Міністерство освіти і науки України
Національний університет біоресурсів і природокористування України
КУРСОВА РОБОТА
з навчальної дисципліни
«Технології машинобудування»
на тему:
«Проектування технологічного процесу механічної обробки деталі і пристосування»
Варіант 2
Виконав:
Студент 2-го курсу
групи Гмаш-2002
Музира Руслан Амангелдійович
Викладач:
Похиленко Генадій Миколайович
Київ - 2022
ЗМІСТ
Вступ
1. Призначення деталі
2. Розробка технологічного процесу виготовлення деталі
3. Розрахунок режимів різання та норм часу
4. Розрахунок технічної норми часу
5. Розрахунок конструкції елементів пристосування
6. Розрахунок виробничої ділянки цеху
Список літератури
ВСТУП
Ефективність виробництва, його технічний прогрес, якість продукції багато в чому залежить від його технічного оснащення: верстатами, машинами різними приладами та матеріалами, від впровадження нових технологій виробництва та економії коштів, від кваліфікації персоналу тощо.
Значення постановки всіх питань під час підготовки кваліфікованих кадрів фахівців виробництва, які повністю оволоділи інженерними методами проектування виробничих процесів, очевидно. У зв'язку з цим у навчальному процесі вищих навчальних закладів значне місце приділяється самостійним роботам, таким як курсове проектування за технологією машинобудування.
Технологія машинобудування вивчає сукупність методів та прийомів виготовлення машин (відновлення їх несправності) вироблених протягом тривалого часу.
Метою є вивчення, побудова та аналіз технічних процесів виготовлення та ремонту деталей СДМ, набуття практичних навичок у розробці технології виробництва та ремонту машин.
1. ПРИЗНАЧЕННЯ ДЕТАЛІ
Деталь призначена для передачі моменту, що крутить, від електродвигуна до редуктора.
Деталь-вал. Деталь виготовляється із сталі високої якості марки Сталь45 та проходить термічну обробку. Вага деталі 151 кг.
Таблиця 1.1- Механічні властивості стали 45
Вал відбору потужності встановлюється в СДМ і призначений передачі крутного моменту від роздавальної коробки до робочого органу(бур).
Нетехнологічним у цій конструкції є те, що вал має надто велику довжину при малому діаметрі для свого класу точності. Ця обставина передбачає складність механічної обробки з високою точністю.
В іншому деталь достатньо технологічна допускає застосування прохідних різців для обробки поверхонь. Поперечні канавки мають форму та розміри, придатні для обробки на гідрокопіювальних верстатах.
Термообробка:
Загартування, ТВЧ, цементація.
2. РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛІ
Визначення розміру партії деталі та типу виробництва
У машинобудуванні розрізняють умовно три типи виробництва: масове, серійне та одиничне.
При масовому виробництві виготовляють серію виробів, які регулярно повторюються через певні проміжки часу. Характерний ознака серійного виробництва – виконання робочих місцях кількох повторюваних операцій.
При одиничному виробництві виконуються вироби широкої номенклатури у малих кількостях, які або повторюються зовсім, або повторюються через невизначений час.
Кількість деталей у партії
,де N – річна програма у штуках;
n - кількість днів запасу, n = 5-10 днів, приймаємо n = 7;
DP – кількість робочих днів на рік
Користуючись таблицею, визначаємо, що тип виробництва середньосерійний.
Розрахунок припусків та допусків на розмір
Розмір заготівлі та припуски на механічну обробку визначається табличним методом. Припуск на механічну обробку валу-шестірні визначаємо відповідно до класу точності його виготовлення, заготовка виготовлена за третім класом точності.
Таблиця 2.2 - Розрахункові значення припусків та граничних розмірів
де
значення параметра шорсткості поверхні;
-просторове відхилення від площиниСумарне значення просторових відхилень для заготівлі даного типу визначається за формулою
мм , 
мм, 
мм.
ммОстаточна величина просторового відхилення:
після попереднього точіння:
,
мкм.після остаточного точіння:
,
мкм.Остаточна величина просторового відхилення:
після попереднього шліфування
,
мкм.Обробка заготовки проводиться установкою по зовнішньому діаметру та торцю. По таблиці визначаємо параметри заготівлі, що готується до обробки.
