2.Введение

Ведущее место в дальнейшем росте экономики принадлежит отраслям машиностроения, которые обеспечивают материальную основу технического прогресса всех отраслей народного хозяйства. В настоящее время машиностроение располагает мощной производительной базой, выпускающей свыше четверти всей промышленной продукции страны.

Сейчас, в период коренного изменения структуры машиностроительного производства, в период рыночных отношений взамен плановых, большое внимание уделяется гибкости призводства. Следовательно необходимо повсеместно применять оборудование с ЧПУ, которое позволит расширить номнклатуру выпускаемой продукции.

Практическому осуществлению широкого применения оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации, соответствующих современным достижениям науки и техники содействует Единая Система Техолгической Подготовки Производства (ЕСТПП), обеспечивающая для всех предприятий и организаций системный подход к оптимизации выбора методов и средств технологической подготовки производства (ТПП). Единство структур и положений ТПП предусматривает взаимосвязь ее с другими фундаментальными подсистемами автоматизированных систем управления (АСУ) всех уровней с применением технических средств обработки информации. Технологическая подготовка производства, осуществляемая на принципах, установленных основополагающим стандартам ЕСТПП, создает условия для максимального сокращения сроков этой подготовки, быстрейшего освоения новой техники, всестороннего совершенствования технологии и организации производства.

Техническое перевооружение машиностроения на базе сложной высокопроизводительной техники поставила задачу подготовки высококвалифицированного персонала, участвующего в ее создании, освоении и эксплуатация. В указанных процессах принимают участие конструкторы, технологи, программисты, наладчики, операторы, специалисты инструментальных и ремонтных служб, организаторы производства. Высокий уровень подготовки наладчиков должен предусматривать получение ими глубоких теоретических знаний.

Успех в деле может быть достигнут только при четком выполнении и взаимодействии технологической подготовки производства, ремонтообслуживания, инструментообеспечения, подготовки кадров, организации труда, планировании работ и обеспечении заготовками, контроля готовой продукции, стружкоудалении.

При выполнении курсового проекта я стремлюсь внедрить в производство достижения науки и техники, высокопроизводительные методы обработки, с целью достижения более высокой производительности труда и высокого качества выпускаемых изделий.

3. Технологическая часть

3.1. Описание конструкции детали.

3.1.1. Описание назначения и конструкции детали.

ЭСКИЗ ДЕТАЛИ

Обозначение поверхности детали	Размер, поле допуска и отклонение	Допуск T (мм)	Шерохов. Ra (мм)	Назначение поверхности детали
1	2	3	4	5
1 Фаска	2 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
2 Торец				Сопрягаемый
3 Отверстие	Ø65Н7	0,03	2,5	Не сопрягаемоя
4 Наружное	Ø80	0,2	12,5	Сопрягаемая
5 Фаска	1 х45	-	12,5	Не сопрягаемая
6 Отверстие	Ø14	0,3	12,5	Сопрягаемая
7 Торец		0,45	12,5	Сопрягаемая
8 Фаска	2 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
9 Наружное	Ø169	0,027	12,5	Сопрягаемая
10 Канавка		0,25	2,5	Сопрягаемая
11 Канавка		-	2,5	Сопрягаемая
12 Наружное	Ø180	0,4	-	Не сопрягаемая
13 Торец		0,45	12,5	Сопрягаемое
14 Фаска	0,5 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
15 Фаска	2 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
16 Отверстие	Ø18,5	0,35	12,5	Сопрягаемое
17 Торец		0,43		Не сопрягаемая
18 Фаска	1 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
19 Фаска	3 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
20 Отверстие	Ø70	0,032	12,5	Не сопрягаемая
21 Наружное	Ø95		12,5	Сопрягаемое
22 Галтель			6,3	Сопрягаемая

1	2	3	4	5
23 Фаска	3 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
24 Фаска	0,5 х 45 ­­­°	-	12,5	Не сопрягаемая
25 Отверстие	Ø14	0,3	2,5	Сопрягаемая
26 Торец	Ø 65Н7	0,03	2,5	Не сопрягаемая
27 Фаска	0,5 х 45 ­­­°	-	6,3	Не сопрягаемая
28 Галтель			6,3	Сопрягаемая
29 Отверстие	Ø12Н13	0,27	12,5	Сопрягаемая
30 Отверстие	Ø11Н13	0,27		Сопрягаемая

3.1.2 Анализ технических требований.

