Розроблення технологічного процесу оброблення для деталі "Корпус ДПТМ 999.100.001"

Національний університет “Львівська політехніка”

Кафедра ----------------------------------------

Курсовий проект

На тему:

Розроблення технологічного процесу оброблення для деталі «Корпус ДПТМ 999.100.001»

Розробив:----------

Перевірив:---------

Львів 2009

Зміст

Вступ.

1. Загально-технічна частина.

1.1 Службове призначення деталі, аналіз технічних умов та норм точності

1.2 Попереднє встановлення типу та організаційної форми виробництва

2. Технологічна частина

2.1 Відпрацювання конструкції деталі на технологічність

2.2 Вибір способу отримання заготовки

2.3 Вибір методів оброблення поверхонь

2.4 Вибір та розрахункове обґрунтування технологічних баз

2.5 Детальне розроблення оптимального варіанта технологічного процесу

2.5.1 Встановлення припусків та міжопераційних розмірів, проектування заготовки

2.5.2 Розмірний аналіз технологічного процесу

2.5.3 Визначення режимів різання

2.6.Встановлення контрольних, допоміжних та транспортних операцій

Вступ

Сучасні тенденції розвитку машинобудування в Україні, які орієнтуються на підвищення якості та конкуректноспроможності машинобудівних виробів, на широке застосування прогресивних конструкційних і інструментальних матеріалів, сучасної технології, на комплексну автоматизацію на основі застосування верстатів з ЧГЙС, напівавтоматів та іншого автоматизованого обладнання, потрібна підготовка висококваліфікованих спеціалістів» з глибокими теоретичними знаннями, які спроможні практично їх використовувати у своїй виробничій діяльності.

На даному етапі розвитку комп’ютеризації в технологічних процесах, інженери-технологи, інженери-конструктори інженери-механіки масових спеціальностей «Технологія машинобудування» та «Металоршуч» верстати і інструменти» повинні володіти комп'ютерною технікою» за допомогою якої майбутні спеціалісти можуть використовувати в роботі для проведення розрахунків технологічних розмірних ланцюгів, розмірного аналізу технологічних процесів, вибору раціональних схем базування заготовок, розрахунків, похибок установки та закріплення заготовки в пристосуванні, що впливає на точність механічної обробки, розрахунків припусків, оптимальних режимів обробки, норм часу і технологічної собівартості, а також володіти практичними навичками щодо розробки технологічних процесів на технологічних картах.

1. Загально-технічна частина

1.1 Службове призначення деталі, аналіз технічних умов та норм точності

Виходячи з назви, можна припустити , що деталь використовується як основа, або елемент основи стола верстата, робочі поверхні якої виконують основне призначення як деталі зокрема, так і для вузла в цілому. Виходячи з креслення , можна сказати , що до деталі висуваються підвищені вимоги до точності розмірів та взаємного розташування поверхонь. Також високі вимоги і по шорсткості поверхонь. Це не дає змогу обробляти тільки обмежене число поверхонь і застосовувати переважно чорнові методи обробки а також отримувати заготовку способом, який може не забезпечувати високу точність заготовки .

Матеріал деталі - сірий чавун СЧ-20. Цей чавун відноситься до класу перлітних чавунів. Хімічний склад: 3,2-3,4% С; 1,4-2,2% Sі; 0,7-1,0% Мn; <0.2% Р; <0.2% S. Цей склад забезпечує застосування даного матеріалу для відповідальних виливків, проте, він також обмежує способи виготовлення заготовок і при механічній обробці утворює багато пилу, що додатково вимагає застосування кращої витяжки. До суттєвих переваг даного матеріалу слід віднести його невелику вартість.

Для зняття ливарних напружень і стабілізації розмірів чавунні виливки відпалюють, що ми і проведемо для даної деталі. Відпал проводиться при 500-600°С і витримці 3 год. Охолодження проводять разом з піччю. Така термічна обробка мало змінює механічні властивості, проте внутрішні напруження знижуються на 80-90%.

1.2 Попереднє встановлення типу та організаційної форми виробництва

Вихідні дані: річна програма випуску деталі – N =50 000 шт.; режим роботи – двозмінний; маса деталі   кг.

1. Орієнтовне визначення типу виробництва.

Орієнтовно встановлений тип виробництва – великосерійний для річної програми випуску N =50 000 шт. та маси деталі кг.

2. Дійсний річний фонд часу Fд роботи устаткування.

Прийнятий дійсний річний фонд часу роботи устаткування – Fд = 4055 год при кількості робочих змін – 2 [9, c.18].

