Описание условий работы, служебное назначение детали, анализ технологичности детали и целесообразности перевода ее обработки на станки с чпу

Введение

На данном этапе развития рыночной экономики уделяется большое внимание технологии машиностроения.

Технология машиностроения – наука, систематизирующая совокупность приемов и способов обработки сырья, материалов, соответствующими орудиями производства с целью получения готовых продукций. Предметом изучения в машиностроении является изготовление изделий заданного качества с установленной программой выпуска при наименьших затратах материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда.

Технологический процесс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкции машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства.

В настоящее время в связи с высоким уровнем развития электроники машиностроении широко внедряются станки с ЧПУ. Применение такого оборудования позволяет сократить: слесарно-доводочные работы; предварительную разметку; сроки подготовки производства и т. д.

Учитывая все это я широко применяю станки с ЧПУ, а также в дипломном проекте рассматривается ряд задач необходимых для выполнения задания на дипломное проектирования.

К числу таких задач относятся:

- повышение технического уровня производства;

- механизация и автоматизация производства;

- разработка прогрессивного технологического процесса обработки детали «Вал»

- разработка мероприятий по дальнейшему увеличению экономии основных средств, качества продукции и снижению себестоимости изготовления детали.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.190100.000 ПЗ

Правильное решение всех выше названных задач позволяют получить:

- рост производительности труда;

- высвобождения части рабочих;

- увеличение годового экономического эффекта;

- снижение срока окупаемости дополнительных затрат.

 

Общая часть

 

Описание условий работы, служебное назначение детали, анализ технологичности детали и целесообразности перевода ее обработки на станки с ЧПУ

Деталь «Вал» используется в сборочном узле платформы, она работает в условиях повышенной температуры и максимально допустимых механических нагрузках; поэтому данную деталь целесообразно изготавливать из легированной стали 40ХГС.

Деталь «Вал» предназначена для навески откидных панелей по квадратному сечению устанавливается фиксатор для фиксации откидной панели в открытом положении.

При работе в узле деталь испытывает нагрузки на изгиб, кручение и разрыв.

Технологичность конструкции детали оценивается качественными параметрами и количественными показателями.

Качественная оценка технологичности конструкции

1. Деталь «Вал» правильной геометрической формы и представляет собой тело вращения.

2. Материал детали (сталь 40 ГОСТ 4543-71) обладает хорошей обрабатываемостью механическим способом.

3. Возможность применения заготовки - штамповки, геометрическая форма и размеры которой обеспечивают небольшие припуски на механическую обработку.

4. Наличие унифицированных элементов детали подтверждает технологичность ее конструкции.

5. Конструкция детали обладает достаточной жесткостью, так как соблюдается условие

3,5 < 10

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.190100.000 ПЗ 51001.181800.000 ПЗ

6.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.190100.000 ПЗ

Конфигурация, точность и шероховатость поверхностей позволяют обрабатывать деталь на стандартном оборудовании нормальной точности и с помощью стандартного режущего инструмента.

Таблица 1.1 Точность размеров и параметр шероховатости поверхностей детали

 

Размеры поверхностей	Квалитет точности	Параметр шерохо-ватости	Количество конструкционных элементов	Количество унифицированных элементов
∅50 k 6		Ra 0,8		-
∅45g6		Ra 1,6		-
∅40h11		Rа 3,2		-
∅27,5		Rа 12,5		-
М30-8g		Ra 6,3
79^±^0^,3		Ra 1,6
64^+2		Ra 6,3		-
		Ra 3,2		-
		Ra 6,3		-
175-2		Ra 12,5		-
31^+1		Ra 3,2		-
		Ra 12,5		-
12N9 -0,043		Ra 3,2
5^+0,2		Ra 6,3		-
		Ra 12,5
1,6x45^0		Ra 12,5
R1		Ra 12,5		-
R1,5		Ra 12,5		-
R6		Ra 3,2		-
45xg6x2,5x9h		Ra 6,3
<15^±^1		Ra 12,5		-
<		Ra 12,5		-
Итого:

 

 

Выбор технологических баз

Базой называют поверхность, заменяющую совокупность поверхностей, ось, точку детали по отношению к которым ориентируются другие детали, обрабатываемые на данной операции.

Для повышения точности обработки детали необходимо соблюдать принцип совмещения (единства) баз, согласно которого при назначении технологических баз для точной обработки заготовки в качестве технологических баз следует применять поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами детали.

