Курсовая работа: Разработка маршрутно-операционного технологического процесса изготовления детали Фланец кулака
Название: Разработка маршрутно-операционного технологического процесса изготовления детали Фланец кулака Раздел: Промышленность, производство Тип: курсовая работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ Брянский государственный технический университет Кафедра «ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ» КУРСОВАЯ РАБОТА по Технологии машиностроения специальность 060800 – Экономика и управление на предприятии на тему: "Разработать маршрутно-операционный технологический процесс изготовления детали «Фланец кулака»" Брянск 2007 В данной курсовой работе приведено решение задач, связанных с проектированием технологии изготовления детали фланец кулака в условиях среднесерийного производства. Курсовая работа представлена в виде текстовой и графической частей. Текстовая часть курсовой работы включает все необходимые пояснения и расчеты, связанные с техническим и технико-экономическим обоснованием принимаемых технологических решений. Расчетно-пояснительная записка состоит из двух разделов: технологической и конструкторской частей. В технологической части выбран метод получения заготовки и технологический процесс, определены припуски на диаметральные размеры расчетно-аналитическим методом, проведен размерно-точностной анализ, определены режимы резания на все выбранные переходы операций, рассчитана суммарная погрешность обработки и т.д. В конструкторской части выбрана рациональная схема базирования и для операции горизонтально-протяжная рассчитана погрешность установки. Особое внимание уделено соответствию конкретных расчетов и показателей в текстовой части курсовой работы их представлению в графической части. Содержание 1. Анализ технологичности конструкции детали. 5 2. Выбор метода получения заготовки. 6 3. Маршрут обработки детали фланец кулака. 9 4. Расчет припусков на механическую обработку. 10 5. Размерно точностной анализ. 15 6. Расчет суммарной погрешности обработки. 18 8. Расчет технической нормы времени по нормативам. 25 10 Определение погрешности установки. 28 ВведениеДанная работа является очень важным шагом к овладению инженерными методами проектирования, необходимыми в его дальнейшей практической деятельности. В процессе курсового проектирования студенты закрепляют, углубляют, и обобщают знания, полученные на лекционных и практических занятиях. Наряду с этим курсовое проектирование учит студента пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, нормами, расценками и прочим. Кроме того, в ходе курсового проектирования студенты не только закрепляют известный материал, но и знакомятся с новыми методами. Современные тенденции развития машиностроительного производства ориентированы на широкое применение прогрессивных конструкционных и инструментальных материалов, упрочняющей технологии, на комплексную автоматизацию на основе применения станков с ЧПУ. Курсовая работа выполнена в соответствии со стандартами ЕСКД, ЕСТП, ЕСТПП, ИСО, что обеспечивает единый системный подход к выбору и применению методов подготовки производства. При выполнении курсового проекта принятие решений по выбору вариантов технологических процессов, оборудования, оснастки, методов получения заготовок производится на основании технико-экономических расчетов, что дает возможность предложить оптимальный вариант. Технологическая часть1. Анализ технологичности конструкции деталиОценка технологичности может быть двух видов: качественная и количественная. Качественная оценка технологичности предполагает анализ материала заготовки и способы ее получения, обрабатываемость и возможности замены материала более прочными и легкими. Количественная оценка технологичности предполагает определение коэффициента точности обработки детали и коэффициента шероховатости. 1) Коэффициент точности:
Тi – квалитет точности i‑той поверхности, ni – число размеров или поверхностей для каждого квалитета точности. Таблица 1
2) Коэффициент шероховатости:
Rа i – параметр шероховатости i‑той поверхности, мкм, ni – число размеров или поверхностей для каждого параметра шероховатости Таблица 2
Оба исследуемых коэффициента 2. Выбор метода получения заготовкиРассмотрим два метода получения заготовки: штамповка на прессах и штамповка на ГКМ. Рассчитаем себестоимость получения заготовки данными методами. Но сначала необходимо высчитать массу детали и массу 2‑х заготовок: Gд
– масса детали, Для начала рассчитаем объем детали, помня, что объем цилиндра находится по формуле: Теперь находим массу детали: Далее рассчитываем массу 2‑х заготовок: Теперь рассчитываем себестоимость получения заготовки данными методами по формуле и выберем наилучший вариант.