3. Такт випуску деталей:

хв.

4. Розроблення попереднього маршруту виготовлення деталі і його наближене нормування.

Технологічний маршрут оброблення деталі “Корпус ДПТМ 999.100.001”.

005. Вертикально-фрезерна.

Фрезерувати пов. 1 та 14 одноразово одночасно з перевстановленням.

Пристрій двомісний, різальний інструмент – фреза торцьова; одночасне оброблення двох площин у двох заготовках з перевстановленням. Контрольний інструмент – скоба.

010. Вертикально-свердлильна.

1. Свердлити 2 отв. 9 послідовно з поворотом заготовки.

2. Розвернути 2 отв. 9 послідовно з поворотом заготовки.

Пристрій – одномісний поворотний. Різальні інструменти – свердло, розвертка. Допоміжний інструмент – патрон швидкозмінний. Контрольний інструмент – калібр – пробка.

015. .........................................................

020. .........................................................

025. .........................................................

030. Горизонтально-розточувальна.

1. Розточити пов. 7 та 6 начисто послідовно.

2. Розточити пов. 3 та 2 начисто послідовно.

Пристрій – одномісний. Різальний інструмент – різці розточувальні (4 шт.). Допоміжний інструмент – борштанга розточувальна (2 шт.). Контрольний інструмент – калібр-пробки.

035 Алмазно-розточувальна.

Розточити пов. 2 та 6 тонко одночасно.

Пристрій – одномісний. Різальний інструмент – різці розточувальні (2 шт.). Допоміжний інструмент – борштанга розточувальна (2 шт.). Вимірювальний інструмент – калібр-пробки.

5.Розрахунок коефіцієнта закріплення операцій і встановлення типу виробництва.

Результати наближеного нормування технологічного маршруту оброблення деталі зведено в табл. 2.1.

Таблиця 2.1.

Наближене нормування технологічного процесу оброблення деталі.

Нормативний коефіцієнт завантаження устаткування для попередньо встановленого великосерійного типу виробництва приймаємо рівним hн = 0,85;

Розрахункова кількість робочих місць на операції 005 “Вертикально-фрезерна”:

.

Прийнята кількість робочих місць (верстатів) – .

Фактичний коефіцієнт завантаження робочого місця (верстата) :

.

Загальна кількість можливих (для інших деталей) фрезерних операцій - які можуть бути виконані на даному робочому місці (верстаті) при нормативному завантаженні :

.

Результати розрахунків для решти операцій технологічного процесу обробки наведені в табл. 2.2.

Таблиця 2.2.

Кількість робочих місць (верстатів) та їх коефіцієнти завантаження

Розрахунково встановлено, що технологічний процес оброблення деталі “Корпус ДПТМ 999.100.001” доцільно реалізувати на 6-ти робочих місцях (верстатах). Операція 030 „Горизонтально-розточувальна” виконується на двох робочих місцях (верстатах) – кінцевий коефіцієнт завантаження робочого місця – 0,38. Операції 010, 015 та 020 „Вертикально-свердлильна” здійснюються на одному робочому місці (верстаті) кінцевий коефіцієнт завантаження якого – 0,12. Для повнішого використання дійсного фонду часу роботи устаткування, робочі місця (верстати) можуть використовуватися для виконання відповідних операцій з виготовлення інших деталей.

Загальна кількість робочих місць необхідних для виконання маршруту обробки деталі – .

Загальна кількість всіх можливих операцій які можуть бути виконані на встановлених верстатах – .

Коефіцієнт закріплення операцій:

.

Відповідно до ГОСТ 14.004-83 отримуємо – великосерійний тип виробництва ().

Середня норма штучного часу :

хв

6. Встановлення організаційної форми виробництва.

Середнє число робочих місць які припадають на одну операцію.

.

Виконується умова , тому доцільно застосувати групову форму організації виробництва.

Орієнтовне добове завдання :

деталей,

де Д – кількість робочих днів у році (прийнято Д = 254 дні).

Попередня величина партії запуску :

деталь,

де а – періодичність запуску партії деталей (прийнято а = 3 дні).

Кількість змін , які необхідні для оброблення партії деталей розміром :

зміни,

де – добовий фонд часу роботи устаткування в одну зміну (прийнято хв.).

Прийняте число змін зміни.

Фактична кількість деталей у партії :

деталей.

Приймаємо деталей.

