Проектирование технологического процесса механической обработки детали "крышка подшипника"

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО "Российский государственный профессионально-педагогический

Университет"

Кафедра технологии и оборудования машиностроения

Пояснительная записка к курсовому проекту

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

"КРЫШКА ПОДШИПНИКА"

Выполнил:

"___"______20___г.

Проверил:

"___"______20___г.

Екатеринбург

2010 г.

Содержание

Введение

Раздел I. Исходная информация

1.1 Служебное назначение и технологическая характеристика детали

1.2 Определение типа производства

Раздел II. Анализ исходных данных

2.1 Анализ рабочего чертежа детали

Раздел III. Разработка технологического процесса обработки детали

3.1 Выбор исходной заготовки

3.2 Выбор технологических баз

3.3 Выбор методов обработки поверхностей

3.4 Составление технологического маршрута обработки

3.5 Выбор средств технологического оснащения

Раздел IV. Технологические расчеты

4.1 Расчет припусков

4.2 Расчет режимов резания

4.3 Расчет технических норм времени

Заключение

Список литературы

Введение

Особенности науки технологии машиностроения в нашей стране является то, что эта наука опирается на работы, которые ведутся не только в научно-исследовательских, проектно-технологических и учебных институтах, но и в многочисленных заводских технологических лабораториях и цехах. Наряду с учеными вносят свой вклад в развитие науки и техники передовые рабочие производств. При работе металлорежущих станках они применяют высокие режимы резания, создают инструменты и приспособления собственных конструкций, принимают участие в разработке рациональных технологических процессов, способствующих повышению производительности труда.

Для достижения высокого уровня производства и производительности труда необходимо непрерывно обеспечивать всемерное повышение темпов технического прогресса, ускорять внедрение достижений науки и техники во все отрасли народного хозяйства.

Технический прогресс всего народного хозяйства зависит от уровня развития машиностроительной промышленности.

В процессе изучения механической обработки деталей возникает множество вопросов, связанных с необходимостью выполнения заданных технологических требований, с эксплуатацией сложного оборудования, режущего и измерительного инструмента, оснастки и др.

Целью курсовой работы является разработка технологического процесса изготовления детали "Крышка подшипника".

Для этого необходимо решить следующие задачи:

изучение технологии механической обработки;

применение приобретенных знаний при проектировании технологического процесса.

Раздел I. Исходная информация 1.1 Служебное назначение и технологическая характеристика детали

Крышка подшипника - это деталь тело вращения. Конструкция детали представляет собой взаимное пересечение цилиндрических и конических поверхностей, так же имеется отверстие, расположенное под углом к оси вращения детали. На этом отверстии нарезается коническая трубная резьба.

Имеются шесть отверстии диаметром 7 мм, которые предназначены для крепления крышки к корпусу редуктора. Центрирование детали происходит по цилиндрической поверхности диаметром 100 мм и торцевой.

Отсюда можно сказать, что крышка выполняет роль опоры при вращении других деталей в сборочном узле.

Материал заготовки - серый чугун СЧ 20 ГОСТ 1412-85

Чугун серый - сплав железа с графитом, который присутствует в виде пластинчатого или волокнистого графита.

Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров. Кроме углерода, серый чугун всегда содержит в себе другие элементы. Важнейшие из них это кремний и марганец. В большинстве марок серого чугуна содержание углерода лежит в пределах 2,4-3,8%, кремния 1-4% и марганца до 1,4%. Цена за тонну СЧ составляет от 6000 до 15000 рублей в зависимости от региона. Заменители: СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35.

1.2 Определение типа производства

Определяем тип производства, в зависимости от габаритов, массы (веса) и размера годовой программы выпуска изделий, из этих данных необходимо установить тип производства:

Единичное - определяется выпуском деталей (продукции) в малом количестве.

Серийное - производство характеризуется ограниченным выпуском продукции, но большими сериями. Серийное производство подразделяется на крупносерийное и мелкосерийное.

Крупносерийное - относительно постоянный выпуск продукции большими сериями, либо изготовлением изделий, производство которых часто повторяется. По характеру ближе остальных к массовому. При выборе технологического оборудования специального и специализированного, дорогостоящего приспособления или вспомогательного приспособления и инструмента необходимо производить расчёт затрат и сроков окупаемости, а также ожидаемый экономический эффект от использования оборудования и технологического оснащения.

