Технология изготовления детали «Фланец» — курсовой проект

СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………..…
5
1 Общий раздел……..…………………...……………………………..…
7
1.1 Описание конструкции и служебное назначение детали…...…………... 7
1.2 Материал детали и его свойства …………………………………………. 8
1.3 Анализ технологичности детали………………….………………………
8
2 Технологический раздел…………….………………..……………………
11
2.1 Определение типа производства………………………………………….
11
2.2 Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления………………… 11
2.3 Выбор и обоснование технологических баз……………...……………… 14
2.4 Маршрутное описание технологического процесса…………..………...
16
2.5 Определение промежуточных припусков, допусков и размеров………
16
2.6 Выбор технологического оборудования…………………………………. 17
2.7 Выбор и описание станочных приспособлений…………………………. 20
2.8 Выбор и описание режущего инструмента …………………………...…
22
2.9 Выбор измерительного инструмента …………………………….……… 22
2.10 Расчет режимов резания аналитическим и статическим способом.…
23
2.11Техническое нормирование операций………………………………….
26
Заключение…………………………………………………………………
29
Список использованных источников……..................................................
30
Приложение: Комплект технологической документации (КТД)………..
31
Изм Лист
№ докум.
.Разраб.
Ибрагимов
Проверил
Приходько
Н. Контр.
Утв.
Подп.
Дата
ТМ.ДР.БУ.080109.ПЗ
150000.000 ПЗ
Технология изготовления
детали «Фланец»
Лит.
Лист
Листов
4
32
ИТ(ф) ДГТУ Волгодонск
Кафедра «ТСиИТ»
5
ВВЕДЕНИЕ
Основным из условий успешного технического прогресса является
постоянное обновление и совершенствование выпускаемой продукции, а одним
из главных требований – освоение новой продукции при минимальных затратах
и потерь. Кроме того должны быть решены вопросы комплексной амортизации
производства и экономии трудовых ресурсов.
Для машиностроения на современном этапе характерны особенности:
1. Постоянное усложнение выпускной продукции
2. Увеличение номенклатуры изделия
3. Частая смена объемов производства
4. Сокращение сроков освоения продукции
5. Снижение трудоемкости
Переход на изготовление новой продукции труднее всего осуществлять на
современном предприятии, оснащенном специальным оборудованием, которое
практически не поддается переналадке. Строительство материально технической
базы и необходимость непрерывного повышения производительности труда на
основе современных средств производства ставит перед машиностроением
весьма ответственные задачи. К их числу относятся повышение качества машин,
снижение их материалоемкости, трудоемкости и себестоимости изготовления,
нормализация и унификация их элементов, внедрение поточных методов
производства, его механизации и автоматизации, а также сокращение
подготовки
производства
обеспечивается
новых
объектов.
Решение
указанных
задач
улучшением конструкции машин, совершенствование
технологии их изготовления, применением прогрессивных средств и методов
производства
Таким образом, перед промышленностью стоит задача: крупносерийное и
массовое производство необходимо наделить гибкостью, сохранив при этом все
преимущества автоматического производства.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
5
Лист
5
6
В настоящее время широко осуществляется объединение единичного
автоматического оборудования в групповые, управляемые ЭВМ станки. При
этом доля участия человека сокращается более чем в 3 раза.
Темпы развития на основе современных средств производства ставят перед
машиностроением весьма ответственные задачи. К их числу относятся
повышение уровня оснащенности, снижение трудоемкости и себестоимости
изготовления различной номенклатуры изделий, нормализация и унификация их
элементов, внедрение поточных методов производства, его механизации и
автоматизации, а также сокращение подготовки производства новых объектов.
Актуальность темы Разработка технологического процесса механической
обработки детали «Кольцо» является разработка технологического процесса, с
использованием
современного
оборудования,
оснастки,
инструмента,
экономичной заготовки с наименьшими затратами и сроками выполнения, на
основе технологических анализов и технико-экономических расчетов, что дает
возможность предложить наиболее оптимальный вариант.
Целью курсового проекта является разработка технологического процесса
механической
обработки
детали
«Кольцо»
с
применением
прогрессивных, малоотходных, менее энергоемкой технологии с применением
высокоэффективного оборудования и средств технологического оснащения для
обеспечения высокого качества изделия.
Для успешной реализации поставленной цели требуется выполнить
комплекс взаимосвязанных задач:
1. Провести анализ конструкции детали.
2. Обоснованно выбрать оптимальный вариант заготовки для изготовления
шибера, а также технологию ее получения.
3. Разработать маршрутный технологический процесс, охватывающий все
этапы производства шибера от начальной стадии до готовности изделия.
4. Определить и обосновать выбор технологического оборудования,
режущего инструмента и норм времени.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
6
Лист
6
7
1
ОБЩИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Описание конструкции и служебное назначение детали
Деталь «Кольцо ПА808.02.00.001» благодаря своей форме (имеющимися
пазами) зацепляет ролики конвейерных цепей и тем самым приводят цепь в
действие.
Конструктивными особенностями пазов предусмотрен прямой контакт с
приводной цепью. Сам тип привода может быть различным, но преобладают
варианты передачи вращения от ручного или электрического двигателя.
