ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ЗАдание

Для курсового проектирования по учебной дисциплине

ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Студенту 3 курса304 группы

Специальность 151 901 Технология машиностроения

Чичиланову Вадиму Гафуровичу

Тема проекта: Разработка технологического процесса изготовления детали

Вал Д395Б-04.044. Серийное производство.

Исходные данные: чертеж детали

Курсовой проект на указанную тему выполняется студентом колледжа в следующем объеме:

1. Общая часть

1.1 Введение

1.2 Анализ технологичности детали

2. Технологическая часть

2.1.1 Характеристика заданного типа производства

2.2 Характеристика материала детали

2.3 Выбор и обоснование метода получения заготовки

2.4 Разработка маршрута механической обработки детали (выбор оборудования, приспособлений, инструментов, обоснование выбранных технологических баз)

2.5 Технико - экономическое обоснование выбора заготовки

2.5.1 Расчет припусков аналитическим методом на Ø 85m 6

2.5.2 Расчет припусков табличным методом

2.5.3 Расчет размера и веса заготовки

2.5.4 Экономическое обоснование выбора заготовки (по КИМ и себестоимости изготовления)

2.6 Расчет режимов резания и технически - обоснованных норм времени

2.6.1 Расчет режимов резания аналитическим методом и определение технически-обоснованных норм времени на операцию токарную черновую 010

2.6.2 Расчет режимов резания табличным методом и определение технически - обоснованных норм времени

2.7 Сводная таблица режимов резания и технически - обоснованных норм времени

3. Результирующая часть

Дата выдачи ___________ Зав. отделением _______________

Срок окончания _________ Преподаватель _________________

Содержание

1. Общая часть.............................................................................................5

1.1 Введение................................................................................................5

1.2 Анализ технологичности детали.........................................................8

2. Технологическая часть.........................................................................12

2.1 Характеристика заданного типа производства................................12

2.2 Характеристика материала детали....................................................14

2.3 Выбор и обоснование метода получения заготовки........................15

2.4 Разработка маршрута механической обработки детали

(выбор оборудования, приспособлений, инструментов,

обоснование выбранных технологических баз)............................16

2.5 Технико - экономическое обоснование выбора заготовки..............19

2.5.1 Расчет припусков аналитическим методом на Ø85 m6................19

2.5.2 Расчет припусков табличным методом..........................................23

2.5.3 Расчет размера и веса заготовки.....................................................24

2.5.4 Экономическое обоснование выбора заготовки

(по КИМ и себестоимости изготовления).....................................26

2.6 Расчет режимов резания и

технически-обоснованных норм времени......................................27

2.6.1 Расчет режимов резания аналитическим методом

и определение технически-обоснованных норм времени

на токарную черновую операцию 010...........................................27

2.6.2 Расчет режимов резанья табличным методом

и определение технически-обоснованных норм времени

на операцию 005 фрезеро-центровальную................................30

2.6.3 Расчет режимов резанья табличным методом

и определение технически-обоснованных норм времени

на операцию 015токарную чистовую........................................33

2.7 Сводная таблица режимов резанья

и технически-обоснованных норм времени.............................36

3. Результирующая часть.....................................................................37

Литература.............................................................................................38

1. Общая часть

1.1 Введение

Машиностроение – важнейшая отрасль промышленности.

Его продукция – машины различного назначения поставляются всем

отраслям народного хозяйства. Рост промышленности в значительной

степени зависит от уровня развития машиностроения.

Технический прогресс в машиностроении характеризуется

не только улучшением конструкций машин, но и не прерывным

совершенствованием технологии их производства. От принятой технологии

производства во многом зависит долговечность и надёжность работы

выпускаемых машин, а также экономика их эксплуатации.

Совершенствование технологии машиностроения определяется

потребностями производства необходимых обществу машин. Вместе с тем

развитие новых прогрессивных технологических методов способствует

конструированию более совершенных машин, снижению их себестоимости и

уменьшению затрат труда на их изготовление.