Мелкосерийное - широкая номенклатура, большой размер серии, редкая периодичность выпуска. По характеру близко к единичному.

Массовое - характеризуется выпуском одной и той же продукции как правило длительное время (годами).

Согласно массе детали 0,4 кг, и годовой программе 5000 шт. в год, тип производства - среднесерийное.

Таблица 3 - Определение типа производства

Масса детали, кг.	Тип производства
	Единичное	Мелко- серийное	Средне-серийное	Крупно- серийное	Массовое
< 1,0	< 10	10 - 2000	1500 - 100000	75000 - 200000	200000
1,0 - 2,5	< 10	10 - 1000	1000 - 5000	50000 - 100000	100000
2,5 - 5,0	< 10	10 - 500	500 - 35000	35000 - 75000	75000
5,0 - 10	< 10	10 - 300	300 - 25000	25000 - 50000	50000
> 10	< 10	10 - 200	200 - 10000	10000 - 25000	25000

В соответствии с таблицей 3 тип производства среднесерийный.

Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей партиями, повторяющимися через определенные промежутки времени. Это позволяет использовать наряду с универсальным специальное оборудование. При проектировании технологических процессов предусматривают порядок выполнения и оснастку каждой операции.

Для организации серийного производства характерны следующие черты. Цехи, как правило, имеют в своем составе предметно-замкнутые участки, оборудование на которых расставляется по ходу типового технологического процесса. В результате возникают сравнительно простые связи между рабочими местами и создаются предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей в процессе их изготовления.

Предметная специализация участков делает целесообразной обработку партии деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. Как только на предыдущей операции заканчивается обработка нескольких первых деталей, они передаются на следующую операцию до окончания обработки всей партии. Таким образом, в условиях серийного производства становится возможной параллельно-последовательная организация производственного процесса. Это его отличительная особенность.

Применение той или иной формы организации в условиях серийного производства зависит от трудоемкости и объема выпуска закрепленных за участком изделий. Так, крупные, трудоемкие детали, изготовляемые в большом количестве и имеющие сходный технологический процесс, закрепляют за одним участком с организацией на нем переменно-поточного производства. Детали средних размеров, многооперационные и менее трудоемкие объединяют в партии. Если запуск их в производство регулярно повторяется, организуются участки групповой обработки. Мелкие, малотрудоемкие детали, например нормализованные шпильки, болты, закрепляют за одним специализированным участком. В этом случае возможна организация прямоточного производства.

Для предприятий серийного производства характерны значительно меньшие, чем в единичном, трудоемкость и себестоимость изготовления изделий. В серийном производстве, по сравнению с единичным, изделия обрабатываются с меньшими перерывами, что снижает объемы незавершенного производства.

С точки зрения организации основным резервом роста производительности труда в серийном производстве является внедрение методов поточного производства.

Количество деталей в партии (n, шт) для одновременного запуска определяется упрощенным способом по формуле:

n = ,

где N - годовая программа выпуска;

а - периодичность запуска в днях (рекомендуется следующая периодичность запуска деталей: 3,6, 12,24 дня)

254 - количество рабочих дней в году.

Расчет:

n =

Размер партии может быть скорректирован с учетом удобства планирования и организации производства. С этой целью размер партии принимают не менее сменной выработки.

Раздел II. Анализ исходных данных 2.1 Анализ рабочего чертежа детали

"Крышка подшипника" является телом вращения, при эксплуатации данная деталь испытывает постоянные нагрузки, деталь также испытывает колебательные нагрузки (вибрация).

Габаритные размеры детали - Ø145мм, длина 42 мм

Все фаски подрезаются под углом 45⁰.

Детали после отливки подвергают отжигу, для снятия внутренних напряжении и выровнять структуру металла.

Основные технологические задачи включают требования по обеспечению:

точности размеров (цилиндрическая поверхность Ø60Н7, Ø100h6);

параллельность торцевых поверхностей 0,01мм;

качества поверхностного слоя (шероховатость цилиндрической поверхности Ra = 1,6 мкм, внутреннего диаметра Rа = 1,6 мкм, отверстия Ra=6,3; для остальных Rа = 6,3…10мкм).

