Проектирование технологического процесса обработки детали

Введение:
1.Исходные данные для проектирования.
2.Технологический раздел………………………………………………………..7
2.1 Анализ технологических данных для проектирования.
2.2 Служебное назначение детали.
2.3 Конструкторско-технологическая характеристика детали
2.4 Расчет такта выпуска, определение типа производства.
2.5 Обоснование типа производства
2.6 Анализ технологичности детали.
2.7 Выбор исходной заготовки и метода ее получения.
2.9 Выбор и обоснование схем технологических баз.
2.10 Разработка технологического процесса изготовления детали.
2.11 Выбор оборудования
2.11.1 Формирование технологических операций и выбор средств технологического оснащения.
2.11.2 Расчет и назначение режимов резания.
2.11.3 Разработка управляющей программы
2.11.4 Нормирование техпроцесса
2.11.5 Определение разряда и квалификации исполнителей
3.Конструкторский раздел
3.1 Описание конструкции приспособления
3.2 Точностной и силовой расчет приспособления
Заключение
Литература

Проектирование технологического процесса обработки детали

40
Фрезерная чистовая
8
IT6
горизонтально
40
Фрезерная чистовая
2.4 Расчет такта выпуска, определение типа производства.
Серийное производство характеризуется одновременным изготовлением сравнительно широкой номенклатуры однородной продукции, выпуск которой повторяется в течение продолжительного времени. Обработка деталей на станках производится периодически повторяющимися партиями. Все это позволяет закрепить за каждым рабочим местом выполнение ограниченного количества повторяющихся операций. В таком производстве, наряду с универсальным оборудованием, применяют оборудование специализированное, необходимое для выполнения определенных (одной или нескольких) операций. Широко используют переналаживаемые быстродействующие приспособления, универсальный и специальный режущий, вспомогательный и измерительный инструмент.
2.5 Обоснование типа производства
При определении типа производства важно определить коэффициент закрепления операции. (Кзо). Этот коэффициент наиболее полно отражает степень концентрации однопрофильных работ на одном рабочем месте.
Числовые показателя коэффициента закрепления операции:
при массовом производстве 1
при крупносерийном производстве 2-10
при среднесерийном производстве 11-20
при мелкосерийном производстве 21-40 и более
при единичном производстве не регламентируется
При расчете Кзо=5 – крупносерийное производство.
Также тип производства можно определить по среднему показателю массовости:
где:
ri – такт производства i детали.
где:
Fq – действительный фонд времени работы единицы оборудования.
где:
Fu – номинальный фонд времени работы единицы оборудования (ч)
Числовые показателя коэффициента закрепления операции:
при массовом производстве 1
при крупносерийном производстве 0,5-0,1
при среднесерийном производстве 0.09-0,05
при мелкосерийном производстве менее 0,05
при единичном производстве не регламентируется.
2.6 Анализ технологичности детали.
Технологичности конструкции изделия является одной из основных функций единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП).
Технологичность - детали – совокупность свойств и показателей, определяющих возможность ее изготовления с наименьшими затратами при достижении требований точности, указанных в чертеже.
Оценка технологичности детали производится количественными и качественными показателями. Технологичность конструкции детали нужно проанализировать с учетом условий ее производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовления.
В нашем случае деталь изготавливается серийно, размеры и форма и взаиморасположение поверхностей позволяют вести начальную и конечную обработку детали на унифицированном оборудовании.
Конструкция детали позволяет вносить изменения, не влияющие на параметры качества. Совокупность поверхностей детали позволяет достаточно легко и быстро базировать ее на рабочих поверхностях приспособлений.
Для количественной оценки технологичности конструкции применяют показатели, предусмотренные по ГОСТ 14.203-73. Показатели, характеризующие трудоемкость, материалоемкость, унификацию конструкций элементов детали, требования к точности изготовления, дают конкретные представления об изделии при сравнении с аналогичными деталями, принятыми в качестве базовых.
Технологичность конструкции детали обеспечивает минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость.
Технологичность конструкции детали оценивается в зависимости от:
- вида производства и масштаба выпуска изделий
- уровня достижения технологических методов изготовления детали
- служебного назначения детали
- вида оборудования, инструмента, оснастки
- уровня механизации и автоматизации процессов
- организации производства.