Учитывая функции, которые выполняют колеса для приводных цепей, и
широкую сферу их применения, к качеству и возможностям таких изделий
предъявляются определенные требования. В частности, при выборе этих
элементов ориентируются на их следующие характеристики:
-
точность геометрии конструкции;
-
соответствие размера;
-
качество и эксплуатационные характеристики материала.
Краткое описание детали «Кольцо»: наибольшая высота 30 мм;
наибольший диаметр 325 мм; наивысшая точность 14 квалитет; наименьшая
шероховатость поверхности Rа = 6,3 мкм.
1.2 Материал детали и его свойства
Кольцо изготовлена из конструкционной легированной стали 08Х18Н10Т.
Сталь 08Х18Н10Т, из которой изготовлена деталь «Кольцо» по ГОСТ 5632[1],
относится к коррозионностойким сталям аустенитного класса. Одно из основных
отличий этих сталей от углеродистых — высокая коррозионная стойкость,
обусловленная значительным содержанием хрома (более 17%). Легирование
никелем определяет сталь в аустенитный класс, что позволяет сочетать большую
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
7
Лист
7
8
технологичность
нержавеющей
стали
с
отличным
комплексом
эксплуатационных характеристик. Из-за высокого содержания никеля плохо
противостоит действию сернистых газов из-за образования легкосплавных
соединений сернистого никеля. В остальном позволяет получать надёжные и
долговечные изделия, устойчивые к воздействию агрессивных сред и коррозии.
Оптимальной термической обработкой для этих сталей является закалка с 1050
С-1080 С в H2O, после закалки механические свойства характеризуются
максимальной
вязкостью
и
пластичностью,
невысокими
прочностью
и
твёрдостью. Аустенитные стали используют как жаропрочные при температурах
до 600 С. Из материала этой марки изготавливают различные детали и элементы,
работающие в условиях повышенной влажности, агрессивных сред и высоких
температур, например, теплообменники, трубопроводы, насосы, клапаны,
инструменты и многое другое.
08Х18Н10Т используется
для
изготовления
сварных
агрегатов
и
устройств, эксплуатация которых проходит в условиях высокой агрессивности;
теплообменников и муфелей; трубопроводной продукции, узлов печной
арматуры, электродов искровых зажигательных свечей.
Расшифровка: «082» указывает на содержание углерода до 0,08 %, «Х18»
– показатель введения в сплав хрома в количестве 18 %, «Н10» – определяет
содержание никеля до 10%, буква «Т» в конце маркировки – содержание титана
в количестве до 1,0%. Расшифровка 08Х18Н10Т полностью раскрывает
основные показатели стали.
Химический состав применяемых материалов приведен в таблице 1,
механические свойства в таблице 2.
Таблица 1– Химический состав стали 08Х18Н10Т [2]
Марка
Содержание элементов ,%
С
Si
Cu
As
Mn
12Х18Н10Т 0,12
0,8
до 0,4 до 0,08
2,0
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
Ni
9-11
P
до
0,035
Cr
N
S
17-19 до 0,008 до
0,02
КР.060500.БУ
8
Лист
ТМ. 150000.000ПЗ
8
9
1.3
200
21
–
Удельная
вязкость, Дж/м2
Относительное
сужение, %
450-490
Относительное
удлинение, %
12Х18Н10Т 7350-70
Предел
текучести,
МН/м2
Временное
сопротивление
разрыву,
МН/м2
ГОСТ
Марка
Таблица 2– Механические свойства стали 08Х18Н10Т [2]
245
Анализ технологичности детали
Анализ технологичности конструкции детали. Отрабатываем конструкцию
«Кольцо» на технологичность согласно ГОСТ 14.204 [3]:
1) Конструкция кольца
состоит из стандартных и унифицированных
элементов: шпоночного паза, наружных цилиндрических поверхностей.
2) Размеры и поверхность кольца
имеет
оптимальную точность и
шероховатость, что экономически и конструктивно обосновано.
3) Конструкция
кольца
позволяет
использовать
метод
получения
заготовок из круглого проката.
4) Конструкция обеспечивает применение типовых и стандартных
технологических процессов (ТП).
5) Поверхности кольца можно обрабатывать проходными резцами.
6) На Кольцо имеется внутреннее отверстие, резьбовое отверстие,
отверстие под болты и под уплотнение.
Анализ технологичности детали включает в себя тщательное изучение
рабочего чертежа. При этом обращают внимание на точность размеров
поверхностей детали и точность их взаимного положения, требуемую
шероховатость поверхностей, наличие фасок, резьбы, шлицов, шпоночных
пазов, фасонных поверхностей и др.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
9
Лист
9
10
Требования к точности и шероховатости основных поверхностей детали
«Кольцо» удовлетворяют условиям эксплуатации и имеют вполне обоснованные
величины. Получение этих параметров не вызывает больших затруднений.
Свойства
и
химический
состав
материала
стали
не
требуют
дополнительного подбора инструмента и режимов резания.
Рабочий чертеж детали «Кольцо» содержит все необходимые сведения,
дающие полное представление о детали, однозначно объясняющие ее
конфигурацию и возможные способы получения заготовки:
-
на чертежах указаны все размеры с необходимыми отклонениями;
-
требуемые допускаемые отклонения от правильных геометрических
форм, а также взаимного расположения поверхностей;
-
чертеж содержит все необходимые сведения о массе детали.
