Разработка технологического процесса механической обработки корпуса

• Реферат
• Введение
• 1. Проектирование процесса механической обработки детали
• 1.1 Служебное назначение и технические требования на деталь по чертежу и условиям эксплуатации
• 1.2 Анализ технологичности конструкции детали
• 1.3 Определение типа производства
• 1.4 Выбор и обоснование способа получения заготовки
• 1.5 Разработка маршрутной технологии обработки детали
• 1.6 Определение припусков расчётно-аналитическим методом
• 1.7 Проектирование операционной технологии
• 1.7.1 Выбор станков, инструмента, средств измерения и технологического оснащения
• 1.7.2 Расчёт режимов резания на основные операции
• 1.7.3 Расчёт норм времени
• 1.7.4 Расчёт точности обработки
• 2. Конструирование средств технологического оснащения
• 2.1 Выбор и обоснование схемы установки детали в приспособлении
• 2.2 Разработка расчётной схемы закрепления и расчёт механизма зажима
• 2.3 Техническое описание конструкции и принципа работы приспособления
• Заключение
• Список использованных источников

Реферат

Разработать технологический процесс механической обработки детали корпус N=100 шт.

Пояснительная записка содержит 62 страницы, 4 рисунка, 3 таблицы, 12 источников, 2 приложения, графическая часть — 4 листа формата А1.

Ключевые слова: ДЕТАЛЬ, ЗАГОТОВКА, ПРИПУСК, РЕЖИМЫ РЕЗАНИЯ, НОРМИРОВАНИЕ ВРЕМЕНИ, ГОДОВОЙ ОБЪЕМ ВЫПУСКА, ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ПОЗИЦИЯ, СУММАРНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ОБРАБОТКИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАЛАДКА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС.

В курсовом проекте разработан технологический процесс механической обработки детали типа корпус. Годовой объем выпуска детали 100 штук, что соответствует единичному производству. Произведён анализ технологичности конструкции детали, определен тип производства. Также произведён выбор и обоснование способа получения исходной заготовки, разработка маршрутной и операционной технологии. На листах представлены технологические наладки на наиболее ответственные операции.

В условиях современной рыночной экономики предприятию необходимо постоянно совершенствовать технологию производства продукции, чтобы выиграть преимущество в конкурентной борьбе. Эффективность производства, его технический прогресс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от внедрения нового оборудования, машин, станков и аппаратов, а также новых технологий.

Поэтому необходимо совершенствовать технологию механической обработки и внедрять новое высокопроизводительное оборудование. В этой связи был разработан технологический процесс механической обработки детали — корпус. Механообработка детали производится на станках с числовым программным управлением, которые позволяют повысить эффективность обработки и качество обработанных поверхностей, уменьшить количество операций и время обработки.

1. Проектирование процесса механической обработки детали

1.1 Служебное назначение и технические требования на деталь по чертежу и условиям эксплуатации

Деталь — корпус является составной частью крана шарового DN200. Кранами называются конструкции арматуры с затвором в форме тела вращения, поворачивающимся вокруг оси, перпендикулярной оси потока среды. По форме затвора краны подразделяются на конусные, шаровые и цилиндрические.

Шаровые краны применяются в качестве запорного устройства на трубопроводах, транспортирующих:

природный газ;

товарную нефть и нефтепродукты;

другие жидкие или газообразные агрессивные и неагрессивные среды.

Шаровые краны изготавливаются как с цельносварным, так и с разборным корпусом. Для газообразных сред наиболее надежной является цельносварная конструкция корпуса.

Разборная конструкция увеличивает ремонтопригодность крана и позволяет использовать его на агрессивных рабочих средах, обеспечивая возможность замены уплотнительных элементов.

Класс герметичности кранов — «А» по ГОСТ 9544–2005.

Корпус крана изготовлен из стали 20ГЛ ГОСТ 21 357–87.

К конструкции детали предъявляются следующие технические требования:

канавка под уплотнительные элементы обрабатывается по 9 квалитету точности. Допуск биения 0,05 мм.

1.2 Анализ технологичности конструкции детали

Деталь — корпус представляет собой отливку типа тела вращения. Деталь имеет базовые поверхности достаточных размеров, более 70% поверхностей детали не требуется механическая обработка, конструкция детали обеспечивает свободный доступ режущего инструмента ко всем обрабатываемым поверхностям, отверстия в корпусе и фланце детали имеют одинаковые диаметры.

Конструкция детали способна воспринимать силы резания без ощутимых деформаций. Все поверхности детали для обработки режущим инструментом доступны по всем обрабатываемым поверхностям.

Наиболее точные поверхности детали обрабатываются по 9 — 10-му квалитету точности, что достаточно обосновано.

