Разработка технологического процесса изготовления детали 'Патрон'

Разработка технологического процесса изготовления детали 'Патрон'

Содержание

Введение

. Общая часть

.1 Описание конструкции и работы детали

. Технологическая часть проекта

2.1 Обоснование типа производства

.2 Выбор и обоснование метода получения вида заготовки

.3 Разработка маршрутного технологического процесса

.4 Разработка операционного технологического процесса

.5 Обоснование и выбор баз

.6 Выбор технологического оборудования и технологической оснастки

.7 Определение операционных припусков, допусков, межоперационных размеров

.8 Определение режимов резания и норм времени

.9 Описание и расчет измерительного инструмента

.10 Расчет режущего инструмента

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Технология машиностроения - это наука, устанавливающая определенные закономерности повышения производительности и экономичности технологических процессов обработки заготовки и сборки деталей машин и механизмов.

Машиностроение является главной отраслью народного хозяйства, которая определяет возможность развития других отраслей и обеспечивает изготовление новых и совершенствования имеющихся машин. Отличительной особенностью современного машиностроения является существенное изменение эксплуатационных характеристик машин.

Новые формы управления промышленностью, меры по улучшению планирования и усиления экономического стимулирования также будут содействовать еще более успешному развитию индустрии и самому полному проявлению творческой инициативы всех ее работников.

Основные направления развития современной технологии следующие: переход к автоматизированным технологическим процессам, обеспечивающим требуемое качество продукции; внедрение безотходной и малоотходной технологии для наиболее полного использования материалов, энергии, топлива; создание гибких производственных систем; широкое использование промышленных работ и робототехнологических комплексов.

Технология машиностроения развивалась и развивается по многим направлениям, возглавляемым видными учёными, работниками промышленных предприятий и исследовательских институтов. Решающая роль в ускорении технического перевооружения машиностроения принадлежит станкоинструментальной промышленности.

1. Общая часть

.1 Описание конструкции и работы детали

Деталь «Патрон» имеет две ступени. Наибольший диаметр данной детали ø 165 мм и высотой 70 мм, на котором имеются две фаски. Первая ступень представлена в виде шестигранника, ширина которого 104 мм и высота 40 мм. Внутри детали «Патрон» имеется канавка диаметром ø 55 мм и глубиной 10 мм, так же имеется отверстие с резьбой М48. Внутри большого диаметра имеется выемка диаметром ø141,7 мм, по краям которой имеется закругленная канавка с фаской радиусом R10,6 мм.

Деталь «Патрон» изготовлен из материала сталь Ст 5 ГОСТ 380-94.

Рис. 1

2. Технологическая часть проекта

.1 Обоснование типа производства

В машиностроении в зависимости от производственной программы и характера изготовляемой продукции различают три основных вида производства: единичное, серийное и массовое.

При массовом производстве изделия изготавливаются непрерывно в течение нескольких лет. Характерным признаком массового производства является выполнение на большинстве рабочих мест только одной закрепленной операции.

При серийном производстве изготовляют серию изделий, регулярно повторяющихся через определенные промежутки времени.

При единичном производстве выполняются изделия широкой номенклатуры в малых количествах, которые либо не повторяются совершенно, либо повторяются через неопределенное время.

В данном случае по условию берем серийное производство. Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии и заключения коэффициента закреплении операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Для определения оптимального размера серийной партии используем следующую формулу:

, шт  (1)

где n - размер операционной партии, шт

N - количество деталей одного наименования и размера в годовом объеме выпуска изделий, принимаем N = 200000 штук в год;

t - наибольший запас заготовок на складе (для крупных деталей t = 1 - 3 дня; для средних t = 5 дней; для мелких деталей t = от 10 до 30 дней), принимаем t = 5 дней;

Ф_ц - число рабочих дней в году (Ф_ц = 253 дня при пяти дневной рабочей неделе с продолжительностью рабочей смены 8 часов, Ф_ц = 253.

= 3952 шт

Исходя из формулы при n = 3952 шт, получаем крупносерийное производство. [1, c. 13]

В условиях серийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки.

.2 Выбор и обоснования метода получения вида заготовки

Выбрать заготовку - значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все выше перечисленные исходные данные, так как между ними существует тесная взаимосвязь.

Следует иметь в виду, что способы изготовления заготовок зависят от вида производства, так как количество изготовляемых заготовок и периодичность их повторения предопределяет затраты на производство, а следовательно, и уровень его технического оснащения.

Основными видами заготовок в зависимости от назначения деталей являются:

1)      Отливки из черных и цветных металлов;

)        Заготовки из металлокерамики;

)        Кованные и штампованные заготовки;

)        Заготовки, штампованные из листового металла;

)        Заготовки из проката;

)        Сварные заготовки;

)        Заготовки из неметаллических материалов.

Для детали «Патрон» сделать заготовку можно двумя методами: штамповкой или литьем. После проведения расчетов для этих двух методов и нахождения коэффициента использования металла можно будет выбрать более экономичный метод получения заготовки.

)        Определяем массу детали

M_д =V×ρ, кг (2)

где V - объем детали, см³

ρ - плотность материала,  ( 7,83 )

2)      Определяем объем детали

 (3)

где D - диаметр цилиндра, см.

H - высота цилиндра, см.

МД =1498,0557,83 = 11729,77= 11,7 кг

Способ получения заготовки - штамповка покованная

Штамповочное оборудование - горизонтально-ковочная машина.

Нагрев заготовки - пламенный.

.        Исходные данные по детали

.1      Материал - Сталь Ст5 (ГОСТ 380-94)

.2      Масса детали - 9,5 кг

.        Исходные данные для расчета

.1 Масса поковки (расчетная) - 14,25 кг

Расчетный коэффициент Кр = 1,5 [2, с. 17]

9,5×1,5=14,25 кг

.2 Класс точности - Т4 [2, с. 17]

.3 Группа стали - М2 [2, с. 5]

.4 Степень сложности - С2 [1, с. 19]

.5 Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская) [табл. 1]

.6 Исходный индекс - 10 [1, с. 7]

. Припуски и кузнечные напуски [1, с. 8]

.1 Основные припуски на размеры, мм

,6 - диаметр 165 мм и частота поверхности 6,3 мм;

,2 - диаметр 48 мм и частота поверхности 6,3 мм;

,4 - диаметр 104 мм и частота поверхности 6,3 мм;

,8 - толщина 110 мм и частота поверхности 6,3 мм;

- толщина 40 мм и частота поверхности 6,3 мм.

.2 Дополнительные припуски, учитывающие

Смещение по поверхности разъема штампа - 0,3 мм [2, с. 9];

Изогнутость, отклонения от плоскости и от прямолинейности 0,3 мм [2, с. 10].

.        Размеры поковки и их допускаемые отклонения

.1      Размеры поковки:

Диаметр 165+(2,6+0,3)×2=170,8 принимаем 171 мм

Диаметр 48-(2,2+0,3)×2=45,2 принимаем 45 мм

Диаметр 104+(2,4+0,3)×2=109,4 принимаем 109 мм

Толщина 110+2,8+2,8=115,6 принимаем 116 мм

Толщина 40+2-1=41 мм

.2      Радиус закругления наружных углов - 2,5 мм [1, с. 24]

.3      Штамповочный уклон - 5 [1, с. 25]

.4      Допускаемые отклонения размеров [1, с. 23]:

Диаметр:

Толщина:  

Определяем объем заготовки, мм³

V₁=×1,1=264,4 мм³

V₂=×4=15,8 мм³

V₃=×4,1=382,3 мм³

Объем заготовки находим по формуле:

V_общ=V₁-V₂+V₃, см³  (4)

где V_{1, 2, 3} - объем отдельных ступеней заготовки, см³

V_общ= 264,4-15,8+382,3=630,9 см³

Находим массу отливки по формуле:

М_пок=V_общ×ρ, кг (5)

где ρ=7,83

М_пок=630,9×7,83=4939,9 г = 4,93 кг

К_им= (6)

К_им=1,92

Расчет заготовки - отливка

Способ получения отливки - литье под давлением в металлической форме и по выжигаемым моделям.

Класс точности размеров и масс и ряд припусков на механическую обработку с учетом способа получения отливки от 5-8 [1, с. 32]

Принимаем 6.

Ряд припусков на обработку отливки [1, с. 19] 1 - 4.

Принимаем - 3.

Определяем допуски литейных размеров отливки [1, с. 3]

Диаметр: 165 мм - 2,6 мм

мм - 2,2 мм

Ширина: 104 мм - 2,4 мм

Толщина: 110 мм - 2,8 мм

мм - 2,0 мм

Определяем основной припуск на механическую обработку [1, с. 7]

Меньшее значение припусков берем для более грубых, а большие для точных.

Рисунок 1 - Чертеж детали «Патрон»

Диаметр: 165 мм - 2,4 мм

мм - 2 мм

Ширина: 104 мм - 2,4 мм

Толщина: 110 мм - 2,4 мм

мм - 2,4 мм

Определяем размеры заготовки

.        Диаметр 165+2,6×2=170,2; Принимаем 37 мм

.        Диаметр 48-2,2×2=43,6 мм; Принимаем 43,5 мм

.        Ширина 104+(2,4+0,2+0,3)×2=109,4 мм; Принимаем 32 мм

.        Толщина 110+(2,8+0,2)×2=116 мм; Принимаем 116 мм

.        Толщина 40+(2,0+0,2)×2=44,4 мм; Принимаем 44,5 мм

6.      V_дет1=×7,15=1622,1 см³

7.      V_дет2=×4,45=418,8 см³

8.      V_отв=×11,6=172,3 см³

9.      V_паз=418,8+1622,1-172,3=1868,6 см³

Объем заготовки находим по формуле (4)

V_общ=418,8+1622,1+172,3+1868,6=4081,8 см³

Находим массу отливки по формуле (5)

М_отл=4081,8×7,83=31960,494г =31,960 кг

Находим коэффициент использования материала по формуле (5)

К_отл==0,297

Таким образом, для детали «Патрон» лучше изготовить заготовку методом штамповки, так как коэффициент использования материала при литье меньше чем у поковки.

К_и.пок. = 3,44 > К_отл = 0,297

.3 Разработка маршрутного технологического процесса

Токарная операция

Токарно-револьверный станок модели 1А425

Токарная операция

Токарный - многорезцовый полуавтомат модели 1Н713

Токарная операция

Токарно-револьверный станок модели 1А425

Фрезерная операция

Вертикально - фрезерный станок модели 6Т104

Токарная операция

Токарный - многорезцовый полуавтомат модели 1Н713

.4 Разработка операционного технологического процесса

Рис. 2 - «Эскиз детали с обозначением обрабатываемых поверхностей»

Токарная операция

Оборудование: токарно-револьверный станок модели 1А425

Приспособление: патрон трехкулачковый, упор

Содержание операции:

Точить торец 1 окончательно

Режущий инструмент: резец проходной отогнутый

Измерительный инструмент: калибр-скоба

Расточить отверстие 2 окончательно

Режущий инструмент: резец расточной

Измерительный инструмент: калибр-пробка

Расточить выточку в отверстии 2 окончательно

Режущий инструмент: резец проходной упорный прямой

Измерительный инструмент: калибр-пробка

Точить фаску 2×45º

Режущий инструмент: резец проходной отогнутый

Токарная операция

Оборудование: токарный многорезцовый полуавтомат модели 1Н713

Приспособление: оправка цанговая

Содержание операции:

Точить поверхности 3 предварительно, точить поверхности 4, 5 окончательно

Режущий инструмент: резец токарный проходной упорный прямой; резец токарный проходной упорный отогнутый

Измерительный инструмент: калибр-скоба

Токарная операция

Оборудование: токарно-револьверный станок модели 1А425

Приспособление: патрон

Содержание операции:

Точить торец 6 окончательно

Режущий инструмент: резец проходной отогнутый

Измерительный инструмент: калибр-скоба

Точить поверхность 7 предварительно

Режущий инструмент: резец проходной упорный прямой

Точить поверхность 7 окончательно

Режущий инструмент: резец фасонный

Измерительный инструмент: калибр-пробка

Точить радиус R10,5 скос между диаметрами ø 89,4 и ø 79,4 окончательно

Режущий инструмент: резец фасонный

Измерительный инструмент: шаблон специальный

Нарезать резьбу М48-6Н окончательно

Режущий инструмент: метчик машинный

Измерительный инструмент: калибр-пробка резьбовая

Фрезерная операция

Оборудование: вертикально - фрезерный станок модели 6Т104

Приспособление: поворотно-делительная головка

Содержание операции:

Фрезеровать шестигранник окончательно

Режущий инструмент: фреза концевая

Измерительный инструмент: калибр-скоба

Токарная операция

Оборудование: токарный многорезцовый полуавтомат модели 1Н713

Приспособление: оправка резьбовая

Содержание операции:

Точить поверхность 3 окончательно, точить 2 фаски 3×45º, точить угол 30º

Режущий инструмент: резец проходной прямой

Измерительный инструмент: калибр-скоба

.5 Обоснование и выбор баз

Под базированием в машиностроении понимают придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

Базирование необходимо на всех стадиях создания изделия: при конструкции и рассмотрении его в сборе, при изготовлении и измерения.

При базировании с выверкой в качестве проверочных баз используют обрабатываемые поверхности или разметочные риски, то есть скрытые базы. В обоих случаях требуемое положение обрабатываемой заготовки обеспечивается рядом выверок: после предварительной грубой установки положение заготовки проверяют рейсмусом или индикатором, затем по результатам проверки положение обрабатываемой заготовки используют соответствующим смещением, подклиниваем и другими способами.

Базирование с выверкой по проверочным базам вызывает необходимость разметки заготовок, вследствие чего этот метод обычно принимают в индивидуальном и мелкосерийном производствах.

В серийном производстве это базирование применяют при обработке заготовок крупных или сложных деталей, если изготовление специальных установочно-зажимных приспособлений оказывается нецелесообразным.

Установка обрабатываемой заготовки на станке с выверкой по проверочным базам не обеспечивает устойчивого положения заготовки, поэтому часто применяют трудоемкий способ выверки со снятием контрольных стружек и последующими контрольными промерами.

Существует 3 способа достижения концентричности внутренних и наружных поверхностей:

1)      Обработка поверхности с одной установки заготовки. Этот способ можно применить на токарных, револьверных и станках автоматах при обработке детали из проката или прутков.

)        Обработка сначала наружной поверхности, затем отверстия при установки детали по наружной поверхности.

)        Сначала обрабатывают отверстия, затем наружную поверхность, при установки детали по отверстию.

При обработке детали «Патрон» необходимо воспользоваться третьим способом для лучшего достижения концентричности внутренних и наружных поверхностей.

В качестве черновой базы принимаем наружный диаметр ᴓ 165 мм. За чистовую базу принимаем внутренний диаметр ᴓ 48 мм.

На 005,010, 015, 020, 025 - операции выбрана установочная база - наружная цилиндрическая поверхность.

На 005, 015, - операции выбрана установочная база - внутреннее отверстие.

.6 Выбор технологического оборудования

На операции 010, 025 выбран токарный многорезцовый полуавтомат модели 1Н713

Технологическая характеристика станка:

Наибольший диаметр обработки, мм:

Над станиной…………………………………………………………….410

Над кареткой…………………………………………………………….360

Над суппортом…………………………………………………………..300

Наибольшая длина хода переднего суппорта, мм……………………350

Наибольшая длина хода заднего суппорта, мм………………………200

Наибольшее расстояние между центрами, мм………………………500

Наибольшее расстояние между центрами. Мм……………………….200

Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту, об/мин…………63-1250

Пределы величин продольных подач, мм/об:

Переднего суппорта……………………………………………….0,12-1,38

Заднего суппорта на каждую продольную подачу……………………..12

Пределы величин поперечных подач заднего суппорта…...….0,016-2,37

Скорость быстрого перемещения переднего суппорта, мм/мин……2330

Мощность главного электродвигателя, кВт……………………………10

На операции 005, 015 выбран токарно-револьверный полуавтомат модели 1А425

Технологическая характеристика станка:

Наибольшие размеры обточки штучных заготовок в патроне:

Диаметр…………………………………………………….……….……250

Длина…………………………………………………………….….……175

Расстояние от торца шпинделя до передней грани револьверной головки……………………………………………………………………365-610

Частота вращения шпинделя, об/мин……………………………50-1250

Продольная подача револьверного суппорта, мм/об………………15-300

Круговая (поперечная) подача револьверной головки, мм/об……15-300

Мощность электродвигателя главного привода, кВт………………….7,5

Габаритные размеры:

Длины…………………………………………………………………2970

Ширина………………………………………………………………1650

Высота………………………………………………………………2150

На операцию 020 вертикально-фрезерный консольный станок модели 6Т104

Выбор технологической оснастки

Размеры рабочей поверхности стола (ширина × длина)………160×630

Наибольшее перемещение стола:

Продольное…………………………………………………….………..400

Поперечное…………………………………………………….………...160

Вертикальное…………………………………………………….………320

Наибольший угол поворота шпиндельной головки, °………………±45

Число скоростей шпинделя……………………………………………12

Частота вращения шпинделя, об/мин……………………………63-2800

Число подач стола………………………………………………………12

Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт……2,2

Приспособление: патрон токарный трехкулачковый 7100-0005 П ГОСТ 2168 - 75

)        Резец 2173 - 0001 Т15К6 ГОСТ 18892 - 73

Калибр-скоба 8113-0209 П-ПР ГОСТ 18363-73

)        Резец 2140-0001 ГОСТ18882-73

Калибр - пробка 8133 -1104 ГОСТ 14812-69

)        Резец 2140-0001 ГОСТ18882-73

Калибр - пробка 8133 -1104 ГОСТ 14812-69

)        Резец 2173 - 0001 Т15К6 ГОСТ 18892 - 73

Приспособление: Оправка разжимная 7150-0618 ГОСТ 18440-73

)        Резец 2173 - 0001 Р18 ГОСТ18882-73

Калибр - скоба 8113 - 0209 ГОСТ 18362 - 73

)        Резец 2173 - 0001 Т15К6 ГОСТ18882-73

Калибр - скоба 8113 - 0209 П-ПР ГОСТ 18363 - 73

Калибр - скоба 8113 - 0209 ГОСТ 18362 - 73

Приспособление: патрон 7100-005П ГОСТ 2168-75

)        Резец 2173 - 0001 Т15К6 ГОСТ18882-73

Калибр - скоба 8113 - 0209 П-ПР ГОСТ 18363 - 73

)        Резец 2140-0001 ГОСТ18882-73

)        Резец 2140-0001 ГОСТ18882-73

Калибр-пробка 8133-1104 ГОСТ 14812-69

)        Резец фасонный

Шаблон специальный

)        Метчик машинный ГОСТ 3266-81

Калибр-пробка резьбовая ГОСТ 24939-81

Приспособление: Поворотно-делительная головка ГОСТ 16163-90

Фреза 2200-0157 ГОСТ 3752-71

Калибр - скоба 8113 - 0209 ГОСТ 18363 - 73

Приспособление: Оправка резьбовая 7150-0618 ГОСТ 18440-73

Резец 2173 - 0001 Т15К6 ГОСТ18882-73

Калибр - скоба 8113 - 0209 П-ПР ГОСТ 18363 - 73

2.7 Определение операционных припусков, допусков, межоперационных размеров

Рассчитываем припуск на размер ᴓ 165h9 расчетно-аналитическим

методом.

Исходные данные о рассматриваемой поверхности:

Поверхность цилиндрическая.

Поле допуска h9 (_-0,016)

Шероховатость поверхности: Ra=6,3 мм

Длина обрабатываемой поверхности 70 мм

Припуск на заданную поверхность определяем по формуле

2Z_i=2(R_zi-1+h_i-1+∆_i-1) +T_i-1-T_i, мкм   (7)

где R_zi-1 - высота микронеровностей оставшихся на поверхности

предшествующего смежного перехода, мкм;

h_i-1 - глубина поверхностного слоя, мкм;

∆_i-1 - суммарное значение пространственных отклонений для элементарной поверхности на предыдущем переходе, мкм;

T_i-1 - допуск размера на предшествующем переходе, мкм;

T_i - допуск размера на выполняемом переходе, мкм.

Сбор исходных данных припуска определяем по источнику [3] и заносим в таблицу 3

Таблица 3 - Исходные данные

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовки закреплённой в центрах

∆₀=    (8)

∆_кор=∆_к×l   (9)

где ∆_к - дополнительная удельная кривизна поковки на 1 мм длины;

∆_к = 1,6 мм

l - длина детали; l = 71,5 мм

∆_ц  - погрешность зацентровки поковки определяется по формуле  

∆_ц=0,25×   (10)

где Т - допуск в мм на диаметр базовой поверхности заготовки и использованной при зацентровки; Т=2500 мкм

∆_кор=0,5×32=16 мм

∆_у=0,25×=625 мм

∆₀==635 мм

Пространственные погрешности механической обработки рассчитывают

∆₁=0,06×635=38,1 мм

∆₂=0,05×38,1=1,905 мм

Z_i=2(200+250+0,6)+2500-400=3,007 мкм = 3,0 мм

Z₂=2(50+50+0,6)+400-100=501,2 мкм = 0,5 мм

Z_общ=3,0+0,5=3,5 мм

Предварительность и порядок расчета промежуточных размеров с допусками и параметрами шероховатости, приведены в таблице 4

Таблица 4 - Промежуточные размеры

Определение межоперационных допусков и размеров заготовки табличным методом

Таблица 5 - Таблица припусков, допусков и межоперационных размеров

2.8 Определение режимов резания и норм времени

Режимы резания на токарную операцию 010

Точить поверхность ø 165h9 (_-0,1)

Заготовка ø 171

I.       Выбираем режущий инструмент

- принимаем токарный проходной упорный резец.

В зависимости от вида и условия обработки принимаем материал резца - Р18 [7, c 348], сечение резца В×Н = 25×25.

Форма передней плоскости резца - плоская. φ = 60-75 град

Принимаем: φ = 60 град [7, 350]

- принимаем токарный проходной резец.

В зависимости от вида и условия обработки принимаем материал резца - Р18 [7, c 348].

Форма передней плоскости резца - плоская. φ = 60-75 град

Принимаем: φ = 60 град [7, 350].  Определяем режимы резания:

1)      Определяем глубину резания:

t = , мм   (11)

t = =3 мм

2)      Определяем подачу:

Размер державки резца Н×В = 25×25 мм

S = 0,06-0,12 мм/об

Принимаем S = 0,12 мм/об

)        Назначаем период стойкости резца Т = 60 мин

)        Определяем скорость резания, допускаемую резцом [7, c. 44]: V = 44 м/мин

)        Определяем частоту вращения шпинделя:

, об/мин   (12)

где V - скорость резания, м/мин;

π - 3, 14;

D - диаметр заготовки, мм.

 = 85 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя:

n_д = 80 об/мин

6)      Определяем действительную скорость резания:

, м/мин  (13)

где  = 3, 14;

- диаметр заготовки, мм;

- частота вращения шпинделя.

 = 41,5 м/мин

7)      Проверка:

а) Определяем мощность затраченную на резание [7, c. 56] N_рез =1,3 кВт

Так как мощность, затраченная на резание равна, то лимитирующим резцом будет резец 1.

б) Определяем мощность на шпинделе станка:

N_шп = N_дв × η, кВт   (14)

где N_дв - мощность двигателя станка, кВт; N_дв = 5 кВт

η - КПД станка, η = 0,8

N_шп = 5 × 0,8 = 4 кВт

Следовательно:

N_рез (1,3 кВт) ˂ N_шп (4 кВт)

Обработка на данном станке возможна. .        Определяем основное (машинное) время:

 = , мм   (15)

где y - ∆ - величина врезания и перебега [7, с. 369];

y + ∆ = 4 мм

= 17,5 мин

IV.    Определяем вспомогательное временя:

Нормирование вспомогательного времени производим по формуле:

Т_в = (t_{в уст} + t_{в пер} + t_{в доп} + t_{в изм}) + K_tв, мин  (16)

где t_{в уст} - время на установку и снятие детали, мин

t_{в пер} - время связанное с переходом, мин

t_{в доп} - время на приемы не вошедшие в комплекс, мин

t_{в изм} - время связанное с измерением, мин

K_tв - коэффициент серийности

Определяем коэффициент серийности [9, с. 31] K_tв = 1,15

Определяем время на установку и снятие детали [9, с. 32] t_{в уст} =0,8 мин

Определяем время на проход [9, с. 66] t_{в пер} = 0,31 мин

Определяем время на контрольные измерения [9, с. 191] t_{в изм} = 0, 17 мин. Определяем время на приемы не вошедшие в комплекс [9, с. 69]

а) Изменить число оборотов шпинделя

t_{в доп} = 0,07×2=0,14 мин

б) Изменить величину или направление подачи

t_{в доп} = 0,06×2=0,12 мин

в) Закрыть или открыть щиток ограждения от стружки

t_{в доп} = 0,02×2=0,04 мин

t_{в доп общ} = 0,14+0,12+0,04=0,3 мин

Т_в = (0,80 + 0,31 + 0, 3 + 0,17) + 1,15 =1,817мин.    Определяем штучное время:

Т_шт = (Т₀ + Т_в) × (1 + , мин  (17)

где Т₀ - основное (машинное) время на обработку детали, мин

Т_в - вспомогательное время, мин

- время на обслуживание рабочего места, %

 - время перерывов на отдых и личные потребности исполнителя, %

)        Время на обслуживание рабочего места [9, с. 70]  = 3,5 %

)        Время перерывов на отдых и личные надобности [9, с. 203]  = 4 %

Т_шт = (17,5 + 1,817) × (1 + ) = 20,8 мин

Определяем подготовительно-заключительное время Т_п.з. =14 мин

IV.    Определение штучно-калькуляционного времени

, мин  (18)

, мин   (19)

, мин

, мин

Режимы резания на токарную операцию 005

1)      Точить торец ø 111 мм

)        Расточить отверстие ø 43 l=117 мм

3)      Расточить выточку длиной 55 и h=10 мм

)        Точить фаску 2×45

I.       Определяем режимы резания

1)      Определяем глубину резания по формуле (11)

t₁ = =3,5 мм

t₂ = =2,5 мм

t₃==6 мм

t₄==13 мм

2)      Определяем подачу

Размер державки резца Н×В = 25×25 мм

S₁ = 0,06-0,12 мм/об

Принимаем S₁ = 0,12 мм/об

S₂ = 0,06-0,12 мм/об

Принимаем S₂ = 0,12 мм/об

S₃ = 0,06-0,12 мм/об

Принимаем S₃ = 0,12 мм/об

S₄ = 0,06-0,12 мм/об

Принимаем S₄ = 0,12 мм/об. Назначаем период стойкости резца

Т₁ = 60 мин   Т₃ = 60 мин

Т₂ = 60 мин   Т₄ = 60 мин

)        Определяем скорость резания, допускаемую резцом [7, c. 41]

V₁ = 125 м/мин  V₃ = 84 м/мин

V₂ = 112 м/мин  V₄ = 81 м/мин

)        Определяем частоту вращения шпинделя по формуле (12)

 = 382,75 об/мин

 = 829,5 об/мин

Корректируем частоту вращения шпинделя

n_д1 = 400об/мин

n_д2 = 800 об/мин

3)      Определяем действительную скорость резания по формуле (13)

 = 130,6 м/мин

 = 108,016 м/мин

4)      Проверка

а) Определяем мощность затраченную на резание [7, c. 56]

N_рез1 = 1,3 кВт

N_рез2 = 1,3 кВт

N_{рез общ} = 1,3+1,3=2,6 кВт

б) Определяем мощность на шпинделе станка по формуле (14)

N_дв = 5 кВт

η = 0,8

N_шп = 5 × 0,8 = 4 кВт

Следовательно:

N_рез (2,6 кВт) ˂ N_шп (4 кВт)

Обработка на данном станке возможна.

)        Определяем основное (машинное) время по формуле (15)

= 2,2 мин

6)      Определяем вспомогательное временя

Нормирование вспомогательного времени производим по формуле (16)

Определяем коэффициент серийности [9, с. 31] K_tв = 1,15

Определяем время на установку и снятие детали [9, с. 32] t_{в уст} =0,80мин

Определяем время на проход [9, с. 66] t_{в пер} = 0,17 мин

Определяем время на приемы е вошедшие в комплекс [9, с. 109]

а) Изменить число оборотов

t_{в доп} = 0,07×2=0,14 мин

б) Изменить величину или направление подачи

t_{в доп} = 0,06×2=0,12 мин

в) Закрыть или открыть щиток ограждения от стружки

t_{в доп} = 0,02×2=0,04 мин

t_{в доп общ} = 0,14+0,12+0,04=0,3мин

Определяем время на контрольные измерения [9, с. 191] t_{в изм} =0,16 мин

Т_в = (0,80+0,17+0,3+0,16) ×1,15 = 1,65 мин.   Определяем штучное время по формуле (17)

1)      Время на обслуживание рабочего места [9, с. 70]  = 3,5 %

)        Время перерывов на отдых и личные надобности [9, с. 203] =4 %

Т_шт = (2,2 + 1,65) × (1 + ) = 4,13 мин

Определяем подготовительно-заключительное время Т_п.з. =14 мин

IV.    Определение штучно-калькуляционного времени по формуле (18)

Определяем h по формуле (19)

 мин

 мин

.9 Описание и расчет измерительного инструмента

Расчет и конструирование калибра - пробки для контроля размера ᴓ 55H8 ^(+0,046)

1)      Определяем предельные размеры поверхности детали

D_max = D + ES, мм    (20)_min = D + EI, мм    (21)

где D - номинальный размер, мм

ES - верхнее отклонение, мм

EI - нижнее отклонение, мм

D_max = 55+0,046=55,046 мм

D_min = 55+0=0 мм

)        Определяем формулы для определения исполнительных размеров [8, с. 13]

^+Н, мм (22)

, мм (23)

^+Н, мм (24)

, мм (25)

где  - наибольший предельный размер, мм

 - наименьший предельный размер, мм

z₁ - отклонение середины поя допуска на изготовление проходного калибра для отверстия относительно наибольшего предельного размера изделия, мм

- допуск на изготовление калибров, мм

3)      Находим данные для определения исполнительных размеров [8, с 14]

z₁ = 0,011 мм

Y₁ = 0 мм

H₁ = 0,007 мм

H_p = 0,025 мм

)        Определяем предельные размеры проходной части калибра скобы по формуле (24)

 = 55,036 мм

= 55,029 мм

Исполнительный размер ПР = 55,029 ^+0,007 мм

5)      Определяем предельные размеры непроходной части калибра - скобы по формуле (25)

 + 0,007 = 54,990 мм

 = 54,983 мм

Исполнительный размер НЕ = 54,983^+0,007 мм

Рисунок 3 - Схема расположения полей допусков калибра - скобы для контроля ᴓ 41 мм

2.10 Расчет режущего инструмента

Рассчитываем концевую фрезу с коническим хвостовиком для обработки шестигранника. Основные размеры фрезы выбираем по ГОСТ 19257-73

Геометрические параметры режущей части фрезы [11, c. 152]

1)      Задний угол [11, с. 152]

   (26)

где С -постоянный коэффициент [11, c. 152] С =0,13

S_z - подача на зуб фрезы, мм/зуб S_z = 0,006 мм/зуб

=0,6;α_n=40 ͦ

tgα_n=tgα×sinφ  (27)

где φ - главный угол в плане φ=45 ͦ

tgα_n=tg0,6×sin45=0,007

α_n=4 ͦ

2)      Число зубьев [11, с. 156]

z=m√D   (28)

где D - диаметр фрезы, мм

m - коэффициент зависящий от условий работы и требуемой конструкции фрезы

m = 2,0 для фрез с мелкими зубьями, цельных, с углом ω=30-35 ͦ

z=2×√50=14,14

Принимаем z=12 зубьев

)        Для фрез с углом ω=35 ͦ, предназначенных для обработки стали средней твердости, передний угол в сечении, перпендикуляром режущей кромки зуба, γ=14-16 ͦ в том же сечении задний угол α_n=9-11 ͦ [11, с. 159]

Принимаем γ=15 ͦ.

tg_γ=tgω×cosφ+tgγ₁×sinφ  (29)

где ω - угол наклона винтовой канавки

φ - главный угол в плане, ͦ

γ₁ - передний угол поперечный,

   (30)

=0,32

γ₁=17 ͦ

tgγ=tg35×cos45+tg17×sin45=0,711

γ=35 ͦ

4)      Определяем высоту профиля зуба

, мм   (31)

где d - диаметр фрезы, мм

z - число зубьев

Для концевых фрез k = 1,2

, мм

r = 1,5 × h, мм

r = 1,5 × 10 = 15 мм

5)      Равномерная работа:

    (32)

B - ширина фрезерования, мм

В = 104 мм

==2,783

Устанавливаем параметры хвостовика [12, с. 30]

Конус Морзе №2

Материал хвостовика фрезы - Сталь 50 (ГОСТ 1050-88)

Твердость торцовой части конического хвостовика HRC 30…40

заготовка резание измерительный

Заключение

В данном дипломном проекте был разработан технологический процесс изготовления детали «Патрон». Заготовка для данной детали была рассчитана двумя способами: литье под давлением в металлической форме и поковка штампованная. Из этих двух методов была выбрана штамповка пакованная, так как коэффициент использования металла в этом методе выше. В данном дипломном проекте было выбрано серийное производство и соответствующее ему оборудование. Так же произведен расчет наиболее целесообразных режимов резания, норм времени.

В проекте приведен расчет режущего инструмента и измерительного инструмента. В качестве режущего инструмента была рассчитана концевая фреза для обработки внутренней канавки.

К проекту прилагается комплект технологической документации, в который входят маршрутная карта и карта эскизов на все операции.

Список используемой литературы:

1.   Дальский А., Косилова А., Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х. т. Том 1и Том 2, М.: Машиностроение. 2012г., 910 с.

2.      Обработка металлов резанием. Справочник технолога. Под общ. ред. А.А. Панов М.: Машиностроение, 2008.

.        Нефёдов Н.А., Осипов К.А. Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту 5-е изд. Перераб. и доп. М.: Машиностроение, 2010г., 448 с.

.        Горбацевич А.Ф., Чеботаев В.Н. Проектирование по технологии машиностроения. Высшая школа, Минск 1975г., 288 с.

.        Режимы резания металлов: Справочник; Под ред. Ю.В. Барановского, Л.А. Брахман, Ц.З. Бродский, Л.А. Быков и др. Изд. 3-е. М.: Машиностроение, 1972г. 407 с.

.        Медовой И.А., Уманский А.Г. Исполнительные размеры калибров. Справочник М.: Машиностроение, 1980г.

.        Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1. Токарные, карусельные, токарно-револьверные, алмазно-расточные, сверлильные, строгальные, долбежные и фрезерные танки. Изд. 2-е, М.: Машиностроение, 2010г., 406 с.

.        Общемашиностроительные нормы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и предварительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. Изд. 2-е. М.: Машиностроение, 1974г., 421 с.

.        Конструирование инструмента: Учебник для машиностроительных техникумов/ Г.А. Алексеев, В.А. Аршинов, Р.М. Кричевская; Под общ. ред. Г.А. Алексеева - М.: Машиностроение, 2009. - 384 с., ил.

.        Металлорежущие инструменты А.А. Суворов, Г.С. Зайдлин, Г.М. Стискин - М.: Машиностроение, 1979.

.        Справочник технолога-машиностроителя. В - 2-х т./ Под ред. А.М. Дольского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова 5-е изд. перераб. И доп. - М.: Машиностроение - 1,2011г.