От технологичности конструкции детали в значительной степени зависит выбор соответствующего варианта технологического процесса изготовления заготовки, механической обработки, оборудования, режимов резания, инструмента и оснастки.
Материалоемкость детали довольно низкая, так как выбран самый оптимальный способ получения заготовки, металла в процессе обработки теряется примерно 20%. Изготавливается из стали 45 ГОСТ 14959-79 методом горячей штамповки в закрытой форме, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает значительных трудностей при получении заготовки.
Анализ технологичности детали *Полумуфта*. Табл.5
№ пп
Требование технологичности
Эскиз
Оценка технологичности
1.
Возможная простота конструкции
Не технологично, так как деталь содержит много нестандартных элементов.
2.
Наличие поверхностей, удобных для базирования и крепления заготовки.
Технологично, для базирования детали используется наружная и внутренняя цилиндрическая поверхность, торцы детали.
3.
Доступность всех поверхностей
Технологично, все поверхности доступны для обработки.
4.
Хорошая обрабатываемость детали резанием.
Коэффициент 1.7 , то есть хорошо обрабатываема.
5.
Отсутствие глухих отверстий малого диаметра.
Не технологично, тк углубления на наружном диаметре имеют сложный профиль.
6.
Деталь должна иметь экономически достижимую с точки зрения механической обработки точность и шероховатость.
Технологично, согласно материалу, представленному в табл.4, все требования можно обеспечить экономичными методами обработки.
7.
Отсутствие плоскостей, расположенных не под прямым углом.
Не технологично тк поверхность кулачков имеет плоскости, расположенные не под углом 90
8.
Возможность применения рациональных методов получения заготовки
Технологично, тк заготовку можно получить штамповкой или из проката.
9.
Возможность применения стандартных измерительных средств.
Технологично, так как все поверхности могут быть измерены универсальными измерительными средствами : штангенциркуль,
Нутромером, пробкой.
10.
Простота формы центрального отверстия.
Форма центрального отверстия не гладкая, но обрабатывается легко протяжкой.
11.
Отсутствие специфических требований (допуски по массе, потребность в балансировке)
Технологично, так как специфичные требования отсутствуют.
12.
12.аличие поверхностей для захвата и ориентирование детали в таре.
Технологично, так как для захвата детали и ориентации ее в таре можно использовать внутреннюю цилиндрическую поверхдля захвата детали и ориентации ее в таре можно использовать внутреннюю цилиндрическую поверхность ,торцы.
2.7 Выбор исходной заготовки и метода ее получения.
Метод выполнения заготовок для деталей определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления.
С учетом реальных производственных условий и технологических особенностей детали, заготовку получить можно двумя способами:
Для определения экономически более выгодного способа получения заготовки рассчитываем коэффициент используемого материала
Коэффициент используемого материала находим по формуле:
,
где: q - масса готовой детали, кг;
Q - масса заготовки, кг.
Для заготовки, получаемой ковкой на молоте, коэффициент используемого материала будет равен, при q = 3,06 кг; Q = 7,95 кг.
Тогда
.
Для заготовки, полученной штамповкой на ГКМ коэффициент используемого материала будет равен, при q = 3,06 кг; Q = 6,25 кг.
.
Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для  24Н9 (24 +0,058) отверстия кронштейна, показан­ного на рис.1.
Технологический маршрут обработки отверстия  32А4 состоит из трёх операций, чернового и чистового зенкерования, развёртывания выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на данной операции на плоскость основания и зажимается двумя призмами.
Результаты расчета припусков на обработку отверстия  32А4 сводим в табл.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и значения элементов припуска.
Суммарное значение RZ и h, характеризующее качество по­верхности штампованных заготовок, составляет 200 мкм (2, табл.6, стр. 182). После первого технологического перехода величина h для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому для чернового и чисто­вого зенкерования, развёртывания значение RZнаходим по [2], табл.27, стр. 190.
