Проектирование технологического процесса механической обработки детали Втулка эксцентричная

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

Кафедра компьютерной графики и дизайна

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: ”Технология приборостроения”

на тему: ”Проектирование технологического процесса механической обработки детали ”Втулка эксцентричная”, шифр Ю – 68.21.025”

                                                                                
                       Выполнила:

Иванова Д.А.

ФТКиТ гр. 321

        Руководитель:     

Санкт – Петербург

2016

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ»

------------------------------------------------------------------

Факультет приборов и систем кино и телевидения

ЗАДАНИЕНАКУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

ТЕМА: Разработка технологического процесса механической обработки детали и проектирование средств технологического оснащения

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ:

1. Чертеж детали _______________.шифр ____________

2. Производственная программа ______________шт./год

СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ:

1. Выполнить проверку чертежа детали на соответствие требованиям ЕСКД.

2. Выполнить отработку изделия на технологичность в соответствии с требованиями ЕСКД.

3. Определить характер производства изделия и вид разрабатываемой технологической документации.

4. Разработать технологический процесс механической обработки детали.

5. Рассчитать размеры исходной заготовки и выбрать способ ее производства

6. Выбрать необходимое оборудование, режущий и контрольно-измерительный инструмент.

7. Разработать операционные эскизы на три технологические операции, рассчитать режимы обработки, силы резания и требуемую мощность оборудования.

8. Определить норму штучного времени по трем технологическим операциям.

9. Спроектировать общий вид______________ приспособления для ________________   операции.

10. Выполнить расчет эффективности разработанного ТП или СТО.

ПЕРЕЧЕНЬ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА:

• чертеж детали,

• чертеж заготовки,

• сборочный чертеж приспособления

ПРИЛОЖЕНИЕ: Маршрутная и операционные карты технологического процесса механической обработки детали.

СРОКИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА        _______________________  2016   г.

РУКОВОДИТЕЛЬ                                     ________________________

ИСПОЛНИТЕЛЬ  ______________________                группа ________

Дата  ___________.        Подпись  ____________

СОДЕРЖАНИЕ

Аннотация                                                                                 
                     2

Содержание                                                                                 
                   3

Введение                                                                                 
                       4

1. Проверка чертежа на соответствие требованием ЕСКД                         6

2. Отработка детали на технологичность                                                    7

3. Определение характера производства изделия и вид разрабатываемой

   технологической документации                                                                    8

4. Расчет размеров исходной заготовки и выбор способа её

 изготовления                                                                                     
           9     

       4.1. Расчёт припусков предельных размеров по технологическим переходам на отдельно расположенные отверстия                                                                                  
                  

5. Расчет режимов резания, силы резания и требуемой мощности

станка                                                                                
                             9

5.1. Фрезерная операция                                                                        21

    5.2. Токарная операция                                                                               9

6. Формирование технологического процесса

6.1. Токарная операция  1                                                                            22

6.2. Токарная операция  2                                                                            22

    6.3. Фрезерная операция                                                                           23

7. Расчёт сил зажима                                                                                 
   .

7.1. Токарная операция 1                                                                       29

    7.2. Токарная операция 2                                                                       29

7.3. Фрезерная операция                                                                              29

Приложение                                                                                
                 31

Список литературы

Аннотация

Данная курсовая работа посвящена разработке технологического процесса механической обработки детали и проектированию средства технологического оснащения

В работе производится отработка детали на технологичность, разрабатывается технологический процесс ее механической обработки, рассчитываются размеры детали, выбирается способ ее механической обработки, рассчитываются размеры детали, выбирается способ ее производства, а так же необходимое оборудование, режущий и контрольно-измерительный инструмент.

       Пояснительная записка составлена на листах формата А4, содержит формулы, рисунки и таблицы. Список литературы включает в себя 5 наименований справочной литературы.

Графическая часть содержит: 1 рабочий чертеж детали в формате А3, 1 рабочий чертеж заготовки в формате А4.

В приложении также прилагается:

1. Маршрутная карта технологического процесса механической обработки деталей.

2. Операционная карта технологического процесса механической обработки детали для 3-х технологических операций.

Введение

Эффективность производства, его технологический процесс, качество выпускаемой продукции во многом зависят от опережающего развития производства нового оборудования, машин, станков и аппаратов от всемирного внедрения методов технико – механического анализа, обеспечивающего решение технических вопросов и экономическую эффективность технологических и конструкционных разработок.

Курсовое проектирование закрепляет, углубляет и обобщает знания, полученные нами во время лекционных и практических занятий по “Технологии приборостроения ”, подготавливаясь к выполнению более сложной задачи – дипломному проектированию. Наряду с этим курсовое проектирование должно научить нас пользоваться справочной литературой, ГОСТами, таблицами, нормами и расценками , умело сочетая справочные данные с теоретическими знаниями, полученные в прочесе изучения курса.

