Разработка автоматизированного производства технологического процесса механической обработки заданной детали в соответствии с требованиями к ней, а также с учетом программы выпуска

3-4 лист_Маршрут обработки_Киселев.cdw

поверхность в диаметр
Сверлить отверстие димаетром
рассверлить отверстие
отверстие до диаметра
Точить поверхность в диаметр
Зенкеровать отверстие в
Маршрут изготовления
Маршрут изготовления детали "Крышка
продолжение Маршрут изготовления детали "Крышка
Контролировать размеры

Титульный лист_КИСЕЛЕВ А. В..doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
Кафедра «Автоматизированные Технологические Системы
По дисциплине: «Технологические процессы и производства»
Пояснительная записка

Аннотация_КИСЕЛЕВ А. В..doc

В данной курсовой работе после количественного и качественного анализа технологичности конструкции детали «Крышка» (чертеж С330-01-03-02) определен тип производства и вид заготовки обоснованно выбраны базы и способы закрепления заготовки. Далее спроектирован технологический процесс обработки детали с учетом серийности и автоматизации производства. Определение припуска и межоперационных размеров произведено расчетно-аналитическим методом. Операции разработанного технологического процесса детали «Крышка» рассмотрены подробно с определением режимов резания и технически обоснованной нормой времени.
К курсовой работе прилагается оформленная технологическая документация на техпроцесс изготовления данной детали.

