Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование наладки станков с ЧПУ на обработку детали Червяк 2А061.00.00.12

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Брестский государственный политехнический колледж»

Машиностроительное отделение

Допущен к защите в ГКК

Зам. директора по учебной работе

______________ Н.В. Ратникова

"____"___________ 2009 г.

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Проектирование наладки станков с ЧПУ на обработку детали

Червяк 2А061.00.00.12

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

БГПК 05041.013.10.3 ПЗ

Руководитель проекта

Лапин В.В._________________

Выполнил учащийся гр.13 М

Пахальчук С.А._____________

2009

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение.....................................................................................................................3

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ.........................................................................5

1.1. Характеристика обрабатываемой детали.........................................................5

1.2. Предварительный выбор типа производства...................................................7

1.3. Выбор заготовки.................................................................................................9

1.4. Выбор технологических баз............................................................................15

1.5. Разработка маршрутного техпроцесса...........................................................17

1.6. Обоснование выбора станков с ЧПУ..............................................................19

1.7. Расчет припусков..............................................................................................21

1.8. Расчет режимов резания...................................................................................30

1.9. Расчет норм времени........................................................................................42

1.10. Уточненный расчет типа производства........................................................47

1.11. Определение необходимого количества оборудования..............................49

1.12. Разработка управляющей программы для станка с ЧПУ...........................51

2. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ.......................................................................59

2.1. Выбор схемы установки заготовки в приспособлении.................................60

2.2. Расчет усилий зажима заготовки в приспособлении....................................61

2.3.Описание работы приспособления..................................................................64

3. НАЛАДКА СТАНКА С ЧПУ.............................................................................65

3.1. Расчет размерной настройки...........................................................................65

3.2.Наладка станка с ЧПУ на обработку детали...................................................67

3.3.Регулирование и обслуживание узлов станка с ЧПУ....................................69

4. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ................................................................................................74

4.1. Охрана труда и окружающей среды...............................................................74

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ...........................................................................81

5.1. Расчет нормы времени на обработку партии деталей

и численности рабочих....................................................................................81

5.2. Расчет стоимости основных фондов, амортизационных отчислений

и материальных затрат......................................................................................85

5.3. Расчет фондов заработной платы и накладных расходов.............................87

5.4.Определение себестоимости обработки партии деталей

по базовому и проектируемому вариантам.....................................................91

5.5.Расчет показателей экономической эффективности......................................92

Заключение...............................................................................................................96

ЛИТЕРАТУРА.........................................................................................................97

ПРИЛОЖЕНИЕ.......................................................................................................98

Введение

Дипломное проектирование является завершающим этапом обучения учащегося специальности “Металлорежущие станки и инструмент”. В нем систематизируются и обобщаются знания полученные учащимся в процессе обучения и прохождения производственных и преддипломной практики.

Развитие технологии машиностроения на данном этапе должно осуществлять переход к массовому применению высокоэффективных систем машин и технологических процессов, обеспечивающих комплексную механизацию и автоматизацию производства, техническое перевооружение его основных отраслей.

Повышение эффективности производства должно осуществляться путем его автоматизации и механизации, оснащения высоко производительными станками с ЧПУ, промышленными роботами, создания ГПС. Развитию прогрессивных техпроцессов способствует конструирование современных станочных систем повышенного качества и в первую очередь точности. В машиностроении точность особенно важна для повышения эксплуатационных качеств машины. Назначение требуемой точности – ответственная задача конструкторов, а её технологическое обеспечение при наименьших затратах – основная задача технолога.

Несколько десятилетий назад автоматизация ориентировалась на производства, выпускающие большие количества одинаковых деталей. Сегодня стала возможной автоматизация производства изделий, изготовляемых в относительно небольших размерах. Технологическое оборудование, обеспечивающее требуемую точность при высокой производительности, оснащено системами ЧПУ, автоматической зажимной оснасткой и системами смены заготовок и инструмента.

В этой связи в настоящей работе на базе реального технологического процесса механической обработки детали необходимо разработать технологию её изготовления с использованием современных станков с ЧПУ, подготовить управляющую программу, а так же решить конструкторские и эксплуатационные вопросы применения оборудования с ЧПУ.

Качество изготовления продукции определяется совокупностью свойств процесса её изготовления, соответствием этого процесса и его результатам установленным требованиям. Основными производственными факторами являются качество оборудования и инструмента, физико-химические, механические и другие свойства исходных материалов и заготовок, совершенства разработки технологического процесса и качество выполнения обработки и контроля.

При выборе заготовки для заданной детали назначают метод её получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технологические условия на изготовление.

Главным при выборе заготовки является обеспечения заданного качества готовой детали при её минимальной себестоимости.

Припуск – слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности детали.

