Проектирование технологического процесса изготовления детали «Корпус приспособления»

СОДЕРЖАНИЕ Введение ГЛАВА 1. Характеристика объекта проектирования

2. Технологическая часть

2.1 Служебное назначение, условие работы детали

2.2 Анализ технологичности детали

2.3 Определение типа производства

2.4 Выбор и проектирование заготовки

2.5 Обоснование выбора метода получения заготовки

2.6 Определение методов обработки поверхностей

2.7 Определение расчет припусков аналитическим методом

2.8 Разработка технологического маршрута

2.9 Составление плана обработки

2.10 Выбор оборудования

2.11 Выбор приспособления

2.12 Выбор режущего инструмента

2.13 Выбор средств контроля

2.14 Разработка технологических операций с подбором оборудования на предприятии по заданной детали

2.15 Расчет режимов резанья аналитическим методом

2.16 Расчет норм времени

2.17 Производственная санитария и техника безопасности на данном производстве ГЛАВА 3. Конструкторская часть

3.1 Конструкция специальной оснастки

3.2 Конструкция режущего инструмента

3.3 Конструкция приспособления

3.4 Конструкция средств контроля ГЛАВА 4. Организационная часть

4.1 Знакомство с производством

4.2 Подготовка к технологическому процессу

4.3 Подбор технологического оборудования

4.4 Подбор приспособления к технологическому процессу ГЛАВА 5. Экономическая часть

5.1 Обоснование номенклатуры проектируемого участка и формы организации производства

5.2 Определение потребности технологического оборудования на участке (в цехе)

5.3 Расчет количества рабочих на участке (в цехе)

5.4 Определение потребности в основных материалах

5.5 Планирование фонда заработной платы

5.6 Планирование себестоимости, цены, прибыли и рентабельности

5.7 Определение площади участка ГЛАВА 6.

Заключение

Глава 7. Список источников и литературы

Введение

Актуальность темы определяется тем, что изучается анализ служебного назначения узлов и деталей машин, рабочих чертежей, технических требований и разработки технологического чертежа; оценивается технологичность деталей и сборочных единиц; производится выбор методов получения заготовок, обосновываются методы обработки отдельных поверхностей; выбираются технологические базы, схемы базирования заготовок и установки; формируется структура технологического процесса, разрабатывается маршрут обработки, строятся операции, составляется технологическая документация; осуществляется выбор оборудования и средств технологического оснащения (СТО); выполняются расчёты режимов резания, техническое нормирование технологических операций и технико-экономический анализ вариантов операций; производится выбор технологической оснастки, режущего инструмента и средств контроля, необходимых для реализации перспективного технологического процесса; совершенствуется умение пользоваться технической литературой, справочными материалами, ГОСТами.

Выше изложенное в целом на теоретико-методологическом уровне определило проблему настоящего исследования: одним из важнейших шагов на пути к экономическому процветанию является подготовка специалистов, которые имели бы не строго ограниченные рамками своей профессии знания, а могли комплексно оценить выполняемую ими работу и ее результат.

Для того чтобы Россия заняла прочное место среди ведущих мировых держав, в ней должна существовать развитая сфера промышленного производства, которая должна основываться не только на восстановлении основанных в советский период заводов, но и на новых, более современно оборудованных, предприятиях, определили тему исследования: «Проектирование участка механического цеха с подробной разработкой технологического процесса изготовления детали „Корпус приспособления“».

Цель исследования: является ознакомление непосредственно с процессом производства, а также оценка и сравнение его эффективности с технологической точек зрения.

Объект исследования: деталь корпус приспособления.

Предмет исследования: проектирование технологического процесса является важнейшим этапом производства продукции, который влияет на весь жизненный цикл товара и способен стать определяющим при принятии решения о производстве того или иного продукта.

На основании сформулированной темы работы можно определить задачи, которые необходимо рассмотреть в ходе обоснования эффективности реализации предложенного проекта:

• технологическая часть;

• конструкторская часть;

• экономическая часть.

1. Характеристика объекта производства

Проектирование технологических процессов механической обработки начинается с тщательного изучения исходных данных проектирования: сборочного и рабочего чертежей изделия с соответствующими технологическими условиями изготовления детали; чертежа исходной заготовки и размеров программного задания. Заготовку выбирают исходя из минимальной себестоимости готовой детали для заданного годового выпуска. Чем больше форма и размеры заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали, тем дешевле она в изготовлении, а, следовательно, тем проще и ее последующая механическая обработка и меньше расход материала. Задача решается на основе минимизации суммарных затрат средств на изготовление заготовки и ее последующую обработку.

В данном дипломном проекте была поставлена задача разработки технологического процесса обработки детали с целью закрепления знаний полученных во время лекционного курса знаний. В процессе выполнения были заложены основные навыки использования справочной литературой, ГОСТами, таблицами и нормами.

2. Технологическая часть

Данная деталь изготавливается из отливки с последующей обработкой резанием. Наиболее точными поверхностями являются Ш40Н7, Ш45Н7, Ш10Н8. Самая точная поверхность — 12, 14 диаметр, выполненный по 7 квалитету.

2.1 Служебное назначение, условия работы детали

Деталь «Корпус приспособления» принимается в условиях единичного, среднесерийного производства. Объясняется это не только его высокими техническими и эксплуатационными качествами, но и прежде всего тем, что он наиболее приспособлен для крепежа детали с последующей обработкой поверхностей.

