Проектирование маршрутного технологического процесса

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ПО ПРЕДМЕТУ «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ»

Методические указания

для учащихся средних специальных учебных заведений

 

Составитель: преподаватель ФГОУ СПО «ТАВИАК» им. В.М. Петлякова

Фещенко А.С.

Рецензенты:

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Введение

Во «Введении» необходимо указать цель проекта и охарактеризовать его с задачами машиностроения в свете решений Президента и Правительства России. Основное внимание должно быть уделено задачам развития тяжелого, энергетического, авиационного и транспортного машиностроения, а также применению высокопроизводительного оборудования и оснастки.

Составляя «Введение» учащийся должен пользоваться материалами современной периодической печати: ( журнал «Технология машиностроения», журнал «Вестник машиностроения, передовыми статьями о развития промышленности из газеты «Советская Россия» и другие) указывать задачи общественного и отраслевого масштаба с задачами повышения эффективности механической обработки заданной детали. В структуре Введения обязательно должна быть указана цель курсового проектирования и тема проекта, освещена роль машиностроения как одной из ведущих отраслей народного хозяйства. Необходимо вкратце обрисовать основные направления развития машиностроения в период перестройки 1995 – 2010 годы, сформулировать главные задачи машиностроительного производства: рост его эффективности, повышение качества продукции, усиление режима экономии.

Далее, возвращаясь к непосредственно стоящим перед автором курсового проекта задачам, следует отметить, на сколько эффективен разработанный техпроцесс механической обработки детали:

· применены высокопроизводительные программные станки и обрабатывающие центры;

· использованы на отдельных операциях специальные приспособления и оснастка;

 

·

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

применен комбинированный инструмент, дающий возможность обрабатывать одновременно несколько поверхностей, специальный режущий инструмент, работающий на высоких режимах резания;

· использованы активные средства контроля обрабатываемых поверхностей.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2 Коэффициент точности поверхностей детали:

, /4/ (1.2)

, (1.3)

где T _i – соответственно квалитет точности обрабатываемых поверхностей;

Т_{ср .}- среднее значение этих параметров;

n_i – число размеров или поверхностей для каждого квалитета.

3 Коэффициент шероховатости поверхностей деталей:

/4/ (1.4)

, (1.5)

где R _ai – соответственно значения параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей;

R _aср.- среднее значение этих параметров;

n _i – число размеров или поверхностей для каждого значения параметра шероховатости.

Вывод: из вышерассчитанных коэффициентов видно, что числовые значения почти всех показателей технологичности близки к 1, т. е. технологичность конструкции детали удовлетворяет требованиям, предъявленным к изделию. Деталь «Вал» целесообразно обрабатывать на станках с числовым программным управлением.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1.4 Определение типа производства

В машиностроении различают следующие типы производства:

- единичное;

- серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное);

- массовое.

Тип производства определяется согласно годового объема выпуска (N) и массы деталей (m_д.), либо коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом.

Таблица 1.4 -Установление типа производства

Масса детали, кг	Количество деталей, подлежащих обработке при производстве
Единичное	Мелкосерийное	Среднесерийное	Крупносерийное	Массовое
до 1,0	до 20	20÷1500	1500÷75000	75000÷200000	Свыше
1,0-2,5	до 10	10÷1000	1000÷50000	50000÷100000	Свыше
2,5-5,0	до 10	10÷500	500÷35000	35000÷75000	Свыше
5,0-10,0	до 10	10÷300	300÷25000	25000÷50000	Свыше
более 10	до 5	5÷200	200÷10000	10000÷25000	Свыше

Каждый тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций К_{з.о .}

Коэффициент закрепления операций К_{з.о .} определяется по формуле:

, / 6 / (1.6)

где Q_{оп .} – число различных операций, выполняемых на участке

P_m – число рабочих мест (станков), на которых выполняются эти операции

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Пример № 1

Согласно ГОСТ 3.1108-74 коэффициент закрепления операций принимают равным

Таблица № 1.5 - Значение коэффициента закрепления операций

Тип производства	Кз.о
Массовое
Крупносерийное	Свыше 1 до 10 включительно
Среднесерийное	Свыше 10 до 20 включительно
Мелкосерийное	Свыше 20 до 40 включительно
Единичное	Свыше 40

