Прилепа олександра володимировича

курсовий проект

КП 5.090227.015.11

ПП2.40.039 - Шестерня

Nр = 1100 шт.

студента групи 41-КТ

Прилепа олександра володимировича

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ГОРЛІВСЬКИЙ МАШИНОБУДІВНИЙ КОЛЕДЖ

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Розробити операційний технологічний процес виготовлення деталі

ПП2.40.039 - Шестерня

КП 5.090227.015.11 ПЗ

Виконавець

студент ________О.В.Прилепа

2011.____. ___________

Керівник

викладач _________С.О.Наливайко

2011.____. ___________

Захищений з відміткою

____________________

2011.____. ___________

РЕФЕРАТ

Курсовий проект: 39 сторінок, 9 таблиць, 10 рисунків, 16 джерел,

18формул, 2 додатки.

Об'єктом курсового проекту є технологічний процес для виготовлення деталі.

Предметом курсового проекту є технологічні операції виготовлення деталі ПП2.40.039 - шестерня.

Метою курсового проекту є придбання практичних навичок, проектування операцій механічної обробки, розробка технологічного процесу обробки деталі ПП2.40.039 - шестерня.

У курсовому проекті розглянуті питання: аналіз технологічності конструкції деталі, визначення методу виготовлення заготовки, розробка операційного технологічного процесу виготовлення деталі, визначення режимів різання і норм часу на операції механічної обробки, техніко-економічне обґрунтування варіанта виконання технологічного процесу.

У проекті прийняті рішення, що забезпечують у реальних виробничих умовах, найбільший ефект при найменших витратах як трудових, так і матеріальних; використана вітчизняна і закордонна інформація, обчислювальна техніка і прикладні програми за технологією машинобудування, що маються в коледжі.

ЗАГОТОВКА, ДЕТАЛЬ, ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС, ОПЕРАЦІЯ, МЕХАНІЧНА ОБРОБКА, РЕЖИМИ РІЗАННЯ, НОРМИ ЧАСУ, ОСНАЩЕННЯ, РІЗАЛЬНИЙ ІНСТРУМЕНТ, ПРОГРАМА СЧПК, ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ, КАРТА НАЛАГОДЖЕННЯ ВЕРСТАТУ

ЗМІСТ

ВСТУП
1 Загальна частина
1.1 Аналіз технологічності конструкції деталі
1.2 Вибір типу виробництва
2 Технологічна частина
2.1 Вибір методу одержання заготовки
2.2 Вибір технологічних баз
2.3 Розробка маршрутного технологічного плану обробки деталі
2.4 Розбивка операцій на технологічні переходи і робочі ходи
2.5 Вибір ріжучого, допоміжного, вимірювального інструмента. Вибір МОР
2.6 Розрахунок режимів різання і норм часу
2.7 Розробка керуючої програми для верстатів з ЧПК
2.8 Техніко-економічне порівняння варіантів обробки деталі
ВИСНОВКИ
Список використаної літератури
додаток А. Карта кодування інформації
Додаток Б.Операційна карта для економічного порівняння верстата з ЧПК та універсального верстата.

ВСТУП

В розвитку машинобудування істотне місце займає прискорення науково-технічного процесу на базі технічного переозброєння виробництва. Основою цього є створення і випуск високопродуктивних машин і устаткування, впровадження нової техніки і матеріалів, прогресивної технології. У зв'язку з цим велика увага приділяється розробці, освоєнню і впровадженню нових високоефективних технологічних процесів. Це вимагає подальшого підвищення якості виробів, всебічного удосконалювання методів організації і керування процесами виробництва.

В даний час у промисловому виробництві великого значення набула потреба підвищення продуктивності при високій гнучкості виробничого процесу. Верстати з ЧПК являють собою вид технологічного обладнання, призначеного для устаткування виробництв, що швидко переналагоджуються на випуск нових виробів. Простота керування цим устаткуванням за допомогою ЧПК забезпечує зниження витрат виробництва, підвищення якості продукції та робить можливою технологію, що використовує наскрізні системи автоматизованого проектування (САПР) і підготовки виробництва, системи з розширеною механізацією та автоматизацією самого виробництва.

Однак поряд із сучасними верстатами з ЧПК, в умовах середньо серійного типу виробництва широко використовуються й універсальні верстати, що дозволяють домогтися високої продуктивності праці при досить великих обсягах випуску продукції.

В даному курсовому проекті розкрито питання впровадження технологічного процесу обробки деталі ПП2.40.039 – шестерняз використанням як верстатів з ЧПК так і універсальних верстатів з метою зниження собівартості виготовлення.

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Аналіз технологічності конструкції деталі

Основним принципом технологічності деталі за ГОСТ 14.201-83 є задоволення не тільки експлуатаційних вимог, але також вимоги найбільш раціонального та економічного її виготовлення. Таким чином, з точки зору технології, технологічність деталі – це ступінь відповідності деталі вимогам її виготовлення.

