Технология изготовления детали крышка

Спецификация.doc

Патрон трехкулачковый
Распределительный кран
Белорусско-Российский

Операционные эскизы 5_11.cdw

Вертикально-сверлильный
Вертикально-сверлильная
Белорусско-Российский

Патрон трехкулачковый 5_11.cdw

Белорусско-Российский
Размеры для справок.
При сборке трущиеся поверхности смазать смазкой ЛИТОЛ-24
Усилие зажима 500 Н.
Маркировать:номер партии
товарный знак завода изготовителя.
Отсальные технические требования по СТБ 1014-95.

Спецификация_контрольное.doc

Белорусско-Российский
Винт М5х8 ГОСТ P 50384-92
Кольца ГОСТ 13941-86
Кольца ГОСТ 13940-86
Шпонки ГОСТ 23360-78
Подшипники ГОСТ 831-75

Крышка 5_11.cdw

Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Неуказанные фаски 1.6
Покрытие - Хим. Окс. пром.

титульный.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Министерство образования Российской Федерации
Государственное учреждение высшего профессионального образования
БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»
Курсовой проект по дисциплине: «Технология станкостроения»
На тему: «Разработать технологический процесс механической
обработки детали станка «Крышка»»
На тему: «Разработать технологический процесс
механической обработки детали станка «Крышка»»
Пояснительная записка