Материал АК5М ГОСТ 1583–9 — алюминиевый литейный сплав с высоким содержанием кремния и меди. Эта марка алюминия обладает высокой твердостью, средней прочностью и коррозионной стойкостью. Буква К указывает на основной легирующий элемент — кремний, а цифра 5 определяет его процентное содержание. Из остальных примесей следует отметить железо, марганец, магний, цинк и никель. Для повышения пластичности металла используется различные методы термической обработки. Отожженный сплав алюминия маркируется АК5М, нагартованный полуфабрикат — АК5Н. Из данного сплава изготавливают фасонные отливки, детали сложной формы, тянутую и сварочную проволоку.

Химический состав, %

Таблица 1

Механические свойства материала Таблица 2

2.2 Анализ технологичности детали Известные методики позволяют анализировать технологичность нескольких различных деталей и обладают значительной сложностью и громоздкостью. На этапе предварительной оценки технологичности для разработки структуры технологического процесса изготовления комплексной детали отсутствуют рабочие чертежи возможных аналогов и прототипов. Возникает задача сравнительной оценки технологичности всех поверхностей только одной детали. Для такой оценки берем методику определения технологичности на основе оценки различных критериев ГОСТ 14.205−83.

Рисунок 1 — Эскиз технологического чертежа детали «Корпус приспособления»

2.3 Определение типа производства Тип производства согласно ГОСТ 3.1108−74 характеризуется коэффициентом закрепления операции за одним рабочим местом или единицей оборудования

Типы производства характеризуются следующими значениями коэффициентов закрепления операций Массовое -1

Крупносерийное — от 1 до 10

Среднесерийное — от 10 до 20

Мелкосерийное — от 20 до 40

Единичное — больше 40

Определяется расчетное количество станков для каждой операции

(1)

где — годовой объем выпуска деталей, шт., штук;

— штучное или штучно-калькуляционное время, мин;

— действительный годовой фонд времени, ч;

— нормативный коэффициент загрузки оборудования .

Принятое число рабочих мест устанавливают округлением значений до ближайшего большего целого числа.

Далее для каждой операции вычисляют значение фактического коэффициента нагрузки.

(2)

Количество операций, выполняемых на рабочем месте, определяется по формуле

(3)

Коэффициент закрепления операции рассчитывается по формуле

(4)

Масса детали 1,857 кг.

шт. — единичное, — коэффициент закрепления операций технологического процесса,

Расчет такта выпуска

(5)

где — годовой фонд времени работы оборудования, ч;

— количество деталей, изготавливаемых в год.

мин.

Расчет средней производительности технологической операции

(6)

мин.

Далее рассчитываем max и min производительность технологической операции мин, мин.

Затем рассчитываем отклонения производительности мин. (7)

мин. (8)

мин. (9)

мин.

мин.

2.4 Выбор и проектирование заготовки Для изготовления детали большую роль играет выбор рационального вида исходной заготовки и способа её получения. В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов, штамповки и всевозможные профили проката.

Каждый из методов содержит большое число способов получения заготовок. Так, например отливки можно получать в песчано-глинистых формах, кокиль, по выплавляемым моделям, под давлением и т. д.; поковки и штамповки — ковкой на молотах, гидравлических прессах; штамповкой на штамповочных машинах, кривошипных горячештамповочных прессах, горизонтально-ковочных машинах и т. д. Способ получения заготовки определяется типом производства, материалом, формой и размерами детали.

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при заданном объеме выпуска деталей. Для выбора формы, размеров и способа получения заготовки большое значение имеет конструкция и материал детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

В условиях единичного или мелкосерийного производства наиболее экономичной является штамповка на пневматических молотах в открытом штампе. Также, исходя из материала детали (АК5М), ее конструкции, целесообразно выбрать метод получения заготовки — в условиях мелкосерийного типа производства наиболее экономичным способом изготовления является литьё по выплавляемым моделям.

Способ литья — в сырые ПГФ.

2.5 Обоснование выбора метода получения заготовки

Назначим допусков и припусков на механическую обработку отливки — корпуса приспособления (см. чертеж детали).

Исходные данные: материал алюминиевый сплав АК5М ГОСТ 1583–93, наибольший габаритный размер 200 мм, масса 1,785 кг, сложность отливки — средняя, термообработка — искусственное старение, способ литья — в сырые ПГФ из смеси влажностью от 3,5 до 4,5% твердостью не ниже 70 единиц, машинное поточно-механизированное производство со средним техническим уровнем технологии механической обработки. Пользуясь стандартом и методическими указаниями, назначаем нормы точности отливки.

Для заданного технологического процесса, габаритного размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал классов размерной точности 8−13т и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности размеров КР 10.

Определяем степень коробления элементов отливки: основания и цилиндра отливки.

При определении степени коробления основания за высоту принимается толщина h=20мм, за длину L=200 мм; отношение h/L = 0,1.

Для отношения 0,1 с учётом разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 5−8 степеней коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 5 степень коробления СКэ = 5.

При определении степени коробления цилиндра за высоту принимается диаметр d=38 мм, за длину L=90 мм; отношение d/L = 0,42.

