Технологический процесс изготовления корпуса прибора и проектирование оснастки

Маршрутка1лист.frw

записка.doc

Данная курсовая работа посвящена разработке технологического процесса
изготовления детали “Корпус прибора” и проектированию технологической
Цель курсовой работы – получить практические навыки при решении задач
возникающих в связи с разработкой технологических процессов изготовления
деталей и проектирования технологической оснастки.
В ходе выполнения работы решаются такие задачи: разработка
технологического процесса изготовления детали “Корпус прибора” включающего
выбор метода получения заготовки выбора оборудования и инструмента для
каждой операции ТП расчет элементов режимов резания сил резания
припусков и норм времени; Проектирование станочного приспособления для
выполнения некоторой операции.
В РПЗ описаны порядок и все этапы разработки ТП изготовления изделия “
Технологический раздел
1. Анализ исходных данных для разработки ТП
Материал для изготовления изделия “ Корпус прибора ” – Сталь 45Л ГОСТ
Годовая программа выпуска изделия – 5000 шт.
Поверхность для расчета припусков – 35Н7 .
Изделие “ Корпус прибора ” является базовой деталью в узле
являющемся опорой открытых валов несущих в свою очередь шкивы или
При изготовлении корпуса необходимо уделить внимание изготовлению
таких точных поверхностей как:
- внутренние цилиндрические поверхности 35Н7 связанные малыми допусками
(65±0.05 мм) с базовой плоскостью А.
Корпус изготовлен из чугуна СЧ20 применяемой для изготовления
средненагруженных деталей следующего химического состава и механическими
Таблица химического состава и механических
свойств стали 45Л ГОСТ1050-88
Наименование С% Si% Mn% S P
Сталь 45Л 0.42. 0.47 0.17 0.37 05 08 0035 0035
Предел прочности на растяжение в=600МПа; (и=300Мпа НВ=217
[pic]% [pic]% ан=90[pic]
2. Определение типа и формы организации производства
В соответствии с заданной годовой программой выпуска деталей (5000 шт)
а также в результате анализа конфигурации детали и ее габаритов можно
заключить что ориентировочное производство для изготовления корпуса –
среднесерийное. Подтверждением служат данные табл. №2.
Зависимость типа производства от обьема
выпуска и массы детали
Масса Тип производства
единичное Мелко- Средне- Крупно- Массовое
серийное серийное серийное
60 До 10 10 500 500 35000 75000 Св. 75000
Для среднесерийного производства рациональна непоточная форма
организации производства. Производственный участок организуют по принципу
обработки конструктивно сходных деталей (участок корпусных деталей). На
участке используют универсальное и специализированное оборудование
расставленное в порядке выполнения операций.
Размер партии деталей можно определить по формуле:
где N – годовая программа выпуска деталей;
t – количество дней на который необходимо иметь запас деталей;
F – количество рабочих дней в году.
Подставив в формулу (2.2.1.) значения получим:
3. Обработка конструкции детали на технологичность
Зная тип производства материал детали и ее конфигурацию можно
использовать для получения заготовки метод литья в песчано-глинистые формы
по металлическим моделям с машинной формовкой обеспечивающей достижение 9
класса точности в соответствии с ГОСТ 26845-85.
Наиболее эффективным способом получения заготовки из стали является
литье. Конфигурация отливки проста и позволяет обеспечить легкое
извлечение ее модели из формы. С помощью стержней в целях повышения КИМ
можно получить предварительные намётки под отверстия ø35Н7 ø30 и
внутреннюю полость корпуса.
В целом заготовка технологична.
Анализ технологичности конструкции корпуса позволяет сделать следующие
- конструкция отличается высокой жесткостью и допускает высокие режимы
резания и широкое использование наборов фрез;
- уключины расположенные с двух сторон детали можно удачно использовать в
качестве технологических баз на протяжении почти всей обработки детали;
Конструкция корпуса обеспечивает свободный доступ режущего и
мерительного инструмента к обрабатывающим поверхностям.