Технология машиностроения – это наука, изучающая и

устанавливающая закономерности протекания процессов обработки и

параметры, воздействие на которые наиболее эффективно сказывается на

интенсификации процессов и повышении их точности. Предметом изучения

в технологии машиностроения является изготовление изделий заданного

качества в установленном программой выпуска количестве при наименьших

затратах материалов, минимальной себестоимости высокой

производительности труда.

Процесс изготовления машин или механизмов состоит из

комплекса работ, необходимых для производства заготовок, их обработки,

сборки из готовых деталей составных частей сборных единиц и отдельных

деталей готовых машин. Главная задача в обеспечении дальнейшего роста

благосостояния страны, ускорения научно-технического прогресса и

перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального

использования производственного потенциала страны, всемерной экономии

всех видов ресурсов и улучшения работы принадлежит отраслям

машиностроения. В решении этой задачи существенное место занимает

ускорение научно-технического прогресса на базе технического

перевооружения производства, создания и выпуска высокопроизводительных

машин и оборудования большой единичной мощности, внедрение новой

техники и материалов, прогрессивной технологии и систем машин для

комплексной механизации производства. В связи с этим большое внимание

уделяется разработке, освоению и внедрению новых высокоэффективных

технологических процессов, новых материалов, в том

числе неметаллических, снижению металлоемкости изделий, экономически топливно-энергетических ресурсов, повышению надежности и долговечности изделий, соответствующих или превосходящих по своему техническому

уровню и качеству лучшим отечественным и зарубежным аналогам.

Моральное старение продукции машиностроения зачастую

наступает значительно быстрее их физического старения. При этом сроки

устойчивого массового или серийного производства изделий сократились к

настоящему времени с 10...15 до 3...5 лет, а для постановки на производство

новых изделий, на каждую тысячу деталей, требуется разработать свыше 15

тысяч единиц различной технической документации и изготовить до 5 тысяч

различных видов технологического оснащения. Все это требует дальнейшего

повышения научно-технического уровня и качества изделий, всестороннего

совершенствования технологии методов организации и управления

процессами производства.

Цель курсового проекта заключается в получении значительного

экономического эффекта и высвобождении числа универсального оборудования, повышение культуры и безопасности труда, снижение себестоимости, трудоемкости и повышении производительности труда.

Задачи данного курсового проекта заключается в расчете

припусков на механическую обработку, размеров и веса заготовки,

себестоимости получения заготовки, режимов резанья и расчета норм времени.

[2; с. 24]

1.2 Анализ технологичности

Анализ технологичности конструкции детали и корректировка ее

чертежа проводится с целью увязки конструкторских и технологических

требований, предъявляемых детали при заданном объеме ее выпуска, а также

с целью приведения чертежа детали в соответствиям с требованиям ЕСКД.

Все предложения по изменению конструкции детали должны быть

систематизированы, обоснованы и могут быть внесены в конструкцию

детали.

Валы изготовляют из штучных заготовок, отрезанных от

горячекатаного или холоднотянутого прутка, а так же из заготовок,

получаемых штамповкой, поперечным прокатом или ротационным

обжатием. Выбор заготовки обоснован: меньшим временем на изготовление

проката заготовки; технологу остаётся лишь подобрать два допуска: на длину

и диаметр заготовки, а не все диаметра как в штамповке; минимальная

себестоимость тоже важный пункт при выборе заготовки.

Степень соответствия конструкции детали требованиям ее

производства определяет технологичность конструкции детали.

Конструкция детали является технологичной, если удовлетворяет

требованиям не только служебно-эксплуатационного характера, но также и

требованиям наиболее рационального и экономического изготовления при

заданном качестве и принятых условиях производства.

Путем улучшения технологичности конструкции можно увеличить

выпуск продукции при тех же средствах производства. Трудоемкость

изготовления деталей не редко удается сократить на 15-20%, а себестоимость

изготовления на 5-10%.