При курсовом проектировании особое внимание уделяется самостоятельному творчеству студента с целью развития его инициативы и решение технических и организационных задач, а так же детально и творческого анализа существующих технологических процессов. Основная задача при этом заключается в том, чтобы при работе над курсовым проектом были внесены предложения по совершенствованию существующей технологии, оснастки, организации и экономики производства, значительно опережающей современный производственный процесс изготовления детали, на которую выдали задание. Поэтому для выполнения поставленной задачи необходимо изучить прогрессивные направления развития технологических методов и средств.

1. Проверка чертежа на соответствие требованием ЕСКД

Была проведена проверка чертежа детали «Ступица» на соответствие требованиям ЕСКАД. В результате было обнаружено отсутствие указаний шероховатости внутренних поверхностей и шифра детали. Все несоответствия исправлены.

2. Отработка детали на технологичность

           Деталь ”Втулка эксцентричная”, изготавливается из серого чугуна 18 – 36 ГОСТ 1412-70  литьем. Деталь является телом вращения.

Данная деталь имеет свободный доступ инструмента к обрабатываемой поверхности. Обрабатываемые поверхности с точки зрения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей.

Все инструменты в производстве данной детали являются стандартизированными и соответствуют требованиям.

3. Определение характера производства изделия и вид разрабатываемой технологической документации.

Можно считать, что тип производства зависит от двух факторов, а именно: производственной программы выпуска и трудоёмкости изготовления изделия.

На основании действительного годового фонда времени работы оборудования и годовой программы выпуска деталей N, рассчитываем величину такта выпуска изделий τ.

где F_Д – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч; N – годовая программа выпуска деталей, шт, n - количество смен.

        

Предприятие работает 249 дней в году, длительность одной смены 8 часов, количество смен 2.

F_Д = 249*8*2 =  ч.

N = 15 000 шт.

Коэффициент серийности производства K_С определяем по формуле:

 

где T_штср – среднее штучное время на n технологических операций.

где T_шт – штучное или штучно-калькуляционное время на каждую операцию, n – общее количество технологических операций в маршрутной технологии.

Производство считаем мелкосерийным, т.к. К_С =.

4. Расчет размеров исходной заготовки и выбор способа её изготовления

4.1. Расчёт припусков предельных размеров по технологическим переходам на отдельно расположенные отверстия

Расчётная формула для определения величины припуска на обработку отдельно расположенных поверхностей:

Где  R_z - высота поверхностного слоя,

T - глубина дефектного слоя,

r  - пространственное отклонение,

e  - погрешность установки.

Качество заготовки:

Отливки в кокиль R_z =        мкм, Т = 300 мкм.

Суммарное значение пространственных отклонений для различных видов заготовок и механической обработки:

Корпусная деталь, при базировании которой используется плоскость, противоположная обрабатываемой:

Удельная кривизна для отливки корпуса  принимаем

Параметры,  достигаемые после механической обработки наружных поверхностей:

 Черновая обработка лезвийным инструментом : R_Z = 50 мкм, T =50 мкм.

Обдирочная обработка лезвийным инструментом : R_Z = 100 мкм, T =100 мкм.

Расчёт припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку

Технологические переходы обработки	Элементы припуска, мкм				Расчётный при-пуск 2zmin	Расчётный размер dp, мм	До-пуск δ, мкм	Предельный размер, мм		Предельные значения припусков
	Rz	T	ρ	ε				dmin	dmax	2zпрmin	2zпрmax
Заготовка
Обтачива-ние черновое
Обтачива-ние чистовое

 

где δ_Б и δ_Г – допуски на размеры.

       Суммарное значение пространственного отклонения заготовки составит

 

       Величину остаточного пространственного отклонения после чернового обтачивания найдём  как (Табл. 15)

 

Величина остаточного пространственного отклонения после чистового обтачивания

       Величина остаточного пространственного отклонения после тонкого обтачивания:

 

       Погрешность установки заготовки в приспособлении

,

где ε_б ≈ 0, т.к. измерительная база совпадает с технологической; ε_з – погрешность закрепления заготовки;       мкм - литьё в кокель(Табл. 20).

       Погрешность установки при черновом обтачивании

 

       Остаточная погрешность установки при чистовом обтачивании

 

   , т.к. черновое и чистовое обтачивание производится при одной установке.

