Технологический процесс механической обработки поверхностей детали 3Т161.400.408.00 Вал-шестерня

Министерство  образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Машиностроительный  факультет

Кафедра «Технология машиностроения» 
 
 
 
 

Курсовая  работа по дисциплине:

«Технология холодильного машиностроения»

На тему:

«Технологический процесс механической обработки поверхностей детали 3Т161.400.408.00 Вал-шестерня» 
 
 
 
 

Выполнил:

студент группы 108718

Мазуренко А. Н.

Консультант:

Синькевич Ю.В. 
 
 

Минск – 2010

Содержание. 

Введение…………………………………………………………………………….4

1. Определение  типа и организационной формы производства……………….. 5

2. Выбор  метода разработки поверхности………………………………………. 9

3. Выбор  маршрута обработки поверхности Æ25К6…………………………… 12

4. Назначение  режимов резания на одну операцию……………………………. 13

5. Определение  технической нормы времени на одну операцию………………14

Заключение………………………………………………………………………… 16

Список  литературы…………………………………………………………………17

Приложения 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение. 

    В курсовых проектах обычно разрабатываются единичные, типовые и групповые рабочие технологические процессы, относящиеся по степени их детализации к операционным или маршрутно-операционным.

    Единичный технологический процесс разрабатывается  в том случае, если задание на проектирование содержит одну сложную  или несколько простых разнотипных деталей.

    Типовые технологические процессы обычно разрабатываются  для условий крупносерийного производства, а групповые — для средне- и мелкосерийного, если задание на проектирование содержит несколько однотипных деталей.

    В данном курсовом проекте нам нужно  разработать технологический процесс механической обработки поверхностей детали 3Т161.400.408.00. Вал-шестерня. Для этого нужно определить тип, организационную форму производства; выбрать метод получения заготовки и экономически обосновать его; выбрать маршрут обработки заданной поверхности; назначить режимы резания на одну операцию (один переход) и рассчитать норму времени на эту операцию; оформить технологические карты и сделать необходимые чертежи.

 

1. Определение типа и организационной формы производства. 

    Тип производства рассчитывается по ГОСТ 3.1119-83. Расчет ведём по методике [1] стр.52-56.

    В соответствии с методическими указаниями 50-174-80, коэффициент закрепления операций для всех разновидностей серийного  производства

    К_з.о=ΣП_oi/ΣP_i , где

    ΣП_oi – суммарное число различных операций за месяц по участку из расчёта на одного сменного мастера; ΣP_i – явочное число рабочих участка, выполняющих различные операции при работе в одну смену.

    П_oi=η_н/η_з, где

    η_н – планируемый нормативный коэффициент загрузки станка всеми закреплёнными за ним однотипными операциями (η_н=0,8); η_з – коэффициент загрузки станка проектируемой операцией:

    η_з=T_ш.к.N_м/( К_В), где

    T_ш.к. – штучно-калькуляционное время, необходимое для выполнения проектируемой операции; N_м – месячная программа выпуска заданной детали при работе в одну смену;

    N_м=N_г/( )= N_г/24, где

    N_г – годовая программа выпуска данной детали;

    F_м=4055/( )=169ч.; К_В – коэффициент выполнения норм, К_В=1,3.

    Необходимое число рабочих для обслуживания в течении одной смены одного станка, загруженного по плановому нормативному коэффициенту,

     , где

    N_i – приведенный месячный объём выпуска деталей при загрузке станка до принятого значения η_н, ; t_i – штучно-калькуляционное время на выполнение проектируемой операции, t_i= T_ш.к.; Ф= , месячный фонд времени рабочего, занятого в течении 22 рабочих дней в месяц.

    N_м= N_г/24=7500/24=312шт.

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

    ΣП_oi=16+10+7,4+5,33+6,15=44,88

     ;

     ;

     ;

     ;

     ;

    ΣP_i=0,8+0,795+0,77+0,78+0,75=3,895

    К_з.о=44,88/3,895=11,5

    Вывод: так как  К_з.о=11,5 (10<11,5<20), то производство среднесерийное. 

            Определим организационную форму производства.

    Заданный  суточный выпуск изделий 

            N_с= N_г/253, где

    N_г – годовой объём выпуска изделий, 253 – количество рабочих дней в году

            N_с=7500/253=29 шт.