Технологический процесс обработки данной детали строится на основе типового технологического процесса обработки детали "Крышка"

Основные этапы обработки

черновая обработка поверхностей;

чистовая обработка поверхностей

отделочные операции.

Деталь технологична, т.к имеет небольшие габаритные размеры. Соотношение размеров детали оптимально для применения наиболее рациональных и экономически выгодных методов обработки.

Раздел III. Разработка технологического процесса обработки детали 3.1 Выбор исходной заготовки

Метод литья по выплавляемым моделям, благодаря преимуществам по сравнению с другими способами изготовления отливок, получил значительное распространение в машиностроении и приборостроении.

Промышленное применение этого метода обеспечивает получение из любых литейных сплавов сложных по форме отливок массой от нескольких граммов до десятков килограммов со стенками, толщина которых в ряде случаев менее 1 мм, с шероховатостью от Rz = 20 мкм до Ra = 1,25 мкм (ГОСТ 2789-73) и повышенной точностью размеров (до 9-10-го квалитетов по СТ СЭВ 144-75)".

Указанные возможности метода позволяют максимально приблизить отливки к готовой детали, а в ряде случаев получить литую деталь, дополнительная обработка которой перед сборкой не требуется. Вследствие этого резко снижаются трудоемкость и стоимость изготовления изделий, уменьшается расход металла и инструмента

Отливки по выплавляемым моделям изготовляют практически из всех литейных сплавов: углеродистых и легированных сталей, коррозионно-стойких, жаростойких и жаропрочных сталей и сплавов, чугуна, цветных сплавов, например алюминиевых, медных, титановых и др.

При проектировании литых деталей учитывают условия их работы, в связи с чем некоторые свойства металла отливок приобретают первостепенное значение. Показатели их регламентируют, в то время как другие свойства считают менее важными.

Выбор заготовки для дальнейшей механической обработки является одним из важнейших этапов проектирования технологического изготовления детали. От правильного выбора заготовки, установления ее форм, размеров припусков на обработку, точности размеров и твердости материала в значительной степени зависят характер и число операций или переходов, трудоемкость изготовления детали, величина расхода материала инструмента, и в итоге, стоимость изготовления детали.

При выборе заготовки предпочтение следует отдавать той заготовке, которая обеспечивает меньшую технологическую себестоимость детали. Если же сопоставимые варианты по технологической себестоимости равноценны, то предпочтительным следует считать вариант заготовки с более высоким К_им.

Существуют несколько методов получения заготовок:

№ п/п	Вид заготовки
	Заготовка, полученная литьем
1	Литье	в песчаную форму
2		в форму из жидких самотвердеющих смесей
3		в песчаную форму, изготовленную под высоким удельным давлением
4		в металлическую форму
5		полученное центробежным методом
6		в оболочковую форму
7		по выплавляемым моделям
8		штамповкой жидкого металла
9		под давлением

Для изготовления заготовки детали "Крышка подшипника" используем метод литья по выплавляемым моделям.

Область применения этого метода серийное и массовое производство.

3.2 Выбор технологических баз

Для чернового базирования возьмем внутреннею цилиндрическую поверхность Ø92 и правый торец, потому как эти поверхности обеспечат хорошую устойчивость детали при обработке.

При выборе баз руководствуются следующими рекомендациями: - соблюдение принципа единства баз, т.е. по возможности обеспечивать совмещение технологической и конструкторской баз. Это значит задавать положение обрабатываемой поверхности по возможности теми же размерами, которые проставлены на чертеже детали.

Отступление от этих правил приводит к ужесточению допусков на исходные размеры, так как вместо конструкторских размеров приходится вводить технологические размеры, на которые назначаются меньшие допуски. Во-вторых, технологическая база, по возможности, должна обеспечивать неизменность положения заготовки в процессе её обработки, т.е. должна быть постоянной.

