Получение заготовки и методы ее обработки

МИНОБОРОН НАУКИ Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

" Ижевский государственный технический университет имени М.Т.Калашникова"

(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ» имени М.Т.Калашникова")

Кафедра «М и ТОМД и СП»

Отчет по лабораторной работе по дисциплине «Основы технологии машиностроения»

На тему: «Получение заготовки и методы ее обработки»

Выполнили Студенты группы Б06−712−2з Николаев И.А.

Смирнов Д. .

Проверил Д.т.н., профессорС.Д. Соловьев Ижевск, 2014 г.

Цель работы

1. Изучить методику выбора способа получения заготовки.

2. Изучить методику технико-экономического расчета заготовок.

Порядок выполнения работы:

Дано:

Материал детали — сталь 20ХЛ Масса детали — 0,154 кг

1. Технико-экономический анализ

1.1 Анализ на металлоемкость Коэффициент использования материала заготовки:

где — масса детали, кг;

— масса заготовки, кг.

Для решения вопроса по определению введено понятие условно-базовой детали. Под условно-базовой деталью принимается деталь определенной конфигурации, со 100% механической обработкой поверхностей. Эта деталь не имеет размеров и массы. Она будет типовым представителем целой группы деталей, имеющих общность в геометрической форме и очертаниях. Коэффициент использования материала заготовки для условно-базовой детали определяются расчетным путем по видам заготовок на основе действующих припусков.

где — коэффициенты соответствия, характеризующие связь, заготовки для условно-базовой детали с заготовкой реальной детали.

— коэффициент массы, учитывает массу детали;

— коэффициент габаритности, учитывает габариты детали;

— коэффициент толщины стенки, учитывает наибольшую толщину детали от наружной поверхности наибольшего диаметра детали до внутренней поверхности наименьшего диаметра;

— коэффициент геометрии, учитывает наличие различных конструктивных элементов на реальной детали;

— коэффициент точности, учитывает наивысшую точность одного из размеров детали;

— коэффициент материала, учитывает марку материала детали;

— коэффициент типа производства, учитывает тип производства данной детали;

— коэффициент полноты механической обработки поверхности детали (если все поверхности механически обрабатываются).

Данные коэффициентов заносим в таблицу 1

Таблица 1 -Коэффициенты соответствия детали.

1.2 Объем и масса фиктивного контура Объем и масса фиктивного контура взаимосвязана:

где — плотность материала, кг/м³;

= - объем фиктивного контура, м.

1.3 Определение критериев сравнения для нахождения коэффициентов соответствия В данном случае критерием сравнения для выбора коэффициентов соответствия будет критерий геометрии, определяемый через массу фиктивного контура и массу самой детали:

1.4 Определение вариантов подходящих видов заготовок Определяем коэффициент использования материала заготовки:

Определяем массу заготовки:

Базовой заготовкой для детали является наименее металлоемкая заготовка. На основании расчетов можно сделать вывод, что в данном случае при массовом и серийном производстве деталей наиболее прогрессивным методом получения заготовок является литье по выплавляемым моделям.

2. Анализ на приведенную себестоимость Сущность анализа на приведенную себестоимость состоит в том, что для всех заготовок, подвергающихся анализу на металлоемкость определяются их ориентировочная стоимость с учетом стоимости условной механической обработки по снятию излишнего напуска и припуска по сравнению с заготовкой, имеющую минимальную массу (базовую заготовку). Учитывается тот объем обработки, который приведет рассматриваемую заготовку к базовой заготовке.

Приведенная себестоимость определяется:

где — стоимость заготовки, руб;

— стоимость 1 кг заготовки, руб;

— стоимость условной механической обработки, руб.

где — излишний припуск по сравнению с базовой заготовкой;

— средне-удельное время по снятию 1 кг стружки;

— коэффициент, учитывающий тип производства;

— коэффициент оборудования, характеризует применяемое оборудование;

— коэффициент, учитывающий вид материала заготовки;

— средне-удельная стоимость одного станкачаса, руб/час;

Тогда:

Находим по таблицам соответствующие коэффициенты.

Данные коэффициентов заносим в таблицу 2

Таблица 2 -Приведенная себестоимость детали.

2.1 Определяем стоимость заготовки

2.2 Определяем излишний припуск всех видов заготовок по сравнению с базовой заготовкой

2.3 Определяем стоимость условной механической обработки

2.4 Определяем приведенную себестоимость Исходя из анализа на металлоемкость и приведенную себестоимость можно отметить, что наиболее рациональным методом получения заготовок для деталей (при заданной серийности выпуска) является заготовка, получаемая методом отлива в кокиль. Именно этот вид заготовки является наиболее технологичным и ведет к снижению объема операций механической обработки и, как следствие, снижению трудоемкости изготовления и стоимости готовой детали.