    Суточная  производительность поточной линии

    Q_c=(F_c/T_cp)η_з, где

    F_c – суточный фонд времени рабочего оборудования (при двухсменном режиме работы F_c=960мин); T_cp – средняя станкоёмкость основных операций; η_з – коэффициент загрузки оборудования (η_з=0,75).

    T_cp=ΣТ_штi/nК_в, где

    Т_штi – штучное время основной i-й операции, К_в – средний коэффициент выполнения норм времени (К_в=1,3); n – количество основных операций(n=5).

            T_cp(2,2+3,5+4,6+6,5+5,4)/( )=3,4 мин.

            Q_c= шт.

    Вывод: так как Q_c> N_с (212>43), применение однономенклатурной поточной линии нецелесообразно, значит у нас групповая форма производства.

    При групповой форме организации  производства запуск изделий в производство осуществляется партиями с определённой периодичностью, что является признаком  серийного производства. Количество деталей в партии для одновременного запуска определяется по методике В.А. Петрова.

    1. Рассчитываются предельно допустимые параметры партии n₁ и n₂:

     ; , где

    F_э.м. – эффективный фонд месячного времени участка, равный 10560 мин; n₀ – число операций механической обработки по технологическому процессу (n₀=5); К_в – средний коэффициент выполнения норм по участку, равный 1,3; ΣТ_штi – суммарная трудоёмкость технологического процесса, Т_штi – средняя трудоёмкость одной операции; К_м.о – коэффициент, учитывающий затраты межоперационного времени (для среднегабаритных сложных деталей принимается равным 1,5)

      шт.

      шт.

    n₂=n_min=269 шт.

    Параметр  n₁ отражает производительность и уровень специализации рабочих мест на участке. С помощью параметра n₂ учитывается и ограничивается объём незавершённого производства и связывания оборотных средств. Меньший из двух параметров обозначают n_min, а больший – n_max. Для дальнейшего расчета размера партии используется n_min. Параметр n_min может быть округлён в сторону увеличения до n'_min, кратного размеру партии на сборочной стадии n_сб.

    2. Определяем расчетную периодичность  повторения партий деталей

            I_р=22 n_min/N_м, где

      N_м – месячная программа выпуска деталей: N_м= N_г/24=7500/24=312 шт.

            I_р=22 n_min/N_м= дней

    I_н=22 дня.

    3. Рассчитываем размер партии согласно  условию  шт.

    Проверяем условие n_min<n<n_max  (269<312<412), это условие выполняется, значит размер партии определён верно: n=312 шт. 

2. Выбор  метода получения заготовки. 

    Вал-шестерня

    Штамповочное  оборудование – ГКМ (открытая)

    Нагрев  заготовок – индукционный

    1. Исходные данные по детали

    1.1 Материал – сталь 40Х с содержанием C=0,36 – 0,44%, Si=0,17 – 0,37%,     Mn=0,5 – 0,8%, Cr=0,8 – 1,10%. Данные по данной стали берутся из [2].

    1.2 Масса детали – 0,77 кг.

    Расчёт  заготовки ведём по ГОСТ 7505-89.

    2. Исходные данные для расчёта

    2.1 Масса поковки (расчётная): m_п= , где m_д – масса детали, К_р – коэффициент для определения ориентировочной расчётной массы поковки (К_р=1,5 по прил.3 ГОСТ 7505-89).

    m_п= кг.

    2.2 Класс точности – Т5 (по прил.1 ГОСТ 7505-89).

    2.3 Группа стали – М2 (по табл.1 ГОСТ 7505-89).

    2.4 Степень сложности – С1 (по  прил.2 ГОСТ 7505-89)

    Размеры описывающей поковку фигуры (цилиндр), мм:

    диаметр – 38,5;

    длина – 165;

    Масса описывающей фигуры – 1,5 кг.

      кг.

    G_п/G_a=1,155/1,5=0,77.

    2.5 Конфигурация поверхности разъёма  штампа П (плоская) по табл. 1

 ГОСТ 7505-89.

    2.6 Исходный индекс – 12 (по табл.2 ГОСТ 7505-89). 
 

