Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ижевский государственный технический университет им. М. Т. Калашникова»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Воткинский филиал

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

Кафедра «Ракетостроение»

Курсовая работа

По дисциплине: «Изготовление агрегатов»

Тема «Разработка технологического процесса обработки детали поршень И00.64.00.13»

(специальность 160801)

Вариант №4

Руководитель: к.т.н., доцент Коренев А.А

Исполнитель: ст-т гр. 941 Волкова Е.С.

Воткинск, 2014

Содержание

Лист задания………………………………………………………………….3

Перечень сокращений……………………………………………………….4

Введение………………………………………………………………………5

1. Исходные данные…………………………………………………………6

2. Описание конструкций и ее назначение………………………………..6

3. Анализ технологичности…………………………………………………7

4. Первоначальный вариант технологического маршрута………………8

5. Определение типа производства…………………………………………8

6. Анализ двух вариантов технологического процесса изготовления детали по технологической себестоимости при различных способах получения заготовки…………………………………………………….10

7. Укрупненный технико-экономический расчет анализируемых вариантов технологических маршрутов……………………………….11

8. Предварительный выбор оборудования……………………………….16

9. Определение припусков на обработку…………………………………17

10. Применяемое оборудование и инструменты………………………….20

11. Расчеты режимов резания………………………………………………20

12. Расчет технологической нормы времени………………………………23

Заключение ………………………………………………………………25

Литература………………………………………………………………26

Приложение А (Поршень)………………………………………………27

Приложение Б (Заготовка)………………………………………………28

Приложение В (Технологический процесс)………………………….29

Лист задания

Перечень сокращений

ТП – технологический процесс.

Введение

Составление ТП изготовления детали является одним из важных этапов создания детали в машиностроении. Для составления ТП необходимо знать, какое оборудование и инструмент имеется на предприятии. В ТП необходимо описать Правильную последовательность обработки поверхностей детади, а так же необходимо выбрать метод получения заготовки, чтобы обеспечить минимальные временные и экономические затраты.

Целью данной курсовой работы является разработка ТП механической обработки поршня с годовой программой выпуска N=90000 шт/год.

В курсовой работе была описана конструкция узла и назначение детали, проведен анализ технологичности и выбран метод получения заготовки, разработан маршрут изготовления данной детали и определены технологические операции.

На, основании полученных данных был составлен подробный технологический процесс изготовления детали с назначением необходимого оборудования и режущего инструмента. Выполнены чертежи детали и заготовки.

Задачами курсовой работы является:

1. Определение типа производства.

2. Выбор заготовки.

3. Назначение припусков.

4. Расчет режимов резания.

5. Выбор основного и вспомогательного оборудования.

6. Составление технологического процесса.

1 Исходные данные

Таблица 1 — Исходные данные

Наименование детали

Поверхность для расчета припусков

Операции для расчета реж. Инстр.

N_год, шт.

Поршень И00.64.00.13

1.Нар. Ø140

2.Торец Ø35

1. Точение Ø140

2.Расточение Ø21

2 Описание конструкции и назначение детали

Данное приспособление предназначено для нарезания резьбы в деталях. Для закрепления детали сжатый воздух под давлением 39*10⁴ Н/м² подводят I к отверстию Г. Воздух по каналам и крышке поступает под поршень, который под давлением воздуха вместе со штоком поднимается вверх. Шток I отжимает ролик влево. Ролик установлен на оси, закрепленный в толкателе, г при перемещении ролика влево, вместе с толкателем, рычаг поворачивается по часовой стрелке. Губка вместе с призмой закрепляет деталь.

Для освобождения детали воздух подводят к отверстию Д в корпусе. Затем поршень перемещается вниз, пружина возвращает толкатель в исходное положение. Рычаг поворачивается против часовой стрелки, и губка разжимает деталь. Само приспособление устанавливается на столе сверлильного станка.

Рассматриваемая деталь поршень, он уплотнён в цилиндре резиновым кольцом, что обеспечивает герметичность камеры. Плоскость А сопрягается со штоком и прижимается гайкой Ml 8x1,5, упираясь на плоскость Д, затягивая гайку, задняя сторона поршня,плоскость В, прижимается на [ступень j штока. Таким образом, создается возвратно – поступательное движение, передаваемое от поршня к штоку. Поршень, плоскостью Б, перемещается по внутренней поверхности цилиндра. Все перечисленные плоскости должны обладать низкой шероховатостью поверхностей и маленьким полем допуска размеров.

