Розробка технологічного процесу обробки диску 07.02.00 в умовах дрібносерійного виробництва

Розробка технологічного процесу обробки диску 07.02.00 в умовах дрібносерійного виробництва

Міністерство освіти i науки України

Полтавський національний технічний університет iм. Ю. Кондратюка

Кафедра технології машинобудування

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з курсу:

«Технологія машинобудування (галузева)»

на тему Розробка технологічного процесу обробки диску 07.02.00

КП.ТМ.61МТ-07.00.00

Виконав:

студент групи 6-МТ

Товстуха С.В.

Залікова книжка 99197

Керівник роботи:

Барський В.М.

Полтава 2003

АНОТАЦІЯ

РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ ДИСКУ 07.02.00 В УМОВАХ ДРІБНОСЕРІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА.

Курсовий проект з дисципліни „Технологія машинобудування (галузева)” (виконав студент гр. 61-зМТ Товстуха С.В.).

Були розроблені: маршрут обробки деталі, структура та зміст технологічних операцій обробки; визначені припуски на обробку окремих поверхонь, розраховані режими різання та пронормований технологічний процес; вибрано схеми базування заготовки, підібране металорізальне обладнання, різальний інструмент та контрольні пристрої. Розроблена розрахункова-технологічна карта на 030 операцію.

В розрахунково-пояснювальній записці приводиться інженерне обгрунтування всіх прийнятих рішень,45с. Ілюстр.8. Табл.16.Бібліогр.10. Додатк.3. графічна частина складає 5 аркуші креслень формату А1.

Міністерство освіти i науки України

Полтавський національний технічний університет iм. Ю. Кондратюка

Кафедра технології машинобудування

РОЗРАХУНКОВО-ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсового проекту з курсу:

«Технологія машинобудування (галузева)»

на тему Розробка технологічного процесу обробки диску 07.02.00

КП.ТМ.61МТ-07.00.00.ПЗ

Виконав:

студент групи 6-МТ

Товстуха С.В.

Залікова книжка 99197

Керівник роботи:

Барський В.М.

Полтава 2003

ЗМІСТ

ВСТУП.................................................................................................5

1.ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА.................................................................7

1.1. Аналіз матеріалу деталі ...............................................................................7

1.2. Аналіз параметрів точності деталі..............................................................8

ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА.......................................................10

2.1. Аналіз технологічності деталі...................................................................10

2.2. Обгрунтування методу виготовлення заготовки.....................................11

2.3. Вибір методу обробки окремих поверхонь..............................................14

2.4. Вибір схеми базування...............................................................................16

2.5. Вибір металорізальних верстатів..............................................................18

2.6. Розробка маршрутів обробки деталі.........................................................20

2.7. Розробка структури та змісту технологічних операцій..........................22

2.8. Вибір верстатних пристроїв......................................................................24

2.9. Вибір різального інструменту...................................................................25

2.10. Вибір вимірювальних пристроїв та інструментів.................................29

2.11. Розрахунок похибок базування...............................................................31

2.12. Визначення припусків на обробки та операційних розмірів

деталі...................................................................................................................32

2.13. Розрахунок режимів різання....................................................................37

3. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА................................................41

3.1. Розробка конструкції верстатного пристрою...........................................41

3.1.1. Опис роботи та принцип дії пристрою..................................................41

3.1.2. Розрахунок необхідної сили затиску деталі..........................................42

3.1.3. Розрахунок на міцність слабкої ланки...................................................47

3.2. Розробка конструкції контрольного пристрою........................................48

ВИСНОВКИ....................................................................................................50

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ............................................................................51

КП.ТМ.61МТ-07.00.00 ПЗ

РОЗРАХУНКОВО-

ПОЯСНЮВАЛЬНА

ЗАПИСКА ПНТУ ім. Ю.Кондратюка

Гр.61-зМТ 2003

ВСТУП

В процесі механічної обробки деталей машин виникає велика кількість проблемних питань які пов'язані із необхідністю вико- нання технічних вимог, що поставлені конструкторами перед ви-робництвом. Також, процес механічної обробки пов'язаний з експлуатацією складного обладнання - металорізальних верста - тів, тому трудомісткість та собівартість механічної обробки біль - ші, ніж на інших етапах виготовлення деталей машин.

Переоцінка наявних методів проектування була викликана такими чинниками, як комплексна механізація та автоматизація виробничих процесів, переоснащення машинобудівних підпи - ємств сучасними металообробними верстатами, типізація та ста-ндартизація технологічних процесів, повсюдне впровадження в

практику технологічного проектування електронних обчислюва -льних машин.