Конструкция детали «Кольцо» достаточно технологична. С точки зрения
механической
обработки
высокопроизводительных
режимов
детали
допускают
резания,
имеет
применение
хорошие
базовые
поверхности.
Трудностью при обработке данной детали является ее габариты и толщина
детали.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
10
Лист
10
11
2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ
2.1 Определение типа производства
Тип производства - это классификационная категория производства,
выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности и объема
выпуска изделий.
По
таблице
3,
приближенно
можно
сказать
что
количество
обрабатываемых деталей одного наименования в год массой до 30 кг составит N
=500 шт, что соответствует мелкосерийному типу производства.
Таблица 3 – Ориентировочная зависимость типа производства от объема
выпуска при значительной массе детали
Количество обрабатываемых деталей
одного наименования в год
Тяжелые
Средние
Легкие
(масса выше 500 кг) (масса от 30 до 500 кг)
(масса до 30 кг)
до 5
до 10
до 100
5…100
10…300
100…500
100…300
200…500
500…5000
300…1000
500…5000
5000…50000
свыше 1000
свыше 5000
свыше 50000
Тип
производства
Единичное
Мелкосерийное
Среднесерийное
Крупносерийное
Массовое
2.2 Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления
Расчет заготовки из листового проката для детали «Кольцо» ГОСТ 19903
[4].
Главным критерием целесообразности применения того или иного способа
изготовления
заготовок
является
себестоимость
продукции.
Основными
определяющими себестоимость факторами являются: расход металла и его
стоимость, стоимость изготовления инструмента, заготовки и механической
обработки, имеющееся оборудование и объем производства. В отдельных
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
11
Лист
11
12
случаях определяющим критерием целесообразности применения способа
является получение требуемой структуры и механических свойств.
Исходя из размеров и формы детали «Кольцо», а также марку материала, в
качестве заготовки можно применить листовой покат. Применение других видов
заготовок для данной детали будет нецелесообразным.
Заготовка из листового проката, технические условия по. Заготовка
вырезается на операции автоматической термической резки (проектный
вариант)в размеры Ø335хØ 205 мм толщиной 35мм.
При выборе заготовок в соответствии с конструкторской документацией
предприятия и базовой технологией для простейших форм деталей является
наиболее целесообразной использование горячекатанного листового проката.
Рисунок 1- Заготовка из круглого проката
Определим массу заготовки из круглого проката Мзаг, кг по формуле 6:
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
12
Лист
12
13
Мзаг = 0,00612 · (Dзаг2 –dзаг2) Lзаг,
(1)
где Dзаг – диаметр заготовки прокат, см;
Lзаг – длина заготовки, см;
0,00612 – коэффициент для стали;
Мзаг = 0,00612 · (33,52-20,52)16,5 = 55,7кг.
Рассчитаем коэффициент использования материала штамповки Ки.м. по
формуле 7:
Ки.м = Мд / Мз
(2)
где Мд – масса детали, кг;
Мз – масса заготовки, кг;
Ки.м =27,8/55,7= 0,49.
Стоимость заготовки полученной из проката Сзаг, руб. определяется по
формуле:
Сзаг =
где
𝑀заг ×С𝑖
1000
− (𝑀заг − 𝑀дет ) ×
𝐶отх
1000
;
(3)
Мзаг – масса заготовки, кг;
Сi– Цена 1m материала заготовки, руб;
Мдет – масса готовой детали, кг;
Сотх- цена отходов, руб.
Сзаг =
2.3
55,7×107500
1000
− (55,7 − 27,8) ×
27500
1000
= 5220,7руб
Выбор и обоснование технологических баз
Для всех видов операций второго варианта технологического процесса
выберем базирующие поверхности (базы). При выборе баз используем принцип
совмещения и постоянства баз.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
13
Лист
13
14
Таблица 4 – Обоснование баз
Наименование
операции
1
010 Токарновинторезная
База
2
Наружная
поверхность 3,
торцы 1,5
наружная
015Вертикально- поверхность 1и
торец2
сверлильная
внутренняя
020Горизонталь поверхность 3
но-фрезернорасточная
Обоснование выбора базы
3
Принятая база обеспечивает устойчивое закрепление
детали в процессе обработки торцов и центровых
отверстий, точность обработки. На данной операции
выполняется обработка базовых поверхностей (центровочных отверстий)
Принятая база обеспечивает устойчивое закрепление
детали в процессе обработки торцов и центровых
отверстий, точность обработки.
Принятая база обеспечивает устойчивое закрепление
детали в процессе обработки торцов и центровых
отверстий, точность обработки.
Рисунок 2 – Базирующие поверхности
Базы обеспечивают
отсутствие недопустимых деформаций детали,
простоту конструкции станочного приспособления с удобной установкой детали,
что значительно уменьшает трудоемкость изготовления детали. Базирование
заготовки
по
опорным
установочным
базам,
позволяет
осуществить
автоматизацию обработки в пределах заданной точности, которая обеспечивает
заранее установленный на требуемый размер режущим инструментом или
использованием упоров и копиров [5].
2.4 Маршрутное описание технологического процесса
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
14
Лист
14
15
При проектировании технологии изготовления изделий необходимо
стремиться к наиболее рациональному построению маршрута обработки для
достижения требуемой точности, а так же правильному выбору технологических
баз. кач
ествоВначале вы
аяпроцесса обработки за технологическую сваркбазу принимают
и
ж
ер
д
необработанные поверхности заготовок.