Так как деталь имеет форму тела вращения, то все её поверхности обрабатываются на токарно-карусельном станке. Однако средний фланец и его отверстия обрабатываются с помощью резцовой головки на этом же станке.

Нетехнологичными являются габариты и вес детали, так как они требуют применения крана или другого устройства для установки и снятия детали. Метод получения исходной заготовки — литье в песчано-глинистые формы снижает технологичность детали, так как он требует оставлять большие припуски на обработку.

Необходимо отметить, что большинство недостатков технологичности конструкции вызваны исключительно её назначением.

В целом деталь можно считать технологичной, так как большинство требований к технологичности конструкции детали выполнено.

деталь корпус механическая обработка

1.3 Определение типа производства

1) Тип производства определяется укрупнено по таблице 1 в зависимости от массы детали и объема выпуска.

Таблица 1 — Тип производства.

Так как масса детали составляет 63 кг, а объем выпуска — 100 шт. /год, то принимается мелкосерийное производство.

2) Определяем тип производства по коэффициенту закрепления операций.

где — общее количество однотипных операций;

— общее количество рабочих мест.

Если, то производство массовое.

Если, то производство крупносерийное.

Если, то производство среднесерийное.

Если, то производство мелкосерийное.

Если, то производство единичное.

В соответствии с найденным по таблице 1.3 типом производства выбирается нормативный коэффициент загрузки рабочего места .

Для мелкосерийного производства .

Для токарно-карусельных станков с ЧПУ .

Предварительный маршрут обработки.

Установ 1

1. Черновое точение внутренних поверхностей и торца.

2. Чистовое точение внутренних поверхностей и торца.

3. Сверление отверстий в торце.

4. Снятие фаски в отверстиях.

5. Нарезание резьбы в отверстиях.

Установ 2

1. Черновое точение наружных поверхностей и торца.

2. Чистовое точение наружных поверхностей и торца.

2. Сверление отверстий в торце.

Установ 3

1. Черновое точение внутренних поверхностей.

2. Получистовое точение внутренних поверхностей.

3. Чистовое точение внутренних поверхностей.

4. Фрезерование фланца черновое концевой фрезой.

5. Фрезерование фланца чистовое концевой фрезой.

6. Сверление отверстий в торце.

7. Сверление отверстий в торце.

8. Нарезание резьбы в отверстиях.

3) Определяем основное время на обработку:

Установ 1

Установ 2

Установ 3

3) Определяем расчетное количество станков

— действительный годовой фонд работы технологического оборудования, ч. (при двухсменной работе =4015 часов).

4) Принимаем количество станков

5) Определяем фактический коэффициент загрузки рабочего места где — расчетное количество станков, шт;

— принятое количество станков, шт.

6) Определяем количество однотипных операций выполняемых на одном рабочем месте где — нормативный коэффициент загрузки рабочего места;

— фактический коэффициент загрузки рабочего места.

7) Определяем общее количество однотипных операций на участке

8) Определяем общее количество рабочих мест

9) Определяем тип производства Таким образом, производство является единичным.

1.4 Выбор и обоснование способа получения заготовки

В качестве исходной заготовки выбираем отливку, получаемую методом литья в песчано-глинистые формы. Данный способ литья является наиболее дешёвым и простым.

Определим размеры и параметры качества заготовки.

Назначение класса размерной точности производится в зависимости от способа литья, габаритных размеров детали, материала детали. Класс размерной точности отливки — 10. Ряд припусков — 3.

Определение основных допусков на размеры. Основной допуск зависит от класса размерной точности отливки и номинального размера конструктивного элемента.

Внешние линейные размеры:

295мм — допуск 4 мм

67,5 — допуск 2,8 мм

Внешние диаметральные размеры:

Ш375 — 4 мм

Внутренние диаметральные размеры:

Ш238 — 3,6 мм

Ш311,6 — 4 мм

Ш313 — 4 мм

Ш72 — 2,8 мм

Ш70 — 2,8 мм

Ш60 — 2,4 мм

Внутренние линейные размеры:

111,5мм — допуск 3,2 мм

19мм — допуск 1,6

Для обрабатываемых конструктивных элементов отливок всегда устанавливается симметричное расположение полей размерных допусков относительно номинальной размерной линии.

Общий припуск зависит от общего допуска на конструктивный элемент, ряда припусков, вида окончательной механической обработки и точности обработки.