Для отношения 0,42 с учётом разовой формы и термообработки отливки попадаем в интервал 4−7 степеней коробления и в соответствии с примечаниями принимаем 4 степень коробления СКэ = 4.

Степень коробления отливки в целом принимается по наибольшему значению степени коробления её элемента, т. е. СК 5.

Для заданного технологического процесса, габаритного размера 200 мм и сплава АК5М (термообработка) находим интервал степеней точности поверхностей 10−17 и с учетом примечаний принимаем 13 степень точности поверхностей отливки СП 13.

Для заданного технологического процесса, номинальной массы до 10 кг и материала АК5М (термообработка) находим интервал классов точности массы 7т-14 и согласно примечаниям принимаем 10 класс точности массы отливки КМ 10.

Допуск смещения отливки определяем для наименьшей толщины стенки в плоскости разъёма формы по классу размерной точности отливки КР 10. В нашем случае наименьшая толщина стенки h = 8,5 мм (толщина ребра); стандарта для КР 10 и h =8,5 мм допуск смещения Тсм = 1,6 мм.

Таким образом, найдены основные точностные параметры отливки ступицы:

Точность отливки: 10 — 5 — 13 — 10 См. 1,8 мм ГОСТ 26 645–85.

Для обрабатываемых резанием поверхностей — степени точности поверхностей отливки СП 13 определяем интервал ряда припусков 5−8, и, с учетом примечаний, принимаем 5 ряд припусков РП 5.

Последовательность определения допусков и припусков на обрабатываемые поверхности отливки приведена в таблице 3.

Определение допусков, припусков и размеров отливки Таблица 3

Сконструируем отливку и рассчитаем её размеры Толщина стенки So в верхней части отливки равна диаметру Dту сферы, вписанной в самую массивную часть теплового узла, и составляет

Dту= So= (90−48,7)/2=20,65 мм. (10)

do/So= 48,7/20,65= 2,35~2,4 мм.; (11)

Lo/So = 95,4/20,65= 4,62. (12)

Это значит, что элементы прибыли примерно отвечают условиям исполнения 2 или 3. Принимаем исполнение 2, тогда

Hпр = 0,6Lo+0,5So = 0,6· 95,4+0,5·20,65 = 67,57 мм. (13)

Принимаем Hпр =70 мм.

Rсф=0,5d0+S0=0,5*48,7+20,65=45мм. (14)

Вычисляем номинальную массу отливки Мо, на основе построения 3D-модели и определения МЦХ. При расчете объёма отливки без применения 3D-моделирования весь объём условно разбейте на элементарные объёмы простейших геометрических тел.

Номинальную массу отливки вычисляют по формуле Мо = (Vo· с)/1000, кг (15)

V = 658 724.770552 мм3

где Vo — объём отливки, вычисленный по номинальным размерам отливки с учетом припусков и напусков, см3;

с — плотность материала отливки 2,28 г/см3.

Для заданной отливки расчетом получена масса Мо =2,28 кг.

Рассчитаем элементы литниковой системы.

Расчетный статический напор

Hp = Hст + p2/2Lo = 7+0=7,0 см. (16)

Суммарная площадь поперечного сечения питателей

. (17)

где расчетная металлоемкость формы

G = Mo + Mприбыли + Млпс = 3 кг. (18)

Выбираем один питатель с размерами оснований трапеции 25×22 мм, высотой 8 мм, скорость течения расплава в шлакоуловителе 40 см/с.

Продолжительность заливки формы

= 10,38 с. (19)

Площадь шлакоуловителя

2,15 см². (20)

Размеры оснований трапеции 20×16 мм, высота 12 мм. Сечение стояка

3,1 см²,

2 см = 20 мм.

Определение стоимости отливки

Определим оптовую цену 1 т отливок 2 группы сложности массой Мо=2,28 кг из ЛК5М М1=2,155 кг; Ц1 = 491 руб./т, М2=2,5 кг; Ц2=482 руб./т.

руб./т.

По таблице 2.5 определим величину коэффициента расчета оптовых цен Кц для отливок из АК5М (Кц= 1,015) и оптовую цену 1 т отливок из АК5М

ЦОПТ = Цх · Кц = 487,74 · 1,015 = 495,05 руб/т.

Установим по таблице 1.1 прейскуранта базовые значения точностных характеристик стальной отливки второй группы сложности с наибольшим габаритным размером до 200мм: класс точности размеров 11, класс точности массы 11. Отливка «Корпус» имеет класс размерной точности 11, класс точности массы 11 т. По таблице 1.1, определим величину доплат к оптовой цене за точность размеров и точность массы, отличные от базовых значений:

kтр= 0, kтм= +0,025.

По таблице 1.2 для алюминиевой отливки массой 2,28 кг базовая толщина стенки составляет 11 мм, фактическая средняя толщина стенок отливки больше базовой, поэтому доплату за тонкостенность не назначаем, т. е. ks=0.

По таблице 1.7 определим группу серийности отливок массой 2,28 кг при Nг=200 шт./год: имеем 8 группу.

По таблице 1.8 рассчитаем величину доплат для 8 группы серийностиkc=0,18.

По таблице 1.10 найдем величину доплат за термическую обработку и очистку отливок

Цто = 40 руб./т, Цо = 8 руб./т.

