Разработка технологического процесса механической обработки детали «Крышка»

 

[10, с.4].

Так как масса заданной детали равна 0,4 кг при годовом объеме выпуска деталей 15000 штук, то, исходя из таблицы 3.1, можно сделать вывод, что данный тип производства относится к среднесерийному типу.

 

Количество  деталей в партии можно определить из выражения:

 

,

где   n – количество деталей в партии, шт.; N – количество деталей по годовой программе, шт.; t – число дней, на которое необходимо иметь запас деталей на складе (3-10 дней); F – число рабочих дней в году.

,

[3, с.21].

 

 

_{n = 19}

 

 

 

4. Выбор метода и способа получения заготовки

Способ  получения заготовки определяется [3, с.25], прежде всего,

материалом, из которого изготавливается заготовка, и конфигурацией детали: материал льется или штампуется, можно ли прошить отверстие такого диаметра и такой глубины и т.п. Обязательно учитывается тип производства, т.к. с повышением серийности становится возможным получать более точные и сложные заготовки, обеспечивая и большую экономию металла.

Всего в машиностроении используются четыре вида заготовок:

1) заготовки, полученные из сортового  проката; 

2) заготовки, полученные давлением  (поковки, штамповки);

3) заготовки, полученные литьем (отливки);

4) заготовки, получаемые сваркой  частей, получаемых из проката,  отлитых или штампованных

Заготовками для деталей класса «крышка» наиболее часто служит либо литьём, либо штамповка. Штамповка применяется для изготовления средних и крупных валов сложной конфигурации, с большим перепадом диаметров, а также при специальных требованиях к структуре металла и при достаточно больших объемах выпуска. Выбираем – штамповку.

Масса заготовки рассчитывается по формуле:

m_{заг .} =  V_заг. * ρ,

где V_заг – объем заготовки, ρ - плотность стали 20 

  ρ=7740 (кг/м³);

V_заг. = πr² * L

V_заг.. = 3.14 * 0,072² * 0,05 = 0,00026 (м³);

m_{заг .} =  V_заг. * ρ= 0,00026 * 7740 = 2,01 (кг).

 

 

 

 

Коэффициент использования материала рассчитывается по формуле:

К_им = М_дет/М_заг;

где m_дет - объем детали, м_заг – объем заготовки;

К_им = 0,4/1,62 = 0,25

    Изделие не является технологичным, т. к. К_и.м. < 0,64.

 

Исходя  из конфигураций заготовки определяем:

• Группа стали – М1;
• Класс точности – Т4.

На  основании исходных данных определяем допуски и припуски и составляем таблицу.

Размер детали, мм	Допуск, мм	Припуск, мм	Размер заготовки,мм
Ø 140	+0,8 -0,4	3*2	Ø 146
Ø 72	+0,7 -0,3	1,5*2	Ø 75
Ø 48	+0,7 -0,3	1,5*2	Ø 45
48	+0,7 -0,3	1	49
15	+0,6 -0,3	0,8	15,8

 

В качестве заготовки для детали «Крышка» используется штамповка.

Данный вид  заготовки является наиболее экономически выгодным по ряду причин. Дело в том, что заготовка данной конфигурации не может быть получена методом проката  из-за сложной формы внешних и  внутренних поверхностей. Еще одним  из вариантов получения заготовки  для дел=тали «крышка» является метод отливки, но для этого необходимо увеличивать припуски на механическую обработку. Такая необходимость вызвана тем, что у отливок присутствуют значительные термические деформации, в следствии ее остывания в форме, а так же различные посторонние включения на поверхности заготовки, которые снижают качество структуры металла на поверхности. Далее стоит отметить, что внутри объема металла так же возникают значительные внутренние напряжения, вызванные термическими деформациями, что может привести к появлению трещин, что повышает вероятность поломки детали.

Из вышесказанного следует, что  заготовка в виде штамповки является экономически более выгодной, более  технологической.

 

 

 

 

5. Анализ конструкции детали на технологичность

Вопрос технологичности  конструкции является одним из самых  актуальных вопросов, т.к. низкая технологичность, как правило, ведет к удорожанию продукции за счет высокой трудоемкости изготовления, повышает металлоемкость изделия, требует применения специального инструмента и оснастки. Поэтому  технологический анализ, как на производстве, так и в курсовой работе - один из важнейших этапов технологической  разработки. Цель такого анализа - выявление  недостатков конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических  требованиях, а также возможное  улучшение технологичности рассматриваемой  конструкции.

Анализ технологичности конструкции  детали [3, с.10] производится с целью повышения производительности труда, снижения затрат и сокращение времени на технологическую подготовку производства. Конструкция изделия может быть названа технологичной, если она обеспечивает простое и экономичное изготовление изделия и отвечает следующим основным требованиям:

1. При конструировании изделий используются простые геометрические формы, позволяющие применять высокопроизводительные методы производства. Предусмотрена удобная и надежная технологичная база в процессе обработки
2. Конфигурация детали и ее материал позволяет применять наиболее прогрессивные заготовки, сокращающие объем механической обработки (точное кокильное литье, объемная штамповка, холодная штамповка различных видов и т.п.)
3. Использованы стандартизация и унификация элементов детали.

 

 

 

 

 

4. Предусмотрена возможность удобного подвода жесткого высокопроизводительного  инструмента к зоне обработки детали можно обрабатывать поверхности проходными резцами.
5. Деталь не имеет венцов , что позволяет экономически использовать материал.
6. Заменить крышку на  гладкую  не возможно, т.к. деталь теряет свои функциональные назначения.

Основные задачи, решаемые при анализе, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали

высокопроизводительными методами, снижению себестоимости ее изготовления без  ущерба для ее служебного назначения.

