Разработка технологического процесса механической обработки детали «Крышка» Тип производства: крупносерийное

Серийное производство является основным типом современного машиностроительного производства, и предприятиями этого типа выпускается 75%-80% всей продукции в стране.

Годовая программа выпуска  деталей  в среднесерийном производстве.

Крупные детали	Средние детали	Мелкие детали
300 –500 шт.	501 –1000 шт.	1001-10000 шт.

Тип производства может  быть определен по коэффициенту серийности:

К =

τ - такт выпуска; τ = , где m – количество смен,

N – годовая программа выпуска, Fq – годовой фонд времени.

T - среднее штучное время на операцию; t = , где

t -среднее штучное время на I-ой операции,

n – количество операций.

Если Кс =  от 1-2 , то массовый тип производства;

Если Кс = от 2,1 –10, то крупносерийный тип производства;

Если Кс = от 10,1 – 20, то среднесерийный тип производства;

Если Кс = от 20,1 – 40, то мелкосерийный тип производства;

Если Кс = более 40, то единичный тип производства.

Определяем такт выпуска:

τ = = 121,8мин; Fq=2030 ч., N – 1000 шт. в год.

Определяем среднее штучное  время на операцию:

t = 15,50 мин.

К = = , таким образом, из выше приведенных данных видно, что Кс =7,85 относится к интервалу от 2,1-10, что соответствует крупносерийному типу производства.

   
2.Технологическая часть

1. Анализ детали на технологичность

Одним из важнейших факторов, влияющих на характер технологических процессов, является технологичность конструкции.

Технологичность – это сумма признаков, которые обуславливают изготовление объектов производства с обеспечением задаваемого качества при наименьших затратах времени и средств. Качество – соответствие служебному назначению и техническим условиям на эксплуатацию, сборку, испытания как машин, так и отдельных деталей. 

Цель анализа – придание конструкции  сборочной единицы такого комплекса  свойств, чтобы она удовлетворяла требованиям изготовления, эксплуатации и ремонта наиболее производительным и экономичным способами при заданных условиях производства, эксплуатации и ремонта.

Форма детали является правильной геометрической, является телом вращения. Значение шероховатости поверхностей соответствует классам точности их размеров и методам обработки этих поверхностей. Деталь имеет поверхности являющиеся параллельными центральной оси. Деталь не имеет не перпендикулярных осям отверстий на входе и выходе сверла.

Для обработки детали достаточно использовать токарную и сверлильные операции. Таким образом, деталь следует считать технологичной.

 

2.2.Обоснование выбора заготовки

 

Назначение рациональных заготовок  и полуфабрикатов при изготовлении деталей являются одним из основных путей обеспечения рентабельности технологии механической обработки. Трудоемкость последней зависит от точности получаемых заготовок и степени приближения их поверхностей к конфигурации готовых изделий.

В настоящее время в практике машиностроительного производства используются разнообразные методы формообразования заготовок, отличающихся друг от друга, как технологическими возможностями, так и технико-экономическими показателями. Задача назначения методики  вида заготовки состоит в том, чтобы найти простейшую методику назначения вида заготовки, чтобы максимально снизить долю субъективности путем сравнительного анализа технико-экономических показателей рассматриваемых заготовок.

Для крупносерийного типа производства целесообразно использование заготовок различного видов проката, точные паковки, литье в оболочковые формы.

Учитывая механические свойства материала, из которого изготовлена деталь «Крышка» ВЧ 40, примем для сравнения два вида заготовок: это брусок  металла ВЧ40 и отливку, полученную методом литья в оболочковые формы.

Найдем объемы отливки:

V =(128*128*25-3,14*36²*25)+(3,14*44²*23-3,14*36²*23)=354085,0 мм³;

Найдем объем бруска:

V =43*128*128=704512,0 мм³;

Найдем объем детали:

V =(3,14*44²*6-3,14*36²*6)+(128*128*12-3,14*36²*12)+(3,14*44²*23-3,14*36²*23)-(3,14*5²*12)=202 285,2 мм³

Определяем коэффициент  использования материала:

Для отливки Ким = = 0,57  или  57%;

Для бруска Ким = =0,29 или 29%

Определим массу детали:

q=ρV =7200 ×202285,2×10 м³=1456453400×10 кг.

Определим массу заготовок:

Q =ρV =2549412000×10 кг;

Q =ρV =5072486400×10 кг.

Все выше полученные данные занесем  в таблицу:

Величины производственных затрат по видам заготовок.

