Аналіз технологічної операції виготовлення гільзи циліндра

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЇ МАШИНОБУДУВАННЯ
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
До курсової роботи
ЗА ТЕМОЮ:
"Аналіз технологічної операції виготовлення
гільзи циліндра ТМС 033 "
Керівник роботи: Демьянік Д.Ф.
Студент: Сорокін О.М.
Група: ВІ-11
Суми 2004

Реферат
Записка: с., Рис., Табл., Додатки, джерел.
Об'єкт дослідження - вал ексцентриковий гідромотора АК - 60.
Мета роботи - аналіз технологічної операції виготовлення валу ексцентрикового АК - 60.131.00.001.
Проаналізовано службове призначення машини, вузла, деталі, технічні вимоги, які пред'являються до деталі, технологічність, спосіб отримання заготовки, базовий технологічний процес, висловлені зауваження та запропоновані варіанти щодо поліпшення. Розроблено операційна технологія, розраховані режими різання та вироблено нормування на аналізовану операції технологічного процесу. Вибрані верстатні пристосування та ріжучий інструмент для обробки цієї деталі.
Ключові слова: гідромотор, вал, базування, технологічний процес, режими різання, верстатне пристосування, ріжучий інструмент.

Зміст

Введення. 4
1. Аналіз службового призначення машини, вузла, деталі. Опис конструктивних відмінностей деталі і умов експлуатації. 8
2. Аналіз технічних вимог на виготовлення деталі. 13
3. Визначення типу виробництва, такту випуску та партії запуску. 15
4. Вибір способу отримання заготовки і розробка технічних вимог до неї 19
5. Аналіз технологічної операції існуючого або типового технологічного процесу. 25
5.1 Аналіз та обгрунтування схем базування і закріплення. 27
5.2. Обгрунтування вибору металорізального верстата. 30
5.3. Обгрунтування вибору верстатних пристосувань, металорізального й вимірювального інструментів. 32
5.4. Розрахунок режимів різання. 33
5.5 Технічне нормування операції. 40
6. Науково-дослідна частина. 43
Висновки .. 48
Список літератури .. 50

Введення

Технологія машинобудування - це наукова дисципліна, що вивчає переважно процес механічної обробки деталей і складання машин і попутно зачіпає питання вибору заготовок і методи їх виготовлення. Це пояснюється тим, що в машинобудуванні задані форми деталей з необхідною точністю і якістю їх поверхонь досягається в основному шляхом механічної обробки, так як інші способи обробки не завжди можуть забезпечити виконання цих технічних вимог.
Процес механічної обробки пов'язаний з експлуатацією складного обладнання металорізальних верстатів; трудомісткість і собівартість механічної обробки більше, ніж на інших етапах процесу виготовлення машин.
Ці обставини пояснюють розвиток "технології машинобудування", як наукової дисципліни в першу чергу в напрямку вивчення питань технології механічної обробки та складання, в найбільшій мірі впливають на продуктивну діяльність підприємства.
Вчення про технології машинобудування в своєму розвитку пройшло протягом декількох років шлях від простої систематизації виробничого досвіду механічної обробки деталей і складання машин до створення науково обгрунтованих положень, розроблених на базі теоретичних досліджень, науково проведених експериментів і узагальнення передового досвіду машинобудівних заводів. Технологія машинобудування як наукова дисципліна створена радянськими вченими. Початок формування цієї дисципліни відноситься до тридцятих років нашого століття. Розвиток технології механічної обробки і збірки і її спрямованість обумовлюються стоять перед машинобудівної промисловістю завданнями вдосконалення технологічних процесів, вишукування та вивчення нових методів виробництва, подальшого розвитку та впровадження комплексної механізації та автоматизації виробничих процесів на базі досягнень науки і техніки, що забезпечують найбільш високу продуктивність праці при належному Як і найменшої собівартості продукції, що випускається.
Машинобудування є однією з найважливіших галузей промисловості. Його продукція - це машини різного призначення, які поставляються всім галузям народного господарства.
Зростання промисловості та народного господарства, а також темпи переозброєння їх новою технікою в значній мірі залежать від рівня озвиток машинобудування. Технічний прогрес в машинобудуванні характеризується вдосконаленням технології виготовлення машин, рівнем їх конструктивних рішень і надійності їх у подальшій експлуатації.
В даний час важливо - якісно, ​​дешево, в задані терміни з мінімальними витратами живої і матеріалізованої праці виготовити машину, застосувавши сучасну високопродуктивну техніку, обладнання, інструмент, технологічне оснащення, засоби механізації та автоматизації виробництва. Для становлення нашої держави необхідно постійно збільшувати випуск продукції машинобудування і металообробки, істотно підняти виробництво машин та устаткування, особливо автоматичних маніпуляторів з системами програмного керування, що дозволяють виключити застосування ручної праці, збільшити випуск високопродуктивних верстатів, прогресивних металорізальних інструментів і оснащення.
У сучасній технології машинобудування намітилися нові тенденції:
а) створення та впровадження прогресивних методів на заготівельних операціях, що дозволяють отримувати заготовки з максимальним наближенням до форми та розміри готових деталей;
б) удосконалення існуючих і створення нових методів обробки заготовок, як шляхом зняття стружки, так і за допомогою інших способів впливу на виріб, зокрема пластичним деформуванням, електрофізичними та електрохімічними методами і т.д.;
в) необхідно підвищувати точність металорізальних верстатів, прискорити розвиток виробництва комплексів металообробного обладнання на основі верстатів з ЧПК, обробних центрів, з автоматичною зміною інструменту;
г) організувати в широких масштабах виробництво нових видів металорізального інструмента з застосуванням зносостійких покриттів, безвольфрамових твердих сплавів та інших прогресивних ріжучих матеріалів, які послужать потужною базою для розвитку сучасного машинобудування.
Розробка технологічного процесу виготовлення машини не повинна зводиться до формального встановлення послідовності обробки поверхонь деталей, вибір обладнання та режимів. Вона вимагає творчого підходу для забезпечення узгодженості всіх етапів побудови машини і досягнення необхідної якості з найменшими витратами.
При проектуванні технологічних процесів виготовлення деталей машин необхідно враховувати основні напрями в сучасній технології машинобудування:
Наближення заготовок за формою, розмірами і якістю поверхонь до готових деталей, що дає можливість скоротити витрату матеріалу, значно знизити трудомісткість обробки деталей на металорізальних верстатах, а також зменшити витрати на ріжучі інструменти, електроенергію та інше.
Підвищення продуктивності праці шляхом застосування: автоматичних ліній, автоматів, агрегатних верстатів, Багаторізцеві гідрокопіровальних напівавтоматів, верстатів з ЧПК, більш досконалих методів обробки, нових марок матеріалів ріжучих інструментів, більш досконалих методів організації комплексних технологічних процесів.
Концентрація кількох різних операцій на одному верстаті для одночасної або послідовної обробки великою кількістю інструментів з високими режимами різання і автоматизацією допоміжних прийомів.
Застосування електрохімічних та електрофізичних способів розмірної обробки деталей.
Розвиток зміцнюючої технології, тобто підвищення міцності та експлуатаційних властивостей деталей шляхом зміцнення поверхневого шару механічним, термічним, термомеханічним, хімікотерміческім способами.
Застосування прогресивних високопродуктивних методів обробки, які забезпечують високу точність і якість поверхонь деталей машини, методів зміцнення робочих поверхонь, що підвищують ресурс роботи деталі і машини в цілому, ефективне використання автоматичних та потокових ліній, верстатів з ЧПУ - все це спрямовано на вирішення головних завдань: підвищення ефективності виробництва та якості продукції.