На основании записанных в Табл. 23 данных производим расчёт минимальных значений межоперационных припусков

       Минимальный припуск под обтачивание:

-  черновое

 

- чистовое

 

 

         Зная наибольший окончательный размер поверхности по чертежу детали, для остальных переходов получаем:

- Æ            мм – чистовое обтачивание→d_p  ;

- для чернового растачивания:

d_p=

- для заготовки:

d_p=

       Значение допусков каждого перехода принимаются по таблицам в соответствии с квалитетом точности того или иного вида обработки:

- заготовка,  δ=       мм =       мкм;

- растачивание черновое , δ=      мкм;

- растачивание чистовое , δ=      мкм;

Предельные размеры

        Для чистового обтачивания наибольший предельный размер -          мм, а наименьший -                                мм; для чернового обтачивания наибольший предельный размер -                мм, а наименьший -                           мм; для заготовки наибольший предельный размер -            мм, а наименьший -  

Предельные значения припусков

       Минимальные предельные значения припусков  равны разности наибольших предельных размеров выполняемого и предшествующего переходов, а максимальные значения  - соответственно разности наименьших предельных размеров.

       Для чистового обтачивания:

 

 

Для чернового обтачивания:

 

 

  На основании данных расчёта строим схему графического расположения припусков и допусков по обработке

       Общие припуски и  определяем, суммируя промежуточные припуски:

 

Общий номинальный припуск:

Номинальный диаметр заготовки:

 

Производим проверку правильности выполненных расчётов:

 

 

 

 

Составим схему графического расположения припусков и допусков на обработку

5. Расчет режимов резания, силы резания и требуемой мощности станка.

5.1. Фрезерная операция

Черновое фрезерование.

       Режущим инструментом выбрана торцевая фреза со вставными ножами из быстрорежущей стали (ГОСТ 1092-80) с размерами        D=    мм; B=

мм; d=        мм; z=       , материал режущей части – ВК6.                                               

       Задаем максимально возможную глубину резания при черновом фрезеровании. В данном случае: t=    мм.

       Выбираем подачу S_min=    мм.

Скорость резания при черновом обтачивании определим как:

Значения коэффициентов выбираем из справочника:

C_V=      ; q=       ; x=       ; y=       ; n=      ;p=       ; m=       ; T=         мин;

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

K_V = K_MV*K_ПV*K_ИV

где K_MV =     – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; K_ПV =        – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; K_ИV =        – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

       K_V =

Расчетная скорость резания точения:

               

Находим расчётную частоту вращения фрезы по формуле

                                 

           Выбираем вертикально – фрезерный станок 6Т104 , имеющий характеристики:

;  об/мин;  об/мин;  об/мин.

 Находим знаменатель ряда :

; ; ближайшее табличное значение равно φ¹¹=45,12,

что соответствует φ=         ;

Для значения φ=1,41, находим ближайшее меньшее значение φ^x=5,64.

       Тогда                         

       Рассчитываем фактическую скорость резания

                          

Окружную силу резания рассчитываем по формуле:

Значения коэффициентов выбираются в справочной литературе:

С учетом численных значений коэффициентов, получим:

             

Находим составляющие силы резания:

- вертикальную

    

- радиальную

   

- осевую

    

Определяем составляющую силы, по которой рассчитывают оправку на изгиб по формуле :

 

       Крутящий момент на шпинделе :

       Мощность резания :

       Коэффициент использования станка по формуле :

η=N_e/N_ст*100% =         кВт→η=

5.1. Токарная операция

Зададимся глубиной  резания:

-  t₁ =     мм;

-  t₂ =     мм;

Величину подач выберем по справочнику:

- обтачивание черновое S₁ =

- обтачивание чистовое S₂ =

Скорость резания при черновом обтачивании определим как:

Значения коэффициентов выбираем из справочника:

 

 

Материал режущей части инструмента ВК6, период стойкости T=30 мин.

Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания:

K_V = K_MV*K_ПV*K_ИV

K_MV =     – коэффициент, учитывающий качество обрабатываемого материала; K_ПV =        – коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; K_ИV =        – коэффициент, учитывающий материал инструмента.

                   K_V =

Расчетная скорость резания черновом точения:

                

Расчетная скорость резания при чистовом точении:

               

Расчётная частота вращения шпинделя для каждого технологического перехода определяется как:

Для чернового точения:

=

Для чистового точения:

         

           Выбираем токарно- винторезный станок 16БО5П с максимальной частотой вращения шпинделя   n=3000 об/мин.

Знаменатель нормального ряда φ^x:

                                                    x = m - 1 =  

Ближайшее табличное значение φ =      , что соответствует φ=

для черновой обработки

 – для чистовой обработки

Для значения φ=      находим ближайшее меньшее значение φ^x=

Фактическое число оборотов шпинделя:

       

                                     –для черновой обработки

                                     –для черновой обработки

                                     –для черновой обработки

Геометрические параметры режущей части инструмента (материал ВК6): главный угол в плане φ=45º; передний угол  γ=15º; радиус при вершине: r=0,5 мм; диаметр оправки  d=10 мм.

       Определим значения коэффициента  при  n=0,55: .

       Найдём коэффициент K_p для каждой составляющей силы резания:

;

;

.

       Сила резания для чернового растачивания определяется по формуле :

Н;Н;Н.

       Мощность резания рассчитываем по формуле:

 кВт.

       Коэффициент использования станка по мощности :

N_ст=1,5 кВт→η=73,7%.

6. Нормирование технологического процесса

Норма времени – это регламентированное время выполнения некоторого объёма работ в определённых производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации.

Норма штучного времени – это норма времени на выполнение объёма работы, равной единице нормирования.

Норма оперативного времени T_ОП – это норма времени на выполнение технологической операции, состоящая из суммы норм основного времени – T₀ и вспомогательного времени – T_В.

Норма основного времени T₀ – это норма времени на достижение непосредственной цели данной технологической операции или перехода по качественному или количественному изменению предмета труда.

Норма вспомогательного времени T_В – представляет собой норму времени для действий, связанных с выполнением основной работы (установка и снятие изделия, пуск и выключение станка, подвод и отвод инструмента, перемещение стола или суппорта, смена инструмента и т.д.).

Время обслуживания рабочего места T_обсл представляет собой часть штучного времени, затрачиваемую исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ним и рабочим местом, оно включает:

-   время технического обслуживания T_тех – это время, затрачиваемое на уход за рабочим местом (оборудованием) в течение данной конкретной работы.

- время организационного обслуживания T_орг – это время, затрачиваемое на уход за рабочим местом в течение рабочей смены (время на раскладку и уборку инструмента в начале и конце смены, время на осмотр оборудования и т.д.).

Время на  перерывы T_П – это часть штучного времени, затрачиваемая человеком на дополнительный отдых.

6.1. Токарная операция 1

Определим основное время T₀  для выполнения точения:

 

Зададим вспомогательное время T_В =

         Оперативное время:

T_on =

Время на контрольную операцию T_изм =

Время технологического обслуживания:

Т_тех = 2,5%*T_оп =

Время организации обслуживания:

Т_орг = 4,5%*T_оп =

Время перерыва:

Т_п = (2-2,5%)*T_оп =

T_обсл =T_орг+T_тех =

Штучное время:

Т_шт=Т₀+Т_В+Т_обсл+Т_П+Т_изм,

Т_шт=

6.2. Токарная операция 2

Определим основное время T₀  для выполнения точения:

 

Зададим вспомогательное время T_В =

         Оперативное время:

T_on =

Время на контрольную операцию T_изм =

Время технологического обслуживания:

Т_тех = 2,5%*T_оп =

Время организации обслуживания:

Т_орг = 4,5%*T_оп =

Время перерыва:

Т_п = (2-2,5%)*T_оп =

T_обсл =T_орг+T_тех =

Штучное время:

Т_шт=Т₀+Т_В+Т_обсл+Т_П+Т_изм,

Т_шт=

6.3 Фрезерная операция

Определим основное время T₀  для выполнения точения:

 

Зададим вспомогательное время T_В =

         Оперативное время:

T_on =

Время на контрольную операцию T_изм =

Время технологического обслуживания:

Т_тех = 2,5%*T_оп =

Время организации обслуживания:

Т_орг = 4,5%*T_оп =

Время перерыва:

Т_п = (2-2,5%)*T_оп =

T_обсл =T_орг+T_тех =

Штучное время:

Т_шт=Т₀+Т_В+Т_обсл+Т_П+Т_изм,

Т_шт=

7. Расчет силы зажима

             Расчёт сил зажима сводится к решению задачи статики на равновесие заготовки, находящейся под действием приложенных к ней внешних сил, а также моментов, возникающих в результате действия этих сил (сил резания, зажима, веса, инерционных сил, центробежных сил, реакции опор, сил трения).

7.1. Токарная операция 1

7.2. Токарная операция 2

7.3. Фрезерная операция

Список литературы

1. Якимович В.С‚ Луговой Г.М. Технология приборостроения: Учебное пособие по курсовому проектированию. Часть 1. СПб.:изд. СПбГУКИТ, 2009 - 73 c.

2. Якимович В.С‚ Луговой Г .М. Технология приборостроения Учебное пособие по курсовому проектированию. Часть 2.  СПб.:Изд. СПбГУКИТ, 2010 - 73 с.

3. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 185. 496 с., ил.

4. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 1/Подред. А. Г. Косиловой И.,  Р. К. Мещерякова.- 4-е 11311., перераб. и ДОП.- М.: Машиностроение, 1986. 656 с, ил.

5. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/ПодреД. А. Г. Косиловой И., Р. К. Мещерякова.- 4-е изд, перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986. 496 с, ил.