Технологический процесс механической обработкис годовой программой 1600 штук

В зависимости от объема выпуска изделий выбирают станки по степени специализации и высокой производительности, а также станки с числовым программным управлением (ЧПУ).

Выбор каждого вида станка обязательно должен быть экономически обоснованным. При заданном объеме выпуска изделий необходимо принимать ту модель станка, которая обеспечивает наименьшие материальные затраты, а также себестоимость обработки заготовки.

При выборе станочного оборудования учитываются следующие факторы:

1) характер производства;

2) методы достижения заданной точности при обработке;

3) необходимую сменную (или часовую) производительность;

4) соответствие станка размерам детали;

5) мощность станка;

6) удобство управления и обслуживания станка;

7) габаритные размеры и стоимость станка;

8) возможность оснащения станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации;

9)кинематические данные станка (подачи, частота вращения и т.д.).

В базовом процессе используется токарный станок 16К20, который необходим для выполнения различных токарных и резьбонарезных работ, скоростного резания «серых», закаленных, а также трудно разрабатываемых материалов (нержавеющих и жаропрочных сталей) в условиях единичного и серийного производства. Назначение станка — наружное и внутреннее точение, нарезание правой и левой метрической, дюймовой, модульной резьб, одно- и многозаходных резьб с нормальным и увеличенным шагом, торцовой резьбы. Станок обеспечивает наиболее полное использование стойкостных возможностей инструментов, оснащенных твердым сплавом, минеральной керамикой, алмазом или эльбором [1].

Станок применяется  в единичном и мелкосерийном  производстве. На рис. 1 показан общий  вид токарно-винторезного станка. Станина 1, установленная на передней 2 и задней 8 тумбах, несет на себе все остальные узлы станка. Слева на станине размещена передняя бабка 4. В ней имеется коробка скоростей со шпинделем 5, на переднем конце которого закрепляется патрон. Справа установлена задняя бабка 6. Ее можно перемещать вдоль направляющих станины и закреплять в зависимости от длины обрабатываемой детали на требуемом расстоянии от передней бабки. Режущий инструмент закрепляют в резцедержателе суппорта 7.

Рис. 1. Токарно-винторезный  станок модели 16К20

Продольная и поперечная подачи суппорта осуществляются с помощью механизмов, расположенных в фартуке 11 и получающих вращение от ходового вала 9 или ходового винта 10. Первый используется при точении, второй — при нарезании резьбы. Величину подачи суппорта устанавливают настройкой коробки подач 3. В нижней части станины имеется корыто 12, куда собирается стружка и стекает охлаждающая жидкость.

Данная модель станка характеризуется следующими качествами управления: управление всеми рабочими и вспомогательными операциями централизованно, все рукоятки размещены удобно для токаря, рабочими и ускоренными перемещениями суппорта (продольными и поперечными) управляют одной рукояткой.

Данный станок используется для большинства операций, производимых над заготовкой, для получения  готовой детали. В таблице 8 представлена техническая характеристика токарно-винторезного станка 16К20.

Техническая характеристика токарного станка 16К20                 Таблица 6

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки мм:
над станиной	400
над поперечными салазками суппорта	220
Расстояние между центрами (РМЦ)	710,1000,1400,2000
Число частот вращения шпинделя	24
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	12,5-1900
Пределы подач, мм/об
продольных	0,05-2,8
поперечных	0,0025-1,4
Шаги нарезаемых резьб:
метрической	0,5-112
Дюймовой, число ниток на 1 ‘’	56-0,5
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	10
Габаритные размеры станка	2470
длина	3160
высота	1470
ширина	1195
Масса станка, кг	2835

 

На основе данного  станка 16К20, как базовой модели, выпускается  ряд модификаций, одной из которых является станок модели 16К20ФЗ с ЧПУ.

В проектируемом процессе принимаем решение  в пользу использования  станков с ЧПУ, которые имеют  очевидное преимущество по сравнению  с универсальными станками. Эти преимущества заключаются в следующем:

- в повышении точности  обработки заготовок;

-в сокращении или  полной ликвидации слесарно-притирочных  работ;

-в простоте наладки;

-в уменьшении показателей  брака по вине рабочего.

Применение станков  с численными программами управления также снижает долю тяжелого труда и делает менее острой нехватку рабочей силы. Приспособления, используемые на таком оборудовании, имеют ряд преимуществ перед используемыми на универсальных станках, так как они не портят поверхности зажимаемой детали и обеспечивают более высокую точность центрирования.

В разрабатываемом процессе эффективным средством автоматизации  является замена универсального токарного станка модели 16К20 на станок с ЧПУ модели 16К20ФЗ. Хотя стоимость таких станков в несколько раз превышает стоимость обычных универсальных станков, при их максимальном использовании будет достигнут желаемый уровень производства.

На токарном станке модели 16К20ФЗ применяются сборные резцы  с механическим креплением многогранных пластин из твердого сплава. Использование именно таких резцов повышает стойкость на 25-30% по сравнению с напайными резцами, исключает заточку инструмента. 

 

Техническая характеристика токарного станка 16К20ФЗ           Таблица 7

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки мм:
над станиной	400
над поперечными салазками суппорта	220
Расстояние между центрами (РМЦ)	1000
Число частот вращения шпинделя	22
Пределы частот вращения шпинделя, об/мин	12,5-2000
Пределы подач, мм/об
продольных	3-1200
поперечных	1,5-600-1,4
Шаги нарезаемых резьб:	0,01-10
Количество инструментов	6
Мощность электродвигателя главного привода, кВт	9
Габаритные размеры станка, мм	3360х1710х1750
Наибольшее перемещение суппорта, мм
продольное	900
поперечное	250
Масса станка, кг	4000
Дискретность отчета по осям координат, мм.
продольной	0,01
поперечной	0,005
Скорости ускоренных перемещений ,мм/мин:
продольных	4800
поперечных	2400

 

Выбор приспособлений. Приспособления это вспомогательные сменные устройства, устанавливаемые на станках и предназначенные для повышения производительности и точности обработки, расширения технологических возможностей станка и облегчения условий работы станочника.