Определим оптовую цену 1 т отливок массой Мо=2,28 кг заданных потребительских свойств

(21)

СОПТ = 495,05· (1+0+0,025+0+0,18)+40+8 =644,53 руб./т.

Рассчитаем стоимость отливки

= 7,29 руб.

Определите фактическую стоимость отливки

Сотл.факт= Сотл.· kинфл.,= 7,29· 50=364,44 руб.

2.6 Определение методов обработки поверхностей

Оптимальный способ обработки поверхностей детали означает, что удалось отыскать технологический переход. Таким образом, это является началом поиска структуры технологической операции, а затем и всего технологического процесса.

Применяют табличный, расчетный и таблично — расчетный методы выбора способа обработки поверхностей.

Табличным методом пользуются для быстрых ориентировочных решений, а также для выбора способов обработки поверхностей с невысокими технологическими требованиями.

Для более точных поверхностей рекомендуется использовать таблично — расчетный метод, основанный на определении уточнения.

При разработке маршрута обработки детали типа «Корпус приспособления» следует учитывать, что в первую очередь обрабатываются поверхности, являющиеся основными базирующими поверхностями. Далее обрабатываются поверхности, на которых могут быть обнаружены дефекты заготовки и поверхности в последовательности их точности и качества. Наиболее экономичным методом обработки поверхности 18 является расточная обработка. Возможность такого варианта обработки необходимо проверить расчетом уточнений таблицы 5.

Методы обработки поверхностей детали поверхности

Таблица5

2.7 Определение расчета припусков аналитическим методом

Величина припуска влияет на себестоимость изготовления детали. При увеличенном припуске повышаются затраты труда, расход материала и другие производственные расходы, а при уменьшенном приходится повышать точность заготовки, что также увеличивает стоимость изготовления детали.

Для получения деталей более высокого качества необходимо при каждом технологическом переходе механической обработки заготовки предусматривать производственные погрешности, характеризующие отклонения размеров, геометрические отклонения формы и поверхности, микронеровности, отклонения расположения поверхностей. Все эти отклонения должны находиться в пределах поля допуска на размер поверхности заготовки.

Аналитический метод определения припусков базируется на анализе производственных погрешностей, возникающих при конкретных условиях обработки заготовки.

Выполняя расчет припусков и операционных размеров результаты сводим в таблицу 6.

Расчет производим для поверхности 8, Ш40 +0,025, которая для поверхностей тел вращения (наружных и внутренних):

(22)

гдевысота микронеровностей поверхности, оставшихся при выполнении

предшествующего технологического перехода, мкм;

— глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего технологического перехода, мкм;

— суммарные отклонения расположения, возникшие на предшествующем технологическом переходе, мкм;

— величина погрешностей установки заготовки при выполняемом технологическом переходе, мкм.

Максимальный припуск для поверхностей типа тел вращения

(23)

где — допуск на размер на предшествующем переходе, мм;

— допуск на размер на выполняемом переходе, мм.

Расчет промежуточных размеров для выполнения каждого перехода

устанавливаем (таблица 6) из условия выбора переходов — маршрут обработки детали типа «Корпус приспособления»:

а) черновое растачивание;

б) чистовое растачивание.

Вся указанная обработка выполняется в тисках поворотных с пневмозажимом.

Заносим маршрут обработки в графу 1 таблицы 6.

Данные для заполнения граф 2,3 для отливки взяты из [6. стр. 185.таб.2, стр. 245. таб.47, стр. 8, таб.4].

Расчет отклонения поверхности

Величину пространственных отклонений для заготовки из отливки при обработке в тисках с пневмозажимом определяется [cтр. 187 таб. 18]

; (24)

мкм; (25)

мкм. (26)

Черновое растачивание

величину пространственных отклонений определяем по формуле

мкм. (27)

Чистовое растачивание

мкм

Расчет минимальных припусков на ш40мм размер для каждого перехода производится по следующим формулам

черновое растачивание: 2Zmin = 2(240+250+500)=1980 мкм;

чистовое растачивание: 2Zmin = 2(50+50+30)=260 мкм.

Расчетные значения припусков заносим в графу 6 таблицы 6.

Расчет наименьших предельных расчетных размеров по технологическим переходам производим, складывая значения наименьших предельных размеров, соответствующих предшествующему технологическому переходу, с величиной припуска на выполняемый переход

ш40мм+0,26=40,26 мм,

ш40,26мм+1,98=42,382 мм.

Наименьшие расчетные размеры заносим в графу 7 таблицы

Наименьшие предельные размеры (округленные) заносим в графу 9 таблицы 6.

Расчет наибольших расчетных размеров по технологическим переходам производится

ш40мм+0,12=40,12 мм,

ш40,26мм+0,4=40,66 мм,

ш42,4мм+1,9=44,3 мм.

Полученные данные заносим в графу 10 таблицы 4.

Расчет фактических максимальных и минимальных припусков по переходам производим, вписывая соответствующие числовые значения наибольших и наименьших предельных размеров.

Максимальный припуск

ш40,66мм-40,1=0,56 мм,

ш44,3м-40,66=3,24 мм.

Минимальный припуск

ш40,15мм-40,04=0,11 мм,

ш42,3мм-40,15=2,15 мм.

Результаты расчетов заносим в графу 11 и 12 таблицы 6.