Показатель	Значение показателя
Вид заготовки	Отливка	Брусок ВЧ 40
Масса заготовки, кг.	2,55	5,07
Стоимость 1 кг, в руб.(S1)	72,0	40,0
Стоимость 1 кг. Стружки, в руб.(S2)	5,0	5,0
Ким	57%	29%

 

Определяем стоимость  заготовок по обоим вариантам:

M=QS – (Q – q)×S

M1= 2,55×72 – (2,55 – 1,46)×5,0 = 178,15 руб.

М2 = 5,07×40 – (5,07 – 1,46)×5,0 = 184,75 руб.

Определяем экономический  эффект:

Э = (М1– М2)×N = (178,15 – 184,75)×1000 =  6600,0 рублей

Таким образом, делаем вывод, что если экономический эффект отрицательный, то целесообразнее выбрать  в качестве заготовки отливку, полученную методом литья в оболочковые формы, так как его себестоимость ниже себестоимости бруска из ВЧ 40.

 

 

2.3.Определение маршрута  механической обработки детали  и назначение технологических баз.

 

№ п/п	Операция	Оборудование	Станочное приспособление
005	Токарно-винторезная	Токарно-винторезный 16К20	Трехкулачковый самоцентрирующий патрон ГОСТ 2675-80
	0 переход – установить. Снять
	1 переход – подрезать торец в размер L41
	2 переход – точить Ø88Н14(+-0,015), выдерживая размер 6+-IT14/2
	3 переход- точить Ø84Н14
010	Сверлильная	Вертикально-сверлильный 2М112	Кондуктор
	0 переход - установить. Снять
	1 переход – установить кондуктор на деталь
	2 переход – закрепить на детали струбциной
	3 переход – сверлить 4 отв. Ø10, выдерживая размер 90
015	Слесарная	Верстак слесарный 68М6 – 156

 

Назначение технологических баз.

Базами называются исходные поверхности, линии или точки, определяющие положение заготовки (детали) в процессе ее обработки. Или готовые детали в собранной машине. Базы бывают конструкторские, технологические, измерительные. При составлении технологического процесса необходимо стремиться к совпадению расположения всех этих баз. Существует три вида базирования детали:

1. установка детали с ее выверкой положения непосредственно на станке;
2. установка детали по разметке;
3. установка детали в приспособление на станке, которое обеспечивает высокую точность размеров, высокую производительность, использование рабочих низкой квалификации.

Технологическая база –  база, используемая при обработке на станках, относительно которых ориентируются ее поверхности, обрабатываемые при данной установке. На токарной операции  базой служит 3-х кулачковый патрон.

От этой базы производится обработка максимального количества поверхностей детали, и обеспечивается обработка базовой и рабочей поверхности за один установ, что позволяет добиться требуемых параметров по соосности и перпендикулярности.

Второй базой, обеспечивающей возможность дальнейшей обработки без нарушения целостности детали, является кондуктор, который обеспечивает базирование детали в сверлильном станке.

 

2.4. Выбор и назначение режущего  инструмента.

Одновременно с выбором станка и приспособления для каждой операции выбирается необходимый режущий инструмент, обеспечивающий достижение наибольшей производительности, требуемых точности и класса шероховатости обрабатываемой поверхности.

Применение того или иного типа инструмента зависит от следующих  основных факторов: вида станка, метода обработки, материала обрабатываемой детали, ее размера и конфигурации, требуемых точности и класса шероховатости обработки, вида производства.

В настоящее время для производства режущих инструментов широко используются твердые сплавы. Они состоят из карбидов вольфрама, титана, тантала, сцементированных небольшим количеством кобальта. Карбиды вольфрама, титана и тантала обладают высокой твердостью, износостойкостью и теплостойкостью. Инструменты, оснащенные твердым сплавом, хорошо сопротивляются истиранию сходящей стружкой и материалом заготовки и не теряют своих -режущих свойств при температуре нагрева до 750—1100* С.

Для ВЧ 40 ГОСТ 7293-85 из которой изготавливается деталь «Крышка» в качестве режущего инструмента рекомендуется применять твердые сплавы (ВК8,ВК6), это однокарбидные сплавы, которые состоят из зерен карбида вольфрама, сцементированных кобальтом. В марке сплавов цифра показывает процентное содержание кобальта. Например, сплав ВК8 содержит в своем составе 92% карбида вольфрама и 8% кобальта.

 

2.5. Назначение и расчет режимов резания.

