Технологический процесс механической обработки наконечника штока

маршрутная карта-1 А4.frw

Курсовая.doc

Назначение и краткое описание детали
Конструктивно-технологический анализ детали
Выбор и обоснование вида заготовки и способа ее получения
Разработка технологического процесса
1. Расчет припусков на обработку и определение размеров
2.Выбор оборудования
3. Выбор режущего инструмента
4. Расчет режимов обработки
6. Техническое нормирование операций
Библиографический список
Развитие технологии машиностроения играет существенную роль в жизни
современного общества. В настоящее время наблюдается стремительное развитие
машиностроительного производства.
Технология машиностроения является комплексной научной дисциплиной без
которой невозможно современное развитие производства. Изготовление
современных машин происходит на базе сложных технологических процессов в
ходе которых из исходных заготовок с использованием различных методов
обработки изготавливают детали и собирают различные машины и механизмы.
В курсовом проекте приведены решения некоторых задач по дисциплине
«Производство изделий в машиностроении»: проектирование заготовки расчет
режимов резанья расчет припусков.
Назначение и краткое техническое описание детали
Детали типа вал широко применяются в машиностроении. Конструктивной
особенностью деталей этого типа является то что они имеют не сложную форму
и довольно высокие требования по точности размеров прочности жесткости
износостойкости коррозионной стойкости и другим свойствам определяемым их
назначением. В отношении точности обработки к деталям типа вал предъявляют
следующие основные требования:
– точность формы базирующих поверхностей;
– диаметральных размеров и геометрической формы пазов;
К обрабатываемым поверхностям предъявляются также определенные
требования в отношении чистоты поверхностей.
Большинство деталей типа вал изготовляют из легированной Вал
изготавливают из стали 45. Сталь 45 подвергается нормализации улучшению и
поверхностной термической обработке. В производстве валов сталь 45
считается лучшим исходным материалом.
Заготовки таких деталей изготовляют штамповкой или получают из проката.
Заготовки из проката целесообразней получать при небольших разницах
диаметральных размеров детали.
Деталь представлена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Деталь – вал ступенчатый
Одним из важных этапов проектирования является отработка конструкции на
технологичность. Отработка конструкции на технологичность – это комплекс
мероприятий предусматривающих взаимосвязанные решения конструкторских и
технологических задач направленных на повышение производительности труда
снижение затрат и сокращение времени на изготовление изделия при
обеспечении необходимого его качества.
Оценка технологичности проводится качественно и количественно с
расчетом показателей технологичности по ГОСТ 14.201-83. При этом
качественная характеристика предшествует количественной и характеризует
технологичность конструкции обобщенно.
Технологичность детали оценивается сравнением трудоемкости и
себестоимости изготовления различных вариантов ее конструкции. Деталь
подвергаемая обработке резанием будет технологична в том случае когда ее
конструкция позволяет применять рациональную заготовку форма и размеры
которой максимально приближены к форме и размерам готовой детали а также
использовать высокоэффективные процессы обработки.
Деталь имеет несложную конфигурацию.
Деталь не требует создания искусственных технологических баз. Фрезерная
обработка не требует применения специальных приспособлений.
Конструкция детали позволяет применять рациональные формы и размеры
Коэффициент точности обработки Ктч.
где: Аср – средний квалитет точности обработки детали по всем
Коэффициент шероховатости поверхности Кш.
где: Бср – среднее числовое значение параметра шероховатости всех
поверхностей детали.
Таблица 1.1 Анализ рабочего чертежа детали.
Наименование поверхностей Количество Квалитет Параметр
поверхностей точности шероховатости
Пов.1- торец 1 12 40
Пов.3-торец 1 12 40
Пов.6 -цилиндрическая поверхность 1 8 125
Пов.7- цилиндрическая поверхность 1 12 40