Деталь, розглянута в курсовому проекті, ПП2.40.039 – шестерня призначена для передачі обертаючого моменту в редукторі породо- завантажувальної машини ПП2 з вихідного валу до виконавчого органу нагрібаючих лап.

Шестерня виготовляється зі сталі 25ХГТ ГОСТ4543-88, це легована хромом, марганцем та титаном конструкційна сталь хімічний склад та механічні властивості сталі наведені на рисунку 1.1, що визначено завдяки спеціальній програмі САПР.

Рисунок 1.1- Хімічний склад та механічні властивості сталі 25ХГТ

Вміст легуючих елементів значно зміцнює сталь. Сталі цього складу обробляються задовільно.

Цементація поверхонь на глибину t=0,9…1,3мм, насичення поверхневих шарів вуглецем з послідуючим загартуванням та низьким відпусканням, підвищує границю витривалості і різко знижує чутливість до концентраторів напруги, що є наслідком утворення в цементованому шарі несприятливої залишкової напруги стискання.Застосована термообробка цементування і гартування до твердості HRCэ 57…63 дозволяє отримати поверхневу міцність при пластичній серцевині.

Маса шестерні – 3,3 кг Проектне завдання щодо заданої деталі передбачає річний випуск Nр = 1100 шт.

До шестерні висуваються такі вимоги по точності взаємного розташування поверхонь:

- Торцеве биття поверхонь Ø82_-0,87/Ø62^+1,2 відносно центрального шліцьового отвору не більш 0,05 мм,

- Допуск на радіальне биття зубчастого вінця шестерні 0,33 мм,

- Допуск на розбіжність окружних кроків зубчастого вінця 0,1136мм,

- Допуск на погрішність напрямку зуба 0,3мм.

Конструкторськими базами, які визначають положення шестерні у складальній одиниці є шліці d8∙52H8∙60A13∙10B13 ГОСТ 1139-80 та поверхні торців. Ці поверхні можуть бути використані також і як технологічні бази.

Деталь шестерня є досить жорсткою, має зручні базові поверхні і не викликає особливих технологічних труднощів при обробці.

Простота конструктивних форм, жорсткість конструкції, надійність технологічних баз і твердість кріплення під обробку забезпечує стабільність і точність обробки. При цьому використовується високопродуктивне устаткування, технологічне оснащення, верстати з ЧПК.

Задана деталь має нормовані стандартом розміри в основному з рядів Ra 10; Rа40, наприклад, 65_-0,3; 1±0,3. На вільні, не визначаючі експлуатаційних параметрів вузла, поверхні, наприклад: 63_-0,74, Æ82_-0,87, допуски призначені в межах, які дозволяють одержати задані розміри при чорновій і напівчистовій обробці, тобто вони відповідають економічній точності.

Найбільш відповідальні поверхні Ø82Н8 та 65h12 - обмежені більш жорсткими умовами роботи деталі. Однак вони, не виходять за межі економічної точності і при механічній обробці досягаються шліфуванням та чистовим точінням.

Шорсткість вільних поверхонь визначена, в основному, декоративними вимогами і призначена не жорсткіше економічно обґрунтованої (6,3мкм; 12,5мкм) за ГОСТ 25142-82.

Шорсткість технологічних базових, основних конструктивних поверхонь призначена з урахуванням точності обробки рухливо-контактних поверхонь шліців d8∙52H8∙60A13∙10B13 ГОСТ 1139-80, поверхонь торців

63_-0,74, Æ82_-0,87 і дорівнює Rа=2,5мкм та 1,6мкм. Шорсткість цих поверхонь конструктивно обґрунтована і цілком досяжна чистовою й шліфувальною обробками.

Конфігурація деталі забезпечує можливість зручного підведення і виведення різальних інструментів.

Простановка розмірів ув'язана з послідовністю обробки. Це істотно підвищує технологічність обробки і дозволяє застосовувати стандартні різальні, допоміжні та контрольні інструменти і технологічне оснащення.

Висновок: якісний аналіз технологічності заданої деталі показує, що вона технологічна.

Кількісна оцінка технологічності конструкції деталі на стадії проектування технологічного процесу виробляється по трьох показниках:

- за коефіцієнтом уніфікації

К_уе = Q_уе / Q_е, (1.1)

де Q_уе - число уніфікованих розмірів конструктивних елементів,

Q_е - число конструктивних елементів у деталі (зовнішні поверхні, внутрішні поверхні, торці, уступи, фаски, галтелі, зуби, шліци, шпонкові канавки, різьби).

Технологічною вважається деталь, для якої числове значення показника К_уе більше 0.6 –

К_уе = 10/13=0,77.

Тому що К_уе>0,6, то по цьому показнику деталь технологічна.

Якщо квалітет точності розмірів більшості поверхонь вище 6-го, то деталь вважається не технологічною. Тому що найвищий квалітет точності деталі восьмий (Ø52Н8) то по цьому показнику деталь - технологічна.