Отже, сучасне технологічне проектування - це комплексна система взаємодії засобів і методів, що зумовлюють створення високоякісної технологічної документації на основі широкого ви- користання стандартних технологічних вирішень.

Мета даного курсового проекту з технології машинобудування - розробка технологічного процесу механічної обробки деталі

„диск 07.02.00” в умовах дрібносерійного виробництва.

Особливістю автоматизації в дрібносерійному виробництві є потреба у створенні гнучких виробничих систем, які здатні авто-матично переходити з обробки деталей одного типорозміру на інший. У вирішенні цих задач провідну роль відіграють верстати з

ЧПК та багатоцільові верстати. Адже використання одного такого

верстата дозволяє замінити декілька фрезерних, свердлильних та розточних верстатів, при цьому значно підвищується продуктив -ність (в 2...3 рази) внаслідок скорочення допоміжного часу ( в ре -зультаті автоматизації циклу обробки та автоматичної заміни інструменту).

В умовах реально діючих підприємств під час виготовлення дета-лей для зменшення можливого браку на окремих операціях можуть призначатися завищені значення припусків. В першу чергу це пояс-няється використанням застарілого обладнання. Наслідком цього є підвищення вартості заготовок, а також збільшення вартості механічної обробки.

Тому при розробці технологічного процесу в даному курсовому проекті була зроблена спроба використовувати сучасні методи об - робки та високопродуктивне обладнання. Рішення приймались з урахуванням рекомендацій ГОСТів.

Внаслідок виконання курсового проекту були отриманні прак- тичні знання та навички, що потрібні не тільки при виконанні дип- ломного проекту , але і при роботі на виробництві.

1. ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1. Аналіз матеріалу деталі

Вибір матеріалу залежить від службового призначення, конструктивної форми, методу отримання заготовки.

Деталь диск виготовляється з литої сталі 25Л-2 ГОСТ 977-82.

Відливки з цієї сталі виконують підвищеної якості.

Розшифруємо умовне позначення марки цієї сталі:

Буква “Л” означає належність до ливарної сталі, цифри, що знаходяться перед буквою “Л” показують на середній міст вуглецю в сотих долях %. По вмісту сірки та фосфору відливки поділяють на 3 групи; в нашому випадку цифра 2 показує, що сталь належить до другої групи.

Із сталі 25Л-2 виготовляють: шаботи, подушки, баби, арматуру трубопроводів для температури до 450С, комбіновані конструкції з великим обємом зварювання, станини та деталі для прокатних станів, балансири, ричаги арматури.

Хімічний склад та механічні властивості сталі 25Л-2 заносимо в таблицю 1.1.

Хімічний склад сталі 25Л-2

Таблиця 1.1.

Механічні властивості сталі 25Л-2

Таблиця 1.2.

1.2. Аналіз параметрів точності деталі

Ескіз деталі “Диск” з нумерацією поверхні приведений на рис. 1.

Відомість про точні параметри деталі заносимо в таблицю 1.3.

Таблиця 1.3.

Проаналізувавши точність деталі, треба зауважити, що параметри шорсткості для даних технічних умов роботи диска не завищені.

Більшість поверхонь мають низьку шорсткість. Вид обробки багатьох поверхонь - чорнове та напівчистове фрезерування та свердлення.

2.ТЕХНОЛОГІІЧНА ЧАСТИНА

2.1Аналіз технологічності деталі.

Конструкція машини, вузла, деталі являється технологічною

Коли вона відповідає усім технічним та експлуатаційним вимогам і

коли на неї витрачається мінімальна кількість суспільної праці.

В автоматизованому виробництві вимоги до технологічності

базуються на таких самих вимогах, що і вимоги до виготовлення на

універсальному обладнанні. При використанні верстатів з ЧПК конструктор може створити деталі зі складною поверхнею, а не спрощувати її . Це значення для міцності, а багатоінструментальна обробка та велика концентрація переходів вимагають більш точних базових поверхонь, а також досяжності інструменту до більшості поверхонь.

Основні та спеціальні вимоги до технологічності деталі в умовах автоматизованого виробництва заводимо до таблиці 2.1.1

Аналіз технологічності деталі для умов АВ

Таблиця 2.1.1

2.2. Обгрунтування методу виготовлення заготовки.

При виборі методу виготовлення заготовки треба врахувати:

- конструктивну форму, розміри, масу та матеріал деталі;

- річну програму випуску;

- необхідну точність виготовлення заготовки;

- шорсткість та якість поверхневих слоїв матеріалу заготовки.

