Технологический процесс механической обработки детали Траверса, проект специального станочного приспособления для фрезерования паза детали, проект специального станочного приспособления для фрезерования контура детали, ...

РЕФЕРАТ

Выпускная квалификационная работа выполнена студенткой группы Свд-42 Пчелинцевой Анной Юрьевной.

В данной пояснительной записке представлены: технологический процесс механической обработки детали “Траверса”, проект специального станочного приспособления для фрезерования паза детали, проект специального станочного приспособления для фрезерования контура детали, проект специального станочного приспособления для сверления отверстий, проект металлорежущего инструмента в расчете на годовую программу выпуска 50 самолетов в год.

Все расчеты и принятые конструктивно-технологические решения обоснованы с экономической точки зрения.

Графическая часть курсовой работы представлена следующими чертежами:

Чертеж детали 2 листа (А2)

Анализ точности механической обработки 2 листа (А1)

Технологические эскизы механической обработки 1 лист (А1)

Технологический проект станочного приспособления на операцию фрезерования паза детали 2 листа (А1,А2)

Технологический проект станочного приспособления на операцию фрезерования контура детали 1 лист (А1)

Технологический проект станочного приспособления на операцию сверления отверстий 1 лист (А1)

Технологический проект режущего инструмента 1 лист (А3)

Технологический проект мерительного инструмента 1 лист (А3)

Пояснительная записка содержит:

Всего листов пояснительной записки 72 листа

Приложений 3

Список использованной литературы 14 источников

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 4

СОДЕРЖАНИЕ 5

ВВЕДЕНИЕ 7

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8

1.1. Служебное назначение детали и анализ ТУ 9

1.2. Выбор типа производства 11

1.3. Выбор метода получения заготовки и его обоснование 12

1.4. Разработка технологического маршрута, выбор метода обработки и технологического оборудования 14

1.5. Анализ точности 18

1.6. Расчет технологических припусков 18

1.7. Расчет режимов резания 20

2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 25

2.1. Проектирование специального станочного приспособления на операцию фрезерования паза детали «Траверса» 26

2.2. Проектирование специального приспособления на операцию фрезерования контура детали «Траверса» 32

2.3. Проектирование специального станочного приспособоения на операцию сверления отверстий в детали «Траверса» 36

2.4. Проектирование специального режущего и мерительного инструмента 42

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 48

3.1. Технико-экономическое обоснование выбора конструкции приспособления на операцию фрезерования паза детали 49

3.2. Технико-экономическое обоснование приспособления на операцию фрезерования контура детали 50

3.3. Технико-экономическое обоснование выбора конструкции приспособления на операцию сверления 51

3.4. Технико-экономическое обоснование применения специального инструмента 53

3.5. Технико-экономическое обоснование выбора маршрута 54

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЭКОЛОГИЯ 58

4.1. Общие сведения. 59

4.2. Опасные и вредные факторы, вызывающие травматизм и профессиональные заболевания. 59

4.3. Общие требования и средства безопасности при работе на металлорежущих станках. 63

4.4. Роль технолога в обеспечении БЖД. Экология. 65

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 69

ПРИЛОЖЕНИЯ 71

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью данной выпускной квалификационной работы бакалавра является получение навыков разработки технологических процессов механической обработки и проектирования специальных станочных приспособлений, специального режущего инструмента.

В данной работе произведен анализ служебного назначения детали, технических требований и точности. Проведено экономическое обоснование выбора способа получения заготовки, а так же рассчитаны технологические припуски и выбираются режимы резания.

На основании этого выбираются оборудование, режущий и мерительный инструмент, разрабатываются два альтернативных варианта технологических процессов механической обработки детали “Траверса” и приводится их экономическое обоснование. Далее проектируются специальные станочные приспособления на следующие операции: фрезерования паза детали, контура детали и сверления отверстий. На каждое приспособление выполнен анализ точности и силовой расчет.

При выполнении ВКР уделяется внимание экономическому обоснованию выбора приспособления путем подсчета затрат на проектирование, изготовление, эксплуатацию и расчета ожидаемой экономии. Оценивается экономическая эффективность использования специального режущего и мерительного инструмента и спроектированных приспособлений. Это дает возможность предложить оптимальный вариант технологического процесса изготовления детали.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Служебное назначение детали и анализ ТУ

Деталь КП.206.9373.1301.61 «Траверса» располагается в закрылке, в его передней точке крепления. Траверса соединяет сам закрылок с подвижной частью механизации – корреткой.

