Выбор оборудования приспособления и инструмента. Структура технологического процесса

Содержание

1. Задание …………………………………………………………………………… 3

2. Анализ конструкции …………………………………………………………….. 3

3. Выбор заготовки ………………………………………………………………… 4

4. План операций и выбор баз …………………………………………………….. 4

5. Выбор оборудования приспособления и инструмента. Структура технологического процесса …………………………………………... 5

6. Расчет режимов резания ………………………………………………………… 8

7. Нормирование ………………………………………………………………….. 12

8. Сборочная часть ………………………………………………………………... 22

Список использованной литературы …………………………………………… 28.

Задание

1. Разработать технологический процесс изготовления поршня легкового автомобиля с последующим маршрутно-операционным описанием процесса;

2. Составить развернутую технологическую схему сборки вибратора с последующим маршрутно-операционным описанием данного процесса.

Анализ конструкции

Поршень двигателя внутреннего сгорания это одна из самых сложных и ответственных (нагруженных) деталей. Инерционные силы, возникающие в кривошипно-шатунном механизме при работе двигателя, увеличивают механические потери, снижают мощность, ресурс и максимальные обороты двигателя. По этой причине поршни современных высокооборотистых двигателей изготавливаются из алюминиевых сплавов. Твердость алюминиевого сплава после литья и закалки должна составлять 85–95 HB, для форсированных бензиновых двигателей или для дизелей этого недостаточно. Твердость кованых поршней, изготовленных из предварительно деформированных высококремнистых алюминиевых материалов АК4, АК12Д, (содержание кремния 10–12%), АК18Д (содержание кремния 17–19%) находится в пределах 115–135 HB, а из гранулированного сплава 1379П доходит до 160 HB.

Самые ответственные поверхности поршня это отверстие под палец, нижняя часть (юбка) и канавки под компрессионные и маслосъемные кольца. На эти поверхности задается высокая точность взаимного расположения наружной и внутренней поверхностей, точность формы и размеров, соответствующие 6-8 квалитетам при шероховатости до Ra 0,32 мкм. Для уменьшения трения скольжения на наружной поверхности юбки поршня задается микропрофиль в виде ломаной линии с шагом излома 0,34 миллиметра и углом излома 10°.

Выбор заготовки

В связи с тем, что поршень представляет собой конструкцию сложной формы, а так же с тем, что предполагается серийное производство, наиболее конкурентоспособными будут следующие способы получения заготовки:

2.1. Заготовка, полученная литьем.

2.2. Заготовка, полученная штамповкой.

Применим для получения заготовки изотермическую штамповку, так как данный способ является наиболее перспективным и позволяет обеспечить точность и высокое качество заготовок.

План операций и выбор баз

Изображение детали с указанием базовых и обрабатываемых поверхностей представлено на рисунке 1.

План операций представлен в таблице 2.

Таблица 2 «План операций по изготовлению поршня»

№ операции	Наименование операции	Базовая поверхность	Обрабатываемая поверхность
	Токарная	4, 5
	Токарная	2, 4, 5	1, 3
	Горизонтально-сверлильная	2, 4, 5	14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23
	Токарная	4, 5	1, 3, 8, 9, 10
	Координатно-расточная	1, 3
	Вертикально-фрезерная	1, 3	11, 12
	Токарная	4, 5
	Вертикально-сверлильная	1, 3	6, 7

Рисунок 1. Изображение детали

Выбор оборудования приспособления и инструмента. Структура технологического процесса

Операция 005 Токарная.

Оборудование: Станок токарный 1А616.

Приспособление: Патрон двухкулачковый ГОСТ 14903-69.

Инструмент: Сверло центровочное D=3, ГОСТ 14952-75.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Сверлить центровочное отверстие 2.

3. Снять и уложить деталь в тару.

Операция 010 Токарная.

Оборудование: Станок токарный 1А616.

Приспособление: Патрон двухкулачковый ГОСТ 14903-69.

Инструмент: Резец 2120-0505 ГОСТ 18874-73.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Подрезать торец как чисто.

3. Точить поверхность 3 до D = 79 мм.

4. Снять и уложить деталь в тару.

Операция 015 Горизонтально-сверлильная.

Оборудование: Станок горизонтально-сверлильный 2А620.

Приспособление: Патрон трехкулачковый ГОСТ 2675-80.

Инструмент: Сверло D=3, 2301-3797 ГОСТ 10903-77.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Сверлить отверстие 14 напроход.

3. Сверлить отверстие 15 напроход.

4. Сверлить отверстие 16 напроход.

5. Сверлить отверстие 17 напроход.

6. Сверлить отверстие 18 напроход.

7. Сверлить отверстие 19 напроход.

8. Сверлить отверстие 20 напроход.

9. Сверлить отверстие 21 напроход.

10. Сверлить отверстие 22 напроход.

11. Сверлить отверстие 23 напроход.

12. Снять и уложить деталь в тару.

Операция 020 Токарная.

Оборудование: Станок токарный 1А616.

Приспособление: Патрон двухкулачковый ГОСТ 14903-69.

Инструмент: Резец 2120-0505 ГОСТ 18874-73.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Точить поверхность 3 до D = 76 мм.

3. Точить поверхности 8, 9, 10 до D = 69 мм.

4. Подрезать торец.

5. Снять и уложить деталь в тару.

Операция 025 Координатно-расточная.