Записка.doc

Назначение и конструкция детали7
Анализ технологичности конструкции детали9
Определение типа производства11
Выбор метода получения заготовки13
Принятый маршрутный техпроцесс14
Расчет припусков на обработку16
Расчет режимов резания20
Расчет норм времени27
Расчет точности операции30
Расчет и проектирование станочного приспособления32
1 Назначение и устройство приспособления32
2 Контрольное приспособление35
2.1 Назначение и устройство приспособления35
2.2 Порядок выполнения измерений и обработки результатов36
2.3 Расчет приспособления на точность37
Список использованной литературы39
Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.
Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины надежность долговечность и экономичность эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции но и от технологии производства. Применения прогрессивных высокопроизводительных методов обработки обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины методов упрочнения рабочих поверхностей повышающих ресурс работы деталей и машины в целом эффективное использование современных автоматических и поточных линий станков с программным управлением электронных и вычислительных машин и другой новой техники применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов – все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.
Однако нужно учесть что современная машиностроительная промышленность до 70% своей продукции выпускает в условиях единичного и серийного производств которые характеризуются существенными затратами рабочего времени на выполнение вспомогательных операций и переходов. Для этих типов производств основное время связанное с непосредственным изменением формы размеров и физико-механических свойств заготовок в общей структуре норм времени на выполнение технологических операций составляет 20-30% а все остальные затраты приходятся на вспомогательные работы.
Эффективным направлением сокращения вспомогательного времени для рассматриваемых типов производства также является механизация и автоматизация производственных процессов но использование автоматов полуавтоматов и автоматических линий неприемлемо по причине высокой стоимости самого оборудования технологической оснастки к нему а также из-за длительности и большой трудоемкости переналадок при переходе от выпуска одного вида продукции к другому. В конечном счете все эти затраты переносятся на себестоимость изделий которая при малой серийности производства становится необоснованно большой.
Назначение и конструкция детали
Деталь применяется для закрытия отверстий.
Деталь имеет цилиндрические наружные поверхности которые могут использоваться в качестве баз на некоторых операциях. Для данной детали выполняются принципы единства и постоянства баз. Конструкция детали позволяет совместить технологическую и измерительную базы использовать одни и те же базы на большинстве операций.
Данная деталь «Крышка» представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Твердотельная модель крышки
В качестве материала для изготовления детали используется сталь марки 45. Химический состав стали 45 по ГОСТ 1050 - 88 приведен в таблице 1.1 а механические свойства в таблице 1.2.
Таблица 1.1 – Химический состав стали 45 по ГОСТ 1050 - 88
Таблица 1.2 – Механические свойства стали 45 по ГОСТ 1050 - 88
Заменитель – стали: 40Х 50 50Г2.
Температура ковки ºС:
Заготовки сечением до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость – трудно свариваемая; способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при HB 170-179 и в=640 МПа КV т.в. спл =1 КV б. ст =1.
Флокеночувствительность – малочувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Назначение: крышкистаканы вал-шестерни коленчатые и распределительные валы шестерни шпиндели бандажи цилиндры кулачки и другие нормализованные улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали от которых требуется повышенная прочность.
Выполнение в процессе изготовления детали всех требований заложенных конструктором помогает обрести станочному оборудованию такие качества как надежность и безотказность.
НАДЁЖНОСТЬ СТАНОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ – это свойство станочного оборудования обеспечивать бесперебойный выпуск годной продукции в заданном количестве в течение определённого срока службы.
БЕЗОТКАЗНОСТЬ СТАНКА – это его свойство непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого промежутка времени
Анализ технологичности конструкции детали
Деталь «крышка» является технологичной т.к. отвечает следующим требованиям:
- формы и размеры заготовки максимально приближены к форме и размерам детали;
- при обработке есть возможность использовать проходные резцы;
- наблюдается уменьшение диаметров поверхностей от середины к торцам вала;
- жесткость вала обеспечивает достижение необходимой точности при обработке так как ld меньше 10 12.
Далее выполняем количественную оценку технологичности конструкции детали. Составляем таблицу точности поверхности детали (таблица 2.1) и таблицу шероховатости поверхностей детали (таблица 2.2).
Таблица 2.1 – Точность поверхности детали.
Квалитет точности IT
Количество размеров n
По формуле вычислим средний коэффициент точности обработки
n – количество поверхностей имеющих IТi квалитет.
Определим коэффициент точности обработки по формуле :
Определим среднюю шероховатость поверхности детали :
ni – количество поверхностей имеющих шероховатость Rai.
Для расчета коэффициента шероховатости составим расчетную таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Шероховатость поверхностей детали.
Шероховатость Rа мкм
Количество поверхностей n
Коэффициент шероховатости поверхностей :
Рассчитаем коэффициент использования материала:
где Мд – масса детали;
Мз – масса заготовки.
Определение типа производства
В машиностроении различают три основных типа производства: массовое серийное единичное. Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой выпускаемых изделий при большом объеме выпуска. Серийное производство характеризуется более широкой номенклатурой выпускаемых изделий и меньшим объемом выпуска. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой и малым объемом выпуска изделий.
Тип производства согласно ГОСТ 14.004-83 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.
Коэффициент закрепления операций определяется отношением числа всех различных технологических операций выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца к числу рабочих мест.
Коэффициент закрепления операции в соответствии с ГОСТ 3.11.0-74 принимают равным отношению количество технологический операций выполняемых в течении месяца на участке к количеству рабочих мест на участке;
Кз.о = 1 - для массового производства;
Кз.о 10 - для крупносерийного производства;
Кз.о 20 - для среднесерийного производства;
Кз.о 40 - для мелкосерийного производства.
Для единичного производства Кз.о свыше 40.
В данном курсовом проектировании при отсутствии исходных данных по базовому варианту (количество технологических операций и количество рабочих мест) тип производства определяется по годовому объему выпуска и массе деталей (таблица 3) [1].
Т.к масса детали составляет 12 кг. а годовая программа выпуска 2000то тип производства ориентировочно будет среднесерийным.
Рассчитаем количество деталей в партии единовременного запуска n шт.
где N = 300– годовой объем выпуска деталей;
а = 8 дн. – периодичность запуска в днях;
Ф = 252 дн. – количество рабочих дней в году.
принимаем n = 10 шт.
Для среднесерийным типа производства рассчитываем такт выпуска tв мин:
где Fд = 4015 ч. – годовой фонд времени работы оборудования.
Серийное производство является основным типом современного машиностроения и предприятия этого типа выпускают в настоящее время 75-80 % всей продукции машиностроения страны. По всем технологическим характеристикам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством.
Объем выпуска предприятий серийного типа колеблется от сотен до тысяч регулярно повторяющихся изделий.
Персонал: Рабочие средней квалификации. Наряду с работниками высокой квалификации работниками на сложных универсальных станках и наладчиками используются рабочие-операторы работающие на настроенных станках.
Заготовки: Средней точности. В качестве исходных заготовок используется холодный и горячий прокат литье в землю и под давлением точное литье поковки и точные штамповки и прессовки. Требуемой точности достигают как методами автоматического получения размеров так и методами пробных ходов и промеров с частичными применением разметки.
Оборудование: Универсальное и специализированное частично специализированное. Широко используется станки с ЧПУ обрабатывающие центры и находят применение гибкие автоматизированные системы станков с ЧПУ связанные с транспортирующими устройствами и управлением от ЭВМ. Оборудование расставляется по технологическим группам с учетом направлениям основных грузопотоков цеха по предметно-замкнутым участкам. Однако одновременно используются групповые поточные линии и переменно-поточные автоматизированные линии. Большое значение имеет универсально-сборная переналаживаемая технологическая оснастка позволяющая существенно повысить коэффициент оснащенности серийного производства.
Серийное производство является наиболее гибким и устойчивым наиболее поддается автоматизированию.
Выбор метода получения заготовки
Т.к. отсутствуют сведений о методе получения заготовки по базовому варианту деталь имеет правильную цилиндрическую форму то очевидно что в качестве заготовки принимаем прокат.
По ГОСТ 2590-88 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент» принимает прокат обычной точности «В» диаметром 60 мм с предельными отклонениями (+05; -11).
Принятый технологический процесс
Составим маршрутный техпроцесс изготовления детали червяк.
Принятый маршрутный процесс оформляем в виде таблицы.
Таблица 6 – Маршрутный техпроцесс изготовления крышки
и краткое содержание операции
Режущий инструмент размеры марка инструментального материала
Технологические базы
Наружная поверхность
Черновое точение поверхностей 66 30 мм.
Чистовое точение поверхностей 30 мм
Сверление отверстия 18мм.
Резец проходной упорный 20 Резец проходной упорный 20х20 Т15К6; Сверло 18
Наружная поверхность и торец
Черновое точение поверхностей 66 мм.
Чистовое точение поверхностей 66 мм
Растачивание отверстия 55 мм.
Резец проходной упорный 20 Резец проходной упорный 20х20 Т15К6; резец канавочный Т15К6; метчик М20
Шлифование поверхн. 55 мм
Круг шлифовальный ПВК 50×50×127 12А М10 СМ1 7 К4 50 мс 1кл.А.
Вертикально-сверлильная
Сверлить отверстие под штифт
Нанесение покрытия Хим. Окс. прм.
Расчет необходимого количества операций проведем для поверхности 55h8+0046.
Допуск заготовки составляет 08 мм т.е.
Необходимую величину уточнения определим по формуле [15]
С другой стороны уточнение определяется как произведение уточнений полученных при обработке поверхности на всех операциях(переходах) принятого техпроцесса:
где – величина уточнения полученного на
n – количество принятых в техпроцессе операций (переходов).
Для обработки данной поверхности в маршрутном технологическом процессе предусмотрены следующие операции:
Чистовое точение; 2. Шлифование.
Промежуточные значения рассчитываются по формулам[15]
где – допуски размеров полученные при обработке детали на первой второй и т.д. операциях.
Определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки:
Полученное значение показывает что при принятом маршруте точность обработки поверхности 80h6-0020 обеспечивается т.к. т.е
Расчёт припусков на обработку
Аналитически рассчитаем припуски на внутреннюю поверхность 55H8+0.046 мм.
Технологический маршрут получения отверстия .
Таблица 8 – Расчет припусков на механическую обработку внутренней поверхности 55H8+0.046 мм.
Технологические переходы обработки поверхности 80h6-0019
Элементы припуска мкм
Предельные размеры мм
Предельные припуски мм
Погрешность установки заготовки (патрон пневматический самоцентрирующий):
где – погрешность базирования – погрешность закрепления.
Погрешность базирования равна нулю т.к. заготовка базируется по наружной поверхности в самоцентрирующем трехкулачковом патроне т.е.
Погрешность закрепления возникает в результате смещения обрабатываемой поверхности заготовки от действия зажимной силы. Так как мы в качестве зажимного приспособления используем трехкулачковый патрон с пневматическим приводом обеспечивающим постоянство усилий зажима то погрешность закрепления можно принять из [1 стр. 76]: мкм.
Минимальный припуск определяется по формуле:
где – высота неровностей профиля на предшествующем переходе;
– глубина дефектного слоя на предшествующем переходе;
– величина пространственных отклонений на предшествующем переходе;
i – погрешность установки заготовки на текущем переходе.
Для проката значение Rz = 150 мкм Н = 200 мкм [1 с. 63]. Для чистового точения Rz = 20 мкм Н = 0 мкм [1 стр. 65] для шлифования Rz = 4×Rа = 4×125= 5 мкм Н = 0.
Величина пространственных отклонений для заготовки определяется по формуле:
где Δк = 8 мкммм – удельная кривизна заготовки;
Величина пространственных отклонений после чистового точения и шлифования:
где – коэффициент уточнения формы [1 стр. 73];
Минимальный припуск под чистовое точение:
Минимальный припуск под шлифование:
-на заготовку dзаг = 08 мм = 800 мкм (ГОСТ 2590-88);
-на чистовое точение dчист.точ. = 46 мкм;
-на щлифование (по чертежу) dщлиф. = 20 мкм;
Определим расчетные размеры путем прибавлением расчетного минимального припуска:
dр(чист.точ.) = 79980 + 0926 = 80907 мм;
d (загот) = 80907 + 238 = 83287 мм.
Запишем наименьшие предельные размеры по всем технологическим переходам округляя их уменьшением расчетных размеров; округление производим до того же знака десятичной дроби с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
Предельные наибольшие размеры рассчитаем путем прибавления к наименьшим предельным размерам допусков соответствующих переходов.
dmax (загот.) = 5428 – 08 = 5408 мм.
Рассчитаем предельные значения припусков Zmax как разность наименьших предельных размеров и Zmin как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:
= 549 – 5498 = 092 мм = 920 мкм;
= 5496 – 54 = 096 мм = 960 мкм;
= 2028 – 189 = 238 мм = 2380 мкм;
= 2108 – 1896 = 312 мм = 3120 мкм;
Проверка правильности расчетов:
80 – 3300 = 800 – 20
Расчеты выполнены верно.
Общий номинальный припуск:
Номинальный диаметр заготовки:
Окончательный размер заготовки согласно расчетам мм.
Графическая схема расположения припусков и допусков на обработку поверхности 55H8+0.046 мм представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема графического расположения припусков и допусков поверхности 55H8+0.046 .
Расчёт режимов резания
1 Расчёт режимов резания аналитическим методом
Рассчитаем режимы резания на две операции аналитическим методом.
Операция 010 Токарная с ЧПУ. Чистовое точение поверхности 66 мм.
Станок – токарный с ЧПУ модели 16К20Ф3. Мощность привода главного движения N = 10 кВт.
Глубину резания – 15 мм.
Выберем инструмент и материал режущей части резца.
Резец проходной: j = 90° j1 = 10° g =10° l = 0° a = 10° радиус при вершине резца r = 05 мм. Материал режущей части резца – твердый сплав Т15К6.
Сечение державки резца 2540 мм.
