Разработка технологического процесса сборки узла натекателя и механической обработки нониуса

1. Исходные данные  по детали

1.1. Материал - сталь 40Х по ГОСТ 4543-71

1.2. Масса детали - 0,094 кг

2. Исходные данные  для расчета

2.1. Класс точности - Т2 (см. ГОСТ75-89 приложение 1).

2.2. Группа стали - М2

2.3. Степень сложности - С2 (см. ГОСТ75-89 приложение 2).

2.4. Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская) (см. ГОСТ75-89 табл. 1).

2.5. Исходный индекс - 5 (см. ГОСТ75-89 табл. 2).

3. Припуски и кузнечные  напуски

3.1. Основные припуски  на размеры (см. ГОСТ75-89 табл. 3), мм:

0,9 - диаметр 48 мм и чистота поверхности 6,3;

0,8 - диаметр 28 мм и чистота поверхности 6,3;

0,8 - толщина 24 мм и чистота поверхности 6,3;

0,9 - толщина 24 мм и чистота поверхности 1,25;

0,8 - толщина 4 мм и чистота поверхности 6,3;

0,9 - толщина 4 мм и чистота поверхности 1,25;

0,9 - диаметр отверстия 20 мм и чистота поверхности 0,32;

3.2. Дополнительные припуски, учитывающие:

отклонение от плоскостности - 0,2 мм (см. ГОСТ75-89 табл. 5);

смещение по поверхности  разъема штампа - 0,1 мм (см. ГОСТ75-89 табл. 4 ).

3.3. Штамповочный уклон: 

на наружной поверхности - не более 5° принимается - 3°;

на внутренней поверхности - не более 7° принимается - 5°.

4. Размеры поковки  и их допускаемые отклонения

4.1. Размеры поковки,  мм:

диаметр 48 + (0,9 + 0,2) × 2 = 50,2 принимается 50;

диаметр 28 + (0,8 + 0,2) × 2 = 30 ;

диаметр 20 - (0,9 + 0,2) × 2 = 17,8 принимается 18;

толщина 24 + 0,9 + 0,8 + 0,2 +0,1 = 26;

толщина 4 + 0,9 + 0,8 + 0,2 + 0,1 = 6;

4.2. Радиус закругления  наружных углов (см. ГОСТ75-89 табл. 7) на глубину полости ручья штампа, мм:

до 50 - не менее 3 принимается 3;

 

 

4.3. Допускаемые отклонения  размеров (см. ГОСТ75-89 табл. 8), мм:

диаметр 50                   толщина 26  

диаметр 30                   толщина 6

диаметр 18

                                       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5 Форма штампованной заготовки

На рисунке 5 изображена форма полученной заготовки штамповкой. Данная форма является сложной формой, поэтому разобьем ее на простые фигуры, как показано на рисунке 6

                                  

                              Рисунок 6. простые фигуры

 

Учитывая припуски, найдем объемы 3 фигур заготовки по формуле:

, (18)

где R – радиус основания цилиндра, H – высота цилиндра.

 

 

 

Чтобы получить общий  объем, сложим полученные объемы

 

Определим массу исходной заготовки

Зная все необходимые  значения найдем

Стоимость заготовки  получаемой методом штамповки найдем по формуле

                                       (19)

где:   - базовая стоимость 1 тонны заготовок (C =26600 руб),  

          - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы сложности, масса, марки материала и объема производства заготовок[10];  

         - масса заготовки (0,133кг),    

         - масса готовой детали (0,094кг),    

         - цена 1тонны отходов (S_отх = 5000 руб),       

        

Выявление экономического эффекта     

         При сравнении двух методов  получения заготовки выявим, что  метод штамповки наиболее дешевле. Определим экономический эффект:

, (20)

где S_заг1,2 – стоимость заготовок по 1 и 2 методу; N – годовая программа (N = 40000 шт. ).

руб. в год

 

2.3 Разработка  технологического процесса 

механической  обработки детали.

 

        Таким образом, из приведенных расчетов предпочтения следует отдать заготовке выполненной штамповкой в закрытом штампе, так как его технологическая себестоимость ниже, чем у проката.