    3. Основные припуски на размеры  (по табл.3 ГОСТ7505-89), мм:

    1,8 – диаметр 25, чистота поверхности  0,63;

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

    1,6 – диаметр 38,5, чистота поверхности  2,5;

    1,8 – длина 165, чистота поверхности 5;

    1,6 – длина 30, чистота поверхности 5;

    1,6 – длина 12, чистота поверхности  10;

    Дополнительный  припуск, учитывающий отклонение от плоскостности – 

    0,6 мм (по табл.5 ГОСТ 7505-89).

    4. Размеры поковки и их допускаемые отклонения.

    4.1 Размеры поковки, мм:

    Диаметр 25+ =28,6             принимаем 29;

    Диаметр 30+ =33,6             принимаем 33,5;

    Диаметр 38,5+ =41,7          принимаем 41,5;

    Длина 165+(1,8 2)+1.6=170,2   принимаем 172 ;

    Длина 30+1,6+1,8=33,4              принимаем 33,4;

    Длина 12+ =15,2                 принимаем 15;

    4.2 Радиус закругления наружных  углов – 2 мм (по табл.7 ГОСТ 7505-89);

    Радиус  закругления внутренних углов принимаем 5 мм.

    4.3 Допускаемые отклонения размеров (по табл.8 ГОСТ 7505-89), мм:

    Диаметр 29 : (допуск на прокат);

    Диаметр 33,5 ;

    Диаметр 41,5 ;

    Длина 172 ;

    Длина 33,4 ;

    Длина 15 ;

    4.4 Неуказанные допуски радиусов  закругления – 2 мм (по табл.17

    ГОСТ 7505-89).

    4.5 Допускаемая высота торцового  заусенца – 2 мм

    (по  табл.11 ГОСТ 7505-89).

    4.6 Допускаемое отклонение от прямолинейности – 1,2 мм

    (по  табл.13 ГОСТ 7505-89).

 

    3. Выбор маршрута  обработки поверхности. 

    Выберем маршрут обработки поверхности Æ25К6.

    Выбор маршрутов ведём по [3].

    Произведём  выбор и определим последовательность способов механической обработки, обеспечивающих требуемую размерную точность и качество поверхности детали. Учитывая себестоимость, а так же требования к размерной точности выбираем два маршрута обработки. В результате обоих маршрутов получаем 6 квалитет допуска размера и заданный параметр шероховатости R_a=0,63 мкм.

       

                                                   

    

                                           

                                  

      

    

                                 

                              

    

    

              

    С =(230*2,14)/60=8,20 коп.    С =(269*2,19)/60=9,81 коп.

        Вывод: исходя из проведённых вычислений определили, что в первом способе механической обработки денег затрачено меньше, следовательно, он выгоднее экономически.

 

    4. Назначение режимов резания на одну операцию. 

    Расчёт  режима резания ведётся по методике [4].

    Токарная  операция – точить поверхность Æ25К6.

    L_рез=86 мм., Ra=0,63 мкм.

    Этап 1. Расчёт длины рабочего хода суппорта L_р.х. в мм.

    L_р.х.=L_рез+y+L_доп=86+1=87 мм.

    Этап 2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя S₀ в мм/об.,

    а) определение подачи по нормативам.

    б) уточнение подачи по паспорту станка.

    S₀=0,2 мм/об.

    Уточняя по паспорту станка принимаем  S₀=0,2 мм/об.

    Этап 3. Определение стойкости инструмента  по нормативам Т_р в мин.

    Т_р=Т_м* λ

    λ =L_рез/L_р.х.=0.99

    Т.к. λ>0.7, то принимаем Т_р= Т_м=50 мин.

    Этап 4. Расчёт скорости резания V в м/мин. и числа оборотов шпинделя n в минуту.

    а) определение рекомендуемой скорости резания по нормативам:

    V_табл.=160 м/мин.

    К₁=0,75; К₂=1,55; К₃=1 (по таблицам «Коэффициенты К₁, К₂, К₃.»,

    стр.174-175).

    V=V_табл*К₁*К₂*К₃=160*0,75*1,55=186 м/мин.

    б) расчёт рекомендуемого числа оборотов шпинделя станка:

    n=1000V/πd=(1000*186)/(3,14*25)=2369 об/мин.

    в) уточняем по паспортным данным станка и принимаем n=1600 об/мин.

    г) уточняем скорости резания по принятому числу оборотов шпинделя:

    V= πdn/1000=125,6 м/мин.

    Этап 5. Расчёт основного машинного времени  обработки t_м в мин.

    t_м=L_р.х./S_on=87/(0,2*1600)=87/320=0,3 мин. 

