ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Оценка структуры детали
2. Выбор и обоснование способа производства
3. Оптимизация метода получения заготовки
4. Оценка разметов заготовки
5. Составление организационной структуры
6. Определение расстояний между отсеками
7. Характеристика вертикально-сверлильных операций
8. Оценка трудозатратности операций
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
На этапе изготовления машин особое внимание обращают на их качество и его важнейший показатель – точность. Понятие “точность” относится не только к размеру, но и к форме, взаимному расположению поверхностей, физико-механическим характеристикам деталей и среды, в которой их изготовляют.
Создание машин заданного качества в производственных условиях опирается на научные основы технологии машиностроения. Процесс качественного изготовления машины (выбор заготовок, их обработка и сборка деталей) сопровождается использованием технологии машиностроения.
1. Оценка структуры детали
Анализ технологичности детали производим исходя из служебного назначения детали, на основании её чертежа.
1.1 Анализ точности размеров
Размеры с указанными предельными отклонениями:
1) ø;
2) ø;
3) ;
4) ;
5) ;
6) 60+0,3
7) ø;
8) ;
Остальные поверхности выполняются по 14 квалитету.
Сравнивая приведённые выше размеры, определяем, что наиболее точной поверхностью является поверхность с заданным размером ø.
1.2 Анализ точности формы поверхностей
Допуск непостоянства диаметра поверхностей Г и М в поперечном и продольном сечениях не более 0,008мм. Точность форм остальных поверхностей должна быть выдержана в пределах допуска на размер.
1.3 Анализ точности расположения поверхностей
Допуск параллельности боковых поверхностей шлицев относительно Г и М равен 0,05мм на 100мм длины.
1.4 Анализ точности формы и расположения поверхностей
Допуск биения поверхности диаметром ø
относительно поверхностей Г и М - 0,05 мм.
Допуск биения поверхности диаметром øотносительно поверхностей Г и М - 0,03 мм. Допуск биения поверхностей по размеру относительно поверхностей Г и М - 0,02 мм.
1.5 Анализ качества поверхностного слоя
Значения шероховатости, указанные на чертеже:
1) поверхность ø выполняется с шероховатостью 1,25 мкм по Ra;
2) поверхность по размеру выполняется с шероховатостью 2,5мкм по Ra;
3) боковые поверхности шлицев выполняется с шероховатостью 3,2 мкм по Ra, фаски в центральном отверстии – с шероховатостью 3,2 мкм по Ra;
Остальные поверхности выполняются с шероховатостью 12,5 мкм по Ra.
2. Выбор и обоснование способа производства
Серийность производства определяем ориентировочно, пользуясь данными, таблица 2.1 /7/: для деталей, выпускаемых в год количеством 1400 шт. и массой 3,071кг тип производства – среднесерийный.
3. Оптимизация метода получения заготовки
Метод получения заготовок деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, объёмом выпуска продукции и типом производства, а также экономичностью изготовления.
Масса заготовки определяется по формуле
Gп
= q
/ Кис
мет
,
где q
= 3,071 кг – масса готовой детали;
K
ис мет
= 0,8 – коэффициент использования металла, с. 6 /7/;
Gп
= 3,071 / 0,8 = 3,84 кг.
Принимаем способ получения заготовки штамповкой.
Определим сложность поковки (отношение массы поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для последующего определения исходного индекса:
Gп
/ Gф
где Gф
– масса геометрической фигуры,
Gф
= ,
где r- радиус тела,мм
l – габаритная длина фигуры,мм
G- объемная масса стали, G=7,85т/м3
Gф
= 3,14*0,0422
*0.235*7,85 = 0,0102т =10,2кг.
С учетом выше полученного степень точности поковки – С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный индекс по таб.2 /8/ равен 13.
Стоимость заготовки определяется по формуле
,
где – базовая стоимость 1 т заготовок; согласно с. 33 /3/ для заготовок, полученных штамповкой принимаем руб/т;
– коэффициент, учитывающий точность штамповки; согласно с. 33 /3/ для штамповки класса точности Т4
принимаем ;
– коэффициент, учитывающий группу сложности; по таблице 2.12 /3/ для первой группы сложности принимаем ;
– коэффициент, учитывающий массу; по таблице 2.12 /3/ для штамповок массой от 2,5 до 4 кг принимаем ;
– коэффициент, учитывающий материал; согласно с. 37 /3/ принимаем ;
– коэффициент, учитывающий объём производства; согласно с.38 ;
– стоимость отходов (стружки); по таблице 2.7 /3/ для стальной стружки принимаем руб/т;
руб.
4. Оценка разметов заготовки
Масса заготовки определяется по формуле
Gп
= q
/ Кис
мет
,
где q
= 3,071 кг – масса готовой детали;
K
ис мет
= 0,8 – коэффициент использования металла, с. 6 /7/;
Gп
= 3,071 / 0,8 = 3,84 кг.
Принимаем способ получения заготовки штамповкой.