Наша деталь отвечает всем вышеперечисленным  требованиям, и поэтому можно  сделать вывод, что деталь является достаточно технологичной, состоит из унифицированных элементов, можно применять стандартный режущий и мерительный инструмент, закреплять в стандартные приспособления. Использование материала приемлемо при использовании штамповки в качестве заготовки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Маршрутное описание техпроцесса

                                          Таблица 6.1

Маршрутное  описание.

Операция	Наименование и краткое содержание	Технологическая база	Оборудование
000	Заготовительная Штамповать деталь		ГКМ
005	Входной контроль		Штангенциркуль
010	Токарная. Точить поверхность вывдерживая размеры Æ 47	Цилиндрическая поверхность диаметром Æ45,торец	Токарный станок с 1К62
015	Токарная. Точить поверхность выдерживая размеры Æ 72, 23,48,140,15	Цилиндрическая поверхность диаметром Æ 47	Токарный станок с ЧПУ 1К62Ф3
020	Сверлильная в 2 установа. А. Сверлить 4-е отверстия выдерживая размер Æ 10 Б. Зенковать 4-е отверстия выдерживая размеры Æ 18,3	Цилиндрическая поверхность диаметром  Æ72	Сверлильно-фрезерно-расточный с ЧПУ 2Р135Ф2
025	Токарная. Точить поверхность выдерживая размеры  Æ64 и резьбу 10,5;3;5;3,5;6 угол 18о55	Цилиндрическая поверхность диаметром Æ72 и торец	Токарный станок с ЧПУ 1К62Ф3
030	Контрольная Контролировать резьбу.		Шаблон

 

 

 

 

 

 

7.Расчеты  режимов резанья

010 Операция Токарная. Расточить отверстие Æ 47 [3,с.92]

Длину рабочего хода определяем по формуле:

L_р.х. = L_рез + y + L_доп.,мм

где L_рез  - длина резания, мм;

        y      - длина подвода врезания и перебега инструмента, мм;

        L_доп. - дополнительная длина хода связанная с особенностями конструкции детали, мм.

L_р.х. = 51мм

Величину  подачи принимаем S=0.15 мм/об.

V_таб = 225 м/мин - табличное значение скорости резания;

Определим число  оборотов шпинделя станка.

n = 1000V/ПD

n = 1000*225/3.14*47 = 1520 об/мин

n нор = 1600 об/мин

Корректируем  скорость резанья 

V = 3,14*47*1600/1000 = 236800/1000 = 236,8 м/мин

Основное  машинное время определим по формуле:

t_м = L_р.х. / (n * S), мин

где L_р.х. = 51 - длина рабочего хода, мм.

t_м = 51 / 1600 * 0.15  = 0.22 мин

 

Определяем  основное технологическое время:

T_o = l_р.х. / (n * S) * i , мин

   где l_р.х. - длина рабочего хода резца, мм;

         i - количество проходов, шт.

 

 

Т_о = 51 / (1600 * 0.15) * 2 = 0.11 мин

Режимы резания на остальные  операции рассчитываем аналогично и результаты заносим в таблицу

  Таблица 7.1. Расчет режимов резания.

Операция	t мм	i шт	S мм/об	n об/мин	V м/мин
Токарная с ЧПУ	1.5	1	0.25	1250	245
Сверлильная с ЧПУ	5,3	1	0.45	546	24
Токарная с ЧПУ	1,6	1	0,25	1600	230

 

Расчёт технического нормирования

Исходные данные: деталь «Крышка». Длина обрабатываемой поверхности 49 мм, диаметр 47. Заготовка – «штамповка» из стали 20Х13Л. Обработка производится на токарном станке модели 1К62Ф3 с ЧПУ. Приспособление –   3-х кулачковый патрон.

1. Основное время 

 51/1250*0.25 = 0.16 мин.

l_р.х = 51 мм – длина рабочего хода инструмента (по чертежу).

n = 1250 об/мин - частота вращения (по расчету режимов резания).

S_об = 0,25 мм/об  - подача на оборот (по расчету режимов резания).

2. Вспомогательное время

Т_всп1 = 0,09 мин

3. Нормирование операции:
4. Основное время 

Т_осн = 0,3 мин.

5. Вспомогательное время

Т_уст.оп = 0,35 мин

Т_всп = 0,35 + 0,04 = 0,39мин

6. Оперативное время

Т_опер. = 0,407 + 0,39= 0,797 мин

7. Время на обслуживание рабочего места 

Т_обс = 4 –6 % Т_опер

Т_обс. = 0,05 · 0,797 = 0,039 мин

8. Время на отдых

Т_отд = 4 % Т_опер

Т_отд. = 0,03 мин

9. Штучное время

Т_шт = Т_о + Т_всп + Т_обс + Т_отд

Т_шт = 0,407 + 0,39 + 0,039 +0,03 = 0,866 мин.

  Расчет остальных норм  времени ведем аналогично и результаты заносим в таблицу [3, с.101].

 

Таблица 5.3.1. Нормы времени.

Операция	То	Тв	Тшт	Тп.з.	Тш.к.
	мин	мин	мин	мин	мин
Токарная	1.2	0.28	0.68	45	1.13
Токарная с ЧПУ	1.12	0.26	1.98	45	1.43
Сверлильная	1.5	0.4	0.75	16	1.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В результате выполнения курсовой работы по технологии машиностроения был разработан технологический  процесс механической обработки  детали «Крышка», который включает в себя  операции токарной обработки, сверления.  На наиболее точную поверхность  осуществлен расчет межоперационных  припусков результатом чего стало  проектирования заготовки. На операции механической обработки определил режимы резания. Проведено технологическое нормирование операций механической обработки.