Технология машиностроения -2, Курсовая

Содержание

Введение.

1. Расчетно-пояснительная записка.

1.1.              Характеристика материала заготовки.

1.1.1.       Химический состав.

1.1.2.       Физикомеханические свойства.

1.1.3.       Технологические свойства.

1.2 Характеристика заданного типа производства (Из экономики характеристика типа производства).

2. Технологическая часть.

2.1. Анализ технологичности детали.

2.1.1. Количественная оценка технологичности.

2.1.2. Качественная оценка технологичности.

2.2 Разработка маршрутно операционного тех. процесса.

2.3 Выбор и характеристика применяемого оборудования.

2.4. Проектирование заготовки.

2.4.1. Расчет максимальных операционных припусков и размеров (на 1-2 поверхности аналитическим, а другие обычным).

2.4.2. Схема расположения припусков и допусков.

2.4.3. Эскиз заготовки, и описание метода.

2.4.4. Техникоэкономическое обоснование метода получения заготовки.

2.5. Расчет режима резанья и форм времени.

2.6. Разработка управляющей программы.

2.6.1. Составление ФТК.

2.6.2. Разработка управляющей программы в ручном и автоматизированном управлении.

3. Конструкторская часть.

3.1. Описание одного режущего инструмента.

3.2. Описание одного специального измерительного инструмента и контрольного приспособления.

 

Введение

Как показывает путь развития промышленного производства последних лет, в области тех.маш. наметились следующие основные направления:

— Углубленная разработка проблемы влияния методов обработки на физико-химическое состояние металла поверхностного слоя обрабатываемых заготовок, его дислокационное строение, размеры кристаллических блоков и на эксплуатационные свойства и надежность машин;

— Разработка проблемы технологической последовательности  упрожняющей технологии;

— Разработка методов оптимизации тех.процессов по достигаемой точности, производительности и экономической эффективности при условии обеспечения высоких эксплуатационных качеств и надежности работы машины.

— Создание систем автоматизированного управления ходом тех. процесса с его оптимизацией по всем основным параметрам. Изготовление и требуемым  эксплуатационным качествам;

— Создание гибких  автоматизированных производственных систем на основе использования вычислительной техники и станков с ЧПУ;

— Совершенствование тех. процессов сборки, особенно в направлении автоматизации.

 

1. Расчетно-пояснительная записка

1.1. Характеристика материала заготовки

Плотность = 2,65 г/см³

Удельное электросопротивление = 0,0548 он · мм²/м при 20⁰С

Коэффициент теплопроводности = 0,42 (25) кал/см · сек · град

Термическое расширение = 21,1 (20-100)

Удельная теплоемкость = 0,2 кал/г · град

G_В = 18  кГ/мм²

G_0,2 = 9,0  кГ/мм²

Н_в = 50

σ = 5%

δ -1 = 4,2 кГ/мм²

а_н = 4,2 кГ/мм²

Остаточная деформация 0,2% за 100ч = 1,2 кГ/мм²

Д _{отливки} = 15 мм; G_В = 13,5  кГ/мм²

Д _{отливки} = 30 мм; G_В = 13,0  кГ/мм²

Д _{отливки} = 45 мм; G_В = 12,1  кГ/мм²

Д _{отливки} = 60 мм; G_В = 11,2  кГ/мм²

t_пл = 565⁰С

t_лит = 680-720⁰С

Линейная усадка = 0,9%

Жидкая текучесть = 420 мм

Геомет-ть средняя

Склонность к газонасыщению – высокая

Обрабатываемость резанием – пониженная

Свариваемость – хорошая

Уровень рабочих температур = 200⁰С

t_нагр = 300 ± 10⁰С

Время выд-ки = 2 – 4часа

t_{в воде} = 20 — 100⁰С

γ = 2650 кг/м³

р · 10⁶ Ом · см, 5,48 при 20⁰С

КСИ = 5,0 Дж/см²

 

1.2 Характеристика заданного типа производства

В соответствии с ГОСТ 3.11108-74тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операции за рабочим местом:

производства характеризуется коэффициентом закрепления операций:

если К_зо ≤ 1, то операция за рабочим местом;

если К_зо ≤ 1, то массовое производство.

