Технологический процесс механической обработки корпуса из алюминиевого сплава АК7ч

Карты эскизов.frw

Нижегородский государственный технический университет.doc

Нижегородский государственный технический университет
Сормовский вечерний факультет
Кафедра «Технологии машиностроения»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
«Технология машиностроения»
Тема: Разработать технологический процесс механической обработки
(подпись) (Фамилия и
(Фамилия и инициалы преподавателя)
(подпись преподавателя)
Нижний Новгород 2009
Расчет объема выпуска и определение типа производства
Общая характеристика детали .
Служебное назначение детали ..
Технологичность детали
Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа ..
Выбор вида заготовки и его обоснование . ..
Разработка маршрутного технологического процесса .
Разработка операционного технологического процесса
1 Уточнение выбранного технологического оборудования
2 Уточнение схемы установки
3 Назначение режущего инструмента
4 Выбор приспособления
Эскизы обработки и схемы установки
Расчет размеров и припусков
Расчет режимов резания
Факультет автоматизации машиностроения
Кафедра «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»
на курсовой проект по технологии машиностроения
Тема проекта: разработать технологический процесс механической
обработки на заданную деталь
Исходные данные к проекту:
Проект выполняется по разделам согласно графику срок представления
Проект должен содержать:
а) 2-25 листа графического материала (общий вид приспособления
его деталировку эскиз заготовки;
б) заполненную технологическую карту с операционными эскизами;
в) пояснительную записку.
Перед началом выполнения проекта студент обязан ознакомиться а
во время выполнения проекта – руководствоваться «Методическими
указаниями» к выполнению курсового технологического проекта.
(подпись студента и дата)
НИжегородский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Пояснительная ЗАПИСКА
Волковой Татьяны Сергеевны
(фамилия имя отчество)
КП-НГТУ-151000-(04-ТМ)
Пояснительная записка