1. Аналіз службового призначення машини, вузла, деталі. Опис конструктивних відмінностей деталі і умов експлуатації

Процес створення машини складається в основному з двох частин: проектування та виготовлення. Обидва ці процеси взаємозалежні і переслідують одну і ту ж саму мету - створення машини задовольняє заданому службовому призначенням. Експлуатаційні показники якості машини залежать не тільки від її конструкції, але і в більшій мірі від технології виготовлення деталей і складання в виріб.
Тому чітке визначення призначення машини, конкретизація її функції, а також області та умов експлуатації, причин виходу її з ладу необхідно для обгрунтованої постановки завдань з розробки ТП виготовлення і зборки виробу.
Обрана для курсового проекту деталь є складовою частиною радіально-поршневого гідромотора.
Радіально-поршневий гідромотор є машиною високого класу точності і вимагає відповідної технології виготовлення. При проектуванні такої машини особливу увагу слід приділяти вибору величини допусків і зазорів для посадок поршнів і розподільного валу. Для підбору підшипникових пар необхідно враховувати рекомендації виробників підшипників. Всі інші рухливі деталі повинні виконуватися з мінімальними зазорами ходових посадок і допускати якісну збірку, щоб вузли працювали без пошкодження поверхні і підвищеного тертя. Центральний розподільний вал (ексцентриковий) слід виготовляти із сталевого поковки, з поверхневою загартуванням ТВЧ. Прохідна площа засвердлень в поршнях повинна обиратися, виходячи з значень швидкості олії в межах 1,5 - 3 м / сек, залежно від розміру. Розподільні вали можуть встановлюватися в кришках на пресової або на ковзної посадці. Корпуси і кришки таких насосів можуть виготовлятися із сталевого литва, або з модифікованого чавуну.
Як матеріал для ротора використовуються як сталь, так і кольорові метали (латунь і бронза). У сучасних конструкціях зазвичай використовуються сталі. Поршні насоса виготовляються із сталевого прокату з подальшою цементацією і загартуванням. Бронза в парі з чавуном добре підходить в якості матеріалу для черевиків поршнів або ковзних сегментів насосів.
Даний радіально-поршневий насос мод. АК-60 виготовляється на СМНВО ім. Фрунзе як гідропривід установки для ремонту і буріння свердловин. Ця установка виготовляється на базі шосе автомобіль КРАЗ і є пересувною. У маркуванні насоса 60 т - його вантажопідйомність.
Технічна характеристика радіально-поршневого
гідромотора МРФ-1000/25М1
Назва показника
Значення показника
Робочий об'єм, см
1000
Частота обертання, об / хв:
номінальна
максимальна
мінімальна
240
378
5
Витрата номінальний, л / хв
253
Тиск на вході, МПа:
номінальне
максимальне
25
32
Тиск на виході, МПа:
максимальне
мінімальне
2.5
0.3
Номінальний перепад тиску, МПа
24.7
Максимальний тиск дренажу, МПа
0.05
Гидромеханічеській ККД,%
не менше 92
Загальний ККД,%
не менш 87
Маса без робочої рідини, кг
не більше 150
Номінальна потужність, кВт
89
Номінальний обертальний момент, Н · м
3613
Крутний момент страчіванія, Н · м
3258
Навантаження, що допускається на кінці валу, Н:
осьова
радіальна
1000
3000
Розглянута в даному курсовому проекті деталь вал ексцентриковий 6 у вузлі встановлюється на радіально-наполегливих роликопідшипниках 42 (див. додаток А) і є виконавчим органом машини.
Схема базування деталі вал ексцентриковий у вузлі при складанні наведена нижче на малюнку 1.1.
Як і було зазначено вище у вимогах до радіально-поршневим гідромоторів, распредвал виготовляється із сталевого поковки, виконавчі його поверхні піддаються загартуванню ТВЧ.
Проаналізуємо основні поверхні деталі.

Малюнок 1.1. - Конструктивні елементи деталі
Циліндричні поверхні 1 і 13 є основними конструкторськими базами і визначають положення деталі у вузлі.
Поверхні 4 і 16 (фаски) призначені для підвищення технологічності деталі, так само як і поверхні 8 і 12.
Поверхні валу 7 і 10 є виконавчими, тому що завдяки цим поверхням деталь виконує свою функцію - передає рух поршнів гідромотора. У даному проекті докладно буде розглянуто процес механічної обробки цих поверхонь.
Поверхні шпоночно паза 3 та 5 є конструкторськими і служать для передачі обертаючого моменту через спеціальну пластину 16 на золотник (розподільник).
Конусна поверхню 14 підвищує технологічність деталі.
На циліндричної поверхні 15 нарізані шліци D-8x56x65f7-10f9. Ця частина валу передає обертаючий момент від електродвигуна.
Всі поверхні деталі доступні для механічної обробки. Наявність великої кількості поверхонь з різними діаметрами збільшують трудомісткість виготовлення. Всі поверхні піддаються механічній обробці.
Дана деталь буде виготовлятися з прокату. По суті прокат є найбільш вигідною заготівлею і за вартістю виготовлення, і за кількістю відходів (щодо не - високого). Однак, специфіка виготовлення валу призводить до того, що коефіцієнт використання матеріалу досить невисокий 0,65 - 0,7 (велика кількість металу йде на зразки для випробувань).

Малюнок 1.2. - Схема базування деталі у вузлі
Таблиця 1.2. - Матриця Таблиця 1.3. - Таблиця відповідностей
X
Y
Z
L
0
1
1
ДНБ
a
0
1
1
L
1
0
0
ПРО
a
0
0
0
№ точки
Ступінь свободи
Назва бази
1,2,3,4
II, III, V, VI
ДНБ
5
I
ПРО
6
IV
вакансія

2. Аналіз технічних вимог на виготовлення деталі

Технічні вимоги на виготовлення виробу або складальної одиниці характеризують основні параметри їх якості, що перевіряються при остаточному контролі або випробуваннях. Тому важливо правильно визначити технічні вимоги деталі.
Креслення деталі дає повне уявлення про конфігурації, конструкції, розмірах, їх точності форми всіх поверхонь деталі, матеріалі і його властивості, і відповідає стандартам на оформлення конструкторської документації, і зокрема креслень (ГОСТ 2.109-73, ГОСТ 2.305-68, ГОСТ 2.307- 68). Наявних на кресленні видів, проекцій, розрізів, виносних елементів цілком достатньо для розуміння загального вигляду виробу. Проте на кресленні є невеликі недоліки: не на всіх видах зображені відповідні фаски, креслення важко читаємо, величини лінійних розмірів в окремих випадках не відповідають рекомендаціям по ГОСТ 6636-89.
На кресленні достатньо інформації про матеріал, і спосіб отримання заготовки:
Поковка ІІІ гр. - НВ 262 ... 311 ГОСТ 8479-70
Матеріал: Сталь 38ХА ГОСТ 4345-71
Хімічний склад і механічні властивості матеріалу наведені нижче (див. п).
Деталь має ряд допусків на виготовлення. Розглянемо деякі з них.
Вимоги щодо точності розмірів:
Незазначені граничні відхилення розмірів: h14; ± t2 / 2 бажано, щоб частина розмірів було виконано за більш високим квалітету. Також не вказано граничне відхилення для внутрішніх розмірів (Н14).
Вимоги по шорсткості:
Шорсткість основних і базових поверхонь Ra = 1,6 мкм. Шорсткість невказаних поверхонь Ra = 6.3 мкм, що є прийнятним. Однак на бічні поверхні шліців слід було б призначити більш високу шорсткість, ніж Ra = 2.5. мкм.
Вимога за формою поверхонь:
Всі необхідні допуски форми та розташування поверхонь позначені на кресленні (допуски радіального биття, паралельності, симетричності відносно осі).
Слід зазначити, що вимоги до биття поверхні занижені і слід було б призначити цей допуск в межах 0,03.
Ще одним недоліком є ​​відсутність допуску на циліндричної форми вала під посадкові місця підшипників.
Виходячи з функціонального призначення деталі і аналізу технічних вимог можна зробити наступні висновки:
1. Призначені конструктором розмірна і геометрична точність забезпечать нормальну роботу механізмів. Зниження вимог до точності і взаємному розташування поверхонь може призвести до появи додаткових динамічних навантажень, зниження довговічності і надійності роботи насоса.
2. Креслення не потребує доповнення (крім виправлення дрібних недоліків зазначених вище).