если К_зо 1 ÷ 10,  то крупносерийное производство

 

К_зо – коэффициент закрепления операции за рабочим местом

m_д – количество наименований деталей за одним рабочим местом

Е_сп – суммарное принятое количество станков

m_од – количество операций закрепленных за одним рабочим местом при обработке одного наименования

 

 

F_пол.об – годовой полезный фонд времени работы оборудования

К_загр – оптимальный коэффициент загрузки оборудования (=0,85)

ά – коэффициент учитывающий потерю рабочего времени оборудования на ремонт или наладку от 0,05 до 0,1

N — годовая программа

F_пол.об = (Т · в – Т^/  · в^/ ) · (1 – ά) S · 60 (мин)

S = 1 смена

Т – количество рабочих дней в году  (250 дней)

в – продолжительность смены

Т^/ — количество предпраздничных смен = 7 смен

в^/  — число часов на которое сокращается предпраздничная смена = 1 час

F_пол.об = (250 · 8 – 7 · 1 ) · (1 – 0,1) · 1 · 60 = 107622 мин

 

К_зо = 2 – 1 = 1

К_зо = 1

Производство крупносерийное.

 

2. Технологическая часть.

2.1.  Анализ технологичности детали.

Для определения технологичности детали необходимо  выданный рабочий чертеж подвергнуть технологическому контролю в соответствии с ГОСТ 14.201-83, то есть предложить конструктору (в данном случае руководителю проекта) изменение или ряд изменений тех конструкторских элементов в чертеже детали, которое необоснованно увеличивает трудоемкость механической обработки деталей.

 

2.1.1. Количественный анализ оценки технологичности детали.

Количественную оценку технологичности детали по ряду коэффициентов характеризующих технологичность. Деталь считается технологичной, если все коэффициенты 10,5 – 0,65.

 

2.1.2. Качественная оценки технологичности детали.

Цель такого анализа – выявить недостатки конструкции по сведениям, содержащимся в чертежах и технических требованиях, а также возможное улучшение технологичности рассматриваемой конструкции.

 

1. Определяем коэффициент точности

 

– средний квалитет точности поверхности детали.

п₁ – количество поверхностей данного квалитета или количество размеров.

Размер по чертежу	Квалитет	Количество размеров
95 ± 0,4 74 ± 0,2 100 119 ± 0,6 4.6 + 0,48 59 ± 0,95 80 ± 0,012 68 -0,010 30 +0,021 0,5 х450 30,5 -0,2 6 ± 0,5 4 ± 0,3 3 ± 0,3 19 ± 0,2 15,5 ± 0,2 28 ± 0,3 5 ± 0,3 450 12,5 16 + 0,7 46 + 0,5 60 ± 3 83 ± 0,5 64 ± 0,3 22 ± 0/3 450 ± 3 43 -1 24 ± 0,65 2,8 ± 0,3 11,5+2 2 ± 0,3 33 ± 0,31 2 ± 0,3 2 +1	10 8 12 11 14 14 4 5 5   10 14 14 11 10 10 11 11   12 14 11   11 11 11   14 14 11 14 11 11 11 14	4 1 2 12 9 — 1 2 —   — — — — — — — —   — — —   — — —   — — — — — — — —	+ — + — + — + — + — — + + + + + + + + + + + + — — + + — + + + + + + +

 

26 – «+».

 

 

1. Определяем коэффициент шероховатости.

 

где Б_ср – средний класс шероховатости.

 

Б₁— параметр шероховатости поверхности детали

m₁ – число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости.

Шероховатость	Класс чистоты (табл.1 Прил. к ПЗ)	Количество поверхностей
Rz = 40 2,5 1,25	4 6 7	41 5 1

 

1. Определяем коэффициент унификаций

 

где Q —  количество унифицированных размеров

Q₀ – общее количество размеров

 

1. Определяем коэффициент использования материала.

 

где m_д – масса детали (кг)

m_д = рV

V – объем материала

р – плотность материала

р = 2,7 кг/см³ = 2,7 • 10^-6 кг/см³

V = ПR²

m детали = 0,31 кг.