 

Проанализировав заводской техпроцесс механической обработки с точки зрения применения станков с ЧПУ и серийности производства, предлагаю следующее:

1. Токарную обработку производить на станках с ЧПУ без переустановок;

2. Сверление отверстий  по кондуктору 

Установление маршрутного  технологического процесса с обоснованием выбора баз, выбор оборудования

Разработанный вариант  техпроцесса механической обработки  детали «Нониус» следующий:

Операция 010 токарная с ЧПУ

Оборудование: станок модели 16К20Ф3

Приспособление: 3хкулачковый патрон

Технологические базы: наружный Ø28 и торец заготовки.

Переход 1. Установить, закрепить, снять заготовку после обработки

Переход 2. Точить торец  фланца предварительно.

Переход 3. Точить торец  в размер 24,5.

Переход 4. Точить наружный Ø48 предварительно.

Переход 5. Точить Ø48 окончательно.

Переход 6,7. Расточить Ø18Н8 предварительно.

Переход 8. Расточить под  шлифовку Ø19,55 Н8.

Переход 9. Снять фаску 1х45°.

 

Операция 020 токарная с  ЧПУ

Оборудование: станок модели 16К20Ф3

Приспособление: 3хкулачковый патрон

Технологические базы: наружный Ø48 и торец заготовки.

Переход 1. Установить, закрепить, снять заготовку после обработки.

Переход 2. Точить торец фланца предварительно.

Переход3. Точить торец фланца в размер 24мм. окончательно.

Переход 4. Точить наружный Ø28 на длину 20мм. предварительно.

Переход 5. Точить наружный Ø28  на длину 20мм. окончательно.

 

Операция 030 сверлильная

Оборудование вертикально-сверлильный  станок, модели 2С135.

 

Приспособление: кондуктор

Технологические базы: поверхность Ø48, торец

Переход 1. Установить, закрепить, снять заготовку после обработки.

Переход 2,3. Сверлить 2 отв. Ø4,5 напроход.

Переход 4,5 Зенковать 2 отв.  Ø8 на глубину 2мм.

 

Операция040 Шлифовальная

Станок внутришлифовальный 3К225B

Установочная база -  наружная поверхность заготовки.

Переход1 . Установить и снять заготовку.

Переход 2. Шлифовать предварительно Æ19,85 Н10

Переход 3. Шлифовать окончательно Æ20Н8

 

Операция 050 контрольная

Стол ОТК

 

 

2.4 Определение режима резания на

операцию 030 сверлильная 

 

_{Деталь  – нониус.}

_{Материал 40 Х (твердость 217 Мпа)}

Оборудование: вертикально-сверлильный станок, модели 2С135.

 

– определение  длины рабочего хода.

Инструмент: сверло Р6М5 Ø4,5, Ø8

Величина рабочего хода назначается исходя из длины , где – длина обрабатываемой поверхности детали; - величина врезания и перебега инструмента; - дополнительная длина холостого хода.

= 4 мм. для сверла

= 2 мм. для зенковки

= 3 мм. – для сверла [13, стр.303].

= 2 мм. - для зенковки

Принимаем максимальную величину 3 мм, т.к. при серийном производстве переналадки должны быть минимальны.

=0

Таким образом: = 3+4 = 7 мм

– назначение подачи.

Определяем нормативные  значения подач [13, карта С-2, стр.111].

При сверлении  . = 0,12*1,3=0,156 мм/об;

При зенковании = 0,06*1,3=0,078 мм/об;

Примечание: Для сталей НВ<229 подачу умножать на 1,3

Уточняем по паспорту станка подачу, выбирая такую, которая

не превышает  минимальную подачу: = 0,07 мм/об.

– расчет скоростей  резания, чисел оборотов и минутной подачи инструмента

 Рекомендуемые нормативами значения скорости резания для сверла [13, карта С-4, стр.115].

Скорость вычисляется  по формуле  где - табличные коэффициенты.

- коэффициент, зависящий от  обрабатываемого материала равен  0,7 [13, карта С-4, стр.116].

- коэффициент, зависящий от  стойкости инструмента

Стойкость инструментов, по которой ведется расчет скорости резания

 где   = 20 для всех инструментов, табличная величина [13, карта С-3, стр.114]

= , для сверления

, для зенкования

=1,5[13, карта С-4, стр.116].