Технологичность конструкции- понятие комплексное. Ее нельзя

рассматривать изолированно, без взаимной связи и учета условий

выполнения заготовительных процессов, процессов обработки, сборки,

эксплуатации и ремонта.

Одна и та же конструкция детали имеет разную технологичность в

зависимости от масштаба ее выпуска. Специфическим требованиям к

конструкциям, изготавливаемым в условиях единичного и мелкосерийного

производства, является удобство изготовления деталей универсальными

средствами.

В условиях крупносерийного и массового производства конструкция

должна быть ориентирована на изготовление с применением

высокопроизводительного оборудования: агрегатных станков, автоматов и

полуавтоматов, автоматических линий.

Конструкцию детали на технологичность необходимо обрабатывать на

всех стадиях разработки конструкторской документации.

Технологичность конструкции детали оценивается качественно и

количественно.

Качественная оценка (конструкция технологична, конструкция не

достаточно технологична) дается на основе соответствия требованиям,

обуславливающим технологичность конструкции применительно к

конкретному виду производства (литье, обработка давлением, резанием и т. д.),

и всегда предшествует количественной.

Качественный анализ конструкции для ее оценки производится на

основании изучения работы детали в сборочной единице (узле) и объема

выпуска. Качественный анализ целесообразно выполнять в

последовательности общих требований к технологичности конструкции. При

этом необходимо установить:

-возможность упрощения конструкции детали;

-целесообразность замены материала;

-возможность применения наиболее рационального вида заготовки;

-поверхности, которые могут быть использованы при базировании;

Качественная оценка технологичности может быть весьма субъективна,

так как она зависит от уровня знаний технолога.

Количественную оценку технологичности детали рассчитывают по

ряду показателей. Показателями по признакам механической обработки

являются коэффициенты шероховатости Ким и коэффициента точности К.Тч.

а) заготовка имеет простую геометрическую форму, поэтому обработка

поверхности возможна проходным резцом.

б) наличие убывания концом диаметр размера шеек вала дает

возможность многорезцовой обработки.

многорезцовой обработки.

[2; с. 47]

1. Количественная оценка

Коэффициенты точности и шероховатости Таблица 1

Ti
Ra i		1,25	1,25		1,25	2,5

1.1 Определяем коэффициент точности К.Тч

Коэффициенты точности Таблица 2

1.1 Определяем коэффициент шероховатости.

Коэффициент шероховатости Таблица 3

Параметры шероховатости Ra i	1,25	2,5
Число поверхностей mi
Произведение Ra*mi	2,75

Вывод: значение коэффициента близок к 1 (более 0,7), что свидетельствует,

о низкой точности большинства поверхностей детали и большой их

шероховатости. Отсюда следует, что деталь технологична.

2. Технологическая часть

2.1 Характеристика заданного типа производства.

В зависимости от производственной программы, характера продукции,

а также технологических и экономических условий осуществления

производственного процесса, все разнообразие производства делится на

единичное (индивидуальное), серийное и массовое. Производительная

программа машиностроительного завода содержит номенклатуру

изготавливаемых изделий (с указанием типов и размеров), количество

изделий каждого наименования выпускаемых в течении года, перечень и

количество запасных деталей, выпускаемых к изделиям. На основании общей

производительной программы завода составляется подетальная программа по

цехам. У каждого вида производств технологические процессы имеют свои

особенности и определенную форму организации работ. На одном и том же

предприятии, и даже в одном и том же цехе могу существовать различные

виды производств.

В серийном производстве в зависимости от количества изделий в

серии, их характера и трудоемкости, частоты повторяемости изделий в

течении года, различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное

производство.

Такое производство характеризуется ограниченной номенклатурой

изделий, изготавливаемые периодически повторяющимися партиями

и сравнительно большим объёмом и выпуска. При среднесерийном

производстве изделия запускаются в производство партиями, состоящими из

одноименных и одинаковых по размерам изделий.