Якщо для обробки деталі не потрібно доводочних операцій (суперфінішування, хонінгування, притирання, калібрування), то деталь по шорсткості технологічна.

На підставі якісної і кількісної оцінок технологічності деталі висновок - задана деталь технологічна.

1.2 Вибір типу виробництва

Тип виробництва відповідно до ГОСТ 31108-74 характеризується коефіцієнтом закріплення операцій за одним робочим місцем чи одиницею устаткування.

Тип виробництва визначається коефіцієнтом:

К_з.о= Q / Р_м, (1.2)

де, Q - число різних операцій,

Р_м - число робочих місць, на яких виконуються дані операції.

Для попереднього визначення типу виробництва використовують річний обсяг випуску і вагу деталі по таблиці 3 [1, с. 24].

Для Q = 3,3 кг, N_р = 1100 шт, тип виробництва середньо серійний.

Середньо серійне виробництво характеризується обмеженою номенклатурою моделей, виготовляємих періодично повторюваними партіями, і порівняно, більшим обсягом випуску, чим в одиничному типі виробництва.

При серійному виробництві використовуються універсальні верстати та верстати з ЧПК; технологічний процес виготовлення виробу переважно диференційований, тобто, розчленований на окремі самостійні операції, виконувані на визначених верстатах.

При виборі металорізального устаткування спеціального чи спеціалізованого, дорого коштуючих пристосувань, допоміжного інструмента, необхідно робити розрахунки витрат і строки окупності, а також - очікуваний економічний ефект від використання технологічного оснащення.

2 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Вибір методу одержання заготовки

Враховуючи технологічні властивості матеріалу, конструктивні форми і розміри деталі, величину програмного завдання, обрати метод формоутворення заготовки – гаряча об’ємна штамповка.

Припуски на механічну обробку і допуски на виготовлення штамповок регламентовані ГОСТ 7505 ­– 89 і залежать від маси заготовки, точності виготовлення, групи сталі, ступеня складності, вихідного індексу, розмірів і шорсткості оброблюємих поверхонь.

Розрахункова маса поковки-

Мn = Mд ∙ Kp, (2.1)

де Mд – маса деталі, Mд = 3,3кг,

Кр – розрахунковий коефіцієнт, Кр = 1,6 [ 4, с 31, т 20 ],

Мn = 3,3 ∙1,6 = 5,28 кг.

Враховуючи, що поковку одержуємо на пресах чи ГКМ по таблиці 19 визначаємо клас точності Т4 [4,с.28].Група сталі по вміщенню вуглецю 0,25% та легуючих елементів вище 2% - М2 [ 4, с 8, т 1 ].

Ступінь складності:

, (2.2)

де Мф – маса фігури, в яку вписується поковка (циліндр)

М_ф = V_ф ∙ j, (2.3)

V_ф – об‘єм фігури (циліндра), в який вписується поковка,

J – удільна вага, г/см³, J=7.8 г/см³

Об‘єм фігури –

V_ф = Lф, (2.4)

де Д_ф – діаметр фігури,

Lф – довжина фігури,

Д_ф = Д ∙ 1,05= 11,94∙1,05= 12,54см,

Lф = L ∙ 1,05= 6,5∙1,05= 6,83см,

V_ф = (3,1416∙12,54²∙6,83)/4= 843,11 см³

М_ф = 843,11 ∙ 7,8 ∙ 10^-3 =6,6кг,

С=5,28/6,6=0,8.

Ступінь складності поковки – С1[4, с. 10, т. 30 ].

Конфігурація поверхні розмикання штампу – П (плоска).

Вхідний індекс при Т4, М2, С1 - 12 [ 4, с. 10, т. 2 ].

Основні припуски на розміри деталі обираємо за таблицею 3 [ 4, с. 12-13, ] та зводимо до таблиці 2.1.

Додаткові припуски, які ураховують зсув за поверхнею розмикання штампу [ 4, с.14, т. 4 ] та вгнутість і відхилення від площинності [ 4, с. 14, т.5 ]зводимо також до таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 - Розрахунок припусків і допусків

У міліметрах

Розмір поверхні	Шорст- кість, мкм	Припуск на сторону	Допоміж-ний припуск	Загальний припуск на розмір	Розмір заготовки з допуском
Ø119,41h12	6,3	1,8	0.3+0.4	(1,8+0,7)∙2=5,0	Ø125-0,9^+1.6
Ø52Н8	2,5	1,7	0.3	(1,7+0.3)∙2= 4,0	Ø48-1,4^+0,8
65 h 12 товщина	1,6	2,0	0.3	(2+0,3)∙2=4,6	70-0,9^+1,6

Додаткові технічні вимоги до заготовки -

1) Допустима величина зміщення поверхні розмикання штампу – 0,7мм [4, с. 20, т. 9]

2) Допустима величина остатнього облою – 0,9 мм [ 4, с. 21, т.10 ]

3) Допустима величина висоти заусенця – 3 мм [ 4, с.21 ]

4) Допустиме відхилення по вигнутості – 0,8 мм [ 4, с.23, т. 13 ]

5) Радіуси закруглення кутів – R2,5±0.5 [ 4, с.26, т.17 ]

6) Штамповочні уклони 2° – 5° [ 4, с.26, т. 18 ]

Маса отриманої заготовки розраховується шляхом визначення мас елементарних фігур на які можливо розподілити заготовку:

Мз = Мф₁ – Мф₂, (2.5)

Мф = ∙ L∙ j, (2.6)

Мф₁ = 7 ∙ 7,8 ∙ 10^-3 = 6 кг,

Мф₂ = 7 ∙ 7,8 ∙ 10^-3 = 1 кг,

Мз = 6-1 = 5 кг.