1. Технические требования на литье ТУ 26-06-552-70.

2. Допуски литейные размеры по 3-му классу точности отливок ГОСТ 1855-55

3.Неуказанные предельные размеров отверстий по Н14, валов по h14, остальных .

4. Угловые размеры баз допусков к отклонениям 1°.

5. На экспорт тропический покрытие на обработанных литых поверхностей ЭМ Х6-124 ГОСТ 10144-74. Шероховатость грунтуемых поверхностей не более 800мкм.

№ п/п	Содержание технического требования	Анализ технического требования
1	2	3
1.	Радиальное биение относительно точки В не более 0,04.	Для предотвращения повышенного износа поверхности, заеданий и рывков.
2.	Радиальное биение относительно точки Б не более 0,1.	Для предотвращения повышенного износа поверхности.
3.	Радиальное биение относительно точки А не более 0,3.	Для предотвращения повышенного износа поверхности.
4.	Зависимый допуск пересечения осей не более 0,3.

H14, h14, C целью не затемнять чертеж и для облегчения его чтения.

3.1.3 Анализ конструкции детали на технологичность.

1. Коэффициент унификации конструктивных элементов

Ку= = = 0,74 >0,74

Где Qэ – количество элементов детали; Qэ=54

Qу.э - количество унифицированных элементов детали; Qу.э = 40

Ку.э>0,7 – показатель технологичен

2)Коэффициент использования материала заготовки

Ки.м.= = 0,2<0,6 – не технологична

Где Мд. – масса детали по данным чертежа;

Мд.= кг

Мз. – масса заготовки; Мз=31 кг

Ки.м >0,6 – показатель технологичен

3)Коэффициент точности обработки

Кт.о.=1-

Где Аср. – средний квалитет точности,

Аср.=

1, 2, 3 … 17 – квалитеты точности, по которым изготавливается деталь

n₁, n₂, n₃ … n₁₇ – количество размеров детали, которое выполняется по соответствующему квалитету

Аср.= =11,02

Кто= 1 - = 0,91 Кто >0,8 – показатель технологиче

Коэффициент шероховатости обработки

Кш.о=1-

Где Бср. – средняя шероховатость поверхностей детали,

Бср.=

Кш= >0,8 технологично

Качественный анализ

- для изготовления данной детали необходимы все нанесенные на чертеж размеры и обозначения шероховатостей, непосредственные измерения размеров невозможно;

- возможно испытание механической обработки некоторых поверхностей которые не являются основными;

- конструкция допускает возможность применения производительных методов производства;

- упрощение обработки поверхностей не возможно;

- у детали нет поверхностей не удобных для обработки

- применение высокопроизводительных методов обработки невозможно, данная инструкция ограничивает режимные условия;

- конструкция детали не позволяет применять автоматические закругления и транспортные средства. Возможна частичная автоматизация обработки детали ;

- при обработки не возникает технические трудности. Для получения требуемой точности и шероховатости необходимы дополнительные операции;

- отклонения от правильной формы обеспечены и могут быть выдержаны данными методами обработки;

- пространственные отклонения детали не вызывают технологических трудностей и могут быть получены без усложнения технического процесса;

Вывод: на основании анализа качественных и количественных показателей делаю заключение, что деталь в основном технологична и не вызивает больших трудностей при ее обработки.

3.1.4. Материал детали.

В качестве материала для заданной детали принята СЧ20 – технологический материал. Его расплав обладает хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к образованию усадочных дефектов. Наличие графита – износостойкость, стойкость против задиров, но не прочность и твердость Gв не более чем 100 мПа ,ударная вязкость 10-80 пДж/

Химический состав

(Si)	(Mn)	(S)	(C)	(Р)
1,4-3,5	0,7	0,15	3,3-3,5	0,1

С – углерод; Si – кремний; Mn – марганец; Р – фосфйор; S – сера

Физические свойства

λ В/м·к	ρ кг/	C Дж/
54	7,1	480

Где:

ρ – плотность Gв – предел прочности

С – ударная вязкость Gт – предел текучести

Механические свойства

Gв, МПа	Gт, МПа	НВ МПа	НВ кг/мм
196	392	1668-2364	170-241

где:

Gв – предел прочности

Gт – предел текучести

3.2 Выбор типа производства

Тип производства определяет характер технологического процесса и его построение, вид применяемого оборудования, оснастку инструмент организационные формы производства квалификацию работников.