3. Визначення типу виробництва, такту випуску та партії запуску

Тип виробництва визначають табличним способом, враховуючи масу оброблюваної деталі (заготовки) та орієнтовну програму випуску цього виробу, куди входить розглянута деталь.
m заг, кг
N рік, шт.
15
500
При Nг = 500 шт. і m> 10 кг , Тип виробництва відповідає дрібносерійного.
Визначення такту випуску ([1], с.22):
(3.1)
де Фд-дійсний річний фонд часу і при двох змінах роботи обладнання і робочих місць дорівнює Фд = 4029 год

Визначаємо партію запуску ([1], с.23):
(3.2)
де z-кількість повторень запуску деталей в рік.

При дрібносерійному виробництві вироби виготовляють партіями або дрібними серіями, що складаються з однойменних, однотипних за конструкцією і однакових за розмірами виробів, що запускаються у виробництво одночасно. Основним принципом цього виду виробництва є виготовлення всієї партії (серії) цільно як в обробці, так і в збірці.
Визначення кількості деталей у партії ([1], с.23):
, (3.3)
де F - число робочих днів у році;
N - кількість деталей (програма);
а - періодичність запуску (а = 3,6,12,24 днів).

Коротка характеристика обраного типу виробництва [2].
Дрібносерійний тип виробництва характеризується обмеженою номенклатурою виробів, виготовлених періодично повторюваними партіями і порівняно великим обсягом випуску. Коефіцієнт закріплення операцій 20-40.
Використовується універсальне і спеціалізоване і частково спеціальне обладнання. Широко застосовуються верстати з ЧПУ, обробні центри, а також гнучкі автоматизовані системи на основі верстатів з ЧПК, пов'язаних транспортують пристроями, керованими від ЕОМ. Обладнання розставляються по технологічним групам з урахуванням напрямку основних вантажопотоків цеху, за предметно-замкнутим ділянкам.
Технологічне оснащення в основному універсальна, Велике поширення має універсально-збірна, Переналагоджувана технологічне оснащення, що дозволяє значно підвищити коефіцієнт оснащеності дрібносерійного виробництва.
У якості вихідних заготовок використовується гарячий і холодний прокат, лиття в землю і під тиском, точне лиття, кування і точні штампування.
Необхідна точність досягається як методами автоматичного отримання розмірів, так і методами пробних проходів з частковим застосуванням розмітки для складних корпусних деталей.
Кваліфікація робітників вища ніж у масовому виробництві, але нижче ніж в одиничному. Поряд з робітниками універсальщікамі і налагоджують, що працюють на складному універсальному обладнанні використовуються робітники-оператори, що працюють на настроєних верстатах.
В залежності від особливостей технології виробництва та обсягу випуску забезпечується повна, неповна, групова взаємозамінність, однак застосовується і пригін за місцем, компенсація розмірів.
Технологічна документація та нормування докладно розробляється для найбільш складних і відповідальних заготовок і спрощеного нормування для простих заготовок.
Застосовуваний ріжучий інструмент - універсальний і спеціальний.
Вимірювальний інструмент - калібри, спеціальний вимірювальний інструмент.
У відповідності з даним типом виробництва і порядком виконання операцій, розташування технологічного обладнання встановлюється групова форма організації технологічного процесу, яка характеризується однорідними конструктивно-технологічними ознаками виробів, єдністю засобів технологічного оснащення.
У дрібносерійному виробництві технологічний процес переважно диференційований, тобто розчленований на окремі операції, які закріплені за окремими визначеними верстатами. Верстати застосовуються універсальні, спеціалізовані, спеціальні, автоматизовані, агрегати.
Верстатний парк повинен бути спеціалізований в такій мірі, щоб був можливий перехід від виробництва однієї серії машин до виробництва іншої, кілька відрізняється від першого в конструктивному відношенні. Повинні застосовуватися спеціалізовані і спеціальні пристосування, спеціалізований і спеціальний різальний інструмент і вимірювальний інструмент у вигляді граничних калібрів і шаблонів, які забезпечують взаємозамінність оброблених деталей. В якості спеціалізованих пристроїв (або інструментів) можуть використовуватися нормалізовані конструкції, пристосовані для даної операції.
Дрібносерійне виробництво значно економніше, ніж одиничне виробництво, так як краще використання устаткування, спеціалізація робочих, збільшення продуктивності праці забезпечують зменшення собівартості продукції.
Дрібносерійне виробництво є найбільш поширеним видом виробництва загалом і в середньому машинобудуванні. До цього виду виробництва відносяться:
верстатобудування;
насособудування;
виробництво пресів;
виробництво компресорів;
виробництво вентиляторів;
виробництво текстильних машин;
виробництво обладнання для харчової промисловості;
виробництво устаткування для лісової промисловості;
виробництво устаткування для комунального господарства;
транспорту і т.д.
Як видно дана галузь присутній в переліку і вибір типу виробництва даної деталі (вироби) цілком обумовлюється і застосуємо

4. Вибір способу отримання заготовки і розробка технічних вимог до неї

Метод отримання заготовки робить істотний вплив на техніко-економічні показники технологічного процесу виготовлення деталі. Правильний її вибір дозволяє знизити трудомісткість механічної обробки, підвищити коефіцієнт використання матеріалу, знизити матеріаломісткість конструкції.
На вибір методу отримання заготовки впливають матеріал деталі, його призначення і технічні вимоги до виготовлення, обсяг випуску, конфігурація, форма поверхонь і розміри.
Вимоги, що пред'являються до заготовок, які обробляються на металорізальних верстатах:
З метою зниження собівартості деталі заготовка повинна бути за формою та розмірами максимально наближеною до деталі.
Чорнові поверхні використовуються на першій механічної операції в якості технологічної бази повинні бути чистими і рівними, без штрихів, ливарних ухилів.
Вид заготовки встановлюємо в результаті аналізу креслення деталі, її матеріалу і технічних вимог до виготовлення, габаритів і маси, об'єму випуску, на основі техніко-економічного порівняння кількох варіантів.
Дані про хімічний склад про матеріал - Сталь 38ХА ГОСТ 4345 - 71 наведені в таблиці 4.1
Таблиця 4.1. - Хімічний склад Стали 38ХА
C,%
P,%
S,%
Mn,%
Si,%
Cr,%
Ni,%
Cu,%
0.35-0.42
0.025
0.025
0.50-0.80
0.17-0.37
0.80-1.10
0.30
0.30
Метод виконання заготовок для деталей машин визначається:
призначенням деталі;
конструкцією деталі;
технічними вимогами;
масштабом і серійністю випуску;
економічністю.
Вибрати заготовку - значить встановити спосіб її отримання, намітити припуски на обробку кожної поверхні, розрахувати розміри і вказати допуски на неточність виготовлення.
Для раціонального вибору заготовки необхідно одночасно враховувати всі перераховані вище вихідні дані, тому що між ними існує тісний взаємозв'язок.
У базовому варіанті заготівлю отримували з прокату.
Заготовку для даної деталі можна отримати різними способами:
куванням на молотах або пресах;
гарячої штампуванням.
В якості двох варіантів способу отримання заготовки приймаються:
1 варіант - кування на молотах;
2 варіант - штампування на молотах в закритих штампах.
Вартість заготовок визначається за формулою:
(4.1)
де Ci - базова вартість однієї тонни заготовок, грн;
Кт - коефіцієнт, що залежить від класу точності заготовки;
Кс - коефіцієнт, що залежить від групи складності заготовки;
Кв - коефіцієнт, що залежить від маси заготовки;
Км - коефіцієнт, що залежить від марки матеріалу;
Кп - коефіцієнт, що залежить від обсягу виробництва;
Q - маса заготовки;
q - маса деталі;
Sотх - вартість однієї тонни відходів, грн.
Для заготівлі, отриманої куванням:
Ci = 300 грн / т,
Кт = 1 (с.37, [5]);
Кс = 1 (табл.2.12, с.38, [5]);
Кв = 0.75 (табл.2.12, с.38 [5]);
Км = 1.79 (с.37, [5]);
Кп = 1 (табл.2.13, с.38 [5]);
Q = 29 кг ,
q = 15 кг ,
Sотх = 25 грн / т.
Вартість заготовки, отриманої куванням на молотах:

Для заготівлі, отриманої штампуванням:
Сi = 380 грн / т,
Кт = 1.1. (С.37, [5]);
Кс = 1 (табл.2.12, с.38, [5]);
Кв = 0.75 (табл.2.12, с.38, [5]);
Км = 1.79 (с.37, [5]);
Кп = 1 (табл.2.13, с.38, [5]);
Q = 55 кг.
Вартість заготовки, отриманої штампуванням:

Так як вартість заготівлі, отриманої штампуванням, менше вартості заготовки, отриманої куванням, то в якості способу отримання заготовки для даної деталі приймаємо штампування.
Креслення вихідної заготовки відрізняється від креслення готової деталі передусім тим, що на всіх оброблюваних поверхнях передбачаються припуски, відповідно змінюють розміри, а іноді і форму заготовок. Форма окремих поверхонь вихідних заготовок визначається з урахуванням технології одержання заготовок, що вимагає в ряді випадків визначених ухилів, радіусів закруглення і т.п.
Встановлення правильних розмірів припусків на обробку є відповідальною техніко-економічним завданням. Призначення надмірно великих припусків призводить до непродуктивних втрат матеріалу, що перетворювався в стружку; до збільшення трудомісткості механічної обробки; до підвищення витрат різального інструменту та електричної енергії; до збільшення потреби в обладнанні і робочій силі. При цьому утрудняється побудова операцій на настроєних верстатах, знижується точність обробки у зв'язку зі збільшенням пружних віджаті в технологічній системі і ускладнюється застосування пристосувань.
Призначення недостатньо великих припусків не забезпечує видалення дефектних шарів матеріалу і досягнення необхідної точності і шорсткості оброблюваних поверхонь, а також викликає підвищення вимог до точності вихідних заготовок на верстатах при обробці за методом пробних ходів і збільшує небезпеку появи шлюбу.
Для остаточно обраної заготівлі, відповідно до ГОСТ 7505 - 89 «Кування сталеві штамповані» призначаємо припуски на всі поверхні і визначаємо розміри заготовки.
Розрахунок будемо проводити за ГОСТ 7505 - 89, [8].
Вихідні дані для розрахунку:
1) Маса поковки (розрахункова) - 21 кг ,
розрахунковий коефіцієнт Кр = 1,4 (додаток 3, [8]).
2) Клас точності - Т4 (дод.1, [8]).
3) Група сталі - М2 - сталь з масовою часткою вуглецю понад 0,35 до 0,65% або сумарної масовою часткою легуючих елементів понад 2,0 до 5,0% (табл.1, [8]).
4) Ступінь складності - С2 (дод.1, [8])
Параметри описує поковки фігури:
діаметр - 155 мм ((122 +25) · 1,05);
довжина - 348 мм (331.1, 05), де 1,05 - коефіцієнт;
маса (розрахункова) - 51 кг

5) Конфігурація поверхні рознімання штампа - П (плоска) (табл.1, [8]).
6) Вихідний індекс - 13 (табл.2, [8]).
Основні припуски, розміри поковки та їх допустимі відхилення наведені у таблиці 4.2.
Остаточний розмір елемента заготовки, мм
+1,8
* 152,5
- 1,0
+1,8
* 127,5
- 1,0
+1,6
* 74
- 0,9
+2,4
336,5
- 1,2
+1,8
117,5
- 1,0
Допустимі відхилення розмірів заготовки, мм
+1,8
-1,0
+1,8
-1,0
+1,6
-0,9
+2,4
-1,2
+1,8
-1,0
Додатковий припуск, мм
0,2
0,2
0,2
0,25
0,25
Основний припуск на розмір, мм
2,7
2,7
1,8
2,5
2,0
Номінальний розмір елемента деталі, мм
* 147
* 122
* 70
331
115

5. Аналіз технологічної операції існуючого або типового технологічного процесу

Аналіз будемо проводити на підставі базового технологічного процесу. У цьому технологічному процесі послідовність механічної обробки відповідає загальноприйнятим етапах побудови технологічного процесу.
На першої технологічної операції проводиться обробка поверхонь, які на подальших операціях будуть прийняті за базові.
Даний розділ курсової роботи включає в себе наступні роботи:
- Обгрунтування правильності схеми базування і закріплення заготовки на одну операцію технологічного процесу, додержання принципів об'єднання і сталості баз;
- Обгрунтування правильності вибору металорізального верстата, устаткування, ріжучого і вимірювального інструментів для цієї операції;
- Розрахунок режимів різання для одного технологічного переходу аналітичним методом, а для інших переходів цієї операції - табличним методом;
- Розрахунок норми часу Тшт (або Тшт - до) для однієї технологічної операції.
Заводський технологічний процес наведено в таблиці 5.1
Таблиця 5.1 - Заводський технологічний процес
Номер
операції
Найменування операції
Обладнання
005
Ковальська
010
Термічна
015
Токарна
Токарно-гвинторізний мод.1М63
020
Маркувальна
025
Контроль ВТК
030
Координатно-розточна
Координатно-розточний мод.2Д450
035
Токарна
Токарно-гвинторізний мод.1К625
040
Токарна
Токарно-гвинторізний мод.1К625
045
Токарна
Токарно-гвинторізний мод.1К625
050
Маркувальна
055
Контроль ВТК
060
Термічна
Установка загартування ТВЧ
065
Шліфувальна
Круглошліфувальний мод.3У12
070
Токарна
Токарно-гвинторізний мод.1К625
075
Шліфувальна
Круглошліфувальний мод.3У12
080
Маркувальна (на бирці)
085
Контроль ВТК
090
Шліцефрезерная
Шліцефрезерний мод.5350
095
Шліфувальна
Круглошліфувальний мод.3У12
100
Токарна
Токарно-гвинторізний мод.1М63БФ101
105
Фрезерна
Вертикально-фрезерний мод.6Р13
110
Маркувальна
115
Контроль ВТК
120
Слюсарна
Технологічний процес виготовлення деталі "вал ексцентриковий" в заводському варіанті виконаний як маршрутний, що відповідає дрібносерійного типу виробництва. Він містить 24 операції, з яких 11 операцій механічної обробки, решта - контрольні, слюсарні, термічні, зварювальні, маркувальні.
Порівнюючи заводський техпроцес з типовим ми можемо сказати, що операції обробки обрані в основному правильно. Але є дрібні недоліки, які можливо викликані додатковими вимогами конструктора.
Недоліки заводського ТП:
а) Головний недолік - недотримання принципу поетапності операції;
б) на токарних операціях поєднуються чорнове і чистове точіння, що відповідає різним етапам обробки і т.д.
Вживане обладнання, ріжучий інструмент, засоби технологічного оснащення не відповідає сучасному рівню розвитку ТМС (більш доцільно застосування верстатів ЧПУ, універсально-складальних пристосувань, інструменту з механічним кріпленням пластин і т.д.).
У заводському маршрутному ТП не вказані способи базування і закріплення заготовки, що виконуються операційні розміри, докладно не розписаний ріжучий і міряльний інструмент. Нормування часу на виконання операції наводиться в годинах і має місце завищення норм часу в кілька разів.

5.1 Аналіз та обгрунтування схем базування і закріплення

Для подальшого розгляду вибираємо операцію 045 - токарна обробка ексцентриків.
На цій операції будуть остаточно оброблятися наступні поверхні (рисунок 5.1): 7,8,9,10,11 та 12.