Поршень изготавливается из стали 45 ГОСТ 1050-88. Её химический состав и механические свойства приведены в таблице 2 и 3.

Таблица 2 – Химический состав стали 45,%

Мn

Cг

не более

0, 40-0,50

0,17-0,37

0,50-0,80

0,045

0,30

0,30|

Таблица 2 – Мимический состав стали 45,%

, Мпа	, Мпа	, Мпа	φ, %	, Дж/	НВ (не более)
	Не	менее			Горячекатаной	Отожжённой

Сталь 45 — конструкционная, углеродистая, качественная. Хорошо куется, (обрабатывается резанием, не склонна к хрупкости, возможна термообработка отдельных поверхностей. Материал – заменитель сталь: 40Х, 50, 50Г2, СЧ-21-40.

3 Анализ технологичности конструкции детали

Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции детали, сводятся к возможному уменьшению трудоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Улучшение технологичности позволяет снизить себестоимость, ее изготовления.

В процессе анализа технологичности детали поршень, можно выделить следующие моменты:

- данная конструкция имеет цилиндрическую форму удобную для установки в стандартные станочные приспособления;

- требования, предъявляемые к детали, будут полностью обеспечены маркой выбранного материала;

- деталь не имеет поверхностей, к которым затруднен доступ инструмента, что упрощает процесс их обработки;

- деталь не имеет поверхностей, при обработке которых возникает опасность поломки инструмента;

- деталь не имеет фасонных поверхностей, требующих для обработки специальных инструментов или оборудования;

- форма заготовки наиболее приближена к форме детали;

- деталь имеет достаточную жесткость, не ограничивающую режимы резания;

- конструкция детали имеет достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности.

Так как конструкция детали простая, можно сделать вывод, что поршень является технологичной деталью.

4 Первоначальный вариант технологического маршрута

Первоначальный вариант технологического маршрута будет иметь следующий вид:

005 Заготовительная (заготовка поковка)

010 Фрезерная

015 Сверлильная

020 Токарная

025 Слесарная

030 Шлифовальная

035 Контрольная

5 Определение типа производства и количество деталей в партии

Определим коэффициент закрепления операций:

т.е производство крупносерийное.

Где – суммарное число различных операций;

– принятое количество станков.

Определим количество станков:

60 – переводной коэффициент (из часов в минуты);

F_Д – действительный годовой фонд рабочего времени на 2014г (F_Д =4029 ч);

µ_З.Н. – нормативный коэффициент загрузки оборудования (µ_З.Н. = 0,8);

N – годовая программа выпуска (N = 90000 шт.)

- штучное время ( = 35 мин 0,6 часа)

Заданный выпуск изделий:

Средняя производительность поточной линии:

F_c - суточный фонд времени работы оборудования (F_c = 952 мин.);

Т_ср - средняя трудоемкость основных операций (Т_ср = 5,8 мин.);

- коэффициент загрузки оборудования ( = 0,6).

Так как < , то применение однономенклотурной поточной линии целесообразно.

Так производства:

Количество деталей в партии:

Где а – периодичность запуска (а = 12 дней).

Количество смен:

где – среднее штучно – калькуляционное время по основным операциям (.

Количество деталей в партии:

6 Анализ двух вариантов технологического процесса

изготовления детали по технологической себестоимости при различных способах получения заготовки

Рассмотрим два способа получения заготовки, детали поршень:

- горячая штамповка. Материал детали I сталь 45 ГОСТ 1050-88;

- литьё по выплавляемым моделям. Материал детали – СЧ-21-40 ГОСТ 1412-70.

Метод горячей штамповки.

Для горячей объемной штамповки кольцеобразных поковок применяют заготовки с круглым или квадратным поперечным сечением, которые сначала осаживается, а затем окончательно формуются в гравюре штампа. При прошивке отверстия в заготовке образуется отход, минимальные размеры которого по диаметру обусловлены величиной отверстия в поковке, а по толщине – условиями течения металла при окончательном формообразовании. Наличие отхода обусловливает уменьшение коэффициента использования металла, повышение затрат энергии на нагрев и деформирование этого отхода, а также увеличение сил, необходимых для окончательного формообразования поковки.