Определяю коэффициент серийности за формулой:

К_с =

где: r – такт выпуска деталей

t_шт.ср – среднее машинное время по операциям техпроцесса

r = [ мин ]

где:

Fgp – действительный годовой фонд работы оборудования при 2* сменном режиме работы

Fgp = 3950 ч.

N – годовая программа изготовления деталей. Принимаю N = 5500

N = = 43,1 мин

t шт.ср принимается за данными базы практики.

Принимаю t шт.ср=28 мм

К сер = =15,4

Согласно с рассчитанным К сер принимаю тип производства серийное (серийное 1000 – 50000)

Р =

где: – годовая программа (в шт.)

t - необходимый запас деталей на складе 6 днях

- для крупных деталей 2…3 дня

- для средних деталей 4 – 10дней

- для мелких деталей 10…30 дней

= количество рабочих дней на год 1253 дня

Р = = 109 шт.

Принимаю Р = 100 шт.- величину кратную годовой программе.

Среднесерийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодическими повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска.

Оборудование применяется универсальное, с ЧПУ, специализированное. Оснастка универсальная или специализированная. Оборудование устанавливают по группам и редко по ходу техпроцесса (если участок специализированный), квалификация рабочих средняя 3…4 разряд. Схема передачи деталей « станок-склад-станок ».

3.3 Планы обработки поверхностей.

Призначаю планы обработки на основе поверхностей детали от обработки которых определяются технологический маршрут.

Планы обработки поверхностей назначаются с целью уяснить, в какой последовательности необходимо обрабатывать ту или иную поверхность и сколько операций потребуется для достижения требуемой точности и шероховатости поверхности.

Наружная поверхность Ø95f7

1. Заготовка

2. Точение черновое IT14; Ra=12,5;

3. Точение чистовое IT10; Ra=3,2.

4. Точное точение IT7; Ra=3,2.

Наружная поверхность Ø169h7

1. Заготовка

2. Расточка черновая IT14; Ra=12,5

3. Расточка чистовая IT10; Ra=3,2.

4. Предварительное шлифование IT6; Ra=1,6

Отверстие Ø65Н7

1. Заготовка

2. Чистовое точение IT14; Ra=12,5;

3. Протягивание IT8; Ra=2,5;

3.4. Разработка маршрутной технологии.

Технологический маршрут обработки свожу в таблицу:

Номер, наименование и краткое содержание операции.	Наименование и модель оборудования	Технологические базы
1	2	3
001 Транспортирование	Электропогрузчик Q = 1T
005 Горизонтально протяжная	7Б510
010 Токарная с ЧПУ	16К20Ф3С32
015 Вертикально сверлильная	2Н118
020 ЧПУ	2Р135Ф2-1
025Вертикально сверлильная	2Н118
030 Протывка	Моечная машина
031 Контроль	Стол ОТК

3.5 Разработка УП обработки детали на станке с ЧПУ

По заданию разрабатываю УП на сверлильный станок с ЧПУ

Обрабатываемая деталь	- шкив тормозной
Материал детали	- сталь 50Л ГОСТ 977-88
Характер заготовки	- отливка
Характер обработки	- сверление, зенкерование 8-и отверстий
Оборудование	- сверлильный станок с ЧПУ 2Р135Ф2

3.5.1 Разработка операционной технологии.

Исходными данными являются:

1. Номер и наименование разрабатываемой операции по технологическому процессу – операция 020 Сверлильная с ЧПУ.

2. Тип устройства ЧПУ установленный на станке – 2П32.

3. Тип револьверной головки – шестипозиционная.

Содержание операции:

1. Установить деталь, закрепить, раскрепить, снять и отложить.

