Содержание

Введение

1 Исходные данные по заданию……………………………………………… 7

2 Тип производства, количество деталей в партии…………………………. 9

3 Вид заготовки и припуски на обработку…………………………………... 10

4 Структура технологического процесса………………….…………………..12

5 Выбор оборудования и приспособлений………………….……………… 13

6 Выбор инструмента………………………………………….………………..17

7 Расчет режимов резания…………………………………….………………. 20

8 Нормирование времени, определение расценки и

себестоимости механической обработки детали………………………..………… 30

9 Основные сведения о технике безопасности при

работе на металлорежущих станках……………………………………………..… 34

10 Конструирование приспособления………………………………………... 35

11 Оформление технической документации………………………………….36

Литература

Приложение А Маршрутная карта технологического

процесса изготовления детали ……………………………………………………..39

Приложение Б Операционная карта……..……………………………………52

Введение

Современное машиностроение представляет очень высокие требования к точности и состоянию поверхностей деталей машин, которые можно обеспечить в основном только механической обработкой.

Обработка металлов резанием представляет собой совокупность действий, направленных на изменение формы заготовки путем снятия припуска режущими инструментами на металлорежущих станках, обеспечивая заданную точность и шероховатость обработанной поверхности.

В зависимости от формы деталей, характера обрабатываемых поверхностей и требований, предъявляемых к ним, их обработку можно проводить различными способами: механическими - точением, строганием, фрезерованием, протягиванием, шлифованием и др.; электрическими - электроискровым, электроимпульсным или анодно-механическим, а также ультразвуковым, электрохимическим, лучевыми и другими способами обработки.

Процесс обработки металлов резанием играет ведущую роль в машиностроении, так как точность форм и размеров и высокая частота поверхностей металлических деталей машин в большинстве случаев обеспечивается только такой обработкой.

Этот процесс успешно применяется во всех без исключения отраслей промышленности.

Обработка металлов резанием является весьма трудоемким и дорогостоящим процессом. Так, например, в среднем в машиностроении стоимость обработки заготовок резанием составляет от 50 до 60 стоимости готовых изделий.

Обработка металлов резанием, как правило, осуществляется на металлорежущих станках. Лишь отдельные виды обработки резанием, относящиеся к слесарным работам, выполняются вручную или с помощью механизированных инструментов.

В современных методах механической обработки металлов заметны следующие тенденции:

1. обработка заготовок с малыми припусками, что приводит к экономии металлов и увеличении доли отделочных операций;

2. широкое применение методов упрочняющей обработки без снятия стружки путем накатывания роликами и шариками обдувки дробью, дорнирования, чеканки и т. п.;

3. применение многоинструментальной обработки взамен одноинструментальной и многолезвийного режущего инструмента вместо однолезвийного;

4. возрастания скоростей резания и подач;

5. увеличение части работ, выполняемых на автоматических и полуавтоматических станках, роботизированных комплексов с применением систем программного управления;

6. широкое проведение модернизации металлорежущего оборудования;

6. использование быстродействующих и многоместных приспособлений для закрепления заготовок и механизмов при автоматизации универсальных металлорежущих станков;

7. изготовление деталей из специальных и жаростойких сплавов, обрабатываемость которых значительно хуже, чем обычных металлов;

8. участие технологов в разработке конструкции машин для обеспечения их высокой технологичности.

Более рационально получать сразу готовую деталь, минуя стадию заготовки. Это достигается применением точных методов литья и обработки давлением, порошковой металлургией. Эти процессы более прогрессивны, и они будут все шире внедряться в технику.

1.Исходные данные по заданию

Наименование работы:

Разработать технологический процесс механической обработки детали.

