Техпроцесс изготовления детали ручка

                                               Введение 

       Токарь-универсал  – одна из самых распространенных профессий в металлообрабатывающей промышленности. Предприятия и объединения металлообрабатывающей промышленности входят в различные отрасли хозяйства – от металлоремонтной, лесной, медицинской  промышленности до многообразных отраслей машиностроения.

       Машиностроение  — является важнейшей отраслью промышленности. Его продукция - машины различного назначения поставляются всем отраслям народного хозяйства. Рост промышленности и народного хозяйства, а также темпы перевооружения их новой техникой в значительной степени зависит от уровня развития машиностроения.

       Технический прогресс в машиностроении характеризуется  не только улучшением конструкций машин, но с непрерывным совершенствованием технологии их производства. Важно качественно, и в заданные плановые сроки с минимальными затратами живого и общественного труда изготовить машину, применив высокопроизводительное оборудование, технологическую оснастку, средства механизации и автоматизации производства.

       Совершенствование технологии машиностроения определяется потребностями производства необходимых обществу машин. Развитие прогрессивных технологических методов способствует конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и уменьшение затрат труда на их изготовление. 
 
 
 
 
 
 

              

              1 Разработка технологического процесса изготовления детали «Ручка» 

    1. Описание  конструкции и  служебного назначения детали
 
 
      1. Служебное назначение детали

            Данная деталь «Ручка» представляет  собой тело вращения с двумя сферическими поверхностями d=16 мм. Между которыми распологается выступ d=18 мм с рифлённой поверхностью, накатанной сетчатой накаткой. Так же имеется переход, от сферы d=16 мм к поверхности диаметром 16 мм, значение которого равно R2.  
 

               
 
 
 
 

    1. Анализ технических требований
 

            Чертеж содержит достаточное  количество видов для определения  положения детали, ее конструкции  и формы.

           Изучение чертежа детали – ручка - показало, что рабочий чертеж детали содержит все необходимые сведения, дающие полное представление о детали, совершенно четко и однозначно объясняющие ее конфигурацию и ее свойства. На всех обрабатываемых поверхностях указана шероховатость. Допуски свободных размеров оговариваются техническими требованиями. Сведения о материале детали, массе детали указаны в технических требованиях.

             Все поверхности детали имеют шероховатость, соответствующую допуску размеров.

            Заданные на чертеже детали  допуски на размеры и шероховатость  поверхностей соответствуют принятой степени точности. Чертеж детали представлен на 1 листе графического материала.  

            Химический состав и механические  свойства конструкционной стали

 представлены  в таблицах 1,2. 

       Таблица 1 - Химический состав 
 
 

     
 
 
 

        

                    1.3  Определение типа производства

        Типы производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры , регулярности, стабильности объёма выпуска изделий.

        Объём выпуска изделий - количество изделий определённого наименования, типоразмера и исполнения, изготовленных или ремонтируемых объединением, предприятием или его подразделением в течение планируемого интервала времени.

        Единичное производство – производство, характеризуемое широкой номенклатурой изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объёмом выпуска изделий.

         В единичном производстве изделия изготовляются единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам. Причём повторяемость этих изделий мала или, совсем отсутствует.

         Серийное производство - характеризуется ограниченной номенклатурой изделия, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями.

         Массовое производство - характеризуется узкой номенклатурой и большим объёмом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых в течении продолжительного времени. Такие изделия изготовляются в большом количестве длительное время, конструкция изделия меняется плавно.

         Данная деталь изготавливается в единичном экземпляре, следовательно производство является единичным. 
 

           1.4 Выбор исходной заготовки 

        Выбор исходной заготовки и  метода ее изготовления необходимо проводить в следующей последовательности:

     −   определение вида исходной заготовки;

    • выбор метода изготовления исходной заготовки;
    • технико-экономическая оценка выбора заготовки.
 

            1.4.1 Вид исходной заготовки 

        Основными факторами, влияющими на выбор вида исходной заготовки, являются:

  • технологические свойства материала детали (литейные свойства, пластичность, свариваемость и т.п.);
  • конструктивные формы и размеры детали;
  • тип производства;
  • производственные возможности заготовительных цехов (наличие оборудования, оснастки);
  • требования безопасности жизнедеятельности и экологии.