Вибраний метод повинен забезпечити найменшу собівартість деталі.

Метод виготовлення заготовки вибираємо на основі порівняння результатів техніко-економічного аналізу декількох можливих методів виготовлення заготовки. Раціональним є отримання заготовки литтям в пісочну форму та кокільне лиття.

Для вибору методу необхідно розрахувати вартість отримання заготовки та порівняти результати по запланованим методам.

Вартість заготовки методом лиття в пісочну форму:

Маса готової деталі “Диска” m=68кг;

Обєм готової деталі “Диска”:

, звідси: см3 [2.2.1.]

Знайдемо обєм заготовки, після того, як назначені напуски та припуски на виготовлення диска. Розрахунок зробимо збільшено, припуски на механічну обробку назначаються приблизно.

Обєм заготовки визначається як сума обємів простих геометричних тіл, з яких складається заготовка.

Заготовку умовно представимо як таку, що складається з паралелепіпеда розміром та диска R, h2, внутрішньою порожниною в формі циліндра розмірами r і h3.

[2.2.2.]

= 18,1 х 16,6 х 16,8 + 3,14 х 22,82 х 4,4 - 3,14 х 6,62 х 16,3 =

= 5047,7 + 7183,3 - 2229,4 = 10000,5 см3

При щільності сталі 25 Л с= 7,8 г/см3 m=с x V = 7,8 х 10000,5 =

= 78003,92 = 78,0 кг;

Ціну заготовки, отриманої литтям в пісочну форму визначаємо залежністю [1]:

Сп= 0,001[Сбп х Gп Kт.п x Kс.п. x Kн.п. x Kп.п. x Kв.п. -

- (Gп -Gф) x Cв.х. ]; [2.2.3.]

де: Сп та Сб.п. - ціна заготовки та базова ціна однієї тони заготовок, виготовлених з базового матеріалу, з базовою точністю та складністю заготовки, грн.;

Gп - маса заготовки, кг;

Кт.п., Кс.п., Кн.п., Кп.п., Кв.п. - коефіцієнти відповідно точності розмірів та технологічної складності заготовки, марки матеріалу, програми річного замовлення та маси заготовки, значення базових цін заготовки та зазначених коефіцієнтів приведених в [2; стор. 351].

Сп = 0,001 х [916,78 х 1,39 х 1,14, х 1,14 х 1,09, х 0,93 -

-(78-68)х96] = 129,8 грн.

Вартість заготовки методом лиття в кокіль.

Знаходимо обєм заготовки після того, як назначені напуски та припуски на виготовлення диска. Розрахунок виконується приблизно, так само, як і в попередньому варіанті:

[2.2.4.]

= 17,2 х 15,8 х 16,4 + 3,14 х 222 - 2,8 - 3,14 х 72 х 15,8 = 9281,1 см3

Отримаємо масу заготовки:

m=V x с = 7,8 х 9281,1 = 72392,5г = 72,3 кг

Ціну заготовки, отриманої литтям в кокіль знайдемо за такою ж формулою, що і в першому варіанті:

Сп= 0,001[Сбп х Gп Kт.п x Kс.п. x Kн.п. x Kп.п. x Kв.п. -(Gп -Gф) x Cв.х. ]=

= 0,001 х [981 х 72,3 х 1,24, х 1,08 х 1,12 х 1,09 х 0,87 -

- (72-68)х96] = 100,4 грн.

Таким чином, отримання заготовки методом кокільного лиття являється найбільш дешевим способом.

Сутність методу кокільного лиття заключається в заливці розплавленого металу в металеві підігріті форми. Далі форми рознімають, з них видаляють відлиски. Точність відливок 1,5 мм на 100мм, при особливих умовах точність можна довести до 0,5мм на 100мм.

Відливки виходять щільні, мілкозернисті, мають гладкі і чисті поверхні, малі допуски і припуски, однорідні за властивостями. Крім того, знижуються витрати формованих матеріалів в 8-10 разів. Стійкість кокілів, виготовлених з чугуну або сталі становить для стальних відливок середнього розвісу 500-700 відливок.

Отримання порожнин в кокільних відливках відбувається за допомогою стержнів. В результаті проведеного аналізу, для деталі диск найкраще примінити кокільне лиття. До того ж в результаті кокільного лиття диска в процесі механічної обробки ряд поверхонь не потребує обробки.