ТУ1. Отклонение от номинальной величины размера 225 не должно превышать 0,115 мм.

Невыполнение этого условия может привести к затруднению сборки узла.

Контроль ТУ1 осуществлять штангенциркулем ШЦ-05 0-250 ГОСТ 166-80.

ТУ6. Отклонение от перпендикулярности поверхности 21, 22 относительно поверхности 18, 20 не должно превышать 0,05 мм.

Несоблюдение этого условия может привести к перекосу детали при сборке, вследствие чего возможно возникновение внутренних напряжений.

Схема контроля см. рис.

ТУ7. Отклонение от перпендикулярности поверхности 16, 17 относительно поверхности 11, 15 не должно превышать 0,05 мм.

Несоблюдение этого условия приведет к повышенному износу детали, заклиниванию при работе.

Схема контроля см. рис.

ТУ8. Отклонение от симметричности поверхности относительно поверхности не более 0,2 мм.

Несоблюдение этого условия может привести к повышенному износу и уменьшению срока службы детали.

Схема контроля

ТУ2. Отклонение номинальной величины размера 102 не должно превышать 0,087 мм.

Несоблюдение этого условия может привести к затруднению сборки и работы узла.

Контроль производить штангенциркулем ШЦ-05 ГОСТ 166-80.

ТУ3. Отклонение номинальной величины размера 58 не должно превышать 0,074 мм.

Несоблюдение этого условия может привести к повышенному трению, износу, заклиниванию.

Контроль осуществлять нутромером микрометрическим ГОСТ 7470-78.

ТУ4. Отклонение от номинальной величины размера 46 мм не должно превышать 0,062 мм.

Несоблюдение этого условия может привести к повышенному износу, трению.

Контроль осуществлять микрометром рычажным ГОСТ 6507-78.

ТУ5. Отклонение от перпендикулярности поверхности 23 относительно поверхности 18 не должно превышать 0,15 мм.

Несоблюдение этого условия может привести к значительному перекосу собираемого узла.

Схема контроля см. рис.

1.2. Выбор типа производства

Тип производства характеризуется коэффициентом закрепления операций К_З.О..

Условно различают три основных типа производства: массовое, серийное и единичное.

Приняты следующие коэффициенты серийности:

• для массового производства - ;

• для крупносерийного - ;

• для среднесерийного - ;

• для мелкосерийного - ;

• для единичного - .

На базовом предприятии в цехе 251 имеется 300 рабочих мест. Он изготавливает 1500 наименований деталей и на одну деталь в среднем приходится по 8 операций, то есть

.

Таким образом, производство является мелкосерийным.

1.3. Выбор метода получения заготовки и его обоснование

Расчет произведен по методике изложенной в [9, 120].

Рассмотрим два варианта изготовления данной детали: кованая штамповка и поковка.

1. Коэффициент использования материала:

;

.

2. Трудоемкость изготовления детали для нового варианта:

;

- трудоемкость по базовому варианту, мин;

, - масса заготовки, кг при новом и базовом варианте.

.

3. Снижение материалоемкости, кг:

;

- годовой объем выпуска детали, шт;

.

4. Себестоимость изготовления детали:

;

Стоимость основных материалов:

;

- масса заготовки по варианту, ;

- стоимость материала заготовки, ;

- коэффициент транспортных расходов ( для черных металлов и для других);

- масса отходов на одну деталь, ;

;

.

Заработная плата основных рабочих:

;

- коэффициент выполнения норм;

- коэффициент, учитывающий премирование;

- коэффициент отчисления по социальному страхованию;

- штучное время на операцию;

- часовая тарифная ставка, ;

;

;

;

.

Экономия по себестоимости:

;

за год.

Вывод: проведя данный анализ можно сделать вывод, что штампованная заготовка по экономическим затратам на много выгоднее заготовки полученной из поковки.

1.4. Разработка технологического маршрута, выбор метода обработки и технологического оборудования

1-й вариант технологического процесса (базовый вариант)

Таблица 1.1.