ВВЕДЕНИЕ.doc

Выполнение курсового проекта позволяет систематизировать обобщить и
закрепить знания полученные при изучении дисциплины “Технология
машиностроения” и других специальных курсов а также опыт приобретенный
во время производственных практик.
Общие теоретические положения расчетные формулы и различные
справочно-нормативные материалы были взяты из справочников специальной
литературы стандартов и руководящих материалов. При оформлении документации
проекта основными руководящими материалами являются стандарты.
Расчет объёма выпуска и определение типа производства
Тип производства подбирается ориентировочно с помощью
табличного метода в зависимости от объема выпуска деталей и их массы.
Годовой выпуск детали составляет 6000 штгод масса детали
27 кг. На основании этих данных можно заключить что деталь
изготавливается в среднесерийном типе производства.
Годовой объем выпуска деталей по цеху определим по формуле
Dизд. = 6000 - объем выпуска изделий завода шт.;
m = 1 - количество данных деталей в изделии;
= 2 - процент запасных частей %
Для серийного производства коэффициент закрепления (Кзо) операций
Данное производство характеризуется тем что детали в производство
запускаются партиями или сериями. Основной принцип – заготовления всей
партии целиком как в обработке и в сборе. Технологический процесс в
серийном производстве разделён на отдельные операции закреплённые за
отдельным технологическим оборудованием.
Применяемое оборудование разбросано от универсальных до специальных
специализированных станков с ЧПУ обрабатывающих центров. Широко
применяются как универсальные так и специальные приспособления.
Квалификация рабочих ниже чем в единичном производстве за счет этого
снижается себестоимость обработки.
Определим величину одновременно обрабатываемых деталей в партии по
где N = 6120 годовая программа выпуска деталей;
Sn = 12 – число запуска в год (для среднесерийного типа производства);
Для изготовления данной детали принимаем двухсменный режим работы.
Общая характеристика детали
Для разработки оптимального технологического процесса необходимо
чтобы исходные данные рассматриваемой детали способствовали назначению
экономически целесообразных методов и видов обработки на рационально
выбранном технологическом оборудовании для принятого типа производства.
1. Служебное назначение детали
Деталь ”корпус” является составной частью клапана выработки в
подвесном топливном баке. По окончанию выработки топлива в течение полета
клапан закрывается. В отверстие 108 подводится штуцер который подает
командное давление и клапан открывается. В отверстие 6 вставляется
«направляющая» для исключения заклинивания клапана. Через окна происходит
Данная деталь имеет ряд основных поверхностей которые и
предназначены для выполнения ее служебного назначения. Торцовые поверхности
должны быть обработаны не ниже 12 квалитета. К основным поверхностям
относятся: поверхность ( 86+0054 данная поверхности является базовой.
Вычертим упрощено эскиз детали и пронумеруем все поверхности
Рисунок 1- Эскиз детали
Таблица 2.1 - Поверхности детали
К о м п л е к с п р и з н а
№ Вид Размер КвалитеRa
повповерхнпов-тит мкм
Все поверхности детали можно разделить на основные и неосновные.
Основными поверхностями являются поверхности описывающие внешний контур
детали поверхности имеющие наивысшие технологические показатели. К
основным поверхностям относятся все ВЦП НТП. К неосновным поверхностям
относятся поверхности не оказывающие существенного влияния на
технологическое назначение детали а являются лишь вспомогательными
поверхностями необходимыми для упрощения сборки. К неосновным поверхностям
относятся НЦП наружные и внутренние фаски канавки резьба.
Рассматриваемая деталь «корпус» относится к корпусным деталям.
3. Технологичность детали
Под технологичностью конструкции изделия понимается совокупность
свойств конструкции которые обеспечивают изготовление ремонт
технологическое обслуживание изделия по наиболее эффективной технологии в
сравнении с аналогичными конструкциями при одинаковых условиях их
изготовления эксплуатации при одних и тех же показателях качества.
Применение эффективной технологии предполагает оптимальные затраты
труда материалов средств времени при технологической подготовки
производства в процессе изготовления эксплуатации и ремонта включая
подготовку изделия к функционированию контроль его работоспособности
профилактическое обслуживание.
От условий в которых изготавливается (тип производства его
организация специализация программа и повторяемость выпуска) зависят
возможности отработки технологичности конструкции направленной на снижение
трудоемкости изготовления себестоимости изделия.
При анализе технологичности конструкции детали выявлены следующие
недостатки которые занесены в таблицу 2.2
Таблица 2.2 - Технологичность детали
Не технологично Технологично