Способ базирования заготовки (детали) определяется, в основном, её формой. Используются типовые способы базирования заготовок, включающие в себя поверхности или совокупность поверхностей трех видов: плоскость, цилиндрическое отверстие и цилиндрическая наружная поверхность. В моем технологическом процессе основной установочной базой данной детали является внутренняя цилиндрическая поверхность Ø92. В качестве вспомогательных базовых поверхностей принимаю торцевые поверхности. Принятые схемы базирования на операциях обеспечат выполнение всех размеров согласно чертежу.

3.3 Выбор методов обработки поверхностей

Выбор методов обработки поверхностей зависит от конфигурации детали, ее габаритов и качества обрабатываемых поверхностей, вида принятой заготовки.

Необходимее качество поверхностей в машиностроении достигается преимущественно обработкой резанием.

В зависимости от технических требований предъявляемых к детали и типа производства выбирают один или несколько возможных методов обработки и тип соответствующего оборудования.

Таблица 8 - Методы обработки поверхностей детали "Крышка подшипника"

Номер поверхности	Вид поверхности	Квалитет точности	Шероховатость	Метод обработки поверхности
1.	Ø145, Ø71, Ø45	h14 h 12	Ra 20 Ra 12,5	Обтачивание: черновое чистовое
2.	Ø100	h 14 h 11 h8 h6	Ra 20 Ra 10 Ra 3,2 Ra 1,25	Точение: Черновое п/чистовое чистовое тонкое
3.	Ø60	Н14 Н12 Н10 Н7	Ra 20 Ra 10 Ra 3,2 Ra 1,25	Растачивание: Черновое п/чистовое чистовое тонкое

3.4 Составление технологического маршрута обработки

Таблица 6 - технологический маршрут обработки детали "Крышка подшипника" вариант 1

№ операции	Наименование и краткое содержание операции. Технологические базы	Наименование оборудования
005	Заготовительная.	Литье
010	Термическая.	Печь
015	Токарно-револьверная Наружная и внутренняя обработка цилиндрических поверхностей. Внутренняя цилиндрическая поверхность и торец.	Токарно-револьверный станок 1Н325
020	Фрезерная. Фрезеровать плоскость концевой фрезой Базирование по диметру 100 мм и по торцу.	Вертикально-фрезерный станок 6Н12ПБ
025	Сверлильная Сверление отверстий и нарезание резьбы Базирование по диметру 100 мм и по торцу.	Радиально-сверлильный станок 2В56
030	Слесарное Притупить острые кромки и зачистка от грязи	Стол слесарный и шлифовальная машинка ИП 124
035	Промывка	УБР - 200, машина моечная
040	Контрольная Контроль деталей согласно чертежа
045	Упаковывание

Таблица 7 - технологический маршрут обработки детали "Крышка подшипника" вариант 2

№ операции	Наименование и краткое содержание операции. Технологические базы	Наименование оборудования
005	Заготовительная.	Литье
010	Термическая.	Печь
015	Токарная с ЧПУ Наружная и внутренняя обработка цилиндрических поверхностей. Внутренняя цилиндрическая поверхность и торец.	Токарный станок ч ЧПУ 16К20Ф3
020	Фрезерная с ЧПУ Фрезеровать плоскость концевой фрезой Сверление отверстий и нарезание резьбы Базирование по диметру 100 мм и по торцу.	Многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточный станок 2254ВМФ4
025	Слесарное Притупить острые кромки и зачистка от грязи	Стол слесарный и шлифовальная машинка ИП 124
030	Контрольная Контроль деталей согласно чертежа
035	Упаковывание

Выбираю вариант технологического маршрута, приведенный в таблице 6 (вариант 1), так как данные станки позволяют использовать принцип дифференциации операции, т.е. простые переходы можно распределить на несколько станков, тем самым добиться повышения производительности труда.

3.5 Выбор средств технологического оснащения

К средствам технологического оснащения относятся: технологическое оборудование; технологическая оснастка; средства механизации и автоматизации технологических процессов.

При выборе станочного оборудования необходимо учитывать:

характер производства;

методы достижения заданной точности при обработке;

соответствие станка размерам детали;

мощность станка;

удобство управления и обслуживания станка;

возможность оснащения станка высокопроизводительными приспособлениями и средствами механизации и автоматизации.