295мм — общий припуск на сторону (не более) 6,5 мм

67,5мм — общий припуск на сторону (не более) 4,5 мм

375мм — общий припуск на сторону (не более) 6,5 мм

238мм — общий припуск на сторону (не более) 5,5 мм

311,6мм — общий припуск на сторону (не более) 6,5 мм

313мм — общий припуск на сторону (не более) 6,5 мм

72мм — общий припуск на сторону (не более) 4,5 мм

70мм — общий припуск на сторону (не более) 4,5 мм

60мм — общий припуск на сторону (не более) 4 мм

111,5мм — общий припуск на сторону (не более) 5,5 мм

19мм — общий припуск на сторону (не более) 3,2 мм

Расчет размеров отливки, мм:

295+6,5Ч2=308±2,0

67,5+4,5=72±1,4

375+6,5Ч2=388±2,0

238−5,5Ч2=227±1,8

311,6−6,5Ч2=298,6±2,0

313−6,5Ч2=300±2,0

72−4,5Ч2=63±1,4

70−4,5Ч2=61±1,4

60−4Ч2=52±1,2

111,5+5,5=117±1,6

19−3,2=15,8±1,0

Рис. 1 — Эскиз заготовки

1.5 Разработка маршрутной технологии обработки детали

Рис. 2 — Эскиз детали

Таблица 2 — Маршрут обработки корпуса

1.6 Определение припусков расчётно-аналитическим методом

Проведём расчет припусков рассчётно-аналитическим методом на один наиболее точный размер.

Рассчитаем припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для канавки под уплотнительные элементы Ш238Н9.

Заготовка представляет собой отливку, массой 71 кг. Технологический маршрут обработки канавки Ш238Н9 состоит из трёх переходов: чернового, получистового и чистового растачивания, выполняемых при одной установке обрабатываемых деталей. Базами для заготовки являются противоположный торец 9 и цилиндрическая поверхность Ш375.

Расчет припусков на обработку канавки Ш238Н9 приведён в таблице 2.

Таблица 3 — Расчёт припусков на обработку канавки Ш238Н9

1. Определения параметров качества обработки Параметры качества поверхности и выбираем по таблицам и заносим в таблицу 2.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки данного типа определяется по формуле:

где равно допуску на размер Ш227,2. мкм.

;

;

мм.

мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений для канавки после чернового, получистового и чернового точения определится соответственно:

мкм;

мкм;

мкм.

Погрешность установки при черновом и получистовом растачивании определится:

мкм.

Погрешность установки при и чистовом растачивании определиться соответственно:

мкм;

мкм.

Значения заносим в соответствующие графы таблицы 2.

2. Назначение допусков Допуск на размер заготовки принимаем по 10 классу точности: мкм.

Допуск на размер после чернового точения рассчитываем по формуле:

;

мкм;

мкм.

Допуск на размер после получистового точения принимаем по :

мкм.

Допуск на размер после чистового точения принимаем по :

мкм.

Значения заносим в соответствующие графы таблицы 2.

3. Определение расчётных минимальных припусков на обработку мкм;

мкм;

мкм.

4. Определение расчетных размеров Данная графа заполняется начиная с конечного размера последовательным вычитанием расчётного минимального припуска каждого технологического перехода.

5. Определение предельных размеров.

В данной графе наибольшее значение получается по расчетным размерам, округлённым до точности допуска соответствующего перехода. Наименьшие предельные размеры определяются из наибольших предельных размеров вычитанием допусков соответствующих переходов.

6. Определение предельных значений припусков.

Минимальные предельные значения припусков равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения — соответственно разности наименьших предельных размеров.

7. Определение общего номинального припуска.

где, — суммарный минимальный припуск,

— верхние отклонения на размер заготовки и детали.

мкм.

Номинальный размер заготовки:

мм

8. Проверка правильности расчетов.

Расчёты произведены верно, если выполнено условие:

;

.

9. Построение схемы графического расположения припусков и допусков на обработку канавки Ш238Н9.

Рис. 3 — Схема графического расположения припусков и допусков на обработку канавки Ш238Н9 корпуса.

Припуск на заготовку полученный расчётно-аналитическим методом (9,8 мм) меньше, чем припуск, определённый по ГОСТ 26 645–85 (11 мм). Однако, применение расчётно-аналитического метода требует большого и трудоёмкого расчёта, поэтому для назначении припусков будем пользоваться методикой, приведённой в ГОСТ 26 645–85.

1.7 Проектирование операционной технологии

1.7.1 Выбор станков, инструмента, средств измерения и технологического оснащения

1. Выбор станка:

Выбираем станок модели Skiq 12CNC.

2. Выбор режущего инструмента:

Для черновой и чистовой подрезки торцев 1, 9, 24, 25; чернового и чистового точения поверхностей 2, 3, 4; точения поверхностей 6, 13; точения фасок 10, 12, 26 выбираем резец с механическим креплением твёрдосплавной пластины: державка — PCLNL 3232 P19, пластина — CNMG 190 612-PR. Материал пластины сплав GC4225.