Наличие тонких отверстий (4 отв. 2 мм)
Угол 45° в окнах выполненных в заготовке
Фаски 04×45º должны быть выполнены 06×45º убрать размеры 75-02 30
и вместо них поставить 61 и 34 соответственно. Убрать размер 2 R03+02
Все поправки вносим в чертеж который принимаем к дальнейшей
Деталь является технологичной по следующим признакам:
– Механически обрабатываемые поверхности не имеют сложной конфигурации;
– Конструкция детали позволяет вести за один установ механическую
обработку множества поверхностей;
– Конструкция детали обеспечивает свободный подвод и отвод инструмента
СОЖ в зону резания и из неё и отвод стружки;
– В конструкции детали предусмотрены канавки для выхода режущего
– Объем выпуска и тип производства позволяют использовать станки с ЧПУ:
сверлильные фрезерные.
4. Нормоконтроль и метрологическая экспертиза чертежа детали
Нормоконтроль выполняется согласно ГОСТ 2.111.
Чертёж детали выполнен в масштабе 1:1. Он содержит все характеризующие
- нужное количество проекций и разрезов;
- все необходимые размеры допуски на размеры и расположение
- шероховатости поверхностей;
- технические требования.
При контроле правильности выполнения чертежа можно выделить следующие
- значения шероховатости не соответствуют значениям допусков на размер
и допусков формы и взаимного расположения поверхностей;
- шероховатость поверхностей необходимо указать другим знаком;
- размеры: 25 10.5 R4 необходимо указать со знаком "*" так как эти
размеры выполнены в отливке и носят справочный характер;
- не хватает размеров 52Н11 91
- старое обозначение посадок
- в технические требования ввести п. 13 * - Размер в отливке
п.9 по 722АТ ОСТ1 00022-80.
Некоторые замечания представлены в таблице 2.3
Таблица 2.3 - Рекомендуемые изменения в чертеже в соответствии с ЕСКД
Данные чертежа Рекомендуемые изменения
10.5 R4 25* 10.5* R4*
* - размеры в отливке.
Остальные технические требования соответствуют требованиям ЕСКД.
Произведем анализ характеристики поверхностей детали результат
сведем в таблицу 2.4
Таблица 2.4 – Анализ характеристики поверхностей детали
ПоверхностьХарактеристика до отработки на Характеристика после отработки
технологичность на технологичность
Квалитет Допуск Ra мкм Квалитет Допуск Ra мкм
(условный) расположен (условный)расположе
(ВТ) IТ11 Rz40 IТ8 16
(НТ) IТ14 - IТ12 63
(НТ) IТ11 Rz40 IТ10 32
(НЦП) IТ14 - h10 32
(ВЦП) [pic] Rz40 [pic] 63
Для торцовых поверхностей заданы лишь величины шероховатости
точностные характеристики отсутствуют. Поэтому будем считать что указанные
шероховатости – нормативные; по ним устанавливаются условные квалитеты
определяющие точность обработки.
Выбор вида заготовки и его обоснование
Выбор метода получения заготовки определяется целым рядом факторов:
конструкцией детали материалом техническими требованиями объёмом
выпуска. Вид заготовки метод получения точность и изготовление
непосредственно определяют точность производительность и экономичность
метода механической обработки. Поэтому более рациональным с точки зрения
экономии металла является использование в качестве заготовки отливку.
Таблица 3.1 - Механические свойства стали АК7ч (АЛ9)
Марка Термическая в МПа Относит. Твердость по
обработка (кгсмм2) удлинение Бринеллю НВ
АК7ч (АЛ9) Закалка > 176 (180) > 40 > 50
Таблица 3.2 - Химический состав стали АК7ч ГОСТ 1583-93
Вид Содержание элементов %
МарганеЦинк Никель Свинец Олово Медь Кремний
АК7ч 05 03 Тi + 005 001 020 Берилий
В качестве альтернативного варианта получения заготовки рассмотрим
Для анализа целесообразного применения иного вида заготовки
рассчитаем Ким – коэффициент использования материала.
где: m – масса готовой детали;
М – масса заготовки.
Ким = [pic]= 070 Ким = [pic]= 068
Данные расчета приведены в таблице 3.3
Таблица 3.3 - Сравнение двух вариантов получения заготовки
Показатели заготовки Вариант 1 Вариант 2
Метод Литье в землю Литье в кокиль
Группа сложности III III
Масса заготовки 0322 0330
Стоимость 1 т. отходов в 20000 21000
Количество деталей 3105 3030
полученных из 1 т. матер. в
Стоимость заготовки по 798 8167
[pic] [pic] [2 с. 31]
Для литья: КТ = 1 – коэффициент зависящий от класса точности;
КС =1 – коэффициент зависящий от группы сложности;
КВ = 105 – коэффициент зависящий от марки материала;
КМ = 179 – коэффициент зависящий от массы;
КП = 1 – коэффициент зависящий от объема производства.
По экономическим соображениям принимаем заготовку – литьем в землю
получение которой имеет ряд преимуществ: приближенная форма и размеры
заготовки к размерам готовой детали. За счет этого происходит сокращение
расхода металла снятие малых припусков и уменьшение времени обработки
Чем больше объем выпуска тем целесообразнее получать заготовку
приближенную по форме и размерам к готовой детали.
По ГОСТ 1583-93 определяем основные параметры заготовки.
Разработка маршрутного технологического процесса изготовления детали.
