закрепленная на подмодельной плите, засыпается песком или формовочной смесью <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%BC%D0%B5%D1%81%D1%8C> (обычно песок и связующее), заполняющей пространство между ней и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия и полости в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает в термическом шкафу (сушильной печи). Образовавшиеся полости заливаются расплавом металла через специальные отверстия - литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковую систему <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0> (обычно это обрубка), удаляют облой <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%B1%D0%BB%D0%BE%D0%B9> и проводят термообработку <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%BA%D0%B0>.

Для получения отливки данным методом могут применяться различные формовочные материалы, например песчано-глинистая смесь или песок <https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%81%D0%BE%D0%BA> в смеси со смолой и т. д. Для формирования формы используют опоку (металлический короб без дна и крышки). Опока имеет две полуформы, то есть состоит из двух коробов. Плоскость соприкосновения двух полуформ - поверхность разъёма. В полуформу засыпают формовочную смесь и утрамбовывают её. На поверхности разъёма делают отпечаток промодели (промодель соответствует форме отливки). Также выполняют вторую полуформу. Соединяют две полуформы по поверхности разъёма и производят заливку металла.

Ковка - наиболее древний способ обработки металла давлением состоит в следующем: стальная заготовка нагревается в горне или нагревательной печи до температуры выше 900°, при которой металл становится пластичным. После этого ударами молота металлу, лежащему на наковальне, придается необходимая форма. Также, различают ковшу в штампы, этот метод позволяет придать форму заготовке путем пластического деформирования по профилю штампа. Изделие, полученное в результате ковки, называют поковкой. Различают ручную и машинную ковку. Ручная ковка применяется для мелких ремонтных работ. Машинная ковка - ковка на молотах и прессах. Она во много раз производительнее ручной и позволяет обрабатывать очень крупные детали.

Проведя анализ качественных характеристик данных методов, можно сделать вывод, что литье в песчаные формы является наиболее предпочтительным, обеспечивая меньший отход металла за счет создания отверстий и внешних контуров в заготовительной операции с рациональной точностью.

3.2 Определение межоперационного припуска

Для определения габаритных размеров заготовки произведем расчет межоперационных припусков которые позволяют учесть параметры влияющие на величину припуска снимаемого на механической обработки.

Производим расчет припуска на один из габаритных размеров детали наибольший диаметр 430 мм.

Расчёт припусков на обработку ведём путём составления таблицы 3.1, в которую записываем технологический маршрут обработки поверхности и все значения элемента припуска.

Таблица 3.1 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ø20H11

Значение Rz - средняя высота микронеровностей поверхности, полученное на предшествующем переходе составляет 200 мкм.

Значение Т - глубина дефектного слоя поверхности, полученное на предшествующем переходе составляет 300 мкм.

Параметры Rz и Т после механической обработки определяем по таблице. Значения записываем в сводную таблицу.

Суммарное значение пространственных отклонений  в нашем случае определяется по следующей формуле:

, (3.1)

где: Co - удельное смещение оси

 - удельный увод оси

 - длина заготовки до места обработки, мм

мкм

Величина остаточного пространственного отклонения после рассверливания:

мкм

после зенкерования:

мкм

Производим расчет погрешности установки

, (3.2)

Производится расчет минимальных межоперационных припусков по формуле:

2Zmin = 2(Rz I - 1 +T I - 1 +) (3.3)

Минимальный припуск для рассверливания:

Zmin2 = 2*(600 + 600 +28.104) = 2456.208 мкм

Минимальный припуск для зенкерования:

Zmin3 = 2*(40+ 60 + 1.74) = 203.48 мкм

Имея чертежный размер, после последнего перехода для остальных переходов расчетный размер определяется по формуле:

, (3.3)

Для зенкерования=20

для рассверливания:

 20   = 19.79652мм

для заготовки

 мм

Значения допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.

