Технологический процесс механической обработки детали «Фланец» с использованием токарно-револьверного станка 1Е340П



  


Содержание

 

  1. Аннотация……………………………………………………………………...2
  2. Задание на курсовую работу………………………………………………….3
  3. Чертеж детали………………………………………………………………….4
  4. Анализ данных для проектирования…………………………………………5
  5. Определение типа производства…………………………………………......6
  6. Краткая характеристика технологии изготовления деталей класса втулки………………………………………………………………………......8
  7. Нумерация поверхностей…………………………………………………….10
  8. Выбор исходной заготовки и метод её получения…………………………11
  9. Определение припусков и допусков на размеры исходной заготовки……………………………………………………………………...13

9.1 Определение исходного индекса…………………………………….....13

           9.2 Определение припусков на исходную заготовку……………………..14

  1. Определение этапов и планов обработки занумерованных   поверхностей……………………………………………………………….....17
  2. Основные характеристики, применяемого станочного оборудования…..27
  3. Определение операционных размеров и промежуточных припусков на

 линейные размеры…………………………………………………………...31

13. Размерный анализ линейных размеров…………………………………….39

    14. Определение операционных размеров и промежуточных припусков на

          диаметральные  размеры……………………………………………………..42

15. Выбор режимов резанья……………………………………………………..43

16. Нормирование технологических операций………………………………...51

17. Заключение……………..…………………………………………………….54

18. Список используемой литературы…………..……………………………...55

19. Приложение………..…………………………………………………………56

20. Технологический процесс……………………..…………………………….60

 

1.Аннотация

 

В данной курсовой работе разрабатывается единичный  технологический процесс механической обработки детали «Фланец» с использованием токарно-револьверного станка 1Е340П, вертикально-фрезерного станка 6Р12, вертикально сверлильного станка 2Н118.

В пояснительной  записке, представлено пояснения выбора вида заготовки и метода её получения. Определение общих припусков  на обработку, составление плана  обработки заготовки, выбор технологических  баз.

Составлен технологический  маршрут, выбраны станки для обработки  и даны их характеристики. Составлены эскизы элементов операций и определено их содержание. Подробно расписано  определение промежуточных и  операционных размеров. Выбраны режимы резания на каждую операцию и определенные нормы времени. Оформлены технологические  документы по ЕСТД: маршрутные карты, операционные карты, карты эскизов. Начерчена наладка токарно-револьверного  станка на листе формата А1. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Анализ данных для проектирования

Задачей при технологическом проектировании деталей класса «втулок» и «дисков» является точность наружных и внутренних поверхностей, концентричность, которая  осуществляется:

    1. за один установ;
    2. за базу выбирается внутренняя поверхность (обработка осуществляется наружной поверхности);
    3. за базу выбирается наружная поверхность;

За основу для более надежного базирования  выбирают вариант № 2.

В задании  представлена корпусная деталь «Фланец». В соответствии со служебным назначением к некоторым ее поверхностям предъявляют повышенные требования по точности размеров, формы и расположения поверхностей. А также предъявляют высокие требования к шероховатости. На заданной детали ответственной поверхностью является осевое отверстие.

Наружная  поверхность заготовки – штампованная поверхность. Форма позволяет получить заготовку с минимальными припусками, т. е. форма заготовки, и её размеры максимально приближены к форме и размерам готовой детали.

Поверхности детали удобны для базирования, установки  и крепления. Обеспечен лёгкий доступ к обрабатываемым поверхностям, как  режущего, так и измерительного инструмента.

Конструкция должна обеспечивать необходимую точность установки на ней элементов, как  в статическом, так и в нагруженном  состоянии при эксплуатации. Корпус детали должен обеспечивать необходимые  прочность, жесткость, виброустойчивость, сопротивления температурным деформациям, удобства монтажа и конструкции.

Технологичность конструкции должна обеспечивать достижение оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей, качества, объема выпуска  и условий выполнения работ.

Согласно  выше изложенным пунктам, данная деталь отвечает требованиям, предъявленным  к технологичности конструкции  детали, значит деталь «Фланец» является технологичной.

