Теоретические основы разработки единичного технологического процесса изготовления втулки. Вариант 13

ТИТУЛЬНИК.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра технологии машиностроения
“Теоретические основы разработки единичного технологического процесса изготовления втулки”
Пояснительная записка
к курсовому проектированию по дисциплине
Технология машиностроения
На курсовую работу по курсу технологии машиностроения.
Тема курсовой работы: “Теоретические основы разработки единичного технологического процесса изготовления втулки”
Годовая программа: N = 2500 дет.год
курсовой работы по технологии машиностроения
Пояснительная записка.
Иркутский государственный технический университет 2007г.
В курсовом проекте разработан первоначальный вариант технологического маршрута изготовления втулки 1.013.10.00 и произведена укрупненная нормировка операций по приближенным формулам. На основании исходных данных задания определен тип производства. Проанализирована возможность выполнения некоторых операций по двум вариантам при одном и том же или разных способах получения заготовки. Произведен аналитический расчет припусков на обработку для поверхностей назначенных консультантом. Проведен расчет суммарной погрешности обработки. Выполнены операционные эскизы для операций технологического процесса. Объем курсовой 32 листа включая аннотацию и задание

Курсовая.doc

Выбор методов обработки элементарных поверхностей детали
Определение типа производства .. ..
Разработка размерной схемы ТП. Размерный анализ ТП .
Расчет диаметральных размеров для двух наиболее точных поверхностей (внутренняя и наружная) .
Расчет суммарной погрешности обработки .
Схемы базирования ..
Список литературы ..
Приложение А Чертеж детали ..
Основными задачами решаемыми в курсовом проекте разработки ЕТП изготовления втулки являются: разработка наиболее рационального с точки зрения технологичности технологического процесса обеспечивающего получение годной детали при минимальных затратах времени и минимальной стоимости получения детали. Главной задачей изготовления детали является правильно составленная технология изготовления. От технологии зависит производительность и экономичность процесса.
Выбор методов обработки элементарных поверхностей детали
На все поверхности детали в соответствии с требованиями чертежа назначим этапы их обработки по таблицам экономической точности обработки. Все результаты сведем в таблицу 1.
Черновая токарная обработка(IT14)
Черновое растачивание (IT12)
Получистовое растачивание(IT12)
Предварительное шлифование(IT10)
Чистовое шлифование(IT8)
Получистовая токарная (IT12)
Получистовая токарная обраб.(IT11)
Черновая подрезка торца(IT14)
Получистовая подрезка торца(IT11)
Получистовая токарная обраб.(IT12)
Определение типа производства
Годовая программа изделий шт.
Количество деталей на изделие шт.
Определяем основное технологическое время[1 c.145-146]:
То=(0.17dl+0.52dl+0.18dl+0.18dl+0.17dl+0.1dl+0.17dl+0.1dl+0.037d+0.052d+
+0.17dl+0.1dl+0.037d+0.052d+0.037d+0.052d))10-3=(0.17*55*32+0.52*20*32+
+0.18*30*32+0.18*30*32+0.17*46*22+0.1*46*22+0.17*40*5+0.1*40*5+0.037*
*55+0.052*55+0.17*42*4+0.1*42*4+0.037(552-302)+0.052(552-302)+0.037*
*(552-452)+0.052(552-452))10-3=1448.99*10-3=1.449 мин.
То=(007dl+0.1dl+0.07dl+1.5dl)10-3=(0.07*46*22+0.1*46*22+0.07*30*32+1.5*
*30*32)10-3=1.68 мин.
То=7l10-3=7*20*10-3=0.14мин.
То=(0052dl+0.21dl)10-3=(0.052*4*3+0.21*4*3)10-3=0.003мин.
Определяем штучно-калькуляционное время:
Токарная обработка: То=1.449 мин.
Тш-к=Тоφк=1.449*214=3.1 мин.;
Шлифование: То=1.68 мин.
Тш-к=Тоφк=1.68*2.1=3.528 мин.;
Фрезерование: То=0.14 мин.
Тш-к=Тоφк=0.14*1.84=0.2576 мин.
Сверление: То=0.003 мин.
