Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине/междисциплинарному курсу		Основы технологии машиностроения
На тему	Основы проектирования технологического процесса изготовления детали «Сухарь»

 

			Выполнил (-и) обучающийся (-иеся): Ильина А.И. Зайнуллина Е. Н. Коловнякова А.А.
			^(Ф.И.О.)
			Специальность: Программа профессиональной переподготовки «Технология машиностроения» 15.03.05
			^(код и наименование)
			Курс:
			Группа:
			Руководитель: Фомин Евгений Владимирович
			^(Ф.И.О. руководителя, должность / уч. степень / звание)
Отметка о зачете
		^(отметка прописью)			^(дата)
Руководитель
		^(подпись руководителя)			^(инициалы, фамилия)

 

 

 Северодвинск 2020

 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

 

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

 высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

филиал в г. Северодвинске Архангельской области

 

Институт переподготовки и повышения квалификации

 

Направление подготовки:

Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

Программа: «Технология машиностроения»

 

ТЕМА И ЗАДАНИЯ

ДЛЯ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

по дисциплине

Анализ рабочего чертежа детали «Сухарь» и её служебного назначения

Характеристика марки материала детали

Для изготовления детали «Сухарь» используется деформируемый титановый сплав ПТ-3В, который применяется для изделий с высокой  прочностью при достаточной пластичности и вязкости, высоким сопротивлением малым пластическим деформациям, хрупкому и усталостному разрушению, применяемых в машиностроении, приборостроении и инструментальной промышленности.

      Титановые сплавы сочетают легкость, прочность, высокую коррозийную стойкость, низкий коэффициент теплового расширения, возможность работы в широком диапазоне температур. ПТ- 3В – металлический сплав, основу которого составляет титан, содержание которого может колебаться, обязательно в сплаве присутствуют алюминий и ванадий.

      Химический состав и механические свойства материала ПТ-3В приведены в таблицах 2 и 3.

 

     Таблица 2.  Химический составв % материала ПТ-3В

Fe	C	Si	V	N	Ti	Al	Zr	O	H	Примеси
до 0,25	до 0, 1	до 0,12	1,2-2,5	до 0, 04	91,39-95	3,5-5	до 0,3	до 0,15	До 0,006	прочих 0,3

 

 

Таблица 3. Механические свойства при Т = 20°С материала ПТ-3В

Сортамент	Размер	Предел кратковрем. прочности, σв	Предел пропорциональности, σ т	Относит. удлинение при разрыве, δ5	Относит. сужение, ψ	Ударная вязкость, KCU	Термообр.
-	мм	МПа	МПа	%	%	кДЖ/м²	-
Пруток горячекатан., ОСТ 1-92062-90		635-885	590	11	26	700
Плита, ГОСТ 23755-79	11-26	835-880		10	22-25	600	Отжиг

 

 Дополнительно на чертеже указано требование: защитное оксидирование в графите согласно РД5Р.95066-90. Контроль качества оксидирования осуществлять по поверхности Ж.

  При защитном оксидировании в графите повышаются антифрикционные свойства трущихся поверхностей, работающих в условиях трения скольжения и трения качения.

 Применяется для получения на поверхности деталей из титанового сплава защитного слоя с электроизолирующими свойствами. Защитный слой позволяет предотвратить коррозию материалов, контактирующих с титаном в коррозионной среде.

 Таким образом, делаем вывод, что рабочий чертеж обрабатываемой детали содержит все необходимые сведения, дающие представление о конструкции детали. Чертеж детали выполнен в соответствии с требованиями ЕСКД. Технические требования, указанные на чертеже, достаточно четко формируют требования к готовой детали.

Расчет режимов резания

 

Выбор режимов резания заключается в определении скорости резания, глубины резания и подачи. Выбранные режимы должны быть оптимальными, т.е. наиболее выгодными: сочетание отдельных элементов резания должно обеспечивать выполнение данной операции качественно и с наименьшими затратами труда.