Припуск на обработку может быть назначен по соответствующим справочным таблицам, ГОСТам или на основе расчетно-аналитического метода определения припусков.

Технологический процесс разрабатывают на основе типового или группового технологического процесса. По технологическому классификатору формируют технологический код. По коду изделие относят к определенной группе и действующему для нее типовому или групповому технологическому процессу. При отсутствии соответствующей классификационной группы технологический процесс разрабатывается как единичный, с учетом ранее принятых прогрессивных решений в действующих единичных технологических промессах.

Целью данного дипломного проекта является проектирование наладки станка с ЧПУ на обработку детали. В техническом разделе выполняется выбор и технико-экономическое обоснование метода получения заготовки, проектирование технологического процесса обработки детали.

На основе этого необходимо произвести расчёт припусков на механическую обработку, режимов резания, выбор оборудования и расчёт его количества.

В конструкторском разделе следует спроектировать и рассчитать станочное приспособление, рассчитать силу зажима.

В разделе «Охрана труда и окружающая среда» следует рассмотреть вопросы по законодательству ОТ, производственной санитарии, пожарной безопасности и защиты окружающей среды.

Устойчивое развитие экономики во многом определяется техническим прогрессом машиностроения. При этом необходимо как увеличение выпуска продукции машиностроения, так и повышение её качества. Указанный рост осуществляется преимущественно за счет интенсификации производства на основе широкого использования достижений науки и техники, применения прогрессивных технологий.

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Характеристика обрабатываемой детали

Деталь Червяк 2А061.00.00.12 является телом вращения типа вал. Деталь входит в состав привода подач шестишпиндельного пруткового автомата 1А240-6. Служит для передачи крутящего момента через шпоночные пазы между скрещивающимися валами в приводе подач. Крутящий момент червяк воспринимает через муфту. Опорными поверхностями являются Ø25h6 и Ø30h6, на которые насаживаются два шариковых подшипника. На резьбовой поверхности М24×1,5 устанавливается гайка для регулировки зазора подшипника. Шпоночные пазы для обеспечения функционального назначения опорной шайбы.

Произведем анализ на технологичность детали.

Основная цель анализа технологичности конструкции обрабатываемой детали − возможное уменьшение трудоемкости и металлоемкости, возможность обработки детали высокопроизводительными методами.

Делая качественный анализ можно выделить следующие технологичные элементы:

1. Заготовка имеет удобные поверхности для базирования и закрепления при установке на станках на всех операциях (торцы, наружный диаметр, внутренние конические поверхности (центровые отверстия).

2. Коэффициент обрабатываемости резанием ориентировочно 1,0.

3. В детали отсутствуют сложные контурные обрабатываемые поверхности.

4. Большинство поверхностей имеют хороший доступ для обработки и непосредственного измерения.

5. Точность, заданная на чертеже детали достигается на станках нормальной точности.

6. В конструкции детали отсутствуют специфические требования (допуски по массе, неуравновешенности и герметичности).

7. В конструкции детали имеются канавки для выхода режущего инструмента на доводочных операциях.

8. Возможна обработка поверхностей проходными резцами.

9. Обработка детали может вестись по типовой технологии для деталей типа вал.

Нетехнологичным является:

1. Винтовая поверхность червяка, требует специальной заточки профиля резца по шаблону.

2. Поверхность Ø20 влечет затруднение ее обработки и получения.

3. Наличие закрытых шпоночных пазов.

Учитывая вышеизложенные факторы, делаем вывод о том, что деталь является технологичной.

Материалом, из которого изготавливается Червяк, является сталь 45 ГОСТ 1050-88 – конструкционная углеродистая сталь.

Химический состав и механические свойства приведены соответственно в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-88, %

не более

0,42..0,45

0,17..0,37

0,5..0,8

0,04

0,035

0,25

Таблица 1.2 Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-88, %

Механические свойства					Физические свойства			Технологические свойства
δ_т	δ_в	δ, %	НВ	α_н=Дж/см²	γ, г/см³	λ, Вт/мс	a×10⁶, 1/С^о	Обрбатываемость резанием	Свариваемость	Интервал температуры ковки, ⁰С	Пластичность холодной обработке
МПа
363	598	16	193	49	7,8	680	11,6	В	ВВ	800-1200	В

Материал Сталь 45 подходит для изготовления данной детали, так как механические характеристики и химический состав удовлетворяют заложенные в конструкции требования.

1.2. Предварительный выбор типа производства

Тип производства влияет на построение технологического процесса изготовления детали и организацию работы на предприятии.

Тип производства − это классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции (ГОСТ 14.004-83).

Производство условно делят по типам на единичное, серийное и массовое. На одном заводе или в одном цехе завода могут сосуществовать различные типы производства. Тип производства предприятия определяется типом производства ведущего цеха, а тип производства цеха – характеристикой участка, где выполняется наиболее ответственные операции и сосредоточена основная часть производственных фондов.