етрСоставление маршрута обработки производим исходя из принятого типа
ам
и
азовпроизводства, формы и
п
размеров деталей и ы
й
ы
тльн
и
ер
резкуизделия,
в
учитывая требования
етконструкторской алм
сч
документации.
х
ы
зн
Оформим технологический процесс механической обработки в виде
таблицы 5.
Таблица 5 – Маршрутный технологический процесс
№ п/п
Код операции
Наименование операции
005
0300
Контрольная
010
4114
Горизонтально-фрезерно-расточная
015
4114
Вертикально-сверлильная
020
4112
Горизонтально-фрезерно-расточная
Операционный технологический процесс обработки кольца разрабатываем
на основе маршрутной карты.
Операционный технологический процесс обработки кольца разрабатываем
на основе маршрутной карты.
Операция 005.Термическая устан
резка (равн
ови
ВД–36 «ОМНИМАТ»).
ы
Переход №1. д
скВырезать заготовку детали в н
у
п
о
й
утреи
в
размеры:
335±2 х Ø305±2.
Операция 010. Токарно-винторезная (Станок WNC 300Sx1120AT).
Установ А.
Установить заготовку, выставить, закрепить.
Переход 1. Расточить отверстие Ø215+1 напроход.
Переход 2. Расточить отверстие Ø220+1, выдерживая размер 7± 0,15.
Переход 3. Расточить фаску 3х45°.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
15
Лист
15
16
Переход №4: Расточить фаску 3х25˚
Переход №5: Фрезеровать 8 буртов, выдержав размеры согласно чертежа
Установ Б.
Переустановить заготовку, выставить, закрепить.
Переход №6: Точить поверхность Ø325мм на проход предварительно.
Переход №7: Точить поверхность Ø318 мм на длину 7мм.
Переход №8: Точить фаску 4х25˚.
Переход №9: Точить фаску 3х45˚.
Операция 015. Вертикально-сверлильная (2Н123)
Установ А.
Переход №1: Центровать, сверлить отв. 22 мм на проход
Переход
№2:
Фрезеровать
20
пазов,
выдерживая
размеры
согласно чертежа.
Переход №3: Центровать, сверлить отв. Ø13 мм на проход
Установ Б.
Установить деталь, выставить, закрепить.
Переход №1. Фрезеровать 20 пазов, выдерживая размеры согласно эскизу с
поворотом детали.
В данной работе предлагается использовать для обработки поверхностей
детали «Кольцо» такие модели станков как горизонтально–расточной станок
2А622Ф4-1 для обработки отверстий, фрезерование пазов осуществляем на
смесительных горизонтально-расточном станке 2А622Ф4–1 с
закреплением
стандартными прижимами со ступенчатыми подставками, и вертикальносверлильный станок 2Н123.
Выбор технологической оснастки, режущего инструмента для детали
«Кольцо».
Операция 010. Горизонтально-фрезерно-расточной (2А622Ф4):
-
резец токарный с пластинами из твердого сплава 20х20, Т15К6 по
ГОСТ 18884 [6];
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
16
Лист
16
17
-
резец токарный проходной упорный с пластинами из твердого сплава
20х20, Т15К6 по ГОСТ 18879 [7];
-
сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком, Р6М5.
-
фреза концевая по ГОСТ 17026 [8].
2.5
Определение промежуточных припусков, допусков и размеров
Припуски и предельные размеры по технологическим переходам.
рассчитываем аналитическим способом на обработку наружной поверхности
Ø220 мм по методике, изложенной в [9].
Припуски
аналитическим
на
механическую
методом,
Обработка
обработку
определяем
выполняется
на
расчетно-
предварительно
настроенном станке.
Требуемая точность (14 квалитет) и шероховатость (Ra = 12,5 мкм)
достигается однократным черновым обтачиванием.
Перед черновым обтачиванием заготовка подрезается по торцам с
выполнением центровых отверстий. При черновом обтачивании заготовка
устанавливается в самоцентрирующем патроне с поджатием задним центром.
Определение припуска на обработку начинаем с расчета минимального
значения диаметрального припуска 2Zimin, определяем по формуле 17:
2Zi min = 2×[Rzi–1 + Ti–1 + (ρ2i–1+ ε2i)0,5] ,
(4)
где индекс i – означает действующий переход обработки поверхности,
индекс i – 1 – предыдущий переход обработки; в нашем случае это,
соответственно, черновое обтачивание и горячекатанный прокат;
Rzi–1 – высота неровностей, мкм, поверхности заготовки;
Ti–1 – глубина дефектного поверхностного слоя заготовки, мкм;
ρi–1 – суммарное отклонение расположения обрабатываемой поверхности
заготовки, мкм;
εi – погрешность, мкм, установки заготовки при обработке поверхности.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
17
Лист
17
18
Показатели качества поверхности сортового проката обычной точности:
Rzi–1 = 150 мкм; Ti–1 = 250 мкм [9].
Суммарное
отклонение
расположения
обрабатываемой
заготовки
определяется зависимостью:
ρi–1 = (ρк2 + ρц2)0,5 ,
где
ρк = Δк × l = 0,12 × 80 = 9,6 мкм;
ρц = 0,25× (Тd заг2 + 1)0,5 = 0,25× (1,12 + 1) = 0,37 мм = 370 мкм.