Коефіцієнт використання матеріалу:

Квм = , (2.7)

Квм = 3,3/5 = 0,7.

Штамповану заготовку для шестерні можна отримати на різноманітному обладнанні, наприклад на пресі або на ГКМ.Техніко – економічне обґрунтування способу отримання заготовки проводимо з використанням ЕОМ, результати на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 – Економічне обґрунтування вибору обладнання для виготовлення заготовки

Заданими програмного розрахунку на ЕОМ отримали такі данні по собівартості:

І варіант - С _пр.І = 50 грн,

ІІ варіант - С_гкмІІ = 98,84 грн,

Заготовку економічно виготовляти на пресах. Річний економічний ефект:

Е_р = [ С_гкмII - С_прI] ∙ N_р = (98,84-50)∙1100 = 537,21грн.

Розроблене креслення заготовки в графічній частині проекту, а його ескіз на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 - Ескіз заготовки шестерні

2.2 Вибір технологічних баз

При обробці різанням від якості базування і закріплення заготовки на верстаті залежить точність її обробки і як слідство склад технологічного процесу.

Черновими базами слід приймати рівні і гладкі поверхні без дефектів.

При виборі баз на наступні операції необхідно використовувати принципи сполучення та постійності баз.

У разі неможливості дотримання принципу постійності баз, за нову установочну базу рекомендується обирати вже оброблену з достатньою точністю поверхню. Опорна установочна база повинна мати точну геометричну форму.

На підставі вищезгаданого та ескізу деталі (рисунок 2.3) обираємо базові поверхні для обробки шестерні та зводимо їх до таблиці 2.2.

Вибір баз у подальшому буде використано як вихідна інформація при розробці технологічного процесу виготовлення шестерні.

Таблиця 2.2 – Вибір баз

Вид обробки	Базові поверхні	Поверхні, які підлягають обробці	Найменування обладнання
1. Чорнова токарна обробка з одного боку. 2. Чорнова токарна обробка з іншого боку. 3. Протягування шліців. 4. Чистова токарна обробка. 5. Зубофрезерна обробка 6.Шліфування торця і отвору. 8. Шліфування торця.	7, 4 7, 13 4,11 2,11 2,11 2,8	7,13,16,10,12,15,14 7,4,1,5,2,3,12 13,9,7,6,4 13,12	Токарний з ЧПК Токарний з ЧПК Горизонтально протяжний Токарний з ЧПК Зубофрезерний Внутрішньо – шліфувальний Плоскошліфуваль-ний

Рисунок 2.3 – Вибір баз для обробки шестерні

2.3 Розробка маршрутного технологічного плану обробки деталі

Розробка технологічного процесу є одним з важливих етапів підготовки виробництва. Від неї в значній мірі залежить якість продукції, трудомісткість і економічність виробництва.

При розробці тех.процесу слід ураховувати, що у першу чергу обробці підлягають поверхні, які будуть використовуватися як базові, для подальшої обробки. Потім обробляються поверхні з найбільшим припуском з метою виявлення схованих дефектів заготовки. Чистові операції слід виконувати наприкінці тех.процесу. Поєднання чорнових і чистових операцій на одному верстаті не рекомендовано, тому що це може принести до зниження точності обробки. Поверхні, які поєднані точністю взаємного розташування слід виконувати з одного встановлення.

Найменування операції	Обладнання
000 Заготівельна 005 Токарна з ЧПК (Чорнова) 010 Токарна з ЧПК (Чорнова) 015 Горизонтально – протяжна 020 Токарна з ЧПК (Чистова) 025 Зубофрезерна 030 Слюсарна 035 Промивка 040 Технічний контроль 045 Термічна 050 Внутрішньо-шліфувальна 055 Плоскошліфувальна 060 Промивка 065 Технічний контроль	Пресс К8656 16К20Ф3 16К20Ф3 7Б57 16К20Ф3С5 53А20 Верстак слюсарний Машина мийна Плита перевірочна Термопіч 3К227В 3Д725 Машина мийна Плита перевірочна

Операції обробки різанням необхідно пов‘язувати з термообробкою, слюсарними операціями та технічним контролем.