       Основными видами заготовок, применяемых в  машиностроительной практике, являются:

      а) получаемые литьем (отливки);

      б) получаемые обработкой давлением (кованые и штампованные заготовки, гнутые профили);

      в) получаемые резкой проката;

      г) получаемые методами порошковой и гранульной металлургии (порошковые изделия);

      д) получаемые комбинированными методами (комбинированные и сварные заготовки);

      е) получаемые специализированными методами из композиционных материалов (композитные заготовки и полуфабрикаты).

           

            1.4.2 Выбор метода изготовления  исходной заготовки  

            Выбор вида заготовок зависит  от конструктивных форм деталей,  их назначения, условий их работы в собранной машине, испытываемых напряжений и т.д.

            Данная деталь «Ручка» могла  быть получена из различных  заготовок, например, в виде отливки.  Правильное решение вопроса о  выборе заготовок, если с точки  зрения технических требований и возможностей применимы различные их виды, можно получить в результате технико-экономических расчетов путем сопоставления вариантов себестоимости готовой детали при том или другом виде заготовки.

            Всякая заготовка, предназначенная  для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припуском на размеры готовой детали. Этот припуск, представляющий собой излишек материала, необходимый для получения окончательных размеров и заданного класса шероховатости поверхности деталей, снимается на станках режущими инструментами. При различных способах получения заготовок припуски будут разными. Чрезмерные припуски вызывают излишние затраты на изготовление детали и тем самым увеличивают ее себестоимость, слагающуюся из трех основных элементов: затрат на материал, основной заработной платы производственных рабочих, накладных расходов. Излишние припуски вызывают повышение затрат на режущие инструмент, так как излишний материал снимается в несколько проходов, вследствие чего увеличивается основное технологическое время, а из-за необходимости увеличение глубины резания требуется повысить мощность станка и как следствие увеличение расхода электроэнергии. С другой стороны, слишком малые припуски не дают возможности выполнить необходимую механическую обработку с желаемымой точностью и чистотой, в результате чего получается брак, что также удорожает изделие.

           Таким образом, при выборе  заготовок необходимо стремиться  к назначению оптимальных припусков,  обеспечивающих выполнение механической  обработки с удовлетворением требований к точности и чистоте обрабатываемых поверхностей при наименьшей себестоимости детали. Этим условиям в полной мере соответствует изготовление детали   «Ручка» из прутка круглого сечения диаметром 20 мм.  
 

 

        

       1.5 Базирование

       Базирование — это придание  заготовки или изделию определенного  положения относительно выбранной системы координат. Поверхности, оси, точки или их сочетание, используемые для базирования, называют базами.                Технологические базы — базы, применяемые в процессе изготовления или ремонта изделий. Система координат, относительно которой определяется положение заготовки, при этом связана с технологической системой.

       Совокупность трех баз образует комплект баз. Выбор технологических баз сводится к определению комплектов баз для обработки поверхностей заготовки на различных этапах процесса обработки. В основе выбора технологических баз лежат следующие общие принципы:

  • при обработке заготовок, получаемых литьем или штамповкой, необработанные поверхности можно использовать в качестве баз только на первой операции;
  • при обработке у заготовок всех поверхностей в качестве технологических баз для первой операции целесообразно использовать поверхности с наименьшими припусками, тем самым снижается вероятность появления “чернот” при дальнейшей обработке;
  • при прочих равных условиях наибольшая точность обработки достигается при использовании на всех операциях одних и тех же баз, т. е. при соблюдении принципа единства баз;
  • желательно совмещать технологические базы с конструкторскими;
  • при совмещении технологической базы с конструкторской погрешность обработки по заданному от этой базы размеру зависит лишь от возможностей технологической системы;
  • при не совмещении технологической и конструкторской баз появляется дополнительная погрешность вследствие не совмещении конструкторской базы.

       Выбранные технологические базы совместно  с зажимными устройствами должны обеспечивать правильное базирование и надежное закрепление заготовки, гарантирующие неизменность ее положения во время обработки, а также простую конструкцию приспособления, удобство установки и снятия обработанной заготовки.

                    1.6  Формирование маршрута технологического процесса изготовления детали 

      При определении последовательности обработки  необходимо придерживаться следующих рекомендаций:

       1) на первой (или первых) операциях  обычно производится обработка  тех поверхностей, которые затем используются в качестве технологических баз для обработки большинства поверхностей заготовки;

       2) сначала произвести черновую обработку всех поверхностей, затем перейти к чистовой, а затем к отделочной обработке;

       3) наиболее ответственные переходы, связанные с достижением наибольшей  точности, а также обработку легко  деформируемых поверхностей необходимо  производить в конце технологического процесса;

       4) следует выдерживать определенную  технологическую последовательность  обработки.