Результаты расчета припусков на обработку поверхности 8 Ф

Таблица 6

2.8 Разработка технологического маршрута

В проектируемом технологическом процессе предлагается проводить фрезерование двух выборок, сверление отверстий и нарезание резьбы на одном станке типа многоцелевой сверлильно — фрезерно-расточный станок модели ИР 500 ПМ1Ф4М. В базовом технологическом процессе фрезерование выступов, сверление и нарезание резьбы производим на фрезерном и координатно-расточном станках. Это очень трудоемкая операция, так как деталь устанавливается в тиски поворотные с пневмозажимом.

В спроектированном технологическом процессе на станке ИР 500 ПМ1Ф4М за один установ возможно выполнить отверстия, фаски, нарезать резьбу, фрезеровать начисто выступы концевой фрезой. Технические данные станка позволяют выполнить эту операцию. В предложенном технологическом процессе обработка поверхностей проводится окончательно и быстро за один установ.

Станок с ЧПУ является автоматом с гибкой связью, работой которого управляет специальное электронное устройство. Программа обработки детали на таких станках записывается в числовой форме на программоноситель и реализуется с помощью системы числового программного управления станком. При этом точность задания размеров зависит не от свойств программоносителя, а только от разрешающей способности системы ЧПУ и станка.

Станки с ЧПУ широко используются в условиях мелкосерийного производства, позволяя автоматизировать механическую обработку малых партий деталей любой сложности. При этом увеличивается производительность, сокращается объем и сроки подготовки производства, снижается себестоимость изготовления деталей. На основание отечественного и зарубежного опыта работы станков с ЧПУ установлено, что экономия на трудозатратах достигает 25…80%. Один станок с ЧПУ заменяет от 3 до 8 обычных станков с ручным управлением. Увеличивается доля машинного времени и повышается производительность труда до 50%. Сроки подготовки производства сокращаются на 50%, а общая длительность изготовления деталей на 50…60%. Точность изготовления в отдельных случаях возрастает в несколько раз, количество отдельных операций уменьшается в 4 — 8 раз.

Наряду с преимуществами станки с ЧПУ стоят дорого, и подготовка числовой программы требует значительных средств и времени. Поэтому рентабельность применения этих станков зависит от многих факторов:

а) обоснованного выбора модели станка;

б) рациональный отбор номенклатуры деталей, подлежащих обработки на станке (сложность комплексной детали);

в) проектирование рациональных групповых технологических процессов обработки деталей;

г) разработка управляющих программ производительными и экономичными методами;

д) правильной организации обслуживания станков с ЧПУ.

Составив эти требования с возможностью производства, для которого рекомендуется применение данного технологического процесса, конструкцией детали и видов производства делается такой выбор, что применяя станки с ЧПУ на сверлильно-фрезернорасточных операциях будут использованы все достоинства применения таких станков. Исходя из имеющихся на производстве станков и габаритов детали будем использовать следующие станки: многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточный станок модели ИР 500 ПМ1Ф4М.

Использование такого вида оборудования позволяет произвести обработку технологического процесса с меньшей затратой времени и улучшение качества продукции.

Маршрут предлагаемого технологического процесса обработки детали типа «Корпус приспособления»

Таблица 7

2.9 Составление плана обработки

Процесс механической обработки должен укладываться в следующие этапы.

1.Обработка поверхностей, образующих установочные базы для всех последующих операций.

2. Черновая обработка основных поверхностей детали.

3. Чистовая обработка основных поверхностей детали.

4. Черновая и чистовая обработка второстепенных поверхностей детали.

5.Термическая обработка детали, если она предусмотрена чертежом и техническими требованиями.

6.Выполнение второстепенных операций, связанных с термической обработкой.

7. Выполнение отделочных операций основных поверхностей.

8. Выполнение доводочных операций основных поверхностей.

2.10 Выбор оборудования

При выборе оборудования необходимо учитывать.

1. Характер производства — единичный тип производства.

2. Метод достижения заданной точности при обработке.

3. Качество получаемой поверхности.

4. Удобство управления и обслуживания станка.

5. Техническая характеристика станка и соответствие габаритных размеров детали установленных по схеме обработки.

6. Стоимость станка.

7. Возможность оснащения станка высоко производительными приспособлениями.

8. Возможность работы на оптимальных режимах резания.

9. Соответствие станка по мощности.

10. Необходимость использования имеющихся станков.

11. Наименьшая себестоимость обработки.

2.11 Выбор приспособления

Для установки заготовки в станках, т. е. базирования заготовки и ее закрепления применяются станочные приспособления.

2.12 Выбор режущего инструмента

Выбор режущего инструмента определяется методами обработки, свойствами обрабатываемого материала, требуемой точности обработки и качество обрабатываемой поверхности. Правильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для производства труда и снижение себестоимости обработки. В серийном типе производства в основном применяется стандартный режущий инструмент и реже специальный.

Количество и вид режущего инструмента определяется по технологическому маршруту.

В качестве режущего инструмента применяются резцы с механическим креплением твердосплавных пластин. Фрезы и сверла из быстрорежущей стали. Это позволяет производить обработку с оптимальными режимами резания.

Для изготовления лезвийных инструментов в настоящее время используют инструментальные стали, твердые сплавы, минералокерамику и поликристаллические сверхтвердые синтетические материалы на основе нитрида бора (эльбора) и синтетического алмаза.

