Проектирование технологического процесса

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

И СПЕЦИАЛЬНОГО СТАНОЧНОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

ДЛЯ ДЕТАЛИ «ФЛАНЕЦ»

 

Пояснительная записка к курсовому проекту

 

Выполнил студент группы 1411: Клейменова О.С.

 

Руководитель проекта: Вишняков М.А.

 

 

Самара 2012

Кафедра производства летательных аппаратов и управления

качеством в машиностроении

 

ЗАДАНИЕ

на курсовой проект по технологии и оборудованию машиностроительного производства

 

 

Студент О.С. КлейменоваГруппа 1411

 

Руководитель М.А. Вишняков

 

Срок представления проекта _________

 

1 Тема курсовой работы: Технология механической обработки

 

2 Исходные данные к курсовой работе

2.1 Нормативные документы по стандартизации (ОСТ, ГОСТ, СТП) СТО СГАУ, ЕСТД, ЕСКД____________________________________

2.2 Научно - технические источники: справочники по технологии механической обработки

3 Перечень вопросов, подлежащих разработке:

1 Технологический процесс изготовление детали

2 Проектирование станочного приспособления для точения

4 Перечень графических разработок:

1 Чертеж детали

2 Чертеж заготовки

3 Сборочный чертеж приспособления для точения

5 Объем графических и текстовых документов

5.1 Количество плакатных (чертежных) листов

5.2Пояснительная записка_________

 

Задание выдано 10.02.12

Подпись руководителя _____________

Подпись студента

РЕФЕРАТ

 

Курсовой проект

Пояснительная записка: 39 с, 14 рис., 6 табл., 13 источников.

Графическая документация: 2 л. А4, 1 л. А2.

 

ПРОЦЕСС ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ, ДЕТАЛЬ, ЗАГОТОВКА, ФЛАНЕЦ, ПРИСПОСОБЛЕНИЕ, ИНСТРУМЕНТ, ОБОРУДОВАНИЕ,

ПАТРОН 3-Х КУЛАЧКОВЫЙ, НАЛАДКА, КАРТА МАРШРУТНАЯ

 

Объект исследования – деталь «фланец».

Цель курсового проекта – разработка экономически целесообразного технологического процесса изготовления качественной детали в соответствии с чертежом.

Область применения – машиностроение.

Проведен анализ технологичности детали, подобран и обоснован вид заготовки и определены ее размеры в соответствии с припусками.

Разработан технологический процесс изготовления детали, подобрано оборудование, режущий и измерительный инструмент.

Разработано специальное станочное приспособление для точения поверхности при механической обработке.

Определена схема базирования, рассчитана погрешность установки заготовки, разработан проект приспособления, предусмотрены условия безопасной эксплуатации приспособления.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..5

1 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ…………………………………………………………………………6

1.1 Назначение и краткое техническое описание детали………………..6

1.2 Конструктивно-технологический анализ детали…………………….7

1.2.1 Свойства материала детали………………………………………7

1.2.2 Унификация конструктивных элементов детали……………….7

1.2.3 Технологические показатели качества детали………………….8

1.3 Выбор и обоснование вида заготовки, способа ее получения и качества………………………………………………………………….9

1.4 Расчет припусков на обработку и определения размеров заготовки……………………………………………………………….10

1.5 Обеспечение конструкторской и технологической

документации в соответствии с ЕСКД и ЕСТД…………………….11

1.6 Разработка плана механической обработки…………………………12

1.7 Выбор оборудования и его характеристик………………………….23

1.8 Выбор режущего инструмента в соответствии с государственными стандартами………………………………………………………..…..24

1.9 Расчет режима обработки и нормирования токарной операции…..29

1.10 Кодирование конструкторской документации…………………….32

2 Проектирование СПЕЦИАЛЬНОГО станочного

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ………………………………………………………....34

2.1 Выбор схемы базирования детали в приспособлении……………...34

2.2 Разработка и описание конструкции приспособления……………..35

2.3 Погрешность установки заготовки в приспособлении……….……35

2.4 Определение величины зажимного усилия………………………....36

2.5 Безопасность эксплуатации приспособлений в соответствии с ГОСТ……………………………………………………………………….37

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….38

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………39

ПРИЛОЖЕНИЕ А………………………………………………………….……40

ПРИЛОЖЕНИЕ Б……………………………………………………………..…41

ПРИЛОЖЕНИЕ В………………………………………………………………..42

ВВЕДЕНИЕ

 

Механическая обработка – широко распространенный технологический процесс современного машиностроения. Этот вид обработки находит широкое применение в различных областях машиностроения, так как он дает возможность получить детали различной формы и конфигурации с заданными технологическими показателями. Данным методом обработки обрабатывается до 70% всех изготавливаемых деталей.

В настоящее время в виду перехода к рыночной экономике большое значение приобретает конкурентоспособность создаваемой продукции. Важными показателями продукции является качество и цена, а это напрямую зависит от экономической эффективности и качества производства.