Суммарное значение пространственных отклонений для заготовок данного типа определяем по [2], табл.8, стр. 183.:
Величину коробления отверстия следует учитывать как в диамет­ральном, так и в осевом сечении, поэтому:
Где- удельное коробление
d - диаметр обрабатываемого отверстия
l - длина отверстия
Учитывая, что суммарное отклонение от соосности отверстия в
отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получим
Таким образом, равна:
Величина остаточных пространственных отклонений после чернового зенкерования
Величина остаточных пространственных отклонений после чистового зенкерования
Погрешность установки при черновом зенкеровании: = 150 мкм,
Погрешность установки при чистовом зенкеровании: = 100 мкм,
Погрешность установки при чистовом развёртывании: = 50 мкм.
Определим припуск на черновое зенкерование:
Определим припуск на чистовое зенкерование:
Определим припуск на чистовое развёртывание:
Определим расчётный диаметр при черновом зенкеровании:
dР Ч.ЗЕНК. =24,058-0,225=31.833 мм
Определим расчётный диаметр при чистовом зенкеровании:
dР РАЗ. =23.833-0,360=31.473 мм
Таким же способом и при помощи таблиц (2) определяем припуски на наружный диаметр и длину заготовки.
L=42 мм; D=54 мм.
От правильного выбора заготовки зависит все построение технологического процесса. Вид заготовки и способ ее получения оказывают существенное влияние на характер технологического процесса, экономичность и трудоемкость обработки. Выбор способа получения заготовки непосредственно зависит от конструкции и материала детали, ее размеров, требований к точности, объема производства и других требований.
Исходя из необходимости приближения размеров заготовки к размерам готовой детали, следует выбирать прогрессивные методы получения заготовок, анализируя размеры, требования к точности и объему производства. Заготовка - это предмет производства, из которого изменением фор­мы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавли­вают деталь или неразборную сборочную единицу (ГОСТ 3.1109-82).
При разработке технологического процесса механической обработки деталей одним из ответственных этапов является выбор заготовок, от чего в большей степени зависит трудоёмкость обработки, а также расход метал­ла. Выбрать заготовку - это значит установить способ её получения, рас­считать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности и указать допуски на неточность изготовления.
В транспортном машиностроении наибольшее применение находят за­готовки, получаемые методом горячей штамповки в закрытой форме. По сравнению с другими способами получе­ния заготовок этот способ имеет большие возможности и значительно более ши­рокие области использования. Масса таких заготовок колеблется от нескольких граммов до сотен тонн, можно изготовить отливки раз­личной формы из любого металла и сплава. для удаления этой части в процессе токарной обработки.
Горячая штамповка выполняется на молотах и прессах в открытых и закрытых штампах, выдавливанием, гибкой, с применением различных процессов. С целью повышения точности размеров и улучшения качества поверхности штамповок применяют полугорячую штамповку, при которой уменьшается процесс окалинообразования.
Изготовление данной заготовки следует вести в закрытом штампе, так как при этом получается деталь, наиболее приближенная по размерам, меньше расход металла, производительность высокая при пониженной стойкости штампов и ограниченной номенклатуре форм штамповок (круглые, типа шестерен, фланцы, стаканы). Штамповку в закрытых штампах иначе называют безоблойной.
В качестве заготовки для изготовления данной детали используется заготовка, полученная методом горячей штамповки в закрытой форме.
2.9 Выбор и обоснование схем технологических баз.
Выбор схемы базирования зависит от конструкторских и технологических требований. Выбранная схема в значительной степени предопределяет последовательность обработки, конструкцию приспособления, достижение данной точности, производительность.
При разработке технологического процесса для каждой операции выбираются исходные (определенные) базы и проставляются исходные
операционные размеры. Это наиболее ответственный этап разработки технологического процесса и проектирования приспособлений.
При выборе баз будем руководствоваться следующими принципами-
соблюдением принципа единства баз, то есть по возможности соблюдать конструкторские, технологические базы и размерные цепи. При выборе способа получения заготовки можно определить технологические базы. Это значит задавать положение детали теми же размерами, которые проставлены на чертеже детали. Способ базирования заготовки определяется в основном ее формой.