Малюнок 5.1 - Конструктивні елементи деталі
Таким чином, на даній операції проводиться обробка шести поверхонь. Однак обробка в один установ неможлива, так як на цій операції про диться гостріння двох ексцентрикових колін валу.
При виборі схем базування і закріплення необхідно керуватися рекомендаціями з [7, с.11].
При виборі схеми базування необхідно дотримуватися наступних міркувань:
чистові бази повинні бути представлені точними, що мають достатню площу поверхнями;
необхідно використовувати принцип єдності баз (суміщення технологічної, конструкторської та вимірювальної баз);
необхідно використовувати принцип сталості баз;
забезпечувати можливість простого і швидкого закріплення заготовки;
забезпечувати вільний доступ інструменту в зону різання.
Базування деталі не представляє особливих труднощів, оскільки вона має досить розвинуті поверхні які можна використовувати в якості базових.
Розглянемо можливі схеми базування і закріплення при обробці заготовки на токарної операції 045 (чорнове точіння ексцентрикових колін валу).
Найбільш ефективні способи закріплення заготовки на операції - закріплення в четирехкулачковом патроні і поджатием задньою бабкою.
, (5.1)
де - Похибка базування (при упорі в торець = 0);
* - Похибка закріплення заготовки в патроні.
Так для цієї операції ми вибрали четирехкулачковий патрон (не самоцентруючийся), буде присутній похибка закріплення. Четирехкулачковий патрон обраний з причини обробки ексцентрикової частини валу (зміщена вісь).
В якості опорної бази приймаємо торець валу, зовнішня циліндрична поверхня буде подвійний направляючої базою.
Точність обробки при такому закріпленні заготовки буде залежати від точності установки її в четирехкулачковом патроні. Основне завдання - правильно виставити кулачки патрона, що в свою чергу залежить від точності розмітки (контрольні заточування) на попередній операції 040.
Для токарної обробки екцентрікових колін вала можна запропонувати ще один варіант закріплення заготовки - закріплення в центрах (центру плаваючий і обертовий) з упором в торець (рисунок 5.3). . Припуск з циліндричних поверхонь 1 і 15 (малюнок 5.1) знято ще не був. Тому центру можна встановити зміщення.

Малюнок 5.2 - Закріплення заготовки в патроні з поджатием задньою бабкою.

Малюнок 5.3 - Закріплення заготовки в центрах з упором в торець.
Друга схема закріплення не є технологічною, так як на даній операції буде зніматися великий нерівномірний припуск. Для підвищення жорсткості такої технологічної системі необхідно застосувати нерухомий люнет. Для такого закріплення будуть призначатися низькі режими різання, що значно зменшить продуктивність.
Проаналізувавши два різних способи закріплення можна стверджувати, що більш точний і надійний спосіб закріплення - це закріплення за першою схемою базування - у четирехкулачковом патроні з поджатием заготівлі задньою бабкою.

5.2. Обгрунтування вибору металорізального верстата

Вибір металорізальних верстатів виконуємо виходячи з таких вимог:
звертаємо увагу на технологічні методи обробки поверхонь;
потужність двигуна з урахуванням коефіцієнта корисної дії повинна бути більше потужності різання;
габарити робочого простору повинні дозволяти проводити обробку як можна більшого числа поверхонь за 1й установ;
тип обладнання повинен відповідати типу виробництва;
кількість інструментів не повинно перевищувати ємність інструментального магазину верстата і ін
Виходячи з вищезгаданого, для токарної операції 045 вибираємо верстат токарно-гвинторізний з ЧПУ моделі 1М63БФ101, основні технічні характеристики якого наведені в таблиці 3.2.
Таблиця 5.2 - Технічні характеристики токарно-гвинторізного
верстата моделі 1М63БФ101
Параметри
Значення параметрів
Найбільший діаметр оброблюваної заготовки, мм:
над станиною
- Над супортом
630
350
Найбільший діаметр прутка, що проходить через отвір шпинделя, мм
65
Найбільша довжина оброблюваної заготовки, мм
2800
Крок нарізати різьблення:
метричної, мм
дюймової, число ниток на дьюм
модульної, модуль
питчевой, пітч
1 - 224
56 - 0,25
0,5 - 112
112 - 0,5
Частота обертання шпинделя, об / хв
10 - 1250
Число швидкостей шпинделя
22
Найбільше переміщення супорта, мм:
поздовжнє
поперечний
2520
400
Подача супорта, мм / об:
поздовжня
поперечна
0,06 - 1,0
0,024 - 0,31
Число ступенів подач
32
Швидкість швидкого переміщення супорта, мм / хв:
поздовжнього
поперечного
4500
1600
Потужність електродвигуна головного приводу, кВт
15

5.3. Обгрунтування вибору верстатних пристосувань, металорізального й вимірювального інструментів

Верстатні пристосування, застосовувані в проектованому технологічному процесі, повинні відповідати вимогам точності одержуваних на даній операції поверхонь і взаємною їх розташуванню. Бажано застосування стандартних, нормалізованих пристосувань.
Вибір інструменту і технологічної оснастки потрібно робити з урахуванням:
методів обробки поверхонь;
етапів обробки (чорнові, чистові та інші);
використання мастильно-охолоджуючих рідин та їх види;
габаритів верстата;
матеріал заготовки та її стану.
При виборі пристосувань для базування і закріплення заготовки на верстаті скористаємося прийнятою схемою базування в пункті 5.1.
Вибираємо такі верстатні пристосування:
1) Четирехкулачковий патрон з незалежним переміщенням кулачків 7100-0009 ГОСТ 2675-80 [6, с.89];
2) Центр плаваючий ГОСТ 2576-79 [6, с.72].
Найбільш прогресивним інструментом є ріжучий інструмент з твердосплавними пластинами неперетачіваемимі. Тому вибираємо цей інструмент, при цьому перевага віддамо інструментів з механічним кріпленням твердосплавних пластин.
Для виконання технологічних переходів операції необхідний наступний інструмент:
різець 2103-0711 ГОСТ 20872-80, ([3], с.267), Т5К10 ([2], с.116) - різець токарний з механічним кріпленням твердосплавних пластин (ріжуча пластина 01114-220408 ГОСТ19046-80 і опорна пластина 701 -2204 ГОСТ 19073-80) з перетином державки 25х25 мм і j = 45 о.
При виборі контрольно-вимірювальних інструментів до уваги слід взяти трудомісткість вимірювань, точність вимірювань тип виробництва.
У дрібносерійному виробництві пріоритет слід віддавати універсальним (шкальні) вимірювальним засобам. При визначенні точності інструментів потрібно враховувати, що ціна поділу повинна становити 0,3 ÷ 0,5 допуску вимірювального параметра, тому в якості вимірювального інструменту вибираємо:
- Штангенциркуль ШЦ-I-125-0 ,1-2 ГОСТ 166-73;
- Скоба СІ-122-0, 01 ГОСТ 11098-64;
- Мікрометр МК 25-0,01 ГОСТ 6507-60.

