Проектирование технологического процесса изготовления детали. 5

Федеральное агентство по атомной энергии

Федеральное государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Саровский  государственный физико-технический  институт»

(ФГОУ  ВПО «СарФТИ»)

Физико-технический  факультет

Кафедра СМ 
 

Расчетно-пояснительная  записка к курсовой работе

Тема: «Проектирование  технологического

процесса  изготовления детали». 
 
 

Студент группы ТМ-54                                                               

Рахтов С.Н.

Преподаватель: Иванов А.А.

Саров-2008

  «Саровский государственный физико-технический институт»

(ФГОУ  ВПО «СарФТИ»)

Кафедра технологии машиностроения 
 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по “Технологии машиностроения” 

Фамилия, имя, отчество Рахтов Сергей Николаевич

Индекс группы  ТМ-54

Руководитель  курсового проекта Иванов А.А.

Наименование  темы: “Спроектировать технологический процесс изготовления детали”

Наименование  детали:   крышка

Исходные данные к проекту:

объем выпуска   30 шт. в год

рассчитать аналитическим  способом припуски для поверхностей 

Ø440h8, Ø 124H8 (для остальных поверхностей припуски определить табличным методом); рассчитать аналитическим способом усилия резания для токарной и фрезерной обработки (для остальных поверхностей режимы резания назначить табличным методом). 
 
 
 
 
 
 
 
 

АННОТАЦИЯ

курсового проекта

студент группы ТМ54 Рахтов С.Н.

на тему: “Разработать технологический

процесс изготовления крышки”

40 с.,  4 листа чертежей.

СарФТИ, 2008г. 

      В пояснительной записке приведён технологический анализ предусмотренного заданием чертежа крышки. Установлено, с учетом объёма выпуска 30 шт. в год, что тип производства – мелкосерийный. Принят метод получения заготовки – из проката.

      Разработана технология обработки крышки с использованием токарного станка 16К30,  обрабатывающего центра Hermle C 600v.

      Разработана операционная технология: назначены  припуски на обработку, режимы резания, нормы времени.

      В графической части приведены  чертежи детали (2 лист) и карты наладок операции 4 и 8. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание. 

Введение……………………………………………………..……………………5 

1. Описание конструкции и назначения детали………………..……………… 6 

2. Технологический  контроль чертежа детали и  анализ технологичности

её конструкции…………………………………………………….……………...7 

3. Определение  типа производства и объёма  производственной партии заготовок………………………………………………………..………...……….8 

4. Выбор  рационального получения заготовки………………..…….………...9 

5. Разработка  вариантов маршрута обработки……………………..…………10 

6. Выбор технологического оборудования……………………….…………..12 

7. Выбор  технологических баз………………………….………….…………..14 

8. Выбор  станочных приспособлений…………………..……….……………..15 

9. Разработка  операционной технологии……………………………………...16 

10. Определение  припусков и размеров заготовки……………..…………….17 

11. Выбор  методов и средств контроля………………………………………28 

12. Выбор  инструментальной оснастки………………………………………29 

13. Установление  режимов обработки……………………………………..…31 

14. Установление технической нормы времени….………………….……….36 

Заключение……………………...………………………….…………………….39 

Список  использованной литературы…………………………………………..40 
 
 
 
 

Введение 

    В данном курсовом проекте предлагается вариант технологического процесса обработки детали в условиях мелкосерийного производства.

    В настоящее время основной тенденцией развития технологии машиностроения в нашей стране является разработка и внедрение прогрессивных технологических процессов, обеспечивающих повышение производительности труда, качества изделий и сокращение трудовых и материальных затрат на его производство. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      1. Описание конструкции  и назначения детали.

      1.1Конструкция детали.

    Деталь «крышка» представляет собой тело вращения с наружной и внутренней ступенчатой поверхностью. На детали имеются отверстия для ее крепления, три фасонных цилиндрических паза, для базирования на ней элементов конструкции, направляющие пазы, заглубления.

      Более точно описать назначение  данной детали невозможно из-за  отсутствия конкретных сведений. Все выводы (включая и вышесказанное) основываются на анализе конструкции детали.

          1.2.  Данные о материале детали.

    На  основании данных чертежа детали – материал, из которого изготовлена крышка – сплав АМг6 ГОСТ 4784-88. Виды поставки: лист, труба, шестигранник, круг, квадрат, проволока. Химический состав  сплава  таблица 1.1, механические свойства – таблица 1.2.

Таблица 1.1.

    Химический  состав, %

Обозначения: Fe - железо ; Si - кремний; Ti - титан; Zn – цинк; Cu - медь;

                 Mn - марганец; Al - алюминий ; Be -бериллий; Mg – магний.

