Разработка технологического процесса изготовления детали

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный технический университет»

Камышинский технологический институт (филиал)

Волгоградского государственного технического университета.

 

 

Кафедра «Технология машиностроения»

 

 

 

Курсовая работа

по учебной дисциплине «Основы технологии машиностроения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                              Выполнил:

                                                                           Девляшов Владислав 

                                                                      студент группы КТМ 091

 

                                                                                            Проверил:

                                                                                  Виноградов В. В.

 

 

Камышин 2012

Содержание

 

 

            Введение                                                                                                                 3

1. Исходные данные                                                                                        4
2. Определение типа производства                                                                5
3. Разработка технологического процесса изготовления детали                7
1. Служебное назначение и конструктивные особенности гайки              7
2. Анализ технологичности конструкции гайки                                          9
3. Выбор и основание метода получения заготовки гайки                        11
4. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки                      12
5. Выбор методов обработки поверхности гайки                                       12
6. Предварительная разработка маршрутного технологического процесса изготовления гайки                                                                                    14
7. Расчет припусков                                                                                       20
8. Расчет режимов резания обработки поверхности гайки                        25
9. Нормирование операций технологического процесса                           34
4. Расчет суммарной погрешности                                                               36

           Заключение                                                                                                            40

           Приложения                                                                                                           41

 

 

 

 

 

Введение.

 

       В этой  курсовой работе я должен разработать  технологический процесс изготовления  детали, а это является многовариантной  задачей. Что бы выполнить курсовую  работу нужно применить все  знания, полученные ранее, умение  пользоваться справочной литературой  и нормативными документами. В  основу разработки технологических  процессов положены два принципа: технический и экономический. В  соответствии с техническим принципом  проектируемый технологический  процесс должен полностью обеспечивать  выполнение всех требований рабочего  чертежа и технических условий  на изготовление заданного изделия. В соответствии с экономическим  принципом изготовление изделия  должно вестись с минимальными  затратами  труда и издержками  производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Исходные данные для разработки  курсового проекта

В данном курсовом проекте рассматривается деталь гайка, входящая в состав гидравлического ударного механизма, предназначенного для ликвидации прихватов бурильного инструмента в скважинах единичными ударами, чертеж детали приведен в приложение 1.

Годовая программа выпуска 815 штук/год

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Определение типа производства

Для определения типа производства воспользуемся таблицей 1. Это предварительное и приближенное определение типа производства.

Таблица 1. Зависимость типа производства от годовой программы выпуска

Масса детали, кг	Количество обрабатываемых в год деталей одного наименования и типоразмера
	единичное	мелкосерийное	среднесерийное	крупносерийное	массовое
< 1	< 100	100 – 2000	1500 – 100000	75000 – 200000	>200000
1 – 2.5	< 100	100 – 1000	1000 – 50000	50000 – 100000	>100000
2.5 – 5	< 100	100 – 500	500 – 35000	35000 – 75000	>75000
5 – 10	< 10	10 – 300	300 – 25000	25000 – 50000	>50000
10 - 30	< 10	10 – 200	200 – 10000	10000 – 25000	>25000
> 30	< 5	5 -100	100 - 300	300 - 1000	>1000

 

Масса детали равна 1.5 кг, годовая программа 815 штук/год, следовательно, производство относится к мелкосерийному типу.

Рассчитаем коэффициент закрепления операций, его проводят в следующем порядке:

1. Для каждой операции разработанного технологического процесса вычисляем условное число операций, приходящихся на одно рабочее место:

 

где - нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями, - фактический коэффициент загрузки данной операции:

 

где - действительный годовой фонд времени работы оборудования, - коэффициент выполнения норм, годовая программа выпуска детали, – штучно-калькуляционное время на операцию, тогда:

 

тогда:

 186

28.67

227

174

76.9

2. Рассчитаем коэффициент закрепления операций:

 

 

В результате расчета технологического нормирования, мы рассчитали коэффициент закрепления операций . На основе полученного значения (1<<10) мы пришли к выводу о том, что производство является крупносерийным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Разработка технологического процесса  изготовления детали

3.1 Служебное назначение и конструктивные особенности гайки

Рисунок 1. Эскиз гайки

Данная деталь представляет собой ступенчатую гайку, предназначенный для закрепления гидравлического поршня на хромированном штоке, по средствам поджатия торцовой поверхности и резьбового крепления гайки. Материал гайки сталь 40Х2МА.

Рабочий чертеж детали приведен в приложение 1. На рисунке 1 представлен эскиз гайки.

