Пример курсового проекта

Пример курсового проекта Содержание Введение 1. Общий раздел 1.1. Краткие сведения о детали, сборочной единице. Технические требования на изготовление детали 1.2. Материал детали его химические и механические свойства 1.3. Анализ технологичности конструкции детали 1.3.1. Качественная оценка 1.3.2. Количественная оценка 2. Технологическая часть 2.1. Выбор вида и метода получения заготовки 2.1.1.Расчет коэффициента расчета материала 2.2. Разработка плана технологического процесса 2.2.1. Существующий (заводской) технологический процесс 2.2.2. Анализ существующего технологического процесса 2.2.3. Предлагаемый вариант технологического процесса 2.3. Определение припусков и установление операционных размеров и допусков на них 2.4. Расчет режимов резания 2.5. Расчет технических норм времени 2.6. 1 Введение Цель курсового проектирования по дисциплине “Технология машиностроения”, научиться правильно использовать и синтезировать знания полученные в результате изучения общетеоретических, общетехнических и специальных дисциплин учебного плана; а также разрабатывать и оформлять технологическую документацию, карты наладок на операции технологического процесса; использовать техническую и справочную литературу; анализировать и корректировать правильное решение с учетом технологических, эксплуатационных и экономических требований. 2 1. Общий раздел 1.1 Краткие сведения о детали, сборочной единице. Технические требования на изготовление детали Данная деталь «упор» входит в изделие «Гидромотор». На упор устанавливается плоская опора. Совместно с ходовой частью, в которую входит блок цилиндров, поршни, пята, упор обеспечивает вращение вала мотора. Поршни, вращаясь, выталкивают жидкость на упор. Технические требования: Неуказанные предельные отклонения по IT14/2 1.2 Материал детали, его химические и механические свойства Для детали «Упор» используется материал дюралиминий Д16, который хорошо деформирмируется в горячем и холодном состоянии. Для закалки сплав Д16 нагревают до 445-505С нагрев до более высоких температур вызывает пережог, т.е. окаление и частичное отжигание металла по границам зёрен, что резко снижает прочность и пластичность. При закалке дюралимина важно обеспечить высокую скорость охлаждения поэтому её проводят в холодной воде. Дуралюмины после закалки подвергают естественному старению. Для повышения коррозионной стойкости подвергают электрохимическому оксидированию. Дуралюмины удовлетворительно обрабатываются резанием в закаленном состаренном состояниях и плохо в оттожёном состоянии. Из сплава Д16 изготавливают обшивки шпангоуты, стрингеры, силовые каркасы. 3 Таблица 1— Механические и физические свойства Д16 Материал в,Мпа ,% ,% НВ ,г/см3 , Вт/(мс) Д16 441 17 30 105 2,78 117 106,1/ с 22,7 Таблица 2— Химические свойства Д16 Содержание элементов, % Материал Д16 о, в, Cu Mg Mn кгс/мм2 кгс/мм2 3,8-4,9 1,2-1,8 0,3-0,9 40 54 ,% 11 1.3 Анализ технологичности конструкции детали Рисунок 1 - Эскиз детали с нумерацией обрабатываемых поверхностей Таблица 3–Точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей 4 Наименование № поверхности Количество Количество Квалитет поверхностей унифицированных точности Параметр шероховатости, Rа мкм Отверстие 1 главное Ø60 1 – 9 6,3 Глухое отверстие 2 Ø125,56 1 – 7 1,6 Глухое отверстие 3 Ø120 1 – 9 6,3 Радиус 4 скругления R 1 1 1 14 1,6 Паз5 1 – 8 6,3 6 0,645 Фаска 1 1 14 6,3 1 – 14 6,3 Торец 8 левый 1 – 14 6,3 Торец 9 1 – 14 6,3 Итого 9 2 – – Наружная цилиндрическая 7 поверхность Ø 139,5 1.3.1 Качественная оценка Деталь относится к классу «Втулок». Масса детали mдет = 1,486кг. Назначение детали – на неё устанавливается плоская опора совместно с ходовой частью, в которую входит блок цилиндров, поршни, пята, упор обеспечивает вращение вала мотора. По качественной оценке данную деталь можно считать технологичной. 1.3.2 Количественная оценка Рассчитываем коэффициент унификации, по формуле К у.э.  Q у.э. Qк.э. , (1) где Qу.э. – число унифицированных элементов, Qуэ = 2 5 Qкэ – число конструктивных элементов, Qкэ = 9 К у.э.  2  0 ,4 9 Ку.э = 0,4 0,6 Следовательно, по коэффициенту унификации данную деталь можно считать технологичной. Рассчитываем коэффициент точности обработки, по формуле   1  1      0,8  А   К тч =   ср   , (2) где Аср – средний квалитет точности обработки детали Расчет среднего квалитета точности, по формуле Аср  n1  2 n2  3 n3  ...  21n21  21  ni 1 , (3) где ni – число поверхностей детали точно соответствующие 1…21 квалитетам Аср К 9  2  14  5  8 1  7 1  12,875 = 9   1   1      0,92  0,8 тч   12,875   Рассчитываем коэффициент шероховатости, по формуле Кш  1  0,32 , Бср (4) где Бср – средняя шероховатость 6 Расчет средней шероховатости детали, по формуле Бср  1,6  n1  6 ,3  n2  12,5  n16  16  ni 1 , (5) где ni – число поверхностей детали точно соответствующие 1…16 шероховатости по Ra , мкм Бср  Кш  6 ,3  6  1,6  2  3 ,2 1  4 ,91 9 1  0,2  0,32 4,91 При Кш  0,16 деталь относится к труднообрабатываемым и, соответственно, к нетехнологичным. Самый высокий квалитет точности размеров детали 7-й, следовательно, по точности деталь также технологична. Изготовление детали не требует доводочных операций, следовательно, и по шероховатости деталь технологична. Вывод: на основании качественной и количественной оценок данную деталь можно считать технологичной. 7 2. Технологическая часть 2.1 Выбор вида и метода получения заготовки При выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения, определяют конфигурацию, размеры, допуски, припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление. По мере усложнения конфигурации заготовки, уменьшения напусков и припусков, повышения точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и удорожается технологическая оснастка заготовительного цеха и возрастает себестоимость заготовки, но при этом снижается трудоемкость и себестоимость последующей механической обработки заготовки, повышается коэффициент использования материала. Заготовки простой конфигурации дешевле, так как не требуют при изготовлении сложной и дорогой технологической оснастки, однако такие заготовки требуют трудоемкой последующей обработки и повышенного расхода материала. Главным при выборе заготовки является обеспечение заданного качества готовой детали при ее минимальной себестоимости. Себестоимость детали определяется суммированием себестоимости заготовки по калькуляции заготовительного цеха и себестоимости ее последующей обработки до достижения заданных требований качества по чертежу. Выбор заготовки связан с конкретным технико-экономическим расчетом себестоимости готовой детали, выполняемым