Из выше рассчитанного следует, что производство серийное, следовательно следует определить партию запуска деталей. Ориентировочно величину производственной партии можно рассчитать по формуле:

, / 6 / (1.7)

где N – годовой объем выпуска, шт.;

- число рабочих дней в году (365 – Т_вых. – Т_празд.), дн.;

– необходимый запас деталей на складе в днях, колеблется в пределах 3÷8 дней.

· для единичного и мелкосерийного производства 3÷4 дней

· для среднесерийного производства 5÷6 дней

· для крупносерийного и массового производства 7÷8дней

 

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий изготовленных или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемам выпуска.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

При серийном производстве широко используются универсальные станки, а также специализированные и частично специальные станки.

Оборудование располагается не только по групповому признаку, но и по потоку.

Технологическая оснастка универсальная, а также специальная и универсально-сборная, что позволяет снизить трудоемкость и себестоимость изготовления изделия.

Рабочие специализируются на выполнении только нескольких операций. Технологический процесс дифференцирован, т. е. расчленен на отдельные самостоятельные операции, переходы приемы, движения.

Себестоимость изделия - средняя.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

1 Технологическая часть

2.1 Выбор и технико-экономическое обоснование вида заготовки (сравнительный анализ возможных методов получения заготовки, расчет массы заготовки, коэффициента использования материала, стоимости)

 

Необходимо описать, какие методы и виды получения заготовок можно применять для изготовления данной детали, и выполнить эскизы двух вариантов заготовок. Выбор заготовки следует производить на основании анализа конфигурации детали, её материала, типа производства, технических требований.

Если при выборе заготовок возникают затруднения, какой метод изготовления принять для той или другой детали, тогда производят технико-экономический расчет двух или нескольких выбранных вариантов.

Технико-экономический расчет изготовления заготовки производят в следующем порядке:

· устанавливают метод получения заготовки согласно типу производства, конструкции детали, материалу и другим техническим требованиям на изготовление детали;

· назначают припуски на обрабатываемые поверхности детали согласно выбранному методу получения заготовки по таблицам или производят расчет аналитическим методом;

· определяют расчетные размеры на каждую поверхность заготовки;

· назначают предельные отклонения на размеры заготовки по таблицам в зависимости от метода получения заготовки;

· производят расчет массы заготовки на сопоставляемые варианты;

· определяют норму расхода материала с учетом неизбежных технологических потерь (на отрезание, угар, облой и т. д.)

· определяют коэффициент использования материала по каждому из вариантов изготовления заготовок с технологическими потерями и без потерь;

 

·

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

определяют себестоимость изготовления заготовки, выбранных вариантов для сопоставления и определения экономического эффекта получения заготовки.

 

Деталь «Вал»

Для изготовления данной детали можно применять следующие два варианта заготовок:

· горячекатаный прокат обычной точности круглого сечения ГОСТ 2590-71 /6/;

· штамповка, получаемая на горизонтально-ковочной машине.

 

Заготовка из проката

 

1 Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков:

 

 

/ 6 /

D _з

L _з

2 Рассчитываем массу заготовки m,кг по формуле:

, / 6 / (2.1)

где - плотность материала, гр/см³;

V – объем заготовки, см³.

Объем заготовки V, см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 / (2.2)

где d – диаметр цилиндра, см;

h – высота цилиндра, см.

 

см³

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3 Рассчитываем коэффициент использования материала К _им по формуле:

К _им , / 6 / (2.3)

где - масса детали, гр;

m _заг – масса заготовки, гр

К _им

При прокате К _им = 0,35÷0,5

4 Определяем стоимость заготовки С _заг, руб:

С _заг / 6 / (2.4)

где С – стоимость 1 тонны проката, руб;

С _р – стоимость порезки одной заготовки, руб

С _р – 5руб (заготовка до 5 кг)

 

Заготовка – штамповка

 

1 Определяем расчетные размеры на каждую поверхность заготовки с учетом припусков: / 6 /

2

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рассчитываем массу заготовки, m кг по формуле:

, / 6 / (2.5)

где - плотность материала, гр/см³;

V _общ – общий объем заготовки, см³

Для определения объема заготовки – штамповки разбиваем чертеж заготовки на простые части, чтобы каждая из них имела простую геометрическую форму, удобную для расчета объема.