Тш-к=Тоφк=0.003*1.72=0.00516 мин.;
Штучно-калькуляционное время а также все последующие результаты заносим в таблицу 2.1:
Располагая штучно-калькуляционным временем затраченным на каждую операцию определяем количество станков:
где N-годовая программа шт.; Тш-к - штучно-калькуляционное время мин.;FД- действительный годовой фонд времени ч; З.Н.-нормативный коэффициент загрузки оборудования. ( FД=4029ч З.Н.=0.90.)
После расчёта mP устанавливают принятое число рабочих мест Р округляя до ближайшего целого числа полученное значение mP.
Вычисляем значение фактического коэффициента загрузки рабочего места:
Количество операций выполняемых на рабочем месте:
Подсчитываем КЗ.О. и определяем тип производства:
единичное производство.
Кол-во деталей в партии при групповой форме организации производства с периодичностью запуска производства 24 дня:
Расчетное число смен на обработку всей партии на основных рабочих местах:
СПР=1-принятое число смен.
Число деталей в партии необходимых для загрузки оборудования на основных операциях в течение целого числа смен:
принимаем 250 деталей в партии.
Штучный прокат (Рисунок 3.1):
С учётом припусков на диаметральную обработку и обработку торцов выберем круглый прокат №60 по сортаменту ГОСТ 2590-71:
диаметр проката d=58мм
масса одного погонного метра m=22.19кг
Себестоимость заготовки из проката[1 с 30]:
где СО.З.- приведенные затраты на рабочем месте(в данном случаи это отрезка заготовки)руб где
Сп.з=121 – приведенные затраты на рабочем месте копч;
ТШ-К=Тоφк=7*55*10-3*184=0.708 мин; М-затраты на материал определяются по фор-ле М=QS-(Q-q)Sотх1000=(0.88876*1700)1000-(0.594*270)1000=1.35руб. где Q=0.88876 кг-масса заготовки q=0.29518 кг-масса детали S=1700-цена 1т материала заготовки Sотх=270-цена 1т отходов.
Расчет стоимости довода проката до штамповки[1 с 39-43]
Часовые приведенные затраты:
Сз - основная и дополнительная зарплата с начислениями копч; Сч.зчасовые затраты по эксплуатации рабочего места копч; Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (в машиностроении Ен=0.15); Кс Кз – удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание копч
Основная и дополнительная зарплата с начислениями и учетом многостаночного обслуживания:
=1.53– коэффициент учитывающий дополнительную зарплату; СТФ=54.8 -часовая тарифная ставка станочника-сдельщика; k=1 в единичном производстве; y=1 при одностаночном производстве.
Часовые затраты по эксплуатации рабочего места:
копч - практические часовые затраты на базовом рабочее месте kм=1.3- коэффициент показывающий во сколько раз затраты связанные с работой данного станка больше чем аналогичные расходы у базового станка; φ – поправочный коэффициент: φ=1+α(1-з) з
Капитальные вложения в станок:
Капитальные вложения в здание:
Где Ц=1750 руб. - балансовая стоимость станка; производственная площадь занимаемая станком с учетом проходов м2 F=fkf: f=1.99 м2 – площадь станка в плане; kf=4 – коэффициент учитывающий дополнительную производственную площадь проходов проездов и др.
Технологическая себестоимость операции механической обработки
ТШ-К=Тоφк=0.17*55*22*10-3*2.14=0.44 мин; kВ – коэффициент выполнения норм обычно принимаемый равным 1.3.
Себестоимость заготовки из проката с учетом стоимости довода проката до штамповки
Штамповка (Рисунок 3.2):
Себестоимость заготовки из штамповки[1 с 31]:
С - базовая стоимость 1 т заготовок руб.; коэффициенты зависящие от класса точности группы сложности массы марки материала и объёма производства заготовок.
Исходя из экономических соображений (Sзаг1Sзаг2) в качестве заготовки принимаем штучный прокат.
Разработка размерной схемы ТП. Размерный анализ ТП.