Наименьший предельный размер определим для каждого технологического перехода, округлив расчетный размер в сторону увеличения до десятичной дроби с каким дан допуск на размер.заг = 17.340мм1 = 19.796мм2 =  мм

Наибольший предельный размер определяется по формуле:

dmin i=dmax i-бi (3.4)

заг.= 17.340 - 1.3 = 16.04ммрассверл. = 19.796 - 0.21 = 19.586мм
зенкер. = 20 - 0.13 = 19.87мм

Минимальные предельные значения равны разности наибольших предельных размеров выполняемых и предшествующих переходов. А максимальные предельные значения равны разности наименьших предельных размеров и рассчитываются по формулам:

 (3.5)

 (3.6)

 = 19.796 - 17.340 = 2.456мм = 2456мкм

 = 20 - 19.796= 0.204 мм = 204мкм

 = 19.586 - 16.04 = 3.546 мм =3546мкм

 = 19.87 - 19.586 = 0.284 мм = 284мкм

Определяется общий припуск:= 2456+204 = 2 660 мкм= 3546+284 = 3 830 мкм

Проводится проверка правильности выполненных расчетов по следующей формуле:

 (3.7)

Соответственно:

-2456 = 1300-210

= 1090

-204 = 210-130

= 80

Расчет произведен верно. На рисунке 3.1 представлено графическое обозначение припуска.

Рисунок 3.1 - Графическое обозначение припуска

Также рассчитаны припуски на обработку и промежуточных предельных размеров на 74-0.03.

Технологический маршрут обработки 74-0.03 состоит из чернового, предварительного и чистового точения.

При расчете было использовано методическое пособие Курсового проектирования по технологии машиностроения Горбацевич А.Ф., Шкред В.

Таблица 3.2 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности 74-0.03.

Расчет припусков на обработку ведем путем составления таблицы, в которую записываем технологический маршрут обработки поверхности и все значения элемента припуска.

Значение Rz - средняя высота микронеровностей поверхности, полученное на предшествующем переходе составляет 200 мкм.

Значение Т - глубина дефектного слоя поверхности, полученное на предшествующем переходе составляет 300 мкм.

Параметры Rz и Т после механической обработки записываем в сводную таблицу.

Суммарное значение пространственных отклонений заготовки  в нашем случае равно нулю, т.к. было скорректировано предыдущими операциями обработки.

Производится расчет погрешности установки

, (3.2)

Производится расчет минимальных межоперационных припусков по формуле:

2Zmin = 2( Rz I - 1 +T I - 1 +), мкм (3.3)

Минимальный припуск для предварительного точения:

Zmin2 = 2*(100 + 100 + 6.5) = 413 мкм

Минимальный припуск для чистового точения:

Zmin3 = 2*(50+ 50 + 5.2) = 210.4 мкм

Имея чертежный размер, после последнего перехода для остальных переходов расчетный размер опр. по формуле:

, (3.3)

Для чистового точения:=74

для предварительного точения:

 74   = 74.2104 мм

для заготовки

 мм

Значения допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.

Наименьший предельный размер определим для каждого технологического перехода, округлив расчетный размер в сторону увеличения до десятичной дроби с каким дан допуск на размер.заг = 74.6234мм1 = 74.2104мм2 =  мм

Наибольший предельный размер определяется по формуле:

dmin i=dmax i-бi, (3.4)

заг.= 74.623-0.12 = 74.503ммрассверл. = 74.2104 - 0.074 = 74.1364ммзенкер. = 74-0.03= 73.97мм

Минимальные предельные значения равны разности наибольших предельных размеров выполняемых и предшествующих переходов. А максимальные предельные значения равны разности наименьших предельных размеров и рассчитываются по формулам:

 (3.5)

 (3.6)

 = 74.6234 - 74.2104 = 0.413мм = 413мкм

 = 74.2104 - 74= 0.2104мм = 210.4мкм

 = 74.503 - 74.1364 = 0.3666мм = 366.6мкм

 = 74.1364 - 73.97 = 0.1664мм = 166.4мкм

Определяем общий припуск:= 2456+204 = 2 660 мкм= 3546+284 = 3 830 мкм

Проводим проверку правильности выполненных расчетов по следующим формуле:

 (3.7)

Соответственно:

-366.6=46.4мм=0.046мкм

.10-0.074=0.046мкм

.4-166.4=44мм=0.04мкм

.07-0.03=0.04мкм

Расчет произведен верно. Графическое обозначение изображено на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Графическое обозначение припуска

Расчет припуска на размер 580.019

Значение Rz - средняя высота микронеровностей поверхности, полученное на предшествующем переходе составляет 200 мкм.