1 лист_Деталь_Киселев.cdw

Неуказаные предельные отклонения размеров: валов - по h14

Записка_КИСЕЛЕВ А.В..doc

Понятие «технология машиностроения» обозначает преимущественно процессы механической обработки заготовок для изготовления деталей и сборки машин. Это объясняется тем что в машиностроении заданные формы детали с требуемой точностью их параметров и необходимым качеством поверхностного слоя достигаются в основном путем механической обработки.
В процессе механической обработки возникает наибольшее число проблем связанных с выполнением требований к качеству машин заданных конструктором. Процесс механической обработки реализуется достаточно сложной технологической системой включающей в себя металлорежущий станок станочную технологическую оснастку режущий инструмент и заготовку.
Это объясняет направление развития технологии машиностроения как научной дисциплины в первую очередь в сторону изучения технологии механической обработки со снятием стружки и сборки.
Одной из основных задач машиностроения является обеспечение конкурентоспособности выпускаемых изделий которая определяется их качеством и ценой. Эти основные показатели конкурентоспособности машин в значительной мере зависят от технологии их изготовления разработчиком которой является инженер-технолог.
Целью данной курсовой работы является разработка применительно к условиям автоматизированного производства технологического процесса механической обработки заданной детали в соответствии с требованиями к ней а также с учетом программы выпуска. Курсовая работа состоит из двух разделов: общего и технологического. В общем разделе приведен анализ требований к изготавливаемой детали анализ ее свойств а также выявление ее технологических свойств. В технологическом разделе осуществляется выбор вида и метода получения заготовки разработка маршрутной технологии изготовления детали определение операционных размеров а также подробная разработка некоторых операций проектируемого технологического процесса и оформление технологической документации.
1.Краткие сведения о детали. Анализ требований чертежа
Изготавливаемая деталь «Крышка» (чертеж С330-01-03-02) относится к деталям машин и предназначена для установки колеса на ось вращения с помощью подшипника.
Проанализировав данные чертежа детали «Крышка» можно сделать следующие выводы:
Рабочий чертеж детали содержит все необходимые сведения дающие полное представление о детали т.е. все проекции сечения совершенно четко и однозначно определяющие ее конфигурацию и возможные способы получения заготовок.
На чертеже указаны все размеры с необходимыми допусками классами точности обрабатываемых поверхностей допускаемые отклонения от геометрических форм.
На детали фрезеруются лыски.
Одна из поверхностей детали имеет форму конуса.
Наиболее точные поверхность детали – отверстие диаметром 20Н8 мм (8 квалитет точности).
2. Материал детали и его свойства
Деталь «Крышка» (чертеж С330-01-03-02) изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-74.
Заменитель стали: 40Х 5050Г2с
Назначение: вал - шестерни коленчатые ираспределительные валы шестерни шпиндели бандажи цилиндры кулачки идругие нормализованные улучшаемые иподвергаемые поверхностной термообработке детали откоторых требуется повышенная прочность.
Механические свойства при Т=20oС материала 40
Трубы холоднокатан.
Технологические свойства материала
Температура ковки: начала 1250 конца 700; сечения до400ммохлаждаются навоздухе;
Свариваемость: трудносвариваемая; способы сварки: РДС иКТС необходим подогрев ипоследующая термообработка
Обрабатываемость резанием: в горячекатаном состоянии при НВ170-179 иB= 640МПа K тв.спл. = 1Kб.ст. = 1
Склонность котпускной способности: не склонна
Флокеночувствительность: малочувствительна
3. Анализ технологичности конструкции детали
В соответствии с ГОСТ 14.205-83 технологичность – это совокупность свойств конструкции изделия определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества объема выпуска и условий выполнения работ.
Технологичность детали оценивается качественно и количественно.
Качественная оценка. Технологичной при качественной оценке следует считать такую геометрическую конфигурацию детали и ее отдельных элементов при которой учтены возможности минимального расхода материала и использование наиболее производительных и экономичных для определенного типа производства методов изготовления.
Количественная оценка выражается показателем численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности.
Качественная оценка
Деталь «Крышка» имеет следующие габаритные размеры: l×d: 225×64 мм. Деталь имеет внутренние отверстия 20Н8 мм и 46 мм. Внутри отверстия 46 мм нарезается метрическая резьба. Наружные поверхности детали имеют диаметры 64 мм 39 мм. На детали точится конус. Фрезеруются лыски. Размеры являются технологичными.
Деталь «Крышка подшипника» жесткая так как следовательно отклонения min. Наружные поверхности детали обрабатываются резцами. В качестве баз можно использовать наружный диаметр детали 64 мм и внутренний 46 мм.
Наиболее ответственная поверхность имеет 8 квалитет точности и параметр шероховатости Ra25.
Количественная оценка
Количественную оценку производят по коэффициенту унификации [5]:
где - общее число конструктивных элементов детали
- число конструктивных элементов детали с унифицированными размерами.
Деталь считается технологичной.
К техническим показателям относятся коэффициенты точности Кт и шероховатости Кш [5].
Коэффициент точности Кт=
где Тср – средняя точность Тср=
Тi –величина квалитета i-й поверхности
n - количество поверхностей
Коэффициент шероховатости Кш=
где Raср – средняя шероховатость Raср =
Тi –шероховатость i-й поверхности
Вывод: деталь по точности является технологичной; для ее обработки не требуется доводочных операций то по шероховатости деталь является технологичной.
Технологический раздел
1. Определение типа производства
В машиностроении различают пять типов производства: единичное мелкосерийное среднесерийное крупносерийное и массовое.
Тип производства зависит от двух факторов: заданной программы и трудоемкости изготовления изделия.
На этапе проектирования технологического процесса тип производства можно определить лишь ориентировочно. При этом можно руководствоваться данными таблицы 1.