для заданного объема годового выпуска с учетом других условий производства. При проектировании технологического процесса механической обработки для конструктивно сложных деталей важно иметь данные о конфигурации и размерах заготовки и, в частности, о наличии в заготовке отверстий, полостей, углублений, выступов. Технологические процессы получения заготовок определяются технологическими свойствами материала, конструктивными формами и размерами детали и программой выпуска. В действующем заготовительных цехов производстве (наличие учитываются соответствующего возможности оборудования); 8 оказывают влияние плановые сроки подготовки производства (проектные работы, изготовление штампов, моделей, пресс-форм). При выборе технологических методов и процессов получения заготовок учитываются прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения. Решение задачи формообразования деталей целесообразно перенести на заготовительную стадию и тем самым снизить расход материала, уменьшить долю затрат на механическую обработку в себестоимости готовой детали. Учитывая выше перечисленные факторы, можно применить два вида заготовок: 1 Отливка (в песчаные формы) 2 Прокат Рисунок 2. Эскиз заготовки из штамповки. 9 Рисунок 3. Эскиз отливки. Обоснованием более экономичного метода получения заготовки производим по коэффициенту использования материала (К им) 2.1.1 Расчёт коэффициента использования материала К им  mдет. , М заг. (7) где mдет. – масса детали, кг Мзаг. – масса заготовки , кг; Мзаг. = Vзаг. ∙ ρ, кг, (8) где Vзаг. – объём заготовки, м3 ρ – удельный вес материала заготовки, 2,78∙ 103 кг/м3 Расчет массы заготовки из отливки по формуле (8) 10 М заг.1 150 2  3,14 55 2  3,14 3 (  84  10   84  10 3 )  2,78  3,570 кг 4 4 Расчет массы заготовки из проката по формуле (8) М заг.2 150 2  3,14   84  10 3  2,78  4,124 кг 4 Расчет массы детали Mдет=Vд ∙  , кг, где Vд. – объём детали, м3 139 2  3.14 60 2  3.14 120 2  3.14 М дет  (V  V1  V2  V3 )  2.78  10 3  (  56   45   10  4 4 4 125 .6 2  3.14   6.5)  2.78  10 3  1.469 кг 4 (9) Расчет коэффициента использования материала для отливки по формуле (7) К и . м .1  1,486  0,4 3,570 Расчет коэффициента использования материала для проката по формуле (7) К и . м.2  1,486  0,36 4,124 Исходя из сопоставления коэффициентов использования материала, можно сделать вывод, что наиболее экономичным вариантом является заготовка из проката. 11 2.3 Определение припусков и установление операционных размеров и допусков на них Таблица 10 – Расчет припусков и предельных размеров по технологическим переходам на обработку наружной цилиндрической поверхности 139,5Н14 ТехнолоПредельгические ные Расчетн Элементы Расчет Предель-ный переходы размеры ый припуска, мкм ный Допуск размер, мм обработки припусков припуск размер , мм поверх, мм 2zmin, d, мм ности мкм пр пр 2 z max Rz T dmin dmax 2 z min   139,5Н14 Заготовка 200 300 50 – – 150 2,5 147,5 150 – – Черновое Чистовое Итого 100 100 6,96 – 63 60 5,22 – Точение 2550 147 2290 139,5 0,25 146,75 147 0,75 3 1 138,5 139,5 8,25 7,5 9 10,5 Проверка:Td3–Tdd=1,5 мм=2Z0max–2Z0min=10,5–9=1,5 мм 12 2.4 Расчет режимов резания 2.4.1 025 Токарная Станок: токарно-винторезный 16К20 Мощность электродвигателя – 11кВт Частота вращения шпинделя – 12,5 – 1600 об/мин Число скоростей шпинделя – 22 Предельная подача: Продольная: 0,05 – 2,8 мм/об Поперечная: 0,025 – 1,4 мм/об Содержание операции: Установить и снять деталь 1.