Анализ чертежа детали показывает, что размеры всех цилиндрических поверхностей представлены относительно основной конструкторской базы – оси цилиндрической поверхности (d=52мм), которая выполняет роль двойной опорной базы. Основные базы – это цилиндрические поверхности ( внутренняя и наружная), торцовые поверхности.
2.10 Разработка технологического процесса изготовления детали.
Разрабатываемый технологический процесс должен быть прогрессивным, обеспечивать повышение производительности труда, и качества деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на го реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду.
При разработке технологического процесса механической обработки перед технологом всегда стоит задача: выбрать из нескольких вариантов обработки один, обеспечивающий наиболее экономичное решение. Современные способы механической обработки, большое разнообразие станков, а также новые методы электрохимической, электроэрозионной и ультразвуковой обработки поверхности металлов, получение заготовок методом точного литья, точной штамповки, порошковой металлургии-всё это позволяет создавать различные варианты технологии, обеспечивающие изготовление изделий, полностью отвечающим всем требованиям чертежа. При выборе способа получения заготовки можно определить технологические базы. Так как в данном варианте не принципиально, какая из поверхностей будет чистовой базовой, а какая – черновой поверхностью, то начинать базировать деталь можно с любой поверхности.
Проектирование токарной операции является частью более общей задачи разра­ботки технологического процесса изготовле­ния детали. Необходимо знать не только, в каком виде заготовка поступает на токарную операцию, но и какова должна быть ее точность после обработки. Поверхность детали после токарной обра­ботки в зависимости от назначения и требова­ния точности разделяют на основные и допол­нительные участки. Основные участки опреде­ляют положение данной и сопряженной с ней деталей в изделии. Точность обработки этих участков должна быть наиболее высокой. Ос­новные участки поверхности обрабатывают проходными, копировальными и расточными резцами, дополнительные участки — торцовые и угловые канавки, резьбовые поверхности, ка­навки под клиновые ремни и т. п. обрабаты­вают канавочными, резьбовыми резцами и т. п.
Формирование маршрута обработки детали.
На основании данных анализа чертежа, с учетом быбранных схем базирования и установки и конфигурации заготовки разрабатываем маршрут обработки для каждой поверхности.
Первый установ - обработка торцовых поверхностей 1 , она является технологическими базами для обработки исполнительных поверхностей детали, обработка второй торцовой поверхности 4.
Второй – обработка наружной цилиндрической поверхности d=52 мм,
обработка внутренней цилиндрической поверхности d 32 мм,
Третий установ – чистовая обработка поверхностей 1,4,3,6.
Четвертый – Фрезеровка кулачков.
Пятый – фрезеровка паза.
Шестой – протяжка шлицевого паза.
Все установы можно вести на станке с ЧПУ, что позволяет ускорить и упростить процесс обработки.
Табл.6.
№ пов.
Маршрут обработки детали
Rka, мкм.
Квалитет
1
Обтачивание в черновую торцовой поверхности 1
6.3
12
Обтачивание в чистовую поверхности 1
1.25
10
2
Точить в черновую торец 4
6.3
12
Точить в чистовую торец 4
3
Черновая расточка внутреннего диаметра 32
6.3
12
Чистовая расточка диам. 32
6.3
10
Подрезка фасок
6.3
10
4
Точить диаметр 52 в черновую
6.3
12
Точить диам. 52 в чистовую
6.3
10
Подрезка фасок.
6.3
10
5
Фрезеруем поверхность кулачков.
6.3
6.3
6
Фрезеровка паза в черновую.
6.3
6,3
В чистовую
1.25
4
7
Протяжка шлицевого паза.
1.25
4
8
Термическая.
На основании объединения элементарных переходов в установы и операции, формируем техпроцесс обработки.
При анализе переходов и установов следует отметить, что выполнение операций на станке с ЧПУ позволит:
- снизить количество используемого оборудования.
- повысить точность обработки за счет использования ЧПУ вместо типовых станков.
- снизить вспомогательное время, связанное с установкой детали.
- снизить основное время за счет интенсификации процессов резания.
- исключить из техпроцесса ручную операцию разметки.
Табл.7
№ оп.
Наименование
операции
Краткое содержание операции
Оборудование,