Значение Т - глубина дефектного слоя поверхности, полученное на предшествующем переходе составляет 300 мкм.

Параметры Rz и Т после механической обработки определяем по таблице. Значения записываем в сводную таблицу.

Суммарное значение пространственных отклонений  в нашем случае определяется по следующей формуле:

, (3.1)

где: Co - удельное смещение оси

 - удельный увод оси

 - длина заготовки до места обработки, мм

мкм

Величина остаточного пространственного отклонения после предварительного фрезерования:

мкм

после чистового фрезерования:

мкм

Производится расчет погрешности установки

, (3.2)

Производится расчет минимальных межоперационных припусков по формуле:

2Zmin = 2(Rz I - 1 +T I - 1 +), мкм (3.3)

Минимальный припуск для предварительного фрезерования:

Zmin2 = 2*(600 + 600 +28.104) = 2456.208 мкм

Минимальный припуск для чистового фрезерования:

Zmin3 = 2*(30+ 40 + 1.74) = 143.48 мкм

Имея чертежный размер, после последнего перехода для остальных переходов расчетный размер опр. по формуле:

, (3.3)

Для чистового фрезерования=58

для предварительного фрезерования:

 58   = 57.981мм

для заготовки

 мм

Значения допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с классом точности того или иного вида обработки.

Наименьший предельный размер определим для каждого технологического перехода, округлив расчетный размер в сторону увеличения до десятичной дроби с каким дан допуск на размер.заг = 57.935мм1 = 57.981мм2 = 58 мм

Наибольший предельный размер определяем по формуле:

dmin i=dmax i-бi, (3.4)

заг.= 57.935-1.9= 56.035ммпредв. = 57.981-0.046=57.935ммчист. = 58-0.019=57.981мм

Минимальные предельные значения равны разности наибольших предельных размеров выполняемых и предшествующих переходов. А максимальные предельные значения равны разности наименьших предельных размеров и рассчитываются по формулам:

 (3.5)

 (3.6)

 = 57.981-57.935=0.046мкм

 = 58-57.981=0.019мкм

 = 57.935-56.035=1.9мкм

 = 57.981-57.935=0.046мкм

Определяется общий припуск:= 46+19 = 65 мкм= 1900+46 = 1946 мкм

Проводится проверку правильности выполненных расчетов по следующим формулам:

 (3.7)

Соответственно:

-46=1854

-46=1854

-19=27

-19=27

Расчет произведен верно. На рисунке 3.3 представлено графическое обозначение припуска.

Рисунок 3.3 - Графическое обозначение припуска

3.3 Определение размеров заготовки

Размеры заготовки должны быть не меньше расчетных представленных в пункте 3.2. Эскиз заготовки изображен на рисунке 3.4

Рисунок 3.4 - Эскиз заготовки детали «Переходник»

4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

В данном разделе разрабатывается современный технологический процесс обработки детали и результатом обработки является комплект нормативно-технических документов: маршрутной карты, операционных карт, карт наладок. Разработка технологического процесса выполняется в соответствии с ГОСТ 14.301-81. Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным и обеспечить повышение производительности труда и качества детали, сокращения трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшения вредных воздействий на окружающую среду.

4.1 Существующий технологический процесс

Таблица 4.1 - Существующий технологический процесс

4.2 Разработанный технологический процесс

Таблица 4.2 - Разработанный технологический процесс

Рисунок 4.1 - Эскиз обработки

Рисунок 4.2 - Эскиз обработки

Рисунок 4.3 - Эскиз обработки

Рисунок 4.4 - Эскиз обработки

Рисунок 4.5 - Эскиз обработки

4.3 Расчет режимов резания

Исходными данными к расчетам служат: номер, наименование и краткое содержание операции, сведения о заготовке (ее форма, размеры обрабатываемых поверхностей, величина припусков, характеристика материала), требования к точности размеров, точности формы и расположению к величине шероховатости обработанных поверхностей; принятые модель станка, конструкции приспособлений и инструмента).

