РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ДЕТАЛИ «КОРПУС»

Разработка технологического процесса изготовления детали пред-ставляет собой решение сложной комплексной задачи. Требуется найти опти-мальный для данных производственных условий вариант перехода от полу-фабриката, поставляемого обычно металлургической промышленностью, к готовой детали, отвечающей всем требованиям ее служебного назначения. Выбранный оптимальный вариант должен обеспечить наиболее низкую себе-стоимость изготовления детали. При разработке технологического процесса приходится учитывать влияние большого количества различных, ранее изу-ченных факторов, выявлять и оценивать их удельное значение и на основе их синтеза разрабатывать технологический процесс.
Разработка технологического процесса изготовления детали осуществ-ляется в определенной последовательн ...

Содержание

1 Анализ исходных данных……………………………………………………

1.1 Описание конструкции и служебного назначения детали ………………

1.2 Анализ детали на технологичность ………………………………………

1.3 Определение типа производства и его характеристика ………………….


2 Разработка технологического процесса изготовления детали………….

2.1 Выбор вида и обоснование метода получения заготовки………………..

2.2 Разработка технологического процесса

2.3 Выбор и обоснование технологических баз

2.4 Выбор оборудования и технологической оснастки………………………

2.5 Определение межоперационных припусков и операционных размеров..

2.6 Определение режимов резания на одну операцию…………..

2.7 Нормирование операций…………………………………

Список использованных источников

Приложения
Техническое задание
Комплект технологической документации:
-ТЛ / Титульный лист ГОСТ 3.1105-84 форма (с изменениями);
-МК / Маршрутная карта ГОСТ 3.1118-82 форма 1;
-ОК / Операционная карта ГОСТ 3.1404-86 форма 3;
-КЭ / Карта операционных эскизов ГОСТ 3.1105-84 форма 7;
-ОК / Карта контроля ГОСТ 3.1118-82 форма 2;

Комплект конструкторской документации:
-ТЛ / Титульный лист ГОСТ 3.1105-84 форма (с изменениями);
-Чертеж детали фА3 (А4);
-Чертеж заготовки фА3 (А4);
-Карта наладки (на одну операцию);

Цель выполнения курсовой работы:
• Систематизация и закрепление полученных знаний по специальности,
овладение начальными навыками исследовательской деятельности,
развитие умений применять эти знания при разработке технологическо-
го процесса обработки детали в автоматизированном режиме с
использованием САПР ТП «Вертикаль» и др. программ.

Задачи:
• Спроектировать прогрессивный технологический процесс в системе ав-томатизированного режима с использованием ППС (прикладных программ-ных средств), руководящей и справочной литературы, электронных справоч-ников сети Интернет, государственных и отраслевых стандартов, методиче-ских материалов и нормативов.
• Оформить пояснительную записку в программе «MS Office 2007», ком-плект конструкторской документации в программе «Компас 3D V9», компл ект технологической документации в системе САПР ТП «Вертикаль».

Объект исследования – рабочий чертеж детали, исходные данные детали.

Предмет исследования – производственный процесс и его организация на предприятии, конструкторская, технологическая и организационная подго-товка производства выпуска детали «Корпус».

Метод исследования – изучение электронных справочников системы САПР ТП «Вертикаль», конструкторской и технологической документации, государ-ственных и отраслевых стандартов, нормативов на режущий, измерительный инструмент и приспособления, нормативов на припуски и операционные до-пуски, каталоги на оборудование и др. справочный материал.