5.4. Розрахунок режимів різання

Режими різання для гостріння циліндричної поверхні Æ122h6 визначаємо розрахунково-аналітичним методом.
Вихідні дані.
Обробка проводиться на токарно-гвинторізному верстаті з ЧПК моделі 1М63БФ101. Оброблюваний матеріал - конструкційна сталь 38ХА з твердістю НВ 260,   B = 930 МПа, Ku тв. спл. = 0.7, Ku б. ст. = 0.8. . Заготівля - штампування. Діаметр заготовки після попередньої обробки D = 175мм, діаметр готового ексцентрикового коліна D = 122,6 мм.
Паспортні дані верстата 1М63БФ101 представлені в пункті 5.2.
Обробка цих поверхонь не є остаточною - після токарної буде проводитися шліфувальна операція.
Обробка ведеться збірним різцем для контурного точіння, правим, з опорною пластиною 701-2204 ГОСТ 19073-80; спосіб кріплення пластини - одноплечий прихватом. Позначення різця - 2103-0711 ГОСТ 20872-80 ([3], таблиця 22, с.264).
Геометричні параметри різальної частини:
кут в плані j = 45 °;
задній кут a = 6 °;
передній кут g = 6 °;
радіус вершини різця r = 0,8 мм;
кут нахилу ріжучої крайки l = 0 °.
Період стійкості Т = 30 хв.
Визначаємо режими різання.
Так як коліно Ексцентриковий - припуск буде зніматися нерівномірно. Визначимо максимальну глибину різання.
Глибина різання t, мм, визначається за формулою
t = (DЗАГ - Dобр) / 2; (5.1)
де DЗАГ - діаметр заготовки до обробки, мм;
Dобр - діаметр заготовки після обробки, мм;
t = (152,5 - 122,6) / 2 = 14,95 мм
Так як припуск великий, обробку будемо виробляти в 6 проходів. Призначаємо глибину різання t = 2,5 мм.
Подача вибирається за таблицею 14 ([2], с.268). Для шорсткості Ra 2,5 і радіуса при вершині r = 0,8 мм подача дорівнює S = 0,2 мм / об.
Швидкість різання v, м / хв, визначається за формулою:
v = × К V, (5.2)
де СV ¾ - коефіцієнт, таблична величина;
m, x, y ¾ показники ступенів, табличні величини;
Т ¾ період стійкості, хв;
К V ¾ поправочний коефіцієнт.
Коефіцієнт СV та показники ступенів вибираються за таблицею 17
([2], с.270): СV = 420; x = 0,15; y = 0, 20; m = 0, 20.
Коефіцієнт К V визначається за формулою:
К V = КMV × КПV × КІV, (5.3)
де КМV ¾ коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу заготовки;
КПV ¾ коефіцієнт, що враховує вплив стану поверхні;
КМV ¾ коефіцієнт, що враховує вплив матеріалу інструменту;
Кj V ¾ коефіцієнт, що враховує вплив геометрії різця.
Значення коефіцієнта КMV визначається за формулою
([2], таблиця 1, с.261):
(5 .4)
де  Кг-коефіцієнт, що характеризує групу сталі за оброблюваності
 B - фактичний параметр твердості матеріалу;
nV ¾ показник ступеня;
Кг = 0.8 - при обробці різцями з твердого сплаву ([5], таблиця 2, с.262).
nV = 1,25 - при обробці різцями з твердого сплаву ([5], таблиця 2, с.262).
КМV = 0,8 (750/930) 1,25 = 0,61;
КПV = 0,8 - для деталей з поковки ([5], таблиця 5, с.263);
КІV = 0,65 - для інструменту з твердого сплаву марки Т5К10
([5], таблиця 6, с.263).
К V = 0,61 × 0,8 × 0,65 = 0,32;
v = (420 / 300,2 × 2,50,15 × 0,2 0,2) '0, 32 = 84,6 м / хв;
Частота обертання шпинделя n, об / хв, визначається за формулою:
n = ; (5.5)
де D - діаметр заготовки, що формується при обробці.
n = (1000 × 84,6) / (3,14 × 175) = 153,9 об / хв;
Коригуємо частоту обертання шпинделя по верстату. Приймаємо, згідно з паспортними даними верстата, n = 150 об / хв. Визначаємо скориговану швидкість різання:
(5.6)
Визначаємо хвилинну подачу за формулою:
Sм = Sо × n = 0,25 × 150 = 37,5 мм / хв; (5.7)
Виконаємо перевірку достатності потужності верстата. Потужність, потребная на різання визначається за формулою:
(5.8)
де Pz - тангенціальна складова сили різання.
(5.9)
де Cp - коефіцієнт, що залежить від кута в плані.
Приймаються Cp = 285 - для j = 45 ° ([6], табл.2, с.42).
Pz = 285 × 0,25 × 0,2 0,75 82,4 - 0,5 = 9,4
Nе = 9.4 × 82.4/6120 = 12 кВт
Отже, при такому режимі різання обробка на обраному верстаті можлива.
Результати розрахунку зведені в таблицю (таблиця 5.3):
Таблиця 5.3 - Режими різання при обробці поверхні Æ122, 6
Параметр
Величина
Глибина різання, мм
2,5
Подача, мм / об
0,2
Частота обертання шпинделя, об / хв
150
Хвилинна подача, мм / хв
37,5
Швидкість різання, м / хв
82,4
Розглянемо обробку поверхонь конавок 8 і 12 (малюнок 5.1). На ці переходи даної операції здійснюємо вибір режимів різання табличним методом відповідно до джерелом [6].
1) Вибір глибини різання.
Вибір мінімально необхідної глибини різання здійснюється по карті 2 с.37. Припуск на цих поверхнях такий же, як і на вищерозглянутих. Приймаються номінальну глибину різання рівної 2 мм .
2) Вибір подачі.
Подачу вибираємо по карті 6 (с.46). Для поверхонь 8 і 12 таблична подача дорівнює 0,20 мм / об. Вибране значення подачі коригуємо з урахуванням поправочних коефіцієнтів, які вибираємо по карті 8 для змінених умов залежно від:
інструментального матеріалу Кі = 1,1;
перерізу державки різця Кд = 1,2;
радіуса вершини різця Кр = 0,85;
квалітету оброблюваної деталі Кк = 1,15;
кінематичного кута в плані Kкі = 1;
Остаточно значення подачі для обробки поверхонь 8 і 12 визначається за формулою:
S = SТКіКдКрКкКкі; (5.10)
Підставляючи значення отримаємо:
S = 0,2 1,1 1,2 0,85 1,15 1 = 0,26 мм / об;
3) Вибір швидкості різання.
Швидкість різання для обробки поверхонь 8 і 12 визначається за картою 21 (с.80). Для поверхонь 2 і 3 VT = 203 м / хв. По карті 23 (с.82) вибираємо поправочні коефіцієнти на швидкість різання в залежності від:
інструментального матеріалу Кі = 0,85;
групи оброблюваного матеріалу Кс = 1;
виду обробки Ко = 1;
жорсткості верстата ЯЖ = 0,70;
геометричних параметрів різця Кг = 0,95;
періоду стійкості різальної частини різця КТ = 1;
наявності охолодження Kох = 0,75.
Значення скоригованого швидкості різання визначається за формулою:
V = VTКіКоКжКсКгКтКох; (5.11)
Скоригований швидкість різання дорівнює
V = 203 0,85 1 1 0,7 0,95 1 0,75 = 86 м / хв;
4) Визначення частоти обертання шпинделя.
Частота обертання шпинделя визначається за формулою (5.5)

Коригуємо отриману частоту за паспортними даними верстата, приймаємо: nф = 22 об / хв.
Визначаємо фактичну швидкість різання за формулою (5.6):

5) Визначення хвилинної подачі.
Хвилинну подачу розраховують за формулою (5.7)
Sм = 0,26 22 = 5,75 мм / хв;
6) Перевірка достатності потужності верстата.
Потужність різання Nрез, кВт, визначається за формулою:
Nрез = Nрез Т × × КМN, (5.12)
де NрезТ ¾ табличне значення потужності, що витрачається на різання;
КMN ¾ поправочний коефіцієнт, що враховує вплив механічних властивостей оброблюваного матеріалу;
vф ¾ фактична швидкість різання;
VТ ¾ табличне значення швидкості різання.
Для поверхонь 8 і 12 - Nрез Т = 2,7 кВт (карта 21, с.78); Поправочний коефіцієнт вибирається по карті 24 (с.85) КМN = 0,85.
Nрез. = 2,7 × (91,3 / 86) × 0,85 = 2,4 кВт;
Потужність приводу головного руху розраховується за формулою
N = Nдв × h; (5.13)
N = 15 * 0,8 = 12 кВт. Отже, N = 12кВт> Nрез = 2,4 кВт, а значить різання здійсненно.
Перевірка достатності зусилля подачі проводиться за тангенціальною складової сил різання Рz, яка визначається за формулою:
Рz = ; (5.14)
де РХ ¾ осьова складова сил різання;
PY ¾ радіальна складова.
Значення кожної з складових визначається за формулою:
Pi = Pi T × KPj i × KPg i × KPl I; (5.15)
де Pi T ¾ табличне значення кожної зі складових сил різання;
KPj i ¾ коефіцієнт впливу кута в плані;
KPg i ¾ коефіцієнт впливу переднього кута;
KPl i ¾ коефіцієнт впливу кута нахилу ріжучої крайки.
Значення складових сил різання в залежності від глибини різання і подачі визначаються по карті 33 (с.98): РXT = 890 Н; PYT = 310 Н.
Поправочні коефіцієнти визначаються по карті 33 (с.99-100):
KPj X = KPj Y = 1,0; KPg X = 1,5; KPg Y = 1,3; KPl X = KPl Y = 1,0.
Тоді:
РX = 890 × 1 × 1,5 × 1,0 = 1335 Н;
Рy = 310 × 1 × 1,3 × 1,0 = 403 Н;