Расчёт режимов резания на черновую токарную обработку внутреннего диаметра 29мм.

В качестве режущего инструмента и оборудования используется резец расточной Т15К6 ГОСТ 18882-73.

Назначение режимов резания:

Глубина резания: t = 2 мм

Рабочая подача: S = 0.5мм/об

Период стойкости резца: Т = 60 мин

Поправочный коэффициент рассчитаем по формуле:

 (4.1)

; ; ;;

Скорость резания определяется по формуле:

 (4.2)

= 340; T = 60; m = 0.2; x = 0.15; y = 0.43;

Частота вращения шпинделя:

(4.3)

Сила резания и связанные коэффициенты рассчитываются по формулам ниже:

 (4.4)

; x = 1; y = 0.75; n = -0.15

 (4.5)

 (4.6)

; ; ; ;

, Н

Мощность резания вычисляется по формуле:

 (4.7)

Расчёт режимов резания на сверление отверстия диаметром 18мм.

Глубина резания при сверлении рассчитывается по формуле :

= 0.5D, (4.8)

где: t - глубина резанья- диаметр сверла= 0.5*18 = 9 мм

При сверлении отверстия без ограничивающих факторов подачу выбирают максимально допустимую по прочности сверла.=0.10 мм

Скорость резания рассчитывается по формуле:

(4.9)

где: U - скорость резания;

Т - период стойкости.- Общий поправочный коэффициент, учитывающий фактические скорости резанья, вычисляется по формуле:

 (4.10)

где Kmu - коэффициент на обрабатываемый материал, рассчитывается по формуле- коэффициент на инструментальный материал- коэффициент учитывающий глубину сверления

 м/мин

Крутящий момент рассчитывают по формуле(4.11)

(4.11)

где: Мкр - крутящий момент;- диаметр сверла;- подача;

Кр - коэффициент учитывающий фактические условия обработки.

 Нм

Осевая сила рассчитывается по формуле:

 (4.15)

где: Po - осевая сила;- диаметр сверла;- подача;- коэффициент учитывающий фактические условия обработки.

= 976Н

Мощность резания рассчитывается по формуле:

, (4.16)

где: Nc- мощность резания;- момент кручения;- частота вращения инструмента или заготовки , рассчитывается по формуле (4.17).

=(4.17)

где: U- скорость резания;диаметр сверла.=  об/мин

кВт

5. ОБОРУДОВАНИЕ

При выборе оборудования для каждой технологической операции учитываются следующие основные факторы: объем выпуска деталей по заданию; тип производства; габаритные размеры детали; размеры и расположение обрабатываемых поверхностей; требования к точности, шероховатости поверхностей; необходимость наиболее полного использования станков по мощности и нагрузке, простоту их обслуживания, степень использования..

5.1 Станки

Руководствуясь соображениями рациональности расхода материалов, соблюдений требований точности, времени обработки и использованием современного оборудования, для изготовления детали «Переходник» был выбран токарный обрабатывающий центр с ЧПУ «Doosan PUMA 2100SY», позволяющий выполнить весь цикл механической обработки за 3 установа.

Рисунок 5.1 - Станок серии PUMA 2100SY

Станки «Doosan PUMA 2100SY» - это высокоточные центры, предназначенные как для простейших токарных и токарно-фрезерных операций, так и для деталей сложных форм, требующих многокоординатной токарной и фрезерной обработки, выполняемой на одном станке. Они отличаются встроенным мотор-шпинделем мощностью до 26 кВт, револьверными головками с приводным инструментом, возможностью обработки перемещения револьверной головки по осям XYZ.

Таблица 5.1 - Характеристики станка PUMA 2100SY

5.2 Приспособления

Для обработки детали «Переходник» используются четырехкулачковый и цанговый патроны, изображенные на рисунках 5.1 и 5.2 соответственно.