       Маршрут технологического процесса представлен  в таблице 3. 

       Таблица 3 - Маршрут технологического процесса 
 

№

опер

 Установ №

перехода

 Наименование

операций

 Эскиз
1 2 3 4 5
I А   Установить  заготовку с вылетом 17 мм    
1 Торцевать заготовку  выдерживая размер l=28.5 мм     
2 Точить выдерживая размер l=15 мм. d=15 мм.     
3 Точить выдерживая размер l=15 мм. d=14 мм.          
4 Сверлить отверстие l=14.5 мм. d=4.5 мм.
5 Точить фаску 0.5х45
В   Установить  деталь в приточенных кулачках d=20 мм  
1 Торцевать заготовку  выдерживая размер l=28 мм.    
2 Точить выдерживая размер l=13.5 мм d=17 мм.    
3 Точить сферу R8     
4 Точить сферу  R8. R2     
5 Накатать поверхность      
6 Точить фаски 1х45      

 
 

1.7 Назначение и расчет  режимов резания 
 

       Режимы  резания выбираются исходя из вида обрабатываемого материала, его  твердости, используемого инструмента, технических параметров оборудования, на котором производится обработка детали, с учетом более прогрессивных режимов резания. Режим резания для операции I, переход 1.

       Глубина резания составляет  0,5 мм.

       Подача  S назначается исходя из величины глубины резания t: S = 0.15                                              мм/об

       Скорость  резания рассчитывается по формуле: 
 
 

, м/мин                                           (1) 

где κ1 – коэффициент, учитывающий период стойкости резца;

      κ2 – коэффициент, учитывающий прочность обрабатываемого материала;

      κ3 – коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки;

      κ4 – коэффициент, учитывающий материал резца;

      κ5 – коэффициент, учитывающий главный угол резца в плане;    
 
 

v=105x0.95x1.15x1x1.15x0.84=110.8 м/мин 
 

       Частота вращения шпинделя:  

       , об/мин                                          (2) 

где D – диаметр обрабатываемой поверхности, мм  

 

n=588.2 об/мин. принимаем 630 об/мин 

       Мощность  резания: 

                                                                                              (3) 

                                                                    ,               (4) 

       где К – коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала и материала резца;

               t – глубина резания;

               s – подача;

               n – показатели степеней. 

         

         

       

       т.е  kн < 1, следовательно, обработка возможна 

       Результаты  расчетов резания сводятся в таблицу 4. 

       Таблица 4 – Режимы резания 

№

 опер

 Установка №

пер

 Наименование  и содержание переходов Реж. инстр v, м/мин n, об/мин s, мм/об t, 

   мин

1 2 3 4 5 6 7 8  
I А 1 Подрезать торец Резец проходной  отогнутый Т15К6 110.8 630 0.15 0.5
2 Точить выдерживая размер l=15 мм. d=15 мм. Резец подрезной  Т15К6 110 630 0.15 0.8
3 Точить выдерживая размер l=15 мм. d=14 мм.
4 Сверлить отверстие  l=14.5 мм. d=4.5 мм Сверло d=4.5 80 400 0.2 0.4
5 Точить фаску 0.5х45 Резец проходной  отогнутый Т15К6 100 630 0.1 0.1
В 1 Подрезать торец Резец проходной  отогнутый Т15К6 110.8 630 0.15 0.5
2 Точить выдерживая размер l=13.5 мм d=17 мм. Резец подрезной  Т15К6 110.8 630 0.15 0.8
3 Точить сферу  R8   50 315 0.07 1
4 Точить сферу  R8. R2   50 315 0.07 1.2
5 Накатать поверхность Накатка сетчатая 1 ОСТ 26017 40 80 0.07 0.9
6 Точить фаски 1х45 Резец проходной  отогнутый Т15К6 100 630 0.1 0.1

 
 
 
 

       1.7 Нормирование технологического процесса 
 

       После того, как назначены режимы обработки, устанавливаются нормы времени  для каждой операции технологического процесса. Такое время называют штучным временем. В качестве примера рассмотрим определение норм времени на операция I, переход 1. 

, мин  (5) 

где   - штучное время;

         - основное технологическое время;

         - вспомогательное время;

         - время на обслуживание рабочего места;

         - дополнительное время на отдых и личные надобности. 

            Основное технологическое время  определяется как: 

       , мин        (6) 

где   L - длина рабочего хода, мм;

        Sм - минутная подача, мм/мин;

         i - число рабочих ходов. 