2. Центровать по программе 8 отверстий, выдержав размеры 1…3.

3. Сверлить по программе 8 отверстий, выдержав размеры 1,4,5.

4. Зенкеровать по программе 8 отверстий, выдержав размеры 1,5,6.

5. Проверить размеры 1,6 согласно норм контроля.

6. Уложить деталь в тару.

Выбор средств технологического оснащения выполняю с учетом принятого типа производства, габаритов и массы изготавливаемой детали, принятой заготовки.

При выборе приспособления учитываю:

- характер операции;

- конструкцию и размеры обрабатываемой заготовки;

- модель станка и его технические характеристики;

- способы базирования заготовки и требования точности её изготовления;

- тип производства.

Принимаю приспособление – патрон трехкулачковый самоцентрирующий с механизированным приводом ГОСТ 24381-80.

При выборе режущего инструмента учитываю:

- вид обработки и тип станков;

- размер и форму обрабатываемой детали;

- точность обработки и шероховатость поверхностей;

- материал детали и его физико-механические свойства;

- тип производства.

Выбранный режущий инструмент свожу в таблицу:

Наименование режущего инструмента	Основные размеры, мм	ГОСТ на инструмент	Материал режущей части		Геометри-ческие параметры
			Марка	ГОСТ
Сверло спиральное изношенное	Ø25; l=60; L=160	10903-77	Р6М2	19265-75	2φ=90° α=10
Сверло спиральное	Ø20; l=120; L=220	10903-77	Р6М5	19265-75	2φ=90° α=10
Зенкер цельный	Ø21; l=120; L=220	12489-71	Р6М5	19265-75	2φ=60° γ=5 α=10

При выборе вспомогательного инструмента учитываю размеры режущего инструмента и формы посадочных мест станков, для установки вспомогательного инструмента. Принимаю втулки переходные с конусом Морзе №2-4 ГОСТ 13598-85.

Для контрольных измерений выбираю измерительный инструмент, который зависит от:

- размеров и формы измеряемой поверхности;

- требуемой точности контроля;

- типа производства.

Выбранный измерительный инструмент свожу в таблицу:

Наименование измерительного инструмента	ГОСТ на инструмент	Контролируемые параметры
Штангенциркуль ШЦ 1	166-80	Ø21Н14
Калибр-пробка Ø21Н14	14810-69	Ø21Н14

Весь выбранный инструмент вношу в операционные технологические карты при их заполнении.

3.5.2 Расчет режимов резания

Назначение режимов резания и нормирование технологического процесса являются важнейшей составной частью всей работы по технологической подготовке производства, т. к. от правильности режимов резания зависят не только качество и точность изделия, но и производительность обработки и себестоимость выпускаемой продукции.

Операция 020 - Сверлильная с ЧПУ

Принимаю исходные данные приведенные выше.

Операционный эскиз выполнен на карте эскизов.

1. Назначаю глубину резания по переходам.

t₂ = 2мм

t₃ = 10мм

t₄ = 0,5мм

2. Определяю подачу инструментов

S₂ = 0,08мм/об

S₃ = 0,4мм/об

S₄ = 0,4мм/об

3. Назначаю период стойкости инструмента, учитывая диаметр обработки и количество инструментов в наладке – 3 шт

Т = 100 мин

4. Определяю потребную скорость резания для инструментов

V_табл.2 = 20м/мин;

К₁ = 0,8- учитывает материал детали;

К₂ = 1,0 – учитывает материал и стойкость инструмента;

К₃ = 1,0 – учитывает условия работы;

V _расч.2 = 20 ·0,8 ·1,0 ·1,0 = 16м/мин

V_табл.3 = 21м/мин;

V _расч.3 = 21 ·0,8 ·1,0 · 1,0 = 16,8м/мин

V_табл.4 = 24м/мин;

V _расч.4 = 24 ·0,8 ·1,0 · 1,0 = 19,2м/мин

5. Определяю потребную частоту вращения шпинделя.