Подрезать торец выдерживая размер 82-0,82 мм 2.Точить поверхность выдерживая Ø147 -0,25 мм Приспособление – Трёхкулачковый патрон самоцентрирующийся ГОСТ 2675-80 Режущий инструмент – Резец проходной упорный прямой с пластиной из твёрдого сплава ВК8 ГОСТ 18883-73 (n=25, b=16, L=120, l=15, R=1.0). 2 Глубина резания t Переход 1 t = 2 мм Переход 2 t = 1,5 мм 2. Подача s (по табл. 11) Переход 1 s = 0,2 мм/об Переход 2 s = 0,2 мм/об 3 .Скорость резания V V= CV K T • t x • Sy V m где: t – глубина резания; S – подача; Т – стойкость при одноинструментной обработке Т = 60 мин; Сv, – коэффициент (табл. 17) X, Y, m – показатели степени (табл. 17) Кv = Kmv ∙ Knv ∙ Kuv где Kmv – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки (табл. 1-4) 13 Кnv – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки (табл. 5) Кuv – коэффициент учитывающий материал инструмента (табл. 6) Кv = 0,8 · 0,9 · 2,7 = 1,944 Переход 1 V1 = 60 0,2 420 1,944 = 293 м/мин • 2 0,15 • 0,2 0,35 Переход 2 V2 = 60 0,2 420 1,944 = 467 м/мин • 1,5 0,15 • 0,2 0,2 4.Силу резания определяем по формуле: PZ = 10Cp • t x • S y • V n • K p где Ср – постоянная (табл. 22) x,y и n – показатели степени (табл. 22) Кр – поправочный коэффициент К р = К мр • К р • К р • К р • К rр где Кмр, Кφр, Кγр, Кλр, Кrр – коэффициенты учитывающие фактические условия резания (табл. 9, 10 и 23) К р = 2 • 1 • 1,05 • 1,2 • 1,3 = 3 ,2 Переход 1 Pz ,y ,x = 10 • 40 • 2 • 0,2 0 ,75 • 293 0 • 3,2 = 765 Н Переход 2 Pz ,y ,x = 10 • 40 • 1,5 • 0,2 0 ,75 • 467 0 • 3,2 = 574 Н 5.Мощность резания определяется по формул Р Z V N 1020  60 Переход 1 N= 765 • 293 = 3,6 кВт 1020 • 60 Переход 2 14 N= 574 • 467 = 4 ,3 кВт 1020 • 60 6. Частота вращения n= Переход 1 1000V , D 1000 • 293 = 622 об / мин 3 ,14 • 150 Принимаем n = 500 об / мин n= Переход 2 1000 • 467 = 991об / мин 3 ,14 • 150 Принимаем n = 800 об / мин n= 2.4.2 060 Фрезерная Станок: вертикально-фрезерный ВМ –130Н Мощность электродвигателя – 7,5 кВт Размер рабочей поверхности стола: 320×1250 Наибольший угол поворота шпиндельной головки, ±45 Частота вращения шпинделя – 31,5 – 1600 об/мин Число скоростей шпинделя – 18 Предельная подача: Продольная и поперечная: 25 – 1250 мм/мин Вертикальная: 8,3 – 416,6 мм/мин Содержание операции: Установить и снять деталь 1. Фрезеровать паз выдерживая размеры В=9,3+0,1 мм, t = 29 мм Приспособление – специальное Режущий инструмент – фреза дисковая трехсторонняя D = 160, В = 9,3, d(H ) = 32, z = 12) 1.Длина обработки l = 29 мм, с учётом врезания и перебега L = 29 + 13 = 42 мм 2.Глубина резания t =29 мм 3.Подача S – выбираем по таблице 37 S = 1,2 ÷ 2,7 мм/об, принимаем S = 2,5 мм/об Sz = S 2 ,5 = = 0 ,2 мм / зуб z 12 15 4.Скорость резания определяется по формуле: CV D q V= m x K T • t • Szy • B и • Z p V где: Сv ,q ,x ,y ,и ,p ,m ,Кv – коэффициенты (табл. 39); Т – период стойкости (табл. 40); Sz – подача; В – ширина фрезерования; Z – число зубьев К v = К мv • К пv • К иv , где: Kmv – коэффициент учитывающий влияние материала заготовки (табл. 1-4) Кnv – коэффициент учитывающий состояние поверхности заготовки (табл. 5) Кuv – коэффициент учитывающий материал инструмента (табл.6) К v = 0,8 • 0,9 • 2,7 = 1,944 V= 150 0 ,2 259 • 160 0 ,25 1,944 = 206 м / мин • 29 0 ,3 • 0 ,2 0 ,2 • 9 ,3 0 ,1 • 12 0 ,1 5.