 

Описание поверхностей:

1, 2 – Торцы, имеющие шероховатость Ra = 2.5, длина гайки по 14 квалитету;

3 - Коническая поверхность, является основной вспомогательной конструкторской базой. Поверхность гайки на данном участке имеет шероховатость Ra = 6,3;

4 - Цилиндрическая поверхность, свободная поверхность. Выполняется в 14 квалитете и шероховатостью Ra = 2.5;

5 - Проточки, необходимы для завинчивания гайки, являются вспомогательными конструкторскими базами. Выполняется в 14 квалитете и шероховатостью Ra = 6.3;

6 - Проточки, предназначены для установки внутренних компрессионных колец, являются вспомогательными конструкторскими базами. Выполняются в 7 квалитете и шероховатостью Ra = 2.5;

7 - Проточка радиусная, предназначены для установки резиновой прокладки, являются вспомогательными конструкторскими базами. Компрессионные кольца и резиновая прокладка предотвращают протекание машинного масла под высоким давлением;

8 - Резьбовая поверхность, предназначены для установки гайки на штоке, является основной конструкторской базой. Выполняется в 7 квалитете, резьба гайки трапецеидальная;

9 – Цилиндрическая поверхность, вспомогательной конструкционной базой, для исключения большого зазора между штоком и гайкой выполняется в 9 квалитете. Выполняется в 9 квалитете и шероховатостью Ra = 2.5;

10 - Цилиндрическая поверхность, свободная поверхность, выполняется в 11 квалитете, и шероховатость Ra = 3.2.

Для изготовления гайки используют сталь 40Х2МА

Таблица 2. Механические свойства стали 40Х2МА после термообработки

, МПа	, МПа	,%	Ψ,%	кДж/	НRC
Не менее					Не более
80	> 981	12	50	490	32 - 36

 

Свойства детали характеризуются различными параметрами: геометрическими, прочностными, параметрами надежности, параметрами шероховатости поверхностей и другие.

Под геометрическими параметрами в технологии машиностроения обычно понимают значения таких физических величин как длина, ширина, высота, диаметр, расстояние между элементами детали, также относят допуски формы, размеров, расположения поверхностей и другие.

Шероховатость поверхности зависит от назначения детали, а так же от квалитета точности. Наименьшую шероховатость имеют наиболее точные  поверхности. Так же высокие требования устанавливают для соосных деталей. Высокие требования взаимного расположения осей рассматриваемых поверхностей обеспечивают качественное навинчивание гайки на шток.

Радиальное биение (0.025 и 0.06 мм) обусловлено тем, что данная гайка устанавливается с натягом и необходимо повысить долговечность работы, гарантировать должное крепление.

Улучшение до твердости НRC = 32 - 36 необходимо для уменьшения внутренних напряжений, а так же повышения износостойкости гайки.

Шероховатость остальных поверхностей Ra = 2.5 мкм, и точность их размеров по 14 – му квалитету объясняется тем, данные поверхности не являются рабочими или базирующими.

 

3.2 Анализ технологичности конструкции гайки

Анализируем пять признаков технологичности конструкции: обрабатываемость материала детали резанием, рациональность формы и расположения обрабатываемых поверхностей, возможность использования при обработке поверхностей режущих и мерительных инструментов стандартных размеров, соответствие намеченной конструктором шероховатости обрабатываемых поверхностей, точность их размеров и расположение.

Используем условную методику расчета показателей:

1. Расчет показателя обрабатываемости Кто

По всем переходам операций механической обработки подсчитывается основное технологическое время.

Кто=(Кмvт ×SТот+Кмvс×SТос+Кмvф×SТоф+Кмvш×SТош)/SТо

Здесь Кмvт , Кмvс , Кмvф ,Кмvш - поправочные коэффициенты к скорости резания для токарной, сверлильной, фрезерной и шлифовальной обработки;

 SТот, SТос, SТоф, SТош - суммарное по виду обработки основное технологическое время;

SТо - сумма основного технологического времени по всем переходам всех анализируемых операций, тогда:

 

 

2. Ктф – показатель рациональности формы

Признак 1. Сокращение площади механической обработки

Деталь считаем технологичной, так как площадь механической обработки сокращена на поверхности 4,  поверхность не принимающая участие в работе не обрабатываются с высокой точностью.

Признак 2. Открытость обрабатываемых плоскостей 

Оценка не производится.

Признак 3. Обрабатываемые поверхности лежат в одной плоскости

Деталь считаем технологичной, так как большинство обрабатываемых поверхностей, таких как 6, 7 лежат в одной плоскости.

Признак 4. При обработке системы отверстий наиболее точное – сквозное

В данном случае деталь считаем технологичной, так как отверстие меньшим диаметром (для резьбы) выполняется более точным.

Признак 5. Шлицевые отверстия – сквозное

Оценка не производится

Признак 6. Нет обрабатываемых выточек

В конструкции гайки присутствуют обрабатываемые выточки, по данному параметру деталь нетехнологична.

Признак 7. Возможность нормального врезания и  выхода инструмента

Деталь считаем технологичной, так как на поверхности 8 допускается нормальный выход инструмента после нарезания резьбы.

Признак 8. Нет глухих резьбовых отверстий с резьбой на всю глубину отверстия

Оценка не производится

Признак 9. Нет отверстий с наклонным положением осей

Оценка не производится

Признак 10. Нет поверхностей сложной геометрической формы

Деталь технологична, так как нет поверхностей сложной геометрической формы

В детали нетехнологичным оказалось присутствие обрабатываемых выточек (-0.3 балла)

Отсюда коэффициент Ктф = 0 - 0.3 + 1 = 0.7.

 

3. Ктб – показатель наличия удобных базовых поверхностей

В качестве основной базы используется поверхность 8 (1 балл) и вспомогательные 3, 5, 6, 7 (0.85 балла), тогда:

Ктб = (1·1 + 0.85·4)/10 = 0.44

 

4. Ктс – показатель использования стандартного инструмента