 - коэффициент, зависящий от отношения длины резания к диаметру

[13, карта С-4, стр.117].

- для сверления 24 [13, карта С-4, стр.115]

- для зенкования 22 [13, карта С-4, стр.117]

 

V= 24 · 0,7 · 1,5 · 1,0 =25,2 м/мин для сверления

V= 22 · 0,7 · 1,5 · 1,0 =23,1 м/мин для зенкования

Соответствующие этим значениям  скоростей резания, числа оборотов инструментов вычисляем по формуле:

_{для сверления}

 

Минутная подача

_{для зенкования}

Минутная подача

Принимаем ближайшее  по паспорту станка число оборотов

шпинделя = 900 об/мин.

Значение минутной подачи Sмин = 0,07 · 900 = 63 мм/мин

 

2.5 Нормы времени на операцию 030 сверлильная

 

– определение  машинного времени

Так как в операции 4 перехода, то машинное время: То = 0,11 · 4 =0,44 мин.

Определение вспомогательного и подготовительно-заключи-тельного времени.

Вспомогательное время  состоит из нескольких составляющих:

Вспомогательного времени  на переходе , времени на установку и снятие детали , времени на включение и выключение станка ,времени на установку и снятие инструмента , времени на смену кондукторных втулок , времени на смазку инструмента [14,К-22, л.2], времени на измерения       

 

=0,05 мин [14,К-21, л.1],

=0,04 мин. [14, К-10, л.3],

=0,015 мин.  [14,К-21, л.2],

=0,035 мин. [14,К-21, л.2],

=0,05 мин. [14,К-21, л.2],

=0,035 мин. [14,К-22, л.2]

=0,07 мин. замер гладким калибром [14, К-63, л.4]

Определяем  с учетом 4-х переходов, 4-х включений и выключений станка, 2-х смен инструмента, 2-х смазываний инструмента и смену 2-х кондукторных втулок,

мин.

Оперативное время:

 

Время на обслуживание рабочего места:

Время на отдых и личные надобности [12]:

.

Подготовительно-заключительное время на партию деталей =11 мин [14,К-22].

Штучно-калькуляционное  время на партию деталей:

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Горбацевич А. Ф.  и др. Курсовое проектирование  по технологии машиностроения. Минск: Высшая школа. 1975. - 288 с.

2. Косилова А.Г., Мещеряков  Р.К., М. А. Калинин М. А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. – М: Машиностроение. 1976. - 288 с.

3. Косилова А.Г.,  Мещеряков Р.К.. Справочник технолога- машиностроителя. М: Машиностроение. 1985.-Т. 1.- 656 с.

4. Косилова А.Г.,  Мещеряков Р.К.. Справочник технолога- машиностроителя. М: Машиностроение. 1986.-Т. 2.-496 с.

5.  Аверченков В.И.,  Горленко О.А.,  Ильицкий В.Б.,  Суслов А.Г., Чистов В.Ф., Чистопьян А.Ф.,. Ястребова Н.А. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учеб. Пособие для  машиност. вузов по спец. «Технологии машиностроения», «Металорежущие станки и инструменты». М.: Машиностроение, 1988.-192 с.

6. Солонин И.С., Солонин С. И.. Расчет сборочных и технологических размерных цепей. Москва, «Машиностроение», 1980.- 111 с.

7. Добрыднев И.С.. Курсовое  проектирование «Технология машиносторения»; Учебн. Пособие для техникумов по специальности «Обработка металлов резанием». М.; Машиностроение, 1985. - 184 с. 

8.  Палей М.А., Романов А.Б., Брагинский В.А. Допуски и посадки: Справочник: В 2ч. Ч.1. - Л.: Политехника.1991. - 578с.

9. Палей М.А., Романов А.Б., Брагинский В.А. Допуски и посадки: Справочник: В 2ч. Ч.2. - Л.:Политехника.1991. - 578с.

10. Малов А.И. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Том 2. М.:  Машиностроение, 1972. – 568 с.

11. Справочник нормировщика-машиностроителя. В 4 т. Том 2. Техническое нормирование станочных работ. М.: Машгиз, 1961. - 892с.