5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТЕХНИЧЕСКОЙ НОРМЫ ВРЕМЕНИ НА  ОДНУ ОПЕРАЦИЮ 

Рассчитать  норму штучного времени для токарной, выполняемой на токарном станке в патроне. Производство среднесерийное. Масса заготовки 1,155 кг. Размеры детали 38.5x165 мм. Точность обработки—6-й квалитет; 100 % деталей контролируется микрометром. Резец Т15К6, сечением 25X25 мм. Расчетная стойкость лимитирующего инструмента 50 мин. Размер партии заготовки — 312.Основное время — 0,3 мин. Расчет технической нормы времени будем вести по методике [5]. 

Штучно-калькуляционное  время:

Т_шт-к=Т_п.з./n + Т_о + (Т_у.с.+ Т_з.о.+Т_уп+ Т_из )k + Т_{о.б от};

Размер партии заготовки:

n=312 шт.

Подготовительно-заключительное время:

                                   Т_п.з=13 мин (прил.3[5], стр. 215);

       Т₀=0,3 – исходя из расчет основного машинного времени обработки t_м в мин:

k=1,85 – для среднесерийного производства;[ §4.3. ст. 101;5];

Ту.с - время на установку и снятия детали ;

Тз.о  – время на закрепление и открепления  детали;

 Ту.с  + Тз.о=0,23 мин., приложение 5.1. ст. 197;

Время на включение станка кнопкой равно 0,01 мин.

Время на подвод и отвод инструмента к детали при обработке равно 0,025мин, тогда:

Т_уп - время на приёмы управления

Т_уп =0,025×2+0,01×2=0,07 мин приложение 5.8,стр203; [5].

Время на измерение детали микрометром:

Т_из =0,12 мин. (приложение 12,16 [5],стр207-209);

 Вспомогательное  время:

Т_в=Т_у.с.+ Т_з.о.+Т_уп+ Т_из;

Т_в = 0,23+0,12=0,35 мин.;

 Оперативное время:

Т_оп=Т_о+Т_в;

Т_оп=0,3+0,35 = 0,65 мин.;

Время на организационное обслуживание рабочего места , приложение 5 [1] составляет 7 % оперативного времени, тогда:

                               Т_{о.б от} = Т_оп×П_{о.б от} /100 =0,65×7/100=0,045 мин.;

Тогда штучно-калькуляционное время:

Т_шт-к.=13/312+0,3+(0,23+0,025×2+0,01×2+0,12)1,85+0,045=1,16 мин. 

 
 
 
 
 

      

 
 
 
 

Заключение. 

    В данной курсовой работе мы разработали технологический процесс механической обработки поверхностей детали, усвоили методику определения типа организационной формы производства, выбрали метод получения заготовки и разработали её чертёж. Затем произвели выбор маршрута обработки заданной поверхности Æ25К6 и назначили режимы резания на одну операцию. После этого рассчитали техническую норму времени на эту операцию. Для приобретения необходимых навыков по оформлению технологических карт мы заполнили одну операционную карту.

    Выполнив  данную курсовую работу, мы научились работать с различной технической литературой (ГОСТ, справочные пособия, и д.р.), получили необходимые знания по оформлению технологических карт и чертежей.

    После завершения курсовой работы мы приобрели  основные навыки по разработке технологических  процессов и оформлению необходимой  технологической документации, которые  будут востребованы в дальнейшей нашей производственной деятельности.

 

    Список литературы 

    1. Проектирование технологических  процессов механической обработки  в машиностроении. Под редакцией  Бабука В.В., Минск «Вышейшая школа» 1987.

    2. Справочник металлиста. Под редакцией Рахштадта А.Г. и Брострема В.А., Москва «Машиностроение» 1976.

    3. Методические указания к практическим  занятиям по курсу «Технология  машиностроения». Под редакцией  Баршай И.Л., Минск 1986.

    4. Режимы резания металлов. Справочник  под редакцией Барановского Ю.В., Москва «Машиностроение» 1972.

    5. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. «Курсовое проектирование по технологии машиностроения», Минск «Вышейшая школа» 1983.

    6. ГОСТ7505-89: «Поковки стальные штамповочные. Допуски, припуски и кузнечные напуски».  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ПРИЛОЖЕНИЯ