Выявление технологических цепей:
Первый вариант в соответствии рисунками 4.1-4.4:
Sсер2-А5=0 Sсер2=А5(Sсер2)
–d2+А5-S13=0 S13 =А5–d2(S13)
–d2+S14-А5=0S14=d2+А5(S14)
–A4+S11=0S11=A4(S11)
–c+ S12- А4=0 S12=c+А4(S12)
–A2+S4+А3=0S4=A2-А3(S4)
–z14-S3+S4=0S3=S4-z14(S3)
–z5-S5+S7=0S5=S7-z5(S5)
–b-S6+S7=0S6=S7-b(S6)
–b2+Sсер1-S6=0Sсер1=b2+S6(Sсер1)
–A1+S9-S7=0S9=S7-А1(S9)
–A6-S10+S9=0S10=S9-A1(S10)
–z3+S8-S9=0S8=S9+z3(S8)
–z2+S1-S2-S8=0S1=S2+S8+z2(S1)
–z17+З-S1=0З=S1+z17(З)
Второй вариант в соответствии рисунками 4.5-4.6:
–z5+S8-S9=0S8=S9+z5(S8)
–A2+S7+S9=0S7=S9+A2(S7)
–A6+S6-S7=0S6=S7+A6(S6)
–A3+S5-S9=0S5=A3+S9(S5)
–z16+S4-S5=0S4=z16+S5(S4)
–z17+S1-S2-S4=0S1=S2+S4+z17(S1)
–z2-S1+З =0З=S1+z2(З)
- b+S10-S9=0S10=A11+b(S10)
–b2-Sсер1-S10=0Sсер1=S6- b2(Sсер1)
–A4+S11-S9=0S11=A4+S9(S9)
–c+S12-S11=0 S12=c+S11(S12)
–A5+Sсер2-S9=0 Sсер2=А5+ S9(Sсер2)
–d2+Sсер2-S13=0 S13 =Sсер2–d2(S13)
–d2+S14-Sсер2=0 S14 =Sсер2+d2(S14)
Расчет операционных размеров производим по первому варианту маршрута обработки т.к. он является лучшим:
Sсер2=20±0005ммb2=2-0.250мм
b2=Sсер1-S6S6=Sсер1-b2=20-2=18мм
Tb2=Ts6+TSсер1TS6=Tb2-TSсер1=0.25-0.01=024мм
EcS6=0-(-0.125)=0.125мм
ESS6=0.125+0.12=0.245мм
EIS6=0.125-0.12=0.005мм
b2=S7- Sсер1S7=Sсер1+b2=20+2=22мм
Tb2=Ts7+TSсер1TS7=Tb2-TSсер1=025-001=024мм
EcS7=0+(-0.125)=-0.125мм
ESS7=-0.125+0.12=-0.005мм
EIS7=-0.125-0.12=-0.245мм
Tэ=0.11мм для IT11 принимаем
A2= A3-S4S4= A2-A3=22-17=5мм
TS4=TА2+TА3=0.11-0.270=0380мм
EcS4=0.055-0.135=-0.190мм
EIS4=-0.190-0.190=0.380мм
Tэ=0.18мм для IT12 принимаем
z14=0.7-0.28мм z14min=0.42мм
S3max= S4min-z14min=4.82-0.42=4.4мм
S3min= S3max-TS3=4.4-0.180=4.22мм
z14max= S4max -S3min=5-4.22=0.78мм
z14= S4- S3 =5-4.4=06мм
z14min=S4min-S3max=4.82-4.4=0.42мм
z5=0.8-0.28мм z5min=0.52мм
S5max= S7min-z5min=21.89-0.52=21.37мм
S5min= S5max-TS5=21.37-0.330=21.04мм
z5max= S7max –S5min=22-21.04=0.96мм
z5= S7- S5 =22-21.37=063мм
z5min=S7min-S5max=21.89-21.37=0.52мм
A1=10+0.110A3=22-0.110мм
A1=S9-A3S9= A1+ A3=22+10=32мм
TS9=TA1+TA3=0.11+0.11=0.220мм
EcS9=-0.055-(-0.055)=0
ESS9=0+0.110=0.110мм
EIS9=0-0.110=-0.110мм
Tэ=0.16мм для IT11 принимаем
A6=S9-S10S10= S9- A6=32-3=29мм
TA6=Ts9+TS10TS10=TA6-TS9=0.300-0.160=0140мм
EcS10=0-(-0.150)=0.150
ESS10=0.150+0.070=0.220мм
EIS10=0.150-0.070=0.08мм
Tэ=0.21мм для IT12тпринимаем
z3=0.8-0.28мм z3min=0.52мм
S8min= S9max-z3min=32.08+0.52=32.6мм
S8max= S8min+TS8=32.6+0.620=33.22мм
z3max= S8max –S9min=33.22-31.92=1.3мм
z3= S8- S9 =32.6-32=06мм
z3min=S8min-S9max=32.6-32.08=0.52мм
z2min=S1min-S2max –S8max
S1min= S2max+ S8max +z2min=0.8+33.22+1.25=35.27мм
S1max= S1min+TS1=35.27+0.620=35.89мм
z2max= S1max –S2min-S8min=35.89-0.52-32.6=2.77мм
z2= S1- S2 -S8=35.27-0.8-32.6=1.87мм
z2min=S1min-S2max –S8max=35.27-0.8-33.22=1.25мм
z17=1.3±0.25мм z17min=1.05мм
Зmin= S1max+z17min=35.89+1.05=36.94мм
Зmax= Зmin+TЗ=36.94+1.6=38.54мм
z17max= Зmax –S1min=38.54-35.27=3.27мм
z17=З- S1=37.74-35.27=2.47мм
z17min=Зmin-S1max=3694-35.89=105мм
Sсер2=10±0005ммd2=2-0.180мм
