Разработка технологического процесса обработки детали.

Целью курсового проектирования является разработка технологического процесса механической обработки детали в условиях серийного производства. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
 провести анализ технологичности конструкции детали;
 выбрать форму и метод получения исходной заготовки для данного типа производства;
 разработать технологический процесс для изготовления детали;
 спроектировать установочное приспособление для обработки детали, провести точностной и силовой расчет.

Содержание

Введение 3
1. Исходная информация для разработки курсового проекта. 4
1.2. Анализ технологичности конструкции детали. 5
1.3. Определение типа производства. 10
2. Анализ исходных данных. 12
3. Разработка технологического процесса обработки детали. 13
3.1. Анализ базового технологического процесса. 13
3.2. Выбор исходной заготовки и метода ее получения. 13
3.3. Экономическое обоснование выбора заготовки. 15
3.4. Выбор технологических баз. 17
3.5. Выбор методов обработки поверхностей детали. 18
3.6. Разработка маршрута обработки детали. 19
3.8. Выбор средств технологического оснащения. 20
4. Технологические расчеты. 24
4.1. Расчет припусков 24
4.2. Расчет режимов резания. 26
5. Расчет и проектирование специального зажимного приспособления. 35
Заключение 40
Список литературы 41

1.2. Анализ технологичности конструкции детали.
В общем случае к конструкциям деталей предъявляются следующие требования :
- конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов и быть стандартной в целом;
- детали должны изготовляться из стандартных или унифицированных заготовок;
- размеры и поверхности детали должны иметь соответственно оптимальные, т.е.
...

1.3. Определение типа производства.
Тип производства во многом предопределяет формы организации производственного процесса и в соответствии с ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций [10]
,(1.10)
где - число операций, выполняемое на i-м рабочем месте с учетом условной дозагрузки в месяц;
- количество рабочих мест на участке.
Кзо= 18/5=3,6
Тип производства зависит от двух факторов, а именно: заданной программы выпуска и трудоемкости изготовления изделия.
На основании заданной программы рассчитывается такт выпуска изделия
, мин/шт, по формуле
,(1.11)
где - действительное годовое число часов работы одного станка;
N – годовая программа выпуска деталей, шт.
Подставляя численные значения в формулу (1.
...

2. Анализ исходных данных.
Приведенная в задании деталь относится к корпусным деталям узлов машин и служит базовой деталью при сборке. Материал детали – сплав алюминия АК6-ПП по ГОСТ 21488-97 содержащий :
- железо: Fe = 0,6%;
- кремний: Si = 0,6 – 1,2%;
- марганец: Mn = 0,4 – 1%;
- никель: Ni = 0,1%;
- титан: Ti = 0,1%;
- медь: Cu = 3,9 – 4,8%;
- магний: Mg = 0,4 – 0,8%;
- цинк: Zn = 0,3%;
- алюминий: Al = 90,9 – 94,7%.
Данный сплав алюминия является деформируемым сплавом. Применяется для горячей штамповки различных деталей после закалки и искусственного старения. Равнопрочен дуралюминию, но имеет более высокий предел текучести σТ = 300 МПа и предел прочности σВР = 410 МПа и более пластичен при горячем и холодном деформировании. В сплаве АК6-ПП кремний является обязательным компонентом, обеспечивающим высокий эффект упрочнения при искусственном старении. Сплав АК6-ПП рекомендуют для тяжелонагруженных штампованных деталей, а также для деталей сложной формы и средней прочности.
...

3.1. Анализ базового технологического процесса.
Базовый технологический процесс сориентирован на единичный тип производства. Оборудование, применяемое при обработке детали дозагружено большим количеством других деталей, и предназначено для выполнения на нем большого числа операций. Станки размещены по группам и транспортирование деталей от одной операции к другим занимает много времени. Заготовка для детали производится в другом цехе на участке горячей штамповки. Большинство видов оборудования сильно изношены и для достижения заданной точности размеров приходится проводить обработку при более мягких режимах и в несколько проходов. Большинство приспособлений предназначено только для данного вида деталей, что увеличивает стоимость детали во много раз из-за невозможности его применения при обработке других типов деталей.
...