Технологический процесс обычно дифференцирован, то есть разделен

на отдельные операции, закрепленные за каждым станком. Применяются

разнообразные станки универсальные, специализированные, специальные,

автоматизированные и агрегатные. Режущие инструменты как стандартные,

так и специальные. В качестве измерительного инструмента применяются

придельные калибры и шаблоны.

Среднесерийное производство экономичнее единичного, так как лучше

используется оборудование, увеличивается производительность труда и

снижается себестоимость продукции.

[2; с. 70]

2.2 Характеристика материала детали.

Характеристика материала. Сталь 40Х ГОСТ 4543-71 Таблица 4

Марка	Сталь 40Х
Классификация	Сталь конструкционная легированная. Хромистая
Заменитель	Сталь 45Х, сталь 38ХА, сталь 40ХН, сталь 40ХС, сталь 40ХФА, сталь 40ХГТР
Иностранные аналоги	AISI 5135,AISI 5135 H,AISI 5140,AISI 5140 H
Применение	оси, валы, вал-шестерни, плунжеры, штоки, коленчатые и кулачковые валы, кольца, шпиндели, оправки, рейки, губчатые венцы, болты, полуоси, втулки и другие улучшаемые детали повышенной прочности.

[10]

Химический состав в % материал 40Х Таблица 5

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu
0,36-0,44	0,17-0,37	0,5-0,8	до 0,3	до 0,035	до 0,035	0,8-1,1	до 0,3

[10]

Механические свойства стали 40Х Таблица 6

ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	, МПа	, МПа	, %	Ψ, %	KCU, кДж/
4543-71	Закалка 860ᵒС, масло. Отпуск 500ᵒС, вода или масло

[10]

2.3 Выбор и обоснование метода получения заготовки.

В машиностроении основными видами заготовок для деталей являются

стальные и чугунные отливки, отливки из цветных металлов и сплавов,

штамповки и всевозможные профили проката.

Способ получения заготовки должен быть наиболее экономичным при

заданном объеме выпуска детали. На выбор формы, размеров и способа

получения заготовки большое значение оказывает конструкция и материал

детали. Вид заготовки оказывает значительное влияние на характер

технологического процесса, трудоемкость и экономичность ее обработки.

Выбрать заготовку- значит установить способ ее получения, наметить

припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать ее размеры, указать

допуски на неточность изготовления.

Штамповкой на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ) получают

поковки 0,1-100 кг.

Штамповка на ГКМ является одним из производительных способов и

может быть рентабельной для определенного вида заготовок. Штамповка

производится из прутков и труб горячекатаного металла. Повышение

точности –длина до 4 метров.

ГКМ предназначена для штамповки поковок типа стержней. С

утолщениями на концах, втулок, колец и так далее.

[11]

2.4 Разработка маршрута механической обработки детали (выбор

оборудования, приспособлений, инструментов, основание

выбранных технологических баз).

Данный технологический процесс обработки детали включает в себя 13

операций.

000 Заготовительная операция

Производится на горизонтально-ковочной машине (ГКМ) с

получением заготовки штамповки. Этот способ получения заготовки имеет

ряд преимуществ: форма и размер заготовки максимально приближены к

форме готовой детали, получается высокий процент использования

материала.

005 Фрезерно-центровальная операция.

Обработка заготовки ведется на фрезерно-центровальном полуавтомате

МР-71. В качестве режущего инструмента используется фреза торцевая,

Т15К6 и сверло центровочное, Р6М5. Деталь закрепляется специальным

приспособлением призматического типа. Контроль производится

мерительным инструментом шаблоном и калибром-пробкой. На данной

операции получаются единые технологические базы для дальнейшей

обработки детали.

010 Токарная черновая операция.

Обработка осуществляется на токарном полуавтомате 1А730.

Деталь закрепляется в приспособлении патрон поводковый

самозажимной с плавающим центром.

В качестве режущего инструмента используются

3 резца проходных упорных Т5К6.

Для контроля используется мерительный инструмент: скоба шаблон.

Технологическая база: торец и центровочные отверстия.