Табличная подача при черновом точении Sт = 063 ммоб.
Рассчитаем подачу с учетом твердости обрабатываемого материала:
S = Sт × Ksи × Ksп × Ksd × Ksр × Ksφ × Ksм(7.1)
где Ksи – поправочный коэффициент на инструментальный материала;
Ksп – поправочный коэффициент на состояние поверхности заготовки;
Ksd – поправочный коэффициент на диаметр обработки;
Ksр – поправочный коэффициент на тип конструкции резца;
Ksφ – поправочный коэффициент на геометрию резца;
Ksм – поправочный коэффициент на механические свойства обрабатываемого материала;
Sо = 063 × 115 × 10 × 06 × 11 × 10 × 085= 041 ммоб.
По паспорту станка принимаем подачу Sо = 041 ммоб (регулирование бесступенчатое).
Рассчитаем скорость резания:
где – постоянная в формуле скорости резания = 350;
Т – период стойкости резца Т = 45 мин – среднее значение при одноинструментальной обработке;
– поправочный коэффициент на скорость резания.
где – поправочный коэффициент зависящий от обрабатываемого материала
– поправочный коэффициент зависящий от состояния поверхности заготовки = 09.
– поправочный коэффициент зависящий от марки материала резца = 1.
– поправочный коэффициент зависящий от угла в плане j = 08.
где Кг – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости Кг = 08;
n – показатель степени n = 1.
× 09 × 1 × 1 × 08 = 072.
Частота вращения шпинделя:
По паспорту станка принимаем n = 602 мин-1 (регулирование бесступенчатое).
Действительная скорость резания определяется по формуле:
= = 15122 ммин. (7.6)
Рассчитаем силу резания Pz:
где – постоянная в формуле силы резания = 300.
– поправочный коэффициент на силу резания:
где – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;
– поправочный коэффициент на угол в плане j = 089;
– передний угол g = 1;
– угол наклона режущей кромки l = 1.
= 085 × 089 × 1 × 1 = 076.
· 300 × 151 × 041075 × 15122-01 × 076 = 106085 Н.
По известной силе Pz и скорости резания V произведем проверку по мощности привода главного движения станка необходимо чтобы мощность затрачиваемая на резание была меньше мощности привода станка. Мощность затрачиваемая на резание:
Проверка по мощности выполняется 19 кВт 10 кВт.
Основное время выполнения операции:
где i – количество проходов.
Операция 010 Токарная с ЧПУ.
Сверление отверстий диаметром 18 мм (длина 26 мм).
Инструмент сверло спиральное 18 мм материал сверла – Р6М5. Станок – токарный с ЧПУ модели 16К20Ф3.
Табличная подача на оборот Sот = 014 – 019 ммоб;
По паспорту станка принимаем Sо = 02 ммоб.
Глубина резания при сверлении:
где Сv - постоянный коэффициент;
Т – период стойкости сверла мин;
y q m - показатели степени;
Kv – поправочный коэффициент на скорость резания.
= 70 для сверла из стали Р6М5; q = 04; у = 07; m = 02.
где Kmv – поправочный коэффициент на твердость обрабатываемого материала;
Knv – поправочный коэффициент на состояние поверхности обрабатываемого материала;
Kuv – поправочный коэффициент на вид инструментального материала;
По паспорту станка принимаем n = 604 мин-1 (регулирование бесступенчатое).
Действительная скорость резания:
где Сp – постоянный коэффициент;
y q – показатели степени.
Kp – поправочный коэффициент на силы резания и крутящий момент.
= 68; q = 1; у = 07.
Крутящий момент на шпинделе:
где См - постоянный коэффициент См = 00345.
y q - показатели степени. q = 2; у = 08.
Основное время сверления отверстия:
2 Расчет режимов резания по нормативам
Операция 025 – Внутришлифовальная.
Станок торцекруглошлифовальный – 3К225В режущий инструмент – шлифовальный круг Э5А40С1-С28К5. Шлифование цилиндрической поверхности 55 и шлифование торца.
Расчет проведем по методике приведенной в карте Ш1 [3]
Скорость шлифовального круга определяется по рекомендации [3] стр.173
Определим рекомендуемую скорость вращения детали.
По рекомендации [3] для обработки стали при скорости круга V=35 мс скорость детали составляет 25 ммин
Рассчитываем частоту вращения шпинделя по формуле
Принимаем nд = 100 мин-1.
Уточняем скорость детали
Выберем минутную поперечную подачу Sм. По рекомендациям стр. 173[3] подача составит
Sм = Sм(табл)·К1·К2·К3 (36)
где Sм(табл) - минутная подача табличная;
К1 - коэффициент зависящий от материала и скорости круга; К1= 13
К2 - коэффициент зависящий от припуска и точности; К1= 11
К3 - коэффициент зависящий от диаметра круга количества кругов и характера поверхности; К3= 11.
По [3] Sм(табл) для ширины шлифования в=9 мм диаметра шлифуемой шейки d=80 мм Sм(табл) = 07 мммин.
Sм = 07·13·11·11 = 11 мммин.
Время выхаживания при ширине шлифования 9 мм шероховатости поверхности Ra =08 мкм точности обработки S=005 мм диаметре шлифования d=30мм составит 011 мин.
По таблице страница 176 [3] при времени выхаживания tвых = 011 мин минутной подаче Sм=063 мммин слой снимаемый при выхаживании состоит бвых=002 мм.
Аналогично рассчитываем режимы резания на остальные операции и результаты сводим в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 – Сводная таблица режимов резания
Наименование операции перехода
Частота вращения мин
Минутная подача мммин
В условиях серийного производства расчет нормы штучно-калькуляционного времени на операцию производится по формуле [3]:
где Тп.з. – подготовительно-заключительное время;
n – размер партии деталей (n= 64 шт.);
Тшт – штучное время;
Тшт = То+ Тв + Тобсл + Тотд (8.2)
где То - основное время операции;
Тв - вспомогательное время; Тв = Тус + Туп + Тизм;
Тобсл - время на обслуживание рабочего места;
Тотд - время на отдых и личные надобности рабочего.
Рассчитаем нормы времени на выполнение операций технологического процесса.
Операция 010 Токарная с ЧПУ. Станок 16К20Ф3.
Основное машинное время операции: То = 08 мин.
Вспомогательное время операции при обработке на станках с ЧПУ:
Тв = Тус + Тмв (8.3)
где Тмв – машинно-вспомогательное время включает время на позиционирование ускоренное перемещение рабочих органов подвод и отвод инструмента в зоне обработки смену режущих инструментов и т. д. Эти составляющие вспомогательного времени зависят от скорости и длины перемещений рабочих органов от компоновки основных элементов станка и конструкции вспомогательных устройств Тмв = 092 мин.
Время на контрольные измерения детали перекрывается основным временем и в норму штучного времени не включено.
Тв = 06 + 092 = 152 мин.
Рассчитаем оперативное время:
Топ = 08 + 152 = 232 мин.
Продолжительность работы станка по управляющей программе Туп составляет неполное оперативное время работы станка:
Туп = То + Тмв (8.5)
Туп = 08 + 092 = 172 мин.
Время на отдых и обслуживание задаётся в процентах от оперативного времени [3].
Тобс.= 35% от Топ (8.6)
Тобс= 35232 100 = 008 мин.
Тотд.= 4% от Топ (8.7)
Топ = 4232 100 = 013 мин.
Штучное время операции:
Тшт = 08 + 152 + 008 +013 = 253 мин.
Норма штучно-калькуляционного времени:
Тшт-к= 253 + 10 64 = 269 мин.
Операция 010 Токарная с ЧПУ. Станок 16К20Ф3. Сверлить отверстие 19 мм. Основное время обработки То = 23 мин.
Вспомогательное время на обработку:
Определим оперативное время:
Топ = 23 + 152 = 175 мин.
Время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени: Тобс.= 35% от Топ
Тобс. = 35% 382 100 = 013 мин.
Время на отдых в процентах от оперативного времени:
Тотд = 4%382100 = 015 мин.
Тшт = 23 + 152 + 013 + 015 = 171 мин.
Тшт-к= 41 + 1464 = 432 мин.
Аналогично рассчитаем нормы времени на остальные операции технологического процесса и представим их в таблице 8.1.
Таблица 8.1 – Таблица норм времени
Вспомогательное время
Время обслуж. и отдыха
Расчет точности операции
Произведем расчет точности операции 015 Токарная с ЧПУ (чистовое точение поверхностей 66 мм).
Обработка осуществляется резцом с j = 45° j1 = 15° при глубине резания
t = 15 мм подаче S0 = 14 ммоб и скорости резания V = 15122 ммин. Настройка инструмента на размер производится по пробным деталям при m = 4 с применением микрометра. Жесткость станка 15 МНм.
Обрабатываемый размер L = 96 мм ; d2 = 80 мм.
Настроечная партия деталей n = 10
Материал инструмента Р6М5.
Величина погрешности обусловленная размерным износом резца:
где – путь резания при обработке настроечной партии;
– относительный износ инструмента = 10 мкмкм [1 табл.3.3].
где – диаметр обрабатываемой поверхности мм;
– расчетная длина обработки мм.
Значение мгновенной погрешности обработки для размера 80 мм и жесткости станка 15 МНм определяем по табл. 3.6 [1 стр.125] 20 мкм.
Погрешность настройки:
где – погрешность смещения центра группирования при m = 4;
– погрешность регулирования инструмента = 5 мкм
– погрешность метода измерения для микрометра = 20 мкм;
Суммарная погрешность обработки:
где – погрешность установки при установке в самоцентрирующем патроне в радиальном направлении равна нулю (стр. 143 [1]).
Точность обработки обеспечивается т.к. Td (1779 мкм 20 мкм).
Расчет и проектирование станочного приспособления
1 Назначение и устройство станочного приспособления
Рассмотрим спроектированное в рамках данной курсовой работы станочное приспособление (рисунок 4). Станочное приспособление предназначено для крепления заготовок устанавливаемых по наружному и внутреннему диаметру.
Предварительную настройку кулачков 15 на заданный размер производят перестановкой их по рифленой поверхности 14. Благодаря плоскому соединению тяги 11 с муфтой 13 кулачки могут самоустанавливаться в результате чего достигается равномерность зажима заготовки. Привод пневматический.
Рисунок 6 – Патрон трехкулачковый
Расчет приспособления
Исходными данными для расчета приспособления является сила резания и крутящий момент.
Расчет выполняем для операции 015 – токарная с ЧПУ.
Силу резания = 106085 Н. (из п. 7).
Главная составляющая силы резания Pz образует момент резания который рассчитываем по формуле из [4]:
А момент трения Мтр определим по формуле:
Составляем уравнение моментов относительно оси x:
Составляем уравнение сил относительно оси x:
Схема сил действующие на деталь при обработке:
Рисунок 5 – Схема сил действующих на заготовку при обработке.
Выбираем большую силу прижима
Расчет приспособления на точность
Погрешность изготовления приспособления определяем по формуле [6]:
где Т – допуск выполняемого размера Т = 0065 мм;
КT1 – коэффициент учитывающий отклонения значений составляющих величин от закона нормального распределения Кт1 = 1;
eб – погрешность базирования;
eз – погрешность закрепления;
eу – погрешность установки;
eи – погрешность износа установочных элементов;
eпи – погрешность от смещения инструмента;
w – экономическая точность обработки;
kT1 – коэффициент учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках kT1 = 08;
kT2 – коэффициент учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности вызываемой факторами не зависящими от приспособления kT2= 04.
Погрешность базирования eб=0
Погрешность закрепления eз = 0
Погрешность установки заготовки eу = 0025 мм.
Погрешность от смещения инструмента eпи = 0 мм.
Погрешность износа установочных элементов eи = 001мм.
Экономическая точность обработки по 7-му квалитету точности w = 012 мм.
2 Контрольное приспособление
2.1 Назначение и устройство приспособления
Приспособление предназначено для контроля радиального и торцового биений относительно оси детали. Приспособление контрольное (рисунок 5) состоит из плиты основания 1 на котором закреплены две стойки 5 и 8. В стойке 5 закреплен неподвижный центр 6 а в стойке 8 – регулируемый 10 который фиксируется фиксатором за счет чего происходит поджим-отжим детали. К основанию 1 крепятся индикаторы которые могут перемещаться в продольном направлении по пазам.
Рисунок 5 – Приспособление контрольное
2.2 Порядок выполнения измерений и обработки результатов.
Для измерения радиального биения деталь устанавливают на оправку и зажимают в центра 6 10. Щуп устанавливают таким образом чтобы он касался измеряемой поверхности сферы а стрелка индикатора сделала 1-2 оборота. После этого стрелка индикатора устанавливается на ноль поворота шкалы. Отклонение стрелки индикатора и покажет биение поверхности относительно оси детали. Затем тоже действие повторяют еще шесть раз и по совокупности всех показаний судят о том годна деталь или нет.
2.3 Расчет приспособления на точность.
В соответствии с ГОСТ 8.051-83 погрешность измерения торцового биения не должна превышать 30% допуска измеряемой величины. Допуск торцового биения Т=005 мм. Тогда допуск погрешности измерения
Погрешность измерения в разработанном приспособлении состоит из трех слагаемых: погрешности базирования и погрешности отсчетного устройства 1 то есть
Погрешность базирования =0 так как установочная база детали и измерительная база совпадают.
Погрешность отсчетного устройства 2 в качестве которого принят индикатор типа ИЧ-10 погрешность измерения которого составляет 001 мм при цене деления шкалы c=001 мм.
Таким образом сумма погрешности измерения в приспособлении
Это означает что сумма погрешности измерения в приспособлении не превышает допускаемой погрешности измерения. Можно использовать для контроля.
В результате разработки данного курсового проекта было проведено полное исследование технологического процесса получения заготовки в готовую деталь. Важнейшим этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки выбор оборудования режущего инструмента и станочных приспособлений. По отношения к базовому техпроцессу выполнены следующие изменения:
-замена токарных станков на токарные с ЧПУ;
-замена приспособления на шлифовальных операциях.
Рассчитаны припуски аналитическим способом на поверхность детали.
В курсовом проекте отражены два метода назначений режимов резания – аналитический и по нормативам. Расчет режимов резания позволяет не только установить оптимальные параметры процесса резания но и определить основное время на каждую операцию.
Рассчитаны нормы времени и произведен расчет точности токарной чистовой операции.
В результате изменений и последующих экономических расчетов определен положительный экономический эффект принятого технологического процесса по отношению к базовому.
Список используемых источников
Дипломное проектирование по технологии машиностроения Под общ. ред. В.В. Бабука – Мн.: Выш. шк. 1979. – 464 с.
Режимы резания металлов: Справ. Под ред. Ю.В. Барановского - М.: Машиностроение 1972.
Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство. – М.: Машиностроение 1974.
Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 Под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова.– М.: Машиностроение 1985.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справ. А.К. Горошкин. - М: Машиностроение 1979. - 299 с. : ил.
Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения А.Ф. Горбацевич В.А. Шкред.– Мн.: Выш. шк. 1983. – 256 с. : ил.
Станочные приспособления: Справ. Т.1 Под ред. Б.Н. Вардашкина и А.А. Шатилова. - М.: Машиностроение 1984.
Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 Под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова.– М.: Машиностроение 1985.
Технологическая оснастка: Учеб. для студентов машиностроительных специальностей вузов М.Ф. Пашкевич Ж.А. Мрочек Л.М. Кожуро В.М. Пашкевич. – Мн.: Адукацыя i выхаванне 2002.
Жолобов А.А. Технология машиностроения А.А. Жолобов М.Ф. Пашкевич Л.М. Кожуро - Мн. Новое знание 2008 - 478 с.
Пашкевич М.Ф. Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие- Мн. Изд-во Гревцова 2010 - 480 с.