3.2. Выбор исходной заготовки и метода ее получения.
При выборе способа получения заготовки необходимо стремиться к максимальному приближению формы и размеров заготовки к параметрам готовой детали и снижению трудоемкости последующей механической обработки. При этом тот или иной способ получения заготовки предопределяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью ее изготовления. Анализ рабочего чертежа показывает, что значительное число наружных поверхностей детали не подвергается механической обработке резанием и может быть сформировано уже на стадии изготовления заготовки.
Заготовка корпуса может получаться не только в результате применения различных технологических процессов (литья, ковки, штамповки и др.), но и несколькими различными вариантами одного и того же технологического метода.
...

3.3. Экономическое обоснование выбора заготовки.
Стоимость заготовок, получаемых методами литья и штамповки, в соответствии с рекомендациями , можно определять по формуле
,(3.1)
где Сi- базовая стоимость 1 тонны заготовок, руб;
Кт, Кс, Кв, Км, Кп - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, массы, марки материала и объема производства заготовок;
Q - масса заготовки, кг;
q - масса готовой детали, кг;
Sотх - цена 1 тонны отходов, руб.
Данные, необходимые для расчета стоимости заготовок, полученных литьем по выплавляемым моделям, представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Расчетные показатели литья
Показатель
С, р.
Sотх, р.
Q, кг
q, кг
kТ
kС
kВ
kМ
kП
Числовое значение
827400
23800
0,44
1,047
1,00
0,85
0,40
1,23
1,23

В соответствии с формулой (3.1), стоимость заготовок, получаемых литьем по выплавляемым моделям, будет составлять
р.
...

3.4. Выбор технологических баз.
Маршрутную технологию разрабатывают, выбирая технологические базы и схемы базирования для всего технологического процесса. Выбирают две системы баз – основные базы и черные базы, используемые для базирования при обработке основных баз.
Всю механическую обработку распределяют по операциям и, таким образом, выявляют последовательность выполнения операций и их число; для каждой операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему приспособления. В поточном производстве на данной стадии проектирования продолжительность выполнения операций соразмеряют с ранее рассчитанным тактом выпуска.
На первых двух операциях при базировании по черным базам обрабатывают основные технологические базы. Затем выполняют операции формообразования детали до стадии чистовой обработки (точность 7-9-го квалитета). Далее осуществляют операции местной обработки на ранее обработанных поверхностях (нарезают резьбу, сверлят отверстия, растачивают канавки и т. д.).
...

3.5. Выбор методов обработки поверхностей детали.
Разработка технологического процесса состоит из комплекса взаимосвязанных работ, предусмотренных стандартами ЕСТПП и должна выполняться в полном соответствии с требованиями ГОСТ 14.301-83 «Общие правила разработки технологических процессов и выбора технологического оснащения» .
...

3.6. Разработка маршрута обработки детали.
Операционная технология для изготовления корпуса разработана с учетом места каждой операции в маршрутной технологии. К моменту проектирования каждой операции известно, какие поверхности и с какой точностью обрабатываются на предшествующих операциях, какие поверхности и с какой точностью нужно обрабатывать на данной операции. Проектирование операций связано с разработкой их структуры, с составлением схем наладок, расчетом настроенных размеров и ожидаемой точности обработки, с назначением режимов обработки, определением нормы времени и т. д. Номера поверхностей при составлении операционной технологии указаны на эскизах.

Таблица 3.3 - Последовательность обработки заготовки
Наименование операции
Станок (модель)
1
2
1. Слесарная
Верстак
2. Токарная
1Е61М
3. Токарная c ЧПУ
MDW-5F
4. Токарная с ЧПУ
MDW-5F
5. Токарная
1Е61М
6. Токарная
1Е61М
7. Токарная с ЧПУ
MDW-5F
8. Комбинированная с ЧПУ
ИР-320 ПМФ
9. Фрезерная
6Р13
10.
...

3.8. Выбор средств технологического оснащения.
Для изготовления корпуса воздушного клапана ракетного двигателя на заводе были применены такие виды оборудования, как токарно-винторезные станки, верстак, печь, вертикально-сверлильный станок, токарно-револьверный и вертикально-фрезерный станок.
Токарные станки предназначены для обработки наружных, внутренних, цилиндрических, конических, фасонных и торцевых поверхностей заготовок, а также для нарезания резьбы. При наличии специальных приспособлений на них можно шлифовать, фрезеровать, полировать и т.д.
Токарные станки составляют значительную долю станочного парка и включают девять типов станков: автоматы и полуавтоматы одношпиндельные и многошпиндельные, револьверные, сверлильно-отрезные, карусельные, токарные и лобовые, многорезцовые, специализированные для фасонных изделий, разные токарные.
...