Зусилля подачі верстата одно Ро = 8000 Н> 1394 Н, значить обробка можлива. Результати розрахунку зведені в таблицю 5.4.
Таблиця 5 .4 - Режими різання на токарних операцію
певні табличним способом
Параметр
Величина
Глибина різання, мм
2,5
Подача, мм / об
0,26
Частота обертання шпинделя, об / хв
22
Хвилинна подача, мм / хв
5,75
Швидкість різання, м / хв
91,3
Потужність, що витрачається на різання, кВт
2,4

5.5 Технічне нормування операції

Вихідні дані для розрахунку:
1) деталь - вал ексцентриковий;
2) оброблюваний матеріал - сталь 38ХА;
3) верстат - токарно-гвинторізний з ЧПУ, моделі 1М63БФ101;
4) інструмент - різець прохідний ( = 450),
5) пристосування - патрон четирехкулачковий.
Визначимо основне (технологічне) час за формулою
To = ; (5.16)
де L - довжина оброблюваної поверхні;
L1 - величина врізання й перебігаючи різця, мм;
L2 - додаткова довга на взяття пробної стружки, мм;
n - частота обертання шпинделя, об / хв;
S - подача, мм / об;
i - число проходів.
Згідно з додатками 1 ([7], с. 204) і 3 ([7], с.220) встановлюємо величини врізання й перебігаючи інструменту (L1) і величини на взяття пробної стружки (L2). Так як обробка поверхонь 7,8 і 10,12 ідентична розглянемо нормування на поверхні 7 і 8.
для поверхні 8 - L1 = 1 мм, L2 = 2 мм;
для поверхні 7 - L1 = 3 мм, L2 = 7 мм;
Тоді основне (технологічне) час одно:
для поверхні 8 tо = (1 +1 +1 +2) / 22 * ​​0,26 = 0,69 хв;
для поверхні 7 tо = (24 +3 +7) / 150 * 0,2 = 1,13 хв;
Основне технологічне час на операцію визначаємо за формулою:
; (5.17)
То = 0,69 +1,13 +0,69 +1,13 = 3,64 хв;
Визначаємо допоміжний час на операцію.
Час на установку і зняття деталі вагою до 15 кг в патроні з кріпленням ключем, без вивірки, так само tуст = 0,65 хв ([7], карта 2, с.32).
Допоміжний час, пов'язане з переходом при обробці декількома інструментами в операції встановлюється по карті 18 ([7], с.64). Для обробки з пробними стружками, при установці різця по лімбу, час на прохід одно: tуст = 0,11 хв; tуст = 0,35 хв.
З тієї ж карткою 18 (лист 4 с.69) встановлюємо час на зміну подачі для переходів одно 0,07 хв на один перехід, час на зміну числа оборотів шпинделя для переходу одно 0,08 хв.
Сумарне допоміжний час, пов'язане з переходом одно: = 5,04 хв.
Допоміжний час на контрольні вимірювання (tізм) обробленої поверхні встановлюється по карті 86 ([7], с.185). При вимірі індикаторної скобою поверхонь 7 і 10 час на один вимір одно 0,22 хв. Сумарне допоміжний час на контрольні вимірювання одно: = 0,44 хв.
Допоміжний час на операцію визначаємо за формулою ([7], с.185):
Тв = ;
Тв = 0,92 +5,04 +0,44 = 6,36 хв;
Час на обслуговування робочого місця (організаційне й технічне)
визначається по карті 19 ([7], с.70). Для верстатів II групи з найбільшим діаметром виробу встановлюється над станиною, 600 мм воно становить 4,0% від оперативного часу.
Час перерв на відпочинок і особисті потреби при роботі на верстаті з механічною подачею становить 4% від оперативного часу
([7], карта 88, с.185).
Визначаємо штучний час за формулою:
Тшт = (То + Тв) (1 + );
Тшт = (3,64 +6,36) (1 + ) = 10,8 хв;
Підготовчо-заключний час визначається по карті 19 ([7], с.70). При обробці деталі в патроні з роботою двома ріжучими інструментами, які беруть участь в операції, підготовчо-заключний час на партію деталей дорівнює 15 хв.
Зводимо отримані дані в таблицю (таблиця 5.5):
Таблиця 5.5 - Норми часу на токарних чистову операцію
Основний час на операцію, хв
3,64
Допоміжний час на операцію, хв
6,36
Штучний час на операцію, хв
10,8
Підготовчо-заключний час на операцію, хв
15

6. Науково-дослідна частина

Зносостійкі покриття на основі нітриду титану, легованого залізом і алюмінієм для ріжучих пластин
У даному курсовому проекті розглядається деталь - вал ексцентриковий, що виготовляється зі сталі 38ХА, яка є досить міцним матеріалом. Обробляють його інструментом зі зносостійкими покриттями на пластинах. Найбільш повно аналізується застосування зносостійких покриттів на основі нітриду титану, легованого залізом і алюмінієм, для різальних пластин в роботі [].
Широке використання ефективних зносостійких покриттів складного складу на основі титану, цирконію, молібдену і гафнію стримується дефіцитністю і високою вартістю тугоплавних компонентів покриттів, а також складністю технологічного процесу їх отримання.
У зв'язку з цим великий практичний інтерес представляє заміна в покриттях на основі титану таких дефіцитних металів, як цирконій, гафній, молібден, широко поширеним залізом і алюмінієм.
Відомо, що підвищення стійкості інструментів з покриттями складного складу обумовлено тим, що при легуванні нітриду титану змінюються структура і механічні властивості зокрема мікротвердість покриття. З огляду на це, можна припустити, що легування нітриду титану іншими металами, наприклад залізом або алюмінієм, призведе до аналогічних структурним змінам матеріалу покриття і, отже до підвищення працездатності різального інструменту.
Для підтвердження висловленого припущення провели дослідження при токарній обробці заготовок зі сталей 12Х18410Г і 38ХА інструментом, оснащеним пластинами з твердого сплаву і швидкорізальної сталі з різними зносостійкими покриттями (з нітриду титану (TIN), з нітриду титану, легованого залізом (Ti, Fe) N, алюмінієм (Ti, Al) N та цирконієм (Ti, Zr) N).
Про зміну структури покриттів судили за зміною періоду a кристалічної решітки, ширини b рентгенівської дифракційної лінії і залишкових мікронапружень SО.
Мікротвердість Нm покриттів вимірювали з використанням індикатора Кнуппе при навантаженні 1Н.
Хімічний склад покриттів визначали на растровому електронному мікроскопі РЕМ-200 з рентгенівським мікроаналізом. Структуру покриттів досліджували на дифрактометрі ДРОН-3.
Покриття товщиною 6 ± 0,5 мкм наносимо (на установці "Булат-3Т" при постійній температурі 500оС) на змінні багатогранні пластини з твердого сплаву БК6 (розміри 4,76 х12, 7х12, 7 мм; радіус сполучення граней 1 мм ; G =- 5о; a = 5о; j = 75о; j1 = 15о) і на острозаточенним пластини зі швидкорізальної сталі Р6М5 (розміри 10х18х18 мм; g = 10о; a = 8о; g = l = 0; j = 45о; j1 = 15о).
Стійкість інструменту оцінювали по шляху L різання, пройденого до зносу по задній поверхні hз = 0,4 і 0,6 мм відповідно для твердосплавних і швидкорізальних пластин (при використанні останніх, як МОР застосовували 5%-ний розчин Укрінол-1).
Деякі результати досліджень властивостей покриттів, нанесених на твердосплавну пластину, представлені нижче в таблиці.
Покриття
TiN
(Ti, Fe) N
(Ti, Zr) N
(Ti, Al) N
a, н × м
0,4247
0,4235
0,4274
0,4224
b, градус
0,45
1,25
0,9
0,6
SО, МПа
190 ± 20
-750 ± 110
-500 ± 60
-840 ± 220
Нm, гПа
26 ± 2,5
31,4 ± 2,5
41,5 ± 2,5
40 ± 2,5
Як видно, покриття (Ti, Fe) N і (Ti, Al) N мають трохи менший, ніж у покриття ТiN період. Для покриття (Ti, Fe) N, як і для покриття (Ti, Zr) N, характерно збільшення ширини b і, отже, підвищення мікротвердості в порівнянні з мікротвердістю покриття TiN. Більш висока мікротвердість покриття (Ti, Al) N в порівнянні з покриттям ТiN може бути пояснена наявністю сильної хімічного зв'язку між титаном і алюмінієм. Решта макронапружень SО для покриттів (Ti, Fe) N і (Ti, Al) N є знімають, також як і для покриття (Ti, Zr) N. Таким чином, покриття (Ti, Fe) N і (Ti, Al) N за своїми структурними параметрами та мікротвердості практично не відрізняються від покриття (Ti, Zr) N.
Дослідження стійкості ріжучих інструментів з покриттям в залежності від швидкості V різання показали наступне. При обробці заготовок зі сталей 38ХА і 12Х18Н10Т (подача S = 0,3 хв / об; глибина різання t = 0,5 мм) покриття (Ti, Fe) N і (Ti, Al) N більш ефективні, ніж покриття TiN (см . Малюнок (а) і (б)) (шлях L різання для твердосплавних пластин з покриттям (Ti, Fe) N в 1,7-2 рази, а з покриттям (Ті, Al) N - в 2,25 рази більше) . При обробці заготовок із сталі 38ХА на високих швидкостях різання ефективність покриттів (Ti, Al) N і (Ti, Zr) N приблизно однакові. При обробці заготовок із сталі 12Х18Х10Т найбільш ефективно покриття (Ti, Al) N.
При обробці заготовок із сталі 38ХА інструментом, оснащеним пластиною зі швидкорізальної сталі Р6М5 (S = 0,3 мм / об; t = 1 мм), отримані аналогічні результати: ефективність покриттів (Ti, Fe) N і (Ti, Al) N вище , ніж ефективність покриттів TiN (шлях L в середньому 2,75 разу більше), і вони мають приблизно однакову ефективність з покриттям (Ti, Zr) N (Малюнок (в)).
Слід зазначити, що для інструментів з покриттями (Ti, Al) N і (Ti, Zr) N характерно усунення з екстремуму залежності l = f (v) у бік великих швидкостей різання.
Це, мабуть, пов'язано з великою фізико-хімічної пасивністю їх матеріалу по відношенню до оброблюваному матеріалу. У той же час інструменти з більш пластичними покриттями ((Ti, Fe) N, у якого Нm = 31,4 гПа) краще чинять опір адізіонно-втомним процесам і мають велику стійкість на малих швидкостях різання, ніж інструменти з покриттями (Ti, Al) N і (Ti, Zr) N.
а)
L, м