 

 

 

 

 

 

5. Определение типа производства

Технологичность изготовления детали в значительной степени зависит от типа производства. Поэтому, приступая к разработке технологического процесса на заданную деталь, необходимо предварительно установить к какому типу будет относиться производство данной детали, учитывая ее размеры  и годовой выпуск.

Типом производства по ГОСТ 14.004 - 83 называется классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности и стабильности объема выпуска продукции.

Иными словами  тип производства определяется объемом  и повторяемостью выпуска изделий.

Согласно  ГОСТ 14.004 ¾ 83 в машиностроении различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается. Характерным признаком единичного производства является изготовление на рабочих местах разнообразных деталей. Примерами единичного производства являются: тяжелое машиностроение, судостроение, опытные заводы, ремонтные цеха.

Серийное производство характеризуется  изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями.

Примерами серийного производства являются: станкостроение, производство буровых установок, двигателей внутреннего сгорания и. т. д. 

 В зависимости от размера партии серийное производство подразделяется на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Серийность производства определяется коэффициентом закрепления операций

                                                                                                              

где О – число всех технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца; Р – число рабочих мест.

Производство  считается мелкосерийным, если  20 ≤Кз.о.≤ 40; для среднесерийного производства -  10 ≤ Кз.о.< 20, для крупносерийного

1 <Кз.о.< 10.

Серийное  производство является основным типом  машиностроительного производства. Примерно 80% всей продукции машиностроения изготавливается на производстве этого  типа.

При серийном типе производства используются универсальные  станки, оснащенные как специальными, так и универсальными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет  снизить трудоемкость и себестоимость  изготовления изделия.

С увеличением  размера партии уменьшаются затраты  времени на переналадку станков, но с другой стороны, возрастают затраты  на незавершенное производство складирования  заготовок и готовых деталей.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течении которого на большинстве рабочих мест выполняется одна операция.

Для массового  производства Кз.о.=1. Примерами массового производства является автотракторостроение, производство подшипников качения и. т. д.

Учитывая  массу проектируемой детали «Фланец», равную 1,26 кг и годовую программу выпуска деталей 1600 штук определяем тип производства данной детали по таблице:

 

Масса

      детали,

кг

Тип производства

единичное

мелко-      серийное

     средне-

   серийное

крупносерийное

массовое

<1,0

<10

10 -2000

1500 -100000

75000 - 200000

200000

1,0 – 2,5

<10

10 -1000

1000 -50000

50000 - 100000

100000

2,5 – 5,0

<10

10 -500

500 -35000

35000 –75000

75000

5,0 – 10

<10

10 -300

300 -25000

25000 –50000

50000

>10

<10

10 -200

200 -10000

10000 –25000

25000


 Выбираем среднесерийное производство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Краткая характеристика технологии  изготовления деталей класса втулки.

Концепция технологии механической обработки  заданной детали.

К классу втулок относятся детали, которые  характеризуются с наличием соосных, наружных и внутренних поверхностей и торцевых поверхностей перпендикулярных общей оси. По своей конфигурации втулки могут быть с гладкой наружной поверхностью, со ступенчатой поверхностью. Втулки могут иметь канавку.

Для класса втулки должны быть выполнены следующие задачи:

- обеспечить необходимую точность размеров и шероховатость наружных и внутренних цилиндрических поверхностей;

- обеспечить необходимую точность размеров длин и шероховатость торцевых поверхностей;

- обеспечить  соосность наружных и внутренних цилиндрических поверхностей;

- обеспечить необходимую перпендикулярность торцевых поверхностей относительно общей оси.

Решение последних двух пунктов  достигается соответствующим назначением технологических баз и выполнения принципов постоянства баз и перемены баз.

Для того чтобы обеспечить технологичность  изготовления детали типа втулка, должны быть выполнены следующие условия:

- все поверхности обрабатываются за 1 установ от технологической базы;

- окончательно обрабатываются отверстия и торец, а затем обрабатывается наружный контур с базированием по отверстию и торцу;

- окончательно обрабатывается наружная поверхность и торец, а затем с базой от наружной поверхности и торца, обрабатываются остальные поверхности.