Оборудование: Станок координатно-расточной 2А450.

Приспособление: Патрон четырехкулачковый ГОСТ 3890-82.

Инструмент: Резец 2145-0632 ГОСТ 25987-83.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Сверлить отверстие сквозное по поверхности 13, выдерживая D = 24мм.

3. Снять и уложить деталь в тару.

Операция 030 Вертикально-фрезерная.

Оборудование: Станок вертикально-фрезерный 6Р13.

Приспособление: Патрон четырехкулачковый ГОСТ 3890-82.

Инструмент: Фреза 2200-0151 ГОСТ 3752-71.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Фрезеровать поверхность 11, выдерживая размер 69мм.

3. Фрезеровать поверхность 12, выдерживая размер 62мм.

4. Снять и уложить деталь в тару.

Операция 035 Токарная.

Оборудование: Станок токарный 1А616.

Приспособление: Патрон двухкулачковый ГОСТ 14903-69.

Инструмент: Резец 2120-0505 ГОСТ 18874-73.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Точить поверхность 3 до D = 75,94мм.

3. Снять и уложить деталь в тару.

Операция 040 Вертикально-сверлильная.

Оборудование: Станок вертикально-сверлильный 2Н125Л.

Приспособление: Патрон четырехкулачковый ГОСТ 3890-82.

Инструмент: Сверло D=4, 2301-3797 ГОСТ 10903-77.

1. Установить и закрепить деталь.

2. Сверлить отверстие 6 напроход.

3. Сверлить отверстие 7 напроход.

4. Снять и уложить деталь в тару.

Расчет режимов резания

Операция 020 Токарная.

Точение поверхности D = 79мм.

Подачу примем равной S = 1.

Снимаемый припуск будет равен t = 4,151мм.

Принимаем, что припуск будет сниматься за два прохода, тогда t = 2,08мм.

Скорость резания будет определяться по следующей формуле:

где V – скорость резания;

C_V – коэффициент, для данного случая равен C_V = 340 согласно [1];

T – период стойкости, для данного случая равен T = 60 мин согласно [1];

x – показатель степени, для данного случая равен x = 0,15 согласно [1];

y – показатель степени, для данного случая равен y = 0,45 согласно [1];

m – показатель степени, для данного случая равен m = 0,2 согласно [1];

K_V – поправочный коэффициент.

K_V определяется при помощи следующей формулы [1]:

где K_MV – поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, K_MV = 1,23 [1].

K_ПV – поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности детали, K_ПV = 0,8 [1];

K_ИV – коэффициент, учитывающий материал инструмента, K_ИV = 1.

Подставим и получим:

K_V = 1,23 · 0,8 · 1 = 0,984.

Тогда скорость резания будет равна:

Сила резания определяется при помощи следующей формулы:

Мощность резания определим по формуле:

Принимаем токарный станок марки 1А616.

Мощность двигателя N = 10кВт.

n_min = 12 мин^-1.

n_max = 2000 мин^-1.

Число передач m=12.

Тогда φ = 1,26, φ^x = 10.

Операция 040 Вертикально-сверлильная.

Скорость сверления:

где: C_V – коэффициент, для данного случая равен: C_V = 4,7;

D – диаметр отверстия: D = 4;

T – период стойкости, для данного случая равен: T = 20;

S – подача, для данного случая равна: S = 0,2;

q – показатель степени, для данного случая равен: q = 0,25;

y – показатель степени, для данного случая равен: y = 0,40;

m – показатель степени, для данного случая равен: m = 1,125.

где: K_MV – поправочный коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала, K_MV = 1;

K_ПV – поправочный коэффициент, учитывающий состояние поверхности обрабатываемой детали, K_ПV = 0,9;

K_IV – коэффициент, учитывающий глубину сверления, K_IV = 0,85.

Подставим и получим:

Определим крутящий момент:

где: C_M – коэффициент, для данного случая равен: C_M = 0,005;

D – диаметр отверстия, D = 4;

S – подача, S = 0,2;

K_p – коэффициент, учитывающий фактические условия обработки, K_p = 1;

q – показатель степени, для данного случая равен: q = 2;

y – показатель степени, для данного случая равен: y = 2.

Подставим и получим:

Определим мощность резания:

Принимаем вертикально-сверлильный станок марки 2Н125Л.

Мощность двигателя N = 1,5 кВт.

Нормирование

Операция 020 Токарная.

Расчет времени на проход:

Основное время на операцию:

Вспомогательное время:

Время на обслуживание:

Штучное время:

Операция 040 Вертикально-сверлильная.

Расчет времени на проход:

Основное время на операцию:

Вспомогательное время:

Время на обслуживание:

Штучное время:

Сборочная часть

Список использованной литературы

1. Косилов А.Г. и др. «Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении» Справочник технолога. М. Машиностроение, 1976 – 288 с.;

2. «Общемашиностроительные нормативы режимов резания и времени для технического нормирования работ на токарных станках» М. Машиностроение, 1976 – 220 с.;

3. «Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках» М. Машиностроение, 1976 – 412 с.;

4. «Общемашиностроительные нормативы времени для технического нормирования работ на металлорежущих станках» М. Машиностроение, 1976 – 316 с.;

5. Виноградов А.Н. «Разработка технологии сборки» Метод. указания. Уч. –изд. л., 2016 – 15 с.