Тип производства оказывает решающее значение на особенность организации производства, его экономические показатели, структуру себестоимости (в единичном – высока доля живого труда, а в массовом – затраты на ремонто-эксплуатационные нужды и содержание оборудования), разный уровень оснащенности.

На первом этапе проектирования технологического процесса тип производства ориентировочно может быть определен по таблице 1.3

Таблица 1.3 - Ориентировочная программа выпуска деталей по типам производства

в механических цехах

Масса детали, кг	Типы производства
Масса детали, кг	Единичное	Мелко серийное	Среднесерийное	Крупносерийное	Массовое
меньше 1,0	меньше 10	10-2000	1500-100000	75000-200000	200000
1,0-2,5	меньше 10	10-1000	1000-50000	50000-100000	100000
2,5-5,0	меньше 10	10-500	500-35000	35000-70000	75000
5,0-10	меньше 10	10-300	300-25000	25000-50000	50000
больше 10	меньше 10	10-200	200-10000	10000-25000	25000

Исходя из объема выпуска в 2400 штук и массы 1,84 кг, принимаем ориентировочный тип производства − среднесерийный. После разработки технологического процесса механической обработки, а также расчета основного оборудования и норм времени, тип производства должен быть уточнен по коэффициенту закрепления операций.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями или сериями и сравнительно большим объемом выпуска.

В настоящее время в серийном производстве широко применяют станки с ЧПУ. Оборудование, как правило, располагают по типам станков, участками, на большинстве рабочих мест которых можно выполнять аналогичные операции. В этом производстве станки с ЧПУ используют и как отдельные единицы технологического оборудования, и в составе участков и гибких производственных систем (ГПС).

В промышленности используются две основные формы организации производства: технологическая; предметная; смешанная

Технологическая специализация основана на единстве применяемых технологических процессов. При этом обеспечивается высокая загрузка оборудования, но затрудняется оперативно-производственное планирование, удлиняется производственный цикл из-за увеличений транспортных операций. Технологическая применяется в основном в единичном и мелкосерийном производствах.

Предметная специализация основана на сосредоточении деятельности цехов (участков) на выпуске однородной продукции. Это позволяет концентрировать производство детали или изделия в рамках цеха (участка), что создает предпосылки для организации прямоточного производства, упрощает планирование и учет, сокращает производственный цикл. Предметная специализация характерна для крупносерийного и массового производства.

Смешанная организация производства включает в себя предпосылки предметной и технологической специализации.

В нашем случаи оборудование на участке будет расположено как и по конструкторско-технологическому признаку, в последовательности выполнения типовых технологических процессов для станков нормальной и повышенной точности, так и по видам обработки, для станков высокой точности.

1.3 Выбор заготовки

Метод получения заготовки, её качество и точность определяют объем механической обработки, устанавливает количество технологических операций. Следует стремиться к наибольшему коэффициенту использования материала, то есть максимально приближать форму и размеры заготовки к форме и размерам детали, при наименьшей себестоимости её изготовления.

На выбор способа получения заготовки влияют следующие факторы: вид материала, его физико-механические свойства, объем выпуска деталей и тип производства, размеры и форма детали.

В дипломном проекте произведём сравнение способа получения заготовки из проката и штамповки. Произведём технико-экономическое сравнение двух вариантов.

Годовой объём выпуска деталей – 2400 шт.

Материал детали – сталь 45 ГОСТ 1050–88. Масса детали – 1,84 кг.

Вариант 1. Заготовка из проката.

Себестоимость заготовки из проката

S_заг=М+∑С_о.з. (1.1)

где М – затраты на материал заготовки, руб.;

∑С_о.з. – технологическая себестоимость заготовительной операции, руб.;

, (1.2)

где С_п.з. – приведенные затраты на рабочем месте руб/ч;

Т_шт.к. – штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной опе-

рации, мин;

Круглый прокат режут на штучные заготовки на станке 8Г642 дисковой пилой.

Штучно-калькуляционное время отрезной операции.

Т_шт-к=φ_к ×Т_о (1.3)

Т_о=0,011D (1.4)

Т_о=0,011×41=0,45 мин

_{φк
=1,84 – ([4]стр.386)}

Т_шт-к=1,84×0,45=0,83 мин

С_п.з.=121 руб/ч - ([5] стр. 30)

Затраты на материал заготовки:

, (1.5)

где Q – масса заготовки, кг;

S – цена 1кг материала заготовки, руб.;

q – масса готовой детали, кг;

S_отх. – цена 1т отходов, руб.;

S=0,185 руб. – ([5] табл. 2.6 стр.31)

S_отх.=28,1 руб. – ([5] табл. 2.7 стр.32)

Масса заготовки без учета потерь:

Q₁=V×γ , (1.6)

где V – объём заготовки, см³;

γ – плотность г/см³.