Для чернового, получистового и чистового точения канавки 5 выбираем резец с механическим креплением твёрдосплавной пластины: державка — DVJNR/L 3232P 16, пластина — VNMG 16 04 08. Материал пластины сплав GC4225.

Для точения поверхности 14 и фаски 11 выбираем резец с механическим креплением твёрдосплавной пластины: державка — LF123L32−3232BM, пластина — N123L2−0800−0008-TM. Материал пластины сплав GC4225.

Для чернового и чистового точения поверхностей 17, 20; точения фаски 27 выбираем резцовую головку 570-DCLNR-40−12-L: державка — 570−3C 40 408, пластина — CNMG 120 408-PM. Материал пластины сплав GC4225.

Для чернового и чистового точения поверхности 19, точения фаски 18 выбираем резцовую головку 570-DCLNR-40−12-L: державка — LAG123H7−25B, пластина — N123K2−0600−0004-TM. Материал пластины сплав GC4225.

Для сверления отверстий 7 выбираем сверло Ш17,5 — 880-D1750L25−05, Пластина 880−05 03 05H-C-GR, Пластина 880−05 03 W05H-P-GM. Материал пластин сплав 1044, 4024.

Для сверления отверстий 15 выбираем сверло Ш30 — 880-D3000L32−04, Пластина 880−06 04 05H-C-LM, Пластина 880−06 04 W08H-P-LM. Материал пластин C1044, 4024.

Для сверления отверстий 22 выбираем сверло Ш12 — R840−1200−30-A0A. Материал режущей части сплав GC1220.

Для сверления отверстий 23 выбираем сверло Ш14 — R840−1400−30-A0A. Материал режущей части сплав GC1220.

Для зенкования выбираем зенковку 2353−0106 Ш 25 мм по ГОСТ 149–53−80. Материал — быстрорежущая сталь Р18.

Для нарезания резьбы в отверстиях 7 выбираем метчик 2621−1733 Ш 20 мм по ГОСТ 3266–81. Материал режущей части сплав ВК6.

Для нарезания резьбы в отверстиях 22 выбираем метчик диаметром Ш 16 мм по ГОСТ 3266–81. Материал режущей части сплав ВК6.

Для чернового фрезерования выбираем фрезу R390−125Q40−18L, пластину R390−18 06 12M-PM. Материал пластины сплав GC1025.

Для чистового фрезерования выбираем фрезу R216.34−20 050 АК38Р. Материал режущей части сплав GC1630.

3. Выбор средств измерения.

Так как производство единичное, в качестве средств измерения выбираем:

Штангенциркуль ШЦ-1−400−0,05 ГОСТ 166–89;

Штангенциркуль ШЦ-1−200−0,05 ГОСТ 166–89;

Штангенциркуль ШЦ-1−125−0,05 ГОСТ 166–89;

Штангенглубиномер ШГ-1−300−0,05 ГОСТ 162–90;

Штангенрейсмас ШР-400−0,05 ГОСТ 164–90;

Пробка М16×2 8221−3067 6H ГОСТ 17 758–72;

Пробка М20×2,5 8221−3080 6H ГОСТ 17 758–72.

4. Выбор установочно-зажимного приспособления

Выбираем универсальное приспособление для обработки отливок корпуса ПТ7132−4449СБ. Установочный диаметр 150−500мм.

1.7.2 Расчёт режимов резания на основные операции

1. Расчет инструментальной позиции 2 операции 010:

На инструментальной позиции 2 выполняется 3 технологических перехода: чистовое растачивание поверхностей 2, 3, 4 и технологический переход: чистовая подрезка торца 1.

Расчёт режимов проводим по лимитирующему переходу, то есть переходу, на котором скорость резания будем максимальной. Максимальная скорость резания будет при растачивании поверхности 2 Ш408.

1. Глубина резания мм.

2. Подача мм/об.

3. Определяем скорость резания:

где ;

; ;

;

Т — стойкость инструмента, мин. Для проходных резцов мин

где — общий поправочный коэффициент;

— коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

— коэффициент, учитывающий состояние материала инструмента;

— коэффициент, учитывающий состояния поверхности

м/мин.

5. Определяем расчетную частоту вращения шпинделя станка:

;

об/мин

Принимаем об/мин.

6. Определяем основное время:

;

мин.

7. Определяем действительные скорости резания:

мм/мин;

мм/мин;

мм/мин;

мм/мин;

8. Проверка мощности:

;

где — требуемая мощность,

мощность электродвигателя станка.

кВт

;

где КПД станка.

;

где сила резания,

фактическая скорость резания.

;

где ;

;

;

;

;

.

Н

кВт.

кВт

1,56кВт<40кВт — условие выполняется.