Сила резания определяется по формуле: 10C p t x Szy B n Z Pz = K MP Dq nw где: Ср, x, y, n, q, w, KMP – коэффициенты (табл. 41 и 10) 10  22 ,6  29 0 ,86  0 ,2 0 ,72  9,31  12 Pz  1,5  1822 Н 160 0 ,86  400 0 6.Мощность резания определяется по форме: Nz = Nz = Pzv , 1020 • 60 1822 • 206 = 6 ,13 кВт 1020 • 60 7.Частота вращения определяется по формуле n= 1000V , πD 16 n= 1000 • 206 = 410 об / мин 3 ,14 • 160 Принимаем по паспорту станка n = 400 об/мин 8.Минутная подача sm = sz zn = 0,2 • 12 • 500 = 1200 мм / мин Остальные режимы резания определяем табличным методом и вносим в таблицу 17 2.5 Расчет технических норм времени 025 Токарная 1. Основное технологическое время обработки L То = i, ns Переход 1 78 То = 1 = 0 ,6 мин 622 • 0 ,2 Переход 2 68 То = 1 = 0 ,34 мин 991 • 0 ,2 2. Вспомогательное время а) Вспомогательное время на установку табл. 47 tуст = 0,17 мин б) Вспомогательное время связанное с переходом Переход 1. При поперечном точении табл. 48 tпер = 0,23 мин Переход 2. При продольном точении табл. 48 tпер = 0,19 мин в) Вспомогательное время связанное с переходом на приемы не вошедшие в комплексы tпер' табл. 49 Переход 1. После растачивания предыдущей детали, необходимо изменить частоту вращения 0,08 мин, подачу 0,07 мин, повернуть резцовую головку 0,07 мин Переход 2. Число оборотов и подача остаются теми же, необходимо изменить частоту вращения 0,08 мин, подачу 0,07 мин, повернуть резцовую головку 0,07 мин г) Вспомогательное время на измерение tизм табл. 53 Периодичность контроля определяется по табл. 52, коэффициент периодичности равен 0,9 t изм = ( 0,13 + 0,16 )0,9 = 0,261мин Вспомогательное время на операцию Тв = ( tуст + Σ tпер + Σ tпер' + Σ tизм )Кtв = ( 0,17 + 0,42 + + 0,29 + 0,261 )0,87 = 0,99 мин Поправочный коэффициент Кtв = 0,87 табл. 54 3. Время на обслуживание рабочего места а 4 Т обс = (Т о + Т в ) обс = ( 0 ,94 + 0 ,99 ) = 0 ,08 мин 100 100 аобс – время на обслуживание рабочего места в процентах от оперативного времени (табл. 50) 4. Время перерывов на отдых и личные надобности а 4 Т отл = (Т о + Т в ) отл = ( 0 ,94 + 0 ,99 ) = 0 ,08 мин 100 100 аотл – время перерывов на отдых и личные надобности в процентах (табл. 50) 4. Штучное время 18 Т шт = Т о + Т в + Т обс + Т отл = 0,94 + 0,99 + 0,08 + 0,08 = 2,09мин 5. Подготовительно – заключительное время Т п .з = 17 +10 = 27 мин 035 Фрезерная 1. Основное технологическое время То = То = L i, sм 42 • 3 = 0 ,12 мин 984 2. Вспомогательное время а) Вспомогательное время на установку и снятие детали tуст = 0,19мин (табл. 72) б) Вспомогательное время связанное с переходом табл. 84, tпер = 0,18 мин в) Вспомогательное время на приемы не вошедшие в комплекс табл. 84, ' tпер = 0 г) Вспомогательное время на измерение tизм табл. 52 табл. 53. По таблице 52 определяем периодичность контрольных измерений равен 0,3. Время измерение tизм = 0,1 мин (табл. 53) д) Поправочный коэффициент Кtв = 0,87 (табл. 54) Т в = ( tуст + Σ tпер + Σ tпер' + tизм ) Кtв = ( 0,19 + 0,18 + 0,03 )0,87 = 0,348 мин = 3. Время на обслуживание рабочего места а обс и время перерывов на отдых и личные надобности аотл определяется в процентах от оперативного времени аобс = 3,5%, аотл = 4% 4. Штучное время а + аотл 3 ,5 + 4 Т шт = (Т о + Т в )(1 + обс ) = ( 0 ,12 + 0 ,0348 )(1 + ) = 2 ,12 мин 100 100 5. Подготовительно-заключительное время (табл. 85) Тп.