 

2.2. Качественная оценка технологичности подшипниковый щит.

Деталь изготавливается из: АЛ2

1. Эта деталь является достаточно простой, т.к. нет плоскостей и отверстий, расположенных под углом;
2. Имеется свободный доступ к обрабатываемым поверхностям;
3. Базовыми поверхностями будут отверстия 8444 и 10 (т.е. установка будет проводится по двум отверстиям);
4. По коэффициенту использования материала более выгодно использовать заготовку – литье;
5. Возможна обработка поверхностей проходными резцами;
6. Внутреннее отверстие простой формы, его обработку производимым за два установа.

 

2.3. Выбор и характеристика применяемым оборудованиям.

Характеристика токарного станка с ЧПУ ТПК125ВН1.

Специализированный токарный станок высокой точности модели ТПК125 с унифицированной системой ЧПУВН1 предназначен для для патронной и центровой обработки по программе зафиксированной на бумажной перфоленте, высокоточных деталей, приборов и агрегатов из различных материалов. На станке можно производить обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезку торцов проточку канавок.

Программное управление станком позволяет обрабатывать детали большим количеством необходимых проходов обрабатываемых поверхностей  и сложного профиля в автоматическом режиме, что является экономически выгодным для многономенклатурного серийного производства.

 

Основные технические данные:

Класс точности………………………………………………………………………………8

Диаметр обработки над суппортом, мм

— наибольший………………………………………………………………………………200

— рекомендуемый………………………………………………………………………..125

Расстояние между центрами………………………………………………………….50

Наибольшая длина обработки

— наружная………………………………………………………………………………….200

— внутренняя (рекомендуемая)………………………………………………………135

Диапазон числа оборотов, об/мин………………………………………..100-3000

Регулировка скорости бесступенчатая;

Зажим детали:

— в пневматическом цанговом патроне;

— в центрах;

— в трехкулачковом патроне;

Привод – электродвигатель ПБСТ-32 с теристорным управлением.

Мощность, кВт…………………………………………………………1,75

Наибольшее продольное перемещение суппорта…………………..…210

Диапазон рабочих подач, мм/мин…………………………….……0 – 200

Устройство циклового программного управления:

Устройство предназначено для управления токарными станками, выполняющие прямоугольную, конусную или фасонную обработки.

Основные механические данные:

Тип системно-непрерывная

Тип интрополящии-линейная и круговая.

Способ задания размеров в программе – в абсолютных значениях и в прирощениях.

 

Вертикально-сверлильный станок 2Н135

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкования, зенкерования, развертывания.

Техническая характеристика

1. Наибольший диаметр сверления ……………………………………..35 мм
2. Размер конуса………………………………………………..…….Морзе №4
3. Наибольший ход шпинделя…………………………….………….…250 мм
4. Расстояние от оси шпинделя до направляющих колонны………….300 мм
5. Расстояние от торца шпинделя

до стола………………………………………………………………..30…750 мм

до плиты………………………………………………….…………700…1120 мм

1. Наибольшее перемещение сверл головки………………..….……….170 мм
2. Наибольший ход стола……………………………………….………..300 мм
3. Т-образных пазов в столе

центральных…………………………………………………………………..18Н9

крайних……………………………………………………………….……..18Н11

1. Расстояние между двумя Т-образными пазами………………..…….100 мм
2. Пределы частоты вращения шпинделя ……………….…..31,5-1400 об/мин
3. Пределы подач……………………………………….………….0,1-1,6 мм/об
4. Габариты……………………………………………………2525-825-1030 мм
5. Вес……………………………………………………………..………..1200 кг

 

 

2.4. Проектирование заготовки.

2.4.1. Расчет межоперационных припусков и размеров

таблица № 1  Расчетно-аналитический метод.