Выбираем операцию точения 030 цилиндрической поверхности длиной 𝓵=33,7 мм и диаметром Ø110 мм. Закреплять заготовку будем в трёхкулачковый самоцентрирующий патрон на разжим.

Скорость резания при продольном и поперечном точении и растачивании рассчитываем по формуле:

                       , м/мин,

 

где Сv, m, x, y –коэффициент показателей степеней;

T – период стойкости инструмента, мин;

t – глубина резания, мм;

S – действительное значение подачи, мм/об;

Поскольку обработка черновая, то глубина резания t=2 мм

Припуск на черновую обработку поверхности Z=4 мм

Тогда число проходов

Среднее значение стойкости резца Т = 45 мин.

Подача при черновом наружном точении резцами из твёрдого сплава S=0,25 мм/об

Коэффициенты показателей степеней определяем по таблице

C_V=420

X_V=0,15

Y_V=0,2

m=0,2

Поправочный коэффициент на изменение условия обработки, рассчитывающийся по формуле

 – коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки

где  – предел текучести

 – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности – коэффициент, учитывающий материал инструмента

  – коэффициенты, учитывающие углы в плане

 - коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца - коэффициент, учитывающий влияние вида обработки

Частота вращения шпинделя , об/мин определяется по формуле:

 

где  – скорость резания, м/мин;

D – диаметр заготовки, мм.

 

                    

 

После определения n_p принимается действительная частота вращения шпинделя. За действительную частоту принимают ближайшую меньшую частоту из паспортного ряда станка по сравнению с расчётной.

Определяем действительную скорость резания

 

Рассчитаем силу резания:

где C_Р, n, x, y–коэффициент и показатели степеней;

t – глубина резания, мм;

 - подача, мм/об;

- поправочный коэффициент на измененные условия обработки

Глубина резания t=2мм

Коэффициент  и показатели степени

Поправочный коэффициент определяется по формуле:

где  поправочный коэффициент, учитывающий влияние механических свойств обрабатываемого материала.  – предел текучести, показатель степени поправочный коэффициент  для параметра режущей части главный угол в плане 90⁰,

для параметров режущей части

поправочный коэффициент для параметра режущей части передний угол в плане 0⁰,

поправочный коэффициент  для параметра режущей части радиуса при вершине резца.

Таким образом получаем:

Определяем числовое значение силы резания на составляющую z

Рассчитаем затраты мощности на резание

                                          , кВт

 –тангенциальная составляющая силы резания

                                  =0,76 кВт.

С учетом КПД станка, получим

                                         N'эл =  =2,53 кВт

Сравним мощность выбранного станка с мощностью N'эл

                                        2,53 кВт ≤15 кВт.

Выполнение данного условия позволяет произвести обработку данной поверхности на станке BНС-2640 возможна.

 

                           8. Нормирование станочной обработки.

 

Норма времени  – это затраты рабочего времени, устанавливаемые для выполнения единицы работы работником или группой работников (бригадой)соответствующей квалификации в определенных организационно-технических условиях.

Норма времени на изготовление единицы работы(операции) состоит из следующих категорий затрат рабочего времени:

Т_о - основное время,

Т_вс - вспомогательное время,

Т_обс - время обслуживания рабочего места,

Т_от.л - время на отдых и личные надобности,

Т_пз- подготовительно-заключительное время.

 

Расчет основного времени при токарной операции:

Т_о =

где L – длина рабочего хода резца, мм

i – число проходов резца

n – действительная частота вращения,об/мин

s – действительная величина подачи, об/мин

где S -частота вращения заготовки, i- количество проходов.

Длина рабочего хода L складывается из длины обрабатываемой поверхности l и величины

                                                  l = l _вр + l_cx.