 

 

Объем каждой части , см³ рассчитываем по формуле:

, / 10 /

где d – диаметр цилиндра, см;

h – высота цилиндра, см.

см³

см³

см³

см³

см³

см³

m _заг = 1825гр=1,8кг

 

 

3 Рассчитать коэффициент использования материала К _им по формуле:

 

К _им , / 6 /

где m _д - масса детали, гр;

m _заг – масса заготовки, гр.

К _им

При штамповке К _им = 0,55 ÷ 0,65…0,7

4 Определяем стоимость заготовки – штамповки, С _заг. руб.:

С _заг. / 6 / (2.6)

где С – стоимость 1 тонны штамповки, руб;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

К ₁ - коэффициент серийности;

К ₂ – коэффициент массы материала;

К ₃ - коэффициент сложности заготовки.

 

Исходя из сопоставления коэффициентов использования материала и стоимости заготовки, делаем вывод: более экономичным вариантом является заготовка, полученная методом горячей штамповки.

 

Проектирование маршрутного технологического процесса

(установление плана обработки детали с описанием содержания операций, выполнение эскиза обработки каждой операции, выбор технологических баз)

Базой называется поверхность, заменяющая совокупность поверхностей, точку, ось детали по отношению к которым ориентируются другие поверхности или детали сборочной единицы, обрабатываемые или собираемые на данной операции. При выборе баз необходимо использовать принцип совмещения (единства) баз: технологических, конструкторских и измерительных, дающий возможность повысить точность поверхностей детали в процессе ее обработки. А также нужно соблюдать принцип постоянства баз, так как при смене баз в ходе выполнения технологического процесса точность обработки детали снижается из-за погрешностей взаимного расположения новых и применяемых ранее базовых поверхностей.

Пример № 1 Деталь «Вал» № 142-5106-556,

Материал: сталь 30ХГСА ГОСТ 4543-71,

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Операция 005 Заготовительная

Операция 015 Токарная ЧПУ

 

Установ А

 

Точить торец, наружные поверхности (предварительно), рассверлить отверстие, зенковать фаску.

Базами являются: наружная цилиндрическая поверхность – двойная направляющая база, лишает заготовку четырех степеней свободы; торец – опорная база, лишает заготовку одной степени свободы.

Установ Б

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

Точить торец, наружные поверхности (предварительно) центровать.

Базами являются: наружная цилиндрическая поверхность – двойная направляющая база, лишает заготовку четырех степеней свободы; торец – опорная база, лишает заготовку одной степени свободы.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Операция 020 Шпоночно – фрезерная

 

 

Фрезеровать один шпоночный паз.

Базами являются: наружная цилиндрическая поверхность – двойная направляющая база, лишает деталь четырех степеней свободы; торец – двойная опорная база, лишает деталь двух степеней свободы

 

Операция 025 Шлицефрезерная

 

 

Фрезеровать шлицы

 

Базами является:наружная цилиндрическая поверхность двойная направляющая базами,лишает деталь четырех степени свободы,торец

двойная опорная база,лишает деталь двух степеней саободы

 

Операция 030 Термическая

Операция 035 Круглошлифовальная

 

Шлифовать наружные поверхности.

Базами являются: центровочные отверстия – двойная направляющая база, лишает деталь четырех степеней свободы; торец – опорная база, лишает деталь одной степени свободы.

 

Операция 040 Контрольная

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Выбор оборудования

При выборе оборудования учитываются следующие факторы:

- тип производства;

- вид заготовки;

- требования к точности обработки и шероховатости обрабатываемой поверхности;

- необходимая мощность;

- годовая программа.