015 Токарная черновая операция.

Обработка осуществляется на токарном полуавтомате 1А730.

Деталь закрепляется в приспособлении патрон поводковый

самозажимной с плавающим центром.

В качестве режущего инструмента используется резец проходной Т5К6,

2 резца проходных упорных Т5К6.

Для контроля используется мерительный инструмент: скоба шаблон.

Технологическая база: торец и центровочные отверстия.

020 Токарная чистовая операция.

Обработка осуществляется на токарном полуавтомате 1А730.

Деталь закрепляется в приспособлении патрон поводковый

самозажимной с плавающим центром.

В качестве режущего инструмента используется резец проходной Т5К6,

1 резец проходной упорный, 1 проходной отогнутый

и 2 проходных подрезных Т5К6.

Для контроля используется мерительный инструмент: скоба шаблон.

Технологическая база: торец и центровочные отверстия.

025 Токарная чистовая операция.

Обработка осуществляется на токарном полуавтомате 1А730.

Деталь закрепляется в приспособлении патрон поводковый

самозажимной с плавающим центром.

В качестве режущего инструмента используется 2 резца проходных упорных

и 2 проходных подрезных Т5К6.

Для контроля используется мерительный инструмент: скоба шаблон.

Технологическая база: торец и центровочные отверстия.

030 Агрегатная операция.

Обработка ведется на агрегатном станке 2Н135.

Деталь устанавливается на поворотный стол.

В качестве режущего инструмента используется сверло спиральное Р6М5,

метчик Р6М5, зенковка Р6М5.

Мерительный инструмент для контроля: калибр-пробка

для метрической резьбы.

Технологическая база шейка вала.

035 Шпоночно-фрезерная операция.

Обработка ведется на агрегатном станке ДФ-6Д92.

Деталь закрепляется специальным приспособлением призматического типа.

Контроль производится шпоночным калибром.

040 Шлицефрезерная операция.

Обработка осуществляется на шлицефрезерном станке 5350А.

Деталь закрепляется в поводковом патроне с вращающимся центром.

В качестве режущего инструмента используется червячная фреза Р6М5.

Мерительный инструмент: шаблон и калибр-кольцо.

Технологическая база: центра и шейка вала.

045 Термическая операция.

Применяются Токи Высокой Частоты с целью повышения поверхностной

твердости и износостойкости при вязкой сердцевине.

Термическая обработка-ТВЧ с получением твердости

НВ 269-302 при твердости сердцевины 160 НВ.

050 Круглошлифовальная операция.

Обработка производится на круглошлифовальном станке 3М162.

В качестве режущего инструмента используется шлифовальный

круг 63А 25-П 1 класс.

Деталь закрепляется в жестких центрах. Мерительный инструмент

калибр-скоба. Технологическая база центра и шейка вала.

2.5 Технико-экономическое обоснование выбора заготовки

2.5.1 Расчет припусков аналитическим методом на Ø85 m6

1. Шлифование

Т_i_-1=0, так как после термообработки

Ԑ_у=0

k_y=0,04 ([2] страница 75)

_кор=Δ к l при l ≤ L/2

_см=1,3 мкм

_ц=0,25мм=250 мкм

2. Токарная чистовая

k_y=0,06 мкм

3. Токарно черновая

Ԑ_у=50 мкм

4. Определение величины расчетных размеров

Драсч.₁ = Дmin.черт. =85+0,013 =85,013 мм

Драсч.₂ = Драсч.₁+2Zmin₁ = 85,013 +0,08=85,093 мм

Драсч.₃ = Драсч.₂+2Zmin₂ = 85,093 +0,304=85,397 мм

Драсч.₄ = Драсч.₃+2Zmin₃ = 85,397 +1,309=86,706 мм

5. Определение предельных размеров для каждой операции

δ₁ = 0,022 δ₃ = 0,35

δ₂ = 0,054 δ₄ = 1,8

Дпр.min₁ = Драсч.₁= 85,013 мм

Дпр.min₂ = Драсч.₂= 85,093 мм

Дпр.min₃ = Драсч.₃= 85,397 мм

Дпр.min₄ = Драсч.₄= 86,706 мм

Дпр.max₁ = Дпр.min₁+δ₁ = 85,013 +0,022=85,035 мм.

