Лекции по "Метрологии"

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ:

 

Разработать технологический процесс изготовления детали «Стакан сальника».

Годовая программа выпуска N = ----- шт.

Материал: сталь 3 ГОСТ 535-88.

Масса детали q = 0,16 кг.

Последовательность выполнения курсового проекта:

• Выполнить обзор литературы;
• Исходя из назначения, произвести анализ конструкции и технологичности детали;
• Выбрать и обосновать заготовку;
• Определить тип и такт производства, загрузку оборудования, количество деталей в партии;
• Составить маршрутный техпроцесс изготовления (предварительная техдокументация);
• Рассчитать укрупненные нормы времени;
• Выбрать и обосновать оборудование (металлорежущие станки и инструменты, вспомогательное приспособление, средства измерения);
• На 2-х поверхностях детали назначить табличные припуски;
• Рассчитать аналитическим методом режимы резания для  2-х операций.
• Рассчитать подробно нормы времени для 2-х операций;
• Выполнить чертежи детали и заготовки (формат А3);
• На формате А1 привести операционные эскизы для 4-х операций согласно требований ЕСКД и ЕСТД;
• Разработать технологическую документацию, т.е. маршрутную и операционную карту согласно требованиям ЕСТД.

 

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ЗАГОТОВКИ:

Метод выполнения заготовок для деталей машин определяется назначением и конструкцией детали, материалом, техническими требованиями, масштабом и серийностью выпуска, а также экономичностью изготовления. Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, наметить припуски на обработку каждой поверхности, рассчитать размеры и указать допуски на неточность изготовления.

Для рационального выбора заготовки необходимо одновременно учитывать все вышеперечисленные исходные данные, так как ними существует тесная взаимосвязь. Окончательное решение можно принять только после экономического комплексного расчета себестоимости заготовки и механической обработки в целом.

Экономическое обоснование выбора заготовки:

Сначала рассчитаем стоимость заготовки из проката (рисунок 2).

Масса заготовки из проката Q = 0,22 кг. КИМ достаточно высокий – около 0,77.

Рисунок 2 – Прокат

 

Себестоимость заготовки из проката:

, руб.,

где М – затраты на материал заготовки, руб.,

руб.,

где Q = 0,22 кг – масса заготовки;

q = 0,16 кг – масса готовой детали;

SОТХ = 25 руб. – стоимость 1 т стальной стружки; 

S = 0,15 руб. – цена за 1 кг стали 35 (по прейскуранту 1981 г.)

– технологическая себестоимость операций правки, калибровки прутков, разрезки их на штучные заготовки,

руб.,

где Сп.з. – приведенные затраты на рабочем месте, коп./ч,

Сп.з. = 121 коп./ч;

Тшт(ш-к) – штучное и штучно-калькуляционное время выполнения заготовительной операции (правки, калибровки, резки и др.),

Тшт(ш-к) = φк · То = 1,98 · 0,194 = 0,39 мин,

где φк = 1,98 – при серийном производстве;

То = 0,19 · D2 = 0,19 · 502 = 0,475 мин – основное время отрезания заготовки;

Получим: 

руб.

 

Теперь рассчитаем стоимость отливки (рисунок 3).

Точность отливок в песчаные (земляные) формы и припуски на обработку регламентированы для стальных деталей ГОСТ 2009-55.

Рисунок 3 – Отливка

 

При выборе литой заготовки в первую очередь следует определить класс точности в зависимости от масштаба производства и способа получения отливки, который обуславливается характером технологической оснастки литейного цеха и механизацией процессов изготовления и сборки форм и стержней. При годовой программе выпуска от 1000 до 10000 изделий рекомендуется 2-й класс точности отливок, используемая оснастка – металлические модели и стержневые ящики и машинное изготовление форм и стержней. Применение встряхивающих машин ускоряет набивку по сравнению с ручной в 15, а прессование – в 20 раз (!).

Следует учитывать, что основным фактором, определяющим выбор класса точности отливок, является себестоимость, которая при выборе отливки более высокого класса точности должна быть скомпенсирована снижением металлоемкости и стоимости механической обработки.

Стоимость заготовки, получаемой литьем в обычные земляные формы можно определить по формуле:

, руб.

где C1 = 150 руб. – базовая стоимость 1 т стали 20 (по прейскуранту 1981 г.);

SОТХ = 25 руб. – стоимость 1 т стальной стружки; 

kТ = 1,05 – коэффициент класса точности при 2-м классе;

kC = 0,83 – коэффициент 2-й группы сложности отливки;

kB = 1,07 – коэффициент веса заготовки при весе заготовки до 0,5 кг;

kМ = 1,22 – коэффициент марки материала для углеродистой стали;

kП = 1,2 – коэффициент объема производства;

Q = 0,19 кг – масса заготовки;

q = 0,16 кг – масса готовой детали.

Получим: 

 руб.

ВЫВОД: Стоимость отливки получается больше из-за большой стоимости литейной оснастки. Поэтому для нашей детали экономически оправданным является использование проката в качестве заготовки.

 

МАРШРУТНО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

 

№	Операция	Оборудование	Оснастка
005	Контрольная
010	Получить заготовки  из склада
015	Транспортировочная
020	Токарная	1К62	3-х кулачковый патрон, поводковый  центр
025	Токарная	1К62	3-х кулачковый патрон, поводковый  центр
030	Токарная	1К62	3-х кулачковый патрон, поводковый  центр
040	Контрольная
045	Токарная	1К62	3-х кулачковый патрон
050	Контрольная

 

 

 

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ

 

1. Токарно-винторезная

Оборудование: токарно-винторезный 1К62

Приспособление: 3-х кулачковый патрон

 Подрезать торец в размер 35мм

Инструмент: резец проходной отогнутый, Т15К6, главный угол в плане j=45о

ГОСТ 18880-71.

Диаметр обработки:  ø20

Глубина резания мм

Количество проходов i=1

Подача s=0.5 мм/об

Скорость резания определяем: , где    (14)

коэффициент, учитывающий влияние материала :  (15)

коэффициент, учитывающий влияние физико-механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания , где  для стали  Кr=0.8, nv=1. (16) Подставляем =0.56        (17)

коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания Кпv=1; коэффициент, учитывающий влияние материала инструмента Киv=1; Кv=1·0.9·1=0.9. Коэффициенты m=0.2, x=0.15, y=0.35, Сv=350;

среднее значение стойкости инструмента T=45 мин.

Вычисляем скорость резания: м/мин.

Определяем частоту вращения шпинделя

об/мин.

Принимаем частоту вращения шпинделя по паспорту n=1200 об/мин.

Тогда: м/мин.

     Определение сил резания

Тангенциальная сила резания определяется по формуле:

, где       (18)

постоянная Ср=300, коэффициенты x=1, y=0.75, n=-0.15.

Коэффициент

Подставляем полученные значения:

Н.

Определяем мощность резания: кВт.   (19)     Расчетная мощность резания меньше мощности станка (10 кВт). Т.е. условие по мощности выполняется.

  

  2. Расточить ø18 на длину L=1.5мм

Измерительный инструмент: штангенциркуль ШЦ I-0.1-125 ГОСТ 166-89

Режущий инструмент: расточной державочный упорный Т15К6, угол в плане j=45о

Диаметр:  ø15

Глубина резания t = 1.5 мм

Количество проходов i=1

Подача s=0.075 мм/об

Скорость резания: , где

коэффициент .

коэффициенты m=0.2, x=0.15, y=0.2, Сv=420;

среднее значение стойкости инструмента T=45 мин.

Вычисляем скорость резания для наружного точения:

 м/мин.

Скорость резания для растачивания равна скорости резания для обтачивания с введением поправочного коэффициента 0.9:  Vраст=0.9×155=139.5 м/мин

Определяем частоту вращения шпинделя

об/мин.

Принимаем частоту вращения шпинделя по паспорту n=1200 об/мин.

Тогда: м/мин.

     Определение  сил резания

Тангенциальная сила резания: , где

постоянная Ср=300, коэффициенты x=1, y=0.75, n=-0.15.

Коэффициент

Подставляем полученные значения:

Н.

Определяем мощность резания:

 кВт.

     Расчетная  мощность резания меньше мощности  станка (10 кВт). Т.о. условие по мощности  выполняется.

 

 

 

 

 

ВЫБОР И ОБОСНОВАНЕ ЧЕРНОВЫХ И ЧИСТОВЫХУСТАНОВОЧНЫХТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ

 

Черновыми базами на для обработки данной детали будет наружная цилиндрическая поверхность проката 1. На этой операции обрабатываются чистовые технологические установочные базы, которыми будут являться фаски и наружная цилиндрическая поверхность ø12f7

При сверлении отверстия  базами будет служить нар. наружная цилиндрическая поверхность 1и торец 4цанговый зажим.

Растачивание отв. 2 базами будет служить нар. цилиндрическая поверхность 1 и торец 4.

 

Рис. Обозначения баз

 

 

 

 

 

 

 

 

РАСЧЕТ ПРИПУСКОВ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ОБРАБОТКИ

     Рассчитаем припуск  на обработку  ø12f7 , Rа2.5, L=31мм.

     Заготовка представляет прокат. Материал заготовки - сталь 3 ГОСТ 535-88.

     Записываем технологический  маршрут обработки отверстия в расчетную таблицу. Туда же  записываем соответствующие заготовке и каждому технологическому переходу значения элементов припуска.

										Таблица
Технологические переходы обработки отверстия	Элементы припуска, мкм				Расчетный припуск 2Zmin, мкм	Расчетный диаметр dp, мм	Допуск δ, мкм	Предель-ный размер, мм		Предельные значения припусков, мкм
ø12f7	Высота микронеровностей Ra(i)	Глубина дефектного слоя          Ta(i)	Погрешность формы ri-1	Погрешность установки ei-1				dmax	dmin	2Zmax	2Zmin
Заготовительная	40	200	45	-	-	11.493	200	11.49	11.35	-	-
Черновое точение	25	50	3	100	349	11.842	110	11.84	11.73	440	350
Чистовое точение	6,3	25	2	50	125	11.967	50	11.96	11.91	180	120
Притирка	1,6	5	1	0	33	12	10	12	11.99	80	40
ИТОГО:										700	510