Разработка технологического процесса изготовления детали с применением станков с ЧПУ (стр. 1 из 6)

Содержание

Введение 3

1. Описание конструкции и назначения детали 3

2. Технологический контроль чертежа детали 4

3. Анализ технологичности конструкции детали 4

4. Выбор способа изготовления заготовки 5

5. Выбор плана обработки детали 6

6. Выбор типа производства и формы организации технологического процесса 8

7. Выбор и расчет припусков на обработку 9

8. Выбор оборудования 10

9. Выбор режущих инструментов 12

10. Выбор приспособлений 14

11. Выбор средств измерений и контроля размеров 16

12. Выбор режимов резания 16

13. Техническое нормирование времени операций 19

14. Выбор средств транспортировки заготовок 19

15. Программирование станка с ЧПУ 21

16. Технико-экономическое обоснование разработанного технологического процесса 25

17. Исследовательская часть 26

18. Разработка автоматизированного склада 29

Список использованных источников 32

Приложение 1. Программа для сверлильного станка с ЧПУ 33

Приложение 2. Программа для фрезерного станка с ЧПУ 33

Введение

Темой курсового проекта является разработка технологического процесса детали с применением станков ЧПУ, разработка средств автоматизации технологического процесса и выполнение исследования на технологическую тему. Тема проекта представляется вполне актуальной. Это подтверждается тем, что проектирование технологии позволяет на практическом уровне, а следовательно, и более глубоко изучить методы машиностроения, познакомиться со станками, инструментами, приспособлениями. Поскольку задание к курсовому проекту включает применение и программирование станка с ЧПУ и использования средства автоматизации, это расширяет сферу познавательности при проектировании до объема, включаемого в курс подготовки инженеров по автоматизации.

Так как хвостовик является распространенной и типичной деталью, для изготовления которой применяются практически все основные виды обработки металла резанием, это так же положительно влияет на учебную функцию курсового проекта.

Данный вид хвостовика используется в производстве подшипников в качестве рабочего приспособления штампа для закрепления инструмента, деталей, для присоединения к нему

других элементов или механизмов.

Подшипник является распространенной и достаточно ответственной деталью машин, механизмов, приборов и других устройств. Высокие требования к изготовлению подшипников по точности, по прочности и по эксплуатационным характеристикам обеспечиваются использованием качественной технологической оснастки и инструмента. Поэтому проектирование и изготовление деталей типа хвостовик и других приспособлений требует серьезной комплексной проработки на всех стадиях процесса производства.

1. Описание конструкции и назначения детали

Деталь, представленная для курсового проектирования — хвостовик, применяющийся для крепления пуансонодержателя. Назначение детали позволяет судить о ее эксплуатационных условиях: вероятно, это высокие ударные нагрузки, предъявляющие требования к упругости и твердости хвостовика, а так же условия параллельности плоскостей крепления и крепежных отверстий.

Хвостовик является телом вращения, имеющим центральной отверстие, отверстия для дополнительного крепления, параллельные оси, центровочный поясок, точное шпоночное отверстие для передачи вращающего момента, фиксирующий выступ для закрепления хвостовика.

Хвостовик имеет наружную резьбу для соединения с пуансонодержателем, вероятно, накидной гайкой.

Наиболее сложными и точными являются следующие поверхности: центровочный поясок, включающий две торцевые и цилиндрическую поверхности, а также канавка и глухое отверстие, с заданным седьмым квалитетом точности, качество изготовления которых будет влиять на точность установки пуаносодержателя. Также важным критерием является параллельность задней плоскости относительно плоскости крепления.

2. Технологический контроль чертежа детали

Чертеж детали содержит две вида. Главный вид показан неоптимально, т.к. точное отверстие на нем отсутствует. Разработчик чертежа скомпенсировал последнее тем, что показал точное отверстие неправильно выполненным местным разрезом. Разрез А-А повернут неудачно. Угловая канавка обозначена неверно. Размеры на чертеже указаны не все (в частности, не дано внешнего радиуса, описывающего выступ для закрепления — мы приняли его равным 25 мм), кроме того, не на всех указаны предельные отклонения, поэтому на эти размеры примем 14 квалитет точности (кроме точного глухого отверстия — для него возьмем седьмой квалитет). Размеры отверстий и валов указаны не по стандартам ISO, т.е. без обозначения посадок.

Технические условия по неуказанным отклонениям не оговорены, не оговорены также требования к термической обработке, которая необходима, так как хвостовик должен эксплуатироваться в условиях сильных ударных воздействий. Указанное биение с данной точностью проконтролировать невозможно.

3. Анализ технологичности конструкции детали

Техническое задание не содержит информации о способе получения заготовки. Видимо, для ее изготовления будет применена свободная ковка. Заготовка более сложной формы (близкой к форме детали) обойдется значительно дороже, кроме того, в этом случае поверхность заготовки будет низкого качества. В техническом задании отсутствует информация о путях упрощения конструкции детали. Желательно при изготовлении детали использовать упрочняющую термообработку до 25-30 единиц HRC.

Заменить хвостовик сборной конструкцией не представляется возможным, т.к. он является ответственной деталью.

Материал для детали (сталь 40) использован недорогой и доступный.

Так как зажимная часть и центровочный поясок являются неизменяемыми частями, контактирующими с другими деталями, то повысить жесткость хвостовика в целом не представляется возможным. Кроме того, жесткость данного хвостовика достаточно высока и повышать ее нет смысла.

Для обработки детали достаточно применения стандартных режущих инструментов.

Все операции по обработке детали могут выполняться на стандартном оборудовании.

4. Выбор способа изготовления заготовки

Для изготовления заготовки возможно применение нескольких методов, для выбора оптимального рассмотрим два метода изготовления заготовки и выберем метод с минимальными затратами:

- Литье в металлические формы;

- Свободная ковка.

Себестоимость детали можно рассчитать следующим способом:

C = A+B = a*m*k1*k2*k3 + b*m^(2/3)*k4*k5*k6*k7*k8. где

A — себестоимость изготовления заготовки

B — себестоимость механической обработки

a — себестоимость изготовления заготовки средней сложности массой 1кг.

для ковки a=0.373 руб/кг

для литья a=1.985 руб/кг

b — себестоимость механической обработки детали средней сложности массой 1 кг

для ковки b=3,73 руб/кг

для литья b=19,85 руб/кг

m — масса заготовки (46,8 кг)

k1 — коэффициент сложности формы (1 для средней сложности)

k2 — стоимость материала (1.5 для углеродистой стали)

k3 — точность изготовления заготовки (1 для средней точности)

k4 — учет обрабатываемости материала (1 для углеродистой стали)

k5 — учет точности размеров заготовки (1 для 14 квалитета)

k6 — учет точности размеров детали (0,26 для 14 квалитета)

k7 — учет степени приближения заготовки по конфигурации (1,5)

k8 — учет соотношения площади обрабатываемой поверхности ко всей площади детали (1 для тел вращения).

Себестоимость поковки равна 45,1 руб.

Себестоимость литой заготовки 240 руб.

Для изготовления заготовки хвостовика целесообразно использовать свободную ковку. Эскиз заготовки представлен на рис.4.1.

5. Выбор плана обработки детали

Технологический процесс обработки детали предусматривает несколько стадий. Если рассматривать данный процесс в укрупненном плане, то необходимо выделить черновую обработку и окончательную (абразивными инструментами). Каждая из этих стадий разбивается на необходимое количество технологических операций.

В описании технологического процесса не указываются такие операции как смазка, упаковка, нанесение специальных покрытий и т.д.

Можно предложить следующий порядок операций:

1. Токарная операция.

2. Токарная операция.

3. Сверлильная операция.

4. Фрезерная операция.

5. Координатно - расточная операция.

6. Термообработка.

7. Плоское шлифование.

8. Круглое шлифование.

9. Слесарная.

К окончательным технологическим операциям следует отнести упаковочную операцию и др.

В соответствии с порядком операций можно предложить следующий технологический маршрут обработки.

План обработки детали Табл. 5.1.

№	Наименование переходов	Норма времени T0, мин	Оборудование	Приспособление
1.	Токарная обработка	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3С5	трехкулачковый патрон
1.А.	Установить деталь
1.1.	Сверлить отверстие Æ28	0,6
1.2.	Расточить отверстие Æ30	1,4
1.3.	Обточить деталь по контуру предварительноторец,Æ52´56,25,Æ42´45,25,Æ177´3´450 ,Æ177´118,77	25
1.4.	Обточить по контуру окончательноторец,Æ50´11,Æ40´45,25,Æ175´3´450 ,Æ175´118,77	15
1.Б.	Снять деталь
2.	Токарная обработка	Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3С5	трехкулачковый патрон
2.А.	Установить деталь в патрон
2.1.	Сверлить глубокое отверстие Æ20	7,7
2.2	Обточить по контуру предварительноторец,Æ177´71,Æ73´26	10
2.3.	Обточить деталь по контуру окончательноторец,Æ77,99´24,98,торец,Æ175´1,5´450 ,Æ175´43,5	7,6
2.4.	Обточить канавку Æ70,99´2´1,5´450	0,4
2.5.	Обточить канавку резьбовую Æ170´10	1,3
2.6.	Обточить резьбу М175´2	0,6
2.Б.	Снять деталь
3.	Сверлильная обработка	Сверлильный станок с ЧПУ 2Р135Ф2	тиски самоцентрирующиеся 7200-0154
3.А.	Установить деталь в приспособление, зажать
3.1.	Сверлить последовательно два глубоких отверстия Æ10´172	30
3.2.	Сверлить отверстие Æ7´16	0,2
3.Б.	Открепить, снять деталь
4.	Фрезерная обработка	Фрезерный станок с ЧПУ 6Р13Ф3-01	Универсальный сборный, круглый накладной кондуктор УСП-12
4.А.	Установить деталь в приспособление, зажать
4.1.	Фрезеровать выступ	1,4
4.Б.	Открепить, снять деталь
5.	Координатно-расточная	Координатно-расточной станок с ЧПУ 2Д132МФ2	тиски самоцентрирующиеся 7200-0154
5.А.	Установить в приспособление, зажать
5.1.	Расточить точное отверстие Æ8´16	10
5.Б.	Открепить, снять деталь
6.	Термообработка	30
7.	Шлифовальная плоская	Универсальный круглошлифовальный станок	трехкулачковый патрон
7.А.	Установить деталь в приспособление, зажать
7.1.	Шлифовать торец	5
7.Б.	Открепить, снять деталь
8.	Шлифовальная круглая	Универсальный круглошлифовальный станок	трехкулачковый патрон
8.А.	Установить деталь в приспособление, зажать
8.1.	Шлифовать Æ77,99´24,98	5
8.Б.	Открепить, снять деталь
9.	Слесарная
9.1.	Тупить острые кромки	0,5
9.2.	Маркировка	0,1
153,8

6. Выбор типа производства и формы организации технологического процесса

Согласно ГОСТ 3.1108-74 для выбора типа производства необходимо рассчитать коэффициент закрепления операций, который равен отношению количества операций за последний месяц к количеству явочных мест