Послідовність виконання операцій (маршрутний технологічний план) обробки шестерні зводимо до таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Маршрутний технологічний план обробки

Вибір верстатів при проектуванні технологічного процесу механічної обробки деталі виконується із наступних міркувань:

- вибраний верстат повинен забезпечити виконання технічних вимог що до точності розмірів обробляємої деталі, її форми, взаємного розміщення поверхонь та шорсткості.

- відповідність робочої зони верстата розмірам установлюваної заготовки.

- відповідність верстата по продуктивності заданому типу виробництва.

- потужність, жорсткість та кінематичні можливості верстата повинні забезпечити обробку деталі на оптимальних режимах різання з найменшою витратою часу та мінімальною собівартістю.

Далі надаємо технічну характеристику одного з вибраних верстатів (рисунки 2.4, 2.5).

Рисунок 2.4 – Верстат плоскошліфувальний

Рисунок 2.5 – Технічна характеристика верстата плоскошліфувального

2.4 Розбивка операцій на технологічні переходи і робочі ходи

Для установки і закріплення заготовки під час обробки на верстатах застосовуються швидкодіючі пристосування, яки забезпечують надійне базування і закріплення заготовки і як слідство точність обробки деталі.

Різальний інструмент для обробки деталі рекомендовано обирати стандартний і лише при необхідності спеціальний. Ріжучий інструмент повинен забезпечувати високі та стабільні ріжучі характеристики протягом часу використання, вказані точність і шорсткість поверхонь, які підлягають обробці та можливість безпечного відведення стружки.

Вимірювальний інструмент для контролю обробляємих поверхонь можна застосувати як жорсткий, без шкальний, так і універсальний.

Технологічні операції розподіляються на установи, переходи та ходи.

Операції технологічного процесу розкриваються у маршрутних картах (форми 1 та 1б ГОСТ 3.1118 – 82).

Правила запису операцій і переходів обробки матеріалів різанням повинні відповідати ГОСТ 3.1702 – 79, а слюсарних робіт ГОСТ 3.1703 – 79.

Документацію технологічного процесу обробки шестерні приводимо у додатку А пояснювальної записки курсового проекту.

Міжопераційні припуски мають важливе значення в процесі розробки технологічних операцій на механічну обробку деталі. Правильне призначення міжопераційних припусків на обробку заготовки забезпечує економію матеріальних та трудових ресурсів, якість випускаємої продукції, зменшує собівартість виробів.

У середньо серійному виробництві використовують статистичний (табличний) метод визначення міжопераційних припусків на обробку заготовки, що забезпечує швидку підготовку виробництва. Розрахунок припусків зводимо до таблиці 2.4.

Таблиця 2.4 - Припуски між операційні

У міліметрах

Обробляємий розмір деталі	Шорст-кість Ra, мкм	Спосіб обробки	Припуск на обробку	Розміри деталі з допуском
Ø 119,41 h12 (-0,35)	6,3	Заготовка	_______	Ø 125-0,9^+1,6
Чорнове точіння	4,59	Ø120,41 h13(-0,54)
Чистове точіння	1,0	Ø 119,41 h12 (-0,35)
Ø 52Н8	2.5	Заготовка	_____	Ø 48-1,4^+0,8
Чорнове розточування	1,5	Ø 49,5H12^(+0,25)
Чистове розточування	2,0	Ø 51,5H10^(+0,12)
Шліфування внутрішнє	0.5	Ø 52H8^(+0.046)
Z ЧОРН. ТОЧ. ТОРЦЯ =1,5 мм, Z ЧИСТ. ТОЧ. ТОРЦЯ = 0.5 мм, Z ШЛІВУВАН. ТОРЦЯ = 0.3 мм

2.5 Ви бір ріжучого, допоміжного, вимірювального інструмента

При виборі оптимального варіанту технологічного пристрою повинні враховуватись: технічні вимоги на виготовлення деталей; вимоги техніки безпеки та промислової санітарії.

Для можливості використання повної потужності верстата на чорнових операціях пристосування повинні мати підвищену жорсткість. Конструкція пристосування повинна забезпечити отримання високої точності на чистових операціях.

На верстатах з ЧПК для скорочення простоїв верстата, пристосування повинні забезпечувати можливість швидкого переналагодження.

Вибрані пристрої для установлення та закріплення деталей сприяють збільшенню продуктивності праці, точності обробки та поліпшенню умов праці. Наприклад: для токарної операції з ЧПК (чистова) у якості пристосування обрано шліцьову прямобічну оправку за ГОСТ 18938 – 73, Патрон УГО 124 000.000.000., Центр А 1-5-Н ЧПК ГОСТ 8742-75.

Вибір ріжучого інструмента залежить від наступних факторів: виду верстата, методу обробки, матеріалу оброблюваної деталі, її розмірів і конфігурації, необхідної точності і класу шорсткості.

Наприклад: для зубофрезерної операції у якості ріжучого інструменту обрана фреза черв’ячна модульна m =6мм Р6М5 ГОСТ 9324-80: Д_еф= 125мм, Д1=60мм, Lф.=160мм, z=9, w=3⁰12” (рисунок 2.6).