 

Операция  005 «Токарно-винтарезная».  [2]

Токарно-винтарезный 16К20

Приспособление: патрон трех кулачковый ГОСТ 2675-80

Переход 2 «Точить Ø88Н14(+-0,015)».

Резец проходной прямой ВК8 ГОСТ 18878-73.

Глубина резания t=3, D=88, L= 6, i=2.

Подача: S=0,3 мм/об.

Скорость резания м/мин:

V = ;

По таблице 39 назначаем коэффициенты:

Сv = 420

x = 0,15

y = 0,35

m = 0,2

По таблице 40 назначаем период стойкости: Т = 45 мин.

Кv = Kmv×Knv×Kuv;

По таблице 1 – 4:  Kmv = (750/σв) ; σв = 460 Мпа

По таблице 2:       K = 1,0; n = 1,0

по  таблице 5:       Knv = 0,9  Kmv=1,0(750/460) = 1,63

по таблице 6:        Kuv = 0,3

Kv = 1,63×0,9×0,3 = 0,44;

V =

=

Сила резания:

Главная составляющая силы резания  при фрезеровании – окружная сила:

Pz =

;

Где для Pz: = 200, х = 1, у = 0,75, К =1,0; К =1,08; К =1,0; К =1,0

К =1,0×1,08×1,0×1,0=1,08

Р =10×200×1 ×0,3 ×1,08=885,6 Н

Для Р : : = 125, х = 0,9, у = 0,75, К =1,0; К =0,44; К =1,0; К =0,75

К =1,0×0,44×1,0×0,75=0,33

Р =10×125×1 ×0,3 ×0,33=169,1 Н

Для Р : : = 67, х = 1,2, у = 0,65, К =1,0; К =1,82; К =1,0; К =1,07

К =1,0×1,82××1,0×1,07=2,89

Р =10×67×1 ×0,3 ×2,89=891 Н

Для определения мощности берем  силу Р =885,6 Н.

Частота вращения шпинделя:

n= мин ;

По паспорту станка принимает nф = 420 мин ;

Действительная скорость главного движения:

Vф = м/мин

Мощность резания:

Nрез =

N

Таким образом, Nрез < Nшп, значит обработка возможна.

То = [(3+6)/420×0,3]×2=0,14 мин.

Тв = 0,08 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Назначение режимов резания и основного времени [4,5]

 

Операция  005. «Токарно-винторезная».

Станок: токарно-винтарезный 16К20

Приспособление: трехкулачковый самоцентрирующий патрон ГОСТ 2675-80.

Заготовка: отливка Сталь ВЧ40 ГОСТ 7293-85.

Переход 1 «Подрезать торец в размер L41».

Резец проходной упорный ВК8 ГОСТ 18879-73

Глубина резания t=3, D=41, L=28, i=2. 

По карте 1[4] находим величину подачи: S=0,4 мм/об.

По карте 6 [4] назначаем скорость резания: V=64 м/мин.

Определяем частоту шпинделя: n=1000V/πD=1000×64/3,14×41= 497 мин ;

По паспорту станка принимаем n = 490 мин ;

Т =[(3+28)/490×0,4]×2 = 0,32 мин.

Тв = 0,08 мин

Переход 3 «Точить Ø84Н14».

Резец проходной прямой ВК8 ГОСТ 18878-73.

Глубина резания t=1, D=84, L= 3, i=1.

По карте 1[4] находим величину подачи: S=0,1 мм/об.

По карте 6 [4] назначаем скорость резания: V=145 м/мин.

Определяем частоту шпинделя: n=1000V/πD=1000×145/3,14×84= 551 мин ;

По паспорту станка принимаем n = 520 мин ;

Т =[(1+3)/520×0,1]×1 = 0,08 мин.

Тв = 0,08 мин.

Операция  010. «Сверлильная».

Станок: Вертикально-сверлильный 2М112

Приспособление: кондуктор.

Переход 3 «сверлить 4 отв. Ø10, выдерживая р-р 90».

Сверло Ø10 спиральное Р18 с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 10902-77.

Приспособление: кондуктор.

D =10; L = 12; t =5; i=4.

По карте 1[4] находим величину подачи: S=0,2 мм/об.

По карте 6 [4] назначаем скорость резания: V=36 м/мин.

Определяем частоту шпинделя: n=1000V/πD=1000×36/3,14×10= 1147 мин ;

По паспорту станка принимаем n = 1000 мин ;