Пов.8- цилиндрическая поверхность 1 8 125
Пов.9- цилиндрическая поверхность 1 12 40
Пов.10 - паз 1 12 40
Пов.11 -цилиндрическая поверхность 1 6 125
Определяем Ктч и Кш.
Так как Ктч > 08 а Кш 032 деталь можно считать технологичной.
Выбор и обоснование вида заготовки способа ее получения
Для современных требований предъявляемых к изготовлению заготовок
деталей изделий характерны следующие технологические тенденции:
максимальное приближение заготовок по формам и размерам к деталям
требующимся по чертежу; экономия материала; применение прогрессивных
способов получения заготовок.
Для изготовления детали большую роль играет выбор рационального
вида исходной заготовки и способа её получения. Способ получения заготовки
должен быть обусловлен ее стоимостью и дальнейшей обработкой. Наиболее
широко для получения заготовок применяют следующие методы: литьё обработка
металлов давлением и сварка а также их комбинации.
Каждый из методов содержит большое число способов получения
заготовок. Так например отливки можно получать в песчано-глинистых формах
кокиль по выплавляемым моделям под давлением и т. д.; поковки и штамповки
- ковкой на молотах гидравлических прессах; штамповкой на штамповочных
машинах кривошипных горячештамповочных прессах горизонтально-ковочных
машинах и т. д. Способ получения заготовки определяется типом производства
материалом формой и размерами детали.
В данной курсовой работе деталью для которой необходимо выбрать
метод получения заготовки является вал. Учитывая что тип производства –
среднесерийный качество материала должно быть равномерным наиболее
рациональна поковка полученная в закрытом штампе методом прямого
выдавливания. При этом структура материала заготовки получается более
однородной её размеры стабильны а конфигурация – близка к конфигурации
изделия. Оборудование – кривошипный горячештамповочный пресс.
При проектировании технологических процессов механической обработки
заготовок необходимо установить оптимальные припуски которые обеспечили бы
заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей. Определение
припусков на механическую обработку проведём опытно-статистическим методом.
Назначим припуски на механическую обработку по ГОСТ7505-74 . Для этого
необходимо определить массу заготовки класс точности группу стали
степень сложности заготовки .
Материал: сталь 45 ГОСТ 1050-88.
поковки: Мп = Мд *Кр
где Мд – масса детали
Кр – расчётный коэффициент
Класс точности - Т2.
Степень сложности – С3.
Конфигурация поверхности штампа П (плоская);
Назначим припуски и кузнечные напуски.
Основные припуски на размеры:
Дополнительные припуски учитывающие:
смещение по поверхности разъёма штампа – 01 мм
отклонение от плоскостности – 01 мм.
Размеры поковки и их допускаемые отклонения
+(10+01)*2=772 принимаем 78;
5+(16+01)*2=2484 принимаем 249;
+(10+01)*2=672 принимаем 68;
+(09+01)*2=200 принимаем 20.
Допускаемые отклонения размеров:
[pic] 249[pic] [pic] [pic].
Неуказанные предельные отклонения размеров ±1.1мм. Допускаемое смещение по
поверхности штампа 0.7мм.
Таким образом в проектном варианте в качестве способа получения
заготовки из материала сталь 50 выберем штамповку на кривошипном прессе.
Данный способ в отличие от базового варианта (штамповка на молотах) более
производителен. При получении заготовок на кривошипных прессах по сравнению
со штамповкой на молотах припуски и допуски уменьшаются на 15-20% расход
металла снижается на 10-15% что повышает коэффициент использования
материала снижает себестоимость самой заготовки и стоимость её обработки.
Рис. 2.1. Чертеж заготовки
Перед разработкой ТП необходимо получить и изучить информацию которая
делится на базовую руководящую и справочную.
Базовая - сведения содержащиеся в конструкторской документации на
изделие объем выпуска сроки подготовки производства. Рабочий чертеж
детали содержит все размеры технические требования к качеству и
шероховатости марку и твердость материала.
Руководящая - сведения по развитию отрасли план выпуска материала
средств технологического оснащения стандарты на ТП.
Справочная - сведения о прогрессивных методах обработки каталоги
номенклатурные справочники оборудования и оснастки. Материалы по выбору
технологических нормативов (режимы обработки припуски расход материала и
др.) и др. справочные материалы.
Всю механическую обработку разбивают по операциям и таким образом
выявляют последовательность выполнения операций их число для каждой
операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему
Задачей каждого предыдущего перехода является подготовка поверхности
заготовки под последующую обработку и каждый последующий метод (операция
или переход) должен быть точнее предыдущего т. е. обеспечивать более
высокое значение показателей качества детали. Поэтому механическая
обработка делится на:
черновую обработку когда удаляется большая часть припуска что
позволяет обнаружить возможные дефекты заготовки; на первых одной-
двух операциях. При базировании по черновым базам обрабатываются
основные технологические базы;
чистовую обработку когда в основном обеспечивается требуемая
далее идут операции местной обработки по ранее обработанным
поверхностям отделочные операции когда достигается требуемая
шероховатость поверхности и окончательно обеспечивается точность детали.
Контроль в ТП предусмотрен с целью технологического обеспечения заданных
параметров качества обработанной детали.
Разработанный ТП должен содержать общий план обработки детали и описание
содержания операций ТП и выбор типа оборудования. Он должен быть
прогрессивным обеспечивать повышение производительности труда и качества
детали сокращать материальные и трудовые затраты и быть экологически
Построение технологического маршрута обработки во многом определяется
конструктивно-технологическими особенностями детали. Выбор маршрутной
технологии существенно зависит от типа производства уровня автоматизации и
применяемого оборудования.
При серийном производстве применяют универсальные станки с ЧПУ
автоматы полуавтоматы агрегатные специализированы и специальные станки.
Перспективным в серийном производстве является применение гибких
производственных систем (линий участков цехов) особенно при наличии
условий для групповой организации производства.
Выбор станка на операцию определяется возможностью изготовления на нем
деталей необходимой конфигурации и размеров обеспечения качества ее
поверхности производительности оборудования а также экономическими
При проектировании проектного технологического процесса необходимо
соблюдать принцип совпадения конструкторских технологических и
измерительных баз. Только при его соблюдении возможно говорить о
правильности составления техпроцесса. Для деталей типа палец муфты
рекомендуется изначально базировать по наружной поверхности и торцу.
Последовательность технологических переходов должна обеспечивать заданные
чертежом детали параметры точности.
Для рассмотрения данного вопроса воспользуемся чертежом детали
изображенным на рис. 2.2. Для наглядности сведем результат в таблицу.
Выбор технологических баз и последовательности переходов
Операция Обрабатываемые Базирование
5 Токарная с ЧПУ 678911 Поверхности
0 Токарная с ЧПУ 12345 Поверхности
Вертикально-фрезерная 79
1. Расчет припусков на обработку и определение размеров заготовки.
заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей
Расчет припусков операционных размеров и размеров заготовки расчетно-
аналитическим методом проведём по формуле
Zmin=2(Rzi-1 + [pic]+[pic][pic]+2) ) (2.11)
[pic]-глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе
[pic]-суммарные отклонения расположения поверхности и в некоторых
случаях отклонения формы поверхности мкм;
-погрешность установки заготовки на выполняемом переходе мкм;
Приведем пример расчета припусков на обработку и предельных размеров
по технологическим переходам для поверхности ( 18k6
Расчет минимальных значений припусков производим пользуясь формулой:
Zmin3=2·[30+30+(152+602)12]=240 мкм.
Zmin4=2·[10+20+(82+02)12]=76 мкм.
Расчетный размер dр заполняется начиная с конечного размера путем
последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого
технологического перехода:
dр3=18001 +0076=18077 мм;
dр2=18077 +0240=18317 мм;
dр1=18317 +0250=18567 мм;
dрз=18567 +1476=20043 мм.
Наименьшие предельные размеры получаем округляя расчетные размеры
увеличением их значений.
Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к
округленному наименьшему предельному размеру:
dmaxз=2004 +1600=2164 мм.
Предельные значения припусков z[pic] определяем как разность
наибольших предельных размеров и z[pic] - как разность наименьших
предельных размеров и выполняемого переходов:
Расчет припусков на обработку и предельных размеров по технологическим
переходам для наружнего диаметра ( 18k6.
ТехнологиЭлементы припускаРасчеРасчетнДопускПредельный Предельные
ческий мм тный ый б мм размер мм значения
переходы припуразмер
5 Токарная с ЧПУ Токарный станок с
0 Токарная с ЧПУ Токарный станок с
5 Вертикально-фрезернаяВертикально-фрезер
0 Слесарная Верстак
0 Контроль Стол ОТК
Инструментальная оснастка представляет собой совокупность инструментов
предназначенных для обработки резанием или пластическим деформированием а
также устройств для закрепления инструмента.
Выбор режущих инструментов при оснащении технологической операции
механической обработки заготовок производится исходя из условий обработки
с учетом вида станка материала обрабатываемой заготовки ее размеров и
конфигурации требуемой точности обработки шероховатости поверхности типа
Вспомогательный инструмент (оправки резцовые блоки и т.п.) должен
обеспечивать надежное закрепление режущего инструмента быструю и легкую
его смену возможность регулировки на станке а также наладки и подналадки
его на заданный размер вне станка.
Измерительный инструмент выбирается в зависимости от вида обрабатываемой
поверхности и требуемой точности. В единичном и мелкосерийном производстве
применяется универсальный измерительный инструмент.
Операция Оборудование Инструмент
5 Токарная с ЧПУ Токарный станок сРезец К01-4229-000 ГОСТ 21151-75
ЧПУ SK40PSK50P пластина Т5К10 ГОСТ 26611-85
0 Токарная с ЧПУ Токарный станок сРезец К01-4229-000 ГОСТ 21151-75
5 Вертикально-фрезеФреза 110 Р6М3 ГОСТ 10331-81
Вертикально-фрезерная рный с ЧПУ
Исходными данными для определения режимов резания являются: материал
обрабатываемой заготовки и его физико-механические свойства; размеры и
геометрическая форма обрабатываемой поверхности; технические условия на
изготовление детали; материал типоразмер и геометрические параметры
режущей части инструмента; тип и характеристика оборудования.
Режимы резания существенно влияют на точность и качество обрабатываемой
поверхности производительность и стоимость обработки.
При расчете режимов резания сначала определяют глубину резания. Глубина
резания определяется величиной припуска на обработку и возможностью
удаления его за один ход. При обработке за несколько рабочих ходов глубину
резания устанавливают наибольшей с соответствующим уменьшением числа
рабочих ходов. При этом для обеспечения заданной точности и шероховатости
поверхности глубину резания на последних рабочих ходах уменьшают. После
определения глубины резания устанавливается подача. Подачу назначают
максимально возможную. При черновой обработки ограничивающим фактором
является прочность слабого звена технологической системы. При чистовой и
отделочной обработке подачу устанавливают в зависимости от точности
обработки и шероховатости поверхности.
Скорость главного движения определяют по формуле:
где Кv - произведение ряда коэффициентов.
Кмv – коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала.
где Кг - коэффициент характеризующий группу стали по
(в - предел прочности для заданной стали Мпа.
пv - показатель степени (обработка резцами из твердого сплава) n=1.
Кпv - коэффициент отражающий состояние поверхности заготовки Кп=0.8.
Киv - коэффициент учитывающий материал инструмента (Т15К6) Ки=1 .
K(iv K(v Krv – коэффициенты учитывающие влияние параметров резца.
m х у - показатели степени.
Период стойкости при многоинструментной обработки:
Т - стойкость инструмента. Т=60 мин.
t - глубина резания мм.
Рассчитываем частоту вращения шпинделя по формуле:
где V - рассчитанная скорость резания мсек.
D - обрабатываемый диаметр мм.
Определение потребной мощности двигателя.
Расчет сил резания по формуле:
где Кр - поправочный коэффициент:
где Кмр – коэффициент учитывающий влияние качества
обрабатываемого материала на силовые зависимости рассчитывается по
где п - показатель степени п=0.75.
(в - предел прочности материала заготовки.
К(р – коэффициент учитывающий геометрию главного угла К(р=089.
К(р - коэффициент учитывающий геометрию переднего угла К(р=1.25.
К(р – коэффициент учитывающий геометрию угла наклона рeжущей кромки
Кrр - коэффициент учитывающий радиус при вершине Кrр=1.
V - скорость резания ммин.
х у п - показатели степени
Расчет потребной мощности
Сравниваем полученные данные с паспортными данными станка.
Уточненное значение скорости резания
Рассчитаем режимы резания для операции 005 Токарная с ЧПУ станок
Сv=340 x=0.15 y=0.45 m=0.2
принимаем n=2828 обмин.
принимаем n=7973 обмин.
Проведем расчет силы резания при самом нагруженном варианте.
-й переход (черновое точение):
Pz=29403 Н – тангенциальная сила резания;
N=76 кВт – мощность резания при точении.
Аналогичным образом рассчитываются режимы резания для остальных операций.
Запишем рассчитанные режимы по всем технологическим операциям в сводную
Номер операцииНомер t мм S n V
перехода мммин обмин ммин
Техническая норма времени определяющая затраты времени на обработку
служит основой для оплаты работы калькуляции себестоимости детали и
изделия. На основе технических норм времени рассчитываются длительность
производственного цикла необходимое количество станков инструментов и
рабочих определяется производственная мощность цехов или участков. Норма
времени является одним из основных факторов для оценки совершенства
технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта
обработки заготовки.
Расчет штучно-калькуляционного времени :
Расчет Тп-з по формуле:
Тпз=tчт+tнал+tподс+tуст (2.23)
где tчт - время на чтение чертежа tчт=10 мин.
tнал - время на наладку инструмента станка и приспособления tнал=12
tподс - время на получение и сдачу после инструмента и приспособления
tуст - время на установку
Тпз=10+12+10+4=36 мин.
Расчет штучного времени :
tшт=(to+tв)+tлп+tоб=0664
В данной курсовой работе были использованы ранее полученные знания по
определению технологичности детали выбору баз методов обработки по
расчёту режимов резания и норм технологического времени.
Разработанный маршрутно-операционный технологический процесс содержит
операции по обработке заготовки с расчетом режимов резания
технологического времени.
Результаты проектирования расчетно – технологических операций
выполняемых на станках с ЧПУ оформляются в виде расчетно – технологической
карты инструментных наладок маршрутного технологического процесса.
Траектории движения инструментов и координаты перемещений приведены
на листах инструментной наладки на операции 010 – токарную с ЧПУ.
Для выполнения курсового проекта использовались такие программы как:
Microsoft Word Microsoft Excel Mathcad 14 КОМПАС 13.
Методические указания к выполнению контрольной работы по курсу «
Основы технологии машиностроения»: КГУ - 2008 30 стр.
Методические указания по оформлению технологической документации при
выполнении курсовых и дипломных проектов для студентов
специальностей 120100 072000 030500 060800 120200 210200
0100: КГУ – 2004 15 стр
Курсовое проектирование по технологии машиностроения Под ред. А.Ф.
Горбацевича. – Минск: Вышейшая школа 1975. – 288 с.
Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. Т. 2 Под ред. А.Г.
Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд. перераб. ( М.: Машиностроение
Рисунок 1.1 Эскиз детали
Рисунок 1.2 Обрабатываемые поверхности детали

Маршрутная карта-2 А4.frw

Комплект документов А4.cdw

Министерство образования и науки РФ
Курганский государственный университет
на технологический процесс механической обработки

наладка А3.cdw

Резец К01-4229-000 ГОСТ 21151-75
пластина Т5К10 ГОСТ 26611-85
Наладка инструментальная
на токарную операцию
Резец К 2103 - 0671 ГОСТ 2872 - 80

Титульный лист.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КУРГАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «инноватика и менеджмент качества»
Расчетно-пояснительная записка
Дисциплина «Производство изделий в машиностроении»
Специальность «Управление инновациями»