Приспособления для токарных станков по назначению можно разделить на три группы: приспособления для закрепления обрабатываемых заготовок; вспомогательный инструмент для закрепления режущего инструмента 
(резцедержатель);приспособления, расширяющие технологические возможности станков, то есть позволяющие производить не свойственные этим станкам работы (фрезерование, одновременное сверление нескольких отверстий).

По степени специализации  приспособления подразделяются на универсальные, специализированные и специальные.

Универсальные приспособления применяют для закрепления заготовок, размеры которых в значительной степени различаются между собой. Такие приспособления используют в серийном производстве, поэтому в качестве приспособления выбран трехкулачковый патрон. Трехкулачковый самоцентрирующий патрон имеет три кулачка, которые одновременно сходятся к центру или расходятся и поэтому обеспечивают точное центрирование заготовки (совпадение оси заготовки с осью вращения винта), то есть ее базирование по наружной поверхности.

Выбор инструмента. Для токарной обработки применяют разнообразные резцы. В зависимости от направления движения подачи различают левые и правые резцы. По форме и расположению головки относительно стержня резцы могут быть прямые, отогнутые и оттянутые. По назначению различают проходные, упорные, подрезные, прорезные, отрезные, фасонные резцы.

Для обработки наружных цилиндрических поверхностей рассматриваемой  заготовки используются проходные  резцы; для обработки плоских  торцевых поверхностей – торцевые резцы. Для получения отверстий различных диаметров используют сверла, рабочая поверхность которых изготавливается из инструментальной стали, а шейка и хвостик из конструкционной стали; обе части соединяются сваркой.

На токарных станках с ЧПУ с автоматической сменой инструментальных блоков, состоящих из режущего и вспомогательного инструмента, применяют инструментальную оснастку, основой которой служит универсальная унифицированная подсистема вспомогательного инструмента, предназначенного для станков различных моделей.

При обработке детали в качестве контрольных средств  используются универсальные инструменты: линейка, индикатор, штангенциркуль, микрометр. Они предназначены для измерения наружных и внутренних размеров и других линейных параметров деталей.

 

                             

1.8. Разработка карты технологического маршрута обработки детали. Расчет технологической себестоимости на одну из операций.

Разработка карты технологического маршрута обработки  оси является основой курсового проекта. От правильности и полноты разработки маршрутного технологического процесса во многом зависят организация производства и дальнейшие технико-экономические расчеты.

Прежде всего, в технологической  части проекта необходимо выделить все операции, в которых применяется  станочное оборудование, быстродействующее приспособление, специальный режущий и измерительный инструмент.

Исходные данные для  разработки маршрутной технологии: чертеж детали с техническими требованиями, чертеж заготовки с техническими условиями, ранее установленный тип производства, ранее проведенная отработка технологичности конструкции детали.

В технологической части  курсового проекта необходимо дать анализ и обоснование разрабатываемого технологического процесса. Прежде всего, необходимо выделить все операции, в которых применяется прогрессивное станочное оборудование, быстродействующее приспособление, специальный режущий и измерительный инструмент. Характер технологического процесса определяется среднесерийным типом производства и условиями проектирования, указанными в задании. Разработка технологического процесса основана на использовании научно-технических достижений во всех отраслях промышленности и направлена на повышение технического уровня производства, качества продукции и производительности труда.

 

При установлении последовательности обработки нужно руководствоваться  следующими соображениями: первую очередь  следует обрабатывать поверхности, применяемые за чистые (обработанные) технологические базы; в начало маршрута выносят обработку той поверхности, относительно которой на чертеже координировано большее число других поверхностей; при невысокой точности исходной заготовки сначала следует обрабатывать поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала (для раннего выявления литейных и других дефектов, например раковин, включений, трещин, и т.п., и отсеивания брака).

Далее последовательность операций необходимо устанавливать в зависимости от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверхность, тем позднее ее необходимо обрабатывать, так как обработка каждой последующей поверхности может вызывать искажение ранее обработанной поверхности

Наглядно последовательность всех операций и их содержание для  базового и проектируемого процессов  демонстрируют операционные карты  таблиц 8 и 9.

 

 

                                         Операционная карта                                     Таблица 8

№ опе-рации	БАЗОВЫЙ ПРОЦЕСС
	Наименование операции	Обору-дование	Приспо- собление	Режущий  инструмент	Средства  измерения
005	Заготовительная	Отрезной станок		Пила 830	Линейка ГОСТ 427-75
010	Токарная	Токарный станок 16К20	З-х кулачковый патрон
	Подрезать торец			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Точить поверхность с Ø 19 до18 на длину 110			Резец 2103-0023 ГОСТ 18879-73	Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Тбточить поверхность с Ø 18до 12 на длину 46			Резец 2103-0023 ГОСТ 18879-73	Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Точить фаску   2х45°			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
015	Токарная	16К20	3-х кулачковый патрон
	Подрезать торец			Резец 2100-0401 ГОСТ 18878-73
	Просверлить отверстие Ø 3 на глубину 28			Резец 2103-0023 ГОСТ 18879-73	Штангенциркуль ШЦ I-125-0,1 ГОСТ 166-80
	Нарезать  резьбу М5 на длину 5			Резец резьбовой 2662-0005 ГОСТ 2209-82	Кольца резьбовые М ГОСТ 17763-78ПР
030	Слесарная