Определяющим фактором при разработке маршрутного технологического
процесса является тип и организационная форма производства.
Для каждой элементарной поверхности детали назначаем типовой план её
обработки. На базе планов обработки элементарных поверхностей формируем
потенциальные операции представляющие собой совокупность технологических
переходов одного этапа обработки. Данные сведены в таблицу 4.1
Таблица 4.1 – Разработка маршрутного технологического процесса
№ пов.Обозн. Шерохов. Группы ПланыЭтапыСодержаниВид станка в
пов. и её Ra мкм станков обрабобрабе этапе
точн. отки отки потенциал
Эчр Токарный Токарный с1 7 21 А Пчр17 Тчр18
Фрезерный ЧПУ класс 7 Тчр21
Эпч Токарный 1 21 7 А Тчр18Тчр21
Эч Токарный 1 21 010 Б Тч7Тч6Тч5Тч
Эп Токарный Токарный с1 21 015 А Тп10 Тп11
Разработка операционного технологического
процесса обработки детали
1 Уточнение выбранного технологического оборудования.
Назначение производственного оборудования в зависимости от размеров
детали её конструктивных особенностей а также тех. требований
определенных параметров точности и качества поверхностей.
На черновом получистовом чистовом этапе и этапе повышенной точности
используем токарный патронный с ЧПУ станок модель АТ220С.
На черновом этапе используем станок который отработал срок службы
больше чем станок для чистового этапа т.к. имеет большие отклонения по
сравнению со станком чистовым.
Станок предназначен для токарной обработки деталей типа дисков колец
заготовок шестерен муфт фланцев крышек поршней небольших корпусных
деталей и т.д. На станке можно производить обточку и расточку
цилиндрических конических и фасонных поверхностей проточку наружных и
внутренних канавок подрезку торцев сверление рассверливание
развертывание и зенкерование центральных отверстий.
Техническая характеристика
обрабатываемого изделия мм
- диаметр над станиной
- диаметр над суппортом 400
Наибольшие перемещения
- продольных Z 10000
- поперечных X 10000
Частота вращения шпинделя об.мин. 11-2800
Привод шпинделя асинхр. дв. SIEMENS
Наибольшее усилие резания кН 16
электродвигатели синхр. SIEMENS
Постоянство диаметров образца изделия мм в поперечном сечении на диаметре
в продольном сечении на длине 150 мм прямолинейность торцевой
поверхности на диаметре 200 мм 0010 0025 0015
Дискретность задания
перемещения по координатам
Количество инструментов в
Устройство ЧПУ * SIEMENS
* - станок может быть оснащен системой ЧПУ NC-200(мод. АТ-220НЦ)
Для сверлильно-фрезерно-расточных работ (операции 020) использую
многокоординатный обрабатывающий центр модели МС.300.5 предназначен для
высокоскоростной механической обработки деталей из различных материалов.
Основные технические характеристики
Диаметр планшайбы поворотного стола 320 мм
Конус шпинделя по DIN 69893-1 HSK-A63
Наибольшие перемещения по координатам
B'C' (двухкоординатный стол) 180360 мм
Пределы частот вращения шпинделя 100 - 18000 обмин
Скорость быстрых перемещений по координатам
B'C' (двухкоординатный стол) 130210 мин-1
Осевое усилие приводов подач X YZ 20004000 Н
Дискретность задания перемещений по координатам
B'C' (двухкоординатный стол) 00001 мм
Точность линейного позиционирования по координатам X Y Z
точность позиционирования 6 мкм
повторяемость позиционирования 2 мкм
Точность углового позиционирования по координатам B' C'
(двухкоординатный стол)
Точность межосевых расстояний между
соседними отверстиями в ряду 4 мкм
любыми двумя отверстиями 5 мкм
Емкость магазина инструментов 16 шт
Время смены инструмента наименьшее наибольшее
от реза до реза 455 с
Масса станка 2500 кг
2 Уточнение схемы установки детали.
Для серийного производства применяем приспособления с пневмоприводами
и гидроприводами которые способствуют быстродействию приспособлений. На
станках используем приспособления унифицированные и быстропереналаживаемые.
На токарном станке применяется стандартный трех кулачковый патрон.
На обрабатывающем центре применяются самоцентрирующие приспособление
цанговая разжимная оправка с пневмоприводом.
Все приспособления пригодны для обработки всей группы деталей.
3 Назначение режущего инструмента.
Обработка поверхностей ведется стандартным режущим инструментом. На
токарном станке с ЧПУ используются проходные подрезные расточные и
канавочные резцы со сменными многогранными пластинами фирмы «Sandvik».
Применяется штатный инструмент. Для сверления зенкерования развертывания
отверстий применяются инструмент со сменными многогранными пластинами из
твердого сплава ВК8 по ·ГОСТ. Для фрезерования применяем сборные торцовые
фрезы со сменными многогранными пластинами ВК8 (WC-92%; Co-8%). Для
нарезания резьбы применяются штатные твердосплавные метчик ВК6.
Приведем данные фирмы «Sandvik» по инструментальным материалам
применяемым в проекте. Сменные многогранные пластины изготавливаются из
твердых сплавов. В проекте применяется следующие твердые сплавы без