d2=Sсер2-S13S13=Sсер2-d2=10-2=8мм
Td2=Ts13+TSсер2TS13=Td2-TSсер2=0.180-0.010=017мм
EcS13=0-(-0.090)=0.090мм
ESS13=0.090+0.085=0.175мм
EIS13=0.090-0.085=0.005мм
Tэ=0.15мм для IT12 принимаем
d2=S14- Sсер2S14=Sсер2+d2=10+2=12мм
Td2=Ts14+TSсер2TS14=Td2-TSсер2=018-001=017мм
EcS14=0+(-0.090)=-0.090мм
ESS14=-0.090+0.085=-0.005мм
EIS14=-0.090-0.085=-0.175мм
Sсер2=10±0005ммс2=3-0.180мм
с2=Sсер2-S11S11=Sсер2-с2=10-3=7мм
Tс2=Ts11+TSсер2TS11=Tс2-TSсер2=0.180-0.010=017мм
EcS11=0-(-0.090)=0.090мм
ESS11=0.090+0.085=0.175мм
EIS11=0.090-0.085=0.005мм
с2=S12- Sсер2S12=Sсер2+с2=10+3=13мм
Tс2=Ts12+TSсер2TS12=Tс2-TSсер2=018-001=017мм
EcS12=0+(-0.090)=-0.090мм
ESS12=-0.090+0.085=-0.005мм
EIS12=-0.090-0.085=-0.175мм
Расчет диаметральных размеров для двух наиболее точных поверхностей (внутренняя и наружная)
Расчёт припусков на диаметральную обработку отверстия 30H9+0.06.
Таблица 5.1 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности 30H9+0.06 втулки.
Технологические переходы
Обработки поверхности
Черновое растачивание
Получистовое растачивание
Предварительное шлифование
Технологический маршрут обработки отверстия 30H9 происходит в трех-кулочковом самоцентрирующемся патроне.
Пространственная погрешность:
рсм смещение отверстия (после сверления отверстия глубиной 32мм равно нулю)
Пространственное отклонение :
После сверления: ρ==30.7мкм;
После чернового растачивания: ρ==636мкм;
После получистового растачивания: ρ=0;
После предварительного шлифования: ρ=0
После чистового шлифования: ρ=0
Погрешность установки для операций растачивания равна нулю т.к. обработка поверхности производится после сверления без смены позиции. Погрешность установки для первой операции шлифования равна:
Погрешность установки для второй операции шлифования равна нулю т.к. обработка поверхности производится без смены позиции.
Определение межоперационных припусков:
Минимальный припуск под растачивание:
Минимальный припуск под шлифование:
Определение расчетных размеров:
Определение предельных размеров ( округлен до точности допуска):
Определение предельных значений припуска:
для чистового шлифования
для предварительного шлифования
для получистового растачивания
для чернового растачивания
Построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности 30H9:
Рисунок 5.1 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку отверстия 30H9 втулки.
Расчёт припусков на диаметральную обработку поверхности 46h9-0.062.
Таблица 5.2 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности 46h9-0.062 втулки.
обрабатываемого отверстия
Черновая токарная обработка
Получистовая токарная обработка
После черновой токарной обработки: ρ=6.36*0.06=0.382 мкм
После получистовой токарной обработки: ρ=6.36*0.04 мкм
После предварительного шлифования: ρ=6.36*0.02мкм
Погрешность установки для первой токарной операции равна:
Погрешность установки для второй токарной операции равна нулю т.к. обработка поверхности производится без смены позиции.