Суммарное значение величины врезания l _вр и схода l_cx резца приведены в таблице (см. приложение Б)

                                               Т_о1= = 0,34 мин

                                               Т_о2= = 0,30 мин

                                               Т_о3= = 0,82 мин

                                               Т_о4= = 0,82 мин

                                                Т_о5 = = 1,07 мин

                                                Т_о6=  = 0,23 мин

                                                Т_о7= = 9,54 мин

                                     Т_о8= = 0,80 мин

 

                                                Т_о = ∑T_oi

     Т_о = 0,34+0,30+0,82+0,82+1,07+0,23+9,54+0,80 = 13,92мин

Вспомогательное время затрачивается рабочим на приемы, без которых невозможен ход выполнения операции рассчитывается по формуле:

                                     Т_ВС = Т_УСТ + Т_ПЕР + Т_КОНТР,

где Т_УСТ – время на установку и снятие детали,

                                       Т_УСТ = 0,25+0,45=0,7 мин

Т_ПЕР – время, связанное с выполнением перехода

                     Т_ПЕР = 0,92+0,58+0,71+0,92+0,23+0,75+0,23+0,58 =4,92мин

Т_КОНТР– время на контрольные измерения.

                             Т_КОНТР = 0,26+0,30+0,30 = 0,86 мин

             Т_ВС = Т_УСТ + Т_ПЕР + Т_КОНТР = 0,70+4,92+0,86 = 6,48мин.

 

Величину времени на обслуживание рабочего места Т_ОБС принимаем в процентах от оперативного времени

Т_ОП= Т_О + Т_ВС = 13,92 + 6,48 = 20,4мин

Т_ОБС = 2,5% Т_ОП  =0,51мин

 

Подготовительно – заключительное время Т_ПЗ = 11мин

Время на отдых и личные надобности Т_ОТ,Л = 9%  Т_ОП = 1,84мин

 

Определим норму времени по формуле:

                                           Т_ШТ  = Т_О + Т_ВС +Т_ОБС + Т_ОТ.Л

                                  Т_ШТ =13,92 +6,48+0,51+1,84 = 22,75мин

 

Рассчитаем штучно-калькуляционное время по формуле:

                                    Т_ШК = Т_ШТ+

где n – число деталей в партии

 

                                 Т_ШК = 22,75+  = 23,20мин

 

Заключение

В данной расчетно-графической работе произведена разработка технологического процесса изготовления детали «Сухарь».

Актуальность разработки технологического процесса данной детали обусловлена современными требованиями к производственным процессам и снижением затрат на изготовление продукции.

При выполнении данной работы было произведено: 

· анализ чертежа  детали «Сухарь» и ее служебного назначения;

· определение типа производства;

· выбор методов механической обработки поверхностей детали;

· назначение технологических баз;

·  разработка маршрутной технологии изготовления детали;

· выбор технологического оборудования;

· описание структуры токарной с ЧПУ операции;

· расчет режимов резания и нормирование станочной обработки.

В расчетно-графической работе представлены результаты в виде графического материала:

· Технологический рабочий чертеж детали Приложение А

· Технологический процесс изготовления Приложение Б

· Эскиз на операцию механической обработки. Приложение В.

 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине/междисциплинарному курсу		Основы технологии машиностроения
На тему	Основы проектирования технологического процесса изготовления детали «Сухарь»

 

			Выполнил (-и) обучающийся (-иеся): Ильина А.И. Зайнуллина Е. Н. Коловнякова А.А.
			^(Ф.И.О.)
			Специальность: Программа профессиональной переподготовки «Технология машиностроения» 15.03.05
			^(код и наименование)
			Курс:
			Группа:
			Руководитель: Фомин Евгений Владимирович
			^(Ф.И.О. руководителя, должность / уч. степень / звание)
Отметка о зачете
		^(отметка прописью)			^(дата)
Руководитель
		^(подпись руководителя)			^(инициалы, фамилия)

 

 

 Северодвинск 2020

 

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

 

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

 высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

филиал в г. Северодвинске Архангельской области

 

Институт переподготовки и повышения квалификации

 

Направление подготовки:

Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

Программа: «Технология машиностроения»

 

ТЕМА И ЗАДАНИЯ