2. Расчет инструментальной позиции 5 операции 010:

На инструментальной позиции 5 выполняется 1 технологический переход: чистовое растачивание канавки 5.

1. Глубина резания мм.

2. Подача мм/об.

3. Определяем скорость резания:

где ;

;

;

;

Т — стойкость инструмента, мин. Для проходных резцов мин

где — общий поправочный коэффициент;

— коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

— коэффициент, учитывающий состояние материала инструмента;

— коэффициент, учитывающий состояния поверхности

м/мин.

4. Определяем расчетную частоту вращения шпинделя станка:

;

об/мин

Принимаем об/мин.

5. Определяем действительное значение скорости резания:

мм/мин;

6. Определяем основное время:

;

мин.

7. Проверка мощности:

;

где — требуемая мощность,

мощность электродвигателя станка.

кВт

;

где КПД станка.

;

где сила резания,

фактическая скорость резания.

;

где ;

;

;

;

.

Н

кВт.

кВт

0,9кВт<40кВт — условие выполняется.

3. Расчет инструментальной позиции 8 операции 010:

На инструментальной позиции 8 выполняется нарезание резьбы в 16 отверстиях 7 М20.

1. Подача S принимается равной шагу резьбы P.

S=2,5мм/об

2. Скорость резания:

;

определяется по таблице исходя из диаметра резьбы и подачи.

м/мин;

коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

.

м/мин.

3. Крутящий момент:

Н· м;

где коэффициенты, зависящие от диаметра резьбы и обрабатываемого материала соответственно.

;

;

Н· м;

Н· м.

4. Определяем расчетную частоту вращения шпинделя станка:

;

об/мин.

5. Определяем основное время:

;

мин.

6. Определяем мощность резания:

; кВт.

7. Проверка мощности:

;

где — требуемая мощность,

мощность электродвигателя станка.

кВт

;

где КПД станка.

кВт

1,27кВт<20кВт — условие выполняется.

4. Расчет инструментальной позиции 2 операции 015:

На инструментальной позиции 2 выполняется 4 технологических перехода: чистовая подрезка торцев 9, 25 и точение фасок 12, 26.

Расчёт режимов проводим по лимитирующему переходу, то есть переходу, на котором скорость резания будем максимальной. Максимальная скорость резания будет при растачивании фаски 12 Ш375.

3. Глубина резания мм.

4. Подача мм/об.

3. Определяем скорость резания:

где ;

;

;

;

Т — стойкость инструмента, мин. Для проходных резцов мин

где — общий поправочный коэффициент;

— коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

— коэффициент, учитывающий состояние материала инструмента;

— коэффициент, учитывающий состояния поверхности

м/мин.

5. Определяем расчетную частоту вращения шпинделя станка:

;

об/мин

Принимаем об/мин.

6. Определяем основное время:

; мин.

7. Определяем действительные скорости резания:

мм/мин;

мм/мин;

мм/мин;

мм/мин;

8. Проверка мощности:

;

где — требуемая мощность,

мощность электродвигателя станка.

кВт

;

где КПД станка.

;

где сила резания,

фактическая скорость резания.

;

где ;

;

;

;

.

Н

кВт.

кВт

2,11кВт<40кВт — условие выполняется.

5. Расчет инструментальной позиции 3 операции 015:

На инструментальной позиции 2 выполняется 2 технологических перехода: чистовая подрезка торца 25 и точение фаски 10.

Расчёт режимов проводим по лимитирующему переходу, то есть переходу, на котором скорость резания будем максимальной. Максимальная скорость резания будет при подрезке торца Ш260мм.

5. Глубина резания мм.

6. Подача мм/об.

3. Определяем скорость резания:

где ;

;

;

;

Т — стойкость инструмента, мин. Для проходных резцов мин

где — общий поправочный коэффициент;

— коэффициент, учитывающий влияние материала заготовки;

— коэффициент, учитывающий состояние материала инструмента;

— коэффициент, учитывающий состояния поверхности

м/мин.

5. Определяем расчетную частоту вращения шпинделя станка:

;

об/мин

Принимаем об/мин.

6. Определяем основное время:

;

мин.

7. Определяем действительные скорости резания:

мм/мин;

мм/мин;

6. Проверка мощности:

;

где — требуемая мощность,

мощность электродвигателя станка.

кВт

;

где КПД станка.

;

где сила резания,

фактическая скорость резания.

;

где ;

;

;

;

;

.

Н

кВт.

кВт

2,13кВт<40кВт — условие выполняется.

6. Расчет инструментальной позиции 4 операции 015:

На инструментальной позиции 4 выполняется сверление в 16 отверстиях 15 диаметром Ш30мм.

1. Глубина резания t=15мм.