Погрешность установки для первой операции шлифования равна:
Минимальный припуск:
под предварительное обтачивание
под получистовое обтачивание
под предварительное шлифование
под чистовое шлифование
Построим схему графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности 46h9:
Рисунок 5.1 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности 46h9 втулки.
Расчет суммарной погрешности обработки
Определяем величину погрешности ΔИ вызванную размерным износом резца по [2 с.73]:
где L – длина пути резания обработки партии N деталей определяется:
Для сплава Т30К4 интенсивность изнашивания [2 с.74].
Определим колебание системы y в следствии уменьшении силы Py из-за непостоянной t и податливости системы при обработке.
PYmax и РYmin–наибольшее и наименьшее составляющей силы резания.
Для токарного станка повышенной точности наибольшее смещение резцедержателя и оправки установленной в шпиндели передней бабки под нагрузкой 686 Н- 25мкм.[2 с.29].
Втулку закрепленную в трех кулачковом патроне можно представить как балку защемленную консольно нагруженная сосредоточенной силой в конце балки там же будет наибольший прогиб:
Тогда наибольшая податливость технологической системы равна:
Наибольшая и наименьшая нормальная составляющая силы резания определяется согласно [3 с.271-275] исходя из условий:
где ; y=075; n=-015; S=015 обмин.; V=100ммин.; =1(φ=45º).
Т.к. возможны колебания припусков то колебания глубины резания В этом случае
Изменение обрабатываемого размера вследствие упругих деформаций
В предположении что настройка растачивания на выполняемый размер производится по индикаторному упору с ценой деления 0002мм определим погрешность настройки:
где p=20-погрешность регулирования положения резца Кр=1.14 и Ки=1- коэффициенты распределения величин р и изм от нормального закона распределения изм=20 мкм.
Тогда погрешность настройки:
Определим погрешность вызванную геометрическими неточностями станка ст. Согласно [2 с. 53-55]
где С - допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя по направляющим станины в плоскости выдерживаемого размера на длине L; l - длина обрабатываемой поверхности.
Для токарных станков с ЧПУ при наибольшем диаметре обрабатываемой поверхности до 116 мм С=4 мкм на длине 80 мм.
Определим температурные деформации технологической системы приняв их равными 15% от суммы остальных погрешностей:
т=0.15(9628+9133+13+25)=469мкм.
Определим суммарную погрешность обработки по уравнению:
Горбацевич А.Ф. Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов].-4-е изд. перераб. и доп.-Мн.: Выш. школа 1983.-256с. ил.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-ух т. Т. 1Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е изд. перераб. и доп.- М.: Машиностроение 1986. 656с. ил.
Справочник технолога-машиностроителя. В 2-ух т. Т. 2Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-4-е изд. перераб. и доп.- М.: Машиностроение 1986. 496с. ил.
Краткий справочник технолога тяжелого машиностроения Маракулин И.В. А.П. Бунец В.Г. Коринюк.-М.: Машиностроение 1987.-464 с. ил.
Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностроит. вузов по спец. «Технология машиностроения» «Металлорежущие станки и инструменты» В.И. Аверченков О.А. Горленко В.Б. Ильицкий и др.; Под общ. ред. О.А. Горленко. -М.: Машиностроение 1988. 1926с. ил.
Колкер Я.Д. Руднев О.Н. Базирование и базы в машиностроении: Учеб. пособие.- К.: Выш. шк. 1991.-100с.: ил.

размерная схема.dwg

Рисунок 4.1 - Размерная схема для первого варианта обработки.
Кафедра ТМ гр ММ-04-1
Материал 50 ГОСТ 1050-74
HRC 30 35 2.Биения: ø30:ø55≤0
3.Предельные отклонения ø45; ø42; ø40 по h12 4.Неуказаные предельные отклонения ±JT
Рисунок 4.2 -Технологическое дерево для первой схемы
Рисунок 4.3 - Исходное дерево для первой схемы
Рисунок 4.4 - Технологический граф для первой схемы
Рисунок 4.6 - Технологический граф для второй схемы
Рисунок 4.5 - Размерная схема для вторго варианта обработки
Рисунок 3.1 - Заготовка из проката
Рисунок 3.2 - Штамповка
5 Внутришлифовальная

схемы граф. расп.dwg