Таблица 1. Количество изготавливаемых в год деталей одного наименования и типоразмера для различных производств шт.
Крупные изделия машиностроения
Изделия средних размеров
При известной годовой программе (N=500шт) по чертежу детали оценивают размеры изделия (наибольший размер детали ) что в итоге позволяет ориентировочно выбрать тип производства заданной детали.
Тип производства – среднесерийное.
2. Выбор вида и метода получения заготовки
В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы: литье сварку обработку металлов давлением комбинации этих методов. Каждый метод содержит большое число способов получения заготовок.
Вид заготовок и способ их изготовления для конкретной детали определяются такими показателями как: материал конструктивная форма серийность производства масса заготовки.
Материал является одним из важных признаков определяющих метод получения заготовок. Деталь «Крышка» изготавливается из стали 45.
Тип производства - среднесерийное.
Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости.
В качестве заготовки для изготовления детали рассмотрим литье в песчано-глинистые формы и прокат.
Технико-экономическое обоснование выбора заготовки отливка
Чертеж заготовки детали «Крышка» показан на рисунке 1.
Рис. 1. Заготовка детали «Крышка»
Тип производства – среднесерийное крупносерийное и массовое.
Точность – 16 квалитет.
Шероховатость –Ra = 5 - 20 мкм.
Определим себестоимость заготовки отливка.
Себестоимость заготовки:
где - стоимость одной тонны материала.
Технико-экономическое обоснование выбора заготовки прокат
Чертеж заготовки детали «Крышка» показан на рисунке 2.
Рис. 2. Заготовка детали «Крышка»
Точность – 14 квалитет.
Шероховатость –Ra = 3.2-12.5 мкм.
Определим себестоимость заготовки прокат.
Не смотря на разницу в себестоимости в условиях среднесерийного производства для изготовления детали «Крышка» в качестве заготовки выбираем прокат. Стоит также учесть что для получения отливки требуются дополнительные денежные и временные затраты на изготовление специальных форм.2.3. Разработка маршрутной технологии изготовления детали «Крышка»
Эскиз детали «Крышка» с нумерацией поверхностей показан на рисунке 3.
Рис. 3. Эскиз детали «Крышка»
0 Токарно-многоцелевая с ЧПУ
Подрезать торец в размер l=2275 мм.
Точить поверхность в диаметр 64 мм на длину 110 мм.
Точить фаску 25х45о.
Сверлить отверстие 10 мм насквозь.
Рассверлить отверстие до диаметра 19 мм насквозь.
Расточить отверстие до диаметра 46 мм на длину l=108 мм.
Расточить фаску 06х45о.
Расточить фаску 16х45о.
Расточить канавку на диаметре 485 мм шириной 5мм.
Нарезать резьбу М48х15-7Н на длину 20 мм.
Подрезать торец в размер l=225 мм.
Точить поверхность в диаметр 64 мм на длину 115 мм.
Точить поверхность в диаметр 39 мм на длину 1025 мм.
Точить фаску 15х45о.
Точить конус согласно эскизу.
Зенкеровать отверстие в диаметр 20Н8 мм на длину 117 мм.
Расточить фаску 15х45о.
5 Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Позиция 1 - 2. Фрезеровать лыску согласно эскизу.
4. Расчет режимов резания
0 Токарно-многоцелевая с ЧПУ
Станок: 1720ПФ30 - Полуавтомат токарный патронно-центровой с ЧПУ.
Станок 1720ПФ30 предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилем а также для нарезания резьб в автоматическом режиме по управляющей программе.
Технические характеристики станка 1720ПФ30
Наименование параметров
Класс точности станка по ГОСТ 8-82
Мощность двигателя главного движения
Частота вращения шпинделя minmax
Диаметр детали над суппортом
Диаметр обрабатываемой детали над станиной
Длина обрабатываемой детали
Технологические базы: наружный диаметр внутренний диаметр и торец
Содержание операции:
Переход 1 11 – подрезать торец; переход 2 12 – точить поверхность в 64 мм; переход 3 – точить фаску 25х45о; переход 4 – сверлить отверстие 10 мм; переход 5 – рассверлить отверстие до 19 мм; переход 6 – расточить отверстие до диаметра 46 мм; переход 78 – расточить фаски 06х45о 16х45о; переход 9 – расточить канавку; переход 10 – нарезать резьбу; переход 13 – точить поверхность в диаметр 39 мм; переход 14 – точить фаску 15х45о; переход 15 – точить конус; переход 16 – зенкеровать отверстие в диаметр 20Н8 мм; переход 17 – расточить фаску 15х45о.
Приспособление: Трёхкулачковый патрон.
Применяемый режущий инструмент [6]:
Резец токарный проходной отогнутый с пластинами из твердого сплава с углом φ = 45 ГОСТ 18877-73
Резец токарный расточной с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18882-73
Резец токарный резьбовой с пластинами из твердого сплава ГОСТ 18885-73
Резец расточной с креплением сменных пластин прихватом сверху ГОСТ 26612-85
Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком 10 мм ГОСТ 886-77
Сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком 19 мм ГОСТ 886-77
Зенкер цельный с цилиндрическим хвостовиком 20 мм ГОСТ 12489-71
Применяемый зажимной инструмент:
)Патрон 3-х кулачковый ГОСТ 2675-71.
Применяемый измерительный инструмент:
) Штангенциркуль ШЦ I 125-01-1 ГОСТ166-89
) Микрометр МК 75-100-001 ГОСТ6507-78
0 Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Станки модели 6Р13Ф3 предназначены для многооперационной обработки деталей сложной конфигурации из стали чугуна цветных и легких металлов а также других материалов. Наряду с фрезерными операциями на станках можно производить точное сверление растачивание зенкерование и развертывание отверстий.
Технические характеристики 6Р13Ф3
Класс точности по ГОСТ 8-71
Длина рабочей поверхности стола
Наибольшее перемещение по осям XYZ
Min частота вращения шпинделя
Max частота вращения шпинделя
Масса станка с выносным оборудованием
Технологические базы: наружный диаметр торцы.
Позиция 1 - 2 – фрезеровать лыски.
Приспособление: трехкулачковый патрон.
Фреза концевая с коническим хвостовиком 25 мм ГОСТ 17026-71
)Штангенциркуль ШЦ I 125-01-1 ГОСТ166-89
Расчет режимов резания
Переход 1. Подрезать торец в размер l=2275 мм
Максимальная глубина резания составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу резца .
Определяем величину скорости резания по формуле:
- период стойкость инструмента мин;
- коэффициент учитывающий условия резания;
- показатели степени;