Заготовка 5_11.cdw

Прокат соротовой круглый
твердости прокатки (В)
диаметром 45 мм по ГОСТ 2590-88
поверхности группы 2ГП
ческими свойствами (М1)
с контролем ударной вязкости
с удалением заусенцев (УЗ)
с испытанием на горячую осадку (66)
без термической обработки
Белорусско-Российский
В-II-НД-66 ГОСТ 2590-88
-2ГП-М1-ТВ1-КУВ-УЗ-66 ГОСТ 1050-88
Овальность проката не должна превышать 50% от суммы
предельных отклонений по диаметру.
овальность круглого проката измеряют на расстоянии
не менее 150 мм от конца прутка.
Неуказанные фаски 1х45

015_Токарная с ЧПУ.frw

010_Токарная (переход1).DOC

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Токарный с ЧПУ 16К20Ф3
Точить поверхности сверлить отверстие сквозное выдерживая размеры 1 - 3
Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 Резец 2101-0638 Т15К6 ГОСТ 20872-80
сверло 2300 – 0183 Р6М5 ГОСТ 10902 – 77
штангенциркуль ШЦ-Т-I-125-005 ГОСТ 166-89 набор образцов шереховатости 16-63 ГОСТ 9378-93.
Контроль исполнителем 50 %

025_Сверлильная.frw

Маршрутная карта.doc

ГОСТ 3.1118-87 Форма 1
Белорусско-Российский университет
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Код наименование операции
Обозначение документа
Код наименование оборудования
5 Абразивно-отрезная ИОТ № 69
Б72 3 Стан. 3 Спн 1 1 238 1 01 031
0 Токарная с ЧПУ ИОТ № 80
К20Ф3 3 Ток. 3 Спн 1 1 238 1 08 41
5 Токарная с ЧПУ ИОТ № 80
К20Ф3 3 Ток. 3 Спн 1 1 238 1 12 41
0 Внутришлифовальная ИОТ № 65
К225В 3 Шлиф. 4 Спн 1 1 238 1 035 398
5 Вертикально-сверлильная ИОТ № 63
Н135 3 Стан. 4 Спн 1 1 238 1 046 092
ГОСТ 3.1118-87 Форма 1а
0 Химико-термическая ИОТ № 76
Гальванованна 3 4 Спн 1 1 238 1
5 Контрольная ИОТ № 50
Стол контролера 3 Контр. 6 Спн 1 1 238 1