Рисунок 2. 6 – Ескіз черв’ячної фрези

Вимірювальний інструмент, в основному твердий, безшкальний, що дозволяє вимірювати в межах установленого допуску з мінімальними витратами допоміжного часу.

Наприклад для токарної операції з ЧПК у якості вимірювального інструменту обрано: Штангенциркуль ШЦ – І 1- 150 0,1 ГОСТ 166 – 80 (рисунок 2.7).

Рисунок2. 7 – Ескіз штангенциркуля

Вибір МОР робимо по програмі САПР, розробленій в ГМК - наприклад

для протяжної операції склад МОР № 13 – активізована емульсія 5-% з емульсора на основі олеїнової кислоти і каніфолі. Склад емульсола представлено на рисунку 2.8.

Рисунок 2.8 – Склад емульсора до МОР№13

Дані на вибір технологічного оснащення заносимо в технологічну документацію.

2.6. Розрахунок режимів різання і норм часу

Одним з найважливіших питань при проектуванні технологічного процесу механічної обробки є питання встановлення технічної норми часу.

Технічну норму часу визначаємо на основі розрахунків режимів різання з урахуванням повного використання властивостей ріжучого інструмента і виробничих можливостей устаткування.

2.6.1 Нормування токарної операції з ЧПК (чистова). Аналітичний метод

Операція 020 токарна з ЧПК (чистова). Верстат моделі 16К20Ф3С5.

Ріжучий інструмент – Різець 2103 - 0715 Т15К6 ГОСТ 20872-80; φ=93˚ В×Н=25×25мм, r=1 мм

Визначаємо глибину різання:

t₁=0,5 мм, t₂= 2,0 мм,

t₃=0,5 мм, t₄=2,0 мм, t₅=0,5 мм.

Визначаємо величину подачі[7.c.268]. Приймаємо:

S₁= S₂= S₃= S₄= S₅ =0,63 мм/об

Розрахунок швидкості різання і вибір частоти обертання шпинделя:

V= (2.8)

де T – період стійкості інструмента,

t- глибина різання,

S – подача,

Кv – поправочний коефіцієнт,

Kv = Kmv∙Kuv∙Kпv = 0.6∙1.0∙1.0 = 0.6,

Kmv =Kr 0,8∙(750/1500)¹=0,6,

Kuv – 1.0, пv – 1.0, Kпv – 1.0 [7, c.263]

Kr – 0.8 [7,c. 262 ]

δ - 1500 Мпа, T – 60хв.

Cv₁…Cv₅ – 350; X₁…X₅-0.15; Y₁…Y₅- 0.35; П₁...П₅ – 0.2;

V₁= V₃=V₅=350∙0,6/ (60^0,2∙0,5^0,35∙0,63^0,15) =97м/хв

V₂= V₄= 350∙0,6/ (60^0,2∙ 2 ^0,35∙0,63^0,15) =60 м/хв

Визначаємо частоту обертання шпинделя:

п = (2.9)

п ₁= п₅= (1000∙979) / (3,14∙82) = 376хв^-1

п₂= п₄₌( 1000∙60) / (3,14∙119,41) = 159хв^-1

п₃= (1000∙97) / (3,14∙119,41) = 258хв^-1

Розраховуємо сили різання:

Pz=10Cpz∙t^x∙s^y∙v^п∙Kp (2.10)

де Cp = 300, X = 1.0, Y = 0.75, П =(- 0.15) [7, c.273]

Kp=Kmp∙Kφp∙KЈ∙Kλp ∙ Krp=1,68∙0.89∙1.0∙1.0∙0.93 = 1.39

Kmp= (1500/750)^0,75=1,68,

де П=0.75; Kφp=0.89; K _Ј=1.0; K_λp =1.0; Krp =0.93,

Pz₁= Pz₅=10∙300∙0,5¹∙0,63^0.75∙96,9^-0.15∙1.39 = 742 Н,

Pz₂= Pz₄=10∙300∙2,0¹∙0.63^0.75∙59,7^-0.15∙1.39 = 3193 Н,

Pz₃=10∙300∙0,5¹∙0.63^0.75∙96,9^-0.15∙1.39 = 742 Н,

Визначаємо потужність різання N_р.:

N_р= (2.11)

N_р.1= N_р.3= N_р.5= (742∙96,9)/ 61200=1,17квт,

N_р.2= N_р4= (3193∙59,7)/ 61200=3,11квт.

Умова виконання обробки Np<(Nд.верст.∙η_ккд), де Nд.верст=10квт, η_ккд=0,8. Висновок – обробка можлива.

Визначаємо основний час:

Тосн = (2.12)

де L = l + l_{1 ,}

l - довжина обробляємої поверхні

l₁ - величина врізання і перебігу - 4мм [13,с.373]

п - частота обертань, хв.^-1

L₃=63 + 4 = 67мм,

L₁ = L₅ = ((82-62)/2)+ 4 = 14мм,

L₂ = L₄ = 2 + 4 = 6мм.