Исходные данные по заданию приведены в таблице 1:

Таблица 1

Чертеж детали	Производст-венная программа, тыс. шт. В год	Тип производ-ства	Материал	Вид обработки
Крышка	5600	серийное	Сталь 30	Механи- ческая

Химический состав стали (ГОСТ 1050-88) в таблице 2:

Таблица 2

Марка стали	C	Si	Mn	S, P не более	Cr	Ni	Cu
30	0.27-0.35	0.17-0.37	0.50-0.80	0.040	<=0.25	<=0.25	0.25

Механические свойства стали 30 ГОСТ 1050-88 в таблице 3:

Таблица 3

Опера- ция	t нагр, C	Ох-лаж. среда	Дли-на загот.мм	В, МПа	, МПа	σ,%	Ψ,%	МПа	тверд. HB
Закал- Ка	860-880	Вода	60	400	600	25	55	55	<=17
Отпуск	600-650	Воз- дух	60	400	600	25	55	55	<=17

Технологические свойства стали 30 ГОСТ 1050-88 в таблице 4:

Таблица 4

Температура ковки	Свариваемость	Склонность к отпускной хрупкости	Флокеночувствитель-ность	Коррозион. стойкость
нач. 1250 кон. 800	РДС,АДС под флюсом и газовой защитой с подогревом, КТС	Не склонна	Не чувстви-тельна	Низкая

2 Тип производства, количество деталей в партии

Количество деталей в партии можно определить по формуле:

,

где N - годовая программа выпуска деталей, шт.

t - число дней, на которые необходимо иметь запас годовых деталей.

Ф - число рабочих дней в году.

(шт)

Из таблицы 1 выбираем тип производства:

Таблица 1

Тип производства	Годовая производственная программа,ед.
	Крупных	Средних	Мелких
Единичное	До 5	До 10	До 100
Серийное	Свыше 5 до 1000	Свыше 10 до 5000	Свыше100 до50000 5550000
Массовое	Свыше 1000	Свыше 5000	Свыше 50000

Тип производства - серийный.

Серийное производство - изделия изготавливаются или обрабатыва­ются партиями (сериями), состоящими из однотипных деталей одинакового размера, запускаемых в производство одновременно.

Теперь из таблицы 2 выбираем вид производства:

Таблица 2

Вид производства	Количество изделий в партии
	Крупных	Средних	Мелких
Мелкосерийное		2-5	6-25	10-50
Среднесерийное		6-25	26-150	51-300
Крупносерийное		Свыше 25	Свыше 150	Свыше 300

Производство - среднесерийное и выпускает мелкие (лёгкие) детали, количеством в партии от 51 до 300 изделий.

3. Вид заготовки и припуски на обработку.

Заготовкой называется предает производства, из которого изменени­ем формы, размеров, качества поверхностей и свойств материала изготовля­ют требуемую деталь. Выбор вида заготовки зависит от материала, формы и размера, её назначения, условий работы и испытываемой нагрузки, от типа производства.

Для изготовления деталей могут применяться следующие виды заго­товок:

а) отливка из чугуна, стали, цветных металлов, сплавов и пластмасс для фасонных деталей и корпусных в виде рам, коробок, букс, челюстей и

Др.;

б) поковки - для деталей, работающих на изгиб, кручение, растяже­ние. В серийном и массовом производстве применяются преимущественно штамповки, в мелкосерийном и единичном производстве, а также для дета­лей крупных размеров - поковки;

в) прокат горячекатаный и холоднокатаный - для деталей вида валов, стержней, дисков и других форм, имеющих незначительно изменённые раз­меры поперечного сечения.

В нашем случае целесообразно изготовлять крышку из проката, так как круг хорошо вписывается размеры детали.

Припуски на обработку указаны в таблице1:

Таблица 1- припуски и допуски на обработку

Размер детали ,мм	Припуски, мм	Допуски, мм	Размер заготовки, мм
112 10	2 1,5	+1,6 –0,8 +0,4 –0,75	116 13

4.Структура технологического процесса

Маршрут изготовления детали

5. Выбор оборудования и приспособления.

При выборе типа станка и степени его автоматизации необходимо учитывать следующие факторы:

1. Габаритные размеры и форму детали;

2. Форму обработанных поверхностей, их расположение;

3. Технические требования точности размеров, формы и к шероховатости обработанных поверхностей;

4. Размер производственной программы, характеризующий тип производства данной детали.

В единичном мелкосерийном производстве используются универсальные станки, в серийном наряду с универсальными станками широко применяются полуавтоматы и автоматы, в крупносерийном и массовом производстве - специальные станки, автоматы, агрегатные станки и автоматические линии.

Всё более широкое применение в настоящее время находят в серийном производстве автоматические станки с числовым программным управлением, позволяющие производить быструю переналадку с обработки одних деталей на другие путём замены программы, зафиксированной, например, на бумажной перфоленте или на магнитной ленте.

Выбор станков производим согласно таблицам приведённым ниже:

Токарно - винторезные станки

Показатель	Модели станков
	1Мб 1	1А616	IK62	16К20
НАИБОЛЬШИЙ ДИАМЕТР ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ, ММ	320	320	400	415
РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ ЦЕНТРАЛЯМИ, ММ	1000	710	1000	1000
ЧИСЛО СТУПЕНЕЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ	24	21	23	22
ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЯ, ОБ/МИН	12,5-1600	9-1800	12,5-2000	12,5-1600
ЧИСЛО СТУПЕНЕЙ ПОДАЧ СУППОРТА	24	16	42	42
ПОДАЧА СУППОРТА.М М/ОЕ ПРОДОЛЬНАЯ ПОПЕРЕЧНАЯ	0,08-1,9 0,04-0,95	0,065-0.091 0,065-0,091	0,074,16 0,035-2,08	0,05- 4,16 0,035-2,08
МОЩНОСТЬ ГЛАВНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ,кВт	4	4	7,5-10	10
КПД СТАНКА	0.75	0,75	0,75	0,75
НАИБОЛЬШАЯ СИЛА ПОДАЧИ МЕХАНИЗМОМ ПОДАЧИ.Н	150	210	360	600

Горизонтальные и вертикальные фрезерные станки

Показатель	Модели станков
	Горизонтальных			Вертикальных
	6М81Г	6М82Г	6М12П		6М12ПБ
Рабочая поверхность стола,мм	250х1000	320х1250	320х1250		320х1250
Число ступеней частоты вращения шпинделя	18	18	18		18
Частота вращения шпинделя,об/мин	40-2000	31-1600	31-1600		50-2500
Число ступеней подач	18	18	18		18
Подача стола,мм/мин: Продольная Поперечная	20-1000 6,5-333	25-1250 8,3-416	25-1250 15,6-785		40-1200 27-1330
Наибольшая допустима сила подачи ,кН	12	15	15		16
Мощность главного электродвигател я,кВт	4	7,5	7,5		10
КПД станка	0,8	0,75	0,75		0,75

Вертикально - сверлильные станки

Показатель	Модели станков
	2Н118	2Н125	2Н135
Наибольший условный диаметр сверления.мм	18	25	35
Вертикальное перемещение сверлильной головки,мм	150	200	250
Число ступеней частоты вращения шпинделя	9	12	12
Число вращения шпинделя об/мни	180-2800	45-2000	31,5-1400
Число ступней подач	6	9	9
Подача шпинделя .об/мин	0,1-0,56	0,1-1,6	0,1-1,6
Крутящий момент на шпинделе,Н	88	250	400
Наибольшая допустимая сила подачи,Н	5,6	9	15
Мощность электродвигателя ,кВт	1,5	2.2	4
КПД станка	0,85	0,8	0,8

Из таблиц выбираем следующие станки:16К20 2H125 6M81Г 7Б520

7 Расчет режимов резания

Производительность и себестоимость обработки изделий на металлорежущих станках, качество обработанной поверхности зависят прежде всего от принятых режимов резания. Поэтому важен выбор их оптимальных значений при проектировании технологического процесса механической обработки.

7.1Режим резания при точении.

1)Найдем глубину резания t,мм. из условия минимального числа проходов:

t=,

где Д₀-диаметр поверхности до обработки, мм;

Д₁-диаметр поверхности после обработки, мм. Подставляя известные значения:

Д₀=116;

Д₁=112;

t=мм,

Так как глубина резания не превышает 5 мм, то обработаем данную деталь за один проход.

2)Найдем значение подачи S,мм/об по формуле:

S=,

где r – радиус округления вершины резца, мм;

R_z – высота неровностей, мм;

R=1мм;

R_z=4010^-3мм;

S= мм/об;

3)Расчетная скорость резания при точении V_р, м/мин, вычисляется по эмпирической формуле:

где С_v - коэффициент, зависящий от материала инструмента, заготовки и условий обработки;

Т - расчетная стойкость инструмента;

X_v, Y_v - показатели степени влияния t и S на V_р;

S_ф- фактическая подача

К_v - направленный коэффициент на измененные условия, которые вычисляются по формуле:

К=К_MvК_nvК_UvК_vК_Фv...

где К_мv -коэффициент, учитывающий влияние обрабатываемого материала;

К_nv-качество (состояние) заготовки;

К_Uv-материал режущей части инструмента;

К_v-главный угол в плане;

К_ф.-форма передней грани инструмента;

Значения коэффициентов и показателей степени формулы найдем в литературе [1.].

S_ф находим согласно закона изменения её по геометрической прогрессии, знаменатель который определяется по формуле:

,

где S_z и S₁ – максимальное и минимальное значения подачи;

z – количество ступеней подачи;

,

Значение не совпадает со стандартными нормами станкостроения. Поэтому примем

Теперь определим весь ряд S по геометрической прогрессии:

S₂=S_1s=0,051,12=0,056;

S₃=S_1s²=0,05(1,12)²=0,063;

S₄=S_1s³=0,05(1,12)³=0,071;

………………………………

S₁₂=S_1s¹¹=0,05(1,12)¹¹=0,174;

S₁₃=S_1s¹²=0,05(1,12)¹²=0,195;

……………………………….

S₂₀=S_1s¹⁹=0,05(1,12)²=0,491;

S₂₁=S_1s²⁰=0,05(1,12)²⁰=0,482;

S₂₂=S_1s²¹=0,05(1,12)²¹=0,54;

S₂₃=S_1s²²=0,05(1,12)²²=0,605;

Из данного ряда следует, что ближайшая меньшая из числа осуществляемых на станке S_ф равна S_ф=0,54 мм/об;

Согласно таблице [1] коэффициенты формулы имеют следующие значения:

;

К_nv=0,8; К_Uv =1,00; К_v =1,00; К_Фv = 1,00.

Тогда подставляем данные значения в формулу:

Получаем:

К_v=10.8111=0.8 ,

Значения коэффициентов С_v , Т, X_v, Y_v , m имеют следующие значения:

С_v =350, Т=100, X_v=0,15, Y_v =0,35, m=0,2

4)По расчетной скорости резания подсчитаем частоту вращения шпинделя, об/мин.

,

где D₀ - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

V_p – скорость резания, м/мин;

Теперь подсчитаем фактическую подачу величины n,ближайшую меньшую из паспортных данных станка. Для этого найдем _n и определим весь ряд n

,

где n_z и n₁-максимальное и минимальное значения частоты вращения;

z-количество ступеней частоты вращения;

,

Примем _n=1,26

Значение _n не совпадает со стандартным. Теперь определяем n_ф из геометрического ряда:

n₂=n_1n=12,051,26=15,57;

n₃=n_1n²=12,050(1,26)²=19,8;

n₄=n_1n³=12,050(1,26)³=25,0;

………………………………

n₁₂=n_1n¹⁹=12,05(1,26)¹¹=1009,14;

n₁₃=n_1n²⁰=12,05(1,26)¹²=1271,51;

Таким образом n_ф=1009,14об/мин;

Теперь мы можем определить V_ф по формуле [1]

где Д₀-диаметр обрабатываемой поверхности, мм;

n_ф- частота вращения шпинделя, об/мин;

5)Определим тангенциальную силу P_z, создающую крутящий момент M_рез по формуле [1]:

P_z=C_pzt^xpzS_ф^ypz V_ф^npzk_p

где C_pz-коэффициент, зависящий от материала и условий обработки;

X_pz, Y_pz, n_pz-показатели степени влияния режимов резания на силу P_z;

Поправочный коэффициент на измененные условия, подсчитываемый как произведение ряда поправочных коэффициентов, вычисляется по формуле[1]:

K_p=K_MPK_pK_pK_upK_p

Числовые значения коэффициентов и показателей степеней приведены в литературе [1]

Таким образом получаем :

K_p=10,891,01,00,931=0,8277

По формуле вычисляем тангенциальную силу:

P_z=294020,54^0,75367,569^-0,150,8277=12,64 H

Крутящий момент М_рез, потребный на резание подсчитывается по формуле

,

где P_z- тангенциальная сила, Н;

D₀- обрабатываемый диаметр, мм;

Нм,

Крутящий момент М_шп подсчитывается по формуле[1]:

,

где -мощность приводного электродвигателя, кВт;