010_Токарная (переход 1).frw

015_Токарная (переход 1).frw

025_Сверлильная.DOC

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Сверлить отверстие снять фаску выдерживая размеры 1 - 2
Приспособление установочное специальное сверло 2300 – 0198 Р6М5 ГОСТ 10902 – 77
штангенциркуль ШЦ-Т-I-125-005 ГОСТ 166-89 набор образцов шероховатости 16-63 ГОСТ 9378-93.
Контроль исполнителем 50 %

015_Токарная с ЧПУ.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Токарный с ЧПУ 16К20Ф3
Обработать поверхности 1 - 2 канавку фаску 3 по управляющей программе
Патрон трехкулачковый ГОСТ 24351-80 резец расточной Т15К6 ГОСТ 20872-80 метчик М20 Р6М5 ГОСТ 3266-81.
штангенциркуль ШЦ-Т-I-125-005 ГОСТ 166-89 набор образцов шероховатости 16-63 ГОСТ 9378-93.
Контроль исполнителем 50 %

020_Внутришлифовальная.frw

020_Внутришлифовальная.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 2
Белорусско-Российский университет
Наименование операции
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
Оборудование устройство ЧПУ
Обозначение программы
Внутришлифовальный 3К225В
Шлифовать внутренние поверхности 1 - 2
Приспособление специальное установочное; головка шлифовальная специальная
набор образцов шероховатости ГОСТ 9378-93.
Контроль исполнителем 50 %