- корректирующий коэффициент.
Корректирующий коэффициент определяем по формуле:
- коэффициент учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания;
- коэффициент учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания;
- коэффициент учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания;
- коэффициент учитывающий главный угол в плане резца.
- предел прочности материала заготовки МПа;
- показатель степени.
Определяем частоту вращения заготовки:
где D – диаметр заготовки до обработки мм.
Определяем главную составляющую силы резания по формуле:
- коэффициент и показатели степени в формуле силы резания;
- поправочный коэффициент на силу резания учитывающий влияние различных факторов.
Поправочный коэффициент на силу резания учитывающий влияние различных факторов определяем по формуле:
- поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости;
- коэффициенты учитывающие влияние режущих параметров инструмента на силовые зависимости.
Поправочный коэффициент учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости находим по формуле:
Определяем мощность требуемую на резание по формуле:
Мощность допускаемую кинематикой станка определяем по формуле:
где - КПД привода главного движения станка.
Для вывода об эффективности рассчитанных режимов на выбранном станке устанавливается коэффициент эффективности его использования по мощности:
где - мощность электродвигателя привода главного движения станка.
Определяем основное (технологическое) время на переход по формуле:
где - длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца 44 мм;
- количество проходов.
Переход 2. Точить поверхность в диаметр 64 мм на длину 110 мм.
где - длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца 118 мм;
Переход 3. Точить фаску 2х45о.
где - длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца 10 мм;
Переход 4. Сверлить отверстие диаметром 10 мм на проход.
Максимальная глубина резания при сверлении составляет .
Выбираем рекомендуемую подачу . С учетом того что глубина отверстия l≤10D вводим поправочный коэффициент для подачи Кl = 075.
- коэффициент на инструментальный материал;
- коэффициент учитывающий глубину сверления;
Определяем частоту вращения шпинделя:
где D – диаметр сверла мм.
При расчете режимов резания на сверление определяют крутящий момент МКР Нм и осевую силу Н. Крутящий момент определяем по формуле:
- показатели степени в формуле крутящего момента;
- поправочный коэффициент зависящий от материала заготовки.
Поправочный коэффициент зависящий от материала заготовки при сверлении равен:
Поправочный коэффициент находим по формуле:
Определяем осевую силу при сверлении по формуле:
Определяем мощность требуемую на резание при сверлении по формуле:
- длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега инструмента 235 мм;
Переход 5. Рассверлить отверстие до диаметра 19 мм на проход.
Максимальная глубина резания при рассверливании составляет .
Определяем величину скорости резания при рассверливании по формуле:
где D – диаметр инструмента мм.
При расчете режимов резания на рассверливание определяют крутящий момент МКР Нм и осевую силу Н. Крутящий момент определяем по формуле:
Переход 6. Расточить отверстие до диаметра 46 мм на глубину 108 мм.
Где D – диаметр заготовки до обработки мм.
- КПД привода главного движения станка.
- длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца 116 мм;
Переход 7. Расточить фаску 06х45о.
- длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца 8 мм;
Переход 8. Расточить фаску 16х45о.
- длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца 9 мм;
Переход 9. Расточить канавку на диаметре 485 мм шириной 5 мм.
- мощность электродвигателя привода главного движения станка.
- длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега резца 13 мм;
Переход 10. Режимы резания на переход 10 считаются аналогично переходу 3. Результаты расчетов приведены в таблице 2.
Расчет режимов резания (переходы 11 – 17) на установ Б аналогичен расчету режимов резания установа А. Результаты показаны в таблице 2.
Позиция 1 – 2. Фрезеровать лыску.
Глубина резания составляет
Подача на зуб определяется по формуле:
z = 6 - число зубьев фрезы.
z - число зубьев фрезы;
Определяем частоту вращения:
где D – диаметр фрезы мм.
- длина обрабатываемой поверхности с учетом величин вреза и перебега инструмента;
Общее время на позиции 1 – 2:
Таблица 3. Режимы резания механической обработки детали «Крышка»
Таблица 3 (продолжение)
5. Оформление технологической документации
Маршрутно-операционное описание (как для среднесерийного типа производства) разработанного технологического процесса обработки детали «Крышка» прилагается к данной пояснительной записке.
Маршрутное описание – сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.
Оформление документов выполнено в соответствии с ГОСТ 3.1404-86 и ГОСТ 3.1119-83 приложение 1.
Для спроектированного технологического процесса обработки детали «Крышка» были использованы современные станки с ЧПУ прогрессивный инструмент материал для режущих инструментов что приводит к повышению размерной и геометрической точности механической обработки.
Рассмотренные вопросы по анализу технологичности конструкции детали определению типа производства вида и метода получения заготовки по разработке маршрутной технологии изготовления детали позволили углубить и закрепить полученные теоретические знания при изучении специальных дисциплин.
Список используемой литературы
Справочник технолога-машиностроителя: В 2 томах. Т.1 Под ред. А.М.Дальского А. Г. Косиловой Р. К. Мещерякова А. Г. Суслова.: Машиностроение – 1 2001. – 912 с.
Справочник технолога-машиностроителя: В 2 томах. Т.2 Под ред. А.М.Дальского А. Г. Косиловой Р. К. Мещерякова А. Г. Суслова.: Машиностроение – 1 2001. – 912
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания
Технология машиностроения: Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие В.И. Аверченков и др.; Под общ. ред. В.И. Аверченкова и Е.И. Польского.-2 изд. перераб. и доп. - М: ИНФРА-М 2006-288с
Справочник инструментальщика. Под общ. ред. И. А. Ординарцев Л.: Станочные приспособления: Справ.: В 2т. Под ред. Б.Н. Вардашкина.- М.: Машиностроение 1984.- Т.1-592с.;-Т.2.-656с.