№ операции	№ перехода	Наименование операции	Оборудование
005		Входной контроль
010		Маркировочная
015		Фрезерная
	1	Фрезеровать штамповочный облой	FV36CUGUR
020		Разметочная
025		Контрольная
030		Фрезерная	FV36CUGUR
	1-3	Фрезеровать поверхности 1, 5, 8 предварительно
	4	Переустановить заготовку
	5-7	Фрезеровать поверхности 2, 6, 10 предварительно
035		Фрезерная	FV36CUGUR
	1-2	Фрезеровать поверхности 11, 15 предварительно
	3	Переустановить прихват
	4-5	Фрезеровать поверхности 18, 20 предварительно
040		Сверлильная	2Н125
	1-2	Сверлить 2 отв. 16, 17
	3	Сменить инструмент
	4-5	Сверлить 2 отв. 23, 24
045		Разметочная
	1	Разметить контур заготовки
050		Фрезерная	FV36CUGUR
	1	Развернуть шпиндель станка на 1340’
	2	Фрезеровать поверхность 31
	3	Развернуть шпиндель станка на 2130’
	4	Фрезеровать поверхность 26
	5-6	Переустановить заготовку, развернуть шпиндель на 740’
	7	Фрезеровать поверхность 26
	8-9	Сменить инструмент, развернуть шпиндель станка
	10	Фрезеровать поверхность 27
	11	Развернуть шпиндель станка на 120’
	12	Фрезеровать поверхность 28
055		Фрезерная	FV36CUGUR
	1-2	Обкатать поверхности 25, 29
060		Фрезерная
	1	Фрезеровать поверхности 1, 5 начисто
	2	Фрезеровать поверхность 3
	3	Фрезеровать поверхность 7
	4	Фрезеровать поверхности 8, 4
	5	Фрезеровать поверхности 6, 2
065		Фрезерная	FV36CUGUR
	1	Фрезеровать поверхность 9 начисто
	2-4	Фрезеровать поверхности 12, 13, 14
	5	Фрезеровать поверхность 15 начисто
	6	Переустановить прихват
	7	Фрезеровать поверхность 18 начисто
	8	Фрезеровать поверхность 19
	9	Фрезеровать поверхность 20 начисто
070		Сверлильная	2Н125
	1	Сверлить отв. 21, 22
	2	Сверлить отв. 16, 17
	3	Цековать отв. 16, 17
	4	Цековать отв. 23, 24
075		Фрезерная	FV36CUGUR
	1	Обкатать поверхность 25
080		Контрольная
	1	Контролировать шероховатость
085		Промывочная
090		Контрольная
	1	Контролировать качество промывки, трещин
095		Люмконтроль
100		Виброшлифование
105		Виброупрочнение
110		Контрольная
115		Расточная	2Е450
	1	Расточить отв. 16, 17
	2	Расточить отв. 21, 22
	3	Расточить отв. 23, 24
120		Контрольная
125		Маркировочная
130		Измерительная
135		Контрольная
140		Упаковывание
145		Транспортирование

2-ой вариант технологического процесса

Таблица 1.2.

№ операции	№ перехода	Наименование операции	Оборудование
005		Входной контроль
010		Маркировочная
015		Разметочная
020		Фрезерная
	1	Установить заготовку
	2	Фрезеровать штамповочный облой
025		Контрольная
030		Программно-фрезерная	Станок С2240СФ3 координатно-сверлильный фрезерно-расточной
	1	Установить заготовку в УСП
	2-6	Фрезеровать поверхности 1, 3, 5, 7, 8
	7-11	Фрезеровать поверхности 2, 4, 6, 9, 10
035		Сверлильная	Станок С2240СФ3 координатно-сверлильный фрезерно-расточной
	1	Установить заготовку в УСП
	2-4	Сверлить 3 отв. 16, 21, 23
	5	Переустановить заготовку
	6-8	Сверлить 3 отв. 17, 22, 24
	9	Сменить инструмент
	10-12	Зенкеровать 3 отв. 17, 22, 24
	13	Переустановить заготовку
	14-16	Зенкеровать 3 отв. 16, 21, 23
	17	Сменить инструмент
	18-20	Развернуть 3 отв. 16, 21, 23
	21	Переустановить заготовку
	22-24	Развернуть 3 отв. 17, 22, 24
040		Программно-фрезерная	Станок С2240СФ3 координатно-сверлильный фрезерно-расточной
	1	Фрезеровать поверхности 11, 15 предварительно
	2	Фрезеровать поверхности 18, 20 предварительно
	3	Сменить инструмент
	4-5	Фрезеровать поверхности 11, 12, 13, 14, 15, 18, 19, 20 начисто
	6	Контроль размеров
045		Программно-фрезерная	Станок С2240СФ3 координатно-сверлильный фрезерно-расточной
	1	Установить заготовку в приспособление
	2	Фрезеровать поверхности 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 предварительно
	3	Фрезеровать поверхности 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 окончательно
050		Контрольная
055		Промывочная
060		Контрольная
065		Люмконтроль
070		Виброшлифование
075		Виброупрочнение
080		Контрольная
085		Маркировочная
090		Измерительная
095		Контрольная
100		Упаковочная
105		Транспортировочная

1.5. Анализ точности

(См. 1 и 2 лист графической части курсового проекта)

Проанализировав два варианта технологического процесса изготовления детали «Траверса» можно сделать вывод, что второй вариант технологического процесса не обеспечивает заданной точности по параметрам: . Для получения заданного коэффициента точности я во втором варианте технологического процесса заменен универсальный фрезерный станок FV36CUGUR на четырех координатный сверлильный фрезерно-расточной станок С2440СФ3, а также совмещено несколько операций и обработки детали на одном станке.