ρi–1 = (9,62 + 3702)0,5 = 375 мкм.
где ρк – величина коробления заготовки по месту наиболее удаленного
сечения обрабатываемой поверхности:
Δк – удельная кривизна сортового проката после правки на прессах [9];
ρц – погрешность зацентровки в самоцентрирующем зажимном устройстве
на токарном станке.
L – l2 = 80 – 40 = 40 мм.
Погрешность установки при обработке поверхности определяем по
формуле 18:
εi = (εб2 +εз2 +εпр2)0,5
(5)
где εб – погрешность базирования, которая в случае установки заготовки в
самоцентрирующем патроне равна нулю, т. е. εб = 0;
εз – погрешность закрепления;
εпр – погрешность положения заготовки в приспособлении, вызванная
неточностью
изготовления
приспособления,
износом
его
установочных
элементов и неточностью установки самого приспособления на станке; при
укрупненных расчетах ее учитывают, как входящую в погрешность закрепления.
Таким образом, εi = εз = 370 мкм [9].
Расчетный минимальный припуск на черновое обтачивание поверхности
Ø170Н8составит:
2Zimin = 2×[150 + 250 + (3752 + 3702)0,5] = 2×17 мкм.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
18
Лист
18
19
Дальнейший расчет припусков и предельных размеров выполняем с
использованием таблицы 6.
Таблица 6 – Расчет припусков и предельных размеров на обработку поверхности
Заготовка
Rz
Т
ρ
ε
150
250
375
370
Черновое точение
Припуск
2Zmin,
мкм
Допуск
Тd, мкм
Элементы припуска,
мкм
Технологические
переходы
Расчетный
размер
dр, мм
Ø220
216
1100
218,9
217,8
218,1
620
220
221
2·927
Предельльные
размеры, мм
dmin
dmax
За расчетный размер диаметра для чернового обтачивания принимается его
минимальный размер, определяемый полем допуска Ø228мм.
Расчетный размер диаметра заготовки определяется суммированием
расчетного
размера
на
переходе
чернового
обтачивания
и
величины
заготовки
получаем
минимального припуска.
Предельный
минимальный
размер
диаметра
округлением в большую сторону до знака после запятой, с которым задан допуск
на заготовку, т.е. до десятых.
Исходя из полученных предельных значений размеров диаметра заготовки,
подбираем ближайшее в сторону увеличения сечение проката. В нашем случае
это
прокат
Ø228
его
допускаемые
предельные
размеры
полностью
соответствуют расчетным значениям.
2.6 Выбор технологического оборудования
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
19
Лист
19
20
Выбор
средств
технологического
оборудования
производим
в
зависимости от следующих параметров оборудования:
- зн
размеры о
еи
ач
рабочей зоны стр
вем
аты
р
б
ядолжны соответствовать габаритам изделия;
у
- технологические и технические возможности должны и
тогобеспечить
требуемые точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, а так же
выбор оптимальных режимов резания;
- лазером
производительность должна коррелировать с годовой программой.
Выбор средств технологического оборудования производим в зависимости
от следующих параметров оборудования:
- зн
размеры о
еи
ач
рабочей зоны стр
вем
аты
р
б
ядолжны соответствовать габаритам изделия;
у
- технологические и технические возможности должны и
тогобеспечить
требуемые точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, а так же
выбор оптимальных режимов резания;
- лазером
производительность должна коррелировать с годовой программой.
Обрабатываемые
поверхности
детали
кольца
представляют
собой
поверхности вращения средних диаметров, поэтому предварительные токарные
операции производим на на горизонтально-расточном станке ЧПУ 2А622Ф4
проводим все чистовые операции по обработке наружных и внутренних
поверхностей.
Горизонтальный расточной станок с ЧПУ 2А622Ф4 предназначен для
выполнения разнообразных расточных, фрезерных и сверлильных работ,
включая контурное фрезерование и нарезание резьб метчиками.
Горизонтально-расточной
станок 2А622Ф4 выполнен
в
компоновке
с неподвижной стойкой, несущей вертикально-подвижную шпиндельную бабку
с выдвижным шпинделем и встроенным поворотным столом, имеющим
продольное
и
поперечное
(относительно
оси
шпинделя)
перемещение.
Раздельные приводы подач позволяют осуществлять одновременную обработку
по трем координатам и выбрать наиболее оптимальный режим резания, а также
изменять величину подачи узлов в процессе резания.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
20
Лист
20
21
Подвижные узлы перемещаются с помощью шарико-винтовых передач
качения с предварительным натягом.
Смазка
направляющих подвижных
узлов
и
главного
привода
автоматизирована.
Встроить станок 2А622Ф4 в автоматическую линию нельзя. Степень
автоматизации — Ф4 (управление в контурном режиме).
Управление станком 2А622Ф4 осуществляется устройством числового
программного управления (УЧПУ). Программируемые перемещения по четырем
осям - X, Y, Z ,W. Ось В работает в режиме позиционирования.
Отсутствуют загрузочное устройство и устройство для транспортирования
стружки.
Система СОЖ состоит из насосной станций емкостью 200 л, устройства
полива инструмента и детали и системы сбора СОЖ.
Станок 2А622Ф4 имеет
удобную
вспомогательную
систему
ручного
управления с пульта.
Зона обработки освещается светильником с люминисцентными лампами,
встроенным в шпиндельную бабку.
Вредные выделения отсутствуют.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
21
Лист
21
22
Рисунок 1 - Горизонтальный расточной станок с ЧПУ 2А622Ф4
Станок горизонтальный расточно-фрезерный 2А622Ф4-1 предназначен для
фрезерования
плоскостей,
пазов,
уступов;
сверление,
рассверливание,
центрование и зенкерование товара отверстий; растачивание и развертывание
отверстий; нарезание резьбы метчиками; обточка поверхностей, обработка
кольцевых канавок и подрезка торцев.
Таблица 7 – Техническая характеристика станка 2А622Ф4-1 [10]
Габариты 2А622Ф4-1, мм:
3980x6335x3980
Начало серийного производства:
1971
Мощность двигателя главного движения, кВт:
20
Масса товара станка с выносным оборудованием, кг:
20500
Класс точности:
Н
Модель ЧПУ:
2С42-65
Минимальная частота вращения шпинделя, об/мин:
4
Максимальная частота вращения шпинделя, об/мин:
1250
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
22
Лист
22
23
2.7 Выбор и описание станочных приспособлений
Выбор средств технологического оснащения (оснастки) производим:
Операция 010: Токарно- винторезная Станок WNC 300Sx1120AT
Токарный самоцентрирующийся трехкулачковый патрон ГОСТ 2675[11];
Операция 015: Вертикально-сверлильная 2Н132
Тиски станочные самоцентрирующие с призматическими губками для
круглых профилей ГОСТ 21168[12];
Операция 020: Горизонталь-фрезерно-расточная 2А644Ф4
Станочный угольник с крепежными элементами;
2.8 Выбор и описание режущего инструмента
- резец токарный проходной отогнутый с пластинкой из твёрдого сплава
ВК6 [6],
- резец подрезной отогнутый ГОСТ18880[13],
- сверло 2300-6992 ГОСТ 886[14],
- сверло 2300-6193ГОСТ 10902[15],
-фреза концевые с механическим креплением сменных многогранных
пластин ГОСТ26595 [16].
2.9 Выбор измерительного инструмента
- штангенциркуль ШЦ-1-125-0,05 ГОСТ 166[17];
- отверси
угломер тип 2-2 ГОСТ 5378
й
crsn
[18];
- образцы шероховатости служ
атГОСТ результа9378 [19];
2.10 Расчет режимов резания аналитическим и статическим
способом
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
23
Лист
23
24
Расчёт режимов резания производим для одной поверхности – точение
наружной Ø 215мм.
Материал детали: сталь 08Х18Н10Т 𝜎в = 750 мПА.
Черновое точение:
- глубина резания t = 3,5мм;
- подача S = 0,6 мм/об.
Скорость резания определяем по формуле 6:
C
V = Tm ∙tvx ∙Sy ∙ K v .
(6)
Подбираем значения коэффициентов Cv и показатели степеней х, у, m:
Сv=350, х=0,15, у= 0,35, m= 0,2, Т = 60 [18].
Коэффициент К v является произведением коэффициентов, учитывающих
влияние материала заготовки определяем по формуле 7:
K v = K Mv · K Пv · K Иv ,
где
(7)
КПV=0,8– коэффициент, отражающий состояние поверхности заготовки.
КNV=0,8– коэффициент, учитывающий качество материала инструмента.
Коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала:
КNV=1,3
Тогда КV= 1,3 ·0,8 ·0,4 = 0,8
Определяем скорость:
V=
350
м
·
0,8
=
98,6
.
900,2 × 3, 500,15 × 0,60,4
мин
Число оборотов шпинделя определяем по формуле 5:
n=
n=
1000×98,6
3,14×215
1000·V
,
π·D
(8)
= 146,1 мин−1 .
Принимаем число оборотов согласно паспорту станка n=150 об/мин.
Тогда фактическое значение скорости по формуле 6:
V=
π·𝐷·𝑛
1000
,
(9)
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
24
Лист
24
25
V=
3,14×215×150
1000
= 101,2 м/мин.
Определяем силу резания по формуле 7:
Pz = 10 · Cp · t x · S y · V n · K мp .
(10)
где К p - коэффициент, который является произведением коэффициентов,
учитывающих фактические условия резания:
По таблице [20] выбираем C p и показатели х, у, m Ср = 36, Х=1,0, y = 0,5,
n=0.
Сила тем
резания;
ю
н
ау
р
п
Pz = 10 · 339 · 3,01 · 1,20,75 · 1100 · 1,09 = 9,322 kН.
Мощность резания:
N=
N=
9322×1188
1020×60
Pz ·V
1020·60
,
(11)
= 4,7 кВт.
Мощность привода станка:
Nпр = NЭ · ɳ
(12)
где Nэ - мощность
η - КПД станка.
Nэ =25 кВатт,
η -0,8
Nпр = 25 · 0,8 = 20
N  N пр ; 4,7<20, что удовлетворяет условиям работы.
Чистовое точение:
- Токарно-винторезная СТХ 510ecoline;
- глубина резания t = 0,7 мм;
- подача S = 0,24 мм/об.
Скорость резания находим по формуле (19):
Выбираем значения [15] коэффициентов C v и показатели степеней х, у, m.
Сv=420, х=0,15, у= 0,45, m= 0,2, Т = 60;
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
25
Лист
25
V=
420
900,2 ∙0,70,15∙0,24 0,2
· 0,8 = 195
26
м
мин
.