Все обрабатываемые поверхности и отверстия либо параллельны либо
расположены под прямым углом друг к другу;
Большинство поверхностей и отверстий можно обработать стандартным
В целом конструкция корпуса технологична.
4. Выбор заготовки и ее технико-экономическое обоснование
В результате анализа конструкции корпуса приходим к выводу что
наиболее целесообразно применять литую заготовку. Наиболее рациональным
является литье в песчано-глинистые формы с машинной формовкой по
металлическим моделям либо литье в кокиль. Последний способ позволяет
получить более качественные отливки однако он требует больших затрат на
изготовление литейной оснастки.
Учитывая размеры и материал ккорпуса и наименьшую стоимость литья в
песчано-глинистые формы заготовку будем получать литьем в формы с
машинной формовкой по металлическим моделям. Класс точности отливки –
девятый по ГОСТ 26645-85 формовочные уклоны – в ГОСТ 3212-80.
В качестве плоскости разъема следует принять плоскость проходящая
через плоскость А. Ее преимущество в том что в ней лежат наибольшие
габариты заготовки. Кроме этого наибольшая часть отливки формируется в
Литые углубления под колодцы будут формироваться с помощью литейных
стержней с уклонами по длине.
На основе указанных стандартов и ГОСТ 3.1125-88 разработан эскиз
отливки корпуса с учетом литейных уклонов радиусов и припусков на
механическую обработку. Конечные размеры заготовки подобраны по таблицам.
Определяем стоимость литой заготовки
Стоимость литых заготовок определяется по формуле:
стоимость 1т отливок из чугуна составляет
[pic] - коэффициенты зависящие от класса точности группы сложности
массы марки материала и объема производства заготовок; Все коэффициенты
принимаю равными единице.
Подставив данные в формулу получим:
5. Выбор типового ТП и типовых схем обработки поверхностей
Поскольку деталь “Корпус” относится к классу корпусных деталей то
типовой технологический процесс состоит из следующих этапов:
- обработка значительной по размерам плоскости служащей в дальнейшем
чистовой технологической базой;
- фрезерование двух уключин на этой плоскости;
- черновая и чистовая обработка значительных по размерам плоскостей
- черновое и чистовое растачивание (сверление зенкерование) основных
отверстий корпусной детали;
- сверление нарезание резьб зенкерование развертывание мелких отверстий
с разных сторон заготовки.
Исходя из заданных на чертеже требований к качеству (точности и
шероховатости) обрабатываемых поверхностей и типового технологического
процесса подбираем типовые схемы их обработки:
Плоскость А– черновое и чистовое фрезерование;
Торцы бобышек - черновое и чистовое фрезерование;
Н7 – растачивание черновое чистовое и тонкое;
отв.М6-7Н – центрование сверление резьбонарезание;
паз 8Н8 – черновое и чистовое фрезерование.
6. Выбор технологических баз.
При выборе технологических баз будем руководствоваться двумя
основными принципами: совмещение (единства) и постоянства баз.
Операция 005 Вертикально-фрезерная.
Оборудование: вертикально фрезерный станок 6Р13РФ3.
Содержание операции:
Черновое и чистовое фрезерование базовой плоскости А выдержав
Центрование сверление и развёртывание 2 отв. 6Н8.
Установочная база – необработанная плоскость противоположная
Направляющая база – плоскость перпендикулярная плоскости А;
Опорная база – 3 плоскость перпендикулярная плоскости А;
Операция 010 Многоцелевая.
Оборудование: многооперационный станок ИР320 ПМФ4 с горизонтальный
Черновое и чистовое фрезерование плоскости Б выдержав размеры
Расточка 32 расточка 35Н7 до 34.8Н9
Расточить канавку 356х3 выдержав размер 15.
Обработать 12 отв. М6-7Н
Повернуть заготовку на 180°
Расточка 35Н7 до 34.8Н9
Установочная база – обработанная плоскость А
Направляющая и опорная база – 2 отв. 6Н8.
Операция 015 Многоцелевая.
Оборудование: многооперационный станок 245ВМФ4 с вертикальной осью
Зацентровка 14 отверстий 5;
Сверление 14отверстий (5 выдержав размеры15 175±0.3 35±0.3
Сверление 2 отверстий (15 выдержав размеры 85 30±0.15 65±0.25
Нарезание 14 отв. резьб М6-7Н. фрезеровать паз 8Н8 начерно и