В нашем случае обрабатывается алюминиевый сплав АК5М5. Целесообразно применить марку твердого сплава ВК8 или быстрорежущий материал Р18, Р6М5.

2.13 Выбор средств контроля

Для осуществления контроля размеров, форм и расположения поверхностей детали, указанных на чертеже, выбираем средства измерения, представленные в таблице 8.

Таблица выбора оборудования и режущего инструмента по маршруту обработки детали «Корпус приспособления»

Таблица 8

2.14 Разработка технологических операций с подбором оборудования на предприятии по заданной детали

Набор частей технологической операции: переходов, установов, позиций — и последовательность выполнения этих частей технологической операции и операций составляет сущность структуры ТП.

Согласно теоретической механике требуемое положение твердого тела (заготовки) относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических связей, лишающих тело трех перемещений вдоль осей XYZ и трех поворотов вокруг этих осей, т. е. тело становится неподвижным в системе координат OXYZ. Каждая опорная точка, т. е. точка, символизирующая одну из связей заготовки с выбранной системой координат, лишает заготовку только одной степени свободы. Следовательно, для базирования заготовки, т. е. придания ей вполне определенного (однозначного) положения в приспособлении, необходимо и достаточно наличие шести опорных точек, лишающих заготовку шести степеней свободы (правило шести точек).

При базировании заготовки в приспособлении необходимо совместить системы координат, построенных на вспомогательных базах приспособления и основных технологических базах заготовки. Схема расположения опорных точек на базах заготовки называется схемой базирования.

На первой операции базы являются необработанными — черновыми. В связи с тем, что точность необработанных поверхностей, выполняющих функции черновых технологических баз, всегда ниже точности обработанных поверхностей, а шероховатость выше, черновые базы должны использоваться только один раз на первой установке.

корпус приспособление заготовка обработка

Маршрут заводского технологического процесса обработки детали типа «Корпус приспособления»

Таблица 9

2.15 Расчет режимов резания аналитическим методом

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Операция 010

Фрезерование паза поверхности 6, концевая фреза Р6М5 Ф12мм, Z=3

Оборудование: Многоцелевой сверлильно — фрезерно-расточный станок модели ИР 500 ПМ1Ф4М;

Приспособление: поворотные пневматические тиски;

Глубина фрезерования t = 1 мм (окончательно).

Ширина фрезерования В = 7 мм.

Подача Sz = 0.03 мм/об.

S0 = Sz Ч Z = 0.03 Ч 3 = 0.09 мм/об. (28)

1. Скорость резания

(29)

Сv = 46.7; g = 0.45; x = 0.5; y = 0.5; u = 0.1; p = 0.1; m = 0.33; T = 80; Kv = 1.

2. Частота вращения

(30)

3. Сила резания

(31)

Сp = 68.2; x = 0.86; y = 0.72; u = 1.0; g = 0.86; w = 0; n = 1.0; Kmp = 1.

4. Крутящий момент

(32)

5. Мощность резания

(33)

6. Машинное время

(34)

Расчет режимов резания сводим в таблицу 10.

Режимы резания обработки детали «Корпус приспособления»

Таблица 10

2.16 Расчет норм времени Под техническим нормированием понимается установление нормы времени на выполнение определенной работы. Техническая норма времени, определяющая затраты времени на обработку, служит основой для оплаты работы, калькуляции себестоимости детали и изделия. На основе технических норм времени рассчитываются длительность производственного цикла, необходимое количество станков, инструментов и рабочих, определяется производственная мощность цехов или участков. Норма времени является одним из основных факторов для оценки совершенства технологического процесса и выбора наиболее прогрессивного варианта обработки заготовки.

В серийном производстве определяется норма штучно — калькуляционного времени tш-к.

tш-к =, (35)

tшт = tо + tв + t об+ t от, (36)

где Тп-з — подготовительно — заключительное время, определяемое на партию деталей, мин;

tо — основное время, для станков с ЧПУ равно времени обработки заготовки на всех переходах данной операции, т. е. времени цикла Тцикла в мин;

tв — вспомогательное время, мин;

t об — время обслуживания рабочего места, мин;

t от — время перерывов на отдых и личные физические потребности, мин.

010. Фрезерная с ЧПУ

1) Основное технологическое время

2) Вспомогательное время ручной работы не перекрываемое временем автоматической работы станка,

(37)

где? вспомогательное время на установку и снятие детали, мин;

мин.

? вспомогательное время, связанное с выполнением операции, мин;

мин.

? вспомогательное неперекрываемое время на контрольные измерения детали, мин.

Поправочный коэффициент

(38)

где nп — число обрабатываемых деталей в партии, шт.

3) Подготовительно — заключительное время на партию а) на наладку станка приспособлений и инструментов — 10 мин.

б) на получение инструмента и приспособлений до начала и сдача их после окончания работы — 4 мин.

Тпз=10+4=14 мин.