А также принцип постоянства баз, который заключается в том, что при разработке технологического процесса необходимо стремиться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без необходимости смены технологических баз.

Стремление осуществить обработку по одной технологической базе объясняется тем, что всякая смена баз увеличивает погрешность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

Проанализировав все выше названое, делаю вывод, что для обработки детали «Муфта» за базовые поверхности необходимо принять:

Операция 010 Горизонтально – фрезерная: ∅43,4

Операция 015 Токарная ЧПУ

Установ А: ∅76

Установ Б: ∅ 40,3

Операция 020 Горизонтально – фрезерная: ∅40,3

Операция 025 Вертикально - сверлильная: ∅40,3

Операция 035 Кругло - шлифовальная: центровочные отверстия

Операция 040 Токарно – винторезная

Установ А: ∅40 f 9

Установ Б: ∅ 40 f 9

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.190100.000 ПЗ   51001.181800.000 ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.190100.000 ПЗ

2.2 Проектирование маршрутного технологического процесса детали: последовательность обработки; выбор оборудования; выбор станочных приспособлений; выбор режущих инструментов; выбор вспомогательных инструментов.

При разработке технологического процесса руководствуются следующими основными принципами:

- в первую очередь обрабатываю те поверхности, которые являются в базовыми при дальнейшей обработке;

- после этого обрабатывают поверхности с наибольшими припусками;

- поверхности, обработка которых обусловлена высокой точностью взаимного расположения поверхностей, необходимо обрабатывать с одного установа;

- при обработке точных поверхностей следует стремиться к соблюдению двух основных припусков: совмещение (единства) баз и постоянства баз

Выбор режущего инструмента

При выборе режущего инструмента необходимо стремиться принимать стандартный инструмент, но иногда целесообразно принимать специальный, комбинированный или фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей.

Правильный выбор режущей части инструмента имеет так же большое значение для повышения производительности труда, повышения точности и качества обрабатываемой поверхности.

Переход 01 Фреза дисковая трехсторонняя ∅125 со вставными ножами, оснащенными твердым сплавом Т15К6 z=10 ГОСТ 5348-69 (комплект из двух фрез) / 3 /

Техническая характеристика фрезы: D=125мм, В=16мм, d=40мм, z=10.

Переход 02 Надфиль плоский l =140мм ГОСТ 1513-77

Операция 015 Токарная с ЧПУ

Установ А

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Переход 01, 03, 04, 05,06,07 Проходной упорный резец с пластинками из твердого сплава Т15К6, 16 х 25 ГОСТ 18879-73 / 3 /

Техническая характеристика резца: Н=25мм, В=16мм, L=140мм, n=7мм, l =16мм, r=1,0мм.

Переход 02 Сверло центровочное ∅ 2,5 из быстрорежущей стали Р6М5

ГОСТ 14952-75 / 3 /

Техническая характеристика сверла: d=2,5мм, L _центр. =5,52мм.

Переход 08 Специальный прорезной резец с пластинками из твердого сплава Т15К6, 16 х 25 ГОСТ 18884-73. / 3 /

Техническая характеристика резца: Н=25мм, В=16мм, L=140мм, р=35мм, l =3,5мм.

 

Переход 09 Резьбовой резец с твердосплавной пластиной Т15К6, 16 х 25 ГОСТ 18885-73. / 3 /

Техническая характеристика резца: Н=25мм, В=16мм, L=140мм, n=4мм, l =8мм, S=1,5мм.

Установ Б

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Переход 01, 02, 03 Проходной упорный резец с твердосплавной пластинкой Т15К6, 16 х 25 ГОСТ 18879-73 / 3 /

Техническая характеристика резца: Н=25мм, В=16мм, L=140мм, n=7мм, l =16мм, r=1,0мм.

Переход 04, 05 Резец расточной для растачивания глубоких отверстий φ=90⁰ с твердосплавной пластиной Т15К6, 20 х 16 ГОСТ 18883-73. / 3 /

Техническая характеристика резца: Н=20мм, В=16мм, L=200мм, Р=100мм, l =16мм, n=8мм.

Переход 06 Сверло спиральное ∅ 18,4 из быстрорежущей стали Р6М5 с коническим хвостовиком ГОСТ 10903-77 / 3 /

Техническая характеристика сверла: d=18,4мм, L=218мм, l =89мм.