покрытия: ТК15 (10) – мелкозернистый сплав повышенной износостойкости
высокая острота режущей кромки. Используется как для непрерывного точения
так и для обработки с ударом при высокопроизводительном съеме больших
объемов металла. Высокопрочная основа позволяет сплаву работать в условиях
прерывистого резания и обеспечивать большой удельный съем металла. ТК20(К10-
К30) мелкозернистый сплав с удачным сочетанием прочности и износостойкости.
Для отрезки и прорезки канавок. Использование СОЖ не обязательно.
Все инструментальные материалы фирмы «Sandvik» приняты в соответствии
с обрабатываемым материалом видом и условиями обработки согласно
4 Выбор приспособления.
На токарном станке применяется стандартный патрон.
типа патрон (цанговая разжимная оправка) с пневмоприводом.
На станках с ЧПУ применяется контроль точности выполнения линейных и
диаметральных размеров с применением индикатора контакта в автоматическом
Эскизы обработки и схемы установки
Разновидность эскизов обработки является операционный эскиз
технологический эскиз и технологическая наладка. Наиболее предпочтительным
для разработки является технологический эскиз. Он выполняется для каждой
технологической позиции последняя включает в себя технологические переходы
первого этапа обработки. На эскизах проводят координатные оси показывают
В основе схем установки лежит схема базирования представляющая
рациональную простановку операционных размеров.
Расчет размеров и припусков.
Для расчета операционных размеров и размеров заготовки строим схему
линейных внутренних операционных размеров – рисунок 7.1 и схему
диаметральных размеров и припусков рисунок 2 .
Таблица 7.1 – Результаты расчета линейных операционных размеров.
№ Уравнения Элементы припуска НаименьшДопуск Числовое
урав ий искомогзначение
нени припуско искомой
я мм размеравеличины
Rzi-1 hi-1 ΔΣi-1yi-1
Rzi-1 hi-1 ΔΣi-1 yi-1
0 Ф 3050 603 03 - - 07
0З 5300 99 015 53 975 002
0З 5300 116 02 23 975 002
0НР 550 86 - 17 - -
В ходе данной работы был составлен чертеж детали типа «корпус»
определены расчетным и табличным методами допуски формы расположения и
шероховатость поверхностей.
Выполнен анализ технологичности детали а так же анализ технологичности
выбора заготовки в условиях серийного производства.
На основе анализа допусков формы и расположения поверхностей а также
их шероховатости определена самая точная элементарная поверхность и
сформирован маршрут обработки всех элементарных поверхностей детали типа
Сформирована последовательность обработки поверхностей детали и
произведен анализ структуры операций на конкретном оборудовании в
соответствии с серийным типом производства.
На основании этого была составлена операционная карта и карта эскизов
обработки поверхностей детали включая эскизы базирования детали на каждой
операции обработки. В соответствии с технологическим маршрутом были
рассчитаны неизвестные операционные размеры.
Список использованной литературы
Метелев Б.А. Куликова Е.А. Тудакова Н.М. Технология машиностроения.
Ч1: комплекс учебно-методических материалов Б.А. Метелев Е.А.
Куликова Н.М. Тудакова; Нижегород.гос.техн.ун-т Нижний Новгород 2007
Горбацевич А.Ф. Шкрет В.А. Курсовое проектирование по технологии
машиностроения 4-е изд. Москва – Высш. Школа 1983 – 256с. ил.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Под ред. А.М.
Дальского А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова А.Г. Суслова.-5-е
изд. перераб. и доп.-М Машиностроение 2001. 912 с. ил.
Каталог режущего инструмента фирмы «Sandvik» 2002
Расчет припусков: метод. Указания к выполнению практических работ и
разделов в курсовых и дипломн. проектах для студентов
машиностроительных специальностей всех форм обученияНГТУ; Сост.:
Д. С. Пахомов. Н. Новгород 2001. – 24 с.
Режимы резания металлов. Справочник Ю.В. Барановского Л.А.Брахман
А.И. Гдалевич и др. М: НИИТ автопром. 1995г. - 456с.
КП – НГТУ – 151001 – (04 - ТМ)
КП-НГТУ-1209 –01-ПК-1

Тех. эскиз вертикально 3.cdw

Операция 030 Полировальная ГС-2
Операция 025 Токарная АТ220С
КП-НГТУ-151001-(04-ТМ)

опер. карта токарная.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 3
Токарная с ЧПУ Алюм.сплав АК7ч - кг 0227 - 0322
ОборудовОбозначение программы
ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а

опер. карта фрез..doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 3
Фрезерно-сверлильно-расточная Алюм.сплав АК7ч - кг 0227 - 0322
ОборудовОбозначение программы
ГОСТ 3.1404-86 Форма 2а

опер. карта притир.doc

ГОСТ 3.1404-86 Форма 3
Притирочная Алюм.сплав АК7ч - кг 0227 - 0322
ОборудовОбозначение программы

Тех. эскиз вертикально 1.cdw

Операция 005 Токарная АТ220С
Операция 010 Токарная АТ220С
КП-НГТУ-151001-(04-ТМ)

Тех. эскиз вертикально 2.cdw

Операция 015 Токарная АТ220С
Операция 020 Фрезерно-сверлильно-расточная МС.300.5
Номера опорных точек
КП-НГТУ-151001-(04-ТМ)