Записка_Арбузова.doc

Назначение и конструкция детали7
Анализ технологичности конструкции детали9
Определение типа производства11
Выбор метода получения заготовки13
Принятый маршрутный техпроцесс14
Расчет припусков на обработку16
Расчет режимов резания20
Расчет норм времени27
Расчет точности операции30
Расчет и проектирование станочного приспособления32
1 Назначение и устройство приспособления32
2 Контрольное приспособление35
2.1 Назначение и устройство приспособления35
2.2 Порядок выполнения измерений и обработки результатов36
2.3 Расчет приспособления на точность37
Список использованной литературы39
Научно-технический прогресс в машиностроении в значительной степени определяет развитие и совершенствование всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения научно-технического прогресса являются рост производительности труда повышение эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.
Совершенствование технологических методов изготовления машин имеет при этом первостепенное значение. Качество машины надежность долговечность и экономичность эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции но и от технологии производства. Применения прогрессивных высокопроизводительных методов обработки обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины методов упрочнения рабочих поверхностей повышающих ресурс работы деталей и машины в целом эффективное использование современных автоматических и поточных линий станков с программным управлением электронных и вычислительных машин и другой новой техники применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов – все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.
Однако нужно учесть что современная машиностроительная промышленность до 70% своей продукции выпускает в условиях единичного и серийного производств которые характеризуются существенными затратами рабочего времени на выполнение вспомогательных операций и переходов. Для этих типов производств основное время связанное с непосредственным изменением формы размеров и физико-механических свойств заготовок в общей структуре норм времени на выполнение технологических операций составляет 20-30% а все остальные затраты приходятся на вспомогательные работы.
Эффективным направлением сокращения вспомогательного времени для рассматриваемых типов производства также является механизация и автоматизация производственных процессов но использование автоматов полуавтоматов и автоматических линий неприемлемо по причине высокой стоимости самого оборудования технологической оснастки к нему а также из-за длительности и большой трудоемкости переналадок при переходе от выпуска одного вида продукции к другому. В конечном счете все эти затраты переносятся на себестоимость изделий которая при малой серийности производства становится необоснованно большой.
Назначение и конструкция детали
Деталь применяется для закрытия отверстий.
Деталь имеет цилиндрические наружные поверхности которые могут использоваться в качестве баз на некоторых операциях. Для данной детали выполняются принципы единства и постоянства баз. Конструкция детали позволяет совместить технологическую и измерительную базы использовать одни и те же базы на большинстве операций.
Данная деталь «Крышка» представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Твердотельная модель крышки
В качестве материала для изготовления детали используется сталь марки 45. Химический состав стали 45 по ГОСТ 1050 - 88 приведен в таблице 1.1 а механические свойства в таблице 1.2.
Таблица 1.1 – Химический состав стали 45 по ГОСТ 1050 - 88
Таблица 1.2 – Механические свойства стали 45 по ГОСТ 1050 - 88
Заменитель – стали: 40Х 50 50Г2.
Температура ковки ºС:
Заготовки сечением до 400 мм охлаждаются на воздухе.
Свариваемость – трудно свариваемая; способы сварки: РДС и КТС. Необходим подогрев и последующая термообработка.
Обрабатываемость резанием – в горячекатаном состоянии при HB 170-179 и в=640 МПа КV т.в. спл =1 КV б. ст =1.
Флокеночувствительность – малочувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости – не склонна.
Назначение: крышкистаканы вал-шестерни коленчатые и распределительные валы шестерни шпиндели бандажи цилиндры кулачки и другие нормализованные улучшаемые и подвергаемые поверхностной термообработке детали от которых требуется повышенная прочность.
Выполнение в процессе изготовления детали всех требований заложенных конструктором помогает обрести станочному оборудованию такие качества как надежность и безотказность.
НАДЁЖНОСТЬ СТАНОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ – это свойство станочного оборудования обеспечивать бесперебойный выпуск годной продукции в заданном количестве в течение определённого срока службы.
БЕЗОТКАЗНОСТЬ СТАНКА – это его свойство непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого промежутка времени
Анализ технологичности конструкции детали
Деталь «крышка» является технологичной т.к. отвечает следующим требованиям:
- формы и размеры заготовки максимально приближены к форме и размерам детали;
- при обработке есть возможность использовать проходные резцы;
- наблюдается уменьшение диаметров поверхностей от середины к торцам вала;
- жесткость вала обеспечивает достижение необходимой точности при обработке так как ld меньше 10 12.
Далее выполняем количественную оценку технологичности конструкции детали. Составляем таблицу точности поверхности детали (таблица 2.1) и таблицу шероховатости поверхностей детали (таблица 2.2).
Таблица 2.1 – Точность поверхности детали.
Квалитет точности IT
Количество размеров n
По формуле вычислим средний коэффициент точности обработки
n – количество поверхностей имеющих IТi квалитет.
Определим коэффициент точности обработки по формуле :
Определим среднюю шероховатость поверхности детали :
ni – количество поверхностей имеющих шероховатость Rai.
Для расчета коэффициента шероховатости составим расчетную таблицу 2.2.
Таблица 2.2 – Шероховатость поверхностей детали.
Шероховатость Rа мкм
Количество поверхностей n
Коэффициент шероховатости поверхностей :
Рассчитаем коэффициент использования материала:
где Мд – масса детали;
Мз – масса заготовки.
Определение типа производства
В машиностроении различают три основных типа производства: массовое серийное единичное. Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой выпускаемых изделий при большом объеме выпуска. Серийное производство характеризуется более широкой номенклатурой выпускаемых изделий и меньшим объемом выпуска. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой и малым объемом выпуска изделий.
Тип производства согласно ГОСТ 14.004-83 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования.
Коэффициент закрепления операций определяется отношением числа всех различных технологических операций выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца к числу рабочих мест.
Коэффициент закрепления операции в соответствии с ГОСТ 3.11.0-74 принимают равным отношению количество технологический операций выполняемых в течении месяца на участке к количеству рабочих мест на участке;
Кз.о = 1 - для массового производства;
Кз.о 10 - для крупносерийного производства;
Кз.о 20 - для среднесерийного производства;
Кз.о 40 - для мелкосерийного производства.
Для единичного производства Кз.о свыше 40.
В данном курсовом проектировании при отсутствии исходных данных по базовому варианту (количество технологических операций и количество рабочих мест) тип производства определяется по годовому объему выпуска и массе деталей (таблица 3) [1].
Т.к масса детали составляет 12 кг. а годовая программа выпуска 2000то тип производства ориентировочно будет среднесерийным.
Рассчитаем количество деталей в партии единовременного запуска n шт.
где N = 300– годовой объем выпуска деталей;
а = 8 дн. – периодичность запуска в днях;
Ф = 252 дн. – количество рабочих дней в году.
принимаем n = 10 шт.
Для среднесерийным типа производства рассчитываем такт выпуска tв мин:
где Fд = 4015 ч. – годовой фонд времени работы оборудования.
Серийное производство является основным типом современного машиностроения и предприятия этого типа выпускают в настоящее время 75-80 % всей продукции машиностроения страны. По всем технологическим характеристикам серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством.
Объем выпуска предприятий серийного типа колеблется от сотен до тысяч регулярно повторяющихся изделий.
Персонал: Рабочие средней квалификации. Наряду с работниками высокой квалификации работниками на сложных универсальных станках и наладчиками используются рабочие-операторы работающие на настроенных станках.
Заготовки: Средней точности. В качестве исходных заготовок используется холодный и горячий прокат литье в землю и под давлением точное литье поковки и точные штамповки и прессовки. Требуемой точности достигают как методами автоматического получения размеров так и методами пробных ходов и промеров с частичными применением разметки.
Оборудование: Универсальное и специализированное частично специализированное. Широко используется станки с ЧПУ обрабатывающие центры и находят применение гибкие автоматизированные системы станков с ЧПУ связанные с транспортирующими устройствами и управлением от ЭВМ. Оборудование расставляется по технологическим группам с учетом направлениям основных грузопотоков цеха по предметно-замкнутым участкам. Однако одновременно используются групповые поточные линии и переменно-поточные автоматизированные линии. Большое значение имеет универсально-сборная переналаживаемая технологическая оснастка позволяющая существенно повысить коэффициент оснащенности серийного производства.
Серийное производство является наиболее гибким и устойчивым наиболее поддается автоматизированию.
Выбор метода получения заготовки
Т.к. отсутствуют сведений о методе получения заготовки по базовому варианту деталь имеет правильную цилиндрическую форму то очевидно что в качестве заготовки принимаем прокат.
По ГОСТ 2590-88 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент» принимает прокат обычной точности «В» диаметром 60 мм с предельными отклонениями (+05; -11).
Принятый технологический процесс
Составим маршрутный техпроцесс изготовления детали червяк.
Принятый маршрутный процесс оформляем в виде таблицы.
Таблица 6 – Маршрутный техпроцесс изготовления крышки
и краткое содержание операции
Режущий инструмент размеры марка инструментального материала
Технологические базы
Наружная поверхность
Черновое точение поверхностей 66 30 мм.
Чистовое точение поверхностей 30 мм
Сверление отверстия 18мм.
Резец проходной упорный 20 Резец проходной упорный 20х20 Т15К6; Сверло 18
Наружная поверхность и торец
Черновое точение поверхностей 66 мм.
Чистовое точение поверхностей 66 мм
Растачивание отверстия 55 мм.
Резец проходной упорный 20 Резец проходной упорный 20х20 Т15К6; резец канавочный Т15К6; метчик М20
Шлифование поверхн. 55 мм
Круг шлифовальный ПВК 50×50×127 12А М10 СМ1 7 К4 50 мс 1кл.А.
Вертикально-сверлильная
Сверлить отверстие под штифт
Нанесение покрытия Хим. Окс. прм.
Расчет необходимого количества операций проведем для поверхности 55h8+0046.
Допуск заготовки составляет 08 мм т.е.
Необходимую величину уточнения определим по формуле [15]
С другой стороны уточнение определяется как произведение уточнений полученных при обработке поверхности на всех операциях(переходах) принятого техпроцесса:
где – величина уточнения полученного на
n – количество принятых в техпроцессе операций (переходов).
Для обработки данной поверхности в маршрутном технологическом процессе предусмотрены следующие операции:
Чистовое точение; 2. Шлифование.
Промежуточные значения рассчитываются по формулам[15]
где – допуски размеров полученные при обработке детали на первой второй и т.д. операциях.
Определяем общее уточнение для принятого маршрута обработки:
Полученное значение показывает что при принятом маршруте точность обработки поверхности 80h6-0020 обеспечивается т.к. т.е
Расчёт припусков на обработку
Аналитически рассчитаем припуски на внутреннюю поверхность 55H8+0.046 мм.
Технологический маршрут получения отверстия .
Таблица 8 – Расчет припусков на механическую обработку внутренней поверхности 55H8+0.046 мм.
Технологические переходы обработки поверхности 80h6-0019
Элементы припуска мкм
Предельные размеры мм
Предельные припуски мм
Погрешность установки заготовки (патрон пневматический самоцентрирующий):
где – погрешность базирования – погрешность закрепления.
Погрешность базирования равна нулю т.к. заготовка базируется по наружной поверхности в самоцентрирующем трехкулачковом патроне т.е.
Погрешность закрепления возникает в результате смещения обрабатываемой поверхности заготовки от действия зажимной силы. Так как мы в качестве зажимного приспособления используем трехкулачковый патрон с пневматическим приводом обеспечивающим постоянство усилий зажима то погрешность закрепления можно принять из [1 стр. 76]: мкм.
Минимальный припуск определяется по формуле:
где – высота неровностей профиля на предшествующем переходе;
– глубина дефектного слоя на предшествующем переходе;
– величина пространственных отклонений на предшествующем переходе;
i – погрешность установки заготовки на текущем переходе.
Для проката значение Rz = 150 мкм Н = 200 мкм [1 с. 63]. Для чистового точения Rz = 20 мкм Н = 0 мкм [1 стр. 65] для шлифования Rz = 4×Rа = 4×125= 5 мкм Н = 0.
Величина пространственных отклонений для заготовки определяется по формуле:
где Δк = 8 мкммм – удельная кривизна заготовки;
Величина пространственных отклонений после чистового точения и шлифования:
где – коэффициент уточнения формы [1 стр. 73];
Минимальный припуск под чистовое точение:
Минимальный припуск под шлифование:
-на заготовку dзаг = 08 мм = 800 мкм (ГОСТ 2590-88);
-на чистовое точение dчист.точ. = 46 мкм;
-на щлифование (по чертежу) dщлиф. = 20 мкм;
Определим расчетные размеры путем прибавлением расчетного минимального припуска:
dр(чист.точ.) = 79980 + 0926 = 80907 мм;
d (загот) = 80907 + 238 = 83287 мм.
Запишем наименьшие предельные размеры по всем технологическим переходам округляя их уменьшением расчетных размеров; округление производим до того же знака десятичной дроби с каким дан допуск на размер для каждого перехода.
Предельные наибольшие размеры рассчитаем путем прибавления к наименьшим предельным размерам допусков соответствующих переходов.
dmax (загот.) = 5428 – 08 = 5408 мм.
Рассчитаем предельные значения припусков Zmax как разность наименьших предельных размеров и Zmin как разность наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов:
= 549 – 5498 = 092 мм = 920 мкм;
= 5496 – 54 = 096 мм = 960 мкм;
= 2028 – 189 = 238 мм = 2380 мкм;
= 2108 – 1896 = 312 мм = 3120 мкм;
Проверка правильности расчетов:
80 – 3300 = 800 – 20
Расчеты выполнены верно.
Общий номинальный припуск:
Номинальный диаметр заготовки:
Окончательный размер заготовки согласно расчетам мм.
Графическая схема расположения припусков и допусков на обработку поверхности 55H8+0.046 мм представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема графического расположения припусков и допусков поверхности 55H8+0.046 .
Расчёт режимов резания
1 Расчёт режимов резания аналитическим методом
Рассчитаем режимы резания на две операции аналитическим методом.
Операция 010 Токарная с ЧПУ. Чистовое точение поверхности 66 мм.
Станок – токарный с ЧПУ модели 16К20Ф3. Мощность привода главного движения N = 10 кВт.
Глубину резания – 15 мм.
Выберем инструмент и материал режущей части резца.
Резец проходной: j = 90° j1 = 10° g =10° l = 0° a = 10° радиус при вершине резца r = 05 мм. Материал режущей части резца – твердый сплав Т15К6.
Сечение державки резца 2540 мм.
Табличная подача при черновом точении Sт = 063 ммоб.
Рассчитаем подачу с учетом твердости обрабатываемого материала:
S = Sт × Ksи × Ksп × Ksd × Ksр × Ksφ × Ksм(7.1)
где Ksи – поправочный коэффициент на инструментальный материала;
Ksп – поправочный коэффициент на состояние поверхности заготовки;
Ksd – поправочный коэффициент на диаметр обработки;
Ksр – поправочный коэффициент на тип конструкции резца;
Ksφ – поправочный коэффициент на геометрию резца;
Ksм – поправочный коэффициент на механические свойства обрабатываемого материала;
Sо = 063 × 115 × 10 × 06 × 11 × 10 × 085= 041 ммоб.
По паспорту станка принимаем подачу Sо = 041 ммоб (регулирование бесступенчатое).
Рассчитаем скорость резания:
где – постоянная в формуле скорости резания = 350;
Т – период стойкости резца Т = 45 мин – среднее значение при одноинструментальной обработке;
– поправочный коэффициент на скорость резания.
где – поправочный коэффициент зависящий от обрабатываемого материала
– поправочный коэффициент зависящий от состояния поверхности заготовки = 09.
– поправочный коэффициент зависящий от марки материала резца = 1.
– поправочный коэффициент зависящий от угла в плане j = 08.
где Кг – коэффициент характеризующий группу стали по обрабатываемости Кг = 08;
n – показатель степени n = 1.
× 09 × 1 × 1 × 08 = 072.
Частота вращения шпинделя:
По паспорту станка принимаем n = 602 мин-1 (регулирование бесступенчатое).
Действительная скорость резания определяется по формуле:
= = 15122 ммин. (7.6)
Рассчитаем силу резания Pz:
где – постоянная в формуле силы резания = 300.
– поправочный коэффициент на силу резания:
где – поправочный коэффициент на обрабатываемый материал;
– поправочный коэффициент на угол в плане j = 089;
– передний угол g = 1;
– угол наклона режущей кромки l = 1.
= 085 × 089 × 1 × 1 = 076.
· 300 × 151 × 041075 × 15122-01 × 076 = 106085 Н.
По известной силе Pz и скорости резания V произведем проверку по мощности привода главного движения станка необходимо чтобы мощность затрачиваемая на резание была меньше мощности привода станка. Мощность затрачиваемая на резание:
Проверка по мощности выполняется 19 кВт 10 кВт.
Основное время выполнения операции:
где i – количество проходов.
Операция 010 Токарная с ЧПУ.
Сверление отверстий диаметром 18 мм (длина 26 мм).
Инструмент сверло спиральное 18 мм материал сверла – Р6М5. Станок – токарный с ЧПУ модели 16К20Ф3.
Табличная подача на оборот Sот = 014 – 019 ммоб;
По паспорту станка принимаем Sо = 02 ммоб.
Глубина резания при сверлении:
где Сv - постоянный коэффициент;
Т – период стойкости сверла мин;
y q m - показатели степени;
Kv – поправочный коэффициент на скорость резания.
= 70 для сверла из стали Р6М5; q = 04; у = 07; m = 02.
где Kmv – поправочный коэффициент на твердость обрабатываемого материала;
Knv – поправочный коэффициент на состояние поверхности обрабатываемого материала;
Kuv – поправочный коэффициент на вид инструментального материала;
По паспорту станка принимаем n = 604 мин-1 (регулирование бесступенчатое).
Действительная скорость резания:
где Сp – постоянный коэффициент;
y q – показатели степени.
Kp – поправочный коэффициент на силы резания и крутящий момент.
= 68; q = 1; у = 07.
Крутящий момент на шпинделе:
где См - постоянный коэффициент См = 00345.
y q - показатели степени. q = 2; у = 08.
Основное время сверления отверстия:
2 Расчет режимов резания по нормативам
Операция 025 – Внутришлифовальная.
Станок торцекруглошлифовальный – 3К225В режущий инструмент – шлифовальный круг Э5А40С1-С28К5. Шлифование цилиндрической поверхности 55 и шлифование торца.
Расчет проведем по методике приведенной в карте Ш1 [3]
Скорость шлифовального круга определяется по рекомендации [3] стр.173
Определим рекомендуемую скорость вращения детали.
По рекомендации [3] для обработки стали при скорости круга V=35 мс скорость детали составляет 25 ммин
Рассчитываем частоту вращения шпинделя по формуле
Принимаем nд = 100 мин-1.
Уточняем скорость детали
Выберем минутную поперечную подачу Sм. По рекомендациям стр. 173[3] подача составит
Sм = Sм(табл)·К1·К2·К3 (36)
где Sм(табл) - минутная подача табличная;
К1 - коэффициент зависящий от материала и скорости круга; К1= 13
К2 - коэффициент зависящий от припуска и точности; К1= 11
К3 - коэффициент зависящий от диаметра круга количества кругов и характера поверхности; К3= 11.
По [3] Sм(табл) для ширины шлифования в=9 мм диаметра шлифуемой шейки d=80 мм Sм(табл) = 07 мммин.
Sм = 07·13·11·11 = 11 мммин.
Время выхаживания при ширине шлифования 9 мм шероховатости поверхности Ra =08 мкм точности обработки S=005 мм диаметре шлифования d=30мм составит 011 мин.
По таблице страница 176 [3] при времени выхаживания tвых = 011 мин минутной подаче Sм=063 мммин слой снимаемый при выхаживании состоит бвых=002 мм.
Аналогично рассчитываем режимы резания на остальные операции и результаты сводим в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 – Сводная таблица режимов резания
Наименование операции перехода
Частота вращения мин
Минутная подача мммин
В условиях серийного производства расчет нормы штучно-калькуляционного времени на операцию производится по формуле [3]:
где Тп.з. – подготовительно-заключительное время;
