Технологический процесс механической обработки деталей машин

Министерство  транспорта РФ

Сибирский государственный  университет путей сообщения

 

 

Кафедра «Технология транспортного машиностроения

и эксплуатация машин»

Технологический процесс механической обработки  деталей машин

 

Курсовой проект по дисциплине:

«Технология машиностроения и ремонт

подъёмно-транспортных строительных дорожных машин»

МА411.10.00.00.00ПЗ

 

 

 

Руководитель:                                                                        Разработал:                                              

доцент  Ильиных А.С.                                                  ст. гр. МА-411  Плетеневский      

___________                                                                            ___________

    (подпись)                                                                                                   (подпись)

___________                                                                            ___________

        (дата)                                                                                                         (дата)

 

Краткая рецензия:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

(запись о допуске  к защите и подпись преподавателя)

 

______________________________________________________________________

(оценка по результатам  защиты и подпись преподавателя)

 

2011

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. Описание детали
2. Определение типа производства
3. Выбор и обоснование метода получения заготовки
4. Разработка маршрута технологического процесса
5. Определение припусков на механическую обработку
6. Выбор технологического оборудования
7. Выбор и описание режущего инструмента
8. Выбор и описание измерительных средств
9. Расчёт режимов резания
10. Расчёт норм времени на механическую обработку заготовки

  Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание детали.

   Проектируемый технологический процесс должен обеспечить выполнение требований рабочего чертежа и технических условий с минимальными затратами труда и издержками производства при наиболее полном использовании технических возможностей и средств производства, наименьшей затраты времени и труда, а также себестоимости изделий.

   Отличительной технологической задачей является обеспечение концентричности наружных поверхностей с отверстием и перпендикулярности торцов к оси отверстия.

   В большинстве  случаев особые требования к  точности формы поверхностей не предъявляются, т. е. погрешность формы не должна превышать определенной части поля допуска на размер.

   Рассматриваемая  деталь является колесом с наружным диаметром 440h16, с основным внутренним отверстием диаметром 95H8, и четырьмя отверстиями диаметром 50 . Колесо изготавливается из сталь марки Сталь ХГН ГОСТ 14959-79, серийного производства.

 

2. Определение типа производства.

      Тип  производства определяется программой выпуска, техническими и экономическими условиями осуществления технологического процесса. При массовом производстве за большинством рабочих мест закреплена одна операция, при серийном - несколько периодически повторяющихся операций. При единичном производстве выпускают изделия широкой номенклатуры в малых количествах или индивидуально.

      Целью настоящего  проекта является разработка  технологического процесса для серийного производства.

 

3. Выбор и обоснование метода получения заготовки.

    Вид заготовки и способ ее получения зависит от конструкции детали, материала, масштаба выпуска. Заготовки деталей машин могут изготавливаться литьем, прокаткой, листовой и объемной штамповкой, сваркой, а также комбинированными способами. Для получения заготовок при серийном производстве используют точные методы литья, штамповку, холодное вдавливание. В данном случае заготовка получена штамповкой, тем самым повышая точность заготовки, снижая трудоемкость механической обработки и расход материала. При  этом стоимость заготовки увеличивается.

Ориентировочная величина расчётной массы поковки М_п.р.:

М_п.р.= М_д∙К_р

где М_п.р.- расчётная масса поковки, кг;

      М_д- масса детали, кг,

      К_р- расчётный коэффициент, (К_р= 1.5-1.8) [1].

 

М_д= V_д∙ γ;

где V_д- объём детали, (V_д=0,019 м³, см. рис. 1);

      γ – плотность материала, (γ = 7740 кг/м³);

 

 

 

Рис. 1: Расчет объёма детали.

 

V_д= V1 - V2 - V3 – V4 –V5 –V6  = 12460407∙10^-9 м³;

М_д= 12460407 ∙ 10^-9 ∙ 7740 =96.4 кг,

М_п.р = 96.4∙1,6 = 154.24 кг.

   Исходный индекс для последующего  назначения основных припусков  и допускаемых отклонений определяется в зависимости от:

Массы –154.24 кг;

марки стали – Сталь ХГН ГОСТ 14959-79;

степень сложности [1] – С4;

класса точности поковки [1] – Т4:

Исходный индекс – 12.

   Припуск на механическую  обработку включает основной, а  также дополнительные припуски, учитывающие отклонения формы поковки, величину припусков следует назначать на одну сторону номинального размера поковки. Основной припуск на механическую обработку поковок в зависимости от исходного индекса равен: 3,6.

   Дополнительный припуск,  учитывающий смещения поковки,  изогнутость, отклонения от плоскостности и прямолинейности, межцентрового и межосевого расстояний, угловых размеров, определяются исходя из формы поковки и технологии её изготовления, а также в соответствии с рекомендациями:

- отклонения межосевого расстояния 0,1…0,3 мм;

- допускаемые отклонения радиальному биению 0,2…0,6;

- величина смещения по поверхности  разъёма штамповки 0,1…0,2;

- минимальная величина радиусов  закруглений наружных углов поковок  4,0:

   Допуски и допускаемые  отклонения линейных размеров  поковок назначается в зависимости от исходного индекса и размеров поковки: .

   Допуск радиусов закруглений внутренних и наружных углов поковок [1]: 2,0.

   Допускаемое наибольшее  отклонение от концентричности пробитого в поковке отверстия устанавливается в приделах 0,4…0,8.

 

3.1. Порядок расчёта технико-экономических показателей

   Произвести технико-экономический расчёт 2-х вариантов изготовления заготовки: методом горячей объёмной штамповки и из проката.

3.1.1 Заготовка из проката

   За основу расчёта промежуточных  припусков принимаем наружный  диаметр детали мм.   