С – базовая стоимость 1 т заготовок, руб./т; Кто – коэффициент доплаты за термическую обработку и очистку заготовки; Gзаг – масса заготовки; Кт – коэффициент, учитывающий точностные характеристики заготовок; Кс – коэффициент, учитывающий серийность выпуска заготовки; Sотх – стоимость 1т отходов, Sотх =270 коп/кг; Кф – коэффициент, учитывающий инфляцию. Таблица 3. Исходные данные для расчета себестоимости получения заготовки
Таким образом, получаем, что себестоимость штамповки на ГКМ ниже, чем на прессах. 3. Технологический маршрут обработки детали фланец кулакаТаблица 4
4. Расчет припусков на механическую обработкуИсходные данные: Наименование детали: фланец кулака Материал: СТ20 Элементарные поверхности для расчета припуска – наружние поверхности Ø122h8 и Ø60h12. 1) Ø122h8 Карту расчетов припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам смотрите ниже. Маршрут обработки заносим в графу 1 (см. карту). Данные для заполнения граф 2 и 3 для заготовки из штамповки взяты из табл. 12 на стр. 186; для механической обработки – из табл. 25 на стр. 188. - высота неровностей Rz и глубина дефектного слоя h.
Т – допуск на диаметральный размер базы заготовки, использованной для центрирования (стр. 192, табл. 32), таким образом, Т=2,5 мм; Для остальных переходов значения Черновое точение. Величину остаточных пространственных отклонений
Получистовое точение. Чистовое точение. Расчетные величины отклонений расположения поверхностей заносим в графу 4 таблицы. e – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе (стр. 42, табл. 13), e=800 мкм. Минимальные припуски на диаметральные размеры для каждого перехода определяются по зависимостям: где Rzi-1
, h i-1
, ei – погрешность установки заготовки на данном переходе. Для чернового точения: Для получистового точения: Для чистового точения: Расчетные значения припусков заносим в графу 6. Расчет наименьших размеров по техническим переходам начинаем с наименьшего размера детали по конструкторскому чертежу используя исходные данные:
Для чистового точения: Для получистового точения: Для чернового точения: Допуск на изготовление промежуточных размеров Td является табличной величиной и определяется в зависимости от получаемого на данном переходе квалитета (стр. 192, табл. 32). Принятые (округленные) размеры по переходам Размер Для чистового точения: Для получистового точения: Для чернового точения: Для заготовки: Предельные припуски на механическую обработку определяют по формулам: Посчитанные припуски заносим в карту расчетов. Таблица 5
Проверка правильности расчетов проводится по формуле: 6,24 – 3,8=2,5 – 0,063 2,44=2,44 расчет верен. 2) Ø60h12 Расчет припусков ведется аналогично.