Таблица 1.2.

Механические  свойства при Т=20^oС сплава АМг6

Обозначения: s_в - предел кратковременной прочности , [МПа];

 d₅- относительное удлинение при разрыве , [ % ];

  HB - твердость по Бринеллю;

                ρ – плотность.

      2. Технологический  контроль чертежа  детали и анализ   технологичности её конструкции.

      2.1. Технологический  контроль чертежа  детали.

    Рабочий чертёж детали содержит все необходимые  проекции и сечения, дающие полное представление  о детали, четкое и однозначное  толкование её конфигурации. На чертеже  указаны все размеры с предельными  отклонениями, параметры шероховатости обрабатываемых поверхностей, и т.д.

      2.2. Технологический  анализ конструкции  детали.

      Технологический анализ конструкции детали проводится согласно [1, стр.31].

    Данная  деталь является относительно технологичной  и может быть изготовлена с  требованиями чертежа, т.к. размеры  и формы поверхностей вполне позволяют  использовать широко известные как стандартные, так и специальные приспособления, зажимные устройства. Деталь не имеет труднодоступных поверхностей, которые подвергаются механической обработки, и не требует специального инструмента. 

  В целом данная деталь является технологичной за исключением фасонного паза диаметром Ø63H12 значительно усложняющего процесс изготовления детали, вынуждает применять оборудование с ЧПУ.

      Вывод: рассмотренные нетехнологичные элементы неизбежно вытекают из служебного назначения детали и должны быть изготовлены, несмотря на высокую трудоёмкость для обеспечения требуемого качества детали. 
 
 

     3. Определение типа  производства.

На основании  исходных данных:  масса детали 9.18 кг, объем выпуска 30 шт.

Предварительно  определяем тип производства по таблице 3.1.

таблица 3.1.

Зависимость типа производства от объема выпуска  изделий в год

       Из данной таблицы видно, что  тип производства – мелкосерийный.  Серийное производство характеризуется  изготовлением изделий, периодически  повторяющимися партиями, поэтому  при проектировании технологического  процесса механической обработки для серийного типа производства определим размер партии деталей (n) и число запусков в производство партий деталей в год (Sn):

n – число деталей в партии, шт.;

П –  годовой объем выпуска, шт.;

t – число дней, на которое нужно иметь запас деталей на складе (Примем t = 10 дн.)

Ф_з- число рабочих дней в году, Ф_з2008 = 248 дней

Итог: 

• количество деталей в партии n = 2 шт.
• при принятом запасе деталей на складе 10 дней, партия деталей будет запускаться в производство один раз в две недели, при пятидневной рабочей недели, что составляет 15 раз в год.

            4. Выбор метода получения заготовок.

      Необходимость экономии материальных ресурсов предъявляет  высокие требования к рациональному  выбору заготовок, к уровню их технологичности, в значительной мере определяющей затраты на технологическую подготовку производства, себестоимость, надёжность и долговечность изделий.

    Исходя  из того, что конструкция крышки не относится к сложным и заготовка  для неё имеет простую форму в виде диска, нецелесообразно использовать в данном случае такой метод получения, как литьё, т.к. он требует не только большего времени, но и значительно повышает себестоимость детали. Поэтому, для изготовления  крышки целесообразно использовать заготовку из проката.

  Заготовку получаем из плиты ГОСТ 17232-99 гидроабразивной резкой. Габаритные размеры листа 45х1500х3000, масса 535 кг. Заготовка: Кольцо Ø450хØ120 х45 массой 17.6 кг. Потери на прорезку проката и его остатки составляют 218кг.

  КИМ -коэффициент использования материала определяется по формуле:

      где М_Д=9,18 кг - масса детали, Н_р = 29,7 кг- норма расхода материала на получение одной детали, учитывающая: массу заготовки, потери металла на прорезку проката и его остатки.

      В результате КИМ = 0,3.

  5. Разработка маршрута обработки.

      5.1. Составление общего плана обработки заготовки.

      Анализируя геометрию детали можно предположить, что для ее обработки необходим:

• токарный станок;
• фрезерный станок (ЧПУ);

Токарный станок используется для снятия основного объёма припуска на стадии предварительной обработки. После происходит перераспределение остаточных напряжений и связанное с этим коробление. Затем начисто выполняются все токарные операции. На фрезерном станке  с ЧПУ также проводим черновые и чистовые фрезерные операции. На чистовой стадии обработки устраняются погрешности, возникшие после черновой обработки.

        5.2 Выбор планов обработки элементарных поверхностей.

      5.2.1. План обработки наружных цилиндрических поверхностей.