Посл. обр	Элементы z мкм.				Zmin мм	Расчет размер, мм	σ мм	предельные размеры, мм		пред. z, мм
	Rz (i – 1)	T (i – 1)	S (i – 1)	Eyi (i – 1)				min	max	min	max
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
95 ± 0,4
заготов						96,95	2	96,95	98,95
чернов	250	500	95	80	1,85	95,1	0,84	95,1	95,94	1,85	3,71
чистов	100	100	47,5	50	0,595	94,6	+0,4	94,6	95,4	0,595	0,54

таблица № 2  Опытно-статический метод

Размеры готовой детали				общие признак zo	Допуск на заготовку	Размеры заготовки			припуск Z  чистовой	припуск Z черновой
чертеж	ном	min	max			ном	min	max
Ø119 ± 0,6	119	-118,61	119,6	5	+1,3 -0,7	124	123,3	125,3	1,2	3,8
37 ± 0,3	37	36,7	37,3	5	+1,3 -0,7	42	41,3	43,3	1,2	3,8
Ø 68	68	67,055	68,045	5	+1,3 -0,7	73	72,3	74,3	1,2	3,8
Ø 64 ± 0,3	64	63,7	64,3	5	+1,3 -0,7	59	58,3	60,3	1,2	3,8

 

 

2.4.2 Схема расположения припусков.

 

2.4.3. Эскиз заготовки, и описание метода получения заготовки.

Литье в кокиль

— Сущность процесса заключается в изготовлении отливок из жидкого расплава, свободной его заливкой в многократно используемые металлические формы – кокиле, обеспечивающие высокую скорость затвердевания жидкого расплава  и позволяющие получать в одной форме от нескольких десятков до нескольких тысяч отливок.

— Материалы и оснастка

Форма отливки – кокиль.

Расплавленный металл.

Теплоизолирующее покрытие.

 

Последовательность изготовления:

Нагрев до температуры 150 – 200 С и нанесение свежего слоя теплоизоляционного покрытия толщиной 0,1…0,5 мм, а на литниковые каналы и прибали до 0,1 мм.

Заливка расплавленного металла в кокиль;

Затвердевание и охлаждение отливки.

Извлечение отливки из кокиля после ее охлаждения до температуры 0,6…0,8 от температуры сомедуса.

Охлаждение или подогрев кокиля до оптимальной температуры 200 – 300 С и покраска при необходимости рабочей поверхности кокиля.

 

2.4.4. Технико-экономический расчет.

Технико-экономическое обоснование выбора заготовки для обрабатываемой детали производят по нескольким направлениям металлоемкости, трудоемкости и себестоимости, учитывая при этом конкретные  производственные условия. Технико-экономическое обоснование ведется по двум или нескольким вариантам.

а. Вариант 1. Размеры проката: 95 ± 0,4; Ø68 ^-0,45; 37 ± 0,3; Ø59 ± 0,95; Ø30^+0,021.

Расход материала на одну деталь с учетом всех технологических неизбежных потерь определяем по формуле

 

Коэффициент использования материала

 

Стоимость заготовки из проката

 

где СМ – цена 1 кг материала заготовки, кг.

 

m_зш = 3,5

 

Коэффициент использования материала на штампованную заготовку

 

Стоимость штамповочной заготовки

 

 

Годовая экономия материала то выбранного варианта изготовления заготовки:

З_ш = (т_зп – т_зш) · N = (5,1 – 3,5)16000 = 25600 руб

Экономический эффект (выбранного вида) изготовления заготовки

З = (С_зп – С_зш) · N = (15300,3 – 18479,83)16000 = 2152327520

 

2.5. Расчет режима резанья и форм времени.

Токарная операция с ЧПУ.

 

1. Стойкость инструмента.

Стойкость резца с пластиной из твердого сплава.

Число инструментов = 3

Период стойкости Т = 120 мин.

 

1. Подача

S = 0,85 мм/об.

Поправочный коэффициент

K_s1 = 0,6

K_s2 = 1,0

K_s3 = 1,0

K_s4 = 1,0

K_s5 = 1,0

S = 0,85 • 0,6 • 1,0 • 1,0 • 1,0 • 1,0 = 0,51 мм/об

 

1. Скорость резанья

υ = 190 мм/об

Поправочные коэффициенты

K υ ₁ = 1

K υ ₂ = 1

K υ ₃ = 1

K υ ₄ = 0,75

υ = 190 • 0,75 •1 • 1 = 142,5 м/мин

 

1. Число оборотов шпинделя.