Четырехкулачковые патроны с независимым перемещением кулачков применяют для закрепления деталей сложной формы, для которых требуется высокая точность выверки оси, и тяжелых деталей, закрепление которых в двух - и трехкулачковых патронах является недостаточно надежным. Каждый из кулачков может перемещаться в радиальном пазу корпуса независимо от других с помощью установочного винта. Этот винт имеет только вращательное движение. Его продольному перемещению препятствуют сухари, запрессованные в корпусе. При применении этих патронов требуется много времени на установку и закрепление детали.

Рисунок 5.2 - Четырехкулачковый патрон

Цанговые патроны с комплектами сменных цанг предназначены для зажима различного инструмента на металлообрабатывающих станках токарных, фрезерных, сверлильных и расточных групп, а также на «обрабатывающих центрах», в том числе и на станках с числовым программным управлением. Несмотря на широкий диапазон типоразмеров цанговых патронов и цанг к ним поставляемых, принцип действия их идентичен. Под воздействием зажимной гайки передающей усилие на торец цанги, последняя перемещается в конусное отверстие цангового патрона и сжимается в радиальном направлении, надёжно закрепляя цилиндрический хвостовик режущего инструмента. Для извлечения инструмента необходимо разжать цангу сняв с неё давление открутив гайку. Преимущества цангового патрона в виде хорошего центрирования и надёжного закрепления цилиндрических поверхностей, в некоторых случаях можно использовать для базирования и закрепления деталей для выполнения окончательных операций, не требующих значительных усилий резания при обработке.

Рисунок 5.3 - Цанговый патрон

переходник припуск заготовка станок

5.3 Режущий инструмент

Фреза торцевая ГОСТ 26595-85, изображена на рисунке 5.3. Торцевые фрезы широко применяются при обработке плоскостей на вертикально-фрезерных станках. Ось их устанавливается перпендикулярно обработанной плоскости детали. В отличие от цилиндрических фрез, где все точки режущих кромок являются профилирующими и формируют обработанную поверхность, у торцовых фрез только вершины режущих кромок зубьев являются профилирующими. Торцовые режущие кромки являются вспомогательными. Главную работу резания выполняют боковые режущие кромки, расположенные на наружной поверхности.

Рисунок 5.4 - Торцевая фреза

Фреза концевая ГОСТ 17025-71, представлена на рисунке 5.5. Фреза предназначена для обработки плоскостей, уступов и пазов.

Рисунок 5.5 - Технический рисунок концевой фрезы

Зенковка ГОСТ 14953-80, представлена на рисунке 5.5. Многолезвийный режущий инструмент для обработки отверстий в деталях других поверхностей с целью получения конических или цилиндрических углублений, фасок, опорных плоскостей вокруг отверстий.

Рисунок 5.6 - Технический рисунок зенковки

Фреза для обработки Т-образных пазов ГОСТ 10673-75, представлена на рисунке 5.7.

Рисунок 5.7 - Технический рисунок фрезы для обработки Т-образных пазов

Резец радиусный специальный представлен на рисунке 5.7. Используется для создания плоской поверхности выступа и формирования скругления радиусом 2мм за один переход.

Рисунок 5.8 - Технический рисунок радиусного специального резца

Резец проходной прямой ГОСТ 18878-73 представлен на рисунке 5.9.

Рисунок 5.9 - Резец проходной прямой

Резец резьбовой ГОСТ 18885-73 изображен на рисунке 5.10.

Рисунок 5.10 - Резец резьбовой для нарезания внутренних метрических резьб

Резец канавочный для внутренних канавок специальный изображен на рисунке 5.11.

Рисунок 5.11 - Резец канавочный для внутренних канавок специальный

Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77, изображено на рисунке 5.12.

Рисунок 5.12 - Технический рисунок сверла

Метчик для трубных резьб ГОСТ 19879-79 изображен на рисунке 5.13.