Применяемое оборудование:

- станки токарной группы, которые позволяют концентрировать различные методы механической обработки, и за 1 установ выполнять, обработку - точение, растачивание, развертывание, зенкерование, а также нарезание резьбы.

К таким станкам относятся: токарно-револьверные, Вертикальные и горизонтальные многошпиндельные и одношпиндеольные полуавтоматы, токарные станки с ЧПУ.

Технологические возможности позволяют  производить комплексную обработку  деталей типа дисков, используя такие методы обработки, как точение и растачивание, а также обработку мерным инструментом - свёрлами, зенкерами, развертками, нарезание внутренних и наружных резьб - метчиками, плашками, резьбонарезными головками.

Реализация технологического процесса типа втулки на 1Е340П может быть построена следующим образом:

а) - наружная цилиндрическая поверхность детали ступенчатая.

   - используя технологические базы для обработки внутренних цилиндрических поверхностей и наружных.

   - прочие операции, которые надо выполнить.

б) - наружные цилиндрическая поверхность гладкая.

Учитывая  конструктивные возможности заданной детали «Фланец» и ступенчатым сквозным отверстием, технологию обработки строим по схеме (а).

1) Используя в качестве баз необработанные черновые поверхности 10 и 13 готовые технологические базы для дальнейшей обработки, обрабатываем наружную цилиндрическую поверхность 2 и торец 1.

2) Используя подготовленные базы, поверхности 8 и 1 выполняем за 1 установ, обработку оставшихся наружных, внутренних и торцевых поверхностей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    1. Нумерация поверхностей

 

рис 1. Нумерация поверхностей

 

Нумерация поверхностей детали нечетная. Размеры фасок, канавок, пазов на рисунок не наносятся. Чем больше координата Z, тем выше номер поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Выбор вида исходной заготовки и метода ее получения

На выбор  способа получения исходной заготовки  влияют следующие факторы:

    1. вид материала;
    2. его физико-механические свойства;
    3. объем выпуска изделий и тип производства;
    4. размер и форма изделия;
    5. характер применяемого на проектируемом участке оборудования;
    6. производственные возможности заготовительных цехов завода.

Заготовку можно получить как из проката, так  и из штампованной заготовки.

Штампованные  заготовки имеют сравнительно высокую  степень точности, минимальные припуски на механическую обработку и улучшенную структуру, но по себестоимости штампованная заготовка дороже, чем заготовка  из проката.

Штамповка может быть горячей с предварительным нагревом заготовки до температуры ковки или холодной без нагрева заготовки.

Горячая штамповка выполняется на молотах  и прессах. На них устанавливается  штамп. Штамп является инструментом. Внутренняя полость штампа называется ручей. Она соответствует форме  поковки.

Штампы  могут быть двух видов:

    1. открытые;
    2. закрытые.

 Открытым называют штамп, в котором вдоль ручья выполнена заусенечная канавка (заусенец).

Штамп называется закрытым, если заусенец отсутствует.

Заусенец  выполняется для того, чтобы смягчить удар половинок штампа; обеспечить выход излишек металла в полость  заусениц.

Образующийся облой удаляется на обрезных штампах.

Горячую штамповку можно также выполнять  на горизонтально-ковочных машинах. Этим методом получают втулки, кольца, фланцы, зубчатые колеса. Для получения деталей  более сложной формы используют ковочные вальцы, инструментом которых  являются секторные штампы. Можно  получать гаечные ключи, турбинные  лопатки и т.д. Для получения  поковок переменного профиля  применяют ротационные машины.

Данная  деталь «Фланец» относится к корпусным деталям.

Материал  заданной детали «Фланец» Сталь 45 по ГОСТ 1050 – 88, поэтому наиболее рационально будет применить горячую объемную штамповку в закрытых штампах.