После этого отливки подвергают отрубке, очистке и в случае необходимости – термической обработке. Все операции технологического процесса литья в кокиль механизированы и автоматизированы. Используют однопозиционные и многопозиционные автоматические кокильные машины и автоматические кокильные линии изготовления отливок. Кокильное литье применяют в массовом и серийном производствах для изготовления отливок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов с толщиной стенок 3 – 100 мм, массой от нескольких десятков граммов до нескольких сотен килограммов.При литье в кокиль сокращается расход формовочной и стержневой смесей. Затвердевание отливок происходит в условиях интенсивного отвода теплоты от залитого металла, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства, чем у отливок полученных в песчаных формах. Кокильные отливки имеют высокую геометрическую точность размеров и малую шероховатость поверхности, что снижает припуски на механическую обработку вдвое, по сравнению с литьем в песчаные формы. Этот способ литья высокопроизводителен.Но существуют недостатки кокильного литья: высокая трудоемкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность изготовления сложных по конфигурации отливок.2.2 Разработка технологического процессаРазработка технологического процесса изготовления детали выполняется в соответствии с ГОСТ 14.301-83. При разработке технологического процесса решаются следующие задачи:- устанавливается последовательность операций обработки заготовки;- выбираются технологические базы, при этом необходимо стремиться к совмещению технологических баз с конструкторскими;- проводится подбор типов оборудования для всех этапов обработки;- выбираются приспособления, режущий и мерительный инструмент;- рассчитываются режимы резания.При разработке технологического процесса в первую очередь учитывается, что все операции механической обработки должны выполняться на оборудовании с использованием приспособлений, режущих инструментов, обеспечивающих наибольшее снижение трудоемкости и себестоимости, и соответствовать назначенному типу производства.При разработке ТП руководствуются следующими принципами:- в первую очередь обрабатывают те поверхности, которые являются базовыми при дальнейшей обработке;- затем обрабатывают поверхности с наибольшим припуском;- далее выполняют обработку поверхностей, которая в наименьшей степени влияет на жёсткость детали. При проектировании технологического процесса используются таблицы экономической точности обработки на станках ([2] стр. 150). В этих таблицах указано, какой квалитет и шероховатость получается при применении различных методов обработки. Таблицы составлены на основе опыта работы предприятия на станках нормальной точности при среднем разряде работ и средних режимах. По таблицам выбирается способ обработки для каждой поверхности, назначается маршрут обработки детали и оформляется таблица 1. Таблица 1Назначение маршрута обработки поверхностей деталиПоверхностьКвалитетRaМаршрут обработкиø361212,5Однократное растачиваниеø7273,2Трехкратное растачиваниеø51412,5Сверление однократное22146,3Фрезерование однократное55146,3Фрезерование однократное118146,3Фрезерование однократное20146,3Фрезерование однократноеМ8-7Н-6,3Однократное сверление; сверление + метчикКанавка В1412,5Однократное растачиваниеи т.д.Технологический процессВ соответствии с разработанным маршрутом обработки составляется технологический процесс изготовления детали, т.е. определяются операции и основные переходы изготовления детали в целом.Таблица 2005КонтрольнаяПроверить заготовку согласно чертежа010ТермическаяСнятие внутренних напряжений 015Вертикально-фрезернаяФрезеровать плоскость основания 36х190 в размер 22h14 окончательно020Радиально-сверлильнаяСверлить два отверстия ø5Н14 на проход, согласно чертежа025Горизонтально-фрезернаяФрезеровать три плоскости, выдерживая размеры 20h14, 40H15 и 118h14030Горизонтально-расточнаяФрезеровать боковую плоскость окончательно в размер 55±0,95;Расточить отверстие ø72Н7 предварительно и с припуском под тонкое растачивание;Расточить канавку 1 в размер ø48Н14, канавку 2 в размер ø73Н15 окончательно;Расточить фаску 1х450 окончательно;Сверлить 4 отверстия под М8 и фаски в этих отверстиях одновременно, выдерживая размеры 20, ø90 окончательно;Нарезать резьбу М8-7Н в 4 отверстиях, согласно чертежа035Вертикально-фрезернаяФрезеровать два паза, выдерживая размеры R7, 20, 14 и 8040Алмазно-расточнаяРасточить отверстие ø72Н7 окончательно согласно чертежа045Моечная050КонтрольнаяПроверить деталь согласно чертежа055Покрытие2.3 Выбор и обоснование технологических базБазой называется поверхность или выполняющие ту же функцию сочетание поверхностей, ось принадлежащие заготовке (детали) и используемые для базирования. Различают базы конструкторские, технологические, измерительные.Конструкторской называют базу, используемую для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.