4) Норма штучного времени на операцию

(39)

5) Норма времени на обработку партии деталей

(40)

6) Норма штучно — калькуляционного времени

(41)

015. Фрезерная с ЧПУ Основное технологическое время Норма штучного времени на операцию Норма времени на обработку партии деталей Норма штучно — калькуляционного времени

030. Фрезерная с ЧПУ Основное технологическое время Норма штучного времени на операцию Норма времени на обработку партии деталей Норма штучно — калькуляционного времени

035. Фрезерная с ЧПУ Основное технологическое время Норма штучного времени на операцию Норма времени на обработку партии деталей Норма штучно — калькуляционного времени

2.17 Производственная санитария и техника безопасности на данном производстве В производственных цехах необходимы гардероб и душевые для рабочих. Туалет должен находиться не далее 50 м от рабочего места. В туалете или в специально отведенном месте должны располагаться раковины с подачей горячей и холодной воды для мытья рук. Положено обеспечение рабочих моющими средствами.

Организована комната для приема пищи и отдыха во время регламентированных перерывов.

На рабочем месте должно быть обеспечено хорошее освещение и приток свежего воздуха.

Аптечка с необходимыми средствами первой помощи должна находиться в помещении мастера или в специально отведенном месте.

В цехе должна быть обеспечена подача питьевой воды.

При оформлении на работу работники должны пройти инструктаж по технике безопасности и в дальнейшем его повторять по установленному на предприятии графику. При работе на станке необходимо соблюдать правила техники безопасности и инструкцию по технике безопасности.

Рабочий должен устанавливать заготовку на станок и снимать деталь в рукавицах в выключенном режиме. Обработку производить в защитных очках и в головном уборе. Не прикасаться руками к движущимся частям станка при включенном оборудовании. Не производить замеров изделия во время работы станка. Имеющиеся на станке заграждения должны закрывать зону резания во время обработки.

На рабочем месте около станка на удобном и безопасном расстоянии должен располагаться металлический стол. На столе должен лежать резиновый коврик, на котором располагают мерительный инструмент. На свободной части стола располагают чертежи и необходимую техническую документацию, детали для замера. Рабочее место оснащено металлической тумбочкой для хранения необходимого режущего и слесарного инструмента, станочной оснастки, средств индивидуальной защиты. Должно быть предусмотрено место для складирования заготовок и готовой продукции.

Должно быть предусмотрено место для уборки стружки и мусора.

В случае обработки тяжелых (весом более 16 кг) изделий необходимо оснастить рабочее место грузоподъемными механизмами.

3. Конструкторская часть

3.1 Конструкция специальной оснастки Разрабатываемое приспособление, механизированное с пневматическим приводом тиски, применяется на технологических операциях 010, 015,030,035 на многоцелевой сверлильно — фрезерно-расточный станок модели ИР 500 ПМ1Ф4М для установки детали «Корпус приспособления».

3.2 Конструкция режущего инструмента Осевой режущий инструмент — это лезвийный инструмент для обработки с вращательным главным движением резания и движением подачи вдоль оси главного движения резания.

Метчик (резьбофреза) — инструмент для нарезания внутренней резьбы в предварительно просверленных отверстиях, представляющий собой закаленный винт с прорезанными вдоль стержня канавками, образующими режущие кромки.

Фрезой можно нарезать резьбу диаметром от 4 мм при наилучшем качестве, производительности и меньшей цене обработки отверстия по сравнению с обычным нарезанием метчиком. Эти 2xD резьбовые фрезы обрабатывают до 100% глубины и имеют большой угол спирали для уменьшения сил резания, что снижает риск возникновения проблем на чистовых резьбонарезных операциях, что особенно актуально для дорогих деталей. Резьбофрезы имеют очень жесткую и вибростойкую конструкцию, что позволяет вести обработку на больших подачах и существенно увеличить стойкость.

Покрытие обеспечивает прочность и износостойкость при обработке всех ISO материалов, а для обработки термопрочных сплавов на фрезах с диаметром хвостовика от 8 мм предусмотрены сквозные каналы подачи СОЖ. Это обеспечивает хорошее удаление стружки, повышенную стойкость и качество поверхности.

Рисунок 2 — Резьбофреза

3.3 Конструкция приспособления В мелкосерийном производстве рациональнее всего применение приспособления типа пневматических тисков, предназначенных для обработки корпусных деталей определенных форм и размеров.

При выборе конструкции машинных тисков для среднесерийного производства следует предпочесть те, которые допускают фрезерование деталей против неподвижной губки и препятствуют подъему деталей при зажиме. Тиски пневматические с одной подвижной губкой обеспечивают быстрый и надежный зажим деталей.

В тиски встроен мембранный привод получивший широкое применение на заводах. Тиски состоят из прямоугольного основания 24 с усиками для закрепления на столе и корпуса 14, прикрепленного к основанию Т-образными болтами 18. По направляющим корпуса 14 скользит подвижная часть 1 с салазками в виде рамки, охватывающей выступ «К» корпуса, а к выступу «К» винтами прикреплена направляющая планка, по которой перемещается установочный ползун. Перемещение подвижной части 1 осуществляется силовым устройством с резиновой мембраной, расположенными в нижней части корпуса. Мембрана 12 крепится к корпусу кольцом, рабочая камера образуется выточкой в корпусе и мембраной. Шток 10 связан с мембраной стальными опорным диском. Под действием сжатого воздуха, подводимого в камеру через распределительный кран 15, диск с мембраной перемещается вниз и поворачивает рычаг 7. Рычаг 7 при помощи толкателя 16 перемещает подвижную часть 1 и губкой 6 прижимает деталь к губке 25. Поворотом рукоятки распределительного крана в другую сторону сжатый воздух отпускается в атмосферу, после чего под действием пружины 11 подвижная часть возвращается в исходное положение. Наладка тисков на размер зажимаемой детали производится путем перемещения установочного ползуна с помощью винта.