В целях обеспечения высокой эффективности производства и создания качественной продукции необходима разработка таких технологических процессов, которые позволяют с наименьшими трудовыми и материальными затратами обеспечить изготовление продукции с требуемыми параметрами, характеристиками и свойствами.

Еще на стадии проектирования технологического процесса закладывается качество будущей продукции, ее себестоимости и эффективность производства. Поэтому так важно правильное, разумное и рациональное проектирование технологического процесса.

Эффективность того или иного технологического процесса зависит от того, на сколько обосновано был проведен выбор необходимого инструмента, оборудования, оснастки, а также от методов получения заготовки и режимов обработки.

Курсовой проект состоит из двух частей. Первая часть посвящена разработке и обоснованию технологического процесса изготовления заданной детали типа «фланец» с учетом обеспечения высокого качества ее получения методами механической обработки на реальном оборудовании. Вторая часть курсового проекта посвящена проектированию специального станочного приспособления, обеспечивающего возможность механизации технологических процессов изготовления детали.

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

Конструктивно-технологический анализ детали

Свойства материала детали

Деталь изготовлена из нержавеющей стали 12Х18Н10Т [1]. Применяется для деталей, работающих до 600°С, сварных аппаратов и сосудов, работающих в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и для других деталей, работающих под давлением при температуре от -196 до +600°С, а при наличии агрессивных сред до +350°С.

Химический состав нержавеющей стали 12Х18Н10Т представлен в таблице 1, механические свойства – в таблице 2.

 

Таблица 1 - Химический состав в процентах по ГОСТ 5632-72

Марка стали	С	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	Ti	Fe
Сталь 12Х18Н10Т	До 0,12	До 0,8	До 2	9-11	До 0,02	До 0,035	17-19	До 0,3	0,6-0,8	Основа

 

Таблица 2 - Механические свойства стали 12Х18Н10Т при Т=20°С

Сортамент	Размер, мм	s­в, МПа	s­Т, МПа	d5, %	y, %	KCU, кДж/м^2	Термообр.
Поковки	До 1000						Закалка 1050-1100°С, вода

 

Модуль упругости при Т=20°С

Е=1,98·10^-5 Мпа.

 

Физические свойства при Т=20°С:

Коэффициент температурного (линейного) расширения

α = 16,6·10⁶ 1/°С;

Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала)

λ = 15 Вт/м·°С;

Плотность материала ρ=7920 кг/м³.

Выбор и обоснование вида заготовки, способы ее

Получения и качества

Обычно сложную форму заготовки условно разбивают на элементарные части (цилиндры, конусы, пирамиды и т.д.) и определяют объемы этих элементарных частей. Сумма элементарных элементов объемов составит общий объем заготовки.

Заготовка выбирается в виде вала, так как его конфигурация в наибольшей степени соответствует форме заданной детали. Это позволит снизить отходы материала и сократить время обработки.

 

1.4 Расчет припусков на обработку и определения размеров заготовки

Расчет длины и ширины заготовки проводим, основываясь на технологических соображениях. Сначала определяем диаметр заготовки. Диаметр заготовки вычисляется по формуле:

,

где d – диаметр вала,

а₁ – припуск на черновое точение, принимаем а₁ = 2мм;

а₂ – припуск на получистовое точение, а₂ = 1,5 мм.

Получаем диаметр заготовки:

мм.

Принимаем размеры из стандартного ряда: диаметр вала - 130 мм, длина – 630 мм. Допуски на размеры и припуски на механическую обработку назначаются в зависимости от требуемой точности по методике определения величины припусков и справочным таблицам допусков. Согласно [3] припуски на размеры заготовки следующие:

- припуск на черновую обработку с обоих торцов – по 2 мм;

- припуск на отрезку материала 3 мм;

- припуск на зажим в патроне – 65 мм.

Коэффициент использования материала можно определить по следующей формуле:

, (6)

где M _д – масса детали;

M _з – масса заготовки.

Масса вычисляется по формуле

, (7)

где r - плотность материала.

Определим массу детали и заготовки через ее объем и плотность.

 

Коэффициент использования материала:

Вывод: в данном пункте выбрали наиболее рациональный способ получения заготовки, провели расчет массы детали и заготовки. Полученный результат говорит о том, что в результате механической обработки заготовки в отход уйдет около 58% ее материала. Однако, среди положительных сторон можно отметить, что данный метод проектирования технологичен, способ получения заготовки рационален, а затраты на оборудование невелики. Следовательно, выбор данной заготовки целесообразен.

 

Таблица 5 – Горизонтально-фрезерный станок 6К81Г

 

Рабочая поверхность горизонтального стола, мм	250´1000
Продольный ход стола, мм
Поперечный ход стола, мм
Вертикальный ход стола, мм
Мощность двигателя подач, кВт	1,5
Мощность двигателя вертикального шпинделя, кВт	5,5
Конус шпинделя	ISO 50
Габаритные размеры, мм	2135´1865´1695
Масса, кг
Класс точности	Н

 

 

Для выполнения пятой операции используем вертикально-сверлильный станок модели 2Н118.