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм.Розрахунок мінімальних значень припусків робимо, користуючись основною формулою:
Розрахунок dР починаємо з кінцевого розміру шляхом послідовного додавання мінімального розрахункового припуску кожного технологічного переходу.
dp3 = 38,002+152=38,154мм,
dp2 = 38,154+304=38,458мм,
dp2 = 38,458+476=38,934мм,
dp1 = 38,934+5410=44,344мм.
Найбільші граничні розміри обчислюємо додаванням до найменшого заокругленого граничного розміру:
мм,
мм,
мм,
мм,
мм.Граничне значення припусків визначається як різниця найбільших граничних розмірів і - як різниця і переходів, що виконуються:
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм.Перевірка
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм,
мкм.3. РОЗРАХУНОК РЕЖИМІВ РІЗАННЯ
Розрахунок режимів токарної операції
Рисунок 3.1-Ескіз токарної операції
Матеріал заготовки конструкційна сталь високої якості марки 12Х2Н4А.
Верстат токарно-гвинторізний 16К20Т1
Діаметр заготовки 73мм.
Різець прохідний Т5К6 ГОСТ18877-73.
Призначення параметрів на шорсткість
мкм.Встановлюємо подачу різання
мм/об.Розрахунок глибини різання
, 
мм.Призначаємо стійкість різального інструменту
хвилин. Приймаємо 
хвилинРозрахунок швидкості різання
де
Поправочний коефіцієнт на швидкість різання
де
Пропорційний коефіцієнт на швидкість різання
Де
-коефіцієнт, що враховує матеріал оброблюваної сталі
-коефіцієнт, що враховує вимоги щодо шорсткості поверхні деталі;
- коефіцієнт, що враховує матеріал різального інструмента
Де
.
.Розрахунок частоти оберту шпинделя станка
Коригуємо розрахункову частоту обертання шпинделя верстата за паспортними даними верстата 16К20Т1
Розраховуємо справжню швидкість різання
Визначаємо тангенціальну силу різання
Де
Де
,
,
,
.
.
Н.Розрахунок ефективної потужності різання
,
кВт.Розрахунок потужності шпинделя
кВтПеревірка потужності верстата для забезпечення процесу різання
Процес різання можливий.
Розрахунок режимів різання при свердлінні
Рисунок 3.2-Ескіз свердлильної операції
Матеріал заготовки конструкційна сталь високої якості марки 12Х2Н4А
Верстат вертикально-свердлильний 2Р118, Nд = 1,5 кВт, η = 0,75.
Свердло зі швидкорізальної сталі Р6М5 ГОСТ10903-77.
Визначаємо величину подачі свердла
Приймаємо подачу
Визначаємо період стійкості ріжучого інструменту Т = 45 хв.
Розраховуємо глибину різання при свердлінні
де 
- діаметр свердла. 
ммРозраховуємо швидкість різання
де
;
;
;
-коефіцієнт, залежний від швидкості різання 
,де
- коефіцієнт, залежний від металу заготовки,де
- коефіцієнт, залежний від матеріалу свердла.
.Розраховуємо частоту обертання шпинделя за формулою
Коригуємо кількість оборотів за паспортними даними верстата
Розраховуємо дійсну швидкість різання
Визначаємо крутний момент при свердлінні.
,де
Розраховуємо потужність затрачену при свердлінні
.Перевіряємо чи достатньо потужності стакана для виконання свердління
0,42<1,125 кВт – процес різання можливий
Розрахунок режимів різання при фрезеруванні
Ескіз фрезерної операції
Матеріал заготовки конструкційна сталь високої якості марки
12Х2Н4А,
.Інструмент – фреза шпонкова двопера Р6М5 ГОСТ9140-77, D=16, число зубів Z=2.
Верстат консольний вертикально-фрезерний 6Р11, Nд = 5,5 кВт, η = 0,75.
Приймаємо глибину різання
Призначаємо подачу на зуб фрези
Встановлюємо період стійкості фрези
Розрахунок швидкості різання при фрезеруванні
,де
,де
,
;
де
;
,
Розрахунок частоти шпинделя стакана
.Корегуємо частоту обертання шпинделя стакана
Розрахунок справжньої швидкості різання
.Тангенціальна складова
де,
де,
;
,
Н.Розрахунок потужності різання при фрезеруванні
кВт.Перевіряємо чи достатньо потужності стакана для цієї операції
Процес різання можливий
Розрахунок режимів різання при шліфуванні
Ескіз шліфувальної операції
Матеріал заготовки конструкційна сталь високої якості марки 12Х2Н4А.
Шорсткість поверхні
Верстат кругло шліфувальний 3М 150, Nд = 4кВт, η = 0,75.
Шліфувальне коло ПП 750-80-305-2НА 40 СМ 16 КПТ 35ГОСТ2424-83.
Швидкість обертання заготовки
Швидкість обертання кола
Радіальне подання
Визначення потужності різання при шліфуванні
,де,
Перевіряємо чи достатньо потужності стакана для даного процесу шліфування
Процес шліфування можливий
4. РОЗРАХУНОК ТЕХНІЧНОЇ НОРМИ ЧАСУ
Розрахунок основного часу при токарній операції
де
- загальна довжина оброблюваної поверхні;
Де
справжня довжина деталі 
мм
- величина врізання 
- величина перебігу 
;
Розрахунок основного часу при свердлінні
де
- загальна довжина свердління
де
-дійсна довжина свердління
-величина перебігу свердла 2-3мм;
Розрахунок основного часу при фрезеруванні
де
-загальна довжина різання
-Подача за хвилину;
де
-дійсна довжина різання
-величина врізання фрези
-величина перебігу (3 мм);
хв;
хв;
;
хв.Розрахунок основного часу при шліфуванні
де
мм-довжина оброблюваної поверхні;
-число оборотів деталі;
- коефіцієнт враховує точність шліфування
-число проходів;
-Поздовжня подача шліфувального кола;
.Корегуємо частоту обертання
,
,
хв.5. РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІЇ ЕЛЕМЕНТІВ ПРИПРОСТУВАННЯ
Принцип роботи та будова гідравлічних лещат
Все більшого поширення набувають пневмогідравлічні та гідравлічні лещата різних конструкцій. При підвищених тисках рідини вони мають велику компактність. На малюнку 5.1 показані гідравлічні лещата, живлення яких рідиною під тиском може проводитися від групової гідроакумуляторної або від індивідуальної пневмогідравлічної установки.
У цих лещат права і ліва частини можуть бути самостійно встановлені і закріплені на столі верстата, що розширює діапазон габаритів заготовок, що закріплюються. Закріплення заготовок проводитися за допомогою гідравлічного приводу поворотного типу, вбудованого в корпус стійки 3. Масло під тиском 50...60кгс/см2 подається до фланця 5 через трубку 7 і далі через отвір у фланці 5 порожнину А, змушуючи гайку 4 повертатися. При цьому повороті гвинт 2 разом з рухомим корпусом 1 переміщається вліво, затискаючи заготовку 9.
При перемиканні напрямку потоку мастила за допомогою крана управління 6 відбувається зміна повороту ротора, а отже, зміна напрямку руху гвинта 2,при якому відбувається розкріплення заготовки 9. гвинтова пара 2 і 4 - самогальмуючий, що дозволяє після закріплення заготовки знімати тиск масла в гідроциліндрі. Для зменшення втрат на подолання тертя гайка 4 змонтована на радіально-упорних роликових підшипниках 8.
Розрахунок параметрів гідравлічного приводу
Вихідними даними для розрахунку гідроприводу є:
- сила на штоку
;- хід поршня
;- час затиску заготовки
;- номінальний тиск робочої рідини
.Секундна подача насоса визначається за формулою
де
об'ємний ККД насоса;
Потужність, що споживається приводом насоса,
де
механічний ККД насоса;
Внутрішній діаметр всмоктувального трубопроводу визначається за емпіричною залежністю
Де
– хвилинна подача насоса;
- Швидкість протікання робочої рідини;
6. РОЗРАХУНОК ВИРОБНИЧОЇ ДІЛЯНКИ ЦЕХУ
Відповідно до ОНТП02-68 приймаємо для виробничої ділянки наступний режим роботи: п'ятиденний робочий тиждень із двома вихідними днями, тривалість якого 41 година, кількість робочих днів на рік – 253, кількість змін – 2.
Річний фонд часу роботи обладнання та робітника вибираємо за таблицями 3 Дійсний річний фонд часу робітника: Фд.р. = 2030 год.
Дійсний річний фонд часу роботи обладнання: Фд.о.=2030 год. (для металорізальних верстатів 1-30й категорій ремонтної складності). Розрахунок нормативної чисельності основних та допоміжних робітників
Трудомісткість річної програми 97000 чол.ч.
Кількість основних робітників визначаємо за формулою:
де Т - трудомісткість річної програми, чол.ч.; Фд.р. - дійсний фонд робочого часу, година; η – коефіцієнт багатоверстатного обладнання, η=1,5;
осібПриймаємо кількість основних робочих осіб.16
Кількість токарів дорівнює 48% від основних:
осібПриймаємо кількість робочих осіб.8
Кількість фрезерувальників – 10%:
чол.Приймаємо кількість робочих осіб.2
Кількість зубофрезерувальників – 5%:
чол.Приймаємо кількість робочих осіб.1
Кількість шліфувальників – 15%:
чол.Приймаємо кількість робочих осіб.3
Кількість свердлювачів – 10%:
чол.Приймаємо кількість робочих осіб.2
Розрахунок кількості основного обладнання
До основного обладнання належить обладнання, призначене до виконання технологічних операцій, визначальних функціональне призначення основного виробництва.
Для розрахунку основного обладнання кожної операції головним вихідним параметром є величина річної трудомісткості технологічної операції.
Загальну кількість основного обладнання за всіма технологічними операціями можна розрахувати за формулою
де Т - трудомісткість річної програми, чол.ч.;
Фд.р. - дійсний фонд часу обладнання;
станка.Приймаємо
верстати.Загальну кількість обладнання розподіляємо за типами виробництва:
-токарні (16К20Т1)
ст.Приймаємо
ст.-Фрезерні (6Р11) ст.
Приймаємо
ст.-Свердлильні (2Н118)
ст.Приймаємо
ст.-шліфувальні (3М150)
ст.Приймаємо
ст.-зубофрезерні (5К310)
ст.Приймаєм
ст.Відповідно до отриманої кількості обладнання визначаємо коефіцієнт завантаження обладнання
де
-Розрахункова кількість обладнання;
-Прийнята кількість обладнання.Коефіцієнт завантаження токарних верстатів:
.Коефіцієнт завантаження фрезерних верстатів:
Коефіцієнт завантаження зубофрезерних верстатів:
Коефіцієнт завантаження шліфувальних верстатів:
Коефіцієнт завантаження свердлильних верстатів:
Розрахунок площі проектованої ділянки
Розрахунок площі ділянки можна проводити на підставі раніше отриманих результатів щодо визначення чисельності робітників, номенклатури та кількості обладнання з урахуванням обсягу виробництва.
Площа ділянки цеху, м2:
де n - Число верстатів, шт;
f – питома площа, що припадає однією верстат, м2;
k – коефіцієнт громіздкості;
Довжина ділянки, м:
де Н - ширина ділянки цеху, м;
м.Оскільки нам необхідно забезпечити крок колон, що дорівнює 6 метрам, то довжину ділянки цеху приймаємо 24 метри, відповідно перераховуємо площу ділянки цеху:
Висновок
В курсовій роботі розроблено технологічний процес механічної обробки вала, який виготовляється зі сталі Сталь 45 ГОСТ 1050-88
В роботі розраховані режими різання та технічні норми часу розробленого технологічного процесу. Вибрано обладнання, оснащення та різальний інструмент.
В конструкторській частині роботи розроблено пристрій для закріплення заготовки. Зроблені необхідні розрахунки сил затиску та конструктивних елементів пристрою.
В техніко-економічному обгрунтуванні технологічного процесу розрахована необхідна кількість верстатів на кожну операцію та основні показники: коефіцієнти завантаження обладнання, число операцій закріплених за одним робочим місцем, коефіцієнти використання верстату за основним часом і середній коефіцієнт використання верстатів за основним часом.
Окрім цього розроблено два аркуші формату А – 1 графічної частини: 1 лист – інструментальні наладки; 2 лист – складальне креслення пристосування.