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

6. Корректирую полученные значения по паспорту станка и кодирую их.

n_2ст = 1000 об/мин Код S11

n_3ст = 250 об/мин Код S07

n_4ст = 250 об/мин Код S07

7. Определяю фактическую скорость резания

м/мин

м/мин

м/мин

8. Определяю машинное время

Тм =

Определяю длину рабочего хода

Lр.х = Lрез.+y+Δ

Lрез. - длина резания

y - безударный подвод

Δ – врезание и перебег

мм

мм

мм

Действительная подача по переходам

V_мин.2 = 0,08∙1000=80мм/мин Код F09

V_мин.3 = 0,4∙250=100мм/мин Код F10

V_мин.4 = 0,4∙250=100мм,мин Код F10

Определяю машинное время по переходам

мин

мин

мин

Суммарное машинное время на операцию

∑Тм = 0,4+3,2+2,96=6,56мин

9. Нахожу мощность потребную на резание.

Наибольшее усилия потребные на резание должны быть при сверлении или зенкеровании.

Nрез.= Nтабл.∙КN∙ - при сверлении

Nрез.= Nтабл.∙КN∙ - при зенкеровании

КN - коэффициент зависящий от обрабатываемого материала

n - число оборотов инструмента в минуту

v - скорость резания в м/мин

Nтабл3= 6,7 кВт КN =1,0

Nтабл4= 1,2 кВт КN =1,0

Nрез3= 6,7 · 1,0 = 1,675кВт Nрез4= 1,2 ·1,0 = 0,198 кВт

Наибольшая мощность при сверлении.

Мощность станка Nстанка =4 кВт

Эффективная мощность Nэфект = Nстанка Ħη=4Ħ0,85=3,4кВт

Nрез<Nстанка - обработка возможна

10. Закрепляю переходы за позициями револьверной головки и назначаю корректоры

Переход 2 – Т01; L01;

Переход 3 – Т02; L02;

Переход 4 – Т03; L03.

3.5.3 Разработка циклограммы и расчет опорных точек.

Выполняю циклограмму в координатах X,Y.

Инструменты будут выполнять позиционирование в координатах Х,Y, причем все три перехода будут выполняться при одинаковой циклограмме позиционирования.

Координаты опорных точек траектории свожу в таблицу.

Y = sin45 ∙ R

№ точки	X,мм	Y,мм
1	0	-122,5
2	-86,62	-86,62
3	-122,5	0
4	-86,62	86,62
5	0	122,5
6	86,62	86,62
7	122,5	0
8	86,62	-86,62

Х = cos45 ∙ R

Разрабатываю развернутую циклограмму в координате Z, которая показана на листе наладки.

3.5.4 Разработка управляющей программы.

Рассчитав режимы резания и определив координаты опорных точек, составляю рукопись управляющей программы.

%

:1 G81 T01 L01 M13 S11 F09 R0 Z400 X0 Y-12250 ПС

№2 X-8662 Y-8662 ПС

№3 X-12250 Y0 ПС

№4 X-8662 Y8662 ПС

№5 X0 Y12250 ПС

№6 X8662 Y8662 ПС

№7 X12250 Y0 ПС

№8 G51 X8662 Y-8662 ПС

:9 G81 T02 L02 M13 S07 F10 R0 Z4000 X0 Y-12250 ПС

№10 X-8662 Y-8662 ПC

№11 X-12250 Y0 ПC

№12 X-8662 Y8662 ПС

№13 X0 Y12250 ПС

№14 X8662 Y8662 ПС

№15 X12250 Y0 ПС

№16 G51 X8662 Y-8662 ПС

:17 G81 T03 L03 M13 S17 R0 Z3700 X0 Y-12250 ПС

№18 X-8662 Y-8662 ПС

№19 X-12250 Y0 ПС

№20 X-8662 Y8662 ПС

№21 X0 Y12250 ПС

№22 X8662 Y8662 ПС

№23 X12250 Y0 ПС

№24 G-51 X8662 Y-8662 ПС

№25 М02

3.6 Расчет норм времени на операцию

Операция 020 Сверлильная с ЧПУ

Исходные данные:

обрабатываемая деталь	шкив тормозной
материал детали	сталь 50 ГОСТ 977-88
характер заготовки	отливка
характер обработки	сверление, зенкерование отверстий
оборудование	станок мод. 2Р135Ф2
приспособление	- патрон самоцентрирующий с механизированным приводом
масса заготовки	47,65 кг
партия деталей	100 шт
мощность э/двигателя станка	4 кВт
количество режущих инструментов	3 шт
задание УП	на перфоленте
измерительные инструменты	штангенциркуль, калибр-пробка
13. Суммарное машинное время на операцию	- 6,56 мин

Определяем основное время на операцию t_o = ∑t_маш+ t_в.а

Определяем вспомогательное автоматическое время на операцию по переходам:

Переход 2 -

Ускоренное перемещения крестового стола – 0,03 мин

Установочное перемещение крестового стола - 0,02 ·8 = 0,16 мин

Подвод инструмента в зону резания по оси Z – 0,03 мин

Отвод инструмента – 0,03 мин

Смена инструмента

(поворот револьверной головки на одну позицию) - 0,05 мин

Смена технологических режимов - осуществляется при смене инструмента.

Итого: 0,3 мин.

Переход 3 -

Ускоренное перемещения крестового стола - 0,03 мин

Установочное перемещение крестового стола - 0,02 ·8 = 0,16 мин

Подвод инструмента в зону резания по оси Z – 0,03 мин

Отвод инструмента – 0,03 мин

Смена инструмента – 0,05 мин

Итого: 0,3 мин.

Переход 4 -

Ускоренное перемещения крестового стола - 0,03 мин

Установочное перемещение крестового стола – 0,03 ·8 = 0,16 мин

Подвод инструмента в зону резания по оси Z – 0,03 мин

Отвод инструмента – 0,03 мин

Смена инструмента – 0,05 мин

Итого: 0,3 мин.

Итого t_{всп.авт.} = 0,3 ·3 = 0,9 мин

Основное время на операцию t_o = 6,56 + 0,9 = 7,46 мин

Нахожу вспомогательное ручное время t_в = t _уст.+t _опер. + t _изм.

t _уст. = 2 мин. – вспомогательное время на установку и снятие детали:

время на установку и снятие детали с помощью электротельфера время на закрепление и раскрепление детали – 0,04 мин

Σt _уст. = 2,04 мин

t _опер. – вспомогательное время, связанное с выполнением переходов:

включить станок кнопкой – 0,04 мин.,

открыть закрыть защитный экран - 0,03 мин

перемотка ленты не выполняется т. к. она склеена

∑t _опер. =0,04+0,03=0,07мин

t _изм. – вспомогательное время, связанное с контрольными измерениями:

Штангенциркулем – 0,16 мин; Периодичность контроля – 0,1 мин

Пробкой – 0,06 мин; Периодичность контроля – 0,1 мин

t _изм. = (0,16∙8+ 0,06∙8)0,1 = 0,176 мин

Время на контрольные измерения не учитываем, т. к. оно перекрывается временем машинной работы станка.

t_в = 2,04 + 0,07 = 2,11 мин

Находим суммарную продолжительность обработки партии деталей

= 1,99 смены

Находим поправочный коэффициент на вспомогательное время

К_tв = 1

t _в.к = t _вĦК_tв = 2,1Ħ1,0 = 2,11 мин

Определяем оперативное время

t_оп.к. = t_о.+t _в.к = 7,46 + 2,11 = 9,57 мин

Определяем время на обслуживание рабочего места

t_обл = t_оп.к. Ħ = = 0,96 мин

где a _обс. = 10 %

Определяем величину штучного времени на операцию

t_шт. = t_{оп. к.}+ t _обс.= 9,57 + 0,96 = 10,53 мин

Определяю подготовительно-заключительное время на операцию.

Получить наряд -4 мин

Ознакомиться с чертежом, документацией -3 мин

Инструктаж мастера - 3 мин

Установить и снять приспособление - 4 мин

Установить и снять режущий инструмент -1,5Ħ3=4,5 мин

Установить исходные режимы работы станка - 0,5 мин

Установить программоноситель в СУ - 1 мин

t_пз =21,0 мин

Определяем величину штучно-калькуляционного времени

t_шт.к =t_шт. + = 10,53 + = 10,74 мин

Находим сменную норму выработки:

= 44 шт