Т = 1,9 мм; Таблица 6
Проверка правильности расчетов: 4,6 – 3=1,9 – 0,300 1,6=1,6 расчет верен. 5. Размерно-точностной анализЗаготовка – штамповка. Изображаем совмещенный эскиз детали и заготовки. Указываем все поверхности, принадлежащие как заготовке, так и детали с учетом последовательности выполнения переходов. Через поверхности проводим параллельные линии, которые соединяют размеры заготовки, размеры детали, технологические размеры и припуск на механическую обработку. Размеры: А – конструкторские размеры с чертежа детали; В-размеры заготовки; S – технологические размеры; Z – припуск на механическую обработку. Формируем совмещенный граф размерных цепей, на котором вершины представляют собой указанные поверхности, а ребра – соответствующие размеры. Не допускается пересечение ребер графа. Размерные цепи: 1) A3, S3 2) S3, A2, S5 3) S3, A4, S2 4) S4, A5, S2 5) Z1, S1, B3, B2 6) S5, Z3, S1 7) S2, Z2, B2, S1 8) A1, B1, S1, S5 Настроечное звено: S3 Настроечное звено: S5 Настроечное звено: S2 Настроечное звено: S4 Настроечное звено: В3 Настроечное звено: S1 Настроечное звено: В2 Настроечное звено: В1 А1 = 46+0,31 -0,31 S1 = 37,539+0,0195 -0,0195 А2 = 22+0,26 -0,26 S2 = 26+0,105 -0,105 А3 = 14+0,215 -0,215 S3 = 14+0,09 -0,09 А4 = 12+0,215 -0,215 S4 = 14+0,09 -0,09 А5 = 12+0,215 -0,215 S5 = 36+0,0195 -0,0195 В1 = 47,539+0,271 -0,271 Z1 = 3,2695+1,2695 -1,2695 В2 = 8,9645+0,45 -0,45 Z2 = 2,5745+0,5745 -0,5745 B3 = 31,844+0,8 -0,8 Z3 = 1,539+0,039 -0,039 Рис. 1 6. Расчет суммарной погрешности обработкиСуммарные погрешности обработки заготовок на настроенных станках определяют по уравнению: - для диаметральных размеров - После определения суммарной погрешности где Td – допуск на операционный размер. В случае несоблюдения этого условия необходимо предложить конкретные мероприятия по снижению 1. Погрешность
Lо = 500…1000 м 2. Определим колебание системы
Wmax – наибольшее значение составляющей силы резания, совпадающей с направлением выдерживаемого размера.
П – податливость станка, П = 100*0,75 = 75 (стр. 29 табл. 11); Р – нагрузка станка, Р = 1960 (стр. 29 табл. 11),
Наибольшая Py max и наименьшая Py min нормальные составляющие силы резания определяются исходя из условия: Ср
= 125; х = 1,0; у=0,75; n=0; S=0,72; V = 116; Изменение обрабатываемого размера вследствие упругих деформаций: 3. Определим погрешность, вызванную геометрическими неточностями станка
С – допустимое отклонение от параллельности оси в плоскости выдерживаемого размера на длине L = 300 мм; Для Ø до 320 = 10, т.е. С = 10 * 0,75 = 7,5 (стр. 54 табл. 23);
4. Погрешности настройки станка:
5. Определим температурные деформации технологической системы, приняв их равными 15% от суммы остальных погрешностей: 7. Определим суммарную погрешность обработки по уравнению: При чистовом точении IT8 = 63 мкм. В данном случае условие выполнение работы без брака ( 7. Расчет режимов резанияПри назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. Таблица 7
t мм – глубина резания, S мм/об. – подача, V м/мин – скорость резания, n об. – частота вращения. Допустим: Сверлим 10 отверстий диаметром Ø14 Исходные данные: – диаметр сверления D – назначаем t = 4,5 мм; S = 0,15 мм/об– стр. 277, табл. 25
С Т = 30 – 60 мин. К Составляющие коэффициента К К К К К К К Остальные режимы резания рассчитываются аналогично. Подрезать торец, поверхность 1: С Т = 30 – 60 мин. t = 2,6 мм; S = 0,8 мм/об К Точить цилиндрическую поверхность: С Т = 30 – 60 мин. t = 3,1 мм; S = 0,72 мм/об К Расточить начисто поверхность 8: С Т = 30 – 60 мин. t = 2 мм; S = 0,5 мм/об К Нарезать резьбу диаметром d10: С Т = 30 – 60 мин. t = 0,5 мм; S = 0,04 мм/об К 8. Расчет технической нормы времени по нормативам Одним из основных требований при проектировании технологических операций является требование минимума затрат труда на ее выполнение. Критерием оценки трудоемкости является норма штучно-калькуляционного времени: Основное время приближенно может быть определено по зависимости:
К – коэффициент, отражающий средний уровень режимов при данном виде обработки; D и L – размеры обрабатываемых поверхностей. Расчет основного времени проводим по операции 005 Токарная с ЧПУ по четырем переходам: 1) Подрезаем торец: 2) Точим торец: 3) Растачиваем предварительно отверстие: 4) Растачиваем фаску:
Таким образом, время на выполнение операции 005 Токарной с ЧПУ составляет мин. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ Рассчитаем для заготовки силу Pо , которая старается сдвинуть заготовку, и момент М, который старается провернуть заготовку. Здесь главная составляющая силы резания – окружная сила, Н где z – число зубьев фрезы, z =4 ; n – частота вращения фрезы, n =70 об/мин;
Тогда момент трения
Теперь найдем силу реакции опоры из уравнения:
10 Определение погрешности установкиОбеспечение заданной точности механической обработки с использованием приспособлений в значительной мере зависит от выбора технологических баз и схемы установки заготовок. Обработка заготовок в приспособлениях на предварительно настроенных станках исключает разметку заготовок и последующую выверку их на станке. Однако при этом возникает погрешность установки.