Расчет точности приспособления Точность обработки заготовок на станках в значительной мере зависит от точности установки заготовок в приспособлениях. При обработке заготовок, установленных в приспособлениях, необходимо, чтобы погрешность Д обработки была меньше допуска д на выполняемый на данной операции размер Д < д;, (43)

гдепогрешность установки, мм;

— погрешности, возникающие при обработке заготовки (погрешности станка и установки инструмента, износ инструмента, температурные деформации и др.), мм.

Одной из основных причин, вызывающих погрешности обработки, является погрешность установки, возникающая при установке заготовки в приспособление, т. е. отклонение фактически достигнутого положения заготовки от требуемого, возникающее в результате наличия погрешностей базирования, закреплениязаготовки, а также вследствие погрешности изготовления приспособления и установки его на станке

(44)

Все составляющие погрешности установки являются полем рассеяния (допуска) случайных величин и, следовательно, могут суммироваться по правилу квадратного корня. Необходимо отметить, что погрешность установкивозникает при установке заготовки в приспособление до обработки, т. е. до включения станка.

На черновой операции при установке заготовки в поворотные пневматические тиски погрешность установки для выполнения размеров [2,стр.41, таб.12].

и осевых размеров На фрезерной операции при обработке режущим инструментом (концевой фрезой) выступ длиной погрешность базирования равна нулю, так как погрешность размера L зависит только от базирования фрезой и возникает не в процессе установки заготовки, а в процессе обработки. При выполнении линейных размеров паза l=3+0,01 мм совмещением технологической базы и измерительной мы добились, что погрешность базирования при выполнении линейных размеров будет равна нулю. Погрешность закрепления заготовки, возникающая в результате действия сил закрепления, так как установка заготовки производится без зазоров. Погрешность положения заготовки, зависящая от приспособления, так как отсутствуют направляющие элементы для режущего инструмента, и его настройка производится после установки приспособления. Таким образом, погрешность установки при выполнении размера l=148−1 равна

3.4 Конструкция средств контроля Штангенциркуль — прибор для измерения линейных размеров контактным методом.

Основной его частью является линейка I с масштабом. Линейка снабжена двумя ножками: неподвижной и подвижной (2,3), последняя скреплена с рамкой 4, на которой нанесены деления нониуса, а рамка 4 может закрепляться на линейке I с помощью винта 5. Если сдвинуть ножки циркуля вплотную, то нулевые деления нониуса и основного масштаба должны совпасть. Иногда ножки 2 и 3 имеют с внешней стороны цилиндрические измерительные поверхности для измерения внутренних размеров отверстий, в этом случае — результат сложения отсчета по масштабу и нониусу и суммарной ширины ножек (указана на штангенциркуле). Часто штангенциркули имеют вторую пару ножек с заостренными концами, предназначенную, в основном, для разметочных работ. Наиболее универсальные штангенциркули снабжены выдвижной линейкой 7 для измерения размеров углублений. В этом случае одну измерительную поверхность представляет собою торец масштабной линейки, вторую — торец выдвижной линейки. Для измерения необходимо, предварительно определив точность нониуса, привести в соприкосновение измерительные поверхности и деталь, закрепить стопорный винт, снять нужные отсчеты. Со временем приобретаются определенные навыки, и результат измерений определяется автоматически.

Наиболее употребительны штангенциркули длиной до 300 мм, но применяются и рассчитанные на гораздо большие длины. Отсчет размеров производиться методом непосредственной оценки совпадения деления шкалы с делениями нониуса.

Во избежание травматизма необходимо:

— осторожно обращаться с острыми разметочными губками;

— не допускать измерений размеров на ходу станка, при движении режущего инструмента и при вращении измеряемой детали.

Подготовка к работе Расконсервируйте штангенциркуль после извлечения из чехла:

— протрите штангенциркуль, особенно измерительные поверхности, салфеткой, смоченной нефрасом;

— обдуйте теплым воздухом или протрите насухо чистой салфеткой.

Проверьте установку нониуса на ноль. Совместите, при необходимости, нулевые штрихи шкал и нониуса.

Порядок работы В процессе работы и по окончании ее протирайте штангенциркуль салфеткой, смоченной в водно-щелочном растворе СОЖ, затем насухо — чистой салфеткой.

По окончании работы покройте поверхности штангенциркуля тонким слоем любого технического масла типа «Индустриальное» ГОСТ 20 799–88 и уложите в чехол.

Не допускайте в процессе эксплуатации:

— грубых ударов или падения во избежание изгибов штанги и других повреждений;

— царапин на измерительных поверхностях;

— трения измерительных поверхностей об контролируемую деталь.

4. Организационная часть

4.1 Знакомство с производством Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.

В состав производственного процесса включаются все действия по изготовлению и сборке продукции, контролю ее качества, хранению и перемещению на всех стадиях изготовления, организации снабжения и обслуживания рабочих мест и участков, управления всеми звеньями производства, а также все работы по технической подготовке производства. Рациональная организация производственного процесса невозможна без проведения тщательной технической подготовки производства.