2. Подача S=0,4мм/об

2. Скорость резания:

;

определяется по таблице исходя из обрабатываемого диаметра и подачи.

м/мин;

коэффициенты, зависящие от обрабатываемого материала, стойкости инструмента и отношения длины резания к диаметру.

;

;

.

м/мин.

3. Крутящий момент:

;

крутящий момент, воспринимаемый сверлом при резании, Н· м;

q, y — коэффициенты на крутящий момент при сверлении, зависящий от условий резания;

диаметр сверла, мм;

подача, мм/об;

коэффициент на крутящий момент, зависящий от механических свойств материала;

;

;

;

;

Н· м.

4. Определяем осевую силу:

;

где xp, yp — коэффициенты на осевую силу при сверлении, зависящие от условий резания.

; ;

;

H.

5. Определяем расчетную частоту вращения шпинделя станка:

; об/мин.

6. Определяем основное время:

;

мин.

7. Определяем мощность резания:

;

кВт.

7. Проверка мощности:

;

где — требуемая мощность,

мощность электродвигателя станка.

кВт

;

где КПД станка.

кВт

9,26кВт<20кВт — условие выполняется.

7. Расчет инструментальной позиции 2 операции 030:

На инструментальной позиции 2 выполняется 1 технологический переход: чистовое фрезерование торца среднего фланца 16.

1. Глубина резания t=0,25· Z=0,25·4,5=1,125 мм

2. Подача мм/зуб.

3. Скорость резания:

;

где Cv — коэффициент, характеризующий материал заготовки и фрезы;

T — стойкость фрезы (мин);

t — глубина резания (мм);

S_z — подача на зуб (мм/зуб);

B — ширина фрезерования (мм);

Z — число зубьев фрезы;

q, m, x, y, u, p — показатели степени;

K_v — общий поправочный коэффициент на изменённые условия обработки.

;

;

;

;

;

;

;

мин.

;

где коэффициент, учитывающий физико-механические свойства обрабатываемого материала;

коэффициент, учитывающий состояние поверхностного слоя заготовки;

коэффициент, учитывающий инструментальный материал;

коэффициент, учитывающий величину ц — главного угла в плане;

;

;

;

;

.

м/мин

4. Определяем расчетную частоту вращения шпинделя станка:

;

об/мин.

5. Определяем основное время:

;

мин.

6. Проверка мощности:

;

где — требуемая мощность,

мощность электродвигателя станка.

кВт

;

где КПД станка.

;

где — крутящий момент на шпинделе, Нм;

число оборотов фрезы, мин^-1.

;

где сила резания,

диаметр фрезы.

;

где ;

;

;

;

;

;

;

Н;

Н;

Н;

Н· м;

кВт.

кВт.

1,55кВт<20кВт — условие выполняется.

1.7.3 Расчёт норм времени

Операция 010 Комплексная на обрабатывающихся центрах с ЧПУ.

Штучно-калькуляционное время определяется:

;

где штучное время,

подготовительно-заключительное время,

количество деталей в партии.

;

где время цикла автоматической обработки,

вспомогательное время,

процент затрат времени на обслуживание рабочего места и отдых, для единичного производства принимается 8%.

;

где основное время,

машинно-вспомогательное время.

мин., ;

где время холостых ходов,

время смены инструмента.

;

где длина холостых ходов,

скорость быстрых перемещений инструмента, принимается по паспорту станка. м/мин., мм.

мин

мин

мин.

Время цикла автоматической обработки:

.

Определим вспомогательное время:

;

где время на установку и снятие деталей, мин;

время на закрепление и открепление деталей, мин;

время на приёмы управления, мин;

время измерения детали в процессе обработки, мин;

мм.

Определим штучное время:

мин

Подготовительно-заключительное время определяется по таблицам:

мин.

Определим штучно-калькуляционное время:

Количество деталей в партии определяется:

;

где годовая программа выпуска деталей;

количество дней, на которое должен быть обеспечен запас деталей при условии непрерывности процесса сборки;

число рабочих дней в году;

шт.

мин.

Операция 015 Комплексная на обрабатывающихся центрах с ЧПУ.

Штучно-калькуляционное время определяется:

;

где штучное время, подготовительно-заключительное время,

количество деталей в партии.

;

где время цикла автоматической обработки,

вспомогательное время,

процент затрат времени на обслуживание рабочего места и отдых, для единичного производства принимается 8%.

;

где основное время,

машинно-вспомогательное время.

мин.

;

где время холостых ходов,

время смены инструмента.

;

где длина холостых ходов,

скорость быстрых перемещений инструмента, принимается по паспорту станка.

м/мин.

мм.

мин

мин

мин.

Время цикла автоматической обработки:

.