начисто выдержав размер 4
Схема базирования – (см. опер. 010);
Операция 020 Расточная.
Оборудование: горизонтально-расточной 2М615 с горизонтальной осью
Расточка тонкая 2 отв. 35Н7
8. Определение припусков на механическую обработку расчетно-
аналитическим методом
Необходимо рассчитать припуск на обработку (35Н7 .
Технологический процесс обработки включает в себя 3 перехода:
- черновое растачивание Н12 Ra=20 мкм
- чистовое растачивание Н10 Ra=5 мкм
- тонкое растачивание Н7 Ra=1.25 мкм.
Расчёт припусков ведём в виде таблицы в которую последовательно
записывается технологический маршрут обработки и все значения элементов
Для отливок получаемых литьем в песчано-глинистые формы с машинной
формовкой по металлическим моделям точность и качество поверхностей :
Rz+h=160+200=360мкм (1том 1 стр.182)
-качество поверхностей после механической обработки
- для чернового растачивания: Rz=50мкм h=50мкм (1том 1 стр.183)
- для чистового растачивания : Rz=25мкм h=25мкм (1том 1
- для тонкого растачивания: Rz=5мкм h=5мкм (1том 1 стр.183).
Минимальный припуск на обработку определяем по формуле:
Суммарное пространственное отклонение расположения поверхностей с
закреплением заготовки в трех кулачковом патроне определяем по формуле:
где: Δкор - отклонение оси детали от прямолинейности;(1том.1с.186
Δкор=Δк·L=2·12=24мкм Δк=2мкммм (1том.1 стр.183)
Δсм. - отклонение смещения оси отверстия. (1том. 1стр. 186)
Δсм=Δп ·D Δп=1мкммм – удельный перекос отверстия (1том.1стр.
Суммарные и пространственные отклонения после обработки определяем
где: Ку - коэффициент уточнения:
Для чернового точения: Ку = 006;
Определяем погрешность установки по формуле:
где [pic] - погрешность базирования возникающая при
установке заготовки на 2 пальца [pic] =IT6+IT7+=12+8+4=24 мкм.
[pic]- погрешность закрепления при установке заготовки в тисках:
[pic]- погрешность положения при обработке за один установ равна
Остаточная погрешность установки: [pic]=0.06 103=6мкм
Тогда припуск на черновое растачивание:
для чистового растачивания:
для тонкого растачивания:
[pic]2 · ( 25 + 25) = 100 мкм.
Результаты расчета приведены в табл. 2.4.
На рис. 2.4 приведена схема расположения промежуточных припусков и
допусков на обработку отверстия 35Н7.
Расчет припусков на внутреннюю поверхность 35Н7.
Технологическ РасчеРасчетДопусПринятые Предельные
ие операции иЭлементы тный ный к (округлен-ныезначения
переходы припумин-ыйTD ) размеры по припусков
обработки припуска ск размермкм переходам мммкм
элементных 2Zimi мм
Н7 0.025 1.8 0.0139 Тонк. 2.8 29.5-1
0.52 1.6 0.325 Черн. 1.7 20+1.6
0.52 1.8 0.288 Черн. 1.7 26.5-1.
±0.05 0.01 1.8 0.055 Чист. 2.6 35.2+1.8
0.74 2.2 0.35 Черн. 2.0 74+2
±0.05 0.1 2.2 0.045 Чист. 2.6 67.6±1.1
0.52 1.8 0.288 Черн. 1.7 28-1.8
8.2 Расчет режимов резания.
8.2.1 Расчет режимов резания аналитическим методом на обработку
Исходные данные: обрабатываемый материал –Сталь45Л
-Инструмент: токарный резец с пластиной из твёрдого сплава Т5К10 ;
- Оборудование: Многооперационный станок ИР320ПМФ4 с ЧПУ;
-Глубина резания: t= 0.73 мм.( согласно п.1.7)
-Подача: S=02 ммоб [1том 2 табл 12]
) -Скорость резания: [pic]
где Cv=420 ; y= 02;m=02 [1том 2 табл. 17]; Kv=Kmv·Kpv·Kuv
где [pic] [1том 2 табл.17]- коэффициент учитывающий влияние физико-
механических свойств на скорость резания;
Knv=0.8- учитывает качество поверхности заготовки [1том 2 табл.5]
Kuv=0.65-учитывает материал режущего инструмента (Т5К10) [1том 2
T=60 мин [1том 2 табл.30]- период стойкости резца
Kv=1.25·0.8·0.65=0.65.
)-Частота вращения шпинделя:
[pic][pic] обмин принимаем по паспорту станка nф=1600 обмин.
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.2·1600=320 мммин
)-Главная составляющая силы резания:
Cp=204 х=1 y=075 n=0 [1том 2 табл.19]
где [pic] [1 том 2 табл.9]
[pic]1.25 для γ=-15 [pic]0.89 для φ=90
[pic]1 для λ=0 [pic]0.93 для r=1 [1том 2 табл.23]
)- Мощность резания: [pic] кВт
)- Основное время обработки : [pic] мин.
-Инструмент: токарный резец с пластиной из твёрдого сплава Т15К6 ;