Определим сложность поковки (отношение массы поковки к массе геометрической фигуры, в которую вписывается форма поковки)для последующего определения исходного индекса:
Gп
/ Gф
где Gф
– масса геометрической фигуры,
Gф
= ,
где r- радиус тела,мм
l – габаритная длина фигуры,мм
G- объемная масса стали, G=7,85т/м3
Gф
= 3,14*0,0422
*0.235*7,85 = 0,0102т =10,2кг.
С учетом выше полученного степень точности поковки – С2 с. 33 /8/. Группа стали – М2; класс точности поковки Т4 таб.10 /8/. Исходный индекс по таб.2 /8/ равен 13.
По ГОСТ 7505-89 определяем основные припуски на механическую обработку и допуски для наружных поверхностей вращения и плоскостей, обрабатываемых с одной стороны.
Для самой точной и ответственной поверхности детали øпо табл.3/8/ припуск на сторону zo
=2,0 мм.По табл.8 /8/ допуск Т = 2,5мм. Следовательно, расчетный размер
D
р =
D
ном + 2
zo
= Æ45+2*2,0=Æмм
Допуски и припуски на остальные поверхности назначаются аналогично.
Таблица 1
Расчётные размеры заготовки
Номинальный диаметр D
(размер H
поверхности, мм |
Общий припуск на обработку на одну сторону z
мм |
Допуск T
мм |
Расчётный диаметр D
(размер H
поверхности, мм |
| ø | 2,0 | 2.5 | |
| 235 | 2.0 | 3,2 | |
| 50 | 1.5 | 2.5 | |
| 60 | 1.8 | 2.5 | |
| ø; | 1.5 | 2.5 | Ø |
| ø | 1.9 | 2.2 | Ø |
| 1.5 | 2,5 | ||
| Ǿ54 | 1,5 | 2,5 |
5. Составление организационной структуры
При разработке технологического процесса обработки детали используем следующие условия:
1) намечаем базовые поверхности, которые должны быть обработаны в самом начале технологического процесса;
2) определяем операции черновой обработки, при которых снимают наибольшие слои металла, это позволяет выявить дефекты заготовки;
3) обработка наиболее точных поверхностей, п.1.1, выполняется в последнюю очередь, это позволяет исключить влияние перераспределения внутренних напряжений, возникающих при каждом виде механической обработки, а также, исключить влияние потери точности от такого перераспределения;
4) отделочные операции выносятся к концу технологического процесса;
5) для наиболее точной и ответственной поверхности детали (поверхность диаметром øвыбираем последовательность обработки с помощью коэффициента уточнения.
Расчётная величина коэффициента уточнения определяется по формуле
,
где = 2500 мкм – допуск на рассматриваемую поверхность заготовки;
мкм – допуск на рассматриваемую поверхность детали;
.
Принимаем количество потребных технологических переходов m
= 5.
Допуск размера диаметра заготовки = 2500 мкм, что примерно соответствует 16 квалитету, а допуск размера детали – 6 квалитету. Следовательно, точность повышается на 10 квалитетов. По принятым четырем технологическим переходам распределяем по закону прогрессивного убывания 10 = 4 + 2 + 2+1+1. Точность промежуточных размеров в процессе механической обработки будет соответствовать:
после 1 перехода 12 квалитету;
после 2 перехода 10 квалитету;
после 3 перехода 9 квалитету;
после 4 перехода 7 квалитету;
после 5 перехода 6 квалитету.
Требуемая точность может быть достигнута следующими методами обработки:
1) черновое точение по 12 квалитету ();
1) получистовое точение по 10 квалитету ();
2) чистовое точение по 9 квалитету ();
3) черновое шлифование по 7 квалитету ();
и соответственно;
3) чистовое шлифование по 6 квалитету ();
и соответственно:
;
;
;
.
.
Заданная точность размера ø обеспечивается выбранными технологическими переходами.
Технологический маршрут Таблица 2
| 005 | Фрезерно-центровальная | МР-71М |
| 010 | Токарно-винторезная: обточить наружные поверхности с одной стороны | 1К620 |
| 015 | Токарно-винторезная: обточить наружные поверхности с одной стороны | 1К620 |
| 020 | Вертикально-сверлильная(Ǿ7) | 2Н125 |
| 025 | Вертикально-сверлильная, Ǿ17,5 | 2Н125 |
| 030 | Шлицефрезерная | 5350А |
| 035 | Зубофрезерная | 5350А |
| 040 | Круглошлифовальная | 3М151 |
| 045 | Зубошлифовальная | 5В833 |
| 050 | Шлицешлифовальная | 3451В |
6. Определение расстояний между отсеками
Припуск на механическую обработку удаляется обычно последовательно за несколько переходов, поэтому общий припуск на обработку распределяется на межоперационные припуски:
Общий припуск 2z0
=4,0мм.
Табличные значения операционных припусков составляет:
2zчис.т
=1,0 мм, 2zп.т
=1,2 мм 2zчерн.ш.
=0,4 мм, 2zчист.ш
=0,1 мм.
Из равенства
2z0
=2zчер.т
+2zчис.т
+ 2zчер.ш.
+ 2zчист.ш.