 

Таблица 6 – Вертикально-сверлильный станок 2Н118

 

Вес, кг
Габариты, мм	870´590´2080
Наибольший диаметр сверления, мм
Вылет шпинделя, мм
Наибольшее расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности стола, мм
Размеры рабочей поверхности стола, мм	360´320
Частота вращения шпинделя, об/мин	180-2800
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	1,5
Наибольшая величина подачи, мм/об	1,6
Наименьшая величина подачи, мм/об	0,115
Наибольший ход шпинделя, мм

Токарная

Наружное точение

При получистовом точении глубину резания принимаем равной:

. (8)

Обрабатываемая поверхность получается за один проход, т.е. выполняется получистовое точение с получением поверхности по 4 классу. Подачу при получистовом точении принимаем исходя из достижений требуемой шероховатости:

[3, табл. 14, стр.268];

S=0,315 мм/об по стандартному ряду.

 

Скорость резания при точении считается по формуле:

, [3] (9)

где С_v = 317 - постоянная; x = 0,15; y = 0,2; m = 0,2 - показатели степени [3, табл.17, стр.269],

T = 60 мин - стойкость инструмента.

Поправочный коэффициент считается по формуле:

, [3] (10)

где К_мv = 1 - коэффициент, учитывающий материал заготовки, [3, табл.4, стр.263]

К_пv = 0,9 - коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки, [3, табл.5, стр.263]

К_иv = 0,8 - коэффициент, учитывающий материал инструмента, [3, табл.5, стр.263].

Подсчитаем обороты шпинделя станка:

, [3] (11)

N = 320, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200.

Принимаем ближайшее меньшее число: 400 об/мин.

V = 119,2 м/мин. (по расчету из вышеуказанной формулы)

Следовательно, и скорость резанья будет:

(12)

V = 144,4 м/мин (действительная расчетная скорость станка).

 

Сила резанья определяется по формуле:

(13)

где Ср = 40, х = 1, y= 0,75, n= 0.

Поправочный коэффициент представляет собой произведение ряда коэффициентов и считается по формуле:

, [3 стр.271] (14)

Значения коэффициентов приведены в таблице 23 [3 стр.275]

(15)

P_x= 2996 кН.

Мощность резанья рассчитывают по формуле:

Полученная мощность резанья не превышает мощность станка 16Б16А, следовательно, оборудование подобрано верно.

Нормирование

Норма штучного времени рассчитывается по формуле:

, [4] (16)

где - основное время [4]

, [4]

где l₁ =0 – перебег;

l₂ =120 – длина обработанной поверхности;

l₃ =0 – длина врезания инструмента;

I =1– число ходов.

Т_В – вспомогательное время.

Т_ТЕХ = 0,035 (Т_О+Т_В) – техническое обслуживание

Т_ОРГ = 0,035 (Т_О+Т_В) - организационное обслуживание.

Т_ОТД = 0,06 (Т_О+Т_В) - время на отдых.

, [4] (17)

где Т_у.с. – время на установку и снятие.

Т_з.о. – время на закрепление и открепление заготовки.

Т_уп. – время на управление.

Т_изм. – время на измерение.

 

Основное время операции:

Токарная 010

Определяем вспомогательное время на выполнение операции, которое состоит из времени на установку, закрепление, открепление и снятие детали, включения станка, промера детали:

[4]

 

Оперативное время:

Время на техническое и организационное обслуживание устанавливаем на основании нормативов (4 – 8%) к оперативному времени:

[4]

Время перерывов составляет примерно 2,5% от оперативного времени:

[4]

Определяем штучное время обработки детали:

[4]

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Представленный курсовой проект состоит из двух частей.

В первой части был разработан технологический процесс изготовления детали типа «фланец». Проведен конструктивно-технологический анализ детали, проанализированы основные свойства материала, найдены коэффициент унификации, коэффициент точности обработки, коэффициент шероховатости и коэффициент использования материала. На основе этих данных был выбран вид заготовки и способ ее получения, а также оборудование и режущий инструмент, необходимый для получения детали «фланец». Рассчитаны режимы обработки и нормирования для токарной операции.

Во второй части курсового проекта разработана конструкция специального станочного приспособления для обработки детали на токарно-винторезном станке модели 1А616. Выбран вид и рассчитана величина зажимного усилия заготовки, соблюдены условия безопасности работы проектируемого приспособления в соответствии с ГОСТом.

Составлены маршрутная и операционная карты.

Разработанная конструкторская и технологическая документация на технологический процесс изготовления детали отвечает требованиям ГОСТов и позволяет обеспечить стабильное качество изготовления детали «фланец».

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