Проектируемая деталь изготавливается из Стали 45. Сталь данной группы хорошо обрабатывается резанием и применяется для изготовления деталей различных конструкций, которые должны иметь высокую ударную вязкость; прочность и твердость – не очень высокие. Технические требования, предъявляемые к данной детали, для данной марки стали можно получить без применения особого и специального оборудования.

 

рис 2. Схема  штамповки 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис 3.       Упрощенный эскиз исходной заготовки

 

- длина наметки

  1. Определение общих припусков и допусков на размеры исходной заготовки

 

Припуски и допуски на поковки могут быть определены расчетно-аналитическим и табличным способами по ГОСТу. Величина припуска назначается на сторону, а допуск – на размер поковки. При двусторонней обработке поверхности величину припуска удваивают. Припуски и допуски на размеры поковок по табличному методу назначаются по ГОСТ 7505 – 89.

Для штампованных поковок ГОСТ устанавливает 5 классов  точности в зависимости от технологического процесса производства заготовки и  вида оборудования. Допускаются различные  классы точности для разных размеров одной и той же поковки. Припуски и допуски на размеры поковок  по ГОСТ 7505 – 89 устанавливаются с  учетом исходного индекса, который  определяется в зависимости от массы, группы стали, степени сложности  и класса точности поковки.

Допуски на линейные размеры определяются в  зависимости от исходного индекса  и размеров поковки. Допуски на размеры  поковок распределяются ассиметрично относительно номинала, а именно: для  наружных поверхностей 2/3 допуска – в плюс и 1/3 допуска – в минус, для внутренних поверхностей знаки меняются. Класс точности выбираем Т5, что соответствует среднесерийному производству (нагрев под штамповку будет производиться в газопламенных печах).

 

9.1. Определение  исходного индекса

  1. Расчетная масса поковки:

               

    

    

2. Группа  стали определяется по содержанию углерода и суммарной массовой доле легирующих элементов:   

М1 – до 0,35

М2 – свыше 0,35 до 0,65

М3 – свыше 0,65

Проектируемая деталь изготавливается из Стали 45, следовательно получаем группу стали М2.

3. Степень  сложности определяется как отношение  объема поковки к объему элементарной  геометрической фигуры, в которую  вписывается поковка. Можно взять  отношение массы поковки к  массе элементарной фигуры.

С1 – свыше 0,63

С2 – свыше 0,32 до 0,63

С3 – свыше 0,16 до 0,32

С4 – до 0,16.

 

      

,

Отсюда  следует, что степень сложности  С1.

По таблице  П4 определяем исходный индекс поковки, учитывая массу поковки, группу стали, степень сложности и класс точности поковки, получаем, что он равен № 14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.2. Определение  припусков на исходную заготовку

Учитывается основной и дополнительный припуски. Величина основного припуска определяется исходным индексом поковки, размером, связывающим поверхности, шероховатостью готовой детали, способом формирования поверхности, связанных линейными  размерами, либо поверхности лежат  в разных половинах штампа, тогда  размер берется по строке «толщина», либо они лежат в одной половине штампа, то припуск ищем в строке «длина, ширина, высота, диаметр». Припуски назначают, начиная с наибольших размеров.

 

 

 

Основные припуски

Таблица Т1

Поверхности

Толщина, мм

Высота, диаметр, мм

Шероховатость Ra, мкм

Основной припуск, мм

1

       13

50

  

  3,2

  3,2

    2,3

    2,3

1

        3

8

 

 

  3,2

  6,3

   1,8

    1,8

7

13

24

  

  6,3

  3,2

    1,8

    1,8

      2-2

  

         Ø88

          6,3

    2,0

      4-4

  

         Ø55

  1,6

    2,0

      6-6

  

 Ø72

  6,3

    2,0

8-8

  

Ø50

  3,2

            2,0


 