+2zп.т
находим припуск на черновое растачивание:
2zчер.т
=2z0
- 2zчис.т
- 2zчер.ш.
- 2zп.т
- 2zчист.ш.
=4,0 – 1,2 -1,0– 0,4 – 0,1 =1,3 мм.
Расчет промежуточных размеров сводим в таблицу.
Расчётные размеры заготовок
Таблица 3
| № перехода | Содержание перехода | Расчет величины размера | Промежуточный размер с допуском |
| 5 | Шлифовать поверхность начисто | D4
=Dном |
D5
= |
| 4 | Шлифовать поверхность начерно | D4
=D5 -2z5 =45+0,1=45,1 |
D4
= |
| 3 | Точить поверхность начисто | D3
=D4 -2z4 =45,1+0,4=45,5 |
D3
= |
| 2 | Точить поверхность получисто | D2
=D3 -2z3 =45,5+1,0=46,5 |
D2
= |
| 1 | Точить поверхность начерно | D1
=D2 -2z2 =46,5+1,2=47,7 |
D1
= |
| 0 | Диаметр поверхности исходной заготовки | D0
=D1 +2z1 =47,7+1,3=49 |
D0
= |
7. Характеристика вертикально-сверлильных операций
Режимы резания для первого перехода.
Глубина резания определяется по формуле
,
где – номинальное значение диаметра отверстия после обработки, мм; мм
мм.
Подача определяется по таблице 25 /4/. При обработке стали 20ХНЗА сверлом диаметром мм используют подачи от 0,15 до 0,20 мм/об. Принимаем мм/об.
Скорость резания определяется по формуле
,
где – коэффициент и показатели степени, таблица 28 /4/;
– период стойкости инструмента, мин; по таблице 30 /4/ принимаем мин;
– общий поправочный коэффициент на скорость резания;
– коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; при обработке 20ХНЗА , таблицы 1,2 /4/;
– коэффициент, учитывающий инструментальный материал; по таблице 6 /4/ принимаем ;
– коэффициент, учитывающий глубину обрабатываемого отверстия; по таблице 31 /4/ принимаем ;
;
м/мин.
Расчётная частота вращения детали определяется по формуле
об/мин.
Осевая сила при сверлении определяется по формуле
,
где – коэффициент и показатели степени,
таблица 32 /4/;
– коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала на силы резания , табл.9;
Н.
Крутящий момент при сверлении определяется по формуле
,
где – коэффициент и показатели степени,
таблица 32, /4/;
Н*м.
Мощность резания определяется по формуле
кВт.
Мощность привода станка кВт превышает мощность резания.
Основное время определяется при следующих значениях переменных: мм; мм по формуле
мин
8. Оценка трудозатратности операций
Техническая норма времени для токарно-винторезной операции.
Норма штучного времени определяется по формуле
,
где – основное время на операцию, мин, определяется по формуле
,
– основное время по i
-му технологическому переходу, мин; мин соответственно;
мин;
– вспомогательное время, мин; определяется по формуле
,
– время на установку и снятие детали, мин; по прил. 5 /3/ принимаем мин;
– время на закрепление и открепление детали, мин; ;
– время на приёмы управления, мин; при следующих приёмах управления: включить (выключить) станок, подвести и отвести инструменты к детали, по прил. 5 /3/ принимаем мин;
– время на измерение детали, мин; по прил. 5 /3/ принимаем мин;
мин;
– время на обслуживание рабочего места, мин, определяется по формуле
,
– время на комплекс действий, выполняемых во время процесса резания, мин; определяется в процентах от основного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;
– время на подготовку и завершение работы, мин; определяется в процентах от оперативного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;
мин;
– время на отдых, мин; определяется в процентах от оперативного времени ; по прил. 5 /3/ принимаем мин;
мин.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном курсовом проекте был разработан технологический процесс механической обработки шестерни ведущей конечной передачи для среднесерийного производства. Возможно применение спроектированного технологического процесса в промышленности.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Допуски и посадки: Справочник в 2-х ч. Ч. 1/ Под ред. В. Д. Мягкова. – 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. – 544 с., ил.
2. Технология машиностроения (специальная часть): Учебник для машиностроительных специальностей вузов/ А. А. Гусев, Е. Р. Ковальчук, И. М. Колесов и др. – М.: Машиностроение, 1986. – 480 с., ил.
3. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш. школа, 1983. – 256 с., ил.
4. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ Под ред. А.Г. Косиловой – 3-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1985. –,486 с., ил.
5. Обработка металлов резанием. Справочник технолога/ Под ред. Г. А. Монахова. – – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1974. – 600 с., ил.
6. Режимы резания металлов. Справочник/ Под ред. Ю. В. Барановского. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1972. – 410 с., ил.
7. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Технологические процессы в машиностроении” для студентов специальностей 17.03.00/ Сост.: В. П. Морозова. Липецк: ЛГТУ. – 19 с., ил.
8. ГОСТ 7505-89 (поковки стальные штампованные) / Государственный стандарт союза ССР – Издательство стандартов, 1990