Определим вспомогательное время:

;

где время на установку и снятие деталей, мин;

время на закрепление и открепление деталей, мин;

время на приёмы управления, мин;

время измерения детали в процессе обработки, мин;

мм.

Определим штучное время:

мин

Подготовительно-заключительное время определяется по таблицам:

мин.

Определим штучно-калькуляционное время:

Количество деталей в партии определяется:

;

где годовая программа выпуска деталей;

количество дней, на которое должен быть обеспечен запас деталей при условии непрерывности процесса сборки;

число рабочих дней в году;

шт.

мин.

Операция 030 Комплексная на обрабатывающихся центрах с ЧПУ.

Штучно-калькуляционное время определяется:

;

где штучное время,

подготовительно-заключительное время,

количество деталей в партии.

;

где время цикла автоматической обработки,

вспомогательное время,

процент затрат времени на обслуживание рабочего места и отдых, для единичного производства принимается 8%.

;

где основное время,

время холостых ходов;

;

где длина холостых ходов,

скорость быстрых перемещений инструмента, принимается по паспорту станка.

м/мин.

мм.

мин

Время цикла автоматической обработки:

мин.

Определим вспомогательное время:

;

где время на установку и снятие деталей, мин;

время на закрепление и открепление деталей, мин;

время на приёмы управления, мин;

время измерения детали в процессе обработки, мин;

мм.

Определим штучное время:

мин

Подготовительно-заключительное время определяется по таблицам:

мин.

Определим штучно-калькуляционное время:

Количество деталей в партии определяется:

;

где годовая программа выпуска деталей;

количество дней, на которое должен быть обеспечен запас деталей при условии непрерывности процесса сборки;

число рабочих дней в году;

шт.

мин.

1.7.4 Расчёт точности обработки

Рассчитаем суммарную погрешность обработки при чистовом растачивании отверстия диаметром Ш238мм.

Суммарная погрешность обработки может быть определена по формуле:

;

где погрешность, возникающая в результате упругих отжатий звеньев технологической системы под действием сил резания;

погрешность настройки станка на размер;

погрешность, возникающая в результате размерного износа инструмента;

погрешность, вызванная температурными деформациями технологической системы СПИЗ;

сумма погрешности формы детали, вызываемых геометрическими неточностями станка, деформациями заготовки под действием усилий закрепления и другими факторами;

погрешность установки.

;

где погрешность базирования; погрешность закрепления детали; погрешность приспособления.

1. Определение погрешности установки

Погрешность установки складывается их погрешности базирования, погрешности закрепления детали и погрешности приспособления. Примем погрешность базирования равной нулю, так как конструкторская база совпадает с технологической. Погрешность закрепления тоже можно принять равной нулю, так как заготовка является жёсткой. .

2. Определение погрешности, вызываемой упругими отжатиями

;

где податливость технологической системы;

наибольшее и наименьшее усилие резания.

;

где, податливость станка;

податливость детали;

;

где, податливость суппорта станка, ;

податливость передней бабки, ;

мкм., ;

где, общая длина детали;

модуль упругости, ;

момент инерции сечения вала:

мм.

м.

мкм.

Радиальное усилие определяется по формуле:

;

;

;

где мм;

мм;

;

;

;

;

;

кH;

кH;

мкм.

3. Определяем погрешность настройки станка на размер

где — погрешность регулирования режущего инструмента при установке на размер. Зависит от используемого способа установки инструмента;

— погрешность измерительных инструментов, применяемых при настройке станка;

и — коэффициенты, учитывающие отклонения закона распределения соответствующей погрешности от нормального закона распределения,, .

мкм.

4. Определяем погрешность износа режущего инструмента

;

мин

Число деталей, обрабатываемых за период стойкости шт.

Путь резания при обработке деталей

м

где — начальный участок износа, ;

мкм/мм

мкм

5. Определяем погрешность, вызванная температурными деформациями

где — погрешность температурной деформации резца, мкм;

— погрешность температурной деформации детали, мкм.

где — удлинение; - основное время, мин;

где

— вылет резца, мм;

— сечения, мм²

мкм

мкм

где — коэффициент линейного расширения,

— радиус детали, мм;

— температура нагрева детали, С.

где — количество тепла, идущее на нагрев детали, кКал.;

— теплоемкость, ;

— удельный вес, ;

— объем детали, .

где — сила резания, кгс;

— основное время, мин;

— скорость резания, м/мин;

— количество тепла, идущее на нагрев в детали,

кгс

кКал.

С

мкм

мкм

6. Определение погрешности формы детали.

мкм

6. Определяем суммарную погрешность установки

мкм

Сравниваем суммарную погрешность с допуском на размер: 60,8мкм<115мкм

Вывод: точность механической обработки соблюдается.