3. Технологический процесс обработки детали Оп. 010 заготовительная Литье по выплавляемым моделям Оп. 020 Слесарная

1. Зачистить места облоя и остатки литника.

Оп. 030 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать поверхность 1 в размер 31 — _0,5 (техн.)

Оп. 040 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3×45?

Оп. 050 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать поверхность 2 в размер 31 h14 — _0,52

Оп. 060 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3×45?

Оп. 070 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать поверхность 3 в размер 31 — _0,5 (техн.)

Оп. 080 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3×45?

Оп. 090 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать поверхность 4 в размер 30 h14 — _0,52

Оп. 100 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3×45?

Оп. 110 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать поверхность 5 в размер 51 — _0,5 (техн.)

Оп. 120 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3×45?

Оп. 130 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать поверхность 6 в размер 50 h14 — _0,62

Оп. 140 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3×45?

Оп. 150 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать паз по поверхностям 7, 8

в размеры: 30±0,26; 15±0,26

Оп. 160 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки радиусом R0,3 или фаской 0,3×45?

Оп. 170 Фрезерная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Фрезеровать по поверхностям 9, 10, 11

Выдерживая размер 12=15

Оп. 180 Сверлильная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Рассверлить отверстие 13 в размер

20Н14 ^{+ 0,43}, выдерживая размер 14 (15±0,2)

Оп. 180 Сверлильная, А Установить, закрепить, снять заготовку.

1. Зенковать фаску 15 в размер 0,3×45?

Б Переустановить, закрепить, снять заготовку.

2. Зенковать фаску 15 в размер 0,3×45?

4. Исследование влияния режимов обработки и геометрии инструмента на шероховатость обработанной поверхности заготовка деталь шероховатость инструмент Сталь 20ХЛ хорошо обрабатывается резанием. Влияние параметров обработки на шероховатость исследуем при неоднократном изменении режимов резания при обработке, а так же геометрии применяемого инструмента.

Высоту микронеровностей определяем по формуле:

где — средняя высота неровностей;

— коэффициент, зависящий от материала;

— глубина резания, мм;

— подача, мм/об;

— общий коэффициент.

Для стали 20ХЛ:; ;

4.1 Рассмотрим фрезерование поверхности заготовки концевой фрезой Задаем режимы резания:; ;

Параметры инструмента: материал режущей части — Р6М5

;; ;; ;

Определяем по таблицам поправочные коэффициенты:

;; ;; ;; ;

По известным данным находим общий коэффициент:

Тогда высота микронеровностей:

Примем (), что соответствует 2 классу точности. Т. е. при данных режимах обработки и при использовании инструмента с выбранной геометрией можно вести только черновую обработку поверхности.

4.2 Рассмотрим фрезерование поверхности заготовки торцовой фрезой Задаем режимы резания:; ;

Параметры инструмента: материал режущей части — тв. сплав ВК6

;; ;; ;

Определяем по таблицам поправочные коэффициенты:

;; ;; ;; ;

По известным данным находим общий коэффициент:

Тогда высота микронеровностей:

Примем (), что соответствует 4 классу точности, следовательно, при данных режимах механической обработки и при использовании инструмента с выбранной геометрией можно вести получистовую обработку поверхности.

4.3 Рассмотрим зенкерование поверхности заготовки Задаем режимы резания:; ;

Параметры инструмента: материал режущей части — тв. сплав ВК6

;; ;; ;

Определяем по таблицам поправочные коэффициенты:

;; ;; ;; ;

По известным данным находим общий коэффициент:

Тогда высота микронеровностей:

Примем (), что соответствует 5 классу чистоты, т. е. получистовой обработке поверхности (черновое зенкерование).

На основании проведенных исследований можно сделать следующий вывод: на точность и шероховатость обработанной поверхности непосредственное влияние оказывают режимы обработки и используемый инструмент (особенно геометрия его режущей части). Вид режущего инструмента, в частности величина радиуса заточки вершины режущей пластины наиболее влияют на точность обрабатываемой поверхности: чем больше радиус скругления, тем качественнее можно получить поверхность (6−7 класс точности, что соответствует чистовой обработке). Наилучшие показатели в этом случае достигаются с использованием при механической обработки инструмента, режущая пластина которого имеет круглую форму.

Режимы резания, такие как: глубина резания, скорость вращения шпинделя и подача режущего инструмента так же имеют непосредственное влияние на точность поверхности. Уменьшая подачу и припуск обработки при увеличении скорости вращения можно повысить класс чистоты обрабатываемой поверхности.