1.6. Расчет технологических припусков

1. Исходная заготовка: штамповка, , , , ; ; .

2. Заготовка после чернового фрезерования: ; ; ; , погрешность по 11 квалитету: . [10,185]

3. Фрезерование чистовое: ; ; ; . [10,188]

Чистовое фрезерование:

;

Номинальный (расчетный) припуск

;

.

Максимальный припуск:

.

Фрезерование черновое:

Номинальный наибольший операционный размер на фрезерование черное ;

.

Минимальный припуск на черновое фрезерование:

.

Номинальный (расчетный) припуск на фрезерование черное:

.

Расчетный размер заготовки:

.

Технологические переходы обработки поверхностей	Элементы припусков				Расчет. припуск.	Расчет. разм., мм	Допуск, мкм	Предел.		Пред. знач. прип.
Заготовка	160	250	0,224	0,12	-	101,83	2000	101,93	102,52	-	-
Фрезерование черновое	80	80	0,012	0,09	0,66	101,47	220	101,47	100,81	0,66	1,63
Фрезерование чистовое	20	30	0,008	0,055	0,25	100,33	87	100,33	100,56	0,25	0,55

Расчеи произведен по методике изложенной в [3].

1.7. Расчет режимов резания

Фрезерование.

На вертикально-фрезерном сверлильно-расточном станке С2240СФ3 производится черновое фрезерование контура детали с высотой и . Припуск на обработку . Обрабатываемый материал – титановый сплав с , обработка черновая, .

I. Выбор инструмента.

Принимаем фрезу концевую 32 ОСТ 2462-2-75 из быстрорежущей стали Р6М5К5 с числом зубьев [11, 426].

II. Назначаем режимы резания.

1. Припуск снимаем за два рабочих хода .

2. Подача на зуб .

3. Определяем скорость главного движения резания

. [11, 185]

Из [11, 287] имеем:

; ; ; ;

; ; ; .

, где

- коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала [11, 286];

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки;

- коэффициент, учитывающий материал инструмента [10, 286].

.

4. Частота вращения шпинделя:

;

корректируем по паспорту станка: .

5. Действительная скорость главного движения резания:

.

6. Скорость движения подачи:

.

7. Находим силы резания:

Окружная сила: [11, 288];

; ; ; [11, 290]

; ; ; ;

;

;

.

8. Мощность резания:

.

9. Проверяем, достаточна ли мощность привода станка.

Необходимо, чтобы ;

.

Следовательно, () и обработка возможна.

10. Основное время , где

- число рабочих ходов;

- длина рабочего хода резца, ;

; ; - перебег.

;

.

Сверление.

На вертикально-фрезерном сверлильно-расточном станке С2440СФ3 сверлят сквозное отверстие 9,8 на глубину . Материал заготовки - с .

1. Выбираем сверло 9,8 по ГОСТ 10903-77 из быстрорежущей стали Р6М5К5. [11, 128]

2. Назначаем режимы резания:

Глубина резания .

3. Подача . [11, 255]

4. Скорость резания находим по [11, 277]:

, где

; ; ;

; ; [11, 278];

.

5. Частота вращения шпинделя:

;

.

6. Действительная скорость резания:

.

7. Определяем силы резания [11, 278]:

;

.

8. Находим мощность резания:

.

9. Проверяем, достаточна ли мощность резания:

;

().

10. Основное время , где

- число рабочих ходов;

- длина рабочего хода резца, ;

- врезание резца;

- перебег резца.

;

.

Зенкерование.

1. 
   
   Выбираем зенкер 10^+0,2, оснащенный пластинами из твердого сплава с числом зубьев с коническим хвостовиком ГОСТ 3231-71.

2. Глубина резания: .

3. Назначаем подачу [1, 277].

4. Скорость резания находим по [1, 277]:

, где

; ; ;

; ; ;

.

5. Частота вращения шпинделя: