Разработка технологического процесса обработки детали

ВВЕДЕНИЕ

 

Научно-технический прогресс в  машиностроении в значительной степени  определяет развитие и совершенствование  всего народного хозяйства страны. Важнейшими условиями ускорения  научно-технического прогресса являются рост производительности труда, повышение  эффективности общественного производства и улучшение качества продукции.

Совершенствование технологических  методов изготовления машин имеет  при этом первостепенное значение. Качество машины, ее надежность, долговечность  и экономичность в эксплуатации зависят не только от совершенства ее конструкции, но и от технологии производства. Применение прогрессивных высокопроизводительных методов обработки, обеспечивающих высокую точность и качество поверхностей деталей машины, методов упрочнения рабочих поверхностей, повышающих ресурс работы деталей и машин в целом, эффективное использование современных автоматических и поточных линий, станков с программным управлением, электронных вычислительных машин и другой новой техники, применение прогрессивных форм организации и экономики производственных процессов - все это направлено на решение главных задач: повышения эффективности производства и качества продукции.

В решении этих задач принимают  активное участие инженерно-технические  работники и руководители производства, подготовка которых осуществляется в высших учебных заведениях по ряду технических специальностей, в том  числе и по специальности “Технология  машиностроения”. При подготовке высококвалифицированных  кадров большое место отводится  самостоятельной работе студентов - выполнению индивидуальных заданий, курсовых работ и проектов. Курсовое проектирование является завершающим этапом и имеет большое значение в общем цикле подготовки специалиста. При выполнении курсового проекта студент самостоятельно решает большой комплекс инженерных задач. Основной задачей курсового проектирования является проверка знаний общеинженерных и главным образом специальных дисциплин, приобретенных студентами.

Работа над курсовым проектом дает возможность проверить умение студента применить полученные знания при  выполнении конкретных производственных заданий. Сюда относится разработка прогрессивных технологических  процессов, конструирование приспособлений и инструментов, и другие проектные  работы.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1.1 Назначение и конструкция обрабатываемой детали

 

Деталь корона под номером УГ9326.0000.002 входит в головку автоматическую восьмипозиционную УГ9326, предназначенную  для автоматической индексации режущих  и вспомогательных инструментов, устанавливаемых на инструментальном диске с горизонтальной осью поворота. Головки являются узлами оснащения  токарных станков.

По Æ193Н9 перемещается шпиндель головки, в который установлен фиксатор. Фиксатор при переходе с позиции на позицию входит в пазы, расположенные на короне, и происходит фиксация головки по позициям.

По Æмм корона устанавливается в корпус головки, фиксируется винтами и штифтуется.

8 пазов имеющие скосы предназначены  для фиксации головки по  8 позициям.

Три овальных ступенчатых паза размерами 9мм на 16мм предназначены для закрепления  короны в корпусе головки винтами, выполнены ступенчатые для скрытия  головки винта.

Отверстие диаметром 9,8мм  используются  для фиксации короны в корпусе, путем  установки штифта.

Отверстие 10Н7 выполняется высокой  точности, так как в последующем  используется как установочная база для дальнейшей обработки детали.

Для обеспечения четкости фиксации по позициям к детали предъявляются  повышенные требования:

• Радиальное биение на наружной поверхности Æ199,7^+0,2мм относительно внутренней поверхности Æ193,4^+0,2мм не должно превышать 0,05мм.
• Радиальное биение на внутренней поверхности Æ193Н9 относительно наружной поверхности Æмм не должно превышать 0,05мм.
• Поверхности Æмм и левый торец поверхности Æ240мм должны быть обработаны с одной установки, для исключения перекоса детали в корпусе, на торце выпуклость не допускается.

Деталь изготавливается из стали 45 ГОСТ1050-74. Чтобы увеличить срок службы детали и уменьшить износ  поверхностей детали делается улучшение НВ229…285.

Химический состав материала заготовки  представлен в таблице 1.1

 

Таблица 1.1 - Химический состав стали 45 ГОСТ 1050-74

                                                                                                      в процентах

Химический элемент
Углерод (С)	0.42-0.5
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.25
Мышьяк (As), не более	0.08
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.25
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.25
Сера (S), не более	0.04

Механические свойства Стали 45 представлены в таблице 1.2.

 

Таблица 1.2 -  Механические свойства стали 45 ГОСТ 1050-74

Не менее				KSU, Дж/мм2	НВ горячекат.
σт, МПа	σв, МПа	δ, %	Ψ, %
360	610	16	40	50	241

 

Также могут использоваться материалы заменители, это стали 40Х, 50, 50Г2. Химический состав стали 40Х представлен в таблице 1.3.

 

Таблица 1.3 - Химический состав стали 40Х ГОСТ4543-71

                                                                                                       в процентах

Химический элемент
Углерод (С)	0.36-0.44
Кремний (Si)	0.17-0.37
Медь (Cu), не более	0.30
Марганец (Mn)	0.50-0.80
Никель (Ni), не более	0.30
Фосфор (P), не более	0.035
Хром (Cr), не более	0.80-1.10
Сера (S), не более	0.035

 

Механические свойства Стали 40Х представлены в таблице 1.4.

 

Таблица 1.4 -  Механические свойства стали 40Х ГОСТ4543-71

Не менее				KSU, Дж/мм2	НВ горячекат.
σт, МПа	σв, МПа	δ, %	Ψ, %
980	785	10	45	590	217

 

 

 

1.2 Определение типа производства

 

Тип производства определяется по ГОСТ 3.1119-83 коэффициентом закрепления  операции, Кзо:

,

где Pi - число рабочих мест, шт;

      Оi - число различных операций, закрепленных за рабочим местом, шт

;

        Кзн - нормативный коэффициент загрузки оборудования; Кзн=0,75;

        Кзфi -  фактический коэффициенты загрузки оборудования на i-ом рабочем месте

;

 Спрi - принятое расчетное число рабочих мест, шт;

Cpi - расчетное число рабочих мест (число станков), необходимых для выполнения i-ой операции, шт

;

  Тшт - штучное время (станкоемкость) выполнения i-ой операции, мин;

   τ - такт выпуска, мин/шт

                                            ;

       Фд - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч; Фд=2037ч [1];

       Ni - объем выпуска изделий i-го наименования; N=5000 шт.в год.

       Если Кзо=1, то производство массовое, 1<Кзо<10 крупносерийное, 10<Кзо<20 - среднесерийное, 20<Кзо<40 - мелкосерийное. В единичном производстве коэффициент закрепления операций не регламентируется.

Расчёт типа производства сводим в  таблицу 1.5.

 

Таблица 1.5 – Расчёт типа производства

Операция	Тшт., мин	Ср, шт	Спр, шт	Кзф	О, шт
040 Токарная с ЧПУ	8	0,327	1	0,327	2
060 Токарная с ЧПУ	14	0,573	1	0,573	1
070 Комплексная на обрат. центре с ЧПУ	16,9	0,691	1	0,691	1
080 Вертикально-сверлильная	0,81	0,033	1	0,033	23
090 Комплексная на обрат. центре с ЧПУ	17	0,696	1	0,696	1
130 Горизонтально-фрезерная	5,6	0,229	1	0,229	3
180 Токарно-винторезна	2,02	0,083	1	0,083	9
210 Внутришлифовальная	9	0,368	1	0,368	2
220 Токарно-винторезная	7,94	0,325	1	0,325	2
230 Специально шлифовальная	2,8	0,115	1	0,115	7
240 Специально шлифовальная	3,2	0,131	1	0,131	6
Итого	87,27	-	11	3,571	57

 

Коэффициент закрепления операции, следовательно, тип производства крупносерийный.

Формы организации технологических  процессов в соответствии с ГОСТ 14.312-74 зависят от установленного порядка  выполнения операций, расположения технологического оборудования, количества изделий и направления их движения при изготовлении. Существуют две формы организации технологических процессов — групповая и поточная.

В серийном типе производства, как  правило, используется групповая форма  организации производства, где запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью.

Определим количество деталей в  партии для одновременного запуска n, шт., по формуле

,

где N - годовая программа выпуска, шт.;

       а - периодичность  запуска, дней; а=3; 6; 12; 24 дня;

      F - число рабочих дней в году; F=250 дней.

Приведенная выше формула позволяет  приближенно определить размер партии, который должен быть в дальнейшем скорректирован с учетом удобства планирования и организации производства.

Корректировка величины партии осуществляется следующим образом:

а) заданное по условию число смен, т.е  C_пр=1;

б) определяется принятое число деталей  в партии , шт

 

,

 

где: 480 - расчетный фонд времени работы станка в смену, мин;

          0,8 - коэффициент загрузки станка.

Принимаем число деталей в партии равное 50шт.

 

1.3 Анализ технологичности конструкции  детали

 

Анализ  технологичности конструкции детали подразделяется на качественный и количественный анализ.

Качественная оценка технологичности  конструкции детали характеризует  технологичность обобщённо на основании  опыта исполнителя и характеризуется  показателями «хорошо - плохо», «допустимо - недопустимо».

Количественная оценка технологичности  детали выражается числовыми показателями.

 

1.3.1 Качественный анализ технологичности  конструкции детали

 

При анализе геометрической формы  поверхности видно, что большинство  поверхностей детали образуется на стадии получения заготовки но требуют дальнейшей механической обработки. А это обстоятельство значительно сокращает трудоёмкость и затраты на получение готовой детали. Обрабатываемые поверхности представляют собой плоскости и внутренние цилиндры, их простота положительно сказывается на точности и стабильности обработки, а также позволяет применить высокопроизводительное оборудование и инструмент.