Технологической называют базу, используемую для определения положения детали или сборочной единицы при его изготовлении или сборке.Операция№ п/пОбозначение и наименование базовой поверхности005Плоскость 5 и торец 8и т.д.Измерительной называют базу, предназначенную для определения относительного положения средств измерения и детали или сборочной единицы.Технологические базы - черновые, промежуточные и окончательные. Выбор технологических измерительных баз является одной из сложных задач проектирования технологического процесса. От правильного выбора технологических баз в значительной мере зависят:- точность получения заданных размеров;- точность взаимного расположения поверхностей;- степень сложности технологической оснастки, режущего измерительного инструментов. Существуют основные правила при выборе поверхностей базирования. 1. В процессе обработки задают положение обрабатываемой поверхности теми же размерами, что проставлены на чертеже детали и относительно тех же элементов.3. Черновую базу используют, как правило, однократно – на первой установке (для заготовок полученных точными методами литья и штамповки это правило не обязательно). За черновые базы применяют поверхности с наименьшим припуском на обработку. При выборе черновой поверхности за базовую следует выбирать ту поверхность, которая остаётся необработанной в готовом изделии.4. На первых операциях ТП обрабатывают основные базовые поверхности (чистовые базы) или искусственные базовые поверхности.5. Чистовые установочные базы должны быть базами конструкторскими (это исключает погрешность базирования); должны иметь наибольшую точность формы и размеров, малую шероховатость. Анализ выбора поверхности базирования, оценка точности и надежности базирования является обязательным предшествующим этапом перед разработкой технологического процесса. Затем техпроцесс анализируется на соблюдение принципа постоянства баз. Для этого выполняется эскиз и составляется таблица.ВЫПОЛНИТЬ ЭСКИЗ ДЕТАЛИ С УКАЗАНИЕМ БАЗВывод: поверхность____________________используется в качестве базы на ____________операциях из ____________, это подтверждает правильность выбора базовой поверхности.2.5 Определение межоперационных припусков и операционныхразмеровИсходная заготовка отличается от детали тем, что на всех обрабатываемых поверхностях предусмотрены припуски – слои материала, подлежащие удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения заданной точности и шероховатости. Материал, оставленный в выемках, пазах и отверстиях отливок и поковок образует напуск, также удаляемый при обработке. Напуск - слой материала проката, превышающий размеры заготовки с учётом припуска на обработку. Напуск удаляют, как правило, в два прохода (60…70 % – первый; 40…30 % – второй).Припуски разделяют на общие и межоперационные (промежуточные). Общий припуск равен сумме межоперационных припусков по всем технологическим операциям.Межоперационный припуск – припуск, удаляемый при выполнении отдельных операций, равный разности размеров заготовки, полученных на смежном предшествующем и выполняемом переходах.Припуски могут быть симметричными (для тел вращения) и асимметричными – (призматические детали).Различают номинальный, минимальный и максимальный припуск.Номинальный припуск – разность между номинальными размерами поверхности после предшествовавшего и после данного перехода.Минимальный припуск, т.е. наименьший слой металла, снимаемый при обработке, есть разность между наименьшим размером заготовки и наименьшим размером после выполнения данного перехода. Максимальный припуск есть разность между наименьшим размером поверхности после выполнения предшествовавшего перехода и наименьшим её размером после выполнения данного перехода.Припуски на обработку определяются двумя методами:1) опытно-статистический – при котором значения общих и промежуточных припусков определяют по справочным таблицам, составленным на основе обобщения производственного опыта. Недостаток метода – нет учёта конкретных условий построения ТП. Полученные припуски, как правило, завышены, так как ориентируются на полное отсутствие брака;2) расчётно-аналитический метод (профессора В.М. Кована), согласно которому промежуточный припуск должен быть таким, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующем переходе, а так же погрешности установки на данном переходе.Основа метода – определение минимального припуска (Zmin) – минимальной необходимой толщины слоя материала для выполнения данной операции. Он является исходной величиной при расчёте припусков.Величину минимального промежуточного припуска определяют следующие факторы:Высота неровностей Rz i−1 , полученная на смежном предшествующем переходе. Зависит от условий этого перехода (режим резания, метод резания и т.д.) .Состояние и глубина T i−1 поверхностного (дефектного) слоя – дефекты, полученные так же на смежном предшествующем переходе, подлежащие частичному (после поверхностной закалки) или чаще полному удалению. У отливок состоит из перлитной корки с включением формовочного песка и т.