Рисунок 1 – Заготовка поковка

Стоимость заготовки [2].

где – базовая стоимость 1 т. Заготовки [3];

– коэффициент, зависящий от класса точности;

– коэффициент, зависящий от группы сложности;

– коэффициент, зависящий от массы;

– коэффициент, зависящий от материала отливки;

– коэффициент, зависящий от группы серийности;

– масса заготовки;

- цена за 1 т отходов (;

– масса готовой детали (;

Литьё по выплавляемым моделям.

Литьем по выплавляемым моделям называется способ получения отливок I в оболочковые формы, изготовляемые методом нанесения огнеупорного покрытия на легкоплавкие модели. Последние затем выплавляются, в результате чего в оболочковой форме образуются полости, соответствующие контурам будущей отливки. Для получения высокой чистоты поверхности отливок оболочковые формы прокаливаются при температуре 900—95 . При этой же температуре форма заливается жидким металлом.

Литием по выплавляемым моделям можно получать отливки любой сложности с различной толщиной стенок, почти или вовсе не требующие механической обработки. Этим методом отливаются детали из любых черных й цветных сплавов, включая высоколегированные жаропрочные и сверхтвердые сплавы. Отливки получают с точностью размеров в среднем 4 — 5-го классов и шероховатостью поверхности 5 — 7-го классов.

Стоимость заготовки, полученной литьем.

где – базовая стоимость 1 т. Заготовки;

– коэффициент, зависящий от класса точности;

– коэффициент, зависящий от группы сложности;

– коэффициент, зависящий от массы;

– коэффициент, зависящий от материала отливки;

– коэффициент, зависящий от группы серийности;

- масса заготовки;

- цена за 1 т отходов (;

– масса готовой детали (;

Таким образом, себестоимость заготовки после штамповки меньше, чем после литья. Следовательно, для получения заготовки детали поршень применяем методом горячей штамповки, из материала детали – сталь45 ГОСТ 1050-80. Так же данный материал хорошо обрабатывается резанием.

7 Укрупненный технико-экономический расчет анализируемых вариантов технологических маршрутов

Расчет токарной операции:

Часовые приведенные затраты:

где – основная и дополнительная зарплата с начислениями;

– часовые затраты от эксплуатации рабочего места;

– нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (;

– удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание.

где – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (;

- часовая тарифная ставка станочника - сдельщика (

- коэффициент, учитывающий зарплату наладчика (к = 1);

- коэффициент, учитывающий зарплату рабочего при многостаночном обслуживании = 1).

Где - практические часовые зарплаты га рабочем месте (

– коэффициент показывающий во сколько раз затраты, связывающий с работой данного станка, больше,чем аналогичный расход у базового станка(

Технологическая себестоимость операций механической обработки:

- коэффициент выполнения норм (

– Балансовая стоимость станка (Ц = 50700 руб.);

- Производственная площадь занимаемая станком (F = );

- действительный годовой фонд времени работы станка ( = 4029);

–коэффициент загрузки станка (

Технологическая себестоимость операции механической обработки:

где – коэффициент выполнения норм (

Расчет сверлильной операции:

Часовые приведенные затраты:

где – основная и дополнительная зарплата с начислениями;

– часовые затраты от эксплуатации рабочего места;

– нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (;

– удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание.

где – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (;

- часовая тарифная ставка станочника - сдельщика (

- коэффициент, учитывающий зарплату наладчика (к = 1);

- коэффициент, учитывающий зарплату рабочего при многостаночном обслуживании = 1).

Где - практические часовые зарплаты га рабочем месте (

Технологическая себестоимость операций механической обработки:

- коэффициент выполнения норм (

– Балансовая стоимость станка (Ц = 770 руб.);

- Производственная площадь занимаемая станком (F = );

- действительный годовой фонд времени работы станка ( = 4029);

–коэффициент загрузки станка (

Технологическая себестоимость операции механической обработки:

где – коэффициент выполнения норм (

Расчет для шлифовальной операции:

Часовые приведенные затраты:

где – основная и дополнительная зарплата с начислениями;

– часовые затраты от эксплуатации рабочего места;

– нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (;

– удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и здание.

где – коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату (;

- часовая тарифная ставка станочника - сдельщика (

- коэффициент, учитывающий зарплату наладчика (к = 1);

- коэффициент, учитывающий зарплату рабочего при многостаночном обслуживании = 1).

Где - практические часовые зарплаты га рабочем месте (

Технологическая себестоимость операций механической обработки:

- коэффициент выполнения норм (

– Балансовая стоимость станка (Ц = 6950 руб.);

- Производственная площадь занимаемая станком (F = );

- действительный годовой фонд времени работы станка ( = 4029);

–коэффициент загрузки станка (

Технологическая себестоимость операции механической обработки:

где – коэффициент выполнения норм (

8 Предварительный выбор оборудования

Предварительно выбираем по габаритам детали:

Токарно-винторезный станок - 1Б290П-6К;

Горизонтально – фрезерный станок – 6Р80Г;

Плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом – 6960.

9 Определение припусков на обработку

Рассчитаем припуски и предельные размеры по технологическим переходам на обработку наружной поверхности диаметром Ø140 g6 с шероховатостью Ra = 0,08мкм.

Таблица 4 - Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку поверхности Ø140 g6

Технологически е переходы обработки по поверхности Ø140 g6	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Znm, МКМ	Расчетный минимальный	Допуск на изготовление мкм	Принятые округленные размеры, мм	Полученные предельные припуски
Rz	Т	Р			2	2	.
Заготовка				-	123,186		123,186	124,386	-	-
Обтачивание: Черновое				2-1300	120.586		120,586	121,386
Чистовое				2-160	120,266		120,266			320,
Шлифование: Обдирочное				2-100	120,066		120,066	120,166
Чистовое			-	2-50	119,966		119,966	120,016		100,

Технологический маршрут обработки поверхности Ø140 g6 состоит из обтачивания предварительного и окончательного и шлифования предварительного и окончательного. Обтачивание и шлифование производится в центрах.

Записываем технологический маршрут обработки в расчетную таблицу 4. В таблицу так же записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска. Так как, а данном случае Обработка производится в центрах, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю.

Суммарное отклонение:

;

Остаточное пространственное отклонения:

После предварительного обтачивания

После окончательного обтачивания

После предварительного шлифования

Расчет минимальных значений припусков производим, пользуясь основной формулой:

Минимальный припуск:

Под предварительное обтачивание:

Под окончательное обтачивание:

;

Под предварительное шлифование:

;

Под окончательное шлифование:

Графа «расчетный размер» (d_p), заполняется, начиная с конечного (в данном случае чертежного) размера последовательным прибавлением расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Таким образом, имея расчетный (чертежный) размер после последнего перехода (в данном случае чистового шлифования 119,966 мм) для остальных переходов получаем:

Записав в соответствующей графе расчетной таблицы значение допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе «Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру:

;

Предельные значения припусков определяем как разyость наибольших предельных размеров и - как разность наименьших предельных размеров предыдущего и выполняемого переходов:

Общие припуски определяем, суммируя промежуточные припуски и записывая их значения внизу соответствующих граф.

Номинальный припуск определяется в данном случае с учетом несимметричного расположения поля допуска заготовки:

Нижнее отклонение размера заготовки находим по ГОСТ 1.41187 –78,

Рассчитаем припуски и предварительные размеры по технологическим переходам на обработку наружной поверхности длиной 22 с шероховатостью Ra 0,16мкм.

Таблица №5 – Расчет припусков и предельных размеров

Технологически е переходы обработки по поверхности 22	Элементы припуска, мкм	Расчетный припуск 2Znm, МКМ	Расчетный минимальный	Допуск на изготовление мкм	Принятые округленные размеры, мм	Полученные предельные припуски
Rz	Т	Р			2	2	.
Заготовка				-	22,848		22,848	23,784	-	-
Фрезерование: Черновое			7,2	2*420	22,008		22,008	22,408
Чистовое				2*108	21,9		21,9	21,96

Таким образом, имея расчетный (чертежный) размер после последнего перехода (в данном случае чистого фрезерования 21,9 мм) для остальных переходов получается:

Записав в соответствующий графе расчетный расчетной таблицы значения допусков на каждый технологический переход и заготовку, в графе

«Наименьший предельный размер» определим их значения для каждого технологического перехода. Наибольшие предельные размеры вычисляем прибавлением допуска к наименьшему предельному размеру:

;

Предельные значения припусков определяем как разность

наибольших предельных размеров и - как разность наименьших предварительных размеров предыдущего и выполняемого переходов:

Нижнее отклонение размера заготовки находим по ГОСТ 1.41187 –78,

10 Применяемое оборудование и инструменты

Токарная операция: Станок 1Б290П-6К, резец проходной, упорный, отогнутый, левый (ГОСТ 18870-73).