На основании вышеизложенного выбираю технологическое оборудование.

 

Операция 010 Токарная ЧПУ

Токарно -винторезный станок с ЧПУ 16К20Ф3.

Параметры

Числовое значение

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки: над станиной над суппортом Наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя Наибольшая длина обрабатываемой заготовки Шаг нарезаемой резьбы: Метрической Число скоростей шпинделя Частота вращения шпинделя, об/мин Наибольшее перемещение суппорта: продольное поперечное Подача суппорта, мм/об (мм/мин): продольная поперечная Число ступеней подач Скорость быстрого перемещения суппорта, мм/мин: продольного и поперечного вертикального Мощность электродвигателя главного привода, кВт Габаритные размеры (без ЧПУ): длина ширина высота масса, кг

до 20 12,5÷2000     3÷1200 1,5÷600 б/с

Операция 020 Шпоночно - фрезерная

Вертикальный консольный шпоночно-фрезерный станок 692 Д / 8 /

Станок предназначен для обработки шпоночных пазов стандартными шпоночными фрезами.

 

Параметры

Числовые значения

Наибольший диаметр устанавливаемой заготовки: Ширина обрабатываемого паза, мм Наименьшая Наибольшая Наибольшая глубина обрабатываемого паза, мм Наибольший диаметр фрезы, устанавливаемый на станке, мм Продольное перемещение фрезерной головки, мм Наибольшее Наименьшее Размеры рабочей поверхности стола, мм Ширина Длина Пределы частот вращения шпинделя, об/мин   Предел рабочих подач фрезерной головки, об/мин Продольной наименьшее наибольшее вертикальной при однопроходном цикле наименьшее наибольшее при маятниковом цикле, мм/ход наименьшее наибольшее Количество электродвигателей на станке Мощность электродвигателя главного привода, кВт Габаритные размеры; мм: длина ширина высота масса станка, кг

400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3150; 4000         0,05 0,5 2,2

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Операция 025 Шлицефрезерная

 

 

Операция 035 Круглошлифовальная

Круглошлифовальный полуавтомат для врезного и продольного шлифования, повышенной точности 3М151 / 8 /

Станок предназначен для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей

Параметры

Числовые значения

Наибольшие размеры устанавливаемой заготовки: диаметр длина Рекомендуемый наибольший диаметр шлифования: наружного Наибольшая длина шлифования: наружного Высота центров над столом Наибольшее продольное перемещение стола Угол поворота стола в о: по часовой стрелке против часовой стрелки Скорость автоматического перемещения стола (бесступенчатое регулирование), м/мин Частота вращения шпинделя заготовки с бесступенчатым регулированием, об/мин Конус Морзе шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки Наибольшие размеры шлифовального круга: наружный диаметр высота Перемещение шлифовальной бабки: наибольшее на одно деление лимба за один оборот толчковой рукоятки Частота вращения шпинделя шлифовального круга, об/мин при шлифовании наружном Скорость врезной подачи шлифовальной бабки, мм/мин Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт Габаритные размеры, мм: длина ширина высота масса, кг

0,05-5   50÷500     0,005 0,001   0,1÷4,0

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2.2.3 Выбор приспособлений

При разработке технологического процесса механической обработки детали необходимо правильно выбрать приспособление, которое должно способствовать повышению производительности труда, точности обработки, улучшению условий труда, ликвидации предварительной разметки детали и выверки ее при установке на станок.

Операция 015 ТакарнаяЧПУ

Самоцентрирующая призма(4 штуки)

Операция 020 Шпоночно - фрезерная

Приспособление:поводковый потрон для токроных работ,хамутик поводковый для токарных работ ГОСТ 9675-80

Операция 025 Шлицефрезерная

Приспособление: Кондуктор скальчатый консольный с пневматическим зажимом ГОСТ 16889-71.

Операция 035 Круглошлифовальная

Приспособление: патрон поводковый для шлифовальных работ ГОСТ 13334-67, хомутик поводковый для шлифовальных работ ГОСТ 16488-70.