Общие припуски и расчетные размеры  исходной заготовки

Таблица Т2

Поверх-ности

Размер, мм

Припуски, Z, мм

Общие припуски

Расчетный размер

Основные 

Дополнительные 

На сторону

На диаметр

2-2

Ø88

2,0

0,3

2,3

4,6

     Ø92,6

4-4

Ø55

2,0

0,3

2,3

4,6

Ø50,4

6-6

Ø72

2,0

0,3

2,3

4,6

Ø76,6

8-8

Ø50

2,0

0,3

2,3

4,6

Ø45,4

1

13

50

2,3

2,3

0,5

0,5

2,8

2,8

  

55,6*

1

3

8

1,8

1,8

0,5

0,5

2,3

2,3

  

13,1*

7

13

24

1,8

1,8

0,5

0,5

2,3

2,3

  

28,6


 

Дополнительный  припуск учитывает коробление и  смещение штампа, дополнительный припуск  для цилиндра – 0,3 мм, для плоскости – 0,5 мм.

* Номинальное  значение размера окончательно  принимается по результатам размерного  анализа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Допуски, предельные отклонения и принятый размер исходной заготовки

                                                                                                       Таблица Т3

Расчетный размер, мм

Допуск Т, мм

Верхнее отклонение, мм

Нижнее отклонение, мм

Принятый размер,

мм

      Ø92,6

2,8

+1,8

-1,0

Ø45,4

2,8

+1,0**

-1,8**

Ø50,4

2,8

+1,0

-1,8

Ø76,6

2,8

+1,8

-1,0

85,6

2,8

+1,8

-1,0

13,1

2,5

+1,6

-0,9

28,6

2,5

+1,6

-0,9


 

** Большее по величине отклонение  должно быть всегда со стороны  корки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. Выбор этапов и планов обработки занумерованных поверхностей детали

 

План  обработки поверхности это последовательность методов обработки или технологических  переходов, необходимых для достижения заданного чертежом состоянии поверхности.

Этап  обработки это часть технологического процесса, включающая однородную по характеру  и точности обработку отдельных  поверхностей и детали в целом.

Количество  и последовательность этапов обработки  выбирается в зависимости от квалитета  и шероховатости поверхности.

Каждый этап обработки может  быть обеспечен различными обработками. Для их выбора существуют таблицы. Выбирая метод обработки по каждому этапу учитывают:

- конструктивные  особенности обрабатываемой поверхности;

- возможности  метода обеспечить заданную точность  и шероховатость;

- технологические возможности токарно-револьверного станка (точение,   растачивание, подрезка торцов, сверление, зенкерование, развёртывание, нарезание резьбы).

В зависимости  от требований к точности и шероховатости  каждой поверхности детали, определяем необходимое число этапов для  её обработки. Для принятия решений  пользуемся следующей таблицей.

 

Назначение этапов механической обработки

Таблица Т4

 

План обработки

 

План обработки  поверхности это последовательность методов обработки или технологических  переходов необходимых для достижения заданного чертежом состояния поверхности.

 

Планы обработки  поверхности

Таблица Т5

Пов-ти

Квалитет

Шер-ть,

Ra, мкм

Этап

Технологический

переход

 

1

 

10

 

3,2

І

ІІ

Подрезать торец предварительно

Подрезать торец окончательно

 

2

 

10

 

6,3

І

ІІ

Точить предварительно

Точить окончательно

3

14

6,3

І

Подрезать торец однократно

 

4

 

10

 

6,3

І

ІІ

Точить предварительно

Точить окончательно

5

12

6,3

І

Точить поверхность 6 однократно, подрезать  торец 5 одновременно.

7

14

6,3

І

Подрезать торец однократно

 

 

8

 

 

87

 

 

1,6

І

ІІ

ІІІ

Расточить ов-ть предварительно

Расточить окончательно

Расточить микробором однократно

10

9

6,3

І

ІІ

Расточить предварительно

Расточить окончательно

11

14

6,3

І

ІІ

Сверлить отверстие

Нарезать резьбу

12

14

6,3

І

Фрезеровать лыску 12, фрезеровать пов-ть 9.

 

13

 

9

 

3,2

І

ІІ

Подрезать торец предварительно

Подрезать торец окончательно

14

14

6,3

І

Расточить канавку однократно