з = 10 + 11 = 21мин Нормы времени на остальные операции определяем табличным методом и вносим в таблицу 19 Таблица – Нормы времени Номер и наименование операций и переходов 005 Заготовительная А. Установить деталь 1. Отрезать заготовку выдерживая размер 84±1 мм 030 Токарная А. Установить деталь 1.Подрезать торец, выдерживая размер 80-0,74 мм 2.Точить поверхность выдерживая размер147-0,25 3. Сверлить отверстие Ø20+0,62 мм 4. Сверлить отверстие Ø40+0,62 мм 5.Расточить отверстие, выдерживая размер Ø46+0,1 мм. 5. Расточить отверстие, выдерживая размер Ø120+0,035 мм. 7.Расточить фаску 0,645 мм 045 Токарная А. Установить деталь 1.Обточить поверхность выдерживая размер Ø139,5 мм 050 Токарная А. Установить деталь 1.Расточить отверстие выдерживая размеры 65+0,4 мм и Ø58+0,2 мм 055 Токарная А. Установить деталь 1. Подрезать торец, выдерживая размер 59±1мм 2. Расточить отверстие Ø123,5 То Твсп Тобс Тотд Тшт Тп.э. Тштк 0,1 0,77 0,03 0,03 0,93 23 0,99 5,94 2,61 0,13 0,13 9,4 22 7,46 4,2 0,65 0,2 0,2 5,25 23 5,31 1,36 0,75 0,08 0,08 2,27 23 2,33 2,41 0,8 0,12 0,12 3,45 27 3,52 20 Продолжение таблицы 14 060 Фрезерная А. Установить деталь 1. Фрезеровать паз, выдерживая размеры 10+1 и 10+0,36 0,16 070 Шлифовальная А. Установить деталь 1. Шлифовать паз, выдерживая 0,05 размеры 30±0,26 мм, 40°±1° и 10+0,09+0,07 мм 075 Токарная А. Установить деталь 1. Подрезать торец, выдерживая размер 56,28±0,05 мм 0,29 2. Расточить, выдерживая размеры Ø125,56 мм и 6,49±0,05 мм 080 Токарная А. Установить деталь 1. Расточить отверстие, 0,7 выдерживая размер Ø60+0,74 мм 0,04 0,02 0,02 0,24 17 0,28 0,02 0,003 0,003 0,076 16 0,12 0,05 0,02 0,02 0,38 23 0,44 0,6 0,05 0,05 1,4 23 1,46 21 1. ГОСТ 21.495-76. Базирование и базы в машиностроении. 2. Курсовое проектирование по предмету “Технология машиностроения”/ Добрыднев И.С. – М.: Машиностроение, 1985. 3. Курсовое проектирование по технологии машиностроения /Под. ред. Горбацевича А.Ф. – Минск: Высшая школа, 1983. 4. Методическое пособие для учащихся техникумов. Выбор заготовок и программированный расчет припусков на микрокалькуляторе Б334. – 1985. 5. Проектирование станочных приспособлений / Белоусов А.П. – М.: Высшая 1980. 6. Проектирование технологических процессов в машиностроении / Руденко Н.А. – К.: Высшая школа, 1985. 7. Режимы резания металлов. Справочник /Под ред. Барановского Ю.В. – М.: Машиностроение, 1972. 8. Справочник конструктора–машиностроителя – / Анурьев В.И. – М.: Машиностроение, 1980. 9. Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения / Гельфгат Ю.И. – М.: Высшая школа, 1986. 10. Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т.2./Под. ред. Косиловой А.Г. и Мещерякова Р.К. – М.: Машиностроение, 1985. 11. Сборник задач по техническому нормированию в машиностроении / Стародубцева В.С. – М.: Машиностроение, 1974. 12. Точность обработки заготовки и припуски в машиностроении / Косилова А.Г. – М.: 1976. 13. Статочные приспособления. Под ред. Вардашкина Б.Н. и другие. Москва: Машиностроение, 1984 14. Расчет режимов резания при точении. В.Н. Байкалова, A.M. Колокатов, И.Д. Малинина. Москва – 2000 15. Кучеров А.О. Проектирование кулачковых самоцентрирующих патронов 22