3
1
4
2
0 220 240 260 280 V, м / сек

б)
20000

3
15000
L, м

1000
1
2
4
500

0140160180 V, м / хв


в)
30000
L, м

4
25000


3
2000

1500

2
1000

1
500

0 40 50 60 70 V, м / хв

Малюнок - Залежність шляху різання L (м) від швидкості різання V (м / хв)
Залежності шляху L різання від швидкості V різання при обробці заготовок зі сталей 38ХА і 12Х18Х10Т інструментом, оснащеним пластинами твердосплавними (відповідно (а) і (б)), а також при обробці заготовок із сталі 38ХА інструментом, оснащеним пластинами зі швидкорізальної сталі з покриттями TiN , (Ti, Fe) N, (Ti, Al) N і (Ti, Zr) N.
Ефективність всіх складних покриттів по відношенню до покриття TiN істотно змінюється в залежності від швидкості V і знижується з її збільшенням. Ріжучі інструменти, оснащені пластинами з покриттями (Ti, Fe) N і (Ti, Al) N, пройшли дослідно-промислові випробування і впроваджені у виробництво.

Висновки

Стійкість інструменту може бути підвищена шляхом нанесення на ріжучу пластину покриття з нітриду титану, легованого залізом і алюмінієм [(Ti, Zr) N і (Ti, Al) N].
Ріжучі інструменти, оснащені пластинами з твердого сплаву і швидкорізальної сталі з покриттям (Тi, Fe) N і (Ti, Al) N можна рекомендувати до застосування при обробці заготовок зі сталей марок 38ХА і 12Х18Н10Т.
Тема дипломного проекту - проектування технологічного процесу виготовлення вала ексцентрикового, що є одним з основних вузлів радіально-поршневого гідромотора.
У ході виконання дипломного проекту було виконано наступний обсяг робіт.
При аналізі службового призначення були відображені основні технічні характеристики і призначення машини, перераховані вузли з описом їх роботи. Що стосується самого валу, то був проведений аналіз усіх його поверхонь, а також функцій, виконуваних ними.
При аналізі технічних вимог були детально проаналізовані вимоги, які пред'являються при виготовленні деталі конструктором, їх відповідність загальноприйнятим стандартом.
Був визначений тип виробництва - дрібносерійний - і відповідна йому форма організації робіт.
Для вищезгаданого типу виробництва було вироблено економічне обгрунтування вибору методу отримання вихідної заготовки. В якості заготовки була прийнята поковка, одержувана методом штампування.
Під час виконання роботи був проаналізований і вдосконалено технологічний процес виготовлення деталі. Було запропоновано і обгрунтовано застосування нових верстатів і оснащення, що дозволить значно скоротити втрати часу, показати собівартість обробки, полегшити працю робітників і підвищити культуру праці на підприємстві.

Список літератури

1. А.Ф. Горбацевіч, В.А. Шкред «Курсове проектування по технології машинобудування». - 4-е вид., Перераб. і доп. - Мінськ: Обчислюємо. Школа, 1983. -256 С.
2. Довідник технолога машіностроітеля.2 т. / За ред.А.Г. Касілова і Р.К. Мещерякова. - 4-е вид., Перераб. і доп. -М.: Машинобудування, 1986. - 496 с.
3. Обробка металів різанням: Довідник технолога / А.А. Панов, В.В. Анікін, Н.Г. Бойм та ін За заг. ред.А. А. Панова. - М.: Машинобудування. 1988. -736 С.: Іл.
4. Маталін А.А. Технологія машинобудування: Підручник для машинобудівних вузів за фахом "Технологія машинобудування, металорізальні верстати та інструменти". - Л.: Машинобудування, Ленінгр. отд-ня, 1985. - 496с., Іл.
5. Горбацевіч А.Ф., Шкред В.А. Курсове проектування з технології машинобудування. -4-е вид., Перероб. і доп. - Мінськ: Вишейш. Школа, 1983. -256 С.
6. Загальномашинобудівні нормативи режимів різання для технічного нормування робіт на металорізальних верстатах. Частина 1. Токарні, карусельні, токарно-револьверні, алмазно-розточувальні, стругальні, довбальні та фрезерні верстати. Ізд.2-е. М.: Машинобудування, 1974. - 406 с. мул.
7. Загальномашинобудівні нормативи часу допоміжного, на обслуговування робочого місця і підготовчо-заключного для технічного нормування верстатних робіт: Серійне виробництво. - М.: Машинобудування, 1974. - 421с.
8. ГОСТ 7505 - 89. Кування сталеві штамповані.
9. А.П. Верстати й інструменти 3 / 1991, М.: - Машинобудування, 46с.
10. Малов А. Н., Довідник технолога-машинобудівника. -3-е изд., Перераб. і доп. -М: Машинобудування, 1972. - 568с.
11. Методичні вказівки для курсового проекту. Для студентів спеціальностей 7.090202 «Технологія машинобудування» денної та заочної форм навчання. / Укл. Євтухов В.Г., Захаркін О.У. - 1999 - с.23 мул.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
236.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Технологія відновлення гільзи циліндра автомобіля КАМАЗ
Розробка технологічної документації на виготовлення жіночого комплекту - блузи і штанів
Розробка технологічної послідовності виготовлення мальчуковий сорочки з лляної тканини
Розробка технологічної операції виконуваної на токарному верстаті
Проектування технологічної операції електроерозійної обробки на електроерозійному прошивочному верстаті
Автоматизація шліфувальної операції виготовлення валика
Проектування верстатного пристосування для токарної операції технологічного процесу виготовлення
Розрахунок тріерного циліндра
Ділянка цеху по збірці і зварюванні циліндра гідропресах
© Усі права захищені
написати до нас