Рисунок 5.13 - Технический рисунок метчика

5.4 Контрольно-измерительный прибор

После изготовления детали, необходимо проверить все ее размеры. Для этого можно воспользоваться Штангенциркулем ШЦ-I ГОСТ166-89. Штангенциркуль - универсальный инструмент, предназначенный для высокоточных измерений наружных и внутренних размеров, а также глубин отверстий (рисунок 5.14). Один из самых распространенных инструментов измерения благодаря простой конструкции, удобству в обращении и быстроте в работе.

Рисунок 5.14 - ШЦ-I

Для контроля быстрого контроля отверстий диаметром до 500мм применяют гладкие калибры ГОСТ 21401-75. Технический рисунок для контроля отверстия 58H6 изображен на рисунке 5.15.

Рисунок 5.15 - Калибр гладкий ПР

Калибр резьбовой изображен на рисунке 5.16. Используется для контроля размеров резьбы: наружного, внутреннего и среднего диаметра резьбы; шага резьбы и высоты исходного треугольника. Является калибром предельного вида и подразделяется на проходной и непроходной (ПР и НЕ).

Рисунок 5.16 - Калибр резьбовой

Образцы шероховатости поверхности (сравнения) предназначены для контроля шероховатости поверхности металлических деталей после их обработки на металлорежущих станках методом визуального сравнения или осязанием (на ощупь).

Образцы могут использоваться станочниками при обработке поверхностей деталей на металлорежущих станках, конструкторами и технологами при выборе и назначении шероховатости поверхности, а также для учебных целей. Образцы выпускаются в виде наборов определенного вида обработки (шлифование, фрезерование, точение, растачивание).

Рисунок 5.17 - Образцы шероховатости

6. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Безопасность - один из основных принципов организации труда в стране. Социалистическое государство, оберегая в производстве самое ценное - здоровье и жизнь рабочего, принимает все меры к тому, чтобы сделать труд рабочего безопасным.

Техника безопасности разрабатывает мероприятия, которые должны обеспечить рабочему наибольшую безопасность, а также ставит своей задачей обучение рабочего безопасным приемам работы. Количество несчастных случаев на предприятиях непрерывно снижается вследствие следующих мероприятий:

) организованного ознакомления вновь поступающих на работу с правилами техники безопасности;

) систематического изучения рабочими правил техники безопасности и проверки их знаний;

) обеспечения работающих правилами внутреннего распорядка и инструкциями по технике безопасности, плакатами, наглядно показывающими безопасные и опасные приемы работы, и т. п.;

) повседневного надзора и контроля со стороны административно-технического персонала за проведением мероприятий по технике безопасности и за выполнением рабочими правил безопасной работы.

Для предупреждения несчастных случаев от внутризаводского транспорта на территории предприятия наряду с обеспечением достаточной ширины проезда для автомобильного транспорта выделяются пешеходные дорожки (тротуары) для движения людей. Переезды обеспечиваются предупредительными устройствами в виде шлагбаумов, светофоров и звуковой сигнализации, а также предупредительными надписями. Если на территории завода работает автомобильный кран или экскаватор, то нельзя ходить или стоять под поднятым грузом или ковшом. В случае проведения на территории предприятия строительных или земляных работ, производимых близко от проездов и проходов, предусматривают настилы и около опасных мест в вечернее время зажигают световые сигналы.

Несчастные случаи в механических цехах могут произойти по ряду причин. Основными из них являются: неисправности станка, электропроводки, ограждений и предохранительных устройств; неисправность пусковых и переключающих устройств; недостаточное местное освещение; плохая организация рабочего места; неправильные приемы работы на станке; недостаточные знания правил техники безопасности; невнимательность самого рабочего и нарушение правил по технике безопасности.

Для устранения несчастных случаев при работе на токарных станках необходимо строго выполнять мероприятия техники безопасности.

. Во время работы на станке не носить свободной одежды; рукава одежды завязывать у кисти; длинные волосы закрывать головным убором.

. Применять предохранительные и оградительные устройства у станков, следить за их исправным состоянием и никогда не работать со снятыми оградительными устройствами.