Розрахунок:

Тосн1,5 =14/(376∙0,63)= 0,059хв

Тосн 2,4= 6/(159∙0,63)= 0,059хв

Тосн3 =67/(258∙0,63)= 0,41хв

Тосн_Σ=0,646хв.

Визначаємо допоміжний час:

Т_доп = t_уст + t_мв, (2.13)

де t_мв1 = 0.41хв, t_мв2 = 0.4 хв, [13,с.605]

t_уст = 0.6хв, [13,с.40],

Тдоп₁ = 0.6 + 0.17 = 0.77 хв,

Тдоп₂ = 0.48 + 0.16 = 0.64 хв,

Тдоп_Σ=1,41хв.

Визначаємо штучний час:

Тшт.= (2.14)

Тшт.₁=(0,646+1,41)(1+10/100)=2,26хв.

Визначаємо підготовчо-заключний час:

Тпз = Тпз₁+Тпз₂ = 12+2=14 хв.

2.6.2 Нормування зубофрезерної операції.Табличний метод

Операція 025 - Зубофрезерна. Верстат 53А20.

Дані про інструмент: для зубофрезерної операції у якості ріжучого інструменту обрана фреза черв’ячна модульна m =6мм Р6М5 ГОСТ 9324-80: Д_еф= 125мм, Д1=60мм, Lф.=160мм, z=9, w=3⁰12”.

Визначаємо групу верстата: 2 – [12.с.25]

Визначаємо подачу: So, мм/об –2,2 …2,6 [12.c.27]

Коефіцієнти Кms - 0.9, Кβs – 0.9 [12.c.26],

So ∙ Кms∙ Кβs = 2,2∙0.9= 1,98 мм/об.

Визначаємо швидкість різання: V=27 м/хв [12.c.28], при Кмv=0,9, К_мN=1,K_wN=1.0. Приймаємо 24,3м/хв.

Визначаємо частоту обертання шпинделя по формулі 2.9:

п =(1000∙24,3)/(3,1416∙125) =61,2об/хв.

По паспорту приймаємо – 63об./хв., що входить в межі 5% допустимого перевищення.

Розраховуємо дійсну швидкість різання:

V = (3,1416∙125∙63)/1000=24,7м/хв.

Потужність Nр = 1,4 кВт при К_мN=1, K_wN=1.0 приймаємо: 1,4квт. При Nд.верст.=7.5квт, η_ккд=0,8 та умові виконання обробки Np<(Nд.верст.∙η_ккд) – висновок: обробка можлива.

Визначаємо основний час:

Тосн = (130+46) ∙17/(63∙1,98∙1)=23,98хв,

де l₁ - величина урізання і перебігу – 46мм [12.с.167]

l =65+65мм,

К=1 – кількість заходів фрези,

Z =17– кількість зубів нарізаємого колеса,

і =1- кількість робочих ходів.

Визначаємо допоміжний час:

Тдоп = 1,31хв [13,с.152]

Визначаємо штучний час:

Тшт.= (2.15)

де Аобс.п = 4,5% час на обслуговування верстата [13.с.154]

Аотд. = 4 % час на відпочинок [13.с.203]

Тшт.= ½(23,98+1,31)(1+0,085)=13,72хв.

Визначаємо підготовчо – заключний час:

Тпз. = 37хв. [13,с.154 ]

2.7 Розробка керуючої програми

Розробляємо керуючу програму на операцію N 010- токарну (чорнову) з ЧПК. Верстат моделі 16К20Ф3С32. Система ЧПК – “2Р22“.

Викреслюємо операційний ескіз обробки, циклограму руху інструмента, робимо розрахунок координат спеціальних точок і записуємо їх у таблиці 2.5 та 2.6.Текст програми додається на спеціальному технологічному бланку.

Таблиця 2.5 – Координати опорних точок різця 1 (зовнішнє точіння)

Z, мм				44,8	60,205	60,205
Х, мм				65,2	62,2

Таблиця 2.6 – Координати опорних точок різця 2 (розточування)

Z, мм		25,25	25,25			27,25
Х, мм

Рукопис програми згідно руху різця за циклограмою занесено до бланку ККІ - карти кодування інформації (див. далі у додатках).

2.8 Техніко-економічне порівняння варіантів обробки деталі

При розгляді цього питання порівнюємо два варіанта виконання операції механічної обробки деталі – на верстаті з ЧПК та універсальному верстаті, яку прикладаємо в цьому питанні. Розрахунки виконуємо на ЕОМ.

В діалоговому режимі необхідно ввести початкові дані.

Таблиця 2.7 - Початкові дані

Таблиця 2.8 – Отримані розрахунки

Таблиця 2.9 – Результати розрахунків по економічній ефективності верстатів з ЧПК (фрагмент вікна програми)

Результативність встановлення верстатів з ЧПК доведена на прикладі токарної операції данного технологічного процессу – при значних капіталовкладеннях, собівртість обробки на верстаті 16К20Ф3 нижча майже на 35грн.