Фрезерная операция: Станок 6Р80Г, концевая фреза с цилиндрическим хвостовиком ГОСТ 17025-71.

Сверлильная операция: Станок 1Б290П-6К, сверло с цилиндрическим хвостовиком (ГОСТ 4010-77).

Шлифовальная операция: Станок ЗА110В, круг 1А1-1 (ГОСТ 17123-79).

Слесарная операция: Верстак слесарный 68М6-165.

11 Расчет режимов резания

Точение:

1. Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей

части инструмента.

Для стали 45 принимаем сплав Т15К6.

Выбираем проходной упорный отогнутый левый резец (ГОСТ 18870-73)

со следующей геометрией

2. Выбор глубины резания t и число проходов.

. Берем 3 прохода.

Для чистового прохода берем t₃ = 0,4мм, для получистового t₂ = 1,1 для чернового прохода t₁ = 1,5мм.

Так мы обеспечиваем заданную шероховатость обработанной поверхности R_a 0,8.

3. Выбор подачи инструмента по шероховатости обработанной поверхности.

1) Для черновой обработки = 0,8 мм/об.

2) Для чистовой обработки при ,

;

поправочный коэффициент на

4. Расчет периода стойкости инструмента:

5. Расчет скорости резания:

;

6. Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.

7. Сила резания.

Тангенциальная сила:

;

Радиальная сила:

;

8 Ограничение по мощности резания.

Сверление:

1. Выбор марки инструментального материала и геометрии режущей части инструмента.

Выбираем спиральные сверла с цилиндрическим хвостиком (ГОСТ 4010-77) со следующей геометрией: D = 18 мм; L = 140 мм; l = 65 мм и геометрией режущей части: ; ,

2. Выбор глубины резания t и проходов

При рассверливании глубина резания равна:

3. Выбор подачи инструмента.

При рассверливании отверстий подача, рекомендуемая для сверления, увеличивается в 2 раза.

4. Расчет скорости резания при рассверливании.

, , .

;

q = 0,6

5. Уточнение скорости резания по ряду чисел оборотов шпинделя.

Принимаем для станка типа 2Н135

6. Определение осевой силы и крутящего момента

, q = 1, .

7. Расчет мощности.

;

13 Расчет технической нормы времени

Штучно – калькуляционное время:

тучное время, для всех операций, кроме шлифованных находим по формуле:

Где

– время на закрепление и открепление детали, мин;

при точении находим по формуле:

Где

Длина хода резца, для поверхности

Длина хода резца:

Тогда

Время на управление складывается из времени на время включения станка рычагом (0,02 мин), время на то чтобы подвести отвести резец к детали при обработке (0,05 мин) и время на перемещение каретки суппорта в продольном направлении до 200 мм (0,06 мин), в итоге время на управление получились равным 0,13 мин.

Тогда вспомогательное время равно:

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы было выполнено:

Сравнение двух вариантов заготовок, дешевле оказался вариант кованой заготовки так как он дешевле заготовки полученной литьём в 2,5 раза, что составляет 0,73 руб. При этом механическая обработка штамповки приведет к меньшим затратам, но экономический эффект при этом составит всего 8,51 руб. Поэтому в итоге был выбран технологический процесс для изготовления штамповки.

Были назначены припуски на заданные размеры. Также назначены режимы резания для заданных поверхностей. Выбрано оборудование и инструмент для обработки и контроля детали. Подсчитаны нормы времени для обработки заданных поверхностей.

Литература

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учебное пособие для вузов. – 5-е издание, стереотипное. М.: ООО ИД «альянс», 2007. – 256с.

2. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и под.- М.: Машиностроение, 1986.- 496с

Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 26 | Нарушение авторских прав

<== предыдущая лекция	\|	следующая лекция ==>
Спешим пригласить вас на одно из главных событий лета 2015!	\|	Детский комплект с утятами

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.196 сек.)