- Оборудование: токарный станок 16К20Ф3 с ЧПУ;
-Глубина резания: t= 0.2 мм.( согласно п.1.7)
-Подача: S=014 ммоб [1том 2 табл 12]
Knv=1- учитывает качество поверхности заготовки [1том 2 табл.5]
Kuv=1-учитывает материал режущего инструмента (Т15К6) [1том 2 табл.6]
принимаем по паспорту станка nф=2950 обмин
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.14·2950=413 мммин
-Глубина резания: t= 0.07 мм.( согласно п.1.7)
-Подача: S=005 ммоб [1том 2 табл 12]
[pic] принимаем по паспорту станка nф=4550 обмин
) -Минутная подача: Sм=S·n=0.05·4550=227 мммин
8.2.2 Расчет режимов резания табличным методом.
На остальные поверхности режимы резания назначаем согласно таблиц
(814) в следующей последовательности:
- определяем припуск на механическую обработку (п.п. 2.9)
- определяем материал режущего инструмента условия резания
- выбираем скорость резания частоту вращения шпинделя минутную
- определяем мощность резания.
8.3. Определение норм времени.
Производим нормирование вертикально-фрезерной операции 005.
Вспомогательное время на установку детали в тиски:
t = 0.25 мин. (3 стр.36 карта2 )
Вспомогательное время связанное с обработкой не
включенное в программу: (3 стр.36 карта2 )
- включить и выключить станок: t =
- открыть заградительный щиток
- установить кординаты X и Y: t
- ввести коррекцию на инстру-
t = 0.04*3=0.12 мин.
Тв = 0.25+0.04+0.03+0.15+0.12= 0.6мин.
Время на контрольные измерения перекрываются
временем на обработку.
Определяем автоматическое время основной работы
по программе по следующей формуле:
где: То.а.- сумма машинного времени по всем инструментальным
Тв.а.- вспомогательное время на ускоренное
движения и смену инструмента.
Время на организационное и техническое обслуживание
рабочего места (2стр.55 карта10):
Время на отдых и личные надобности:
Определяем норму штучного по формуле:
Подготовительно-заключительное время:
- получить инструмент приспособление : t = 4 мин.
- ознакомиться с работой: t = 4 мин.
- установить и снять блок с инструментом: t = 3*6=18 мин.
- расточить кулачки патрона: t = 5.0 мин.
- установить и снять программо носитель : t = 1.0 мин
Тп.з. = 4+4+18+5+1 = 34 мин.
Определяем норму штучно-калькуляционного времени
9 Расчет режимов резания табличным методом.
- определяем материал режущего инструмента условия резания подачу
Выбор технологического оборудования и оснащения.
Выбор моделей оборудования определение частоты вращения и подачи
осуществляем согласно [1]. Для крупносерийного производства подбираем
высокопроизводительное универсальное и специализированное ориентируясь
на соответствие основных размеров рабочих органов станка габаритным
размерам обрабатываемой заготовки и достижения требуемой точности а
также на применение минимального количества разных моделей станков.
Для достижения высокого качества и производительности при изготовлении
корпуса во всех операциях согласно рекомендациям приведенным в [1] для
серийного производства применяем специальные приспособления с
быстродействующим зажимом заготовок.
Обработку выполняем стандартным инструментом. Материал режущей части
торцевых фрез –Т15К6 сверл зенкеров разверток метчиков концевых фрез
и зенковок быстрорежущей части Р6М5.
Операция 005 Вертикально-фрезерная
Оборудование: Вертикально-фрезерный консольный станок 6Р13ФЗ-01.
Размеры рабочей поверхности стола мм:
Наибольшее перемещение стола; мм:
Перемещение гильзы со шпинделем мм
Внутренний конус шпинделя (7:24)
Число скоростей шпинделя
Частота вращения шпинделя обмин
продольная и поперечная
Скорость быстрого перемещения стола мммин:
Мощность электродвигателя привода главного движения кВт
Операция 010 Многоцелевая
Оборудование: Многооперационный станок ИР320 ПМФ4 с горизонтальный
Размер рабочей поверхности стола мм
Наибольшая масса обрабатываемой заготовки кг
Наибольшие перемещения стола мм:
Шпиндельной головки (бабки)
Расстояние от торца шпинделя до центра стола
Конус отверстия шпинделя (по ГОСТ 15945-82)
Вместимость инструментального магазина шт
Наибольший диаметр инструмента загружаемого в магазин