ВИСНОВКИ

В ході виконання проектного завдання виконано повний аналіз технологічності деталі ПП2.40.039 «Шестерня», що виготовляється ЗАТ «ГМБ» для породонавантажувальної машини ПП2. Створено технологічний процес її виготовлення з використанням універсальних верстатів, верстатів з ЧПК та напівавтоматів для обробки зубів. Вибрано продуктивніший метод виготовлення заготовки – горяча об’ємна штамповка на пресі К8656, розраховано режими різання і норми часу на кожну операцію, при чому розкрито сутність як табличного так і статистичного методів, оформлено повний комплект технологічної документації на виготовлення заданої деталі. Розрахунки проводилися за стандартними методами зведення даних, а також застосовано новітні розробки в галузі використання ЕОМ при проектних роботах - САПР. Результати економічних розрахунків довели доцільність використання в середньо серійному виробництві верстатів з ЧПУ та спеціалізованих переналагоджувальних систем оснащення.

Список використаної літератури

1. Добрыднев М.С. Курсовое проектирование по предмету «Технология машиностроения», - М.: Машиностроение, 1985, - 186 с.

2. Журавлев Машиностроительные стали. –М.: Машиностроение 1981,-379с.

3. Ковка и объемная штамповка стали. Справочник. Под ред. М.В. Сторожева. – М.: Машиностроение, 1967. – 435с.

4. Поковки стальные штампованные, - ГОСТ 7505-89, М.: Издательство стандартов, 1990, - 53 с.

5. Расчеты экономической эффективности новой техники. Справочник. Под ред. К.М. Великанова. – Л.: Машиностроение, 1975. –432с.

6. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под ред. Г.А. Монахова. – М.: Машиностроение, 1974. – 600с.

7. Справочник технолога машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерекова. –4е изд., перераб. и доп. Том 2, - М.: Машиностроение, 1986. – 496 с.

8. Справочник технолога машиностроителя. Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерекова. –4е изд., перераб. и доп. Том 1, - М.: Машиностроение, 1986. – 496 с.

9. Краткий справочник металлиста. – Под ред.А.Н. Малова. –Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 1971.

10. Обработка металлов резанием; Справочник технолога/А.А. Панов, В.В. Аникин, Н.Г. Бойл и др.Под общ. ред. А.А. Панова. - М.: Машиностроение. 1988.- 736 с.

11. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станка. ч. 3. – 2е изд. – М.: Машиностроение, 1974. – 360.

12. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станка. ч. 2. – 2е изд. – М.: Машиностроение, 1974. – 200 с.

13. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. – М.: Машиностроение, 1974.

14. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станка. ч. 1. – 2е изд. – М.: Машиностроение, 1974. – 416 с.

15. Боженко Л.І., Гутта О.Й. Управління якістю, основи стандартизації та сертифікації продукції. Навч. посібник, Львів, 2001 – 176 с.

16 Духанин Ю.А., Акулин Д.Ф. Охрана труда в машиностроении. – М.:

Машиностроение, 1983.

Додаток А.

Карта кодування інформації

Лист 1

ГМК, Гр. 41кт

ПП2.40.039

Шестерня

Обладнання, пристрій ЧПК

Особливі вказівки

16К20Ф3, «2Р22»

Кодування інформації. Зміст кадру

Зміст переходу

№ 001 D0,5

Витримка часу

№ 002 F1,2 S95Т1М8^∙

Режими, інструмент

№ 003 Х67 Z24Е^∙

Ш.х. в т. 1

№ 004 Х67Z43 ^∙

Підрізати торець в т. 2

№ 005 X65,2Z44,8 ^∙

Точіння фаски в т.3

№ 006 Х62,2Z60,205 ^∙

Підрізати торець в т. 4

№ 007 Х 31Z60,205 ^∙

Підрізка торцю в т. 5

№ 008 X31 Z 63F12^∙

Відхід в т. 6

№ 009 Х200 Z150Е^∙

Ш.х. в т. 01

№ 010 F0,25S330Т2М8

Зміна режимів і інструм.

№ 011 Х68Z25,75 Е^∙

Ш.х. в т. 1

№ 012 Х0 Z25,75 ^∙

Розточування в т. 2

№ 013 X0 Z23 ∙

Відхідв т. 3

№ 014 Х62Z23Е^∙

Ш.х. в т. 4

№ 015 Х64 Z27,25М9^∙

Розточування в т.5

№ 016 X64 Z31 ^∙

Розточування в т.6

№ 017 Х66Z31^∙

Розточування в т.7

№ 018 Х150Z200 Е^∙

Відхід в т.01

№ 019 М2^∙

Кінець КП

Розробив

Прилепа О.

Дубл.

Зм.

Подл.

Перевірив

Наливайко С.

Н. контроль

ККІ

Додаток Б.

Операційна карта для економічного порівняння верстата з ЧПК та універсального верстата.

Дата добавления: 2015-09-29