       Длина рабочего хода определяется как:

 

      L = l + l1 + l2, мм        (7) 

где l - длина обрабатываемой поверхности, мм;

      l1 - длина врезания инструмента, мм;

      l2 – длина перебега инструмента, мм. 

Для перехода 1:

            L =  30 мм

            11 =  0.25 мм 

L = 15 + 0.25 = 15.25 мм 

мин 
 

                                                          tв = tуст +  tпер + tизм, мин              (8) 

tв = 0.03 + 0.06 + 0.06 = 0.14 мин 

       При определении норм времени необходимо установить значение оперативного времени tоп

       Оперативного  времени tоп определяется как:

 

            tоп = tо +  tв , мин       (9) 

tоп = 0.03 + 0.14 = 0.17 мин 

       Время на обслуживание рабочего места tобс и дополнительное время на отдых и личные надобности tдоп определяется в процентах от оперативного.

       Принимаем tобс  = 3.5%  tоп = 0.017 мин

       Принимаем tдоп = 4%  tоп = 0.02 мин 

мин 

       Определяем  штучно-калькуляционное время: 

             ,мин                (10) 

где N - размер партии запуска, шт. 

       Составляющие  подготовительно-заключительное время:

       - время на наладку станка, инструмента и приспособления 12 мин;

       - время на получение инструмента  до начала и сдачу его после  окончания обработки 5 мин.

       Подготовительно-заключительное время tпз составляет 17 мин.

        

мин 

       Таблица 5 - Нормирование технологического процесса 

№ Установ Наименование  и содержание операции   t0, мин tвсп, мин tоп, мин tобс, мин tшт, мин    tш.к, мин
1 2 3 4 5 6 7 8 9
I А Подрезать торец 0.17 1.07 
 
 
 
 
 
 2.18 
 
 
 
 
 
 
 0.13 
 
 
 
 
 
 
 1.89 
 
 
 
 
 
 
 
 3.42 
 
 
 
 
 
Точить  выдерживая размер l=15 мм. d=15 мм. 0.5
Точить  выдерживая размер l=15 мм. d=14 мм. 0.8
Сверлить  отверстие l=14.5 мм. d=4.5 мм  
0.4
Точить  фаску 0.5х45
В Подрезать торец 0.1 0.11 1.12 0.11 1.43 2.16
Точить  выдерживая размер l=13.5 мм d=17 мм. 0.5
Точить  сферу R8 0.8
Точить  сферу R8. R2 1
Накатать  поверхность 1.2
Точить  фаски 1х45 0.9

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                        Часть 2 Контрольно-измерительное приспособление 
 

       В процессе обработки должен постоянно  осуществляться контроль размеров. Измерительный  инструмент настраивают на размер, близкий к набольшему предельному  наружному размеру детали, при  этом следует помнить, что погрешности  измерения должны быть в несколько раз меньше допуска на размер. Чем чище обработанная поверхность, тем меньше погрешность измерения. Наиболее распространенным инструментом для контроля диаметров, цилиндрических поверхностей является штангенциркуль ЩЦ – 1 (с точностью измерения до 0.1 мм). Контроль плоскости торца после подрезания проверяют прикладыванием к нему ребра линейки, если между поверхностями торца и линейки нет зазора, то торцевая поверхность обработана правильно. После обработки резьбовой поверхности необходимо контролировать следующие параметры: диаметры, угол профиля, шаг резьбы. В качестве измерительного приспособления возьмем  резьбовое кольцо М16. Биение проверяется индикатором.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

            Часть 3 Техника безопасности при выполнении токарных работ 

       Вновь принятый токарь не имеет права приступить к работе на станке до получения инструктажа на рабочем месте.

       Основные  правила безопасной работы на токарном станке заключаются в следующем.

       До  начала работы:

       1. Привести в порядок одежду

       2. Привести в порядок рабочее место

       З. Проверить состояние станка

       О всех обнаруженных неисправностях станка доложить мастеру. До их устранения к  работе на станке не приступать.

       Во  время работы:

       1. Надежно закрепить инструменты,  приспособления и заготовку

       2. Не пользоваться неисправленными или значительно изношенными патронами, центрами, ключами

       3. При установке на станок тяжелых  приспособлений и заготовок весом  более 16 кг применять подъемные  устройства

       4. На ходу станка не производить  установку и снятие заготовок и инструментов, измерение детали, регулировку, чистку и смазку станка