4.1. Расчет припусков
Всякая заготовка, предназначенная для дальнейшей механической обработки, изготавливается с припусками, необходимыми для обеспечения заданных чертежом размеров детали и шероховатости ее поверхности.
Чрезмерные припуски вызывают излишние затраты на изготовление детали и тем самым увеличивает ее себестоимость. Снятие излишних припусков увеличивает трудоемкость обработки. С другой стороны, слишком малые припуски не дают возможность выполнить необходимую механическую обработку с желаемой точностью и чистотой.
Величины припусков на механическую обработку зависят от ряда факторов, к числу которых относятся:
а) материал заготовки;
б) конфигурация и размеры заготовки;
в) вид заготовки и способ ее изготовления;
г) требования в отношении механической обработки;
д) технические условия в отношении качества и класса шероховатости поверхности и точности размеров детали.
...

4.2. Расчет режимов резания.
Расчет режимов резания состоит в определении для заданных условий обработки глубины резания, числа проходов, подачи, скорости резания, силы резания и мощности, требуемой на резание.
Рассчитаем режимы резания на обработку отверстия  30+0,033, которое обрабатывается в три перехода:
сверление-станок 1Е61М, приспособление 3-х кулачковый патрон;
зенкерование-станок MDW-5F, приспособление резьбовая оправка;
развертывание-станок MDW-5F, приспособление резьбовая оправка.
Переход 1. Сверлить отверстие.
Станок токарно-винторезный модели 1Е61М. Приспособление - патрон 3-х кулачковый ГОСТ 24351-80.
Глубина резания t = 0,5×D = 0,5×29 = 14,5 мм.
Подача S = 0,96 мм/об, выбираем из .
Скорость резания при сверлении, мм/мин, определяется по формуле
,(4.
...

5. Расчет и проектирование специального зажимного приспособления.
Приспособлением, используемым для закрепления заготовки в процессе обработки, является угольник с наладкой. Уголь представляет собой легко переналаживаемой приспособление, которое может применяться и для обработки деталей похожей конфигурации. Наладка применяется только для деталей схожей конфигурации и относится к специальным приспособлениям. Наладка на угольнике крепится на установочных поверхностях при помощи болтового соединения. Угольник оснащен специальными противовесами в виде грузов в 2 килограмма. Деталь базируется в наладке при помощи пальца и двух центрирующих винтов, которые выставляют деталь точно по оси обработки. Закрепляется деталь при помощи прижимной планки в виде коромысла. После установки детали в наладке происходит балансировка приспособления для проверки точности параметров биения и отклонения осей. Наладка с деталью базируется по установочным поверхностям угольника и центрируется за счет пальца.
...

1. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учеб. для студ. машиностроительных специальн. вузов.- Л.: Машиностроение, 1985. - 496 с.
2. Проектирование технологических процессов механической обработки деталей: Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине «Технология машиностроения»/ В.Н. Самохвалов. - Самара: СамИИТ, 2000. - 29 с.
3. Ансёров М. А. Приспособления для металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1966. 650с.
4. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А, Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [Учебное пособие для машиностроительных спец. вузов] – 4-е изд., переработка и дополнение – Мн.: Высшая школа, 1983-256с., ил.
5. Козлова Т.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения.: Учеб.пособие – Екатеринбург: Издательство Урал. гос.проф.- пед. университета 2001-169с.
6. Общестроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1 Токарные, карусельные, токарно-револьверные, сверлильные и фрезерные станки. Изд. 2-е, М.: Машиностроение, 1974., 406с.
7. Режимы резания металлов: Справ./ Под ред. Ю. В. Барановского. М.: Машиностроение, 1972. 39 с.
8. Руденко П. А. проектирование технологических процессов в машиностроении. Киев: Вища шк. 1985. 255 с.
9. Худобин Л. В. И др. Курсовое проектирование по технологии машиностроения по технологии машиностроения.
10. Справочник технолога-машиностроителя в двух томах. Издание 3-е переработанное. Том 1. Под ред.канд.техн.наук А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. М.: Машиностроение, 1972-694с.