2.3. Вибір методу обробки окремих поверхонь

Рішенням курсового проекту являється розробка технологічного процесу в умовах гнучкої виробничої системи (ГВС). ГВС - це сукупність технічного обладнання та системи, його функціонування в автоматичному режимі. В гнучкий виробничий комплекс входять: накопичувачі, пристосування супутник, пристрій загрузки та розгрузки супутників, пристрої заміни оснащення, видалення відходів, автоматизованого контролю. В умовах ГВС необхідно замінити технологічний процес обробки, пристосувавши його таким чином, щоб:

1) звести до мінімуму число переустановок деталі, оптимальним являється використання одним або двома затискними пристосуваннями;

2) обмежити кількість станів в ГВС;

3) використовувати багатоінструментальну обробку.

При цьому, основні вимоги послідовності етапів механічної обробки залишаються незмінними:

- 1 етап - обробка поверхонь, які будуть використовуватися як технологічні бази на наступних етапах;

- 2 етап - першочергова чорнова обробка мех. поверхонь, які не допускають дефектів;

- 3 етап - напівчистова та чистова обробка використовуємих поверхонь;

- 4 етап - виконання другорядних операцій (свердління, прорізання канавок, довбання і т.д.)

- 5 етап - оздоблювальні операції;

- 6 етап - заключний контроль, випробовування.

Різноманітні поверхневі деталі виконують різні функції, тому і вимоги до них різні: по точності, шорсткості, відхиленням форми та розміщення.

Ці вимоги забезпечуються виконанням різних технологічних методів механічної обробки.

При написанні маршруту обробки поверхонь виходять з того, що кожний наступний етап повинен бути точніше, чим минулий. Число ступенів обробки визначається за формулою:

Е = = .... = Е1, Е2....Еn = Еі

де: Е - загальне уточнення;

Еі - окремі уточнення;

п - число ступенів обробки;

Тз, Тg, Ті - допуски відповідно для заготовки деталі, окремої ступені обробки.

Розрахувати число найбільш точного числа степенів обробки можна по формулі:

np = Lg(E)/0,46

Можливі варіанти маршрутів обробки окремих поверхонь зазначимо в таблиці 2.3.1.

Вихідні дані - лиття в кокіль забезпечує відливки з точністю розмірів 12 квалитету і шорсткість поверхні Rа4 [1, стор. 65].

Таблиця 2.3.1.

Продовження таблиці2.3.1.

2.4. Вибір схеми базування

Вибір схем базування проводимо відповідно з технологічним процесом, що виконується, притримуючись принципів єдності та постійності баз. При виборі теоретичних схем базування керуємося вимогами ГОСТ 21495-76 “Бази та базування в машинобудуванні”, а також ГОСТ 3.11.07-81 “Умовні позначення опор, затисків та установочних пристроїв”

В умовах проектування ГАП необхідно вибрати обмежене число установок. Аналіз робочого креслення деталі показує, що обробити поверхню деталі типу “Диск” потрібно при базуванні двома установками.

Схеми базування наведені в таблиці 2.4.1.

Зведена таблиця схем базування Таблиця 2.4.1

2.5. Вибір металорізальних верстатів

До обладнання, які застосовується в ГВК, висувають додаткові вимоги, які гарантують можливість синхронної роботи його з засобами автоматизації допоміжних процесів та можливість отримання інформації, яка необхідна для керування виробничим процесом. До багатоцільових верстатів, які являються основним технологічним обладнанням в ГВК, предявляють наступні основні вимоги:

- висока напруга електродвигуна приводу головного руху та використання безступеневого регулювання його швидкості широкому діапазоні, які забезпечують необхідні нижню та верхні межи частот обертання шпинделя;

- підвищена жорсткість опорних частин верстата;

- компоновка вузлів верстата та герметизація робочої зони, які забезпечують вільний відвід стружки та мастильно-охолоджувальної рідини та велику подачу в зону обробки як для різання, так і для змиву стружки;

- високі швидкості допоміжних ходів робочих органів, які забезпечують використання новітніх високошвидкісних приводів подач;

- низька трудомісткість та мала довготривалість переналадки верстатів;

- використання в приводі подач високомоментних електродвигунів постійної напруги з датчиками оборотного звязку в сполученні з кульково-винтовими парами кочення та направляючими, які знижують сили тертя та які підвищують чутливість до малих переміщень;

- використання інструментальних магазинів, які забезпечують автоматичну зміну ріжучого інструменту, в циклі роботи верстата, а також різного типу багатопозиційних револьверних головок, які забезпечують швидкозмінність та зручне розміщення інструментального оснащення;

Страницы: 1, 2