Рассчитаем погрешность установки для операции вертикально-фрезерной (фрезеровать плоскость в размер 24).
(расчетный модуль цилиндр-цилиндр). Погрешность закрепления для размера А равна нулю, так как усилие зажима перпендикулярно этому размеру. Погрешность закрепления для размера S4 находится по формуле:
Рассчитанная погрешность установки должна быть меньше либо равна допуску выполняемого размера, то есть: Td =0,13 мм=130 мкм 0,99 мкм<130 мкм – верно. В данной курсовой работе был разработан маршрутно-операционный технологический процесс изготовления детали «фланец кулака». После выполнения работы можно сделать следующие выводы: · деталь достаточно технологична, но наличие фасок усложняет технологию механической обработки; · метод получения заготовки – штамповка на ГКМ; · партия деталей обрабатывается без брака; · требование по точности выполняется. Кроме того, в проекте выбраны оптимальные режимы резания, которые позволяют обеспечить требования по точности и качеству. Также были рассчитаны технологические нормы времени.Выбрана рациональная схема базирования и рассчитана погрешность установки. Список литературы1. Аверченков, В.И. Проектирование технологических процессов обработки на станках с ЧПУ: учеб. Пособие / В.И. Аверченков. – Брянск: БИТМ, 1984. – 84 с. 2. Ильицкий, В.Б., Моргаленко Т.А. Проектирование технологической оснастки. Расчеты точности станочных приспособлений. Методические указания к выполнению практических занятий, курсового и дипломного проектов, для студентов 4 курса всех форм обучения специальностей «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки». – Брянск: БГТУ, 2003. – 47 с. 3. Ильицкий В.Б., Польский Е.А., Чистов В.Ф. Технология машиностроения. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения специальности 060800 – «Экономика и управление на предприятии (в машиностроении)» – Брянск: БГТУ, 2004. – 47 с. 4. Польский Е.А., Сорокин С.В. Технология автоматизированного производства. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения специальности 230104 – «Системы автоматизированного проектирования» – Брянск: БГТУ, 2006. – 47 с. 5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 656 с. 6. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 496 с. 7. Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. /Ред. совет: Б.Н. Вардашкин (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1984. – Т. 1 /Под ред. Б.Н. Вардашкина, А.А. Шатилова, 1984. – 592 с. 8. Суслов, А.Г. Технология машиностроения: учеб. для вузов. – М.: Машиностроение, 2004. – 397 с. 9. Технология машиностроения: Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие / В.И. Аверченков и др.; Под общ. ред. В.И. Аверченкова и Е.А. Польского. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: ИНФРА-М, 2005. – 288 с. – (Высшее образование). 10.Фадюшин, И.Л. Инструмент для станков с ЧПУ, многоцелевых станков и ГПС / И.Л. Фадюшин. – М.: Машиностроение, 1990. – 272 с. |