. Работать с применением защитных от стружки приспособлений: а) при обработке стали на высоких скоростях применять устройства для ломания стружки; б) при обработке хрупких металлов (чугун, бронза и др.) пользоваться защитными очками или применять предохранительные щитки.

. При обработке деталей в центрах применяют безопасные поводковые или кулачковые патроны с оградительными кожухами.

. При скоростном точении обязательно применять вращающиеся центры.

. Не загромождать проходов и проездов.

. Следить за чистотой и порядком на рабочем месте и аккуратным отводом стружки.

. Не тормозить руками вращающийся патрон.

При всяких ранениях и повреждениях необходимо сразу же обратиться за помощью в медпункт, а в серьезных случаях вызвать скорую помощь. При попадании в глаз стружки, пыли и т. п. нельзя извлекать их самому или прибегать к помощи товарища (так как можно повредить глаз), нужно обратиться к врачу или медицинской сестре.

Необходимо строго выполнять правила по противопожарным мероприятиям:

Концы для обтирки станков и промасленные тряпки нельзя оставлять у станка: они могут загореться даже от случайной искры. По окончании смены надо аккуратно собрать все концы и тряпки и сложить их в железный ящик с закрывающейся крышкой. По окончании работы или при перерывах в работе обязательно выключать электродвигатель станка.

Курить следует только в отведенном месте.

При сгорании предохранителей у электрооборудования станка и при сильном перегревании электродвигателя необходимо немедленно вызвать электромонтера.

При возникновении загорания надо выключить электродвигатель и по сигналу или телефону вызвать пожарную команду. До прибытия пожарной команды надо пытаться тушить пожар собственными средствами, пользуясь огнетушителем, песком, брезентом и т. п.

В дипломном проекте был спроектирован маршрут обработки, произведён качественный и количественный анализ чертежа детали «Переходник». Количественный анализ показал, что требования к шероховатости и точности обработки детали завышены, деталь является не технологичной.

Также был произведён анализ типа производства, который показал что тип производства является крупносерийным, а серийность производства - крупная.

Методом получения заготовки было выбрано литье, так как оно является наиболее рациональным методом для данной детали, с учетом материала, массы, конфигурации, габаритов детали и годовой программы выпуска, а так же с учётом расчёта межоперационных припусков.

В дипломном проекте произведено сравнение двух маршрутов обработки, в одном из которых представлено наиболее современное оборудование и оснастка, что позволяет выполнять некоторые операции на одном рабочем месте.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.      Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения/ А.Ф Горбацевич. М.: Высшая школа, 1975 . 288с.

.        Косилова, А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. ТОМ 1/ А.Г.Косилова, Р.К. Мещеряков. М.: Машиностроение, 1986. 656с.

.        Косилова, А.Г. Справочник технолога-машиностроителя. ТОМ 2 / А.Г. Косилова, Р.К.Мещеряков. М.: Машиностроение, 1986. 656с.

.        Бабук, В.В. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении/ В.В. Бабук. М.: Высшая школа, 1987. 255с.

.        Маталин, А.А. Технология механической обработки / А.А. Маталин. Л.: Машиностроение, 2005. 464с.

.        Чумак, Н.Г. Материалы и технология машиностроения / Н.Г. Чумак. М.: Машиностроение, 1979. 125с.

.        Серебреницкий, П.П. Справочник станочника / П.П.Сербреницкий, А.Г. Схиртладзе. М.: Дрофа, 2008 . 656с.

.        Якушевич, Г.Б. Технология машиностроения/ Г.Б. Якушевич. Г.:ГрГУ им. Я. Купалы, 2010. 155с.

.        Козин, Б.Г. Резьбообработка. Справочник/ Б.Г. Козин, В.Б. Третьяков. М.: МАШГИЗ, Год: 1963. 243с.

.        Кувалдин, Ю.И. Технология сборки изделий / Ю.И. Кувалдин. В.: ВятГУ 2009. 736с.

.        ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку»/ Государственный комитет СССР по стандартам. М.: 1985. 36с.

.        ГОСТ 18882-73 «Резцы токарные расточные для обработки сквозных отверстий»/ ИПК Издательство стандартов. М.: 1973. 7с.