2. Конструирование средств технологического оснащения

2.1 Выбор и обоснование схемы установки детали в приспособлении

Расчёт погрешности базирования.

Для закрепления заготовок при обработке используется приспособление для обработки отливок корпуса для токарно-карусельных станков. Это обосновано тем, что деталь имеет форму тела вращения. Так как масса приспособления достаточно велика, для его установки на планшайбу станка используется кран. Центрирование заготовки в приспособлении осуществляется с помощью винтовой пары тяги и прижима. В качестве зажимных элементов используют винтовые зажимные устройства. Прижим в них осуществляется четырьмя прихватами.

В нашем случае погрешность базирования принимается равной нулю, так как конструкторская и технологическая базы совпадают.

2.2 Разработка расчётной схемы закрепления и расчёт механизма зажима

Рис. 4 — Расчётная схема закрепления детали

Расчёт силы зажима

Условие равновесия для данной схемы представляет вид:

;

где момент сил обработки;

коэффициент запаса;

моменты трения;

сила зажима;

осевая сила;

жесткость системы зажимных элементов;

жесткость системы установочных элементов;

коэффициенты трения между контактирующими поверхностями заготовок и элементов приспособления;

радиусы действия сил.

Расчётная формула примет вид:

;

;

;; ;; ;; ;

.

Так как определяющим фактором при расчёте силы зажима будет являться не сила резания, а большая масса заготовки и возникновение центробежных сил из-за её несимметричности, увеличиваем коэффициент запаса в 2 раза.

Принимаем ;

; ;

мм; мм;

;

Н· м

Н

Н.

Так как количество прихватов n=4, сила зажима на одном прихвате будет равна:

Н

Расчёт зажимных устройств

Определяем номинальный диаметр резьбы:

;

где коэффициент для основной метрической резьбы;

допускаемое напряжение растяжения (сжатия); МПа

23,56 мм

Принимаем мм.

Определяем момент, который нужно развить на гайке для обеспечения заданной зажимной силы:

Н· м;

Определяем длину рукоятки ключа

;

где Н;

.

2.3 Техническое описание конструкции и принципа работы приспособления

Рис. 3 — Чертёж приспособления

При затягивании гайки 17, прижим 7 опускается вниз, давит на разрезное кольцо 4, тем самым центрируя заготовку в приспособлении.

Заготовка опирается на опорное кольцо 5. При затягивании четырёх гаек 18 обеспечивается зажим заготовки четырьмя прихватами 11, которые осуществляют зажим заготовки в процессе обработки. Для равномерного затягивания гаек применяется четырёхшпиндельный гайковёрт. Приспособление крепится к планшайбе с помощью четырёх болтов 13 с гайками 5.

Заключение

В курсовом проекте разработан технологический процесс механической обработки детали — корпуса. Произведены соответствующие технологические расчеты: анализ технологичности конструкции детали, определение типа производства, выбор и обоснование способа получения исходной заготовки, разработка маршрутной и операционной технологии, расчёт силы зажима приспособления.

Список использованных источников

1. Белашов А. С., Соколов В. О., Дорофеев В. Д. Проектирование технологических операций обработки деталей на токарных станках с ЧПУ. Методические указания. — Пенза: Изд-во ППИ, 1985. — 36 с.

2. Воздвиженский В. М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении: Учеб. Пособие для машиностроительных вузов по специальности «Машины и технология литейного производства». — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с.

3. Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Учебное пособие для машиностроительных специальностей ВУЗов. — Мн.: Высшая школа, 1983. — 256 с.

4. ГОСТ 26 645–85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку.

5. Каштальян И. А., Клевзович В. И. Обработка на станках с числовым программным управлением: Справ, пособие. — Мн.: Выш. шк., 1989. — 271 с.

6. Справочник технолога — машиностроителя. Том 1. Под ред. Косиловой, Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1972. — 694 с.

7. Справочник технолога — машиностроителя. Том 1. Под ред. A. M. Дальского, А. Г. Суслова, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова.5-е изд., перераб. И доп. — М.: Машиностроение-1, 2001. — 944 с.

8. Справочник технолога — машиностроителя. Том 2. Под ред. A. M. Дальского, А. Г. Суслова, А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова.5-е изд., перераб. И доп. — М.: Машиностроение-1, 2001. — 944 с.

9. Шестопал Ю. Т., Белашов А. С., Мартынов А. Н., Сухарев О. Н. Руководство к решению задач по технологии машиностроения. Расчеты точности механической обработки. — Пенза: Изд-во ППИ, 1974. — 5.

10. Справочник технолога-машиностроителя. Том 1. Под ред. Косиловой, Р. К. Мещерякова. — М.: Машиностроение, 1972. — 694 с.