 

 

Уточнить по паспорту.

п_пасп = 1000 об/мин

 

1. Скорость резанья (Действительное)

 

 

 

1. Проверочный расчет мощности

N = 5,8 кВт

N = 5.8 · 0,9 · 1,2 = 6,264

 

1. Расчет основного времени.

Основное время прохода:

Т_оа = Т_оа + Т_оа = 0,357 + 0,336 = 0,693 мин

Поверхность 1.

 

Поверхность 2:

 

Поверхность 3:

 

1. Время на организацинно-техническое обслуживание рабочего места, отдых, личные надобности.

Т_обс = 10% от Т_оа

Т_обс = 0,0693

 

1. Штучное время

Т_ш = Т_оа + Т_всп · К_тв + Т_обс

Т_ш = 0,693 + 0,83 · 1,32 + 0,0693 = 2,155 мин

 

1.  Подготовительно-заключительное время.

Получить наряд, чертеж, программоносителя: 4 мин.

Ознакомиться с работой, чертежом, тех.документацией,  осмотр заготовок: 2 мин.

Установить и снять патрон: 4 мин.

Инструктаж мастера: 3 мин.

Установить и снять режущий инструмент: 0,8 мин.

Установить режим резанья: 3 мин.

Установить исходные координаты х и z: 1,3 мин.

Установить программоноситель: 1,0 мин.

Расточить кулачки: 7 мин.

Тпв = 26,1 мин.

 

Сверлильная операция станок 2Н135

1. Для выполнения операции выбираем вертикально-сверлильный станок модели 2Н135.
2. Устанавливаем структуру операции сверло Д = 7.

 

Вертикально-сверлильный станок 2Н135

Наименьший диаметр сверления 35 мм. Частота вращения шпинделя в минуту: 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250; 355; 500; 710; 1000; 1400;

Мощность двигателя = 4 кВт. КПД станка = 0,8. Наибольшая осевая сила резанья, допускаемая механизмом подачи станка Рх = 14800 Н

1. Диаметр обрабатываемой поверхности Р = 7

Глубина сверления L = 6 мм

1. Глубина резанья t = 0,2; t = 7 : 2 = 3,5 мм
2. S = 0,23 – 0,29 мм/об
3. Скорость резанья υ = 25 м/мин.
4. Частота вращения шпинделя

 

 

1. Фактическая скорость резанья

 

 

1. Основное время (технологическое)

 

S_m = S_n = 0,26 · 1000 = 260 мм/об

Число переходов i = 4.

Расчетная длина обрабатываемой поверхности L = L + L₁ = 6 + 6 = 12 мм

1. Установочное время t_уст = 0,13 мин. Принимаем время на установку 0,9 мин.

t_пер – 0,10 мин на одно отверстие.

Вспомогательное время связанное с переходом на приемы не вошедшие в комплексе, t_пер = 0,17

Время на контрольные измерения t_изм = 6

К_в = 1,07

 

 

1. Время на обслуживание рабочего места и время на отдых и личные надобности в процентах от оперативного времени

а_абс = 4%, а_отл = 4%

Штучное время

 

1. Подготовительно-заключительное время на партию

t^/_п.з = 13 мин.

t_п.з = 7 мин.

Всего Т_п.з = 13 + 7 = 20 мин

 

 

 

3. Конструкторская часть.

3.1. Описание одного режущего инструмента

Токарные расточные резцы с углом в плане φ = 95^о (исполнение 2)

h = 16     b = 12     L = 170     P = 80     n = 6     l = 12

h = 20     b = 16     L = 200     P = 100     n = 8     l = 16

h = 25/32     b = 20/25     L = 240/280     P = 120/160     n = 10/12     l = 20/25

 

Литература

Комплект технологической документации.

1. Заглавный (титульный лист)
2. Мерительная карта (на весь тех процесс)
3. Операционные карты (на 2 операции)
4. Карта эскизов (на 2 операции)