   По расчётным данным заготовки  выбран необходимый размер горячекатаного проката обычной точности по ГОСТ 2590-88 «Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент»: Диаметр проката 420 мм; Круг 420-В-ГОСТ2590-88.

Масса заготовки:

G_З = γ ∙ V;

где V – объём заготовки, см³ (V = ).

G = 7740 ∙ 23236050∙10^-9  = 179,8 кг

   Число заготовок, исходя из принятой длинны поката по стандартам, определяем по формуле:

Из проката длинной 4 м:

где l_заж.- минимальная длина опорного (зажимного) конца [1], мм (l_заж=25мм),

      L_пр – длина выбранного проката, мм,

      l_р – ширина резца [1],  (l_р=7мм),

      L_з – длина заготовки, мм,

      l_о.т.- длина торцевого обрезка проката, мм:

l_о.т.= (0,3…0,5)∙а;

где а – диаметр круга, (а = 440мм)

l_о.т.= 0,3∙440 = 132мм

Получаем 23 заготовки из данной длинны проката.

Из проката 7 м:

Получаем 42 заготовок из проката 7 м.

Остаток длинны определяют в зависимости  от принятой длинны проката:

Из проката длинной 4 м:

                                         

Потери материала на некратность, %:

   Из проката длиной 7м:

                                         

                                         

   Из расчета на некратность  следует, что прокат длиной 7м для изготовления заготовок более экономичен. Потери материала на зажим при отрезке по отношению к длине проката составляет:

   Потери материала на длину торцевого обрезка проката в процентном отношении к длине проката составляет:

Общие потери (%) к длине выбранного проката:

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических потерь:

Коэффициент использования материала:

где G_д – масса детали, кг; 

Стоимость заготовки  из проката:

где С_м- стоимость 1т материала (С_м=15000 руб.);

       С_отх- стоимость 1т отходов (С_отх=3700руб).

 

3.1.2 Заготовка изготовлена методом горячей объёмной штамповки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).

;

   

;

 

;

;

.

Допуски на размеры штампованной заготовки [1]:

Ø445 ; Ø91 ; 156 ; 31 ; 47 :

Масса изготавливаемой заготовки:

где V_зш- объем штампованной заготовки, см³ (см. рис 2.):

Рис. 2: Расчёт объёма заготовки.

 

 

 

 

 

 Расчёт объёма производится с учётом плюсовых допусков:

V_д= V1 - V2  = 19588014,7∙10^-9 м³;

 

G_зш =  7740∙ 19588014,7 ∙ 10^-9 = 151,6 кг.

   Принимаем неизбежные технологические потери (угар, облом и т.д.) при горячей объемной штамповке равными П_ш=10%, определим расходы материала на одну деталь:

 

                                                 

Коэффициент использования материала  на штамповочную заготовку:

 

Стоимость штамповочной заготовки:

;

   Годовая экономия материала от выбранного варианта изготовления заготовки:

где ;

      

        _{N – Годовой объём выпуска деталей [1], шт. (N = 10000 шт.);}                                          

кг.

 

   Технико-экономический расчет показывает, что получение заготовки методом горячей объемной штамповки на горизонтально-ковочной машине, более экономично по использованию материала, чем изготовление ее из проката. Принимаем изготовление детали из заготовки, полученной методом штамповки.

 

 

 

 

4. Разработка  маршрута технологического процесса 

механической  обработки.

   Маршрут обработки выбирают в зависимости от вида заготовки, ее массы и формы, требуемой точности и чистоты обработки. Если точность заготовки не высока, то обработку начинают с черновой по заданному классу точности и шероховатости поверхности выбирают один или несколько методов окончательной обработки (см. Таблицу 1.).

Таблица 1. Технологическая схема изготовления деталей класса колесо

Номер операции	Наименование и краткое  содержание операции, технологические  базы	Станок
00	Заготовительная (ГКМ)
005	Токарная. Точение поверхности наружного контура 7. Подрезание торца 3. Технологическая база – отверстие колеса.	ЧПУ РТ-706
010	Токарная. Точение поверхностей контура торцевого, зенкерование (растачивание) базового отверстия 4. Технологическая база –  наружный диаметр колеса и торец после оттачивания на первой операции.	ЧПУ РТ-706
015	Вертикально–сверлильная. Сверлим четыре  отверстие 2, на глубину 30 мм. Технологическая база –  торцы колеса.	2Р135
020	Протяжная. Протягивание базового отверстия 4 и отверсий 2. Технологическая база – торец ступици колеса.	Протяжной 7Б56
025	Токарная. Точение поверхности 6. Технологическая база –  отверстие и торец ступицы.	ЧПУ РТ-706
030	Промежуточный контроль
035	Токарная. Точение выемки под рельс 1. Технологическая база –  отверстие и торец ступицы.	ЧПУ РТ-706
040	Токарная. Подрезание торцов 3. Точение фасок у поверхностей 4 и 6. Технологическая база –  внутренний диаметр.	ЧПУ РТ-706
045	Зачистная. Зачистка заусенцев  и мойка.	Автомат для зачистки и мойки
050	Шлифовальная Внутришлифовальная предворительная. Шлифование поверхности 6 и 4 (см. операцию 005).	Внутришли-фовальный  полуавтомат (3А252)
055	Шлифовальная Внутришлифовальная чистовая. Шлифование поверхности 2 (см. операцию 015).	Внутришли-фовальный  полуавтомат (3А252)
060	Шлифовальная Внутришлифовальная чистовая. Шлифование поверхностей 6 и 4.	Внутришли-фовальный  полуавтомат (3А252)
065	Контрольная.  Промежуточный контроль.
070	Термическая обработка. НВ = 300…360.
075	Моечная. Мойка детали.	Моечный агрегат
080	Контрольная. Окончательный контроль