Число ступеней вращения шпинделя
Рабочие подачи мммин
Наибольшая сила подачи стола МН
Скорость быстрого перемещения мммин
Мощность електродвигателя привода главного движения кВт
Габаритные размеры мм :
Оборудование: Многооперационный станок 245ВМФ4 с вертикальной осью
Операция 020 Горизонтально-расточная.
Оборудование: Горизонтально-расточной 2М615 с горизонтальной осью
Наибольшие перемещения планшайбы стола мм:
Дискретность задания размеров мм
Определение норм времени.
Производим нормирование программной операции 005.
Вспомогательное время на установку детали в приспособление:
- включить и выключить станок: t = 0.04
- установить кординаты X и Y: t =
t = 0.04*5=0. 2 мин.
Тв = 0.25+0.04+0.03+0.15+0. 2= 0.6мин.
То.а.= 2+1+0.9=3.9 мин.
Тв.а.- вспомогательное время на ускоренное установочное
- ознакомиться с работой: t = 4
- установить и снять блок с инструментом: t = 3*5=18 мин.
- установить и снять программоноситель : t = 1.0 мин
Тп.з. = 4+4+18+5+1 = 27 мин.
Конструкторский раздел.
1. Описание выбранной конструкции приспособления.
Пневматические тиски являются универсальным приспособлением
предназначенным для выполнения разнообразных фрезерных и расточных работ
на первых операциях механообработки. Для обеспечения унификации при
обработке изготавливаются по наладке только сменные губки конфигурация
которых зависит от формы обрабатываемой заготовки.
Приспособление представляет собой плиту 1 с выполненными в ней
пазами для установки на стол станка. Для ориентации приспособления в
плите закреплены 2 шпонки 17. В расточке плиты устанавливается корпус 3
пневмокамера состоящая из крышки 2 мембраны 4 двух шайб 5 и 6 штока
В корпусе 3 также устанавливаются ползун 8 со сменными губками 11
рычаг 9 толкатель 10 упорный винт 13 с ползуном 29. Также на плите 1
смонтирована управляющая пневмоаппаратура 3031.
Принцип работы: 2 заготовки устанавливаются необработанными торцами
на опорную пластину 12. Далее при подаче сжатого воздуха в штоковую
полость пневмокамеры шток 7 перемещаясь вниз поворачивает рычаг 9
который в свою очередь перемещает влево толкатель 10 с ползуном 8.
Ползун 8 сменными губками 11прижимаем заготовку к соответствующим
губкам закреплённым на ползуне 29. После окончания обработки сжатый
воздух подключается к поршневой полости шток 7 перемещается вниз в
результате чего происходит расфиксация заготовки.
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по ТМС. – Минск:
Высшая школа. 1983 г. –256 с.
ГОСТ 2.316-68. Правила нанесения на чертежах надписей
технических требований и таблиц.
Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под реакцией
канд. техн. наук Монахова.
Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для
нормирования работ выполняемых на универсальных и многоцелевых станках
с ЧПУ. Часть 1. Нормативы времени.: М.: Экономика. 1990г. – 206с.
с ЧПУ. Часть 2. Нормативы режимов резания.: М.: Экономика. 1990г. – 474
Родин П.Р. Металлорежущие инструменты. Учебник для вузов. 3-е
издание переработанное и дополненное – Киев: Высшая школа. 1986г. –
Справочник технолога-машиностроителя в 2-х томах Т1. Под ред. А.Г.
Косиловой и Р.К. Мещерякова – 4-е изд. переработанное и дополненное –
М.: Машиностроение. 1986г. – 656 с.
Справочник технолога-машиностроителя В 2-х томах Т2. Под ред. А.Г.
М.: Машиностроение. 1986г. – 496 с.
Справочник приспособления: Справочник. В 2-х томах. Под ред. Б.Н.
Вардашкина Т1 : М.: Машиностроение. 1984г. – 592 с.
Вардашкина Т2 : М.: Машиностроение. 1984г. – 656 с.

Графотехнология-1 КОРПУС прибора ФОРМАТ А3.cdw

Графическое изображение

Корпус прибора-отливка ФОРМАТ А3.cdw

Тиски ФОРМАТ А1.cdw

Давление в сети р=0.5МПа
Зажимающий ход подвижной губки 6 мм

Графотехнология-2 КОРПУС прибора ФОРМАТ А3.cdw

Графическое изображение

Корпус прибора ФОРМАТ А1.cdw

Сталь 45Л ГОСТ 977-88

Фрезерное присп ФОРМАТ А3.cdw

Приспособление предназначено для обработки детали типа
корпуса на станке ИР320ПМФ4.
*Размеры для справок.
Рабочее давление масла - 10МПа.
Маркировать обозначение сборочной единицы на бирке.