     Согласно таблице 5.7 [1, стр.52],  для поверхностей устанавливаем:

Ø440h8 с шероховатостью Ra2,5 – Оп, Оч, От;

      5.2.2. План обработки внутренних цилиндрических поверхностей.    

      Согласно таблице 5.9 [1 ,стр.54], для поверхностей устанавливаем:

Ø150H11 с шероховатостью Rz20 – РТп, РТч;

Ø124H8 с шероховатостью Ra2,5 – РТп, РТч, РТт;

Ø63Н12 с шероховатостью Rz40 – Фп, Фч;

Ø10Н12 с шероховатостью Rz40 – С;

Ø7Н12 с шероховатостью Rz40 – С;

     5.2.3. План обработки плоских поверхностей.

      Согласно  таблице 5.11 [1] стр.56, для поверхностей устанавливаем:

96H14с шероховатостью Rz40 – Фп;

38h12 с шероховатостью Rz40 – Оп, Оч;

31H12с шероховатостью Rz40 – Фп;

10H11с шероховатостью Rz40 – Фп, Фч;

9H11 с шероховатостью Rz20 – Фп, Фч;

7H12 с шероховатостью Rz20 – Оп, Оч;

4H14 с шероховатостью Rz40 – Фп, Фч;

3,5h12 с шероховатостью Rz40 – Фп;

Обозначения:

методы обработки  – О (обтачивание), РТ (растачивание), С (сверление), З (зенкерование), Р (развертывание), Ф (фрезерование);

стадии обработки  – п (предварительная), ч (чистовая), т (тонкая).

      5.3. Перечень операций.

1. Заготовительная         

0. Контроль          

2. Токарная         

3. Слесарная          

0. Контроль          

4. Фрезерная  ЧПУ

5. Слесарная         

0. Контроль 

6. Токарная

7. Слесарная         

0. Контроль         

8. Фрезерная  ЧПУ         

9. Слесарная         

0. Контроль 

10. Упаковывание          

0. Контроль 
 
 

     6. Выбор технологического оборудования.

      Для токарной обработки используем станок 16К30. Для фрезерной обработки используем обрабатывающий центр Hermle C 600v.

        Параметры  станков сведены в таблицах 6.1; 6.2;

Таблица 6.1.

Параметры токарно – винторезного станока 16К30.

Таблица 6.2.

Параметры обрабатывающего центра Hermle C 600V.

      7. Выбор технологических баз.

      На  первом установе заготовку базируют по наружной цилиндрической поверхности Ø440 с упором в торец. Выбранную технологическую базу можно определить как двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы. Упор в торец является установочной базой и лишает заготовку еще трех степеней свободы.

      На  втором установе заготовку базируем по внутренней цилиндрической поверхности Ø124 с упором в торец. Вышеуказанную технологическую базу можно определить как двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы. Упор в торец является установочной базой и лишает заготовку еще трех степеней свободы.

        Исходя из правила шести точек,  заготовка должна быть лишена  ещё одной степени свободы:  возможности поворота вокруг  собственной оси. Т.к.  заготовка устанавливается в трёхкулачковом патроне в результате сил трения, возникающих при зажиме, поворот детали становится невозможным, поэтому можно считать, что достигнута полная определённость базирования заготовки.

      На  третьем установе заготовку базируем в специальном приспособлении по внутренней цилиндрической поверхности Ø124 с упором в торец, используя цилиндрический палец и прижимаем Г-образными прихватами (см. рис. 8.1). Цилиндрический палец можно определить как двойная опорная база, которая лишает заготовку двух степеней свободы. Упор в торец является установочной базой и лишает заготовку еще трех степеней свободы. Г-образными прихватами лишаем возможность поворота заготовки вокруг оси, тем самым достигается использование полного комплекта баз. Для последующей чистовой обработки в заготовке и приспособлении просверливается отверстие Ø6 на диаметре Ø230 (одно из будущих отверстий детали Ø7^+0,15). Отверстие необходимо для правильного базирования заготовки и равномерного распределения оставшегося припуска на чистовую обработку на последующем установе.

      На  четвёртом и пятом установе заготовку устанавливают так же,  как на первом и втором установе соответственно.

    На  шестом установе заготовку устанавливаем так же,  как на третьем установе. Угловое положение заготовки определяем штифтом вставленным в отверстие Ø6 (выполненное на 3 установе).

      8. Выбор станочных приспособлений.

      8.1. Приспособления для токарной обработки.

      Для всей токарной обработки целесообразно применить стандартный 3х кулачковый патрон, а именно: токарный самоцентрирующий трёхкулачковый патрон. Обозначение патрона: ГОСТ 24351-80.

      Патрон  выбирался согласно данным [3 табл. 5 стр.74].