Переход 07 Специальный прорезной отогнутый резец b=4мм с твердосплавной пластинкой Т15К6, 20 х 16 ГОСТ 18882-73 / 3 /

Техническая характеристика резца: Н=20мм, В=16мм, L=200мм, р=100мм, n=8мм, l =14мм.

Переход 08 Метчик машинный М20х1,5-5Н6Н из быстрорежущей стали Р6М5

ГОСТ 3266-81 / 3 /

Техническая характеристика метчика: d=20мм, р=1,5мм, L=149мм, l =37мм

Операция 020 Горизонтально – фрезерная

Переход 01 Фреза дисковая трехсторонняя ∅200 со вставными ножами, оснащенными твердым сплавом Т15К6 z=14 ГОСТ 5348-69 (комплект из двух фрез) / 3 /

Техническая характеристика фрезы: D=200мм, В=20мм, d=50мм, z=14.

Переход 02 Надфиль плоский l =140мм ГОСТ 1513-77

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Операция 025 Вертикально – сверлильная

Установ А

Переход 01 Сверло спиральное ∅3,2 из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77 / 3 /

Техническая характеристика сверла: d=3,2мм, L =86мм, l =38мм.

Установ Б

Переход 01 Сверло спиральное ∅3,2 из быстрорежущей стали Р6М5 с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77 / 3 /

Техническая характеристика сверла: d=3,2мм, L =86мм, l =38мм

Операция 035 Круглошлифовальная

Установ А

Переход 01 Круг шлифовальный 300х40х76 ПП24А 40АСМ25К8

ГОСТ 2424-83 / 3 /

Техническая характеристика круга: D= 300мм, B= 40мм, d=76мм

Операция 040 Токарно – винторезная

Установ А

Переход 01 Отрезной резец с твердосплавной пластиной Т15К6, 16 х 25 ГОСТ 18884-73. / 3 /

Техническая характеристика резца: Н=25мм, В=16мм, L=140мм, р=35мм, l =5мм.

Переход 02 Плашка цельная М18х1,5-6е из быстрорежущей стали Р6М5 ГОСТ 9740-71 / 3 /

Техническая характеристика плашки: d=18 мм; р=1,5мм, D=45мм, L=14мм; l =10мм.

Установ Б

Переход 01 Метчик машинный М20х1,5-5Н6Н из быстрорежущей стали Р6М5

ГОСТ 3266-81 / 3 /

Техническая характеристика метчика: d=20мм, р=1,5мм, L=149мм, l =37мм

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

1.7.5 Выбор вспомогательного инструмента

При выборе вспомогательных инструментов пользуются теми принципами, что и станочные приспособления.

На основании вышеописанного произвожу выбор вспомогательных инструментов.

На операции 015 Токарная ЧПУ:

Установ А

Переход 02 – применяю сверлильный патрон ГОСТ 8522-80

Установ Б

Переход 06– применяю переходную втулку ГОСТ 13598-85

На операции 040 Токарная ЧПУ

Установ А, Б применяю специальную разрезную оправку

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

1.8 Определение операционных припусков, допусков, межоперационных размеров и размеров заготовки (на две поверхности произвести

На станке с ЧПУ

Операция 015 Токарная ЧПУ

1 Время автоматической работы станка Т_а, мин:

Т_а = Т_оа + Т_ва , (1.30)

где Т_оа – основное время автоматической работы станка, мин;

Т_ва – вспомогательное время работы станка по программе, мин.

, / 4 / (1.31)

где l – длина обрабатываемой поверхности в направлении подачи, мм;

l ₁ – величина врезания, мм;

l ₂ – величина перебега, мм;

n – частота вращения детали, об/мин;

S – подача на оборот детали, мм/об;

i – число проходов.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

мин

Т_оа =0,04+0,05+0,03+0,02+0,1+0,14+0,23+0,02+0,44+0,13+0,03+0,05+0,02+

+0,42+0,08+0,09+0,33=2,22 мин

Т_ва = Т_вха + Т_ост , / 6 / (1.32)

где Т_вха – время выполнения автоматических вспомогательных ходов (подвод детали или инструмента от исходных точек в зоны обработки и отвод, установка инструмента на размер), мин;

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

, / 6 / (1.33)

где dxx – длина холостого хода, мм;

Sxx – скорость холостого хода, м/мин;

- число технологических участков.