Число оборотов шпинделя определяется по формуле:
n=
1000×195
3,14×228
= 245,3 мин−1 .
Принимаем число оборотов согласно паспорту станка: n=250 об/мин.
Определяем фактическое значение скорости:
V=
3,14·215·250
1000
= 167
Находим C p и показатели х, у, m: Ср = 339, Х=1,0, y = 0,5, n=0.
Коэффициенты, учитывающий влияние материала детали, коэффициенты,
учитывающие геометрические параметры инструмента: Кφр =1; Кзр=1,25;
Кλр=1; Кrp =0,87
Kp= 1·1·1,25·0,87= 1,08
Pz = 10 ∙ 339 ∙ 11 ∙ 0,20,75 ∙ 2000 ∙ 1,0875 = 9,56 КН.
Определяем мощность резания:
N=
9322×1188
1020×60
= 4,7 кВт.
Мощность привода станка:
Nпр = 25 · 0,8 = 20
N  N пр ; 4,7<20, что удовлетворяет условиям работы.
Для сравнительного анализа производительности обработки поверхности
Ø40Н14 мм назначим режимы резания по методике [21] и представим
результаты расчётов в таблице 6.
Таблица 6 – Режимы резания по каталогам SANDVIKCOROMANT [21]
Параметр режима резания
Инструмент
Пластина
Стойкость материала пластины, мин
Число проходов
Глубина резания t, мм
Стадии обработки
Черновая
Чистовая
DCLПR 2020K 12
CNMG 12 04 08-XM 4325
31,5
1
1
2,5
0,7
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
26
Лист
26
27
Подача S, мм/об
Скорость резания V, м/мин
Частота вращения шпинделя nф, мин-1
Мощность резания Р, кВт
Скорость подачи Vs, мм/мин
Основное время, То
0,25
120
1450
5,48
11
1,3
0,1
125
1300
2,5
15
1,5
Анализ разультатов расчётов режимов резания, определённых по разным
справочнику [22] показывает, что наиболее производительными являются
режимы, принятые по каталогам [23].
2.11 Техническое нормирование операций
Рассмотрим расчет нормирования сверлильной операции;
Основное машинное время То= 0,22 мин
Суммарное вспомогательное время Тв , мин
Тв=tвуст+tвпер+tвизм,
где
(13)
tвуст – вспомогательное время на установку и снятие детали, мин;
tвпер – вспомогательное время, связанное с переходом, мин;
tвизм – вспомогательное время на контрольные измерения детали, мин.
tвуст = 0,15 мин – т.к. используется специальное приспособление с
пневмоприводом;
tвпер = 0,1 – т.к. используется станок с ЧПУ и время переходов минимально;
tвизм – не учитываем, т.к. время на измерение перекрывается основным
временем.
Тв= 0,15 + 0,1 =0,25
Поправочный коэффициент на вспомогательное время на операцию Кtв, в
зависимости от суммарной продолжительности обработки детали по
трудоемкости операции.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
27
Лист
27
28
Кtв= 1
Оперативное время Топ, мин
Топ=То+(Тв · Кtв)
(14)
Топ= 0,22+(0,25 ·1 )=0,47.
Штучное время Тш, мин
Т ш  Т о  Т в  К tв   1  а1  а 2  / 100,
где
(15)
а1 – время на обслуживание рабочего места, %;
а2 – время перерывов на отдых и личные надобности, %;
а1 = 6;
а2 = 6.
Т ш  0,22  0,25  1  1  6  6  / 100  1,7
Штучно-калькуляционное время Тшк, мин
Тшк=Тш+Тпз / п
где
Тпз – подготовительно-заключительное время на партию деталей, мин
Тпз= Тпз1 +Тпз2 +Тпз3+ Тпз4
где
(16)
(17)
Тпз1 = 7мин, время на получение инструмента и его сдачу;
Тпз2= 9мин, время на наладку для обработки деталей;
Тпз3=20мин , время на наладку многоинструментальной головки;
Тпз4=1мин, время на ввод программы.
Тпз=7+9+20+1=37
Тшк=1,7+37/10=1,8
Остальные рассчеты сведем в таблицы графической части курсового
проекта.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
28
Лист
28
29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В
настоящем
проекте
были
рассмотрены
вопросы
разработки
технологического процесса механической обработки детали «Кольцо опорное».
В общем разделе полностью раскрыты вопросы:
-описание конструкции и служебное назначение детали;
-материал детали и его свойства;
-анализ технологичности детали.
В технологическом отделе проведено определение типа производства,
сделан выбор исходной заготовки и методов ее изготовления, выбор и
обоснование технологических баз, маршрутное описание технологического
процесса,
были
произведены
выбор
технологического
оборудования,
технологической оснастки, режущего и измерительного инструмента. Разработан
операционный технологические процессы обработки изделия. Приведены
технологические расчёты припусков на обрабатываемые поверхности, режимов
резания и технических норм времени по операциям. Произведён сравнительный
анализ режимов резания, рассчитанных по традиционной методике.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
29
Лист
29
30
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ГОСТ 5632-2014 «Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-
1.
стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки»: [Электронный ресурс]. – Режим
доступа. http://www.техэксперт.онлайн.ru.
Марочник сталей и сплавов / В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А.