2. Технологічна частина

2.1. Відпрацювання конструкції деталі на технологічність

2.1.1 Аналіз геометричної форми

Геометрична форма даної деталі погана для оброблення: тут присутні поверхні під кутом, що утруднює виготовлення моделей для литва а також вимагає при обробленні використання спеціальних, досить складних, пристосувань для закріплення деталі і надання їй необхідного положення. Також на деталі наявні отвори, які вимагають при обробці застосування спеціальних різальних інструментів.

2.1.2 Аналіз фізико - хімічних і технологічних властивостей матеріалу

Хімічний склад даної деталі є хорошим з точки зору технологічності: даний матеріал добре надається для виготовлення заготовок литвом, потребує простої термічної обробки, а також непогано обробляється різанням.

До суттєвих недоліків за механічними властивостями даного матеріалу слід віднести те, що він не може оброблятися операціями вільного кування і штампування.

2.1.3 Аналіз показників базових поверхонь

Поверхні напрямних „ластівчин хвіст" обробляються до шорсткості 0,63 і 1,25 мкм. Неплощинність поверхонь напрямних не більше 0,016 мм., базової площини Е не більше 0,025 мм. Непаралельність напрямних не більше 0,025 мм. Непрямолінійність робочої поверхні „основи" не більше 0,016 мм.на довжині 180 мм.

2.1.4 Аналіз наявності стандартних базових поверхонь

На даній деталі наявні такі стандандартні базові поверхні:

- площини 7,24,8,19,1,2,3,4,5,6,13,14,22,23,25,26,27,28,32,33

- отвори 9,10,11,12,15,16,17,18,20,21,29,30,31

2.1.5 Аналіз можливості застосування універсальних інструментів

Для оброблення і контролю даної деталі потрібне застосування як універсальних, так і спеціальних різальних інструментів. Спеціальні різальні інструменти обов'язково необхідні при обробці конусних отворів. Також, судячи з програми випуску N=20 000 штук, необхідно застосовувати спеціальні вимірні інструменти

2.1.6 Кількісні показники технологічності

Показники по поверхням зводимо в таблиці, а потім за цими таблицями порахуємо коефіцієнти: точності, шорсткості, уніфікації і використання матеріалу.

Таблиця 5.2.1

2.2 Вибір способу отримання заготовки

Вибір заготовки здійснюємо виходячи з матеріалу , програми випуску і маси деталі. Вибрати заготовку означає встановити спосіб її одержання і форму , розрахувати розміри і вказати допуски на неточність виготовлення . Для встановлення розмірів заготовки потрібно знати припуски на оброблення , які згідно з розділами пояснювальної записки будуть розраховуватися пізніше.

Вихідні данні для вибору способу отримання заготовки:

матеріал деталі: чавун СЧ-20 ;

маса деталі: 13,5 кг ;

річна програма : N = 20 000 шт.;

виробництво : великосерійне

Так , як у нас матеріал СЧ-20 , то розглянемо такі два способи отримання заготовки :

литво у піщані форми ;

литво у кокіль;

Порівняльні параметри обох способів зводимо в таблицю 2.2.1

Таблиця 2.2.1

Виливки отримані методом литва у піщані форми хороші тим , що вони найдешевші із заготовок, що отримуються литвом і при застосуванні машинної формовки можливе застосування цього методу у великосерійному виробництві.

Вартість заготовок згідно першого варіанту :

(2.1)

S1 = 8.54

де CI = 380 грн. - базова вартість 1 тони заготовок ;

kt = 1,1 - коефіцієнт, що залежить від класу точності

кс = 0,7- коефіцієнт, що залежить від групи складності [16] ;

kb = 0,9 - коефіцієнт, що залежить від маси [16] ;

km = 1,04 - коефіцієнт, що залежить від марки матеріалу;

кп = 1,0- коефіцієнт, що залежить від об’єму виробництва заготовок [16] ;

Q = 16,8 кг-маса заготовки ;

q = 13,5 кг-маса деталі;

Sb = 65 грн/т - вартість тони відходів.

Виливки отримані литвом у кокіль добрі тим , що вони досить точні (11-12 квалітет , Rz 10...40 ) і тому деталі потребують мінімальної механічної обробки. Цей метод можна застосовувати у великосерійному виробництві.

Вартість заготовок згідно другого варіанту :

S1 = 8.38

де CI = 398 грн. - базова вартість 1 тони заготовок ;

Q = 15,3 — маса заготовки ;

Kt = 1,1 - коефіцієнт, що залежить від класу точності ;

Кс = 0,7 - коефіцієнт, що залежить від групи складності [16];

Kb = 0,9- коефіцієнт , що залежить від маси ;

Km = 1,04 - коефіцієнт, що залежить від марки матеріалу ;

Кп = 1,0- коефіцієнт, що залежить від об’єму виробництва;

q = 13,5-маса деталі;

Sb = 65 грн/т - вартість тони відходів.

Таким чином, вибираємо литво у кокіль, як раціональніший метод отримання заготовки.

2.3 Вибір методів оброблення поверхонь

Необхідно встановити методи оброблення отвору Ш75Н7(+0,030).

З креслення заготовки встановлюємо, що допуск заготовки на цю поверхню складає Тз = 0,56 мм, і лежить між 12 і 13 квалітетами.

2. Встановлюємо розрахункове уточнення

Встановлюємо з таблиці 5 [___, с. 11] кінцеві методи оброблення, які забезпечують одержання допуску деталі Тд = 30 мкм та шорсткість Ra = 2,5 мкм. Це можуть бути: точне розвертання, тонке розточування, чистове шліфування, розкатування, калібрування, алмазне вигладжування. Застосування останніх трьох методів і розвертання не рекомендується для глухих отворів, а також для отвору малого діаметру. Тому залишається тонке розточування.

Встановлюємо необхідну кількість методів обробок

Приймаємо 3 методи.

Встановлюємо з цієї ж таблиці 5 [___] попередні методи оброблення: розточування чистове і розточування чорнове.

Визначаємо для кожного методу оброблення середньо-економічний квалітет і допуск з таблиці 5 [___].

Визначаємо уточнення для кожного методу оброблення.

Визначаємо загальне уточнення всіх оброблень.

Перевіряємо правильність призначених методів оброблення.

Це значить, що вибрано достатню кількість методів оброблення. Всі розрахунки необхідно звести до таблиці 2.3.1

Таблиця2.3.1

Методи оброблення поверхонь деталі

2.4 Вибір та розрахункове обґрунтування технологічних баз

Згідно з ГОСТ-м 21495-76 при виборі технологічних баз користуємося правилом „шести точок" та принципом єдності, постійності та спадковості баз. Вибір технологічних баз включає в себе три етапи:

A) Аналіз призначення різних поверхонь деталі;

Б) Вибір чистовых баз;

B) Вибір чорнових баз;

А) За результатами аналізу виявляємо основні та допоміжні бази деталі. Основними базами вважаються поверхні, які визначають положення деталі відносно інших деталей у вузлі. У даному випадку це поверхня типу „ластівчин хвіст". Допоміжними базами є поверхні, які визначають положення всіх інших деталей, що приєднуються до даної, займаючи визначене положення відносно основних баз. У даному випадку це пази, отвір ф 10, отвір ф 28 Н7. Решта поверхонь відносяться до вільних поверхонь.

Б) виходячи із службового призначення деталі, аналізу технічних вимог,

з метою досягнення необхідної точності деталі, за чистові технологічні бази вибираємо поверхні, від яких задано положення виконавчих поверхонь. Оскільки основна база - поверхня типу „ластівчин хвіст" та поверхня - обробляються тричі (фрезерування чорнове, шліфування напівчистове, шліфування чистове), то в якості чистових баз необхідно вибрати саме їх, поперемінно чергуючи для забезпечення принципу спадковості баз. Щодо обробки допоміжних баз (пазів, отворів ф 10, ф 28 Н7), то тут можливі наступні варіанти:

Оброблення отвору Ш 10.

Установчою базою в обох варіантах є попередньо оброблена пов.2

Напрямною базою в обох варіантах є попередньо оброблена пов.4

В якості упорної бази може бути пов.31, або пов.7

Рис.2.4.1.Теоретичні схеми базування.

При необхідності витримати розмір Аг = 10 ± 0,18 похибка базування буде меншою у другому випадку.

Якщо прийняти перший варіант, то похибка базування складе:

єб = 0,29 + 0,16 = 0,45 мкм.

В)Вибір чорнових баз. Для обробки чистових баз єдиним варіантом

базування є:

Установча база - поверхня 4;

Напрямна база - поверхня 1;Упорна база - поверхня 7;

2.5 Детальне розроблення оптимального варіанта технологічного процесу

Аналізуємо робоче креслення та призначення деталі у вузлі, річну програму випуску, а також відомі технологічні процеси досягнення точних параметрів, враховуємо можливість досягнення повної відповідності креслення деталі його службовому призначенню. Використовуємо при цьому різноманітні можливості обладнання, методи і схеми обробки, технологічне оснащення. При цьому будуть відрізнятися лише