Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Разработка технологического процесса изготовления детали «Гайка»

АННОТАЦИЯ

курсовой работы студентки факультета нанотехнологий

группы СТМ-41Спириной Е.Ю.

на тему: «Разработка технологического процесса

изготовления детали «Гайка»

58 с., в том числе 1 таблица ,4 ил.,3 листа чертежей.

Тамбовский Государственный Технический Университет

В данной курсовой работе разработан технологический процесс изготовления детали «гайка».

В данной работе проведено определение типа производства; указано служебное назначение детали и принцип ее работы, анализ технических условий на изготовление гайки и анализ технологичности указанной детали.

При разработке технологического процесса изготовления детали «гайка» особое внимание уделено вопросам обоснованного выбора метода получения заготовки, выполнения операций изготовления детали и выбора баз, выбора оптимального маршрута обработки, разработке операций технологического процесса.Проведен обоснованный выбор технологического оборудования, технологической оснастки, режущего и контрольного инструмента. Произведен расчет припусков и межоперационных размеров, рассчитаны и определены режимы резания и нормы времени на каждую операцию.

Рассчитана технико-экономическая эффективность технологических операций, определены методы и средства технического контроля качества изготавливаемой детали.

Содержание

Введение 5

1. Исходные данные для проектирования 6

2. Определение типа производства 7

3. Проектирование технологического процесса изготовления детали

3.1.Формулировка служебного назначения детали 8

3.2. Анализ технических условий на изготовление детали 9

3.3. Анализ технологичности конструкции детали 10

3.4. Выбор и экономическое обоснование метода получения заготовки 12

3.5. Обоснование последовательности выполнения операций изготовления

детали и выбора баз 15

3.6. Выбор методов обработки поверхностей детали и определение

необходимого количества переходов 17

3.7. Анализ вариантов и выбор оптимального маршрута обработки

детали 21

3.8. Расчет припусков и межоперационных размеров заготовки 24

3.9. Разработка операций технологического процесса

3.9.1. Выбор схемы построения операций 31

3.9.2. Выбор и обоснование технологического оборудования,

технологической оснастки, режущего и контрольно-измерительного

инструмента 32

3.9.3. Расчет и определение режимов резания и норм времени на каждую

операцию 35

3.9.4. Расчет технико-экономической эффективности технологических

операций 53

4. Выбор методов и средств технического контроля качества 56

изготавливаемой детали

Заключение 57

Список используемых источников 58

Приложения :

П.1. Технологическая документация.

П.1.1. Маршрутная карта изготовления детали

П.1.2.Операционная карта изготовления детали.

П.2.Технологическая карта наладки токарного автомата

Введение

Технология машиностроения – наука, занимающаяся изучением закономерностей изготовления машин с целью использования этих закономерностей для обеспечения машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших затратах.

Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов, от всемерного внедрения методов технико-экономического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкторских разработок.

Значение постановки всех этих вопросов при подготовке квалифицированных специалистов производства, полностью овладевших инженерными методами проектирования производственных процессов, очевидно. В связи с этим в учебном процессе высших учебных заведений значительное место отводится самостоятельным работам, таким как курсовое проектирование по технологии машиностроения.

Курсовое проектирование закрепляет, углубляет и обобщает полученные знания. Наряду с этим курсовое проектирование должно научить студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами. номограммами, , нормами и расценками.

При этом особое внимание уделяется самостоятельному творчеству с целью развития инициативы в решении технических и организационных задач, а также детального и творческого анализа технологических процессов.

При курсовом проектировании значительное внимание уделяется экономическому обоснованию методов получения заготовок, выбору вариантов технологических процессов, расчетам припусков и режимов резания, с тем, чтобы в конечном счете в проекте был предложен оптимальный вариант.

1. Исходные данные для проектирования

По заданию необходимо разработать:

Технологический процесс изготовления детали Гайка с годовой программой выпуска 50000 шт.Вес изделия составляет 0,137кг.Данная деталь изготовлена из материала сталь 40Х ГОСТ 4543-71, твердость 32…36,5HRC.

2. Определение типа производства

Тип производства – классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции.

Используя справочную литературу ([1], табл. 1,стр. 20 ) по программе выпуска определим тип производства как серийный.

Такт выпуска переменно-поточной линии определим по формуле:

где - годовой действительный фонд производственного времени (=4015ч при двусменной работе);

– годовой объем выпуска (=50000 шт.).

Для уточнения серийности определим размер партии по формуле:

где – периодичность запуска (=12-25 дней для мелких деталей).

Примем к исполнению для дальнейших расчетов n=3000шт.

При количестве средних по массе изделий в партии св.500 штук определим производство как крупносерийное.

3.Проектирование технологического процесса изготовления детали

3.1.Служебное назначение детали

Гайка 9У8 935 014 входит в сборочныйузел«Направляющая стойка » изделия ППДК-1-1-100-100-24-01. Гайка служит для креплениядетали«направляющая стойка» в кронштейне с последующимсоединениемнаправляющей стойки с пневматическимцилиндром , чтосоставляетединоецелое поворотного механизма стойки двери автобуса.

Пневмопривод дверей ППДК-1-1-100-100-24-01 устанавливается на автобусы производства ОАО «Голаз»,»МЗПА», «ЛиАЗ», «МАЗ», «ПАЗ». Пневмоприводпредназначен для управления одностворчатой дверью качающегося типа.

3.2.Анализ технических условий

на изготовление детали

Гайка изготовленаиз стали 40Х ГОСТ 4543-71,твердостью 32…36,5HRC, круглая с наружнымдиаметром57 мм, который не обрабатывается.

Поверхности торцов обработаны в размер 12_-0,1, при этом чистота поверхности Ra2,5.

Центрально резьбовое отверстие изготовлено с размером М30х1,5-6Н. С помощьюнего гайка закрепляется в сборочномузлеповоротной стойки.На расстоянии22±0,2 от центра гайки имеетсясквозноеотверстие с резьбой М5-6Н для фиксации гайки от поворота в сборочномузле.

Четыре отверстия для установки ключа при закручивании гайки в сбореимеют Ø4,5Н12 и глубину 7±0,15, они расположены симметрично под углами 45°±1° от осей детали.

Имеется фрезерованный паз от наружногодиаметрана расстоянии 3_-0,2по направлению к центру глубиной 35±0,3 и шириной 1,6±0,2.

Острые кромки притуплены фасками. С одного торца фаска 2,2х45°±0,15, с другого 0,5х45°±0,1.

3.3.Анализ технологичности

конструкции детали

Данная деталь относится к телам вращения и представляет собой цилиндр с центральным резьбовым крепежным отверстием.

Конфигурация детали позволяет проводить обработку стандартным инструментом. Наружная поверхность выполнена в виде цилиндра и не имеет никаких уступов, проточек или выступов, что позволяет использовать стандартные проходные резцы при обработке диаметрального размера и торцов. ). В дальнейшем торцы и диаметр используются как технологические базы.

Деталь по своей конструкции является технологичной. Отсутствуют трудноступные для обработки места. Изготовление гайки не требует особо точного оборудования, имеет хорошие базовые поверхности для первоначальных операций.

Для количественной оценки технологичности изделия рассчитаем:

Коэффициент унификации конструктивных элементов детали:

где - число унифицированных элементов детали, шт. (=4)

- общее число конструктивных элементов детали, шт.(=8)

2)Коэффициент использования материала:

где - масса детали, кг(=0,137)

- масса заготовки с неизбежными технологическими потерями, кг (=0,198)

Как видно из вышеперечисленного , в целом деталь технологична.

3.4.Выбор и экономическое обоснование

метода получения заготовки

Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Технологические процессы получения заготовки определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска.

Гайка представляет собой цилиндрическую деталь и имеет следующие габаритные размеры:наружный диаметр Ø57 мм, длина 12мм. В детали изготовлено сквозное резьбовое отверстие М30х1,5 мм.

Рассмотрим два метода получения заготовки для данной детали. При первом точение детали производится из круглого проката обычной точности, при втором – из штамповки.

Определим габаритные размеры и массу каждой заготовки.

круглый прокат обычной точности (с учетом отхода материала на отрезку): диаметр Ø; длина 13_-0,3 мм; заготовка имеет отверстие Ø 27^+0,27мм. Вес составляет 0,198 кг
штампованная заготовка в открытом штампе на молоте. По таблице 22[2,с.143] находим допуски на обрабатываемые поверхностидиаметр Ø; длина 13⁺⁵мм,заготовка имеет отверстие

Ø мм. Вес составляет 0,207кг.

Как видно вес двух видов заготовок примерно одинаков. Рассчитаем себестоимость изготовления заготовок.

Себестоимость изготовления заготовки из круглого проката обычной точности состоит из действующей оптовой цены за единицу веса материала, накладных транспортных расходов, заработной платы непосредственных исполнителей работ, общецеховых расходов, амортизационных и прочих отчислений.

Себестоимость изготовления заготовки методом штамповки помимо

указанных расходов включает дополнительные ,связанные с повышенной энергоемкостью производства ,обрубки и зачистки полученных заготовок и т.д.

Ориентировочная стоимость заготовки

С_б-базовая стоимость 1т штамповок, руб. С_б=373руб[4,с37].

М_з- масса заготовки ,кг.

М_д- масса готовой детали,кг.

- коэффициенты, зависящие от класса точности , массы, марки материала и объема производства.

Деталь относится ко II группе сложности.

=0,84

=0,8

- цена 1т отходов, 27руб

Стоимость заготовки из проката стали 40Х стоимостью С_б=160руб за тонну, т.е 0,16руб/кг.

-затраты на материал заготовки, руб

Т_шк - время выполнения заготовительной операции( правки, отрезки заготовки ) возьмем =1мин

Резка заготовок диаметром до 140мм на ножницах С_пз=121коп/час.[4,с30].

С_пз- приведенные затраты на рабочем месте

М_з- масса заготовки,кг.

Как видно, изготовление заготовки из круглого проката обычной точности более экономично и технологически выгодно.

3.5.Обоснование последовательности выполнения

операций изготовления детали и выбора баз

Деталь «гайка» изготавливается из круглого проката обычной точности. Заготовка рассчитана на изготовление 1 детали.

Первоначально заготовка устанавливается в трехкулачковом самоцентрирующемся патроне консольно с базированием по наружному диаметру без упора в торец. После точения торцовой поверхности, производится растачивание центрального отверстия под резьбу, нарезание резьбы, точение наружной фаски и фаски внутреннего отверстия.

Совмещение технологических баз с конструкторскими и измерительными позволяет исключить погрешность базирования и выполнить размеры с использованием полного поля допуска. В целях уменьшения погрешностей в расположении поверхностей следует в качестве баз на всех операциях по возможности использовать одни и те же поверхности.

После завершения операций на одной стороне заготовки, необходимо переустановить её используя специальную оправку с резьбой , чтобы получить заданную параллельность торцов. Обработанная торцовая поверхность используется в качестве установочной базы , подрезаем торец и обрабатываем фаски. После этого заготовка снимается с токарного станка .

На сверлильном станке используя в качестве базы торцовую поверхность заготовки, а в качестве приспособления кондуктор намечают 5 отверстий для дальнейшего их сверления изенкования фаской.

Обработка паза производится на специализированном фрезерном станке с базированием по уже обработанным торцовым поверхностям, заготовка зажимается в тиски. После обработки паза снова необходима установка заготовки на сверлильный станок , чтобы получить отверстие .

Последняя операция непосредственно относящаяся к получению необходимых конструктивных элементов выполняется на резьбонарезном станке .

Таким образом в качестве баз при изготовлении детали «гайка» используются торец и наружный диаметр заготовки. То есть для устранения погрешностей обработки используются одни и те же поверхности. Небольшая погрешность может возникать лишь из-за частой переустановки детали , так это необходимо для получения тех или иных элементов.

3.6. Выбор методов обработки поверхностей детали

и определение необходимого количества переходов.

Требуемые технологические переходы определим путем расчета коэффициентов уточнения.

Качество поверхностного слоя сортового проката обычной точности :

Rz=160мкм, h=250мкм

1)Для обработкилинейного размера 12_-0,1

В результате механической обработки требуется получить точность линейногоразмера L_д=12_-0,1, для которого предельное верхнее отклонениеes_д=0; предельное нижнее отклонениеei_д=-0,1 и допуск T_д=es_д-ei_д=0-(-0,1)=0,1 мм.

Механическая обработка торцовых поверхностей выполняется после отрезки заготовки резцом на токарном станке. Таким образом, изначальная

точность обработки составляет IT14; шероховатость торцовой поверхности R_z=100 мкм; допуск T_т=0,4 и предельные отклонения es₁=0; ei₁=-0,4 ([1], табл.1.3, стр. 20).

Таким образом, в результате механической обработки следует получить требуемое уточнение:

Необходимую точность размера и шероховатость Ra=2,5 получают чистовым точением по IТ8. Т₁=0,06

Чистовому точению предшествует операция получистового точения, IT10, Т₂=0,12

Однократное чистовое обеспечивает уточнение:

Однократное чистовое точение выполняют непосредственно по торцовым поверхностям, которые обработаны отрезными резцами при отрезке заготовки, а получаемое при этом уточнение составляет:

Тогда общее уточнение, получаемое в результате выполнения выбран-

ных переходов равно:

Условие гарантирует достижение требуемой точности детали.

Таким образом, технологический маршрут обработки первого торца включает:

05 токарная отрезная (R_z=100; 14 квалитет)

10 токарная получистовая (R_z=32; 10 квалитет)

15чистовая (R_z=10; 8 квалитет)

Для обработки второго торца детали, чтобы получить заданную точность , необходимо будет его после отрезки на автомате шлифовать. Отрезка на автомате соответствует получистовому точению по IT10.Т₂=0,12.

Необходимо получить уточнение

Чистовое шлифование соответствует IT8 с Т₃=0,06мм

Следовательно получаемое уточнение после шлифования

2>1,2

Условие гарантирует достижение требуемой точности детали.

2)Для обработки отверстия Ø28,43^+0,22под резьбу.

В результате механической обработки требуется получить точность отверстия гайкиd28,43^+0,22и шероховатость Rz=25, что достигается чистовым зенкерованием, для которого предельное верхнее отклонениеes_д=+0,22; предельное нижнее отклонениеei_д=0и допуск T_д=es_д-ei_d=+0,22-(-0)=0,22 мм.

В качестве заготовки выбран сортовой круглый прокат обычной точности. Отверстие в сортовом круглом прокате выполнено спиральным сверлом точностью по IT13, обеспечивая шероховатость поверхности R_z=80 мкм, допуск T_с=0,27 и предельные отклонения ES_с=+0,27;EI_с=0 ([1], табл.1.4, стр. 24).

Таким образом, в результате механической обработки следует получить требуемое уточнение:

Необходимую конечную точность размера детали Ø28,43^+0,22 шероховатость поверхности Rа=6,3 мкм достигают чистовым зенкерованием ([1], табл.6.4, стр. 70). Уточнение на операции чистового зенкерованиясразу после сверления составляет:([1], табл.1.4, стр. 27)

Равенство общего и требуемого уточнений , либо когда общее больше требуемого уточнения гарантирует достижение требуемой точности детали.

Таким образом, технологический маршрут обработки отверстия включает:

05 сверлильная (R_z=80; 13 квалитет)

10 зенкеровальная (R_z=25; 9 квалитет)

3)Для обработки 4-х отверстий,Ø45Н12

В результате обработки отверстия необходимо обеспечить точность d_д=4,5Н12 и шероховатость поверхности R_z=63 мкм. Предельные отклонения ES_д=+0,16;EI_д=0 и допуск T_д=ES_д-EI_д=0,16-0=0,16 мм.

Для такого малого диаметра достигается точность по IТ11 однократным сверлением ([1], табл.1.4, стр. 24).

4)Для обработки отверстия Ø4,2^+0,12 под резьбу M5-6H

Предельные отклонения ES_д=+0,12;EI_д=0 и допуск

T_д=ES_д-EI_д=0,12-0=0,12 мм.

Для такого малого диаметра также достигается точность по IТ11 однократным сверлением ([1], табл.1.4, стр. 24).Т=0,075мм

3.7. Анализ вариантов и выбор оптимального

маршрута обработки детали

Для изготовления детали «гайка» можно применить несколько вариантов маршрута обработки. Рассмотрим два варианта. Для наглядности маршруты обработки оформим в виде таблиц.

I вариант маршрута обработки*:

Операция	Содержание операции	Оборудование	Оснастка
045	Подрезать торец, расточить отверстие	Токарно-винторезный ТВ-320	Трехкулачковый патрон
050	Точить фаски	Токарно-винторезный ТВ-320	Трехкулачковый патрон
055	Нарезать резьбу	Токарно-винторезный ТВ-320	Трехкулачковый патрон
060	Подрезать торец, точить фаски	Токарно-винторезный ТВ-320	Специальная оправка
065	Наметить 5отв	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
070	Сверлить 4 отверстия Ø4,5 и 1отверстие Ø4,2	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
075	Зенковать 4 отверстия	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
080	Зенковать отверстие Ø4,2	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
085	Фрезеровать паз	Фрезерный станок ОФ-55	Тиски
095	Сверлить отверстие ,выполнить фаску	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
100	Нарезать резьбу	Резьбонарезной станок
105	Калибровать резьбу	Токарно-винторезный ТВ-320	Трехкулачковый патрон

*Операции контроля и слесарные не описаны

II вариант маршрута обработки**.

Операция	Содержание операции	Оборудование	Оснастка
045	Подрезать торец прутка (получистовая обработка )	Токарный автомат 1265М-6	Трехкулачковыйпатрон
050	Подрезать торец прутка (чистовая обработка )	Токарный автомат 1265М-6	Трехкулачковый патрон
055	Сверлить отверстие и обработать фаску	Токарный автомат 1265М-6	Трехкулачковый патрон
060	Зенкеровать отверстие	Токарный автомат 1265М-6	Трехкулачковый патрон
065	Нарезать резьбу	Токарный автомат 1265М-6	Трехкулачковый патрон
070	Отрезать заготовку , сделав фаску	Токарный автомат 1265М-6	Трехкулачковый патрон
075	Шлифовать торец	3Д756
080	Наметить 5отв	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
085	Сверлить 4 отверстия Ø4,5 и 1отверстие Ø4,2	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
090	Зенковать 4 отверстия	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
095	Зенковать отверстие Ø4,2	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
100	Фрезеровать паз	Фрезерный станок ОФ-55	Тиски
105	Сверлить отверстие ,выполнить фаску	Сверлильный станок С-25	Кондуктор
110	Нарезать резьбу	Резьбонарезной станок

**Операции контроля и слесарные не описаны

При заданной программе выпуска в 50000шт/год необходимо выбрать оборудование, которое имело большую производительность .

В первом варианте точение детали производится из штучной заготовки, что экономически менее выгодно по сравнению со вторым вариантом, где используются прутки.

Маршруты обработки детали схожи. Но припереводе операций точения с токарно-винторезного ТВ-320 на шестишпиндельный токарный автомат , значительно сокращается время на обработку и отпадет необходимость частой переустановки заготовки, что устраняет возникновение погрешности. Шлифование торца на шлифовальном станке при базировании по уже обработанной первой торцовой поверхности обеспечит необходимую параллельность торцов.

Также токарно-винторезный станок не подходит для крупносерийного производства. Следовательно необходимо будет задействовать по первому вариантубольшое количество станков в условиях крупносерийного производства. Второй вариант более выгоден , не требуется предварительная подготовка заготовок. Соответственно количество оборудования значительно сократится .Меньшее количество оборудования занимает меньше производственной площади и это также сокращает расходы на изготовление детали.

На основании вышеизложенного выбираем второй вариант.

3.8.Расчет припусков и межоперационных

размеров заготовки

Минимальный припуск при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения (двусторонний припуск) определим по формуле:

Минимальный припуск при параллельной обработке противоположных поверхностей определим по формуле:

где - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

- глубина дефектного поверхностного слоя на предшествующем переходе;

– суммарные отклонения расположения поверхности на предшествующем переходе;

– погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Номинальный припуск на обработку поверхностей определим по формуле:

наружных

внутренних

где – нижнее отклонение вала на предшествующем переходе;

- верхнее отклонение вала на выполняемом переходе;

- верхнее отклонение отверстия на предшествующем переходе;

- нижнее отклонение отверстия на выполняемом переходе.

Максимальный припуск на обработку поверхностей определим по формуле:

где - допуск на получаемый размер на предшествующем переходе;

- допуск на получаемый размер на выполняемом переходе.

Межоперационный номинальный размер при обработке поверхностей вращения определим по формуле:

наружных

внутренних

где , - номинальные размеры на предшествующем переходе;

, - номинальные размеры на i-м переходе;

- номинальный припуск на i-м переходе.

Определим припуски и межоперационные размеры при обработке линейного размера 12_-0,1.

Определим качество поверхностного слоя.

Качество поверхности сортового круглого проката обычной точности после отрезки составит:

=100 мкм=0,1 мм; =100 мкм=0,1 мм ([1], табл.6.1, стр.69)

При обработке заготовка из сортового круглого проката обычной точности (заготовка рассчитана на 1 деталь) закрепляется в трехкулачковомсамоцентрирующем патроне консольно. При этом пространственные отклонения определяют по формуле ([1], табл. 2.1, стр. 35):

Разработка технологического процесса изготовления детали «Гайка» 📙 Реферат → 🆔 233224