Для определения объёма необходимо назначить припуски на обработку.

Диаметр проката определяем по наибольшему диаметру – Ø36 мм.

Маршрут обработки данной поверхности состоит из двух переходов ([1] т.1 табл.4 стр.13):

1) чернового точения

2) чистового точения

Припуски назначаем по табл. 3.13 стр.42[9]:

1) черновое точение − 2z₁=4,0 мм

2) чистовое точение − 2z₂=1,0 мм

Диаметр проката:

D_з=D+2z₁+2z₂ (1.7)

D_з=36+4+1=41мм

По ГОСТ 2590-88 выбираем прокат обычной точности диаметром 41 мм ([1] т.1 табл.74 стр.290), который обозначается следующим образом:

Предельные отклонения размеров назначаем по табл. 74 стр.169 т.1[1] - Ø

Припуск на обработку торцов 2z=1,6мм − [3] табл.3.68 стр.188

Длина заготовки:

L_з=L+2z (1.8)

L – длина детали, мм

L_з=369+1,6=370,6мм

Допуски на длину заготовки назначаем по табл.16 стр.134 т.1[1] – 370,6±1,0мм

Объём заготовки:

, (1.9)

где L_з — длина заготовки с плюсовым допуском, см;

D_з.п — диаметр заготовки по плюсовым допускам, см.

Q₁=500×7,82=3910г=3,9кг

Припуск на зажим при резке l₁=60мм

Припуск на резку В=4,5мм ([3] табл.3.65 стр.185-186)

Длина торцевого обрезка проката:

l₂=0,3×D_з (1.10)

l₂=0,3×41=12,3мм

Число заготовок, исходя из принятой длины проката по стандарту:

Из проката длиной 4м:

Принимаем n₄=10 заготовок.

Из проката длиной 7м:

Принимаем n₇=18 заготовок.

Потери на некратность:

(1.11)

_{Принимаем
прокат длиной 4м.}

Общие потери:

П_о=Вn+l₁+l₂+П_н.к. (1.12)

П_о=4,5×10+60+12,3+176,7=294 мм

Общие потери (%) от длины проката:

(1.13)

Масса заготовки с учетом потерь:

(1.14)

Коэффициент использования материала:

(1.15)

Затраты на материал:

Себестоимость заготовки из проката:

S_заг=М+∑С_о.з=0,71+0,017=0,73 руб.

Вариант 2. Заготовка получена горячей объёмной штамповкой на ГКМ.

Ориентировочная величина расчетной массы поковки определяется по формуле:

М_п.=М_д.×К_р , (1.16)

где М_п. – масса поковки, кг;

М_д. – масса детали, кг;

К_р. – расчетный коэффициент; принимаем К_р=1,5 [11] приложение 3.

М_п.=1,84×1,5=2,76кг

Класс точности – Т4 ([11] прилож.1);

Группа стали – М2 ([11] табл.1);

Степень сложности – С1 ([11] прилож.2);

Конфигурация плоскости разъёма – П (плоская) ([11] табл.1);

Исходный индекс – 11 ([11] табл.2).

Основные припуски на размеры ([11] табл.3), мм:

1,6 – диаметр 36 и чистота поверхности 6,3;

1,8– диаметр 30 и чистота поверхности 0,63;

1,6 – диаметр 25 и чистота поверхности 0,63;

1,8 – длина 114мм и чистота поверхности 6,3;

1,8 – длина 369 и чистота поверхности 6,3;

Дополнительные припуски учитывающие:

смещение по поверхности разъёма штампа – 0,3 мм ([11] табл.4);

изогнутость, отклонение от плоскостности и прямолинейности – 0,6 мм ([11] табл.5).

Размеры поковки:

диаметр 36+(1,6+0,3+0,6)×2=41мм, принимаем 41 мм;

диаметр 30+(1,8+0,3+0,6)×2=35,4мм, принимаем 36 мм;

диаметр 25+(1,6+0,3+0,6)×2=30мм, принимаем 30 мм;

длина 114+(1,8+0,3)×2=118,2мм;

длина 369+(1,8+0,3)×2=373,2мм.

Допускаемые отклонения размеров ([11] табл.8):

373,2; 118,2; Ø30; Ø36; Ø41.

Радиусы закругления наружных углов 2,0 мм ([11] табл.7).

Наклон среза − 7°.

Рисунок 1.1 - Эскиз поковки

Определяем более точную массу поковки разбивая форму простые элементы

Объём поковки:

(1.17)

Проектирование наладки станков с ЧПУ на обработку детали Червяк 2А061.00.00.12 📙 Дипломная → 🆔 15016