n – размер партии деталей (n= 64 шт.);
Тшт – штучное время;
Тшт = То+ Тв + Тобсл + Тотд (8.2)
где То - основное время операции;
Тв - вспомогательное время; Тв = Тус + Туп + Тизм;
Тобсл - время на обслуживание рабочего места;
Тотд - время на отдых и личные надобности рабочего.
Рассчитаем нормы времени на выполнение операций технологического процесса.
Операция 010 Токарная с ЧПУ. Станок 16К20Ф3.
Основное машинное время операции: То = 08 мин.
Вспомогательное время операции при обработке на станках с ЧПУ:
Тв = Тус + Тмв (8.3)
где Тмв – машинно-вспомогательное время включает время на позиционирование ускоренное перемещение рабочих органов подвод и отвод инструмента в зоне обработки смену режущих инструментов и т. д. Эти составляющие вспомогательного времени зависят от скорости и длины перемещений рабочих органов от компоновки основных элементов станка и конструкции вспомогательных устройств Тмв = 092 мин.
Время на контрольные измерения детали перекрывается основным временем и в норму штучного времени не включено.
Тв = 06 + 092 = 152 мин.
Рассчитаем оперативное время:
Топ = 08 + 152 = 232 мин.
Продолжительность работы станка по управляющей программе Туп составляет неполное оперативное время работы станка:
Туп = То + Тмв (8.5)
Туп = 08 + 092 = 172 мин.
Время на отдых и обслуживание задаётся в процентах от оперативного времени [3].
Тобс.= 35% от Топ (8.6)
Тобс= 35232 100 = 008 мин.
Тотд.= 4% от Топ (8.7)
Топ = 4232 100 = 013 мин.
Штучное время операции:
Тшт = 08 + 152 + 008 +013 = 253 мин.
Норма штучно-калькуляционного времени:
Тшт-к= 253 + 10 64 = 269 мин.
Операция 010 Токарная с ЧПУ. Станок 16К20Ф3. Сверлить отверстие 19 мм. Основное время обработки То = 23 мин.
Вспомогательное время на обработку:
Определим оперативное время:
Топ = 23 + 152 = 175 мин.
Время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени: Тобс.= 35% от Топ
Тобс. = 35% 382 100 = 013 мин.
Время на отдых в процентах от оперативного времени:
Тотд = 4%382100 = 015 мин.
Тшт = 23 + 152 + 013 + 015 = 171 мин.
Тшт-к= 41 + 1464 = 432 мин.
Аналогично рассчитаем нормы времени на остальные операции технологического процесса и представим их в таблице 8.1.
Таблица 8.1 – Таблица норм времени
Вспомогательное время
Время обслуж. и отдыха
Расчет точности операции
Произведем расчет точности операции 015 Токарная с ЧПУ (чистовое точение поверхностей 66 мм).
Обработка осуществляется резцом с j = 45° j1 = 15° при глубине резания
t = 15 мм подаче S0 = 14 ммоб и скорости резания V = 15122 ммин. Настройка инструмента на размер производится по пробным деталям при m = 4 с применением микрометра. Жесткость станка 15 МНм.
Обрабатываемый размер L = 96 мм ; d2 = 80 мм.
Настроечная партия деталей n = 10
Материал инструмента Р6М5.
Величина погрешности обусловленная размерным износом резца:
где – путь резания при обработке настроечной партии;
– относительный износ инструмента = 10 мкмкм [1 табл.3.3].
где – диаметр обрабатываемой поверхности мм;
– расчетная длина обработки мм.
Значение мгновенной погрешности обработки для размера 80 мм и жесткости станка 15 МНм определяем по табл. 3.6 [1 стр.125] 20 мкм.
Погрешность настройки:
где – погрешность смещения центра группирования при m = 4;
– погрешность регулирования инструмента = 5 мкм
– погрешность метода измерения для микрометра = 20 мкм;
Суммарная погрешность обработки:
где – погрешность установки при установке в самоцентрирующем патроне в радиальном направлении равна нулю (стр. 143 [1]).
Точность обработки обеспечивается т.к. Td (1779 мкм 20 мкм).
Расчет и проектирование станочного приспособления
1 Назначение и устройство станочного приспособления
Рассмотрим спроектированное в рамках данной курсовой работы станочное приспособление (рисунок 4). Станочное приспособление предназначено для крепления заготовок устанавливаемых по наружному и внутреннему диаметру.
Предварительную настройку кулачков 15 на заданный размер производят перестановкой их по рифленой поверхности 14. Благодаря плоскому соединению тяги 11 с муфтой 13 кулачки могут самоустанавливаться в результате чего достигается равномерность зажима заготовки. Привод пневматический.
Рисунок 6 – Патрон трехкулачковый
Расчет приспособления
Исходными данными для расчета приспособления является сила резания и крутящий момент.
Расчет выполняем для операции 015 – токарная с ЧПУ.
Силу резания = 106085 Н. (из п. 7).
Главная составляющая силы резания Pz образует момент резания который рассчитываем по формуле из [4]:
А момент трения Мтр определим по формуле:
Составляем уравнение моментов относительно оси x:
Составляем уравнение сил относительно оси x:
Схема сил действующие на деталь при обработке:
Рисунок 5 – Схема сил действующих на заготовку при обработке.
Выбираем большую силу прижима
Расчет приспособления на точность
Погрешность изготовления приспособления определяем по формуле [6]:
где Т – допуск выполняемого размера Т = 0065 мм;
КT1 – коэффициент учитывающий отклонения значений составляющих величин от закона нормального распределения Кт1 = 1;
eб – погрешность базирования;
eз – погрешность закрепления;
eу – погрешность установки;
eи – погрешность износа установочных элементов;
eпи – погрешность от смещения инструмента;
w – экономическая точность обработки;
kT1 – коэффициент учитывающий уменьшение предельного значения погрешности базирования при работе на настроенных станках kT1 = 08;
kT2 – коэффициент учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности вызываемой факторами не зависящими от приспособления kT2= 04.
Погрешность базирования eб=0
Погрешность закрепления eз = 0
Погрешность установки заготовки eу = 0025 мм.
Погрешность от смещения инструмента eпи = 0 мм.
Погрешность износа установочных элементов eи = 001мм.
Экономическая точность обработки по 7-му квалитету точности w = 012 мм.
2 Контрольное приспособление
2.1 Назначение и устройство приспособления
Приспособление предназначено для контроля радиального и торцового биений относительно оси детали. Приспособление контрольное (рисунок 5) состоит из плиты основания 1 на котором закреплены две стойки 5 и 8. В стойке 5 закреплен неподвижный центр 6 а в стойке 8 – регулируемый 10 который фиксируется фиксатором за счет чего происходит поджим-отжим детали. К основанию 1 крепятся индикаторы которые могут перемещаться в продольном направлении по пазам.
Рисунок 5 – Приспособление контрольное
2.2 Порядок выполнения измерений и обработки результатов.
Для измерения радиального биения деталь устанавливают на оправку и зажимают в центра 6 10. Щуп устанавливают таким образом чтобы он касался измеряемой поверхности сферы а стрелка индикатора сделала 1-2 оборота. После этого стрелка индикатора устанавливается на ноль поворота шкалы. Отклонение стрелки индикатора и покажет биение поверхности относительно оси детали. Затем тоже действие повторяют еще шесть раз и по совокупности всех показаний судят о том годна деталь или нет.
2.3 Расчет приспособления на точность.
В соответствии с ГОСТ 8.051-83 погрешность измерения торцового биения не должна превышать 30% допуска измеряемой величины. Допуск торцового биения Т=005 мм. Тогда допуск погрешности измерения
Погрешность измерения в разработанном приспособлении состоит из трех слагаемых: погрешности базирования и погрешности отсчетного устройства 1 то есть
Погрешность базирования =0 так как установочная база детали и измерительная база совпадают.
Погрешность отсчетного устройства 2 в качестве которого принят индикатор типа ИЧ-10 погрешность измерения которого составляет 001 мм при цене деления шкалы c=001 мм.
Таким образом сумма погрешности измерения в приспособлении
Это означает что сумма погрешности измерения в приспособлении не превышает допускаемой погрешности измерения. Можно использовать для контроля.
В результате разработки данного курсового проекта было проведено полное исследование технологического процесса получения заготовки в готовую деталь. Важнейшим этапом проектирования технологии является назначение маршрутного техпроцесса обработки выбор оборудования режущего инструмента и станочных приспособлений. По отношения к базовому техпроцессу выполнены следующие изменения:
-замена токарных станков на токарные с ЧПУ;
-замена приспособления на шлифовальных операциях.
Рассчитаны припуски аналитическим способом на поверхность детали.
В курсовом проекте отражены два метода назначений режимов резания – аналитический и по нормативам. Расчет режимов резания позволяет не только установить оптимальные параметры процесса резания но и определить основное время на каждую операцию.
Рассчитаны нормы времени и произведен расчет точности токарной чистовой операции.
В результате изменений и последующих экономических расчетов определен положительный экономический эффект принятого технологического процесса по отношению к базовому.
Список используемых источников
Дипломное проектирование по технологии машиностроения Под общ. ред. В.В. Бабука – Мн.: Выш. шк. 1979. – 464 с.
Режимы резания металлов: Справ. Под ред. Ю.В. Барановского - М.: Машиностроение 1972.
Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования. Серийное производство. – М.: Машиностроение 1974.
Справочник технолога-машиностроителя. Т.2 Под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова.– М.: Машиностроение 1985.
Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справ. А.К. Горошкин. - М: Машиностроение 1979. - 299 с. : ил.
Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения А.Ф. Горбацевич В.А. Шкред.– Мн.: Выш. шк. 1983. – 256 с. : ил.
Станочные приспособления: Справ. Т.1 Под ред. Б.Н. Вардашкина и А.А. Шатилова. - М.: Машиностроение 1984.
Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 Под ред. А.Г. Косиловой Р.К. Мещерякова.– М.: Машиностроение 1985.
Технологическая оснастка: Учеб. для студентов машиностроительных специальностей вузов М.Ф. Пашкевич Ж.А. Мрочек Л.М. Кожуро В.М. Пашкевич. – Мн.: Адукацыя i выхаванне 2002.
Жолобов А.А. Технология машиностроения А.А. Жолобов М.Ф. Пашкевич Л.М. Кожуро - Мн. Новое знание 2008 - 478 с.
Пашкевич М.Ф. Технология машиностроения. Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие- Мн. Изд-во Гревцова 2010 - 480 с.

Контрольное приспособление_2 5_11.cdw

Белорусско-Российский
Периодической поверке подлежит стабильность показаний
индикатора. Нестабильность показаний индикатора в пределах 0
Настройку приспособления произаодить по эталанной детали.