Дпр.max₂ = Дпр.min₂+δ₂ = 85,093 +0,054=85,147 мм.

Дпр.max₃ = Дпр.min₃+δ₃ = 85,397 +0,35=85,747 мм.

Дпр.max₄ = Дпр.min₄+δ₄ = 86,706 +1,8=88,506 мм.

6. Определение предельных значений припусков для каждой операции

2Zпред.max₁ = Дпред.max₂-Дпред.max₁ = 85,147 -85,035 =0,112 мм.

2Zпред.max₂ = Дпред.max₃-Дпред.max₂ = 85,747 -85,147 =0,6 мм.

2Zпред.max₃ = Дпред.max₄-Дпред.max₃ = 88,506 -85,747 =2,759 мм.

2Zпред.min₁ = Дпред.min₂-Дпред.min₁= 85,147 -85,013 =0,08 мм.

2Zпред.min₂ = Дпред.min₃-Дпред.min₂ = 85,397 -85,093= 0,304мм.

2Zпред.min₃ = Дпред.min₄-Дпред.min₃ = 86,706 -85,397 =1,309 мм.

7. Определение общих припусков

2Zобщ.max = 2Zпред.max₁ + 2Zпред.max₂ + 2Zпред.max₃ =

=0,112 +0,6+2,759 =3,471 мм

2Zобщ.min = 2Zпред.min₁ + 2Zпред.min₂ + 2Zпред.min₃ =

=0,08+0,304+1,309=1,693 мм.

8. Проверка выполненных расчетов

2Zпред.max₁-2Zпред.min₁ = δ₂-δ₁

0,112 -0,08=0,032 0,054-0,022=0,032

2Zпред.max₂-2Zпред.min₂ = δ₃-δ₂

0,6-0,304= 0,296 0,35-0,054=0,296

2Zпред.max₃-2Zпред.min₃ = δ₄-δ₃

2,759-1,309=1,45 1,8-0,35=1,45

2Zобщ.max=0,112+0,6+2,759=3,471 мм

2Zобщ.min =0,08+0,304+1,309=1,693 мм

2Zобщ.max-2Zобщ.min = δ₄-δ₁

3,471 -1,693=1,778 1,8-0,022=1,778

Схема графического расположения припусков и допусков

при обработке наружной поверхности.

Схема 1

2.5.2 Расчет припусков табличным методом

Заготовка-штамповка

Группа стали-М2

Степень сложности поковки-С2

Класс точности-Т4

Исходный индекс-15

Материал: сталь 40Х (углерод 0,36-0,44)

Масса детали: 17,5 кг

Таблица 7

Наименование операции	Размер после обработки	Допуск мм.	Припуск мм.	Ra мкм.
Шлифовальная	Ø80 js6		0,5	1,25
Термическая	Ø80,5 h8	---	---
Токарная чистовая	Ø80,5 h8		1,5
Токарная черновая	Ø82 h12
Заготовительная	Ø85		---
Шлифовальная	Ø85 m6		0,5	1,25
Термическая	Ø85,5 h8	---	---
Токарная чистовая	Ø85,5 h8		1,5
Токарная черновая	Ø87 h12
Заготовительная	Ø90		---
Шлифовальная	Ø85 m6		0,5	1,25
Термическая	Ø85,5 h8	---	---
Токарная чистовая	Ø85,5 h8		1,5
Токарная черновая	Ø87 h12
Заготовительная	Ø90		---
Токарная чистовая	Ø80 h8		1,5	2,5
Токарная черновая	Ø81,5 h12
Заготовительная	Ø84,5		---
Токарная черновая	Ø75 b12
Заготовительная	Ø78		---