д. У стальных поковок – это обезуглероженный слой.Пространственное отклонение ρi−1 расположения обрабатываемой поверхности относительно базовой. Например: несоосность наружной (базовой) поверхности и растачиваемого отверстия; неперпендикулярность торцовой плоскости оси базовой цилиндрической поверхности; нецилиндричность обрабатываемой поверхности относительно базовой оси.Погрешность установки εi , возникающая на выполняемом переходе, за счёт нестабильности положения обрабатываемой поверхности вследствие её смещения. Это смещение возникает при закреплении заготовки из-за неточностей установочных элементов приспособления и других причин.Общая величина минимального припуска определяется суммированием указанных выше величин Rz i−1 ,T i−1 , ρi−1 , εi . При выполнении курсовой работы определение составляющих общего припуска приводятся для одной самой точной поверхности, на остальные обрабатываемые поверхности припуски и допуски выбираются по таблицам.Ступень исходной заготовки имеет диаметр:=Внутренняя цилиндрическая поверхность «Стакана» имеет диаметр: d= Последовательность обработки этой поверхности – «Технологический маршрут» записывается в таблицу, а также в таблицу заносятся все значения элементов припуска и предельные размеры. После расчета изображается схема графического расположения припусков и допусков на обработку данной поверхности.Технологический маршрут обработки поверхности:1)Заготовка.2)Растачивание черновое.3)Растачивание чистовое.По таблице 4.2 [I] определяются Rz и T:для заготовки /в кокиль/ - Rz=100 мкм, Т=300 мкмчерновое растачивание - Rz=50 мкм, Т=70 мкм Суммарное значение пространственного отклонения для заготовки:где:мм - смещение отверстия в отливке (табл.33 [I]);- удельное коробление отверстия;d и l – диаметр и длина обрабатываемого отверстия, мм;- удельная кривизна заготовки (табл. 1 [II]);Остаточные пространственные отклонения после механической обработки:после чернового растачивания где величина коэффициента уточнения – 0,06 (табл.17 [I]); Расчет погрешности установки.Погрешность установки при черновом растачивании: выбрана табличным способом (табл.4.37 [I]):т.к. погрешность базирования в трехкулачковом самоцентрирующем патроне равна 0.Погрешность установки при чистовом растачивании:где величина коэффициента уточнения – 0,04 (табл.17 [I]).Расчетный минимальный припуск:Минимальные значения припусков рассчитываются по формуле под черновое растачивание: под чистовое растачивание: Расчетный размер:Рассчитывается, начиная с конечного размера, последовательным вычитанием расчетного минимального припуска для каждой механической обработки отверстия: если имеется расчетный (чертежный) размер после чистового растачивания, то для чернового растачивания: для заготовки:Назначение допусков:Допуски назначаются в соответствии с точностью обработки по каждому виду обработки отверстия по таблице 4.2[ I]:для чистового растачивания - 74мкм;для чернового – 300мкм;для литья – 600мкм.Предельные размеры: наибольшие предельные размеры получаются путем округления расчетных размеров до точности допуска на соответствующем виде обработки;наименьшие предельные размеры - вычитанием из наибольших предельных размеров допусков соответствующего вида обработки.Предельные значения припусков.Предельные значения припусков определяются как разность наименьших предельных размеров и - как разность наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого вида обработки отверстия:Проверка правильности расчетов.Проверка правильности произведенных расчетов осуществляется путем сопоставления разности припусков и допусков при этом разность промежуточных припусков должна быть равна разности допусков на промежуточные размеры, т.е.Таблица 2.5Разность припусков, мкмРазность допусков, мкмЧерновое растачивание3426-3216=210400-190=210Чистовое растачивание593-414=179190-11=179Общие4019-3630=389590-201=389Вывод:Данные табл.2.5 говорят о правильности расчетов. На основании этих данных строится схема расположения припусков и допусков на обработку отверстия.Таблица 2.6 Сводные данные по расчетам припусков и предельных размеров отверстия детали «Стакан».МаршрутобработкиотверстияЭлементы припуска, мкмРасчётныйприпуск 2Zi, min мкмРасчётный размер, 2 Z min ммДопуск, мкм Предельный размер, ммПредельные значения припуска,мкм Rz i−1T i−1ρi−1εi 2 Z max i2 Z min i123456789101112Заготовка1003001202--400--Черновое растачивание5070721202x1608190Чистовое растачивание2030-482x2071141440193630Рис.1 Схема графического расположения припусков и допусков Назначение припусков по нормативам.На остальные поверхности детали «Стакан» назначаются припуски и допуски по ГОСТ 26645-85. Табличные значения записываются в таблицу 2.7.Таблица 2.7 Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности.Размер деталиммRaмкмПрипуск на сторону, ммДопуск,ммРазмер заготовки,ммø3612,51,41,1ø32,2и т.д.2.6 Определение режимов резания на одну операциюФрезерованиеОперация 015, фрезерование.Глубина резания Подача на черновое фрезерование [4]Фреза твердосплавная Т15К6 ø160, Скорость резания где:- диаметр фрезы (160мм)- стойкость фрезы (240мин)- припуск (1,3мм)- подача (0,2мм/зуб)- ширина фрезеруемой поверхности (36 мм)- число зубьев фрезы (14 шт.)Из нормативов выбираем коэффициенты [4]:По рассчитанной скорости резания определяем число оборотов шпинделя:Расчетное значение n корректируем по паспорту станка. Принимаем 2.7 Расчет и назначение норм времениРасчет штучного времениНа одну операцию штучное время рассчитываем поэлементно по формуле:где:- основное время- вспомогательное время- время перехода- число деталей в партииНа остальные операции время рассчитываем по приближенной формуле:Сверлильная операция Фрезерная операция Расточная операция Расчет норм времени сводим в таблицу 4.Для фрезерной операции Для сверлильной операции Основное время в операции 015 состоит из двух составляющих: фрезерование + сверлениеВспомогательное время выбираем из нормативов [1]:Операция 015:Установка и снятие – 0,15 минУправление станком – 0,1 минВремя на измерение – 0,16 минОперация 020:Установка и снятие – 0,15 минУправление станком – 0,1 минВремя на измерение – 0,32 минВремя на обслуживание 2.8 Расчет числа станков на операцииРасчетное количество станков определяется по формуле:, штгде:-штучно-калькуляционное время операций, выполняемых на станке данной модели, мин;n- такт выпуска, мин;Ср=Такт выпуска:п=, минn=Коэффициент загрузки определяем по формуле:,%где Сп – принятое количество станков данной модели, шт.Kз=Результаты расчетов сводятся в таблицу.Таблица №100%0150,9750,150,10,161,3850,090,091,565204151,6130,195119,50200,1330,150,10,320,7030,050,050,803204150,8510,103110,30250,2860,5260,0616,360300,551,0120,12112,20,240,780,099,420,361,170,1414,10,0330,1080,0131,3050,0730,2380,0292,870,0070,0220,0030,260,40,70,0858,460,0480,0840,011,0150350,1330,2450,0312,960400,61,950,23123,56При данной загрузке оборудования будет простаивать длительное время. Уточнение типа производстваПосле расчета норм времени уточняем тип производства по коэффициенту серийности:если _____________________, то данное производство является _____________________________Литература:Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Мн.: Высшая школа, 1983.Солнышкин Н.П. и др. Технологические процессы в машиностроении. – СПбГТУ. 1998г.Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технологического нормирования работ на металлорежущих станках. – М. Машиностроение, 1974.Справочник технолога машиностроителя / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1974 – Т1, 2.Общемашиностроительные нормативы времени. – М. Машиностроение, 1980.Расчет прупусков и межпереходных размеров в машиностроении: учеб.пособ. для машиностроительных спец. вузов / Я. М. Радкевич, В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе, М.С. Островский; под ред. В.А. В.А. Тимирязева. – М.: Высш.шк., 2004.-272 с.: ил.ПриложенияКачество поверхности и погрешность формы основных видов заготовокВид заготовки (метод получения)Высота неровностей, Rz, мкмДефектный слой, Т, мкмУдельная погрешность формы, мкм/ммПрокат горячекатанный: обычной точности (D=25...250) повышенной точности (D=25...250)   125...32080...250  150...400100...300  0.5...2.50.2...1.0Литье: в земляные формы (машинной формовки) чугунные отливки (5...500 кг) стальные отливки (1...300 кг) в кокиль, центробежное литье (1...250 кг) в оболочковые формы (0.5...150 кг) по выплавляемым моделям (0.2...80 кг)   Rz + T   600...1000500...800   1...50.8...40.5...30.4...20.3...1200 40...5030...40200...800 160...260100...170Ковка на молотах (1...1000 кг) в подкладных штампах (1...300 кг)Rz + T 1000...3000750...1500  1.0...5.00.6...3.0Штамповка в закрытых штампах (0.5...2000 кг)80...400150....4000.3...1.5Качество поверхности после механической обработкиВид поверхности и метод обработкиВысота неровностей, Rz, мкмДефектный слой, T, мкмНаружные поверхности вращенияобтачивание черновоечистовое (однократное)тонкое шлифованиечерновоечистовое (однократное)тонкое    60...10020...3061063   60...10030320122...6Обработка торцовых поверхностей тел вращения подрезаниечерновоечистовое шлифование (однократное)   50305...10  50305Обработка отверстий сверление (D=3...50) зенкерование (D=18...80)черновоеполучистовоечистовое растачиваниечерновоечистовоетонкое (алмазное) развертывание (D=6...80)предварительноеокончательное шлифование (D=15...250)предварительноеокончательное протягивание (D=20...80) калибрование шариком, прошивкой (D=6...80)   20...505030301055...151...540.6  40...7040...504030201010...201...56-Обработка плоскостей фрезерование, строгание:однократноечерновоеполучистовоечистовоетонкое шлифованиеоднократноечерновоечистовоетонкое   3010050251010205...102...5  301005025520305...