5 лист_Эскизы 1_Киселев.cdw

Технологический процесс
АТС.2013.310АТП.ТОАП.КР
Операция 010 Токарно-многоцелевая с ЧПУ

Содержание_КИСЕЛЕВ А. В..doc

1. Краткие сведения о детали. Анализ требований чертежа 5
2.Материал детали и его свойства6
3.Анализ технологичности конструкции детали8
Технологический раздел11
1.Определение типа производства11
2.Выбор вида и метода получения заготовки12
3.Разработка маршрутной технологии изготовления детали «Крышка»14
4.Расчет режимов резания17
5.Оформление технологической документации52
Список используемой литературы54

2 лист_Заготовка_Киселев.cdw

Неуказаные предельные отклонения по Н14
Торцы должны быть параллельны между собой и перпендикулярны
Сечение заготовки должно быть равномерным по всей длине.

6 лист_Эскизы 2_Киселев.cdw

Вертикально-фрезерная с ЧПУ
Токарно-многоцелевая с ЧПУ
рассверлить отверстие
зенкеровать отверстие
Контролировать размеры
Технологический процесс
АТС.2013.310АТП.ТОАП.КР
Операция 010 Токарно-многоцелевая с ЧПУ
Операция 015 Вертикально-фрезерная с ЧПУ