2.
Вяткин [и др.]; Под. общ. ред. В.Г. Сорокина. – Москва: Машиностроение, 1989.
– 640 с. – ISBN 5-217-000509-2.
3.
ГОСТ
14.201—83
изделий.
Общие
требования.[
Обеспечение
технологичности
Электронный
ресурс].
конструкции
Режим
доступа:
www.rosgosts.ru (дата обращения 03.04.2025 г.).
ГОСТ 19903-2015 «Прокат листовой горячекатаный. Сортамент». [
4.
Электронный ресурс]. Режим доступа: www.rosgosts.ru (дата обращения
03.04.2025 г.).
Бисерова, В. А. Метрология, стандартизация и сертификация
5.
[Электронный ресурс]: учеб. пособие/ В. А. Бисерова, Н. В. Демидова, А. С.
Якорева.– Электрон. текст. данные. – Саратов : Науч. кн., 2012.– 159 c.– Режим
доступа: http://www.iprbookshop.ru/8207.– ЭБС «IPRbooks», по паролю.
ГОСТ 18884-73 Резцы токарные отрезные с пластинами из твердого
6.
сплава. Конструкция и размеры. – [Электронный ресурс]: Режим доступа:
http://www.rosgosts.ru (дата обращения: 06.04.2025).
Резец токарные подрезные отогнутые с пластинами из твердого
7.
сплава
188749-73.
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа.
http://www.техэксперт.онлайн.ru.
8.
ГОСТ 17026-71 — государственный стандарт Союза ССР, который
назывался «Фрезы концевые с коническим хвостовиком. Конструкция и
размеры».
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа.
http://www.техэксперт.онлайн.ru.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
30
Лист
30
31
9.
Радкевич
Я.М.
Тимирязев
В.А.
Расчет
припусков
и
межоперационных размеров в машиностроении [Текст]: Учебн. пособ. для
машиностроит. спец. Вузов / [Я.М. Радкевич, В.А Тимирязев,А.Г. Схиртладзе,
М.С. Островский; под ред. В.А. Тимирязева.].- Москва, «Высшая школа», 204.272с.
10.
Металлорежущие станки и металлообработка [Электронный ресурс].
– Режим доступа: http://stanki-katalog.ru/video.htm. – 3.03.2025.
11.
ГОСТ 2675-80 Патроны самоцентрирующийся трехкулачковые.
12.
ГОСТ 21168-65 Тиски станочные винтовые самоцентрирующие с
призматическими губками для круглых профилей, конструкции и основные
размеры:
[Электронный
ресурс].
–
Режим
доступа.
http://www.техэксперт.онлайн.ru.
13.
ГОСТ 18880-73 Резцы токарные подрезный. Конструкция и размеры.
– [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://www.rosgosts.ru (дата обращения:
06.04.2025).
14.
ГОСТ
886-77
—
межгосударственный
стандарт,
который
распространяется на спиральные сверла с цилиндрическим хвостовиком
диаметром от 1,00 до 31,50 мм. . – [Электронный ресурс]: Режим доступа:
http://www.rosgosts.ru (дата обращения: 06.04.2025).
15.
ГОСТ
10902-77 — межгосударственный
стандарт,
который
устанавливает основные размеры правых и левых спиральных свёрл с
цилиндрическим хвостовиком диаметром от 0,25 до 20 мм. – [Электронный
ресурс]: Режим доступа: http://www.rosgosts.ru (дата обращения: 06.04.2025).
16.
ГОСТ26595 – 2014 Фреза концевые с механическим креплением
сменных многогранных пластин. Основные размеры. [Электронный ресурс]. –
Режим доступа. http://www.техэксперт.онлайн.ru. (дата обращения: 06.04.2025).
17.
ГОСТ 166-89. Штангенциркули. Технические условия. [Электронный
ресурс]. Режим доступа: www.техэксперт.онлайн.ru.
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
31
Лист
31
32
18.
ГОСТ 5378-88. Угломеры с нониусом. Технические условия.
[Электронный ресурс]. Режим доступа: www.техэксперт.онлайн.ru.
19.
ГОСТ 9378-93. Образцы шероховатости поверхности (сравнения).
Технические
условия.
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
www.техэксперт.онлайн.ru.
20.
Общемашиностроительные
нормативы
режимов
резания
для
технического нормирования работ на металлорежущих станках. Ч1, Ч2, Ч3. – М.:
Машиностроение, ЦБПНТ, 1974.
21.
Колесов И.М. Основы технологии машиностроения – Москва:
Высшая школа, 2011. – 256 с.
22.
Станочные приспособления: Справочник. В 2-х т. / Ред. Совет: Б. Н.
Вардашкин (пред.) и др. – Москва: Машиностроение, 1984 – Т.1 /Под ред. Б. Н.
Вардашкина, А. А. Шатилова, 2022 592 с., ил.
23. Техническое руководство по точение. Каталоги режимов резания
SANDVIKCOROMANT
–
[Электронный
ресурс]:
Режим
доступа:
https://zvezdatools.com/image/catalog/pdf/SandvikTehnicheskoerukovodstvopotochen
iyu.pdf (дата обращения: 06.04.2025).
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
32
Лист
32
33
КР.060500.БУ
Изм Лист
.
№ докум.
Подп.
Дата
ТМ. 150000.000ПЗ
33
Лист
33