мин

Т_ост – время технологических пауз (остановок, подачи вращения шпинделя для проверки размеров, осмотра или смены инструмента), мин

, / 6 / (1.34)

где а – количество остановок

2 Время вспомогательной ручной работы Т_в, мин:

/ 6 /

где – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин

, / 6 / (1.35)

где а = 0,0760; х = 0,170; у = 0,15 / 6 /

- вспомогательное время, связанное с выполнением операции, мин

, / 6 / (1.36)

где а=0,36; b= 0,00125; c=0,04; d=0,022; a=0 / 6 /

X_о Y_о Z_о - нулевые координаты;

k – число корректоров в наладке;

l _пл – длина перфоленты, м (l _пл=0,5м)

- вспомогательное время, перекрываемое на контрольные измерения детали, мин

, / 6 / (1.37)

где k = 0,0196; z = 0,168; u = 0,230 / 6 /

D – измеряемый диаметр, мм

L – измеряемая длина, мм

 

Т_в = 0,2 + 0,58 + 0,07 = 0,85 мин

3 Подготовительно – заключительное время Т_пз, мин:

Т_пз = а + в × n_u + c × P_p + d × P_nn, / 6 / (1.38)

где а =11,3; в = 0,8; c = 0,5; d = 0,4 / 6 /

n_u – число режущих инструментов;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Р_р – число установленных исходных режимов работы станка (Р_р=2);

Р_nn – число размеров, набираемых переключателями на пульте управления (Р_nn = 2 ÷ 3)

Т _nз = 11,3 + 0,8 × 6 + 0,5 × 2 + 0,4 × 3 = 18,3 мин

После определения Т_в производят его корректировку в зависимости от серийности производства.

4 Поправочный коэффициент серийности:

, / 6 / (1.39)

где а=4,17; х =0,216; / 6 /

,

где n_пр – производительная партия деталей, шт (раздел 1.4)

 

5 Штучное время Т_шт, мин:

/ 6 / (1.40)

где (а_орг + а_отл) – процент времени на организационное и техническое обслуживание рабочего места и отдыха

(а_орг + а_отл) = 10% / 6 /

6 Время обработки партии деталей:

+ Т_nз, / 6 / (1.41)

где обозначения прежние

Т = 4,07 × 392 + 18,3 = 1614 мин

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

1.11.2 Определение норм времени для операций, выполняемых на универсальных станках

Операция 010 Горизонтально - фрезерная

Переход 01

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

, / 7 / (1.42)

где L – путь, пройденный инструментом, мм:

L = l + l₁ + l₂, / 7 / (1.43)

где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

l ₁ – величина врезания инструмента, мм;

l ₂ – величина перебега инструмента, мм;

n – частота вращения детали, об/мин;

i – число проходов.

мин

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 / (1.44)

где – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин

); / 7 /

 

 

– вспомогательное время, связаное с переходом, мин

); / 7 /

- вспомогательноевремя, связаное с контрольными измерениями, мин

); / 7 /

3 Оперативное время Т_опер, мин:

, / 7/ (1.45)

где обозначения прежние

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Т_опер = 0,38 + 0,54 = 0,92 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Т_обс, мин:

Т_обс =3,5% от Т_опер / 7 /

5 Время на отдых и личные надобности Т_отл, мин:

Т_отл = 4% от Т_опер / 7 /

6 Норма штучного времени Т_шт, мин:

/7 / (1.46)

где К – суммарный процент времени на обслуживание рабочего места и времени на отдых и личные надобности

7 Подготовительно – заключительное время Т_пз, мин:

, / 7 / (1.47)

где - подготовительно – заключительное время на наладку станка, инструмента и приспособлений, мин

/ 7 /

- подготовительно – заключительное время на дополнительные приёмы, мин

/ 7 /

- подготовительно – заключительное время на получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу их после окончания обработки, мин

= 7мин / 7 /

8 Штучно – калькуляционное время Т_шк, мин:

, / 7 / (1.48)

где n_пр – величина производственной партии, шт

 

Операция 020 Горизонтально - фрезерная

Переход 01

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

мин / 7 /

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 /

3 Оперативное время Т_опер, мин:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Т_опер = 0,34 + 0,54 = 0,88 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Т_обс, мин:

Т_обс =3,5% от Т_опер / 7 /

5 Время на отдых и личные надобности Т_отл, мин:

Т_отл = 4% от Т_опер / 7 /

6 Норма штучного времени Т_шт, мин:

7 Подготовительно – заключительное время Т_пз, мин:

/ 7 /

8 Штучно – калькуляционное время Т_шк, мин:

 

Операция 025 Вертикально – сверлильная

Установ А

Переход 01

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

мин / 7 /

 

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 /

Установ Б

Переход 01

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

мин / 7 /

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 /

мин

мин

3 Оперативное время Т_опер, мин:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Т_опер = 0,56 + 0,62= 1,18 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Т_обс, мин:

Т_обс =4% от Т_опер / 7 /

5 Время на отдых и личные надобности Т_отл, мин:

Т_отл = 4% от Т_опер / 7 /

6 Норма штучного времени Т_шт, мин:

7 Подготовительно – заключительное время Т_пз, мин:

/ 7 /

8 Штучно – калькуляционное время Т_шк, мин:

 

Операция 035 Круглошлифовальная

Переход 01

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

/ 7 / (1.49)

– длина хода стола, мм/дв.ход

- припуск на обработку на сторону, мм

- минутная продольная подача, мм/мин

- поперечная подача, мм/об

 

мин / 7 /

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 /

3 Оперативное время Т_опер, мин:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Т_опер = 0,59+ 0,92= 1,51 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Т_обс, мин:

Т_обс =9% от Т_опер / 7 /

5 Время на отдых и личные надобности Т_отл, мин:

Т_отл = 4% от Т_опер / 7 /

6 Штучное времени Т_шт, мин:

7 Подготовительно – заключительное время Т_пз, мин:

/ 7 /

8 Штучно – калькуляционное время Т_шк, мин:

 

Операция 040 Токарно – винторезная

Установ А

Переход 01

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

мин / 7 /

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 /

Переход 02

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

мин / 7 /

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 /

Установ Б

Переход 01

1 Основное время работы станка Т_о, мин:

мин / 7 /

2 Вспомогательное время Т_в, мин:

/ 7 /

мин

мин

3 Оперативное время Т_опер, мин:

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Т_опер = 0,91 + 1,67= 2,58 мин

4 Время на обслуживание рабочего места Т_обс, мин:

Т_обс =3,5% от Т_опер / 7 /

5 Время на отдых и личные надобности Т_отл, мин:

Т_отл = 4% от Т_опер / 7 /

6 Штучное время Т_шт, мин:

7 Подготовительно – заключительное время Т_пз, мин:

/ 7 /

8 Штучно – калькуляционное время Т_шк, мин:

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

151001.181800.000 ПЗ

Для удобства дальнейших расчетов все полученные данные свожу в таблицу

Таблица 1.10 Нормы времени по всем операциям технологического процесса

Наименование операции	То	Тв	Топер	Тшт	Тпз	Тшк
Операция 010 Горизонтально- фрезерная	0,38	0,54	0,92	0,99		1,07
Операция 015Токарная ЧПУ	2,98	0,85	3,83	4,07	18,3	4,12
Операция 020 Горизонтально- фрезерная	0,34	0,54	0,88	0,95		1,03
Операция 025 Вертикально- сверлильная	0,56	0,62	1,18	1,27		1,32
Операция 035 Круглошлифовальная	0,59	0,92	1,51	1,71		1,76
Операция 040Токарно – винторезная	0,91	1,67	2,58	2,77		2,85
	12,15

 

 

Определение усилия зажима

Для определения усилия зажима необходимо рассчитать силу резания на операцию, для которой спроектировано приспособление.

Сила резания на данную операцию рассчитана в пункте 1.10, то все данные для расчета беру оттуда.

Для обеспечения надежности зажима заготовки необходимо определить коэффициент запаса по формуле:

 

 

(2.2)

где - гарантированный коэффициент запаса

/7/

–коэффициент, учитывающий увеличение сил резания из-за случайных неровностей на обрабатываемых поверхностях

/7/

–коэффициент, характеризующий увеличение сил резания, в следствии затупления режущего инструмента

/7/

–коэффициент, учитывающий увеличение сил резания при прерывистом резании

/7/

–коэффициент, характеризующий сил закрепления в зажимном механизме

/7/

–коэффициент, характеризующий экономику ручных зажимных механизмов

/7/

–коэффициент, учитывающий наличие моментов, стремящихся провернуть заготовку, установленную плоской поверхностью